土地经营规模对粮食生产环境技术效率的影响研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.本课题的研究意义

近几年的中央一号文件持续关注并聚焦三农问题，粮食生产更是置于全面工作之首，粮食直补、良种补贴、农机购置补贴、农资综合直补“四大补贴”不断增加，并逐渐形成了完善的体系。同时，对于我国这样一个农业生产大国来说，粮食安全具有非常重要的战略地位。2004年以来，我国粮食产量已经实现了创记录的“十五连丰”，最近4年都保持在1.3万亿斤以上，人均粮食占有量也达到了470多公斤，已明显超越了fao确定的粮食安全平均线水平。但是总体来说，我国粮食消费尚处于一个刚性增长的阶段，应该说还是紧平衡，所以有必要继续贯彻国家的粮食安全战略，进一步提高粮食生产效率，同时优化粮食结构。

随着我国工业化与城镇化的步伐不断加快，资源与环境的可持续发展问题也日益显著，传统农业社会的粮食生产粗放经营问题愈加凸显。农药、化肥、农膜等生产投入品过量使用，造成了严重的农业碳排放和面源污染，也明显降低了土地质量，影响农业作物的高效生产。此外，农业用水资源也面临着严峻的考验，农业污染的加剧引发更严重的水质污染和水资源不均衡问题。2015年农业部印发《2020年化肥使用量零增长行动方案》和《到2020年农药使用量零增长行动方案》，旨在大力推进化肥减量提效、农药减量控害，积极探索产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的现代农业发展之路。

2. 研究的基本内容和问题

1.研究目标

本研究旨在探索土地经营规模对粮食生产环境技术效率的潜在影响效应。首先本课题将围绕土地经营规模及其对粮食生产效率和农业环境的影响开展理论研究，同时搜集全国省级粮食生产的投入产出及农业污染的面板数据，测度在环境约束视角下的粮食生产技术效率，并对环境技术效率的时间变化趋势和省际差异进行分析。在此基础上，将各省份根据土地经营规模进行有效分组，分析土地经营规模对粮食生产环境技术效率的影响，并探讨其中的原因和作用机理，从而为我国农业规模化经营和现代化农业发展提出适当的建议。

3. 研究的方法与方案

1. 研究方法 根据研究内容，本研究将采用单元调查评估法、数据包络分析法、聚类分析法、非参数估计、计量经济回归等多种方法。下面将结合研究内容对三种主要方法的运用进行简单举例介绍。

（1）单元调查评估法

单元调查评估法由清华大学环境科学与工程系提出，通过建立粮食生产的非点源污染产物单元清单列表来计算粮食生产过程中产生的各种非点源污染排放。首先识别调查单元，并确定各单元的评价参数。本研究将粮食生产产生的总氮（TN）、总磷（TP）、化学需氧量（COD）以及农药和地膜残留量等指标纳入非点源污染测算体系。下表为本研究采用的中国粮食生产非点源污染产物单元清单列表：

表1 粮食生产非点源污染产物单元清单列表

类别	单元	调查指标	单位	排放清单
化肥	氮肥、磷肥、复合肥	施用量（折纯）	万t	TN、TP
农田固体废弃物	稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类	总产量	万t	COD、TN、TP
农药	农药	使用量	万t	农药残留
农膜	地膜	使用量	万t	地膜残留

具体的排放参数将通过广泛的文献调研及综合比较来得到，并且参考第一次全国污染源普查公布的各种手册（农业污染源肥料流失系数手册、农药流失系数手册、农田地膜残留系数手册），对各单元产污强度影响系数进行合理的补充和调整。下表为粮食生产非点源污染产污单元产污强度影响参数表：

表2 粮食生产非点源污染产污单元产污强度影响参数表

类别	影响参数
化肥	复合肥的氮、磷含量（%），氮、磷利用率，地表径流流失率（%），地下淋溶流失率（%）及流失量
农田固体废弃物	粮食作物草谷比（千克/千克），秸秆中的氮、磷、COD含量（%），粮食作物秸秆还田比例（%）
农药	农药流失系数（%）
农膜	地膜残留系数（%）

期望产出取粮食作物总产量，而非期望产出则选用农业碳排放和粮食种植非点源污染排放两项指标。

（2）数据包络分析法（DEA）

本研究首先采用突破有效决策单元效率值最大为1限制的超效率SBM模型，计算各省份粮食生产环境技术效率,并假设其满足规模报酬不变假设（CRS）。

在投入指标方面，选择土地、农业机械、灌溉、化肥、农膜、农药、劳动力共7项指标，从《中国统计年鉴》、《中国农业年鉴》中可以获得有关农业投入数据，再使用权重系数法将粮食生产的投入要素从广义的农业生产投入中剥离出来。首先，农业产值占农林牧渔产值之比为系数A，粮食播种面积与农作物播种总面积为B，其中种植业劳动力投入为第一产业从业人员和系数A的乘积，种粮劳动力投入为种植业劳动力投入乘系数B，其他变量分别去各自的农业投入与系数B的乘积。

此外，为了跨期分析粮食生产环境技术效率的动态变化，本研究采用基于方向距离函数法的GML指数方法，以所有期的综合作为参考集，GML指数具备传递性，可以进行不同时期不同地区的对比，解决了相邻参比的ML指数不能进行跨期比较的问题，而且不存在规模报酬可变条件下无可行解的问题，还能解决因决策单元数量不足而造成的前沿面粗糙问题。GML指数定义为：

，则表明期望产处增加、非期望产出减少；反之，则说明生产率降低。GML指数也可以进行分解，将生产率的变化来源分解为技术变化和技术效率变化两部分：

都是大于0的实数，当它们的的值大于1时，分别表示全要素生产率提高、技术效率改善和前沿技术进步。

（3）计量经济回归

利用计量经济回归方法对土地经营规模和粮食生产环境技术效率问题进行定量分析是本研究采用的重要方法。首先，根据超效率SBM模型测算结果，将各个省份、不同年度的粮食生产环境技术效率作为回归的因变量。模型设定为：

①

②

③

其中，代表各个省份、不同年度的粮食生产环境技术效率；、和为随机扰动项；代表环境技术效率的一阶滞后项，反映环境治理能力等存量因素对粮食生产环境技术效率可能存在的滞后效应；代表人均耕地播种面积，充分考虑农地复种因素，用于衡量土地经营规模，则表示人均耕地播种面积的平方项，可以反映土地规模对因变量可能存在的非线性影响；表示人均GDP、农业结构、财政支农力度等控制变量；、和表示个体随机效应或固定效应；表示反映耕地利用方式和强度的一系列中介变量。 中介效应的检验由①、②和③三个方程共同完成。首先对方程①进行回归，如果或的回归系数显著，则对方程②和③进行回归，如果方程②中或的解释变量显著且方程③中的系数也显著，则存在显著的中介效应；如果方程③中或的系数不显著，表示存在完全中介效应，反之则存在部分中介效应。

先对方程①、②和③进行豪斯曼检验，以判断模型中个体效应是属于固定效应还是随机效应，从而选择合适的模型进行回归。模型①和③选用动态面板GMM模型，并引入解释变量差分项的滞后值作为工具变量，以解决其内生性问题。

此外，考虑到动态面板回归模型具有经济意义解释能力较差的不足，本研究将进一步采用面板Tobit和FGLS等模型进行回归，从而提高研究结果的稳健性。

2.技术路线

3.可行性分析

（1）技术可行性

本研究所涉及的研究方向，在国内外已有比较成熟的理论基础；研究所需的数据都以通过公开资料和数据库来获取；通过文献资料阅读，本人已经充分掌握了有关研究方法的理论知识，并且能够通过使用Lingo、MAXDEA和stata等软件实现数理统计和计量分析

（2）经济可行性

本研究所需的数据都来源于公开资料，可以通过学校数据库平台免费获取，有关的数学规划和计量分析软件资源都能够在网络上找到，下载成本较低，不会带来经济上的负担。

（3）操作可行性

目前，本人已具备了一定的编程能力，通过软件操作能够实现对研究数据的有效整理和综合分析；指导老师可以在理论和研究方法上给予很好的指导。

4. 研究创新点

1.从研究内容上来看，将环境污染纳入到技术效率测度模型中，并分析粮食生产环境技术效率的分解效率和动态变化，在当今城市化快速发展和劳动力转移的时代背景下，粮食生产也面临着更多的环境压力，本研究将碳排放和非点源污染作为非期望产出，着力于建立全面的粮食生产环境技术效率测算体系，并检验了土地经营规模对其的影响机制和路径。而以往的研究通常将广义农业作为研究整体，可能会掩盖农业体系各细分环节的具体表现和演变特征；也有部分研究仅选择某一特定种植业作物的样本，可能会面临品种异质性的问题。因此本研究从粮食生产的角度出发，为国家实现农业可持续发展和维护粮食安全提出建议，也是本研究的一大特色。

2.从研究方法上来看，本研究综合采用了环境科学、经济学、统计学的分析方法，实现了粮食生产环境污染排放的合理衡量，完成了环境技术效率的测定、分解及时空差异分析，能够从多维度审视我国粮食生产的现状。在数据包络分析中，本研究选用了比较前沿的超效率sbm和gml指数法，能够很好地解决传统研究中角度单一的问题，提高测量结果的精确度，并使得技术效率的动态分析有了全局性的考量。在对土地经营规模与粮食生产环境技术效率关系的研究中，采用了动态面板模型和gmm的方法进行估计，能够很好地解决可能存在的内生性问题；此外，中介效应检验程序的应用也使得本研究的计量分析更加具有可操作性和可信度。

5. 研究计划与进展

3月10日之前：完成开题报告。

3月10日-3月15日：进一步收集文献，整理有关数据。

3月15日-3月20日：运用数学规划软件测算粮食生产环境技术效率。