我国山区县农业生态效率综合评价

刘飞翔　钟平英　张文明

摘要： 农业是关系国计民生和经济社会发展的基础产业，农业生态效率是衡量农业综合生产能力的重要指标。以农业生态效率评价为研究中心，择取典型山区农业县——福建省武平县，通过构建农业生态效率综合评价指标体系，并基于DEA模型，对武平县2008-2012年农业生态效率进行实证分析， 从综合技术效率、纯技术效率、规模效率对其17个乡镇进行综合评价， 为低生态效率乡镇的改进提供相应建议。

关键词：武平县；山区农业县；农业生态效率；DEA模型

中图分类号：F323.22文献标识码：A 文章编号：1009-9107（2015）03-0094-06

农业作为国民经济发展中的基础部门，改革开放后得到长足发展，农业综合生产能力迈上新台阶。但由于长期对农业的掠夺性经营，我国农业和农村生态环境问题日益突出，严重制约农业的长远发展。据2010年第一次全国污染源普查结果显示，农业源污染物排放，化学需氧量、总氮、总磷排放量为1 324.09万吨、270.46万吨和28.47万吨，分别占排放总量的43.7%、57.2%和67.4%，主要是施用化肥、农药和畜禽养殖等造成，农业生产已成为我国重要的环境污染源[1]。现代农业发展是建设生态文明的关键，它担负着保障13亿人口农产品供给任务的同时，也担负着建设美丽中国的历史重任，研究农业生产的生态效率，改善和降低农业生产对环境造成的负面影响，具有很强的经济价值和社会意义[2]。

一、生态效率的提出

德国学者Schaltegger和Sturn首次提出生态效率一词，并将其定义为：经济增加值与环境影响的比值。此后，多国学者注意力转至生态效率研究上，1998年经济发展合作组织（OECD）认为生态效率即为生态资源满足人类需要的效率， 得到学界和社会的广泛认同；2000年世界可持续发展工商业联合会（WBCSD）指出生态效率的实现是通过提供具有价格优势的服务和商品，满足人类高质量生活水平的同时，把整个生命周期中对环境的影响降至与地球估计承载力一致的水平上；欧洲环境署（EEA）和国际金融组织环境投资部（EFG-IFC）也都主张生态效率是以最少的自然界投入创造出更多的福利，以更有效率的生产方式提高资源的可持续。Fussler[3]将生态效率成功地引入了中国，经多年发展，国内生态效率的研究取得了积极的进展，在介绍引进国外先进概念和理论方法的基础上，初步形成了一些适合中国国情的认知体系和价值方法[48]。

二、常用生态效率评价方法比较与选择

评价方法的选择是构建生态效率评价系统的一个重要环节，是进行后续评价与分析的基础，所选择的评价方法是否科学有效，关系到评价结果能否有效地反映出评价目标的真实情况，检验评价分析结果的实用性。因此，选择并分析出一种比较科学合理的农业生态效率评价方法体系是本文的重点。

尽管各组织机构对于生态效率的定义不同，广义上都可看作是“产出投入比”，生态效率表征在两个维度上——经济和生态，其评价方法概括起来主要有以下3种：经济/环境单一比值法、指标体系法、模型法。每种评价方法有其各自优势与不足，与其所评价的目标有很大关系。基于目前的研究现状而言，非参数分析法中的数据包络分析法DEA是比较适合用于评价农业生态效率的一种方法。

DEA是1978年美国著名运筹学家Charnes Cooper和Rhodes等以“相对效率评价”概念为基础首先提出来的，其主要特色为：首先可以处理多项投入产出的评估模式，不需要进行预设函数的认定，减少参数估计的困难，在处理实务问题上比较可行；其次所计算的效率值是指相对效率，不受投入项与产出项计量单位的影响，并以一个比值（最大为1）表示一个决策单位投入与产出的关系，不需要预设的加权值，能对整合不同的投入与不同的产出组合进行处理；与此同时，能同时处理顺序及比例尺度的数据，在数据的处理上也更具弹性；最后，它能比较各DMU的相对效率值且可以通过计算结果得知各DMU应增加或减少多少（或两者皆有）投入与产出项，以达到有效率状态。

本文基于DEA模型对农业生态效率展开分析与评价，同时应看到，DEA方法本身存在着一些不足，如何正确科学评价还需要在其原理基础上进行调整与完善。

三、农业生态效率评价指标体系的构建

（一）武平县生态农业发展状况

本文选取的研究对象福建省武平县以农业为主，属于典型的山区农业县，全县面积2 635平方公里，现辖7镇10乡，是国家和省商品粮基地县，国家无公害蔬菜生产示范县，曾获“全国集体林权制度改革先进典型县”“全国封山育林先进县”等荣誉，素有闽西“金三角”之称。

2012年武平县国民生产总值为104.67亿元，三次产业比重为23.0∶42.3∶34.7；农业经济呈稳步发展态势，实现农业总产值40.87亿元，全县粮食播种面积56.3万亩，粮食总产21.3万吨，引进省外专业合作社建立设施农业基地2个，新培育市级农业产业化龙头企业10家，“武平绿茶”被核准为地理标志证明商标，“象洞鸡”成为首个国家级畜禽遗传资源品种；森林覆盖率保持在79.6%，居全省首位，共有8个省级生态乡镇，先后被授予“全国环境综合整治先进城市”“环境优美县城”称号。与此同时，大气污染、河水富营养化、农膜污染、土壤板结、农业固体废弃物污染等诸多问题也困扰着当地农业生态环境，生态破坏的现象时有发生，新型资源环境问题不断出现，影响农业可持续发展目标的实现。

（二）农业生态效率评价指标体系的构建

遵循系统性、科学性、整体性、目标性及可操作性等原则，结合农业的特殊性，考虑统计数据的完整性、可得性和可参考性，从环境、资源、经济发展水平三个方面构建农业生态效率评价指标体系[9]，见表1。

在选取指标时还应考虑到，经验法则认为当样本DMU的个数应为投入项与产出项个数和的两倍以上时，分析结果的可信度与可解释性最高。研究选取6个投入产出指标及17个乡镇作为DMU，符合DEA模型的经验法则；其次，为确保所选取的投入产出指标都能确实反映其对效率的影响，投入产出指标数据须符合等幅扩张性的要求，即当投入数量增加时，产出数量不得减少。为检验所选取的投入与产出之间关系是否合理，本文作了相关矩阵验证，见表2。

整体来看，各乡镇农业发展水平存在差异，但不显著。武平县五年间农业总产值标准差为7 689.27万元，其中农业总产值最大值的样本区域是东留乡，最小值的样本区域是下坝乡，最大最小值之比为3.86，从标准差和最大最小值的比较，可以看出各乡镇的农业发展水平总体是比较均衡的。

其次，各乡镇基于不同的单个环境影响因子的农业生态效率差异表现得较大。分别用化肥污染量、农药污染量、地膜残留量作为环境影响指标时，各乡镇的平均生态效率分别为8.98万元/吨、696.38万元/吨、14 790.01万元/吨，标准差生态效率为3.81万元/吨、384.78万元/吨、2 839.03万元/吨。这一结果表明，仅用单个环境指标来测算生态效率具有极大的片面性，通过简单加总的方式得到的综合环境指标的生态效率值是很困难的，而利用DEA模型来测算正好能够解决这一问题。

（二）基于DEA模型的静态农业生态效率分析

本文使用DEAP2.1软件，根据基于投入导向的CCR和BCC模型进行测算，所得的综合技术效率（TE）和纯技术效率（PTE）均为农业生态效率值，见表4。

从综合技术效率来分析，2008-2012年，各乡镇农业生态效率的平均水平为0.87，未达到有效生产前沿面状态。农业生态效率水平均值达到1.000水平的地区分别为平川镇、城厢镇、万安乡等8个乡镇，占样本总量的47.1%，表明它们的农业生态效率达到有效生产前沿面状态，农业生态效率技术有效。而农业生态效率水平均值低于1的乡镇有东留乡、下坝乡、中赤乡等9个乡镇，这9个乡镇的农业生态效率处于无效状态，占样本总量的52.9%，且9个乡镇的平均生态效率值只有0.766，其中最小的是大禾乡，只有0.501，约等于农业生态效率有效的乡镇的一半，与全县平均水平相比差距非常大。

根据Norman and Barry的研究，可以将DMU的综合技术效率值的强度分为四类。在8个处于有效生产前沿面状态的乡镇中，平川镇、城厢镇中赤乡、象洞乡和湘店乡5个乡镇属于强势生态效率单位，在无重大改变的情况下，通常能够保持其有效生产的状态；万安乡、中山镇、民主乡3个乡镇只是边缘效率单位，表明，一旦改变投入或产出部分的数值，其效率值很可能就会偏离有效生产前沿面；东留乡的综合技术效率值分别为0.924，介于0.9和1之间，属于边缘非效率单位，需要对其投入和产出方面进行调整就能达到有效生产前沿面水平；剩余的包括下坝乡、武东乡、中堡镇等8个乡镇的效率值小于0.9，属于明显非效率单位，不易达到有效生产前沿面，或说要达到有效生产前沿面水平所做的调整和改进会比较大。

从纯技术效率来分析，武平农业总体农业生态效率值为0.928，说明只有7.2%左右的投入指标没有获得应有的农业产出，其中生态效率值达到1的有11个乡镇，效率值小于1的乡镇有6个，只有三个乡镇的纯技术效率不足80%，说明武平县大部分地区的农业生产未出现严重的资源浪费和生态污染情况，农业生产整体技术还是处在较高水平。

从规模效率分析，8个乡镇规模有效率，除了达到有效生产前沿面的乡镇外，其他乡镇的规模效率总体水平较高，普遍都在0.8以上，说明规模效率不是制约这些乡镇未能达到有效生产前沿面的主要因素。并且这些乡镇的规模报酬递增递减状态都存在，有4个乡镇处于规模报酬递增的状态，即这4个乡镇在农业发展过程中，农业产出的增加幅度会大于投入的增加幅度，具有扩大规模和产量的技术优势和潜力；而递减状态的乡镇有6个，其产出比例的增加会相应地小于投入的增加，对这几个乡镇应当采取适度控制规模的做法，限制农药化肥的过度使用，提升农业生态效率的水平。

（三）基于DEA-Malquist模型的动态农业生态效率分析

利用DEA-Malmquist方法可将效率变化原因分为技术变化与技术效率变化，并进一步把技术效率变化细分为纯技术效率变化与规模效率变化。

从表5和图1可以看出，武平县17个乡镇的农业生态效率在总体上表现为效率进步的趋势，年平均增长幅度高达14.0%，除了在2009-2010年间出现了效率退步的现象，退化幅度仅仅为3.6%。2011-2012年，农业生态效率进步幅度高达22.6%，主要原因在于在该阶段，农业生态的技术效率提升幅度为3.8%，农业生态的技术水平进步了18.1%，两者共同作用使得最终的农业生态效率水平有了22.6%的提高；在2009-2010年出现的效率退步现象原因在于，该阶段农业生态的技术效率退步了5.7%，农业生态的技术水平虽然有2.2%的进步，但是无法弥补技术效率的退步幅度从而导致了农业生态效率的倒退，而在2008-2009年度，虽然农业生态的技术效率退步了1.2%，但是21.5%的技术进步水平对其进行了弥补，使得该年度的TFPch有了20.0%的进步。

从每一项具体指标来分析，2008-2012年度，武平县17乡镇的农业生态的Malquist指数各项指标年度变化趋势基本一致，均表现出总体逐年改善的趋势，技术变动年均进步达到14.4%的水平，但是，5年间技术效率变动和纯技术效率变动的年平均退步分别为4%和6%。

综上所得，虽然武平县17乡镇在2008-2012年的农业生态效率总体是进步的，但是有些年份主要得益于技术变动水平的进步，因此应该扬长避短，在促进技术变动水平的基础上，要大力加强技术效率的提升[15]。

为了更深入的对指数变化的原因进行分析，本文对17个乡镇的Malquist指数进行比较分析，详见表6。

表6表明，2008-2012年武平县17个乡镇的农业生态效率TFPch均大于1，都呈现出成长趋势，进步最大的乡镇是下坝乡，其生态生产率高达22.9%，最小的是桃溪镇。在对其具体指标分解发现，下坝乡的增长率主要归功于技术进步的水平。虽然有8个乡镇的技术效率是衰退的，但17个乡镇技术变动处于进步状态，弥补了技术效率的衰退水平。

（四）生态低效率乡镇的改进

通过参照生态有效率乡镇，对非有效乡镇进行分析，可以利用DEAP2.1计算出投入指标的投入冗余，并给定改进的目标值。根据表7、表8可知，如各乡镇均想要达到有效生产前沿面状态，就需要调整产出项。相对效率已经为1.000的平川镇、城厢镇、万安乡等10个乡镇因其已处于有效生产前沿面上，其投入冗余均为0；而未达到有效生产的乡镇，以2012年东留乡为例，在投入方面需减少100吨的农用柴油使用量、584.497吨的化肥污染量、10.660吨的农药污染量和7.827吨的地膜残留量。

五、结语

生态效率是衡量经济与资源环境协调发展的重要指标，有关生态效率的研究非常广泛，覆盖面设计广，是一个综合性、社会性的问题。本文所做的效率评价是相对效率评价，在一定程度上反映农业生态效率的情况，但受到数据的限制，文中在计算效率值时，基本上是使用评价对象整个农业体系综合性的数据，选取的指标也更多倾向于种植业，未能全面考虑农业生产内部结构的差异，有可能会造成农业生态效率值的差异。理想的农业生态效率测算方法要求充分考虑评价对象在农业生产系统不同部分之间组合方式的影响，这也将是研究进一步的努力方向。

致谢：本文得到合作导师福建农林大学林文雄教授的悉心指导，谨致谢忱。

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Abstract：Agriculture is a fundamental industry involving peoples livelihood and economic and social development， and agricultural ecoefficiency is an important indicator of comprehensive agricultural production capacity. Based on evaluation research of agricultural ecoefficiency， taking a typical mountainous agricultural county Wuping in Fujian province for example， the index system of agricultural ecoefficiency evaluation was designed. And based on the principle of DEA model， agricultural ecoefficiency of 2008-2012 in Wuping was empirically analysed. The aim is to provide reference frame for evaluation of agricultural ecoefficiency in Chinas mountainous agricultural counties， accomplishing the goal of agricultural sustainable development and agricultural ecological civilization as soon as possible.

Key words： Wuping； mountainous agricultural county； agricultural ecoefficiency； DEA model