我国劳动力价格上升、要素替代与设施蔬菜生产研究

摘    要： 伴随我国“人口红利”消失，劳动力价格上涨，我国设施蔬菜生产过程中要素投入结构也发生了变化。选取了2011—2020年设施栽培的4种蔬菜作为研究对象，建立超越对数成本份额方程，计算劳动要素的需求价格弹性与劳动力、化肥与农业机械要素之间的需求替代弹性。研究发现，劳动要素需求价格弹性系数为负且绝对值小于1，说明缺乏弹性；机械与劳动和化肥的替代弹性系数大于0且系数值均大于0.5，替代性显著；劳动与化肥弹性系数小于0且绝对值递减接近0，表现为替代性下降，互补性增强。针对研究结论，提出加大设施蔬菜生产的农机购置与农机租赁补贴、加大农机的研发推广力度、推进农艺农机深度融合以及对化肥的使用进行优化等建议。

关键词： 设施蔬菜; 要素禀赋； 成本结构； 替代弹性

中图分类号： F323.6 文献标志码： B 文章编号： 1673-2871（2024）03-184-09

Research on rising labor prices， factor substitution and facility vegetable production in China：Taking tomato， cucumber， eggplant and bell pepper as examples

QIAN Weiting， ZHU Yanxu， LI Meifang

（Yantai Institute of China Agricultural University， Yantai 264670， Shandong， China）

Abstract： Along with the disappearance of China’s “demographic dividend” and the rise of labor prices， the factor input structure in China’s facility vegetable production has changed. Four facility vegetables from 2011 to 2020 were selected as research objects， and translog cost share functions were established to calculate the price elasticity of demand of labor factors and the elasticity of demand substitution among labor， fertilizer and agricultural machinery factors. The study found that the price elasticity of the demand coefficient of labor factors is negative and the absolute value is less than 1， indicating the lack of elasticity; the elasticity of the substitution coefficient of machinery and labor and fertilizer is greater than 0 and the coefficient value is greater than 0.5， with significant substitutability; the elasticity coefficient of labor and fertilizer is less than 0 and the absolute value decreases close to 0， which shows that substitutability is decreasing， and complementarities are increasing. For the conclusion of the study， it is proposed to increase the subsidies for the purchase and lease of agricultural machinery for the production of vegetables in facilities， increase the research and development of agricultural machinery， promote the deep integration of agronomy and agricultural machinery， and optimize the use of fertilizer.

Key words： Facility vegetable; Factor endowment; Cost structure; Elasticity of substitution

设施蔬菜是借助人工技术，利用温室、大棚等设施，改造光照、温度等气象因素种植的蔬菜。21世纪，我国的设施蔬菜产业发展迅速，2019年，我国设施蔬菜总产值为0.98万亿元，占全国蔬菜产值约53.87%，设施蔬菜产业在促进就业、保障供给、增加收入方面具有重要的作用[1]。当前我国所面临的人口负增长、劳动人口流动性增强以及老龄化等问题是我国设施蔬菜生产的劳动成本上升的重要原因[2]。设施番茄、黄瓜、茄子与菜椒是我国4种主要的设施蔬菜，平均667 m2劳动力每工日价格2011—2020年由47.1元上升至106.5元，约上升126.11%，增长迅速；相比较而言，化肥与机械的价格增长与劳动价格的增长呈非对称性增长的态势，增长幅度分别为15.26%和11.04%。要素之间相对价格的差异会导致诱致性技术变革的产生，价格相对低廉的丰裕要素代替昂贵的稀缺要素被投入到生产当中[3]。伴随着价格的变动，各要素的投入量在市场的调节下随之变动，在2011—2020年，667 m2机械投入量增加最为明显，上升幅度为60.99%，而667 m2化肥投入量整体变化幅度较小，在时间段内有所起伏，无明显的上升或下降的趋势，整体下降约0.41%。相应的，667 m2劳动力投入下降趋势较为明显，下降幅度为11.8%。粗略看来，设施蔬菜的要素投入的确具有跟随市场价格的波动此消彼长、起伏变动的倾向，但是要素间相互替代的具体机制仍需借助科学的方法加以更深入的探讨。

关于农业生产中劳动要素禀赋对农业生产影响的问题，国内有诸多研究成果：周曙东等[4]根据花生的成本收益验证了“速水-拉坦”理论，证明劳动力要素禀赋在下降的情况下会引起机械、化肥等要素的替代；汪中华等[5]借助DEA-Malmquist模型对粮食作物的农业技术进步偏向进行测度，发现我国农业技术偏向更多表现为节约劳动要素的农机偏向技术特征；张丽等[6]借助超越对数随机前沿分析方法证明农机具购置与劳动力的相对价格不具有明显的诱导作用，而农机服务于劳动力的相对价格具有显著的诱导作用；黎星池等[7]从种植业结构变动的角度出发对劳动要素价格变动的影响进行研究，发现劳动要素价格上涨有利于粮食作物的种植而不利于经济作物的种植；杨肃昌等[8]认为城乡二元结构阻碍了劳动力要素的自然流动，对农村的生态环境存在负面影响。

随着我国设施蔬菜生产的不断发展，国内关于设施蔬菜生产的成本收益情况的研究也随之增多。肖体琼等[1]认为，轻简化生产技术的发展是解决设施蔬菜生产过程中存在的成本与价格压力问题的关键；陈玛琳等[9]对北京市设施蔬菜进行研究，认为水、电、气以及土地价格的制约是设施蔬菜生产成本较高、“优质不优价”的重要原因；刘明[10]通过测算张家口农户设施蔬菜的生产情况，得出我国部分地区存在设施蔬菜化肥使用过多，导致出现农户收益不增反降的问题。

目前已有的文献为笔者的研究打下了基础，但目前关于劳动要素禀赋的变动对设施蔬菜生产结构的影响的研究仍然较少，对设施蔬菜不同要素之间的诱导性技术变更情况仍然缺少实证分析。因此笔者的研究将立足于2011—2020年设施番茄、设施黄瓜、设施茄子和设施菜椒4种主要设施蔬菜的成本效益情况，借助超越对数成本份额模型与影子价格理论对该问题进行研究。

1 相关理论与模型构建

根据Hayami和Ruttan的诱致性技术变革理论，要素的价格受到要素禀赋的影响而出现价格的波动，根据理性人假设，农户倾向于选择价格更为低廉的丰裕要素，避免使用价格昂贵的稀缺要素，进而导致农业生产投入的结构发生变化，引发要素替代效应产生[11]。据此，当两种要素中的一种要素的价格明显上升时，会引发对另外一种要素替代。这使得技术的进步会受到要素禀赋的影响，朝着更多使用丰裕要素，减少使用稀缺要素的方向发展。

要素需求价格弹性衡量的是需求对价格波动的反应强弱，越富有弹性的商品对价格的波动越敏感，其敏感程度通过计算需求变动百分比与价格变动百分比的比值得出。要素需求替代弹性由Hicks[12]提出，衡量的是一种要素的需求对另一种商品价格变动的反应强弱，高弹性意味着一种产品的需求受到另一种产品的价格影响强烈。要素的需求替代弹性系数一般通过计算一种商品变动百分比与另一种商品价格变动的百分比求出。该系数为正，说明两种要素之间存在互补关系；为负说明为替代关系。通过计算不同要素之间的需求价格弹性与需求替代弹性，可以发掘要素禀赋对要素投入的影响，了解要素投入结构变动的机制。

1.1 超越对数成本模型

在研究要素价格弹性与替代弹性时，首先应当了解不同因素之间的相关关系。C-D函数与CES函数在现实运用中存在假设条件与现实差距较大，难以反映要素弹性时空变动的局限性[13]。因此，笔者在估计系数时考虑构建超越对数生产函数模型（Translog production function）：

Y表示总产出，X表示各要素的投入量，α为比例系数（常数）。超越对数模型在结构较为简单、便于估计的同时，具有较为灵活的结构形式，有利于对实际问题的分析。但根据郝枫[17]的研究成果，利用构建超越对数生产模型时，由于采用的交叉项数量过多，容易产生严重的多重共线问题，为此可根据对偶理论得到总成本与产量之间的函数，再对其进行二阶泰勒展开，可以构造超越对数成本函数（Translog cost function）等价地替代产出函数[14]：

其中P表示各要素的价格，X表示各要素的投入量。考虑到经济意义，各要素的投入份额应当满足总和为1，即[iβi]=1。根据成本函数的对称性和价格齐次性[15]，系数也应满足：

根据谢泼德引理（Shephard’s Lemma），各要素的成本份额公式可借助对价格的微分推导得到超越对数成本份额函数（Translog share cost function）[16]：

其中S表示要素成本所占据总成本的比重。以该种形式表示的方程显著地减少了方程中自变量的个数，从而有利于防止多重共线性问题对参数估计的干扰[17]。农产品要素的投入主要受到往期市场价格的影响，因此可以认为方程中的变量X与P均为外生变量。但在估计该模型的过程中，考虑在同一时间各类设施蔬菜均受到来自蔬菜市场的相似的市场波动影响，各个方程之间的扰动项可能存在相关性，因而在此使用似不相关回归对参数进行估计[18]。

1.2 要素需求弹性与要素替代弹性

根据Binswanger[19]的研究，要素的需求价格弹性估计方法如下：

当[｜λ｜][>]1时，说明成本份额对要素价格变动敏感，即富有弹性；反之则说明要素成本份额对要素价格变动不敏感，即缺乏弹性。

替代弹性的计算方式较为多样，主要有Allen替代弹性（Allen elasticity of substitution，AES），Morishima替代弹性（Morishima elasticity of substitution， MES）与影子替代弹性（Shadow elasticity of substitution，SES）[20]。SES在推导过程中以AES的数学形式为基础，可以在更贴近替代弹性原始定义的情况下描述在其他要素价格不变的情况下要素价格变化比率对要素份额变动比率的影响，具有较强的稳健性[16，20]，计算方式如下：