中國糧食生產(chǎn)要素之間的替代關(guān)系研究——基于勞動力成本上升的背景

吳麗麗　李谷成　周曉時

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.湖北農(nóng)村發(fā)展研究中心，湖北 武漢 430070)

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中國糧食生產(chǎn)要素之間的替代關(guān)系研究——基于勞動力成本上升的背景

吳麗麗李谷成周曉時

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.湖北農(nóng)村發(fā)展研究中心，湖北 武漢 430070)

摘要：論文采用1991~2013年中國糧食生產(chǎn)的相關(guān)投入與價格數(shù)據(jù)，基于超越對數(shù)成本函數(shù)的影子替代彈性估計(jì)方法，實(shí)證分析了勞動力成本上升背景下我國糧食生產(chǎn)的要素需求與替代關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)：(1)我國糧食生產(chǎn)的要素需求正處在理性的價格調(diào)節(jié)區(qū)間，要素價格仍然是調(diào)節(jié)要素需求的經(jīng)濟(jì)杠桿；與勞動力和化肥相比，機(jī)械投入對價格變化更為敏感，更容易受自身價格變化的沖擊。(2)農(nóng)業(yè)機(jī)械與勞動力存在明顯的替代關(guān)系，且替代關(guān)系越來越強(qiáng)。這說明在勞動力成本快速上升的情形下，利用機(jī)械替代勞動可以大幅減少農(nóng)業(yè)勞動投入，特別是可以有效緩解勞動力選擇性轉(zhuǎn)移帶來的勞動力結(jié)構(gòu)性短缺問題。(3)化肥與勞動也存在明顯的替代關(guān)系，但替代關(guān)系穩(wěn)中略降。經(jīng)濟(jì)激勵是農(nóng)戶決策的首要考量因素，在勞動力成本快速上升的背景下，選擇多量少次的施肥方式、增施化肥并減少農(nóng)家肥投入，用化肥替代勞動成為農(nóng)戶的理性選擇。

關(guān)鍵詞：要素替代；勞動力成本；影子替代彈性；超越對數(shù)成本函數(shù)；要素替代彈性；需求價格彈性

自2004年首次出現(xiàn)“民工荒”以來，關(guān)于中國經(jīng)濟(jì)是否到達(dá)“劉易斯拐點(diǎn)”的討論快速升溫。誠然，關(guān)于中國是否迎來了“劉易斯拐點(diǎn)”，學(xué)者們見仁見智、爭論不休，但自從該討論出現(xiàn)后，尤其是進(jìn)入到中等收入階段以來，一些典型的“特征化事實(shí)”毋庸置疑：一是計(jì)劃生育政策、受教育程度提高和經(jīng)濟(jì)發(fā)展多重因素疊加，使得低生育率得以形成并長期持續(xù)；二是人口結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，“未富”條件下提前進(jìn)入“老齡化”社會的“未富先老”問題；三是人口撫養(yǎng)比提高、勞動人口比重下降，人口紅利逐漸消失；四是剩余勞動力轉(zhuǎn)移和城市化進(jìn)程使得農(nóng)村出現(xiàn)“老齡化”和“女性化”趨勢。所有這些事實(shí)最終都必然反映在勞動力成本上升上，且具有長期性、趨勢性和不可逆性。以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)家庭勞動用工價為例，1978~2012年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)家庭勞動用工價從0.80元/日增長到10.58元/日(均為1978年不變價)，增長了13.22倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同期化肥價格(增長了6.52倍)和機(jī)械價格(增長了3.74倍)的增長速度。

這意味著我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要素稟賦結(jié)構(gòu)及其相對價格正發(fā)生著重大變化，已不再是傳統(tǒng)意義上農(nóng)業(yè)勞動力投入過剩和“過密”的問題，而是勞動力成本日益高企，“老齡化”和“女性化”趨勢明顯的條件下如何進(jìn)一步發(fā)展的問題[1]。那么，勞動力成本快速上升會給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來什么實(shí)質(zhì)性影響呢？是否會誘導(dǎo)農(nóng)戶減少勞動投入呢？與此同時，勞動力成本的快速上升也催生了要素相對價格的變化，這一變化是否會產(chǎn)生要素替代？本文試圖從要素需求價格彈性與要素替代彈性的角度來回答這些問題。

一、文獻(xiàn)綜述

需求價格彈性指的是一定時期內(nèi)需求量變動對價格變動的反應(yīng)程度，是衡量需求量變化對價格變化敏感性的一個指標(biāo)。目前，國內(nèi)關(guān)于需求價格彈性的研究已廣泛應(yīng)用于商品進(jìn)出口、能源消費(fèi)等領(lǐng)域[2][3]。但鮮有文獻(xiàn)關(guān)注農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的需求價格彈性，特別是在勞動力成本上升背景下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素需求將如何變化呢？

要素替代彈性這一概念最早由Hicks提出[4](P124-125)，是指在給定產(chǎn)出及其他要素價格不變的條件下，兩種要素相對價格的變化所帶來的這兩種要素投入比例的相對變化，用來表示要素投入變動對要素相對價格變動的反應(yīng)敏感程度。也就是說，面對要素價格沖擊，決策者調(diào)整要素投入結(jié)構(gòu)的能力嚴(yán)格取決于要素替代關(guān)系及其大小，因此，準(zhǔn)確測算生產(chǎn)要素之間的替代彈性，對決策者根據(jù)要素價格變化采取相應(yīng)對策進(jìn)而改善資源配置具有重要意義[5]。

從已有文獻(xiàn)來看，國內(nèi)學(xué)者從不同的角度運(yùn)用不同的方法對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的要素替代關(guān)系進(jìn)行了研究。例如，馬凱等認(rèn)為糧食生產(chǎn)中農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力與勞動投入確實(shí)存在著一定的替代關(guān)系，但不是很明顯[6]。李紅利用超越對數(shù)函數(shù)研究得出，農(nóng)業(yè)機(jī)械與農(nóng)業(yè)勞動力之間存在明顯的替代關(guān)系，且1994年以后農(nóng)業(yè)機(jī)械對勞動的替代是有利的[7]。劉渝等基于CES生產(chǎn)函數(shù)，得出農(nóng)業(yè)灌溉用水量與農(nóng)田灌溉投資之間存在很強(qiáng)的替代關(guān)系[8]。尹朝靜等基于VES生產(chǎn)函數(shù)測算出1978~2010年間農(nóng)業(yè)資本對勞動的平均替代彈性為1.529，且資本對勞動的有效替代促進(jìn)了農(nóng)業(yè)發(fā)展[9]。李谷成等對油菜的研究也得出，雖然油菜生產(chǎn)經(jīng)歷了一個勞動力凈流出的過程，但由于化肥和機(jī)械對勞動力的顯著替代，使得勞動力的凈流出并沒有顯著損害油菜生產(chǎn)[1]。李志俊發(fā)現(xiàn)人力資本提高了資本對土地的替代能力，因而其作用不容忽視[10]。

但上述文獻(xiàn)都將要素價格變化作為外生變量，沒有考慮要素價格變化的重要影響，特別是勞動力成本上升對要素投入結(jié)構(gòu)的影響，而要素價格又是決定要素需求與要素替代的最關(guān)鍵因素。究其原因，一方面可能是受要素價格數(shù)據(jù)可得性的影響。由于難以獲取要素價格信息，學(xué)者們一般不直接度量要素價格變化對要素投入變動的影響，而是轉(zhuǎn)而估計(jì)要素邊際技術(shù)替代率變動對要素投入變動的影響，但這難以反映要素價格變化的沖擊。另一方面，要素替代彈性的估計(jì)準(zhǔn)確性依賴于函數(shù)模型的選擇，而已有文獻(xiàn)多利用生產(chǎn)函數(shù)來刻畫要素替代關(guān)系，較少使用包含價格信息的成本函數(shù)模型。不同的生產(chǎn)函數(shù)模型蘊(yùn)含著不同的要素替代假定：經(jīng)典的C-D生產(chǎn)函數(shù)模型假定要素替代彈性為1，其經(jīng)濟(jì)意義明確，但明顯與現(xiàn)實(shí)不符；CES生產(chǎn)函數(shù)放松了替代彈性為1的假定，允許替代彈性在不同樣本觀測值之間存在差異，但不能刻畫替代彈性的時變特征；VES生產(chǎn)函數(shù)彌補(bǔ)了CES的不足，但其形式復(fù)雜，難以進(jìn)行線性估計(jì)，因此在簡潔為美和實(shí)用至上的建模思路下，VES生產(chǎn)函數(shù)的應(yīng)用受到了極大的限制[11]。與C-D函數(shù)、CES、VES相比，超越對數(shù)生產(chǎn)函數(shù)形式靈活、包容性極強(qiáng)，能夠提供更為豐富的信息，因此應(yīng)用最為廣泛，但用超越對數(shù)生產(chǎn)函數(shù)來測度要素替代彈性同樣存在一些缺陷：一是用于估算替代彈性的計(jì)算公式存在邏輯錯誤，使得研究結(jié)論可靠性受損[12]；二是多要素超越對數(shù)生產(chǎn)函數(shù)模型往往包含的解釋變量過多，存在嚴(yán)重的共線性問題，即便采用嶺回歸法加以修正，估計(jì)效果仍然很差。

超越對數(shù)成本函數(shù)有效彌補(bǔ)了以上不足。它與超越對數(shù)生產(chǎn)函數(shù)同屬于平方響應(yīng)面模型，具備超越對數(shù)生產(chǎn)函數(shù)的所有優(yōu)良性質(zhì)；同時，在測度要素替代彈性時可以利用Shephard引理將超越對數(shù)成本函數(shù)轉(zhuǎn)化為成本份額函數(shù)，以有效緩解共線性問題，提高估計(jì)的精度；更重要的是，超越對數(shù)成本函數(shù)將要素價格作為內(nèi)生解釋變量，可以有效刻畫微觀農(nóng)戶的生產(chǎn)經(jīng)營決策，例如：勞動力成本上升對農(nóng)戶要素投入結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了哪些沖擊，農(nóng)戶又是如何調(diào)整要素投入結(jié)構(gòu)以改善資源配置的。

帶著上述問題和已有文獻(xiàn)的不足，本文采用1991~2013年中國糧食生產(chǎn)的相關(guān)投入與價格數(shù)據(jù)，將要素價格作為內(nèi)生解釋變量納入超越對數(shù)成本函數(shù)模型，并基于影子替代彈性估計(jì)方法對勞動力成本上升背景下我國糧食生產(chǎn)要素的需求及其替代關(guān)系進(jìn)行實(shí)證分析。這既可以彌補(bǔ)現(xiàn)有文獻(xiàn)對要素價格變化關(guān)注的不足，還可以為應(yīng)對勞動力成本上升挑戰(zhàn)提供更有針對性的政策建議。

二、模型設(shè)定與估計(jì)方法

(一)基于超越對數(shù)形式的成本函數(shù)模型

超越對數(shù)成本函數(shù)在結(jié)構(gòu)上屬于平方響應(yīng)面模型，無需設(shè)定特定的生產(chǎn)函數(shù)形式[13]，也不需要對要素替代彈性施加任何前提假定[14]，具有易估計(jì)和包容性強(qiáng)兩大優(yōu)勢，特別適合用來刻畫生產(chǎn)要素之間的替代/互補(bǔ)關(guān)系及其變化特征。根據(jù)本文的研究目的，首先構(gòu)建一個包含多要素投入的超越對數(shù)生產(chǎn)函數(shù)模型：

(1)

式(1)中，Y為產(chǎn)出，Xi為各投入生產(chǎn)要素，α0=lnA，是反映技術(shù)水平的效率參數(shù)，αi與αij均為未知參數(shù)。

由于超越對數(shù)成本函數(shù)與超越對數(shù)生產(chǎn)函數(shù)存在對偶關(guān)系，根據(jù)對偶理論，可構(gòu)建與式(1)相對應(yīng)的最小成本函數(shù)，來反映給定產(chǎn)出水平下使總成本最小的要素價格與要素投入之間的關(guān)系。其一般形式為：

(2)

式(2)中，C為總生產(chǎn)成本，Pi為各類生產(chǎn)要素價格。鑒于該函數(shù)包含的自變量過多，直接估計(jì)往往面臨嚴(yán)重的共線性問題，因此一般不直接估計(jì)成本函數(shù)，而是利用Shephard引理構(gòu)建并估計(jì)成本份額函數(shù)。根據(jù)Shephard引理，通過最小成本函數(shù)對要素價格求偏導(dǎo)，可以得到給定產(chǎn)出水平下使總成本最小的要素需求函數(shù)，進(jìn)而得到各要素的成本份額(Si)方程：

(3)

(二)要素替代彈性的估算

基于超越對數(shù)成本函數(shù)的要素替代彈性有交叉價格彈性(cross price elasticity，CPE)、Allen替代彈性(Allen elasticity of substitution，AES)、Morishima替代彈性(Morishima elasticity of substitution，MES)以及影子替代彈性(shadow elasticity of substitution，SES)四種。CPE表示的是要素i價格變化(Pi)對要素j投入量(Xj)的影響，是一種單投入-單價格彈性，描述的是要素之間的絕對替代率，卻無法度量要素之間的相對替代率[15]。與CPE相比，AES并沒有提供更多的信息，也沒有明確的經(jīng)濟(jì)意義，因此也飽受詬病。MES反映的是在其他要素價格不變的情形下，僅由要素j價格變化(Pj)所導(dǎo)致的要素投入比例(Xi/Xj)的變化，是一種相對替代率，能較好地反映要素之間的替代關(guān)系，因此應(yīng)用較廣[15][16]。與AES及MES相比，SES反映的是兩種要素相對價格(Pj/Pi)的變化所帶來的兩種要素投入比例(Xi/Xj)的相對變化，是一種雙投入-雙價格彈性，更接近Hicks對替代彈性的原始定義[4](P124-125)，具有理論上的優(yōu)勢；且經(jīng)實(shí)證檢驗(yàn)，SES對要素之間替代關(guān)系的刻畫也更符合實(shí)際，結(jié)果的穩(wěn)健性也更強(qiáng)，因此，SES成為運(yùn)用超越對數(shù)成本函數(shù)計(jì)算替代彈性的首選[5]。本文將采用超越對數(shù)成本函數(shù)的影子替代彈性來刻畫我國糧食生產(chǎn)的要素替代關(guān)系。

根據(jù)Mundlak和郝楓的研究[5][17]，影子替代彈性(SES)可以通過與生產(chǎn)函數(shù)對偶的最小成本函數(shù)C(Y；P)導(dǎo)出：

(4)

式(4)中，S表示要素成本份額，E表示要素需求價格彈性，i與j分別表示不同的生產(chǎn)要素。由于S是已知的，只要擁有要素需求價格彈性數(shù)據(jù)，就可以估算出要素替代彈性的大小。根據(jù)Binswanger的研究[18]，要素需求價格彈性Eij可根據(jù)超越對數(shù)成本函數(shù)及其成本份額函數(shù)的系數(shù)βij計(jì)算：

(5)

(6)

三、實(shí)證分析

(一)數(shù)據(jù)來源及說明

本文選取1991~2013年中國糧食(指三種糧食平均，包括水稻、小麥和玉米)生產(chǎn)的相關(guān)投入與價格數(shù)據(jù)來分析要素之間的需求與替代關(guān)系，主要數(shù)據(jù)來源于《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》(1992~2014年)和《中國農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》(1992~2014年)。其中，各變量定義如下：

1.勞動力投入與勞動力價格。本文選取糧食生產(chǎn)的每畝用工投入作為勞動力投入的代理變量，以勞動者的有效勞動時間來表示，精確到工作日數(shù)，這有助于消除勞動力投入由于農(nóng)忙農(nóng)閑季節(jié)長短等因素帶來的不確定性和誤差。關(guān)于勞動力價格，《農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》提供了家庭勞動日工價與雇工工價兩大指標(biāo)，其中家庭勞動日工價用于核算家庭勞動用工的機(jī)會成本，雇工工價用于核算農(nóng)忙時節(jié)的勞動力成本，考慮到勞動力需求的季節(jié)性特征，單獨(dú)使用上述任一指標(biāo)都可能導(dǎo)致高估或低估勞動力成本。本文用每畝人工成本除以每畝勞動用工投入，得到勞動力價格，可以兼顧農(nóng)閑與農(nóng)忙等季節(jié)性因素的影響。

2.化肥投入與化肥價格?；释度胗妹慨€化肥折純用量(包括氮肥、磷肥、鉀肥和復(fù)混肥)來度量，化肥價格通過化肥費(fèi)用除以化肥投入量得到。

3.機(jī)械投入與機(jī)械價格。由于《農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》沒有提供具體的機(jī)械投入數(shù)量與價格信息，本文參考陳書章等的做法[19]，將每畝機(jī)械作業(yè)費(fèi)作為機(jī)械投入量，將農(nóng)業(yè)機(jī)械與半機(jī)械農(nóng)具價格指數(shù)作為機(jī)械價格，這雖然不是最優(yōu)選擇，卻是數(shù)據(jù)可得性約束下的次優(yōu)選擇。

4.總生產(chǎn)成本與要素成本份額。歷年的總生產(chǎn)成本為投入要素價值加總，包括每畝勞動用工成本、化肥費(fèi)用、機(jī)械作業(yè)費(fèi)以及農(nóng)藥、農(nóng)膜、排灌費(fèi)、燃料動力費(fèi)、管理費(fèi)、固定資產(chǎn)折舊等其他直接或間接費(fèi)用，但不包括土地成本。要素成本份額為投入要素成本與總成本之比。

以上各價值變量均按相關(guān)價格指數(shù)折算為1991年不變價，其中，勞動力價格與勞動用工成本按農(nóng)村居民消費(fèi)價格指數(shù)進(jìn)行折算，化肥費(fèi)用按化學(xué)肥料價格指數(shù)進(jìn)行折算，機(jī)械作業(yè)費(fèi)按農(nóng)業(yè)機(jī)械與半機(jī)械農(nóng)具價格指數(shù)進(jìn)行折算，物質(zhì)與服務(wù)費(fèi)用按農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價格指數(shù)進(jìn)行折算。主要變量的描述性統(tǒng)計(jì)見表1。

(二)實(shí)證估計(jì)與檢驗(yàn)

借助Eviews7.2軟件，本文運(yùn)用1991~2013年中國糧食生產(chǎn)的相關(guān)投入與價格數(shù)據(jù)對各要素成本份額方程進(jìn)行實(shí)證估計(jì)。由于最小成本函數(shù)對相關(guān)參數(shù)施加了對稱性與要素價格齊次性約束，且各要素成本份額相加一定等于1，因此，在實(shí)際操作中僅需估計(jì)(n-1)個獨(dú)立的成本份額方程?？紤]到其他要素投入涉及的內(nèi)容較多，包羅萬象，難以確定其具體數(shù)量，也無法獲知其政策含義，本文不予估計(jì)其成本份額方程，僅僅估計(jì)了勞動力成本份額方程、機(jī)械成本份額方程與化肥成本份額方程。同時，為了消除各要素成本份額方程之間可能存在的序列自相關(guān)問題，本文運(yùn)用廣義差分法做了適當(dāng)修正。估計(jì)結(jié)果如表2所示。

表1　變量的描述性統(tǒng)計(jì)

表2　要素成本份額方程估計(jì)結(jié)果

注：***、**、*分別表示在1%、5%、10%的水平下顯著。

根據(jù)表2的估計(jì)結(jié)果可以看出：調(diào)整后的R2、AIC值及F統(tǒng)計(jì)量均處于理想范圍，說明各方程的整體擬合效果較好；由DW統(tǒng)計(jì)量可知廣義差分法較好地修正了序列自相關(guān)問題；各方程的估計(jì)參數(shù)βii均大于0，保證了最小成本函數(shù)C(Y；P)對要素價格非遞減的要求，與理論預(yù)期一致。這些都說明本文的模型設(shè)定、變量選取以及估計(jì)程序等能較好地反映我國糧食生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)，下文我們將以此作為基準(zhǔn)模型來進(jìn)行實(shí)證分析。

(三)要素需求價格彈性分析

圖1　勞動力、機(jī)械、化肥的需求價格彈性

(四)要素替代彈性分析

同樣，基于成本份額方程的估計(jì)結(jié)果以及影子替代彈性計(jì)算公式，可以計(jì)算出1991~2013年中國糧食生產(chǎn)的要素替代彈性(見圖2)。要素替代彈性是衡量要素之間替代關(guān)系強(qiáng)弱的核心指標(biāo)，SESij>0說明要素之間存在替代關(guān)系，且數(shù)值越大替代性越強(qiáng)；SESij<0說明要素之間存在互補(bǔ)關(guān)系。通過觀察圖2，本文有如下發(fā)現(xiàn)：

圖2　中國糧食生產(chǎn)的要素替代彈性

1.農(nóng)業(yè)機(jī)械與勞動力存在明顯的替代關(guān)系。從圖2可以看出，農(nóng)業(yè)機(jī)械與勞動力的替代彈性值大于0，說明二者呈替代關(guān)系；且隨著時間的推移數(shù)值越來越大，說明替代關(guān)系越來越強(qiáng)。20世紀(jì)90年代以來，隨著農(nóng)村勞動力外出務(wù)工，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所面臨的要素稟賦結(jié)構(gòu)及其相對價格正在發(fā)生著根本性的變化，已逐步進(jìn)入到一個勞動力成本快速上升的區(qū)間。如表3所示，我國糧食生產(chǎn)的勞動力價格從1991年的3.60元/日增長到2013年的26.15元/日，增長了7.26倍，雖然同期機(jī)械的價格也增長了1.89倍，化肥的價格增長了1.65倍，但勞動力價格的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于機(jī)械和化肥的增長速度。根據(jù)農(nóng)業(yè)誘致性技術(shù)變遷理論，在家庭經(jīng)營和資源配置市場化條件下，農(nóng)民主要根據(jù)產(chǎn)品市場和要素市場上的相對價格信號做出生產(chǎn)經(jīng)營決策，將更傾向于用價格低廉的要素替代價格昂貴的要素，從而改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的要素投入結(jié)構(gòu)。作為一種典型的勞動節(jié)約型技術(shù)，機(jī)械是替代勞動的最直接和最主要的方式，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，利用農(nóng)業(yè)機(jī)械可以大大減少農(nóng)業(yè)勞動力投入時間，特別是在勞動力選擇性轉(zhuǎn)移背景下，農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用和推廣可以有效緩解農(nóng)村男性青壯年勞動力嚴(yán)重不足導(dǎo)致的勞動力結(jié)構(gòu)性短缺[20][21]。從表3也可以看出，隨著勞動力成本的快速上升，勞動用工成本與機(jī)械價格的比率也不斷提高，我國糧食生產(chǎn)越來越傾向于減少勞動投入、增加機(jī)械投入，用機(jī)械替代勞動。其中，糧食生產(chǎn)的勞動投入從1991年的15.82工日/畝減少到2013年的6.17工日/畝，減少了61.00%；機(jī)械投入從1991年的5.99元/畝增加到2013年的66.11元/畝，增長了11.04倍。這恰恰說明，伴隨著勞動力成本的快速上升以及勞動與機(jī)械價格比率的不斷提高，機(jī)械對勞動的替代關(guān)系會越來越強(qiáng)，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化時代已經(jīng)實(shí)實(shí)在在地來臨，相應(yīng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展戰(zhàn)略也應(yīng)未雨綢繆。

表3　要素價格變化與要素投入變化

2.勞動力與化肥也存在明顯的替代關(guān)系。從圖2可以看出，化肥與勞動力的替代彈性值也大于0，說明二者呈替代關(guān)系；但與機(jī)械不同，化肥與勞動的替代關(guān)系一直較為穩(wěn)定且近年來略有下降?；适且环N典型的土地節(jié)約型技術(shù)。長期以來，在人多地少的資源稟賦條件下，土地是制約我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的瓶頸要素，因此，促進(jìn)化肥對土地進(jìn)行替代一度是我國農(nóng)業(yè)技術(shù)變革的方向，這使得化肥在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中扮演著舉足輕重的角色[21]。但化肥與勞動的替代關(guān)系較為復(fù)雜：一方面，化肥施用主要是靠人工完成，施肥量越多往往意味著較多的勞動投入，二者在一定程度上是互補(bǔ)關(guān)系；另一方面，施肥方式也會影響勞動投入強(qiáng)度，適當(dāng)增施化肥、保證作物生長的養(yǎng)分，有助于減少田間管理的勞動投入，且即便是同樣的施肥量，采用少量多次或多量少次的施肥方式對勞動投入的影響也是截然不同的[22]。從理論上講，化肥養(yǎng)分含量高、肥效快，但養(yǎng)分單一、持續(xù)時間短[23]，為提高施肥效率，農(nóng)戶應(yīng)結(jié)合土壤及農(nóng)作物生長情況適時適量施肥，并適當(dāng)搭配有機(jī)肥(如農(nóng)家肥)。然而，在生產(chǎn)實(shí)際中，經(jīng)濟(jì)激勵才是農(nóng)戶決策的首要考量，特別是在勞動力成本快速上升的背景下，選擇多量少次的施肥方式、增施化肥并減少農(nóng)家肥投入可以有效降低勞動力成本，因此，用化肥替代勞動成為農(nóng)戶的理性選擇。同時，值得一提的是，雖然化肥與勞動價格比與機(jī)械勞動價格比變化趨勢相似，但化肥投入并沒有像機(jī)械投入那樣節(jié)節(jié)高升，而是趨于平穩(wěn)，這既是農(nóng)業(yè)誘致性技術(shù)變遷的結(jié)果，也是緩解農(nóng)村面源污染、改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的客觀要求。

3.機(jī)械與化肥替代關(guān)系較為復(fù)雜，且存在明顯的階段特征。由圖2可知，1991~2004年機(jī)械與化肥呈互補(bǔ)關(guān)系，2005~2011年轉(zhuǎn)為替代關(guān)系，2012~2013年再次呈互補(bǔ)關(guān)系。從理論上講，機(jī)械與化肥分別是勞動節(jié)約型技術(shù)與土地節(jié)約型技術(shù)的典型代表，它們二者之間不存在明顯的替代關(guān)系。從表3也可以看出，機(jī)械價格與化肥價格的變化趨勢與變化幅度相當(dāng)，二者相對價格的變化對相對投入的變化影響較小。也就是說，機(jī)械投入與化肥投入的差異主要源自其替代要素價格的差異，相對于土地價格而言，勞動力價格增長更快，而且化肥對土地的替代有更大的局限性，因此機(jī)械投入的增長快于化肥投入的增長。

四、研究結(jié)論與政策啟示

本文采用1991~2013年中國糧食生產(chǎn)的相關(guān)投入與價格數(shù)據(jù)，基于超越對數(shù)成本函數(shù)的影子替代彈性估計(jì)方法，實(shí)證分析了勞動力成本上升背景下我國糧食生產(chǎn)的要素需求與替代關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)：(1)我國糧食生產(chǎn)的要素需求正處在理性的價格調(diào)節(jié)區(qū)間，要素價格仍然是調(diào)節(jié)要素需求的經(jīng)濟(jì)杠桿，無論是勞動力、機(jī)械還是化肥，其需求價格彈性都處于缺乏彈性的區(qū)間，說明未來僅僅通過調(diào)整要素自身價格來調(diào)節(jié)要素需求的空間有限；不同要素的需求價格彈性也存在一定的差異，與勞動力和化肥相比，機(jī)械投入對價格變化更為敏感，更容易受自身價格變化的沖擊。(2)農(nóng)業(yè)機(jī)械與勞動力存在明顯的替代關(guān)系，且隨著時間的推移，替代關(guān)系越來越強(qiáng)。機(jī)械是一種典型的勞動節(jié)約型技術(shù)，在勞動力成本快速上升、勞動與機(jī)械價格比不斷提高的情形下，利用機(jī)械替代勞動可以大幅減少農(nóng)業(yè)勞動投入，特別是可以有效緩解勞動力選擇性轉(zhuǎn)移帶來的勞動力結(jié)構(gòu)性短缺問題。(3)化肥與勞動也存在明顯的替代關(guān)系。經(jīng)濟(jì)激勵是農(nóng)戶決策的首要考量，在勞動力成本快速上升的背景下，選擇多量少次的施肥方式、增施化肥并減少農(nóng)家肥投入可以有效降低生產(chǎn)成本，因此，用化肥替代勞動成為農(nóng)戶的理性選擇。

本文的政策含義較為明顯。(1)要素價格仍然是調(diào)節(jié)要素需求的經(jīng)濟(jì)杠桿，因此充分發(fā)揮要素價格的調(diào)節(jié)機(jī)制需進(jìn)一步完善農(nóng)業(yè)要素市場，進(jìn)一步理順要素價格的市場形成機(jī)制，促使要素價格充分反映要素的稀缺程度，進(jìn)而引導(dǎo)農(nóng)戶的生產(chǎn)經(jīng)營決策。(2)勞動力成本快速上升、機(jī)械對勞動的替代關(guān)系越來越強(qiáng)也意味著，我國糧食生產(chǎn)的機(jī)械化時代已經(jīng)實(shí)實(shí)在在地來臨，相應(yīng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展戰(zhàn)略也應(yīng)未雨綢繆，特別是要在薄弱地區(qū)(如山地和丘陵地區(qū))、薄弱作物、薄弱生產(chǎn)環(huán)節(jié)上取得突破，補(bǔ)齊農(nóng)業(yè)機(jī)械化的“短板”。(3)適當(dāng)增施化肥有助于減少田間管理環(huán)節(jié)的勞動投入，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，但也要兼顧化肥利用效率與生態(tài)環(huán)境的承載能力，可以嘗試推廣環(huán)境友好型施肥技術(shù)并借鑒機(jī)械服務(wù)外包經(jīng)驗(yàn)，通過施肥社會化服務(wù)來減少勞動投入。

本文也存在一些不足。(1)由于超越對數(shù)成本函數(shù)及影子替代彈性對理論模型的假設(shè)相對嚴(yán)格，本文并沒有將制度因素及技術(shù)因素納入模型中考慮，這可能導(dǎo)致研究結(jié)論與現(xiàn)實(shí)情況存在一定的偏差，未來可就這一問題進(jìn)一步深入研究。(2)論文沒有考慮要素市場扭曲帶來的影響。有學(xué)者提出，要素價格扭曲也會影響要素投入與要素替代，但作者認(rèn)為，農(nóng)戶作為微觀決策主體，主要按其接收到的價格信號做出生產(chǎn)經(jīng)營決策，至于該價格是否真實(shí)地反映要素的稀缺程度、是否背離其機(jī)會成本不是農(nóng)戶決策的關(guān)鍵因素，也就是說，要素價格扭曲主要影響的是資源的宏觀配置，對微觀農(nóng)戶的影響較小。

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(責(zé)任編輯：易會文)

中圖分類號：F323.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-5230(2016)02-0140-09

作者簡介：吳麗麗(1988— )，女，湖北云夢人，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院博士生；

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“勞動力成本上升對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響機(jī)理與實(shí)證研究”(71473100)；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“中國農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率增長：結(jié)構(gòu)調(diào)整、比較優(yōu)勢與動態(tài)演進(jìn)”(71273103)；國家“萬人計(jì)劃”青年拔尖人才支持計(jì)劃項(xiàng)目；華中農(nóng)業(yè)大學(xué)自主科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目“結(jié)構(gòu)調(diào)整、比較優(yōu)勢與農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率增長”(2012YQ003)

收稿日期：2015-12-18

李谷成(1982— )，男，湖南長沙人，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師；

周曉時(1990— )，男，河南舞鋼人，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院博士生。