基于DEA模型的河北省粮食生产效率影响因素研究

刘叶彤

摘 要：为了更好地了解河北省粮食生产效率，通过对河北省近3年相关数据的分析，利用DEA分析法探讨了河北省粮食生产效率。选择粮食种植面积、劳动力投入量、机械总动力投入量、化肥施用折纯量4个指标作为投入指标，将粮食产量作为产出指标，对其技术效率、纯技术效率和规模效率进行测算。同时，应用SPSS软件对数据进行了回归分析，获得了影响河北省粮食生产效率的因素。研究结果表明，河北省粮食生产效率为0.993，还存在一定的提升空间。在后续经营过程中要扩大粮食种植面积，加大技术投入力度、完善基础设施建设、推动规模化生产、加大对农民的培训力度等措施提高粮食生产效率。

关键词：河北省；粮食生产；影响因素

中图分类号：F327 文献标志码：B文章编号：2095–3305（2024）01–00-03

河北是农业大省，主要种植小麦、玉米等粮食产物为主要作物，其农业生产效率直接关系到我国粮食产量和河北地区的农民经济收入水平。基于此，采用DEA模型进行河北省粮食生产效率的评价，得出了影响河北省粮食生产效率的投入要素，为河北省粮食作物的种植提供参考依据。

1 河北省粮食生产现状

1.1 河北省粮食生产自然条件

河北省位于我国中东部地区，总面积18.85万km2，地势西北高，东南低，涵盖了高原、山地、丘陵、盆地和平原等类型。大部分地区四季分明，雨水多分布在夏季，其他季节雨水较少。同时，河北省地处京津冀生态圈，为了提高生态环境建设质量，政府部门推出了大量退耕还林政策，使得河北省的耕地面积不断减少，影响了河北省粮食产量。

1.2 河北省粮食生产的社会条件

河北省地处平原地区，交通条件便利，粮食运输成本较低。通过对《河北省统计年鉴》相关数据的分析，2019年河北省粮食产量为3 739.2万t，2020年为3 795.9万t，2021年为3 825.1万t。同时，2019年河北省人均粮食产量为502.82 kg，2020年为509.16 kg，2021年为513.03 kg。

近3年，河北省粮食总产量和人均产量均呈现出增长趋势，有效保护了粮食生产与需求的平衡。但是，受退耕还林政策的影响，河北省2019年粮食播种面积为6 469.2 hm2，2020年为6 388.8 hm2，2021年为6 428.6 hm2，呈现出不断下降趋势。为了提高河北省粮食生产效率，政府部门应进一步增加可灌溉土地面积、农业机械和农业科技人才的投入，为河北省粮食作物的种植提供良好的社会条件。

1.3 河北省粮食生产的化肥施用量

化肥是粮食种植中不可或缺的物质投入，能够在一定程度上提高粮食产量。但是，施用过多的化肥量会破坏土壤结构，减弱土壤肥力，影响粮食产量。施用过多的化肥还会在雨水和灌溉用水的作用下，渗入地下或者汇入河流，影响了地下水和河流水质量，威胁到当地的生态环境。通过对统计年鉴中数据的分析，河北省2019年糧食生产中化肥施用量为297.27万t，2020年为285.71万t，2021年为276.87万t，呈现出不断下降趋势。但是，仍然高于国际公认的225 kg/hm2的标准，还需进一步减少化肥施用量。

2 河北省粮食生产效率分析

粮食生产效率是指粮食种植过程中所有生产要素的有效利用率，生产效率越高，其产值越高。目前，粮食生产效率分析中可采用的评价方法很多，如层次分析法、比例分析法、聚类分析法以及模糊评价法等。不同评价方法都有自身的优缺点，适用于不同领域。但是，在评价过程中受到评价人员主观意识的影响较大，导致评价结果与真实情况存在一定的差距，影响了其评价的准确性。DEA分析法是运筹学中常用的定量计算方法，采用无量纲数据对多个投入和多个产出之间相对效率进行分析。为此，在河北省粮食生产效率评价过程中选择DEA评价方法。

在评价河北省粮食生产效率之前，先采用DEA分析法构建模型。粮食作物产量的增加一方面是投入要素的增加，另一方面是生产要素利用率的提高。通过整理文献资料，郭东岳等[2]对河北省各个县市粮食生产率的测算，提出农业科技、农民收入及土地规模化水平直接影响其粮食生产效率；陈苏等[3]则指出我国粮食产量的提高受投入要素增加的影响较大，粮食增产需要施用35%左右的氮肥，70%左右的水资源，呈现出非常显著的粗放型增长特点，不利于粮食种植经济效益的提高；洪名勇等[4]则采用DEA模型对我国粮食生产效率进行定量分析，有效减少了环境因素对粮食生产效率的影响。

综合国内外专家和学者的已有研究成果，结合河北省的具体情况，研究过程中将粮食产量作为唯一一个产出指标；将粮食种植面积、劳动力投入量、机械总动力投入量、化肥施用折纯量作为投入指标。生产效率的评价则从技术效率、纯技术效率和规模效率3个方面，其中纯技术效率与规模效率的乘积为技术效率。纯技术效率是指粮食种植过程中管理、技术的生产效率；规模效率是指粮食种植规模的生产效率，技术效率则是对粮食种植过程中的综合评价。当技术效率达到1时，说明其对应要素的投入产出有效。同时，当纯技术效率为1时，说明粮食种植过程中技术应用合理，且能够最大限度地发挥其规模效应。计算过程中使用的所有数据来自《河北省统计年鉴》和统计局公开发布的数据资料。通过整理数据资料，得到了基于DEA的河北省粮食生产效率测算结果，具体如表1所示。

纯技术效率是指在粮食规模报酬固定的情况下，河北省粮食生产量和先进县市的距离。从表1中可以看出，2019年和2020年河北省粮食生产的纯技术效率均低于1，说明这两年河北省的粮食生产效率比其他县市低，呈现出下降趋势。2021年河北省粮食生产的纯技术效率为1，说明河北省粮食生产效率保持与其他县市同步水平。

技术效率是指粮食生产的综合效率，2019年和2020年河北省粮食生产的技术效率低于1，说明其粮食种植技术相对落后，未达到国内先进水平。粮食种植行业生产技术的先进性水平直接影响粮食生产效率。同时，对河北省粮食生产的冗余数据分析表明，其粮食产量的冗余值为9.14万t，粮食种植过程中投入化肥量较多，导致其粮食生产效率下降。

3 影响粮食生产效率的因素分析

河北省粮食生产效率受投入指标和产出指标的影响较大，投入越少，产出越大，生产效率越低，通常情况下，影响投入指标的因素有劳动力、资本、土地，必须确保其投入要素的合理性。为了更好地分析各种因素对生产效率的影响情况，构建了多元回归模型，并且通过SPSS 19.0软件进行模型中相关因素权重的计算，具体的计算模型如下：

y=a+b1x1+b2x2+b3x3+b4x4+ε

式中，y是指产出指标，即每年粮食产量；a是常数项，x1是指粮食播种面积，x2是指劳动力数量，x3是指化肥使用量，x4是指粮食种植所使用的机械总动力，ε是指干扰量。对这些系数进行回归处理，结果如表2所示。

由此可见，河北省粮食种植面积与产量成正比关系，即随着种植面积的增加，产量也增加。河北省近几年退耕还林政策的实施，导致粮食种植面积不断减少，进而影响了粮食总产量的提高。为此，在后续发展过程中，河北省应该采用密集型种植模式，从而确保粮食的种植面积。

河北省粮食种植劳动力投入量与粮食产量呈负相关性，即劳动力投入量越多，粮食生产效率越低。一方面，粮食种植面积减少，河北省劳动力投入数量不断减少。另一方面，国家相关政策的调整，使得越来越多的农民从农村转移至城市，从事第三产业相关工作，农村劳动力数量不断减少。因此，在后续发展过程中不能通过增加粮食种植劳动力投入数量来提高生产效率，而是应加大对农民的培训力度，不断提高劳动者的素质和生产效率。

河北省粮食种植过程中化肥的使用量与粮食产量成正比，即随着化肥使用量的增加，粮食产量呈现出不断上升趋势。化肥中含有粮食种植中所需的N、P和K元素，能够为粮食生长提供充足的养分，提高粮食产量。但是，不可过量施肥，否则会给当地生态环境造成一定的负面影响。

河北省粮食种植中所使用的机械动力与产量呈正比关系，即随着机械动力量的增加，其产量不断增加，生产效率也呈现出一定的上升趋势。在未来发展过程中，河北省要进一步增加粮食种植过程中投入机械动力的数量，依靠先进的生产技术提高粮食种植效率。同时，还要加大对科技的研发投入。

4 提高河北省粮食生产效率的策略

4.1 确保粮食种植面积，提高土地利用率

河北省是粮食种植大省，在全国粮食供应中占据重要地位。河北省要贯彻落实历年的“中央一号文件”，做好粮食种植面积和产量的稳定工作。无论遇到任何困难，都要先保证农业生产的稳定性。在具体实施过程中可通过加大农业水利设施建设、耕地保护、盐碱地的改善力度，合理布局经济作物和粮食作物的种植面积、土壤的恢复治理等。此外，还可以进一步加大对先进农业生产技术和设备的推广应用力度，提高现有土地的利用率。

4.2 合理设置投入要素，降低粮食种植成本

化肥使用量与粮食产量成正比关系，河北省在粮食种植过程中可适当使用化肥，为粮食生长提供充足的条件。但是，必须严格控制化肥的使用量，避免出现过量使用化肥的问题：一方面，化肥的过量使用会影响粮食植株的正常生长；另一方面，化肥过量使用会造成一定的环境污染。随着农业机械化、灌溉、种子培育和养护等技术的发展，河北省粮食生产能力提高。为此，河北省要根据各个县市的具体情况，进一步增加对农业机械的投入量，优化现有灌溉方式等措施，降低粮食种植成本，既确保粮食生长所需的养分，又不能污染环境。

河北省作为农业大省，农业生产技术水平较低，相关技术推广和服务能力较弱，导致一些先进的农业生产技术无法被广泛应用，不利于提高粮食生产效率。为此，河北省可通过一些政策引导或者资金补贴等方式，不断加大对农业科技的普及和推广力度，促进农民应用各种先进的生产技术，降低粮食种植成本，提高粮食产量。

4.3 加强基础设施建设

耕地灌溉面积与粮食生产效率成正比关系，但是未达到显著性水平。河北省的年降水量较少，属于干旱地区。在粮食种植过程中要及时根据降水量进行灌溉，但是受多种因素的影响，河北省的灌溉设施建设还存在较多的问题，部分地区不能够及时完成农田灌溉，导致粮食生产过程中水分供应量不及时或者不到位，最终影响其自然灾害防御能力，降低了其产量。此外，在调查中发现河北省的农业灌溉设施存在不同程度的老化现象，在灌溉高峰期无法有效发挥灌溉设施的功能和性能。为此，河北省要不断加强灌溉设施建设，加大对老旧破损设施的维护和管理，推广节水灌溉措施，提高河北省糧食种植效率。

4.4 引进规模化和针对性的种植模式

粮食种植规模会影响粮食生产效率，且规模化程度越高，生产效率越高。一方面，规模化种植能够有效提高粮食的机械化水平，降低人力资源投入成本；另一方面，规模化种植能够适当增加粮食产量。为此，还要进一步加快河北省分散土地的经营和管理，加快现有土地流转，为粮食的规模化种植奠定基础。同时，加大对规模种植户的政策补贴力度，调动种植户参与的积极性。例如，河北省政府部门要加大对粮食种植保险的推广力度，使农民能够享受到更多的政策优惠，并且简化农民申请粮食种植补贴的办理手续，确保粮食的生产效率。此外，河北省还要加大粮食种植技术的应用力度，不断加大信息技术投入力度，依托技术保证粮食生产的稳定性，进而提高粮食生产效率。

5 结束语

通过对河北省粮食生产效率的DEA测算，发现其粮食种植过程中投入要素较多，与农作物的出售价格不匹配，最终影响农民种植粮食作物的经济收入水平。2021年河北省的粮食种植效率达到了1，说明该年份投入和产出有效，可维持现有投入和产出情况。但是，粮食生产效率的均值为0.993，还有一定的上升空间。进一步分析影响河北省粮食种植生产效率的因素发现，粮食种植面积、机械动力投入量、化肥施用量与粮食生产率呈正相关性，但是要合理控制化肥施用量；劳动力投入量与粮食生产率呈负相关性。河北省可通过确保粮食种植面积，提高土地利用率；合理设定投入要素，降低粮食种植成本；加强基础设施建设；引进规模化和针对性的种植模式；提高农民的素质等措施，进一步提高粮食种植生产效率。

参考文献

[1] 彭超，张琛.农业机械化对农户粮食生产效率的影响[J].华南农业大学学报（社会科学版），2020，19（5）：93-102.

[2] 郭东岳，郅尚，李敏，等.基于河北省5个主产县的玉米生产技术效率分析[J].农学学报，2022，12（10）：51-55.

[3] 陈苏，张利国.要素投入、制度变迁与中国粮食增长：基于省级面板数据的实证分析[J].江西财经大学学报，2019（6）： 87-98.

[4] 洪名勇，唐幸子，何玉凤.基于三阶段DEA模型的我国粮食生产效率研究[J].上海农业学报，2019，35（2）：115-120.