农业基础设施对农业发展的结构效应研究
[中图分类号]F062.9
[文献标识码]A
[文章编号]2095-3283（2018）04-0056-06
Abstract： The key to the sustainable development of agriculture is the structural reform of the supply side. From the perspective of “ensuring the basic self-sufficiency of grain and the absolute safety of ration”， this paper makes an empirical analysis of the effect of agricultural infrastructure on agricultural development by using the cointegration model and error correction model based on the time series data of 1978-2015 years in china. The results show that there is a long-term stable equilibrium relationship between agricultural development and agricultural investment and infrastructure. Elastic coefficient and agricultural development of land input， fertilizer input， road infrastructure， rural power facilities were 7.8279， 1.7156， 0.0548， 0.7243； in the long term， land input， fertilizer input， each increase of highway infrastructure， rural power facilities 1%， agricultural output will increase by 7.8279%， 1.7156%， 0.0548%. 0.7243%. Therefore， the implementation of basic farmland protection regulations， increasing organic fertilizer， improving rural land transportation and maintaining agricultural power supply will contribute to the sustainable development of agriculture in China.
Keywords： Agricultural Development； Infrastructure； Structural Effect； Supply Side Reform
一、引言
“务农重本，??之大纲”。农业是国民经济中最主要的物质生产部门，党中央、国务院一直对农业发展高度重视。2015年12月，中央农村工作会议首次提出进行“农业供给侧结构性改革”，着力强调提高农业供给体系的质量和效率，使农产品供给数量充足、品种和质量契合消费者需要，真正形成结构合理、保障有力的农产品有效供给[1]。
基础设施是“社会先行资本”。农业基础设施作为一种公共服务，为农业生产创造条件、为农业发展提供保障。灌溉、公路、电力作为三大物质性农业基础设施，在农产品的生产和流通环节发挥重要作用。水是生命的源泉，农田水利设备是农业持续生产的命脉。高水平的水利基础设施能促进农业增产增收。公路里程建设是农业运输成本降低的保障。完善的公路设施能有效降低农业运输成本，从而提高劳动生产率。同时，公路对农业生产的影响与公路等级有关：等级公路降低劳动力转移成本，增强农村与外界沟通的能力；等外公路降低农业运输成本，是农村（特别是偏远地区）进行内部沟通的主要途径。相关研究表明，在农业生产中等外公路的作用大于等级公路[2]。农业电力供应是全面推进农业经济发展的支柱。农电设施除了要满足打井、电犁等农业生产用电外，还通过满足农民生活需要间接作用于农业生产。伴随着农业现代化进程的加快，农业生产用电需求量不断增加。
生产要素的投入只有以相适应的基础设施作为支撑才能发挥作用。农业基础设施的发展具有“包络线轨迹”的类似特征[3]。基础设施建设水平必须不断提高以适应农业生产的要求改革开放以来，我国农业生产条件不断完善，但仍有一些地区的基础设施建设相对薄弱，尤其是西部省份农村的基础设施建设水平更为滞后。尽管国家每年对农业基础设施的投入总量很大，但现有的基础设施并不能满足农业发展的要求。目前我国基础设施建设主要存在以下几点问题：财政资金投入不足、经营管理水平落后、基础设施建设不能满足经济发展的要求、布局不尽合理、效益低下[4]。 2017年政府工作报告表明，国家将会在有关“三农”问题的10个方向发力[5]。2017年2月发布的中央一号文件重点讨论了农业供应方面的结构改革[6]。当前我国农业的主要矛盾已转变为结构性矛盾，农业发展应以保障有效供给为主要目标，进行供给侧结构改革。随着农村经济发展进入新时期，中国农业亟待从传统农业向现代农业转型。农村基础设施对加快农业现代化步伐、推动农村经济发展具有支撑作用。如何提高国家和政府对基础设施建设的投入效益？如何优化农业结构来促进农业发展？本文从供给侧结构性改革的视角出发，研究基础设施对农业发展的结构效应。
一、文献回顾
（一）农业生产要素投入与农业产出的关系
在农业生产中，生产要素投入主要有资本、劳动力、土地。增加农业产值可以通过科学合理地安排这几种生产要素的投入量来实现[1]。辛翔飞和秦富（2005）采用经济增长因素分析法，选用1998―2003年省级面板数据测算生产投入要素的弹性系数，得到资本、土地、劳动力资源的生产弹性系数分别为0.4890、0.2659、0.1066[2]。吴玉鸣（2010）基于空间计量经济模型，采用2008年中国大陆省域数据测算农业生产要素投入产出弹性，得到劳动、资本对农业产出的弹性分别为0.50、0.43，土地作用不显著。其劳动、资本的正向估计结果与大多数研究结论基本一致[3]。
李睿（2016）选用1997―2013年粮食生产数据，利用时间序列模型和面板数据研究农业生产要素投入产出效应。选取的自变量包括净播种面积、化肥施用量、劳动力投入、电力使用量、机械总动力、农药使用量及农用薄膜使用量。研究结果表明这五个要素的影响效果为：农用薄膜使用量<电力使用量<劳动力投入<化肥施用量<净播种面积[4]。
（二）农村基础设施投入与农业发展的关系
目前学者们对农业基础设施的认识达成一致。陈文科和林后春（2000）从五个角度提出对农业基础设施的认识。农业基础设施是一个基础产业部门，政府应平衡“投入”与“产出”，降低投入成本。在农业生产中要充分发挥基础设施的公共服务作用，促进农业可持续发展。伍佳和曾福生（2017）对农业基础设施建设现状的分析与上述文献基于“现实认识”角度的分析基本吻合，并提到：农业基础设施建设要与农业经济的结构调整相吻合。
提高农业基础设施水平能有效促进农业技术进步和农村经济增长。高颖、李善同（2006）用CGE模型进行定量模拟，论证了交通和电信基础设施建设的减贫作用[5]。孔群喜等（2007）构造VAR模型，运用格兰杰因果检验、脉冲响应分析和方差分解，研究农业基础设施存量对国民生产总值的影响，结果表明：农业基础设施存量对国民生产总值具有正影响且时滞相对较短[6]。曾福生和李飞（2015）选用2000―2013年中国粮食生产成本的省级面板数据，基于似无关回归方法，分析农业基础设施的结构效应和规模效应。结果表明：农业基础设施对降低粮食生产成本和调整生产要素投入结构发挥重要作用。基础设施对劳动要素具有替代效应，对资本要素和中间要素具有互补效应[7]。李飞和曾福生（2016）实证检验了农业基础设施对全要素生产率有正的水平效应。增加农业基础设施投入可以促进农业技术进步[8]。
在实证研究方法方面，国内众多学者运用协整理论研究农业基础设施水平对农业GDP的影响。徐敏丽（2008）建立了VEC模型，用误差修正模型、脉冲响应函数和方差分解进行动态分析[9]。杜君楠和郑少锋（2012）运用协整理论分析农业基础设施建设对农业GDP的短期因果关系和长期因果关系[10]。以上两篇文献都选取“农业基本建设支出”指标为自变量，并未对基础设施变量进一步分类研究，因此其研究结果不能从农业基?A设施的结构效应方面给出建议。
农电、公路、灌溉是三大基础设施。吴清华（2015）等人从要素投入的视角出发，得出农村公路设施和灌溉设施能降低农业生产成本、促进农业生产率的增长，且灌溉设施的作用大于农村公路的作用[11]。李谷成等人（2015）研究农电基础设施、公路基础设施、灌溉基础设施对TFP的影响。公路设施能显著促进TFP的提高，农电设施对TFP的影响并不显著，而灌溉设施显著降低了TFP[12]。周晓时（2017）等人基于异质性随机前沿模型，测算出三大基础设施（农村电力、公路、灌溉）对中国农业技术效率的影响[13]，结果表明三者的作用效果为“农村灌溉设施<农村电力设施<农村公路设施”。这与李谷成（2015）等人的研究结果一致。
二、变量设置
（一）因变量
农业产出（用Y表示），农业产出变量采用“农业总产值”指标来表示。这里的农业同林业、牧业、渔业总产值共同构成GDP的第一产业产值。
（二）自变量
1.生产投入，由生产经验与理论知识，农业投入包括劳动力投入、土地投入、农业机械投入、化肥投入4个方面。
（1）劳动力投入（用L表示）
劳动力投入变量采用“乡村从业人员（万人）”指标来表示。之所以采用乡村全部从业人员数来表示劳动力变量，是因为在农忙季节，往往家里的劳动力均要参与到农作物收割中来。
（2）土地投入（用S表示）
土地投入变量采用“农作物总播种面积（千公顷）”指标来表示，包括所有季节、所有种类粮食的播种面积。
（3）机械动力投入（用M表示）
机械动力投入变量采用“农业机械总动力（万千瓦）”指标来表示。包括种植业、畜牧业、渔业、农田基本建设、农产品初加工、农用运输的机械设备等。
（4）化肥投入（用F表示）
化肥投入变量采用“农用化肥施用折纯量（万吨）”指标来表示，包括各种复合肥料和氮肥、磷肥、钾肥。
2.基础设施
按照传统的生产要素理论，农业生产需要投入的生产要素包含劳动力、土地、资本等。传统理论中的资本不管是生产单位的自有资本还是借入资本，都是属于该生产单位的资本。已有研究表明，基础设施和劳动力、土地等生产要素同样具有很好的生产效益，可以降低农业生产成本，提高农业生产率，是农业发展的重要物质基础。这里将基础设施分为公路、电力、灌溉三类。 （1）公路基础设施（用HI表示）
公路基础设施变量采用“等外公路公路里程（万公里）”指标来表示。之所以如此，是因为考虑到现有可以得到的统计资料中对农村地区公路设施数据的缺乏和中国道路建设的特点，除了等级公路建设比较完善、非农业经济发展水平比较高的中国东部少数地区外，以等外公路为主的农村公路是范围广大的农村地区最主要的交通运输方式，是促进农村经济发展和保障农业运输的重要基础设施之一。
（2）电力基础设施（用RE表示）
农村电力设施变量采用“农村用电量（亿千瓦小时）”指标来表示。它是各种设备设施的用电量总和。改革开放以来，中国经济社会发展迅速，特别是农村经济，由于乡镇企业的迅猛发展和农村经济规模进一步扩大，农村电力需求快速增长，电力消费总量不断增加。农村电力设施是电力供应的保障，在农村经济发展中发挥着重要作用。
（3）灌溉基础设施（用IR表示）
灌溉基础设施变量采用“有效灌溉面积（千公顷）”指标来表示。农村灌溉基础设施不仅是农业生产的关键性因素，而且是现代农业社会化服务体系中的一项重要指标，能很好地反映我国耕地状况。
三、协整与误差修正模型
（一）数据来源与描述性统计分析
考虑到统计口径的一致性和数据的可获得性，本文采用全国的宏观数据进行实证分析。本文选取的数据主要来源于《中国统计年鉴（历年）》。各变量的描述性统计分析结果如表1所示。从表1可以看出，变量量纲不同，均值、标准误差及最大值与最小值的极差均较大。
（二）数据平稳性检验
本文采用ADF对原水平下的变量进行平稳性检验，结果如表2所示。选取的变量原水平下表现皆为不平稳。
对原始数据进行对数变换的预处理。这样做有很多方便之处：缩小了数据的绝对数值，达到了压缩变量尺度的目的，使数据更加平稳，方便计算；并且不会改变数据的根本性质和数据之间的相关关系，从而削弱了模型自身带有的共线性、异方差问题。
接着对经过对数变换的数据进行ADF检验。检验结果如表3所示，取对数后的原水平变量平稳性检验表现皆为不平稳。
对原水平变量取对数再进行一阶差分，变量平稳性检验结果如表4所示。可见选取原水平变量取对数再进行一阶差分后，各个变量表现皆平稳。
由此得到各变量的单整阶数相同，即都为一阶差分单整。故而可以对变量关系进行最小二乘线性回归，进行协整分析。
（三）协整检验
本文采用EG（Engle-Granger）两步法对数据进行协整分析，构建回归模型，得到
观察变量回归后的残差序列时序图，并对残差序列做滞后期为0且不含趋势项与截距项的ADF单位根检验。模型拟合结果显示，存在较强的一阶自相关。
向原模型加入一阶滞后项，得到分布滞后模型：
残差序列的单位根检验得到Δe^t=-0.9537e^t-1，依据MacKinnon（1996）的p-values=0<0.01，证实残差为稳定序列，所以该组数据存在长期稳定的均衡关系。
接下来检验模型的异方差与自相关问题。针对异方差问题，采取White检验方法，经检验拒绝备择假设，即该模型不存在异方差；针对自相关问题，采取LM检验法，分别对模型进行一阶自相关检验得LM（1）=0.97、二阶自相关检验得LM（2）=0.74，经检验接受备择假设，即该模型存在自相关。
（四）误差修正模型
以平稳的时间序列作为该模型中的解释变量，可建立如下误差修正模型：
分别对模型进行一阶自相关检验、二阶自相关检验，经检验拒绝备择假设，即该模型不存在自相关问题。
所以我国农业产出和劳动力投入、土地投入、机械动力投入、化肥投入、公路基础设施、电力基础设施、灌溉基础设施的结构效应模型可以表述如下：
据此得到Y关于各自变量的长期弹性（long-run elasticity）和短期弹性（short-run elasticity）系数见表5。
五、实证分析与结论
由上述协整模型与误差修正模型的分析结果可知，模型估计的各项系数及整体的线性拟合情况均很好，调整后的拟合优度R2达到了95%以上，说明模型中的解释变量在很大程度上解释了被解释变量的变化值，能够较为真实地反映经济变量间的规律。该模型的DW值接近于2，说明回归模型不存在自相关问题。基于体现变量长期均衡关系的协整模型与体现变量短期波动关系的误差修正模型及弹性系数测算结果，得出以下结论。
（一）劳动力投入与农业发展的关系
由短期波动模型可知，lnY对LnL的弹性为0.0274，即lnL每增加1%时，lnY将增加0.0274%。长期均衡模型中lnY对lnL的弹性为-0.9015，说明在1978―2015年这38年间，全国的农业产出与劳动力投入之间是长期稳定的负向协整关系。同时也说明在长期条件下，lnL每增加1%时，lnY将减少0.9015%。表明虽然短期条件下劳动力投入对于农业产出有正向作用，但长期下将表现为反向作用，增加劳动力投入不利于我国农业发展。
虽然在短期条件下劳动力投入对于农业产出有正向作用，符合我们参与农事的人越多则收获越多的认知，但是长期下增加劳动力投入将不利于我国农业发展，这是因为我国现在劳动力生产时间缩短，农业以机械生产为主，其在生产时农业产出的效用远小于其不生产时带来的损耗。
（二）土地投入与农业发展的关系
根据长期均衡模型，lnY对lnS的弹性为7.8279，说明在1978―2015年这38年间，全国的农业产出与土地投入之间是长期稳定的正向协整关系。这同时表明，在长期条件下，lnS每增加1%时，lnY将增加7.8279%。而其短期弹性为4.0522，即lnS每增加1%时，lnY将增加4.0522%，证实土地投入在?L期内对农业产出的影响比短期内的影响更为显著。 从经济效益分析，土地投入作为生产投入确实对农业产出具有长期的经济效应。这一结果与我国目前的农业生产状况十分契合。土地投入一向是广大发展中国家第一产业发展的基石，因此其对农业产出的弹性系数较大。能否合理利用土地资源，是我国能否使农业产出保持稳定的关键。
（三）机械动力投入与农业发展的关系
根据短期波动模型，lnY对lnM的弹性为-0.2821，即lnM每增加1%时，lnY将减少0.2821%。再看长期均衡模型，lnY对lnM的弹性为-0.8692。该弹性说明在1978―2015年这38年间，全国的农业产出与机械动力投入之间是长期稳定的负向协整关系。同时也说明在长期条件下，lnM每增加1%时，lnY将减少0.8692%。t检验值为5.138，说明该弹性在0.01的检验水平上显著。这表明不论在短期条件下还是长期条件下，机械动力投入对于农业产出均为负向作用，增加机械动力投入不利于我国农业发展。
该结论与我们平时的感觉相悖，这是因为我国现在的机械动力投入已达到一定数量，而我国的土地数量是有限的，所以单位土地的机械动力投入已经饱和。因此在一定时间内，在其他解释变量均保持不变的条件下，随着机械动力投入的增加，所得到的效用增量是递减的。
（四）化肥投入与农业发展的关系
根据短期波动模型可以知道，lnY对lnF的弹性为1.8287，即lnF每增加1%时，lnY将增加1.8287%。再看长期均衡模型，lnY对lnF的弹性为1.7156。该弹性说明在1978―2015年这38年间，全国的农业产出与劳动力投入之间是长期稳定的负向协整关系。同时也说明在长期条件下，lnF每增加1%时，lnY将增加1.7156%。t检验值为9.543，说明该弹性在0.01的检验水平上显著。表明不论在短期条件下还是长期条件下，化肥投入对于农业产出均有正向作用，在单纯的经济角度上增加化肥投入将促进我国农业发展。
（五）公路基础设施投入与农业发展的关系
lnY对lnHI的长期弹性为0.0548，意味着在所观测的时段内，全国的农业发展水平与公路基础设施存在长期稳定的正向协整关系。lnY对lnHI的短期弹性为0.0277，即在短期条件下，lnHI每增加1%时，lnY将增加0.0277%，公路基础设施投入对农业发展具有促进作用。
在我国，等外公路是所有等级公路的前身，主要出现在经济落后的农村地区和人迹罕至的地区。成因通常是居民有强烈交通需求，但区域内的自然环境条件恶劣或地区财政无力支持。公路基础设施作为农业生产的公共品，具有极强的公共性，使得私人资本较少注入该领域，这就亟待政府承担相应责任并进行规划与安排。因此，解决这一问题，涉及到一国政府在对待本国财政支出时是否具有预期性与前瞻性，即其是否能够形成一个长期稳定、规范合理的农业基础设施投资体系。
（六）农村电力设施投入与农业发展的关系
由长期均衡条件，lnY对lnRE的长期弹性为0.7243，而lnY对lnRE的短期弹性为0.8723，由此可见，全国的农业发展水平与农村电力设施的投入存在长期稳定的正向协整关系，且投入农村电力设施在短期内可以在农业发展上见到更大的成效。我国农电改革后，农村电力设施产权统一划归电力部门管理，取缔了自愿上交的方式，加大了农村居民的开支。因此一些不法分子盗电、破坏电力设施的行为有所增加，且因缺乏行政执法部门的配合，对农村电力设施的财政投入难以获得对应的收益，制约了我国的农业发展。
（七）灌溉基础设施投入与农业发展的关系
根据短期波动模型，lnY对lnIR的弹性为-0.6920，即lnIR每增加1%时，lnY将减少0.6920%。根据长期均衡模型，lnY对lnIR的弹性为-2.6008。该弹性说明在1978―2015年这38年间，全国的农业产出与灌溉基础设施投入之间是长期稳定的负向协整关系。同时也说明在长期条件下，lnIR每增加1%时，lnY将减少2.6008%。
灌溉设施是一种公共产品，农户在满足自身需求的情况下，容易造成农村水利灌溉工程“拥挤效应”和“过度使用”问题，进而阻碍TFP的提高[18]。灌溉设施建设与农业产出的负相关关系，是因为目前我国农业水利设施还很薄弱。当干旱灾害频发时，现有的灌溉设施并不能真正发挥重要作用，这会严重影响农业产出。
（八）全要素与农业发展的关系
为了进一步考察短期?犹?效应，要对建立的协整模型做处理，从而得到ECM修正的效果。所求的ECM项反映了短期波动对被解释变量即农业总产出的影响，其系数大小即其对偏离长期均衡的调整力度。根据上文所得各项系数估计值进行判断，该系数为-0.1334，这一结果说明，当短期波动偏离长期均衡时，将以-0.1334的调整力度将非均衡状态拉到均衡状态，即当均衡发生偏离时，若第一产业产值下降小于13.34%，那么系统将通过加大化肥投入、废弃农村灌溉基础设施等方式，在1年的时间内恢复均衡状态。基于这样的背景，政府应合理配置投资，加大其他基础设施投资力度，即增建公路基础设施和农村电力基础设施，以达到降低生产成本、改善生产条件的目的，从而稳定我国第一产业的产值，保证我国的基本粮食供给无虞。
六、政策建议
（一）加快城镇化进程，促进农村人口转移
加快城镇化进程，是我国建设现代农业、发展农村新经济、全面建设小康社会的重要举措和必由之路。为了促进农村人口转移，一是要修订规划，城乡衔接；二是兴办企业，吸纳进城；三是建设住宅，欢迎定居；四是兴办学校，排忧解难。同时，要想加快城镇化进程，还要完善户籍管理制度、土地管理与流转制度、福利保障制度及消除歧视制度。
（二）深入贯彻落实基本农田保护条例
基于中国人口多耕地少、耕地后备资源不足等基本现实，国家专门制定《基本农田保护条例》，对基本农田实行特殊保护，以满足我国未来人口和国民经济发展对农产品的需求，为农业生产乃至国民经济的持续、稳定、快速发展起到保障作用[14]。在供给侧结构性改革的要求下，国家更加重视农田资源，因此要深入贯彻落实基本农田保护条例，合理利用基本农田，引导农民对农田采取用养结合的策略，从而使我国农村地区用于耕种粮食作物的土地面积不再缩减，保持我国农业总产量的稳定。 （三）合理配置资源，统筹规划机械动力
目前我国面临农村耕地面积日益减少，农村机械动力投入却日益增加的情况，因此我国单位耕地的机械动力投入已经饱和。面对这一情况，应当充分发挥政府在资源配置中的作用，减少农村机械动力消费，并适当回购部分机械动力租给有需要的农民。最终使机械动力设备成为公共基础设施的一种，以此来减少生产成本。
（四）树立绿色发展理念，增加有机肥使用量
政府要加大农村减少化肥使用量试点的示范作用，树立绿色发展理念，把保护环境与节约资源作为目标，尽早提出施用有机肥的奖励政策，加快《肥料管理条例》的立法进程，提倡形式多样的合作机制，大力推广规模化新型运肥模式。
（五）加大基础设施建设力度，提高投资比例
我国是人口大国，必须保证粮食自给，不可将农业完全依赖于市场、依赖于他国；我国又是农业大国，粮食产业同时具有一般产业的特点，即需要通过市场来实现自身价值，因此要不断提高包括国际竞争力在内的市场竞争力。这需要政府把握城乡统筹发展的原则，依据可持续性发展理念推进基础设施供给制度的改革，调整公共财政分配，落实公路基础设施的建设与农村电力设备运行维护的财政补助政策，提高对公路基础设施、农村电力设备等的投资在社会总投资中的比例，建立新型现代基础设施供给制度，从而形成一个长期稳定、规范合理的农业基础设施投资体系。
