湖北省主要农产品生产要素替代关系研究
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摘 要 基于湖北省粳稻、小麦、玉米和油菜籽4种主要农作物的生产要素投入数据，利用岭回归方法对超越对数生产函数进行回归，并计算要素替代弹性，研究结果显示，各农作物中机械对劳动、化肥对劳动以及机械对化肥的替代效应明显，但具体替代程度因产品而异。
关键词 要素替代;生产投入;湖北省
中图分类号：F323.6 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.35.050
我国农业经济发展正处于重要战略机遇期，尤其伴随工业化和城镇化进程的不断推进，农村富余人口减少。十多年间，乡村就业人员由2004年的46 971万人下降至2017年的35 178万人，城镇就业人口数从2006年的27 293万人增涨至2017年的42 462万人，大量劳动力离开农村进入城镇从事非农工作，致使农业劳动力短缺问题严重。因此，许多学者就劳动力转移问题及其导致的农业劳动力成本上升持悲观态度，但从现实情况来看，无论是粮食作物还是油料作物的总产量，都并未随着农村劳动力的减少而降低[1-2]。这种矛盾现象的出现到底是因为劳动力成本上升并未影响到农作物生产，还是因为有其他利于农业生产的因素缓解了农业劳动力成本上升的压力，还有待研究。
根据诱致性技术变迁理论，要素相对价格的变化会诱致要素间相互替代，从而引起技术变革，这些变化可以反映出未来农业结构调整的方向及经济增长的方式[3]。那么随着劳动力不断向外流出，劳动力要素的稀缺导致成本上升带来的相对价格效应，是否会激励农业生产中投入更多其他投入（如机械、化肥）;生产要素之间为了抵消成本上升的负面影响会如何进行替代，进而取得要素投入产出的最佳效益，也有待探讨。
基于此，以我国中部地区农业大省且境内地形复杂多样的湖北省为研究区域，从行业比较层面进行实证分析，以观察近些年来要素相对价格变化对农业生产要素替代的影响。本次将利用1986—2016年全国农产品成本收益资料中湖北省不同作物品种的农业行业层面数据，运用超越对数生产函数，测算粳稻、小麦、玉米和油菜籽4种湖北省主要农作物生产投入要素之间的替代弹性，实证分析要素替代强度在不同农作物品种上的时空差异，以期为湖北省考察未来农业生产要素投入及技术进步方向提供科学依据。
1 模型建立与数据来源
为考察湖北省不同农作物生产过程中各要素投入的替代关系及替代程度，本研究将使用超越对数生产函数，构建如式（1）农作物生产的函数模型，其中，被解释变量Yt代表湖北省第t年的作物产出，Lt、Mt、Ft和Ot分别表示湖北省的劳动力、机械、化肥和其他要素投入，εt为随机干扰项。
基于超越对数生产函数计算各农业生产投入要素的产出弹性（以劳动力为例）如式（2）。
根据式（1）和式（2）可计算出要素替代弹性，见式（3）。
本次研究L选取1986—2016年湖北省4种主要农作物生产的时间序列数据展开研究，各农作物原始数据来源于历年《全国农产品成本收益资料汇编》。各农作物产出由单位面积产量表示;劳动力投入（L）用每667 m2均劳动力用工数量表示;机械投入（M）以每667 m2均机械费表示;化肥投入（F）以每667 m2均化肥折纯用量表示;其他要素投入（O）以物质与服务费扣除机械费和化肥费表示，部分缺失数据已通过线性插值补齐。为了减少价格变动影响，上述生产要素投入数据均已折算为1986年的不变价格。
2 实证分析
借助SPSS 20.0软件对湖北省1986—2016年各指标的相关数据进行岭回归。岭回归可有效克服变量间的多重共线性的影响，并确保所得回归参数的合理性。限于篇幅，本部分仅汇报粳稻的回归估计结果，见表1。
根据要素替代弹性计算公式，并结合参数估计值，进一步得到湖北省4种主要农产品生产中各要素投入之间的替代弹性系数，参见表2。
估计结果显示，各农产品生产中机械投入与劳动力投入、化肥投入与劳动力投入之间均存在着显著的替代关系。其中，大部分农产品机械对劳动力的替代弹性均大于1，这表明在1986—2016年，在减少劳动力投入的同时，增加机械投入依然能确保农产品产量。具体来看，虽然小麦生产中机械-劳动力替代弹性从2000年左右开始缓慢减少，但小麦的机械-劳动力替代弹性最大且基本维持稳定，其次是粳稻、油菜籽和玉米。这也反映出在小麦生产中，机械能最大强度地替代劳动力，而在其他三种农产品生产过程中，机械对劳动力的替代效应稍弱。从时间趋势上来看，油菜籽生产中，机械劳动力替代弹性不断波动后缓慢下降，可能的原因在于种植油菜劳动强度大，且从田间管理到收割都需要人工劳作。尤其随着农村青壮年劳动力外出打工，主要集中在人力、机械耕作上的种植成本持续上升，促使油菜籽的边际效益低于小麦等其他机械化程度相对较高的农产品。相较之下，粳稻和玉米生产中的机械-劳动力替代弹性在缓慢增加，这表明在湖北省农业劳动力资源外流的背景下，粳稻和玉米这两种粮食作物机械增产仍具有较大潜力。
从化肥-劳动力替代弹性来看，4种农产品的替代弹性值均大于0，这说明化肥与劳动力之间存在替代关系。除油菜籽外，粳稻、玉米和小麦生产中化肥与劳动力的替代弹性均大于1，说明粮食作物生产中化肥与劳动力之间的替代程度较高。具体而言，小麦的替代弹性在小幅波动后基本保持稳定，粳稻和玉米的替代弹性值缓慢增长，油菜籽在这4种农产品中上升速度最快。这表明，随着非农就业机会增加，劳动力质量的不断下降促使农户减少劳动投入，用大量施用化肥的方式来替代劳动力。值得一提的是，在2004年及以前，油菜籽的化肥劳动力替代弹性值均小于1，表明以化肥投入替代劳动投入已成为油菜籽生产技术的重要发展方向。
从机械-化肥替代弹性来看，粳稻和油菜籽的替代弹性值在0～1，且两者都有下降趋势。这表明机械与化肥之间存在一定的替代关系，但替代效应在逐渐减弱。玉米替代弹性值波动较大，机械与化肥替代关系较为复杂，总体上看维持着稳定的下降趋势。小麦的替代弹性值在2005年左右有异常值出现，但之后均大于1，说明小麦生产中机械与化肥也呈现出显著的替代关系。
3 结论
本研究以1986—2016年湖北省4种主要农作物的生产投入作为样本，利用超越对数生产函数模型实证计算了各作物的要素替代弹性值。研究结果表明，虽然4种农作物的生产特点不同，但使用机械及化肥要素来替代原始劳动力要素是目前乃至未来湖北省农业增产最主要的方式，尤其在人口红利逐渐消失的情况下，应加快提升农业机械化水平并采用高效环保的化肥来减少面源污染。同时，也要加强对农民的专业化培训，提高劳动力在农业生产中的工作效率，从根源上降低劳动力成本上升产生的负面影响。
参考文献：
[1] 盖庆恩，朱喜，史清华.劳动力转移对中国农业生产的影响[J].经济学，2014，13（3）：1147-1170.
[2] 钱龙，洪名勇.非农就业、土地流转与农业生产效率变化——基于CFPS的实证分析[J].中国农村经济，2016（12）：2-16.
[3] 尤彭鑫，高峰.要素相對价格变动对农业技术进步的影响研究[J].中国集体经济，2016（13）：20-21.
（责任编辑：赵中正）
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