农业产业集聚对农业绿色全要素生产率的影响*——基于空间溢出效应视角

银西阳，贾小娟，李冬梅※

（1.四川农业大学管理学院，成都 611130；2.遂宁市船山区农村建设技术保障中心，四川 遂宁 629000）

0 引言

农业是国民经济的命脉，关系社会稳定和国家安全。改革开放以来，随着农业经济与科技的迅猛发展，农药、化肥等化学投入品的大量使用，大大提升了中国农业的产出水平。2019年中国粮食生产实现“十六连增”，粮食产量高达6.638亿吨，人均约474公斤，远超人均400公斤的粮食安全线标准[1]。虽然高投入、高消耗、高产出的粗放型农业发展模式推动中国农业迅速发展，但其很大程度上是通过牺牲生态环境和人民健康取得的，是传统的、不可持续的农业发展方式[2]。当前，中国农业消费需求已由对“量”的需求转变为对“质”的需求，要求农业必须转变传统发展模式，探寻集约化、绿色化的生产方式，在追求农业生产高效率的同时，兼顾好农业生态环境，农业绿色全要素生产率的提升由此成为现代农业可持续发展的重要路径选择[3]。因此，全面探索农业绿色全要素生产率的影响因素，深入剖析其影响机制，对转变中国农业发展方式，推进农业绿色化、现代化发展具有重要现实意义。

农业绿色全要素生产率的特征主要体现在对环境污染因素的考虑上，其在传统农业全要素生产率测算中把环境污染作为非期望产出或要素投入，以将绿色要素纳入对农业发展绩效的客观评价[4]。从现有研究来看，科技进步与环境规制是农业绿色全要素生产率最为直接的两个影响因素，不少学者从这两个视角展开了大量研究。科技进步视角的部分研究发现，农业科技进步可以显著影响农业碳排放的数量、效率、结构和强度[5,6]，一定程度上能抑制农业碳排放，提升农业绿色全要素生产率[7]。具体而言，农业科技进步不仅能有效提升农业能源要素的使用效率，控制农业能源增长[8]，还能通过学习效应降低碳减排的成本，增加碳减排行为，从而抑制农业碳排放的增长[9]，促进农业绿色全要素生产率的提升。也有研究认为虽然农业技术进步通过技术效应能减少碳排放，但其也可能通过规模效应增加碳排放[10,11]，因而其对农业绿色全要素生产率的影响具有不确定性。环境规制视角的部分研究认为，短期内环境规制会增加农业环境治理成本，挤占农业其他成本支出，进而会抑制农业绿色全要素生产率[12]。但长期来看，环境规制通过推动新技术的采用能优化资源配置、减少污染排放、提升产品附加值，使农业生产者获取超额利润以抵消环境治理成本导致的负面效应，进而促进农业绿色全要素生产率的提升[13]。此外，还有部分学者研究发现要素市场[14]、生产性服务[15]、信息化[16]等因素对农业绿色全要素生产率也有不同程度的影响。

梳理现有文献发现，关于农业绿色全要素生产率影响因素的研究已较为丰富，研究机制也相对成熟，对该文研究具有重要的借鉴参考作用。但当前还鲜有学者关注到农业产业集聚与农业绿色全要素生产率的关联，仅有薛蕾[17]等个别学者基于农业绿色全要素生产率视角尝试分析了农业产业集聚对农业绿色发展的影响。总的来说，现有关于农业产业集聚对农业绿色全要素生产率影响的相关研究大多还停留在理论层面，基于经验证据的实证检验还相对缺乏，难以深入剖析农业产业集聚对农业绿色全要素生产率的具体影响。随着我国农业现代化进程的不断推进，农业产业集聚和农业绿色化发展已成为重要趋势，进一步明确农业产业集聚与农业绿色全要素生产率之间的关系具有重要意义。因此，文章在厘清农业产业集聚对绿色全要素生产率的影响机制的基础上，利用1998—2018年中国的省域农业发展数据，将空间因素纳入实证研究框架，构建空间计量模型分析农业产业集聚对绿色全要素生产率的影响，能进一步充实相关研究资料，弥补现有研究的不足，为提升农业绿色全要素生产率的生产实践提供参考借鉴。

1 理论分析与研究假设

农业是人类利用生物体的生理机能与水、土等自然资源，通过劳动和经济投入来利用生物生长规律，以获取农产品的产业[18]。因而农业生产不仅依赖于自然环境，还受到经济社会条件的影响。整体来看，中国幅员辽阔，不同地区在自然和社会区位条件上具有明显差异，导致农业生产也存在明显的区域性。但从区域视角看，相邻地区的自然和经济社会条件较为相似，农业生产的条件、品种、方式等也较为趋同，且随着现代交通、通讯等的飞速发展，相邻地区之间的农业生产联系日益紧密，使区域内农业产业集聚和农业绿色生产具有空间溢出效应。

农业产业集聚对农业绿色全要素生产率的正向影响主要通过规模经济效应、知识溢出效应和竞争效应来实现。（1）规模经济效应。农业产业集聚能优化资源配置效率，推动农业生产要素资源共享，提升劳动专业化分工与协作水平，降低农业生产成本和交易成本，促进农业生产扩大规模，进而产生规模经济效应[19]。而农业规模经济效应可以节约污染治理成本、优化要素配置、提高资源利用效率，从而推动农业绿色全要素生产率的提升。（2）知识溢出效应。研究表明，农业产业集聚能够促进农业知识和技术的空间溢出[20]，增加农业经营主体间交流、学习的机会，有助于先进农业生产管理经验与技术的扩散传播，促进农业绿色知识与技术的融合创新，提升农业绿色发展水平。（3）竞争效应。农业产业集聚使得市场竞争环境更加激烈，竞争机制会倒逼农业经营主体不断改进自身农业生产技术[21]，通过绿色生产以提高农产品品质和市场竞争力，推动农业绿色全要素生产率提升。

然而，农业产业集聚对农业绿色全要素生产率的影响并不总是有利的，农业产业集聚也可能产生负外部性。一方面，一定区域内的农业发展空间与资源是有限的，伴随农业产业集聚，区域内农业生产规模逐渐扩大，农药、化肥等要素投入也不断增加，导致地区农业生态环境压力增加，产生拥挤效应，对本地区农业绿色全要素生产率的提升具有抑制作用[22]。另一方面，农业产业在某一区域内聚集，会吸引周边地区的农业生产资源向该区域聚集，产生虹吸效应，不利于周边地区农业绿色全要素生产率的提升。此外，农业产业集聚还具有禁锢效应，即由于农业产业前期土地、农业机械、基础设施等投入较大，部分生产效率低和效益较低的农业经营主体难以轻易退出农业生产经营，只能持续低效率地消耗农业生产资源以维持农业生产，从而阻碍农业产业集聚区绿色全要素生产率的提升[23]。因此，农业产业集聚对农业绿色全要素生产率的影响具有不确定性，农业产业集聚既可能促进农业绿色全要素生产率的提升，也可能抑制农业绿色全要素生产率的增长。

综合上述分析，农业产业集聚和农业全要素生产效率在空间上都具有空间溢出效应，而农业产业集聚会影响农业绿色全要素生产效率的提升。因此，可以推测，农业产业集聚不仅对当地农业全要素生产效率产生影响，还会通过空间溢出效应对相邻地区的农业绿色全要素生产率产生影响。

基于以上理论分析，该文提出以下研究假设。

假设1：农业产业集聚在区域内存在空间自相关。

假设2：农业绿色全要素生产率在区域内存在空间自相关。

假设3：农业产业集聚对农业绿色全要素生产率的影响具有不确定性，即农业产业集聚对农业绿色全要素生产率的影响既可能为正，也可能为负。

假设4：农业产业集聚会通过空间溢出效应对农业绿色全要素生产率产生影响。

2 研究方法与数据来源

2.1 模型设定

（1）空间自相关检验模型。“地理学第一定律”认为所有事物都与其他事物相关联，但相近的事物相对于较远的事物关联性更强，若位置相近的区域具有相似的数据取值，则数据存在空间自相关[24]。检验农业产业集聚和农业绿色全要素生产率的空间相关性是进行空间计量分析的基础，该文采用全局莫兰指数(Global Moran′s I)进行检验。

全局莫兰指数可以揭示相邻地区农业产业集聚和农业绿色全要素生产率的相近程度，其计算方式为：

式（1）中，I为全局莫兰指数，其取值介于-1～1，大于0表示正自相关，即高值与高值相邻，低值与低值相邻；小于0表示负自相关，即高值与低值相邻；接近0表示空间分布是随机的，不存在空间自相关。莫兰指数绝对值越大，表明空间相关性越强。为样本方差，wij为空间权重矩阵的元素，xi为i地区的农业产业集聚度或农业绿色全要素生产率。

（2）空间计量模型。考虑到地理空间的关联性，该文将空间因素纳入分析模型，以更加全面地揭示农业产业集聚对农业绿色全要素生产率的影响。常见空间计量模型包括空间滞后、空间误差以及空间杜宾3种模型，其中空间杜宾模型能同时考虑到因变量和自变量的空间滞后性，然而具体采用哪种空间计量模型，要基于LR与Wald检验的结果决定。因此，该文构建一般空间计量模型为：

式（2）中，i和t分别表示地区和年份，Wij为邻接（0～1）空间权重矩阵，ρ为空间自相关系数，β、γ为回归系数，θ为滞后项系数，μi表示空间固定效应，ϑt表示时间固定效应，εit为随机误差项，α为常数项；GTFP为农业绿色全要素生产率，LQ为农业产业集聚度，X表示财政支农、工业化、人力资本、城镇化、对外开放、自然灾害等控制变量。若ρ≠0、θ=0，则式（2）化简为空间滞后模型；若ρ=0、θ=0，则上式化简为空间误差模型。

2.2 变量选取

（1）被解释变量：农业绿色全要素生产率（GTFP）。该文采用SBM—GML模型进行测算，并将农业绿色全要素生产率指数累积化处理纳入空间计量模型。其中，农业投入产出变量选取如下：①期望产出：以农业生产总值表示。②非期望产出：以农业碳排放量表示，具体包括三个方面：一是农用物资投入即农药、化肥、灌溉、柴油、农膜等利用产生的碳排放，二是水稻种植过程中产生的CH4排放，三是土壤所引起的N2O排放，参考田云等[25]的做法，以1吨CH4、N2O相当于6.818 2t、81.272 7t碳进行折算汇总。③投入变量：主要包括土地、劳动力、农药、化肥、灌溉、农膜、机械以及役畜投入，其中以农作物播种面积衡量土地投入；参考叶初升等[26]的做法以农业产值占农林牧渔业产值的比例从第一产业从业人员分离出农业从业人员来表示劳动投入；以农药施用量表示农药投入；以农用化肥折纯量表示化肥投入；以有效灌溉面积表示灌溉投入；以农用塑料薄膜表示农膜投入；以农业机械总动力表示机械投入；以年末大牲畜头数表示役畜投入。

（2）核心解释变量：农业产业集聚（LQ）。该文采用区位熵进行测算，即用某地区农业产值与全国农业产值之比除以该省区生产总值与全国生产总值之比所得的商来表示。为进一步分析农业产业集聚与绿色全要素生产率的非线性关系，将农业产业集聚的平方值（LQ2）纳入模型。

（3）控制变量：除核心解释变量外，借鉴相关文献[27-29]，该文选取了以下6个控制变量：财政支农（Gov），以财政支农占其财政总支出的比重表示；工业化（Ind），以工业增加值占其地区生产总值的比重表示；人力资本（Edu），以人均受教育年限表示；城镇化（Urb），以城镇人口占其总人口的比重表示；对外开放（Ope），以各地进出口总额占其地区生产总值的比重表示，其中进出口总额按当年汇率折算成人民币；自然灾害（Nat），以受灾面积占其农作物播种总面积的比重表示。各变量描述统计见表1。

表1 变量描述统计

2.3 数据来源

由于西藏、台湾、香港、澳门地区数据缺失严重，该文选取中国其余30个省（市、自治区）的相关农业指标数据进行研究。同时，根据数据可操性与可获性原则，该文数据的时间跨度为1998—2018年。数据主要来源于1999—2019年的《中国统计年鉴》《中国农村统计年鉴》《中国农业统计资料》《中国农业年鉴》以及各省市统计年鉴。其中针对个别缺失数据，通过移动平均法进行补充。

3 结果与分析

3.1 空间自相关检验

表2为中国农业产业集聚和农业绿色全要素生产率的全局莫兰指数情况。从农业产业集聚的全局Moran′s I检验来看，除2000年、2001年和2006年未通过检验外，其余各年度均显著为正，说明1998—2018年中国农业产业集聚整体上存在较强的空间相关性，假设1成立。从农业绿色全要素生产率的全局Moran′s I检验来看，1998—2006年未通过检验，主要是因为该时期中国农业生产方式普遍较为传统，农业绿色生产尚未得到重视，中国整体农业绿色生产率偏低，因而在空间上也不存在明显的相关性。2007—2018年度显著为正，表明该时期中国农业绿色全要素生产率存在显著的空间相关关系，假设2成立。2007年“中央一号文件”明确提出要提升农业可持续发展能力，农业绿色发展开始受到重视，农业绿色全要素生产率不断提升，且受地区因素影响，各地区农业绿色发展程度各不相同，农业绿色全要素生产率的空间溢出效应开始显现。

表2 1998—2018年中国农业LQ与GTFP的全局Moran's I值

3.2 空间杜宾模型检验与结果估计

从空间自相关检验可知，农业产业集聚和农业绿色全要素生产率整体上具有空间相关性。因此，该文将空间因素纳入模型，采用空间计量模型深入分析中国农业产业集聚对绿色全要素生产率的影响。

表3为空间杜宾模型检验与估计结果。从模型检验结果来看，非空间面板模型的LM和稳健LM检验均显著拒绝原假设，表明考虑空间效应的空间面板模型更适用于该研究。在空间计量模型的选择上，基于邻接空间权重矩阵进行LR与Wald检验发现，空间滞后的LR与Wald检验值分别为85.29和91.82，空间误差的LR与Wald检验值分别为84.95和90.08，全部在1%的显著水平上通过检验，表明不能将空间杜宾模型简化为空间误差或空间滞后模型，空间杜宾模型更适合该文研究。此外，时间和空间的LR检验表明，该文模型同时存在时间固定和空间固定效应。同时，Hausman检验结果也进一步说明采用固定效应模型较优。因此，该文采用时间和空间双重固定的空间杜宾模型进行回归估计。

表3 空间杜宾模型检验和估计

从空间自回归系数来看，中国省域农业绿色全要素生产率具有空间溢出效应。双固定空间杜宾模型空间自回归系数为-0.166，且通过1%显著性水平检验，表明中国省域农业绿色全要素生产率存在明显的空间相关性，进一步说明该文适合采用空间计量模型。

从核心解释变量来看，农业产业集聚一次项系数为-0.411，在5%的水平上通过显著性检验，表明该研究期内农业产业集聚对农业绿色全要素生产率具有显著的负向影响，假设3得到验证。原因可能是在该研究期内，农业产业发展缺乏引导与规范，农业产业过度向局部地区集聚，使得地区农业生产压力过大，农药、化肥等农业生产要素投入增加，农业生态环境压力增大，抑制了农业产业绿色全要素生产率的提升。农业产业集聚一次项的空间滞后系数为-1.334，在1%的水平上通过显著性检验，表明农业产业集聚会通过空间溢出效应对周边地区的农业绿色全要素生产率产生负向影响，假设4得到验证。原因可能是区域农业产业集聚会对周边区域产生虹吸效应，吸引周边地区的农业资源流向集聚区，导致周边地区农业发展资源不足，从而抑制了周边地区农业绿色全要素生产率的提升。

从控制变量来看，财政支农系数显著为负，滞后项系数未通过检验，主要是因为当前中国仍以资源消耗型传统发展模式为主，财政支农会加大传统农业的投入，增加资源消耗和环境污染，阻碍农业绿色全要素生产率的提升。工业化系数与滞后项系数均显著为负，说明本区域和相邻区域工业化水平的提高均会抑制本区域农业绿色全要素生产率增长，主要是因为目前中国工业比农业发展超前，对农业产生一定挤压效应，吸引走大量农业资源，从而阻碍农业绿色发展进程。人力资本系数和滞后项系数均未通过显著性检验，可能是因为教育程度高的人力资本更倾向于从事非农产业，高质量的人力资本在农业生产领域投入不足，使其对农业绿色全要素生产率的促进不明显。城镇化系数显著为正，滞后项系数显著为负，说明本区域城镇化水平提高会促进农业绿色全要素生产率增长，而相邻区域城镇化水平提高则会阻碍增长，这是由于本区域城镇化推进能够刺激对农产品需求，且为农业绿色生产提供经济、技术等支撑，从而促进绿色生产效率改善；反之，相邻区域城镇化水平提高，会产生马歇尔聚集效应，吸引本区域部分农业生产资源向相邻区域转移，不利于本区域农业绿色全要素生产率增长。对外开放系数与滞后项系数均显著为正，说明本区域和相邻区域的对外开放程度的提高会促进农业绿色全要素生产率的增长，这是由于农业对外开放程度的提高使市场竞争更加激烈，倒逼农业经营者进行绿色生产以提升农产品品质，增强农产品竞争力，从而改善农业绿色全要素生产率。自然灾害系数与滞后项系数均显著为负，说明自然灾害会明显抑制农业绿色全要素生产率的增长，主要是因为自然灾害会迫使农业经营者增加农业投入，并严重影响农业产出，从而使农业绿色全要素生产率下降。

3.3 空间效应分解

为进一步分析各变量的空间效应，基于偏微分法将各变量的空间总效应分解为直接效应和空间溢出效应，结果见表4。

表4 空间杜宾模型各变量空间效应分解

从核心解释变量的效应分解来看，本区域和相邻区域的农业产业集聚均对农业绿色全要素生产率具有负向影响，即农业绿色全要素生产率不仅受当地农业产业集聚的负向影响，还受到相邻区域产业集聚的负向影响。结果显示，农业产业集聚对农业绿色全要素生产率的空间总效应为-1.474，在1%的显著水平上显著，即农业产业集聚每提高1%，会导致农业绿色全要素生产率下降1.474%；其中，直接效应与空间溢出效应分别为-0.360、-1.114，且均在5%水平下显著，表明农业产业集聚对农业绿色全要素生产率的影响具有空间溢出效应，与前文分析结果一致。从控制变量的效应分解来看，除人力资本不具有空间溢出效应外，其余变量都显现较强的空间溢出效应。可能是由于当前中国农村受教育程度较高的群体流失严重，农业领域的人力资本普遍较为缺乏，且区域内农业劳动力相对固定，导致人力资本不具有空间溢出效应。

3.4 区域异质性分析

中国幅员辽阔，区域之间存在较大的自然和社会经济区位差异，不同区域间农业产业集聚对农业绿色全要素生产率的影响可能存在异质性。为此，该文将中国30个省（市，自治区，不含西藏、港、澳、台地区）划分为东、中、西三大区域，并采用时间和空间双重固定的空间杜宾模型分别进行回归估计，结果见表5。结果表明，东中西部的空间自回归系数分别为-0.049、-0.056、-0.336，均在5%及以上的显著水平上显著，再次表明中国各区域农业绿色全要素生产率存在明显的空间相关性，且这种空间相关性具有区域异质性。造成这种异质性的原因主要是区域之间在农业资源禀赋、农业整体发展水平、社会经济发展水平等方面差异巨大[30]。

表5 区域层面空间杜宾模型估计

从核心解释变量来看，农业产业集聚的一次项系数及其滞后项系数在东、中、西部均显著为负，进一步验证了在该研究期内由于农业产业集聚导致区域农业生产压力过大，农业要素投入增加，农业产业集聚对农业绿色全要素生产率主要产生负向影响，且具有明显的空间溢出效应，与前文研究一致。从控制变量来看，财政支农系数在东部不显著，在中部和西部显著为负，表明中西部粗放式的财政投入增加了农业资源消耗，不利于农业绿色全要素生产率提升；工业化系数及其滞后项系数在东部和西部均显著为负，在西部不显著，表明东部与中部较为发达的工业吸走了大量农业资源，阻碍了农业绿色全要素生产率提升，而西部工业欠发达则不存在该问题；人力资本系数和滞后项系数在东部显著为正，在中部和西部不显著，主要由于东部地区人口教育程度普遍较高，人力资本较充足，有利于农业绿色全要素生产率的提升，而中西部地区则人力资本相对匮乏，不能对农业绿色全要素生产率产生促进作用；城镇化系数及其滞后项系数在东部和中部显著，在西部不显著，主要是由于东部和中部城镇化水平较高，对农业绿色全要素生产率具有显著影响，而西部地区城镇化水平较低，对农业绿色全要素生产率没有显著影响；对外开放系数与滞后项系数在东中西部均显著为正，表明对外开放程度的提升对农业绿色全要素生产率具有正向影响，且该影响具有明显的空间溢出效应；自然灾害系数与滞后项系数在东部不显著，在中西部显著为负，主要是由于东部地区技术较为先进，抗风险能力较强，自然灾害的负面影响较小，而中西部地区技术较为落后，且自然灾害频发，对农业绿色全要生产率的影响较大。

4 结论与讨论

4.1 结论

该文首先在理论上分析了农业产业集聚对农业绿色全要素生产率的影响机理，并基于1998—2018中国省域农业发展数据，构建空间杜宾模型考察了农业产业集聚对农业绿色全要素生产率的影响及空间溢出效应，得到以下结论。

（1）在样本考察期内，中国各地的农业产业集聚与农业绿色全要素生产率整体上均具有较强的空间相关性，即各地的农业产业集聚与农业绿色全要素生产率会受到临近区域的影响，假设1与假设2得到验证。

（2）农业产业集聚对农业绿色全要素生产率具有显著的负向影响，且该影响具有明显的空间溢出效应，即农业产业集聚不仅对本区域的农业绿色全要素生产率产生负向影响，还会通过空间溢出效应对相邻区域的农业绿色全要素生产率产生负向影响，假设3和假设4得到验证。

（3）财政支农、工业化和自然灾害对农业绿色全要素生产率具有显著的负向影响，城镇化和对外开放对农业绿色全要素生产率具有显著的正向影响。

4.2 讨论

（1）把握省域农业空间关联规律，协调区域农业发展。农业生产对自然环境的依赖性较高，区域性发展明显。应加强地区间的协同合作，充分发挥农业强省辐射带动作用，加强地区间先进生产技术、管理经验的交流学习，促进农业绿色技术的创新与推广，实现区域农业绿色、协调发展。

（2）对农业产业发展进行科学布局，在区域资源环境承载力允许的合理范围内适度引导农业产业集聚，优化农业资源配置，加强农业技术创新，实现农业发展由要素驱动向创新驱动转变，有效发挥农业产业集聚的规模经济效应、知识溢出效应和竞争效应，克服农业产业集聚导致的拥挤效应、虹吸效应和禁锢效应，促进农业绿色全要素生产率的提升。

（3）合理规划利用财政支农资金，加大对农业绿色发展转型的支持力度，推进新型城镇化，加强工业对农业的反哺力度，做好自然灾害预警和防控，缓解不可抗因素对农业生产的影响，提升农业开放水平，为农业绿色全要素生产率的提升营造良好环境。