农业科技进步贡献率测算与实证研究

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1、农业科技进步奉献率测算与实证研究简要：摘 要：科技进步奉献率经济意义明确，能够直接反映技术进步因素在产出增长中的奉献。但数据需要量大，计算复杂。本文采用C-D生产函数和索洛增长速度方程及投入产出方法，以河北摘 要：科技进步奉献率经济意义明确，能够直接反映技术进步因素在产出增长中的奉献。但数据需要量大，计算复杂。本文采用C-D生产函数和索洛增长速度方程及投入产出方法，以河北省农业为例，通过收集全国和河北省有关历史和预测所需数据，结合农业生产特点，提出了加权计算方法确定生产要素弹性系数和农业对河北省科技进步奉献度的计算方法，完成了河北省农业1997-2022年科技进步奉献率和2022-2022年对

2、河北省整体奉献度的测算和分析，并得出重要结论。本文源自宋辉; 李钰琦; 王笑阳， 统计与管理 发表时间：2022-07-09?统计与管理?创刊于1986年，是由河北省统计科学研究所主管和主办的集学术性、知识性、实用性和资料性于一体的综合性刊物，成为广阔读者获取社会经济的捷径、了解省情省力的窗口。办刊宗旨：面向读者、立足统计、反映经济、效劳社会。读者对象：全国统计系统、经济部门、企事业单位、大专院校。关键词：科技进步;奉献率测算;索洛增长方程;农业;河北一、引言科学技术的进步推动了社会的开展和经济的增长，其对经济增长的作用称为科技进步奉献率或全要素生产率。该指标首先直接反映了技术进步因素在产出增

3、长中的比重，经济意义明确，二是能够计算资本、劳动对产出增长速度的作用，可为确定资本和劳动的投入提供依据。三是可以使计算的资本、劳动和技术进步对产值增长速度奉献之和为 100%。四是国外一般也采用技术进步对产出增长速度奉献来评价科学技术的进步的作用，便于国际比拟 1。我国和各地区将该指标列入“十三五期间经济社会开展规划目标中。对于科技进步对经济增长的作用的定量测算方面，源于 1927 年美国学者柯布 - 道格拉斯假定规模报酬不变情况下提出的 C-D 生产函数理论。1957 年美国学者索洛利用希克斯中性技术进步生产函数，把总产出看作是资本、劳动两个投入要素的函数，从总产出增长中扣除资本、劳动力带来

4、的产出增长得到的“余值作为技术进步对产出的奉献，也称索洛余值法 2。此法具有经济意义清楚、数据易于收集，实用性较强的特点，故虽然有一些学者提出了许多其他方法，但至今国内外多数学者仍将 C-D 生产函数和索洛增长速度方程作为主流测算方法进行一个国家或地区及其产业的科技进步奉献估算。农业是立国之本，其开展关系到农民的收入、人民的温饱、物价的稳定和社会的安定。随着农业各生产要素投入的不断增加，对农业的推动作用趋于稳定，农业的开展从依赖资本、劳动力投入的增加逐渐转化为依赖科技的进步和生产管理方式的优化。因而，如何将科技高效的运用到农业的开展过程中，制定有效的科技支持政策是推动我国或区域“十四五时期实施

5、乡村振兴、科技兴农战略的重要环节。20 世纪 80 年代，我国学者开始对农业科技进步奉献率测算研究。最具代表性的是朱希刚、刘延风在 1997 年?农业技术经济?期刊发表的“我国农业科技进步奉献率测算方法的意见论文，文中根据索洛提出的增长速度方程和 C-D 生产函数计量模型计算了“八五时期全国和各省的农业科技进步奉献率，提出了适合我国农业特点的科技进步奉献率测定方法 3。该方法提出后，农业部科技司将其作为我国农业科技进步奉献率测算的标准方法。随后，许多学者依据此方法对全国农业科技进步奉献率的测算进行了相应研究。王启现、李志强等运用增长速度测算模型，调整了全国农业各生产要素的弹性系数，测定了我国“

6、十五期间的农业科技进步奉献率为 45.68%，并预测了 2022 年的奉献率 4。张莉侠、张睿等采用索洛余值法测算了 19902022 年北京、上海和天津三大都市农业科技进步奉献率，并对其进行了比拟和分析 5。除对全国范围的农业科技进步奉献率的测算，对省级区域的测算也成为热点。在对河北省的农业科技进步奉献率分析中，王桂荣、王慧军等测算得出“八五和“九五期间农业科技进步奉献率分别为 21.8% 和 46.43% 的结论 6。周晓娟、景志英利用 2000-2022 年数据，得到河北农业科技进步奉献率为 71.7%，并对农业科技进步影响因素进行分析 7。王沙沙、周勇利用投入产出方法测算得出- 199

7、7-2022 年间科技进步奉献率为 57.93% 的结论 8。以上文献为研究河北农业科技进步奉献率的测算问题提供了经验。但存在测算数据比拟陈旧、模型计算口径不一致，投入要素弹性系数确定依据缺乏、计算结果异常值较多等缺陷。本文在前人研究的根底上，首先采用传统经典的 C-D 生产函数和索洛增长速度方程测算方法，利用收集的全国和河北省第三次农业普查最新调整数据，在测算指标口径一致前提下，依据根本模型提出了针对数据不稳定性的一般处理方法，测算出河北农业 1997-2022 年科技进步奉献率。然后利用投入产出模型方法，通过构建 2022、2022、2022 年河北农业等 8 部门投入产出表，测算出 20

8、22-2022 年农业科技进步对河北整体的奉献度。二、测算根本模型和方法(一)C-D生产函数和索洛增长速度方程方法1、农业科技进步奉献率的测算农业科技进步有狭义和广义之分。狭义的农业科技进步是指硬技术的进步，包括资金、劳动力等生产要素的投入、生产技能的提高等。广义的农业科技进步除了硬技术的进步之外，还包括农业管理水平、决策水平与智力水平等软技术的进步 4。农业科学技术进步奉献率是指广义的农业科学技术进步对农业经济增长的奉献份额，反映了科技对农业综合生产能力的支撑状况 4,6。本文采用主流测算方法 C-D 生产函数计量模型和增长速度测算模型C-D 函数的一般形式是 : Y AK L M e =

9、t (1)其中， Y 为农林牧渔业总产值， K 、 L 、 M 代表农业生产的投入要素，分别为资本、劳动力及耕地面积， 、 、 分别为资本、劳动力及耕地的投入产出弹性系数， 代表资本、劳动力、耕地面积变化之外的其他因素导致农业总产值的变化，即科技进步对农业总产值的奉献。上式两边对 t 求导数后可得式(2) 11 1 1 Ydt K dt L dt M dt dY dK dL dM = + + (2)当以年度数据计算时，可取 dt =1 ，且把 dY 、 dK 、 dL 、 dM 分别改写为 Y 、 K 、 L 、 M ，得到式(3) = Y K LM Y K LM (3)其中， 为科技进步率，

10、 Y Y 为农业总产值年均增长率， K K 为资本投入年均增长率， L L 为劳动力年均增长率， M M 为耕地年均增长率。农业科技进步奉献率反映农业科技进步率在产出增长率中所占的比重，那么农业科技进步奉献率的计算公式见式(4)农业科技进步奉献率 = Y Y / 100% (4)同理可以得到：资本投入奉献率 = K K Y Y / / 100% 劳动力投入奉献率 = Y Y L L/ / 100% 耕地投入奉献率 = M M Y Y / / 100%2、全国各生产要素弹性系数确实定计算河北农业科技进步奉献率之前，首先要分别完成全国和河北的物质费用、劳动力、耕地面积三个产出弹性系数的计算。通过建

11、立 C-D 生产函数计量模型估算出各投入要素的回归系数，将回归系数作为弹性值。据式(1)，C-D 生产函数的一般形式为： Y AK L M e = t 在对投入要素参数的估计时，为防止多重共线性的影响，我们假定规模报酬不变，即 +=1 ，于是(1)式可以转化为： Y KM L LL = A e ( )( ) t (5)对式(5)两边取对数得到变化后的方程为 ln ln ln (ln ln ) (ln ln ) Y L A K L M Lt =+ + + (6)利用上述回归方程可求出全国物质费用和耕地的投入弹性系数 和 ，然后根据 +=1 可求出 。3、河北省各生产要素弹性系数的测定河北各生产要

12、素弹性系数确实定是建立在全国弹性系数根底上的。参照朱希刚(1997)论文的调整原那么，假定各省、市、自治区耕地的产出弹性与全国相同，仅需调整河北物质费用和劳动力的产出弹性 i 和 i 3。调整公式为： i = + ln 1 ( / ) e 1 1 n Ln L i t i it = = n n 1 1 K K t it (7)其中： 为全国农业物质费用投入产出弹性系数， K L t t 、分别为全国第 t 年的农业物质费用投入和劳动力投入的数量。 i it it 、 、K L 分别为河北农业物质费用投入弹性和第 t 年的物质费用投入和劳动力数， n 是测算的时间年段数， e = 2.7183

13、。通过式(7)求出河北物质费用投入弹性值 i 后，由于 i ii +=1，且 i = ，即劳动力弹性系数 i i = 1 。其中：计算结果假设 i 0.65 ，仍按 0.65 取值;假设 i(二)投入产出模型方法投入产出法由美国经济学家瓦西里 . 列昂剔夫 1936 年提出。用来测算科技进步奉献情况其中一个方法是利用完全需要系数矩阵。优点是在考虑技术进步对经济增长奉献时，既考虑直接奉献，还考虑了全部间接奉献。由于没有年度投入产出表，一般只能进行分阶段的分析。与传统方法测算科技进步奉献率不同，它从国民经济整体出发进行研究，即国民经济整体测算的结果是其构成的各部门技术进步奉献率之和，可计算各部门科

14、技进步对国民经济整体的奉献度。但不能将各部门与传统方法计算的科技进步奉献率进行比照。根据 X IAY = ( ) 1 ，设 1，0 分别表示计算期和基期可比价投入产出表： = = = + = + = + X X X IAY IA Y ()() ()() IAY IAY IAY IA Y ( ) ( ) ( )( ) BY B Y IA IA Y IA YY 0 1 11 10 10 0 0 1 2 11 0 0 1 0 0 1 10 11 1 1 11 1 ()() 1 1 (8)总产出的增量 X 分解为两局部： B Y 1 可视为由最终产出的变化解释的总产出的增加; BY0 可看作各部门全要

15、素生产率引起直接消耗系数矩阵 A 的变化所解释的总产出的增长。计算期和基期要消除价格变化和部门构成变化对直接消耗系数 A 的影响之后，通过科技进步测算公式我们知道 BY0 表示各部门科技进步奉献率对经济增长的奉献。 = BY w w w 0 12 ( , L n ) ，那么 = X xx x ( 1 2 , , L n ) 为第 i 部门科技进步奉献率，对经济增长的奉献额( n 表示第 n 个经济部门)。 i = i= n 1 w i xi 100% (9) i 为第 i 部门科技进步奉献率对经济增长的奉献率。 = i i = n = n 1 1 w x i i 100% (10) 为整个国民

16、经济系统的科技进步奉献率对经济增长的奉献率。在(9)根底上可推出 8 部门分别对河北科技进步的奉献程度(奉献度)。计算公式为： j = = i i i= n w 1 wi 100% (11)三、传统与投入产出方法指标选取及数据处理(一)传统方法指标选取和数据处理1、指标选取是研究农业科技进步奉献率的重要局部，为了保证数据的可获得性和可比性，指标选取如下。(1)农业总产值(Y)：即农林牧渔业总产值，2022 年开展农业普查之后，国家统计局依据普查结果，对原 2022- 2022 年的农村统计核算数据进行了调整，因而在数据选取时需利用最新年鉴上数据。同时，为消除物价的影响，使用农业总产值指数进行处

17、理，采取基年用当年价，计算年用可比价的处理方法。(2)农业物质费用(K)：即农林牧渔业的物质消耗，也称中间消耗。可利用计算农业增加值的生产法公式，由农业总产值和农业增加值之间的差值得到。同理，使用总产值指数消除其价格变动的影响。(3)农业总产值指数( Pt )：即农林牧渔业总产值指数(上年 =100)，用于计算可比价农业总产值和可比价农业物质费用。(4)农业劳动力(L)：即从事农林牧渔业的劳动力人数，为了保证数据的易得性，该指标用?中国统计年鉴?中的第一产业就业人员数来表示。(5)耕地面积(M)：以年末耕地面积表示。(6) 时 间 变 量(t)： 从 初 始 年 份 开 始 赋 值， 如， 1

18、994=1,1995=2，依此类推。本文分别选取了全国和河北省 1994-2022 年的数据，数据来源于?河北经济年鉴?和国家统计局官网。2、数据处理(1)可比价基期选择和计算为了剔除物价因素的影响，以 2000-2022 年中间的 2022 年为基期。为此，利用搜集到的农业总产值指数(上年 =100) Pt 计算得到以 2022 年为基期的农业总产值指数 Pt ，计算得到可比价农业总产值和可比价农业物质费用。A. 计算可比价农业总产值： YY P t t = 2022 / 100 (12)其中， Yt 表示第 t 年可比价农业总产值， Y2022 表示 2022 年的现价农业总产值。B. 计

19、算可比价农业物质费用：方法一，利用现价中农业物质费用占农业总产值的比重确定可比价农业物质费用，如公式(13)。此方法的缺陷是可比价农业物质费用受现价农业总产值和现价农业增加值的影响较大。 鉴于全国数据比拟稳定的情况，本文用此方法计算得到的全国可比价农业物质费用。 K Y t (1) = K Yt t t (13)式中， Kt (1) 表示用方法一计算得到的可比价农业物质费用， Kt 表示第 t 年现价农业物质费用， Yt 表示第 t 年现价农业总产值。方法二，利用得到的现价物质费用和以 2022 年为基期的农业总产值指数计算，如公式(14)。此方法的缺陷是公式中包含的现价农业物质费用和农业总产

20、值的数据构成信息相对缺乏。 K KP t t (2) / 100 = 2022 (14)式中， Kt (2) 表示用方法二计算得到的可比价农业物质费用， K2022 表示 2022 年现价农业物质费用。方法三，采用对方法一和方法二的加权平均，经测算，能够适用于波动幅度较大的情况，计算的数据结果既能包含所有的现价数据信息，也能保证结果不受现价数据波动影响过大。采用此公式可根据实际情况调整权重系数 ，计算公式为： KK K tt t (3) (1) (1 ) (2) = + (15)式中， Kt (3) 表示用方法三计算得到的可比价农业物质费用。(2)数据处理和可比价计算全国和河北农业均采用调整后

21、数据。考虑到后面对数据的平滑处理和计算 2022 年科技进步奉献率的需要，我们将 1994-2022 年的原始数据延伸预测到 2022 年。根据公式(12)、(13)计算得到 1994-2022 年全国可比价农业总产值和物质费用;根据公式(12)、(13)、(14)、(15)计算得到 1994-2022 年河北可比价农业总产值和物质费用。(3)平滑法处理农业生产受气候影响波动较大，为消除这种波动，在得到可比价的数据后还要进行数据平滑处理。我们对可比价的农业总产值、物质费用、劳动力投入、土地面积投入四个指标的数据进行 5 年平滑。由于分别将四个指标连续 5 年的数据的均值作为该指标第三个年份的值

22、，因而平滑后的与原始时间序列数据相比，将缺少最初两年和最后两年的数值。(二)投入产出方法部门指标选取和数据处理1、主要数据来源利用河北省编制的 2022、2022 年 42 部门投入产出表，将其进行合并划分为 8 个部门 , 由此形成 2022、2022 年河北农业等 8 部门现价投入产出表。详见表 1。2、构建 2022 年河北省农业等 8 部门现价投入产出表以最近年份 2022 年的河北省 8 部门现价投入产出表为根底，预测 2022 年的河北有关经济总量和结构指标，结合 RAS 方法，构建 2022 年的河北 8 部门现价投入产出表，并根据数据经济关系将其平衡。3、构建河北省农业等 8

23、部门可比价投入产出序列表以 2022 年为基期，首先计算 2022 年和 2022 年各部门价格指数，然后将投入产出表按行乘以价格指数，换算成可比价的第一、二、三象限各指标数据的价值量。最后得到 2022、 2022、2022 年农业等 8 部门可比价的投入产出序列表。四、实证分析(一)全国生产要素弹性系数确定确定区域各生产要素投入产出弹性系数的前提是测算出全国相应弹性系数的水平。在朱希刚的研究中，将 1972-1995 年 23 个年份数据分为四个不同时间段测算。而 1995 年至今有近 25 年之久，全国农业现状发生了很大变化，需要在朱希刚研究结果的根底上，将数据延伸到 2022 年，再根

24、据回归方程式(6)重新计算全国各投入要素的回归系数值，计算结果见表 2。表 2 是将全国 1996 年以来数据资料分三个时间段的回归结果，估算出全国在此期间的农业物质费用、劳动力和耕地面积生产要素弹性值分别为 = 0.58 、 = 0.22 、 = 0.2 。以此作为计算河北生产要素弹性系数水平的参考依据。(二)河北生产要素弹性系数确定和测算1、河北生产要素弹性系数确定(1)采用方法一计算根据公式(13)计算河北省可比价农业物质费用。按照公式(7)得到农业物质费用、劳动力、耕地面积弹性系数分别为： i = 0.57 、 i = 0.2 、 i ii = = 1- 0.23 。运用索洛增长速度方

25、程(公式 3)对河北省 1996-2022 年逐年科技进步奉献率进行计算，数值异常值较多，波动较大，且出现负值。(2)采用方法二计算根据公式(14)计算河北省可比价农业物质费用。按照河北省生产要素弹性系数调整公式(7)得到农业物质费用、劳动力、耕地面积弹性系数分别为： i = 0.56 、 i = 0.2 、 i ii = = 1- 0.24 。经计算，农业科技进步奉献率在 40%- 60% 之间平稳波动，但物质费用的奉献率保持不变。(3)采用方法三计算为了使计算结果既能反映所有的数据变化情况，又能使其不受物质费用因素波动影响过大，我们采用加权法公式(15)计算河北省可比价农业物质费用。按照河

26、北省生产要素弹性系数调整公式(7)得到农业物质费用、劳动力、耕地面积弹性系数分别为： i = 0.56 、 i = 0.2 、 i ii = = 1- 0.24 。2、逐年科技进步率和奉献率测算根据公式(3)和公式(4)，农业科技进步率和奉献率计算结果见表 3 和表 4。由表 3 和表 4 可见，采用方法三计算得到的河北物质费用奉献率和农业科技进步奉献率均没有异常值出现，农业科技进步奉献率在 42-61% 之间波动，稳定性较好，且能够全面的反映科技进步奉献率的各个影响因素的变化情况。从河北省农业生产要素的增长率来看，物质费用的增长与总产值的增长几乎同步，劳动力和耕地面积在 1997-2022

27、年间经过不同程度的增减变化后，于 2022 年之后增长率接近于 0，详见图 1。从河北农业生产要素的奉献率来看，物质费用奉献率和科技进步奉献率呈反向波动变化。1996-2022 年间，农业科技进步奉献率测算值一直在最高点和最低点之间上下波动，其中： 1998 年农业科技进步奉献率测算值最低为 42.72%，2022 年测算值最高为 60.57%。详见图 2。3、分段科技进步奉献率测算按照五年规划时间分段，由此得到采用第三种方法计算的分段农业生产要素增长率和科技进步率、农业分段生产要素奉献率和科技进步奉献率，计算结果见表 5 和表 6。由表 5 和表 6 的计算结果可见，河北省农业科技进步率测算

28、值呈逐渐降低趋势，从 1996-2000 年“九五期间最高点的 0.1301 下降到 2022-2022 年“十三五期间的 0.0582。而农业科技进步奉献率测算值呈稳中波动趋势，2022-2022 年的 “十五期间最高，为 55.95%，1996-2000 年的“九五期间最低，为 43.98%。(三)投入产出方法测算1、测算结果根据公式(8)、(9)、(10)得出计算结果，通过对个别部门异常值进行处理，得出 2022-2022 年分为三个时间阶段的河北省和 8 部门的科技进步奉献测算值。各部门和该地区整体技术进步奉献情况详见表 7、表 8 和表 9。2、特点分析表 7 中，2022-2022

29、 年间，农业科技进步奉献率为 10.20%，科技进步对农业，其他制造业，装备制造业，电力、热力、燃气及水的生产和供给业，生产性效劳业和消费性效劳业 6 个部门带来正影响，其余的 2 个部门带来负的影响，说明科技进步使一些部门的产出率提高了，也使另一些部门的产出率下降了，并且正影响的部门数多于负影响的部门数，符合一般经济规律。2022-2022 和 2022-2022 年间，农业科技进步奉献率分别为 11.21% 和 11.87%，说明三个时间阶段中农业科技进步奉献率为增长趋势，河北总体的科技进步奉献率在三个阶段分别为 53.34%、55.51%、59.69%。表 8 中， 在 2022-202

30、2 年、2022-2022 年、2022-2022 年三个阶段中，农业的科技进步对河北省奉献度分别为 19.12%、 20.19%、19.89%，仅次于装备制造业相应阶段的 38.10%、39.16%、37.90% 和其他制造业的 32.55%、33.94%、32.45%，在河北地区中排在第三位，表达了农业具有一定的科技支撑能力。表 9 中，三个阶段农业结构变动带来的总产出增量的占比要比技术进步带来的总产出增量大。结构变动带来的总产出增量分别为 34.65%、40.89 %、36.32%，技术进步带来的总产出增量分别为 10.20%、11.21 %、11.87%，其余为结构变动对总产出增量的奉

31、献度。五、研究结论(一)河北省农业已进入集约型经济增长阶段理论界一般认为，技术进步奉献率大于 50%，即技术进步奉献率大于资本和劳动投入奉献率之和，说明该国家或地区进入集约型经济增长阶段。河北省农业科技进步奉献率自 1996 年以来，呈现稳定上升趋势。从“十五到“十三五期间，均维持在 50% 以上波动。且农业科技进步奉献率与物质费用奉献率彼此交错呈反向更替波动的趋势，1996 年以后出现稳定上升态势，到 2022 年后根本上稳定在 50% 左右。科技进步中不仅含有科技进步要素，也包含农业经营管理水平、决策科学水平和效劳技术水平等其他要素，反映了农业科技投入与创新政策对科技进步起到了积极促进作用

32、。(二)河北省农业科技进步奉献率呈现周期性阶段式开展趋势30 年来，河北科技进步奉献率存在明显的周期波动，根本上可以分成 40%、50% 和 60% 三个阶段，说明科技对农业经济的奉献存在一个积累消化过程，呈现梯次波动且递进规律。2022 年农业经济的奉献率到达 60.57% 为第 3 个峰值，每个峰值出现 1-2 年不等，大约需要 7-8 年的积累时间。反映了农业生产经过了从劳动密集型向资本密集型的转型，正在从资本密集型向技术密集型转变的过程。(三)农业科技进步对河北省的支撑能力不断提高虽然传统与投入产出依据理论与测算方法不同，计算结果不能简单比照，但在一定程度上可以相互补充。由投入产出方法

33、测算的河北 2022-2022 年、2022-2022 年、2022-2022 年分段结果可见，总体的科技进步奉献率分别为 53.34%、 55.51%、59.69%。农业的科技进步对河北奉献度分别到达 19.12%、20.19%、19.89%，在河北 8 部门中排在第三位。且 2022-2022 年农业技术进步带来的总产出增量分别为 10.20%、 11.21%、11.87%，说明农业科技进步对河北的支撑能力逐渐增强。(四)河北省农业存在科技进步率逐年减小、奉献率作用逐年增大态势农业科技进步率自 1996 年以来出现了逐年递减的规律，主要是由于农业科技投入虽然逐年增加，但在基数不断增大的情况下，增长的速度减缓，导致增长率数值逐年减小。农业总产值增长率来源于技术进步、资本、耕地面积和劳动力奉献率四个方面，由于耕地面积和劳动力奉献率出现负值，尽管从数据上看农业科技进步奉献率增长速度变化不大，但从物质费用、劳动力和科技进步奉献率来看，农业经济增长是依靠科技进步抵消了耕地面积和劳动力的负作用，因此，能够使得农业科技进步奉献率实现波动式的增长。