糧食生產(chǎn)中資本投入與勞動投入的替代彈性

張旭青

摘要：基于誘致性技術(shù)創(chuàng)新理論，從糧食生產(chǎn)活動自身的勞動力需求出發(fā)，研究相對要素價格變化情況下糧食生產(chǎn)過程中資本對勞動的替代。結(jié)果表明，農(nóng)業(yè)勞動力價格不斷上升，資本價格下降，導(dǎo)致資本與勞動相對要素價格下降；與此相對應(yīng)，資本投入不斷增加，勞動投入持續(xù)下降，使得資本與勞動投入比率提高。通過不變替代彈性（CES）函數(shù)，利用《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》數(shù)據(jù)，分品種測算資本與勞動的替代彈性。計量和測算結(jié)果表明，水稻、小麥、玉米的替代彈性分別為0.419 5、1.099 1、1.057 7。在上述分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，給出相關(guān)可行性政策建議。

關(guān)鍵詞：資本；勞動；誘致性技術(shù)創(chuàng)新；不變替代彈性函數(shù)；替代彈性；政策建議

中圖分類號： F326.11 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）11-0551-04

民以食為天，食以糧為本，糧食是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。我國一直把解決糧食問題作為治國安邦的頭等大事。2014年底，中央農(nóng)村工作會議指出要堅持把保障糧食安全作為首要任務(wù)，確保谷物自給和口糧絕對安全，要加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，走中國特色農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化道路。然而，伴隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，中國農(nóng)業(yè)勞動力數(shù)量呈現(xiàn)迅速下降趨勢。2013年農(nóng)業(yè)就業(yè)2.42億人，比1998年少1.10億，降幅高達(dá)31%。農(nóng)業(yè)就業(yè)人員在總就業(yè)人員中所占比重從1998年的50%降至2013年的31%。預(yù)計到2030年農(nóng)業(yè)就業(yè)人數(shù)占全國總就業(yè)人數(shù)的比重將下降至10%以內(nèi)。農(nóng)業(yè)勞動力大幅下降給糧食生產(chǎn)帶來巨大的挑戰(zhàn)。除了繼續(xù)依靠技術(shù)進(jìn)步外，糧食生產(chǎn)越來越依靠資本投入品（包括機械、化肥、農(nóng)藥以及除草劑等）對勞動力的替代。即便是農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步，也往往體現(xiàn)在資本投入品的增加和質(zhì)量改善方面。保持糧食生產(chǎn)增長，將依靠生產(chǎn)要素之間的動態(tài)替代。因此，研究糧食生產(chǎn)中資本投入與勞動投入的替代關(guān)系變得非常重要。替代彈性是衡量資本與勞動替代關(guān)系的主要指標(biāo)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動及農(nóng)業(yè)政策制定中具有重要意義。制定農(nóng)機購置補貼等政策以及分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營體制時，均須要了解資本對勞動力的替代彈性數(shù)值。目前，國內(nèi)關(guān)于糧食生產(chǎn)中替代關(guān)系的研究文獻(xiàn)并不多見。胡瑞法等利用超越對數(shù)模型估計3種糧食作物的替代彈性，其中水稻和小麥4種投入要素間的替代彈性較為顯著，但是玉米不顯著[1]。楊茂等采用超越對數(shù)生產(chǎn)函數(shù)，測算我國糧食綜合產(chǎn)能投入要素的替代彈性，發(fā)現(xiàn)糧食播種面積對技術(shù)、資本、勞動的替代彈性均較高[2]。馬凱等基于不變替代彈性函數(shù)測算出農(nóng)業(yè)機械總動力與農(nóng)業(yè)勞動力投入量之間的替代彈性僅為0.538，可見農(nóng)業(yè)機械替代勞動的作用不大[3]。陳書章等運用可超越對數(shù)成本函數(shù)，分析小麥生產(chǎn)中要素替代行為，發(fā)現(xiàn)勞動力和機械、化肥和有機肥之間存在顯著的替代關(guān)系[4]。尹朝靜等運用可變替代彈性函數(shù)研究農(nóng)業(yè)資本對勞動的替代彈性，發(fā)現(xiàn)1978—2010年平均替代彈性為1.529，替代彈性呈上升趨勢[5]。上述研究成果對本研究有一定啟發(fā)作用，但仍然存在一定的不足之處：一方面，尚沒有從理論層面分析3種糧食生產(chǎn)中要素投入隨要素價格變化而變化的過程；另一方面，沒有進(jìn)行分品種的替代彈性比較研究。本研究基于誘致性技術(shù)創(chuàng)新理論，從糧食生產(chǎn)活動自身的勞動力需求出發(fā)，研究相對要素價格變化情況下，糧食生產(chǎn)過程中資本（包括機械和其他中間投入品）對勞動替代過程，并且利用2004—2013年《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》提供的面板數(shù)據(jù)，采用不變替代彈性（CES）函數(shù)，定量測算資本對勞動的替代彈性，為相關(guān)政策制定提供科學(xué)的參數(shù)。

1 誘致性技術(shù)創(chuàng)新理論

誘致性技術(shù)創(chuàng)新理論最早可以追溯到20世紀(jì)30年代的?？怂估碚摗Ｏ？怂估碚摷俣ù嬖谝韵聶C制，當(dāng)生產(chǎn)要素A相對于生產(chǎn)要素B來說變得更為充裕時，特定的相對要素價格會誘導(dǎo)出使用更多A要素而節(jié)約B要素的技術(shù)創(chuàng)新。這種有偏向的技術(shù)創(chuàng)新源自于企業(yè)經(jīng)營者為追求更多的利潤，而使用相對豐富而廉價的資源，替代稀缺而昂貴的資源，以降低生產(chǎn)成本的動機。

20世紀(jì)七八十年代，日本經(jīng)濟(jì)學(xué)家速水佑次郎和美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家拉坦將上述理論應(yīng)用于農(nóng)業(yè)。他們通過對比日本和美國近百年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)美國和日本盡管初始生產(chǎn)要素條件完全不同，但是都取得了較高的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增長率[6-8]。美國和日本農(nóng)業(yè)產(chǎn)出和生產(chǎn)率快速增長的一個共同基礎(chǔ)在于2國農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展能夠適應(yīng)各自截然不同的要素比例，有能力產(chǎn)生一系列持續(xù)的農(nóng)業(yè)技術(shù)誘致性創(chuàng)新。農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新方向是按照市場價格信號，促進(jìn)相對豐裕要素替代稀缺要素。具體而言，日本由于人多地少，這些技術(shù)創(chuàng)新主要集中在生物和化學(xué)領(lǐng)域，目的是節(jié)約稀缺的土地資源；美國由于地廣人少，技術(shù)創(chuàng)新主要有關(guān)機械化，目的是節(jié)約寶貴的勞動力資源。2國不同的技術(shù)變化方式由相對要素價格和變化差異誘導(dǎo)。因而，在設(shè)計有效的農(nóng)業(yè)發(fā)展政策時，必須包括以下內(nèi)容，即發(fā)展農(nóng)業(yè)研究和推廣系統(tǒng)，回應(yīng)要素市場的價格信號；發(fā)展有效的市場系統(tǒng)，使得要素價格能夠有效地反映經(jīng)濟(jì)中相對要素稀缺性。上述“誘致性技術(shù)創(chuàng)新理論”對國際農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)和發(fā)展經(jīng)濟(jì)學(xué)影響深遠(yuǎn)。本研究利用中國農(nóng)業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)，檢驗速水佑次郎與拉坦的誘致性技術(shù)創(chuàng)新理論假說在中國是否成立。

2 糧食生產(chǎn)要素價格變化

我國的社會經(jīng)濟(jì)經(jīng)過30多年快速發(fā)展，中國要素稟賦或要素供給條件已經(jīng)悄然發(fā)生轉(zhuǎn)變，經(jīng)濟(jì)增長促進(jìn)資本的積累，計劃生育抑制人口的膨脹。要素供給發(fā)生變化，在要素需求的作用下，導(dǎo)致要素價格相應(yīng)地發(fā)生變化，勞動變得稀缺昂貴，資本變得豐裕便宜。

2.1 農(nóng)業(yè)勞動力價格不斷攀升

衡量農(nóng)業(yè)勞動力價格有2個常用指標(biāo)，即農(nóng)業(yè)雇工工價和勞動日工價。農(nóng)業(yè)雇工工價是指平均1個雇工勞動1個標(biāo)準(zhǔn)勞動日（8 h）所得到的全部報酬（包括工資、合理的飲食費、招待費等）。按照2013年價格計算，3種糧食雇工工價達(dá)到1 485.75元/（d·hm2），其中水稻、小麥、玉米雇工工價分別為1 647.15、1 228.95、1 339.35元/（d·hm2）。為了觀察年份之間的變化趨勢，使不同年份的雇工工價具有可比性，本研究利用農(nóng)村居民消費價格指數(shù)對雇工工價進(jìn)行調(diào)整（圖1）。按1998年不變價計算，3種糧食實際雇工工價從1998年的276.45元/（d·hm2）增加到2013年的1 053.75元/（d·hm2），年均增長10.63%。尤其值得注意的是，2004年以后實際雇工工價增長趨勢明顯。水稻、小麥、玉米的實際雇工工價基本呈現(xiàn)相同的增長趨勢。勞動日工價是指每個勞動力從事1個標(biāo)準(zhǔn)勞動日的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動的理論報酬，用于核算家庭勞動用工的機會成本。通常勞動日工價低于雇傭工價。糧食生產(chǎn)中勞動日工價同樣具有明顯的增長趨勢。扣除物價因素，3種糧食勞動日工價從1998年的9.60元增加到2013年的 48.23 元，增長了4.02倍。此外，農(nóng)民工工資也能反映農(nóng)業(yè)勞動力的機會成本。農(nóng)民工實際平均日工資從1998年的20.30元上漲到2013年的61.66元，年均增長8.47%。需要說明的是，雖然近年來農(nóng)業(yè)雇工工價數(shù)額高于農(nóng)民工日工資額，但是，由于統(tǒng)計口徑和計算過程不一致，兩者并不具有可比性。

2.2 資本價格下降

利率是資本的價格，通常采用實際利率而不是名義利率來衡量資本的價格，計算實際利率的方法是用名義利率減去通貨膨脹率。名義利率是1年期定期存款利率的月度加權(quán)平均。通貨膨脹率可采用消費者價格指數(shù)（CPI）來衡量。計算結(jié)果顯示，自1998年以來實際利率在波動中呈現(xiàn)不斷下降趨勢（圖2）。2004年實際利率首次跌破0，隨后9年中有4年實際利率為負(fù)數(shù)，2013年實際利率僅為0.40%。這說明資本價格總體呈現(xiàn)下降趨勢。

2.3 相對要素價格變化

農(nóng)業(yè)勞動力價格不斷上升，而資本價格呈現(xiàn)下降趨勢，這意味著勞動與資本的相對要素價格必然發(fā)生變化。由圖3可知，3種糧食雇工工價與年利率的比率呈上升趨勢，特別是2009年以后相對要素價格大幅度飆升。勞動與資本相對要素價格增加，其根源在于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人口、勞動力因素變化導(dǎo)致要素供求關(guān)系發(fā)生轉(zhuǎn)變。

3 糧食生產(chǎn)中勞動和資本投入變動

在實際生產(chǎn)過程中，農(nóng)民會理性地對相對要素價格變化作出反應(yīng)，以便利用市場所提供的機會。具體來說，農(nóng)民會根據(jù)要素價格變化，調(diào)整生產(chǎn)要素投入比例，令相對豐裕和便宜的要素替代相對稀缺和昂貴的要素，即勞動與資本的相對要素價格比率上升，誘使農(nóng)民采用機械以及其他資本投入品去替代勞動。

3.1 資本投入增加

根據(jù)全國農(nóng)產(chǎn)品成本統(tǒng)計體系，糧食生產(chǎn)成本包括物質(zhì)與服務(wù)費用以及人工成本這2項，本研究將物質(zhì)與服務(wù)費用視作資本投入，資本投入中最主要的成本是租賃作業(yè)費（含機械作業(yè)費）、化肥費、農(nóng)藥費等投入品。2013年在3種主要糧食作物中，水稻是資本投入最多的作物，達(dá)到7 027.80元/hm2，玉米的資本投入相對較小，為5 395.65元/hm2。為了使不同時期的資本投入具有可比性，利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價格指數(shù)對資本投入進(jìn)行調(diào)整（圖4）。水稻、小麥、玉米平均實際資本投入總體上呈現(xiàn)增加趨勢，尤其是2004、2005年以后增長趨勢明顯。與1998年相比，水稻的平均實際資本投入增長32%，小麥、玉米則分別增長23%、25%。資本投入增長抵消了勞動投入減少對糧食生產(chǎn)的不利影響。

根據(jù)平均實際資本投入和播種面積，可計算出3種糧食生產(chǎn)過程中資本總投入數(shù)量。從資本投入總量看，3種糧食的資本總投入在2004年以后呈顯著的增加趨勢。水稻是資本投入總量最多的品種。

3.2 勞動投入減少

1998—2013年，3種糧食的用工數(shù)量均有明顯下降（圖5）。水稻和小麥分別是3種糧食中用工數(shù)量最多和最少的作物，這反映水稻生產(chǎn)的勞動密集性更高。水稻用工數(shù)量下降幅度最大，從1998年的246工日/hm2減少到2013年的103.05工日/hm2，降幅達(dá)到58%。小麥的用工數(shù)量從162工日/hm2減少到75.45工日/hm2，累計下降53%。玉米的用工數(shù)量從213工日/hm2減少到99工日/hm2，下降54%。

依據(jù)糧食作物的用工數(shù)量和播種面積，可進(jìn)一步測算出3種糧食生產(chǎn)的勞動總投入。結(jié)果顯示，3種糧食生產(chǎn)過程中所投入的總勞動均明顯下降。水稻的勞動總投入下降幅度最大，減少了46億勞動日；小麥的勞動總投入減少了30億勞動日；玉米的勞動總投入減少了18億勞動日。由于目前玉米播種面積超過水稻播種面積的20%，導(dǎo)致玉米事實上已經(jīng)超過水稻成為勞動總投入最多的作物，2013年其勞動總投入達(dá)到36億勞動日。

3.3 資本-勞動投入比率上升

由勞動總投入和資本總投入，可計算出資本-勞動比率。從圖6可看出，3種糧食的資本-勞動比率總體上均呈現(xiàn)增長趨勢，2004年以后資本-勞動比率迅速攀升，且小麥的資本-勞動比率高于水稻和玉米。

水稻、小麥和玉米的資本-勞動投入比率上升，意味著糧食生產(chǎn)的資本密集化程度提高，說明中國糧食生產(chǎn)方式已經(jīng)開始發(fā)生轉(zhuǎn)變：一方面，糧食收割與播種環(huán)節(jié)的機械化經(jīng)營水平大幅提高，在糧食生產(chǎn)的資本投入中，租賃作業(yè)費（主要是機械作業(yè)費）增長幅度最大，3種糧食機械作業(yè)費從2001年的341.85元/hm2增加到2013年的1 873.80元/hm2，扣除物價因素，實際增長3.85倍，農(nóng)業(yè)機械總動力從1998年的 45 207.7 萬kW增加到2013年的103 906.8萬kW，增長 1.30 倍，糧食生產(chǎn)向機械化作業(yè)轉(zhuǎn)變；另一方面，糧食生物和化學(xué)技術(shù)水平不斷提高，糧食生產(chǎn)中化肥以及農(nóng)藥投入大幅增加，2013年農(nóng)用化肥施用量和農(nóng)藥使用量分別是1998年的1.45、1.48倍，過去頗費人力的除草工作現(xiàn)在主要依靠使用除草劑。

4 資本-勞動替代率測算

4.1 模型設(shè)定

要素替代彈性是科學(xué)制訂農(nóng)業(yè)相關(guān)政策的重要參數(shù)。生產(chǎn)函數(shù)的應(yīng)用之一是研究要素之間替代的可能性，在不同要素之間的替代也可能不盡相同，而傳統(tǒng)的C-D生產(chǎn)函數(shù)的替代彈性恒為1，因此它不能反映這種差別。因此，本研究采用應(yīng)用更為廣泛的不變替代彈性生產(chǎn)函數(shù)，即CES函數(shù)來研究糧食生產(chǎn)中資本與勞動的替代彈性。CES函數(shù)的一般形式為

4.2 變量和數(shù)據(jù)來源

產(chǎn)出Y是糧食主產(chǎn)品產(chǎn)量（kg/hm2）；勞動投入L是用工數(shù)量（d/hm2），包含家庭用工和雇工；資本投入K是物質(zhì)與服務(wù)費用（元/hm2），以上數(shù)據(jù)均來自《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》。考慮到2004年國家發(fā)展與改革委員會價格司曾對農(nóng)產(chǎn)品成本調(diào)查核算指標(biāo)體系作過調(diào)整，本研究選取2005—2013年數(shù)據(jù)。由于不同年份物質(zhì)和服務(wù)費用不具有可比性，因而利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料價格指數(shù)對其進(jìn)行調(diào)整，得到以2005年不變價計算的物質(zhì)和服務(wù)費用。本研究選取水稻、小麥、玉米3種主要糧食作物，分別測算其要素替代彈性。由于農(nóng)產(chǎn)品成本調(diào)查每年會重復(fù)調(diào)查若干省份，因而實際上構(gòu)成的是3份面板數(shù)據(jù)。

4.3 測算結(jié)果

利用上述面板數(shù)據(jù)，對方程（3）進(jìn)行回歸，采用固定效應(yīng)模型，回歸結(jié)果見表1。

5 結(jié)論與政策建議

綜上，中國糧食生產(chǎn)所經(jīng)歷的勞動與資本相對要素價格增加和資本-勞動投入比率上升的變化趨勢，驗證了速水佑次郎和拉坦的誘致性技術(shù)創(chuàng)新理論在中國基本成立。在此基礎(chǔ)上，采用不變替代彈性函數(shù)測算3種糧食的替代彈性，發(fā)現(xiàn)小麥的替代彈性最高，達(dá)到1.099 1；而水稻的替代彈性最小，僅為0.419 5。為進(jìn)一步完善糧食生產(chǎn)，提出如下建議：首先，實行新的政策促使其他要素投入替代勞動投入。伴隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)勞動力將有更多的就業(yè)機會和更大的就業(yè)范圍。同時，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自身對勞動力的需求下降，相對要素價格變化誘致了勞動被其他要素替代，以及技術(shù)進(jìn)步節(jié)約了勞動投入。因此，以資本、化肥等其他要素投入來代替勞動投入將成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素投入的趨勢。其次，推進(jìn)糧食生產(chǎn)全程機械化。目前農(nóng)業(yè)機械化程度尚不高，特別在水稻生產(chǎn)中，機械化對中國糧食產(chǎn)量的貢獻(xiàn)不大。因此，制定新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)政策時須要加大農(nóng)業(yè)的機械化投入，特別是適合復(fù)雜地理環(huán)境的中小型農(nóng)業(yè)機械，同時提高農(nóng)業(yè)機械的科學(xué)技術(shù)含量。實現(xiàn)糧食生產(chǎn)全程機械化耕作將成為我國糧食產(chǎn)業(yè)未來的主要發(fā)展方向。最后，推進(jìn)農(nóng)村要素和糧食生產(chǎn)的市場化改革。要素替代彈性反映了要素配置對要素相對價格變化反應(yīng)的敏感性，以及市場機制對要素配置的作用深度。市場化改革過程中應(yīng)該注意觀察到要素相對價格和要素替代彈性的變化趨勢。我國農(nóng)村要素市場化程度還不高，糧食生產(chǎn)內(nèi)部的投入要素之間還未達(dá)到有效配置。因此，必須進(jìn)一步推進(jìn)要素市場和糧食生產(chǎn)的市場化改革，特別是要素配置的市場改革，提高要素替代彈性。

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