崔凯++张蕾

摘 要：从资源开发利用的角度，运用DEA-Tobit模型分析了现有技术经济条件下天津农业的规模效益及其影响因素，从投入产出水平的农业发展规模效益角度，提出不同产业面积规模的作用方式和程度。针对不同产业提出适度规模经营的规划目标与对策，从而为天津农业“一减三增”的农业发展战略提供了实证依据和思路借鉴。

关键词：规模效益；DEA-Tobit模型；适度规模；思路

中图分类号：F323 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.03.010

作为沿海直辖市，天津市是全国较早开展现代都市型农业探索的地区，历经了由城郊农业到沿海都市型农业，再到现代都市型农业的转变。从资源高效利用、农业规模效益的角度来看，天津农业产业结构水平不高，土地规模发展潜力尚未得到完全释放。最主要的表现是粮食种植面积过大、规模经营比例较低，与先进地区、资源潜力等相比，有较大差距。根据天津统计年鉴，2010—2013年，天津农户户均耕地面积约为0.321，0.316， 0.319，0.319 hm2，户均耕地规模低于全国平均（0.47～0.53 hm2）。对此，市委市政府出台关于农业结构调整“一减三增”的部署，要求到2017年将减少6.67万hm2以上粮食播种面积。重点抓生鲜、高附加值“菜篮子”产品生产，增加绿色有机蔬菜、精品花卉、高档菌类，以及海珍品养殖面积，扩大林果、生态林种植规模。

结合上述背景，笔者以具体区域为视角，对于农业规模发展的资源条件进行现状分析，衡量农业资源环境承载力，准确把握天津农业规模效率发展水平，从不同产业规模影响规模效益的程度入手，确定各产业规模目标和发展方向。研究通过定量分析验证了农业适度规模发展的必然性，对于平衡区域生态保护与农业生产的关系，推进地区农业转型升级提供了实证基础，也为国内其他地区农业规模实现提供了发展思路的和现实参考。

1 农业资源开发情况

1.1 耕地资源

天津耕地资源相对较少，有限的耕地是制约农业生产的主要因素之一。尤其是近些年来，随着天津人口不断增加和城市化、工业化进程不断加快，耕地资源更显不足。据2013年天津统计年鉴数据，天津年末实有常用耕地面积由1995年的42.61万hm2减少到2013年的39.25万hm2；人均耕地面积则由1995年的0.045 hm2下降到2013年的0.027 hm2，年均递减2.3%（图1）。人口、耕地逆向发展势必对潜力有限的耕地资源造成长期持久压力。

根据天津市土地利用总体规划（2006—2020年），除滨海新区、津南区和蓟县以外，2013年其他区县已经突破2020年耕地保有量的约束指标。从2010年的情况对比来看，预计随着城镇化的快速扩张，耕地减少的趋势将继续。虽然各地不断调整土地利用规模和目标，并且通过复垦等方式增加耕地，但是耕地总体减少给农业生产带来的影响不可忽视，农业土地资源束缚逐步显现。此外，从自然条件看，除北部小部分低山、丘陵外，天津市大部分为低缓的滨海平原和洼地，受盐碱、干旱、洪涝、沙化等自然条件的限制以及不合理灌溉等人为因素的影响，部分灌溉区耕地土壤次生盐碱化严重，耕地自然肥力不高。这些都说明农业土地资源的利用和承载力已经接近饱和，对于今后土地合理利用、适度开发和农田整理等提出了更高的要求。

1.2 水资源

随着经济的发展和人口的增加，天津水体状况不容乐观。一是水资源供需矛盾（资源性短缺）。2013年天津水资源总量为14.64亿m3，还不足2012年的50%（数据出自《天津统计年鉴2014》），人均水资源145.82 m3，而国际公认的极度缺水警戒线为人均500 m3；同年我国人均水资源（数据出自《天津统计年鉴2014》）为2 059.7 m3，天津人均水资源不足全国人均水资源平均水平的1/10。此外，天津生态用水极其匮乏，农业用水量大，多年来一直占总供用水量的50%以上，2013年天津总用水量23.8亿m3（数据出自《天津统计年鉴2014》），其中农业用水12.17亿m3，占51.13%。水资源利用率低，浪费严重，一定程度上加剧了水资源供需矛盾。二是水体污染较为突出（污染性短缺）。受农业面源污染的影响，天津地表水污染相对较重。根据化学需氧量计算的排放量，2013年天津市农业水污染排放为10.99万t（数据出自《天津统计年鉴2014》），占全市需氧排放总量的49.6%。据《天津市环境状况公报》，2013年不符合农业灌溉水标准的劣Ⅴ类河长占57.5%，较2009年的40.4%增加了17.1%；地表水污染严重无疑也加剧了水资源短缺的问题。

1.3 农业投入

农业投入主要以化肥、农药、农膜等为主进行分析。2013年天津市化肥施用量（按折纯量计算）已达24.3万t，单位耕地面积化肥施用量达620.13 kg·hm-2，农药施用量达9.27 kg·hm-2，化肥施用强度比同年全国平均水平高出134.42 kg·hm-2，更远高于国家推荐的生态示范区施肥标准250 kg·hm-2和发达国家设定的安全水平值225 kg·hm-2。由于施用方式、施用时间以及施用量的不合理性，直接导致农药化肥的利用率偏低（氮肥利用率仅为30%～35%，磷肥利用率为10%～20%，钾肥利用率为35%～50%，农药只有20%～30%）。大部分通过土壤淋溶、地表径流以及大气挥发等形式，进入土壤、大气、水体中，进而造成大量的资源、能源浪费和农业面源污染。此外，设施农业的迅速发展使得天津农膜使用量不断增加，2013年农膜使用总量达12 901 t，单位耕地面积农膜使用量32.86 kg·hm-2，高于中国20.48 kg·hm-2的平均水平（表2）。根据对天津主要农业区县的调查，除小麦、玉米等粮食作物外，蔬菜、棉花等经济作物也普遍使用农膜，2013年地膜覆盖面积达77 499 hm2，占耕地面积的19.74%，仅设施蔬菜一项，年耗费农膜量已达1万t以上。大量未处理的农膜残片积留在农田中，影响了土壤结构、农田机械耕作、正常的农业生产灌溉和农作物生长。

1.4 农业污染

农业污染可分为农业投入和产出两方面。农业产出污染的原因包括粗放的经营管理方式、资源的不合理利用、生产技术的落后等，从而造成农业耕地、水资源等的严重浪费。反映了目前农业资源投入产出的不合理，以及农业资源承载力已接近警戒线。产出污染主要以畜禽养殖粪便污染进行分析。

近年来，天津畜禽养殖业发展迅猛，2013年天津出栏的生猪达381.68万头，奶牛存栏15.11万头，畜牧业产值约占天津农业总产值的1/4，但由于畜禽养殖业环境管理滞后于养殖产业的发展及缺乏较为完善的环境管理手段，养殖规模的不断扩大带来严重的畜禽粪便污染问题。如2013年全年天津畜禽粪便产量达883.95万t（表3），是工业固体废弃物的55.11%。牛（肉牛、奶牛）产生粪便量最多，生猪其次。

畜禽粪便污染范围广、持续时间长的特点还造成大量的养分流失，根据《中国有机肥料养分志》提供的畜禽粪便养分含量系数，测算2013年天津市畜禽粪便所含氮、磷、钾养分含量（表4），2013年含氮磷钾总量就达8.39万t，同年全市化肥施用总量（折纯）24.3万t，如能完全利用这些畜禽养殖粪便资源，则可减少约30%以上化肥用量。从单位面积耕地负荷量来看，2013年天津市畜禽粪便耕地平均负荷量为22.52 kg·hm-2，氮、磷纯养分耕地平均负荷分别为109.95 kg·hm-2、40.75 kg·hm-2。欧盟畜禽粪便的还田限量值为35 t·hm-2，耕地粪便氮养分负荷量标准为170 kg·hm-2，耕地粪便磷养分负荷量标准为35 kg·hm-2。参考欧盟标准，天津市耕地畜禽粪便、氮养分负荷量没有超标，但磷养分负荷量超标，而部分区县氮、磷养分耕地平均负荷量已经全部超标。说明天津市畜禽养殖业已呈现养殖过载问题，从生态环境保护角度来看耕地资源的承载力接近极限，畜牧业有待向集约方式转变。

综上，无论是从土地、水资源等农业生产投入，还是从畜禽养殖业带来的产出污染来看，目前天津市农业资源承载力已经接近极限，而随着人口增加和农村城市化进程，人口消费对于农产品产量的需求压力并未减小，伴随着资源有效利用率低和环境污染问题的双重压力，农业发展和农村环境的总体形势不容乐观。因此必须转变农业发展方式，调整优化农业产业结构，沿着天津市减粮、增菜、增林果、增水产品“一减三增”的思路，大力推行低排量、低能耗的种养殖模式，实现畜牧养殖集约化经营管理，乃是当务之急。

2 规模效率与影响因素分析

从投入产出效率的视角对规模效益进行分析，本研究拟采用数据包络分析法（DEA），该方法的原理主要是通过保持决策单元（Decision Making Unit，DMU）的投入、产出指标的权重系数为优化变量，借助于数学规划和统计数据确定相对有效的生产前沿面，将各个决策单元投影到DEA的生产前沿面上，并通过比较决策单元偏离DEA前沿面的程度来评价它们的相对有效性。采用此方法，首先对天津市2004—2013年间农业产值投入产出进行总体分析，其次针对2013年进行分行业具体分析。

对天津市2004—2013十年间农业生产投入产出的整体效率进行评价，将每个年份视作决策单元（DMU），假设有m种投入变量和s种产出变量，Xij表示第j个年份的第i种投入的总量，Yrj表示第j个年份的第r种产出的总量。这样，第j个年份的投入可表示为Xj=（x1j，x2j，……xmj）T，产出可表示为Yj=（y1j，y2j，……ysj）T。令V为投入向量X的权系数向量，U为产出向量Y的权系数向量，以第j个年份的效率评价为目标函数，以全部单元的效率指数为约束，得到最优化C2R模型，并通过Charnes-Cooper变换，获得线性规划模型：

θ值越大，DEA的相对有效性越高。本文通过投入导向的可变规模报酬（vrs）模型运算得到决策单元的效率值，最优效率值为1，否则决策单元的效率有所损失。

本报告采用天津市2004—2013年的农林牧渔业产值和中间消耗品投入的数据，研究其十年间的投入产出效率水平并进行比较评价，评估模型的输入输出指标体系如表5所示。因为包括了中间消耗，所以产出方面采用农林牧渔总产值指标，操作运算中用生产总值指数中第一产业指数进行折算，中间消耗价值用生产者购进价格指数中农副产品类指数折算。

运用DEAP2.1软件，将投入产出指标的相关数据带入求解，经过计算分析得到天津市2004—2013年农林牧渔业投入产出的效率评价结果（表6）。

整体来看，2004—2011年处于总规模报酬递增阶段，该期间投入的持续增加提高了总体效率水平，而2011年之后处于总规模报酬递减区间，主要体现在规模效率上，表示其规模已经达到一定的水平，一味增加投入将会降低边际报酬。从2011年至今的实际来看，经历了2005年来农业投资力度显著增加的时期，投入增加带来的边际效益在递减，农业投资的产出效率有待提高。说明2011年起农业已经进入转变发展方式，调整产业结构的拐点，即投入增加的同时需进行相应产业结构的调整和转变，才能实现农业发展的规模报酬不断增加，因此调整产业结构的力度还有待于加强。从效率分解来看，2011年的综合效率，纯技术效率和规模效率都是1，表明该年份投入产出水平最为合理，2004、2007、2011、2012、2013年代的纯技术效率为1，说明这几个年份的产出水平从技术增长来看最优。而10个年份中仅有3个年份出现技术效率大于规模效率的情况，且除了2011年以外都存在规模效率不足（小于1），说明规模效率成为天津市投入产出效率不足的主要原因，证实了调整农业产业规模，对于实现产出增加的重要意义。综上，针对目前这种规模效率不足情况下，应注重在现有规模基础上调整产业结构，合理分配投资，在产业规模方面优化投入结构和转变发展重点，以提高规模效率。

进一步对于规模效率的影响因素和作用程度进行分析。采用Tobit模型方法。因为针对部分离散分布的因变量，Tobit模型能够实现对于[0，1]截尾数据的处理，考虑到DEA计算出的效率值是截尾数据，直接用OLS方法所得估计量是有偏和不一致的，因此采用Tobit模型进行最大似然函数估计。模型如下：

定义yi为DEA模型得到i年份的规模效率水平，yi*是潜变量，满足计量模型的经典假设，xi是效率值影响因素。当yi*大于0时，因变量取实际观测值，当yi*小于0时，因变量受限制取0值。

xi为可能影响规模效率水平的变量，本研究选取x1为耕地面积（万hm2）；x2为林地和果园面积（万hm2）；x3为水产养殖面积（万hm2）；x4为机械总动力（万kW）；x5为化肥投入（万t）；x6为一产从业人员（万人）；x7为一产固定资产投资（亿元）；x8为农林水事务支出（亿元）。（数据来源：《新中国60年农业发展统计汇编》、《中国统计年鉴》、《中国农村统计年鉴》、《天津统计年鉴》、《天津调查年鉴》）在进入模型前进行对数处理。由于x7（一产固定资产投资）和x8（农林水事务支出）两项指标加入后模型显著性下降其自身显著性差，因此剔除，采用最大似然法回归结果如表7。

除变量x6均通过1%显著性检验，可认为模型结果符合实际，拟合程度较高。从结果看，耕地面积x1的影响为负向，程度为每变化1%，则引起效率30%的减少，说明耕地资源投入过多并未带来应有的产出，存在土地资源浪费情况，在转变农业发展方式背景下，需考虑减少粗放型的粮食种植面积。林果面积x2的提高对于规模效率有正向作用，应适当增加面积，这与全市“一减三增”的发展战略一致。水产养殖面积x3负向影响但作用程度有限，应适度减少面积，并保证产量，提高健康水产养殖的集约化水平。机械总动力水平x4的影响为正，且作用程度最为明显，其变化量1%，则引起效率2.77%的提高，说明机械化显著提高了产出效率，应继续结合不同产业特点予以使用和推广，并加大对机械化应用的补贴和扶持。化肥已经对效率产生负向影响，说明在土地承载能力有限情况下已经投入过度，与前文分析一致，从农业可持续发展的角度看应适度减少化肥投入。农村劳动力的影响虽然为负，但不显著，说明农村尚有一定规模的剩余劳动力，应加快农业劳动力的城镇化转移。

本研究从定量分析手段出发阐明了提高规模效率的实证原因，以及在保障农业可持续发展中调节投入结构，特别是减少化肥使用的重要意义。同时结果很好地论证了目前天津市实施“一减三增”的合理性。

3 发展思路与重点

3.1 种植业适度规模

根据天津市农委重点项目《天津现代都市型农业发展“十三五”规划研究》，粮食种植面积由2014年的34.58万hm2减少到2020年的25.33万hm2，经济作物种植面积由2014年的16.65万hm2增加到2020年的25.33万hm2，届时粮经比由2014年的1∶0.5达到1∶1。本研究提出到2020年，在完成天津农业资源可持续利用与生态环境保护目标的基础上，通过加大实施现代都市型种植业建设，实现优化结构和提升拓展，结合定量分析，设定种植业规模指标如表8所示。

其中，粮占耕地面积稳定不低于20万hm2，播种面积稳定在26.67万hm2，其中小麦稳定在8.67万hm2，玉米稳定在16万hm2，水稻稳定在2万hm2，年总产量稳定在150万t，自给率保持在30%左右；蔬菜占地面积稳定在6.67万hm2，播种面积达到10万hm2，年总产量500万t，主要蔬菜自给率保持90%左右；水果种植面积达到4万hm2，水果产量达到35万t，自给率达到55%。

建设规模化种植、标准化生产、制度化管理和信息化监管的“放心菜基地”4万hm2，年产优质“放心菜”250万t，占蔬菜总产量的50%以上；对1.33万hm2以新型节能日光温室为重点的现代化种植业设施进行基础设施、专用技术、质量安全、配套设施提升，提高设施蔬菜生产水平和周年供应能力，满足全市人民对地产优质放心蔬菜的质量与数量需求。

优质水果基地稳定在4万hm2，主要位于蓟县、武清、静海、滨海新区等，以万亩为单元重点打造苹果、梨、桃、鲜枣和葡萄5个传统优势品种标准化示范基地；同时积极发展甜樱桃、蓝莓、树莓等新品种和设施果品栽培，满足市场对果品的多样化需求。

在现有及规划建设的2万hm2现代农业示范园的基础上，完善和建设20个现代农业示范园区。坚持规模化发展、标准化建设和产业化带动。积极探索新型土地经营管理模式，鼓励土地向种植大户、专业合作社、农业公司等各类农业经营企业集中，在远郊5个主要农业区县探索建设土地规模化经营创新城乡一体试验点，提高农业生产经营的规模化水平。

3.2 养殖业适度规模

到2020年，畜牧业生产结构和区域布局进一步优化，综合生产能力显著增强，规模化、标准化、产业化程度进一步提高。畜牧业向资源节约型、技术密集型和环境友好型转变。建设国内一流的现代畜牧业产业园区13个，按照现代都市型畜牧业标准化建设要求，对200个规模养殖场进行改造提升，带动55个畜禽养殖基地发展，畜禽规模化养殖比重达到：生猪95%、奶牛100%、蛋鸡90%、肉鸡95%，无公害畜禽养殖比率由2014年78.2%达到85%以上，主要畜禽良种覆盖率达98%以上，规模化畜禽养殖粪污综合利用率达90%。发展农牧、林牧等复合生态农业生产模式，建设2万hm2全株饲料玉米基地和0.67万hm2优质苜蓿基地，实现农牧的有机结合。

全市涉及畜牧养殖的区县划分为环城协调发展区和远郊综合发展区，按照生产相对集中原则，打造55个养殖基地，形成东北、中部、西南3条现代畜禽产业带。环城协调发展区主要包括东丽、西青、津南、北辰4个环城区以及滨海新区汉沽。以生猪、奶牛、肉鸡为主，除北辰奶牛养殖规模较大外，其他区县各种畜禽养殖规模整体较小。该区域未来将控制养殖规模，总量逐步减少，对已有项目进行提升改造，养殖畜种以生猪、奶牛、肉鸡养殖为主。远郊综合发展区主要包括蓟县、宝坻、武清、宁河、静海、滨海新区大港以及农垦。该区域主要以生猪、奶牛、肉鸡、蛋鸡为主，并积极发展肉牛、肉羊、长毛兔等草食动物，将进一步促进产业升级，大力发展畜禽良种产业，向标准化规模养殖、生态养殖和特色养殖等方向转变，提高综合生产能力。

进一步调整水产养殖生产布局，促进水产养殖业健康持续发着市场供应，到2020年，水产养殖面积稳定在4万hm2以上，其中淡水养殖面积稳定在3.6万hm2，海水养殖面积稳定在0.4万hm2，水产品供给能力稳定在60万t左右。控制养殖规模和密度，推广健康生态养殖模式，继续开展健康养殖示范场建设，扩大示范带动规模，建设35个水产品生产基地、45个设施渔业示范区和6个渔业产业园区。保护和改善养殖水域生态环境，保障水产品质量安全，科学合理利用天津水产种质资源，鼓励并促进养殖渔民推广、采用集约化和规模化养殖、生态健康养殖等新模式。

4 政策建议

首先，控制农业生产要素投入，分行业制定和落实生态标准。各级政府和有关部门要制定专项实施规划，尽快建立市、区县级的农业生态环境监测预警系统，保障农业生态安全。根据种植业、畜禽养殖业、水产养殖业和农村生活产生的主要污染物种类、产生量、排放量及其去向，摸清农业面源污染物排放规律和主要影响因子，掌握农业污染的动态变化趋势，为合理规划农业生产布局，指导农业产业结构调整，从源头控制农业污染提供科学依据。

其次，创新土地流转形式。根据天津村庄社会经济发展水平、区位条件、村级产权制度改革进程、农民非农就业水平等特点，实施多层次、差别化的土地流转制度创新。包括直接出租、反租倒包、承租返包、股份合作等形式，以及建立土地银行、土地基金、土地流转信托中心或土地股份合作联社等。结合土地整理项目，将整村土地甚至几个村一同流转，建立现代农业产业园区，实现农用地的园区化。

最后，严格划分行业生态标准，根据种植业、畜禽养殖业、水产养殖业、休闲农业等行业各自特点和发展目标，在保证农业与生态协调可持续而又不影响安全农产品基本供给水平的前提下，分别制定化肥、农药、饲料等投入品的实施方案和标准，通过点源控制、以点带面、逐步展开的形式，严格落实。对于涉及的部分重点整治项目，如饮水安全、节能减排、绿色生产、生活垃圾处理等，进一步完善相关指标，健全生态环境保护定量评价制度与利益补偿机制。

参考文献：

[1] 潘丹，应瑞瑶.中国农业生态效率评价方法与实证——基于非期望产出的SBM模型分析[J].生态学报，2013，33（12）：3837-3845.

[2] 潘洁，肖辉，陆文龙.天津市畜禽养殖粪便产生量估算及耕地负载初步评估[J].山西农业科学，2014，42（5）：517-520.

[3] 屈志光，陈光炬，刘甜.农业生态资本效率测度及其影响因素分析[J].中国地质大学学报（社会科学版），2014（7）：81-87.

[4] 宋小青，欧阳竹，柏林川.中国耕地资源开发强度及其演化阶段[J].地理科学，2013（2）：135-142.