王樹進(jìn), 劉 昭
(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,江蘇南京 210095)
推進(jìn)農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,是加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式的重要途徑[1]。我國不同農(nóng)產(chǎn)品面臨著階段性供過于求與供給不足并存的局面,推行農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革,不能單純追求農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的增長,也不能只從國內(nèi)市場供求的視角對現(xiàn)有各類農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)結(jié)構(gòu)上的調(diào)整,而是要在經(jīng)濟(jì)全球化的背景下,深入思考如何在總體上提高我國農(nóng)業(yè)的綜合效益和國際競爭力[2]。農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重點主要在3個方面:一是去庫存,即加快消化過大的農(nóng)產(chǎn)品庫存量;二是降成本,通過發(fā)展適度規(guī)模經(jīng)營和社會化服務(wù)等,優(yōu)化全產(chǎn)業(yè)鏈的分工來擴(kuò)大農(nóng)業(yè)效益,降低生產(chǎn)成本和提高競爭力;三是補短板,加強農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施等薄弱環(huán)節(jié)的建設(shè),增加市場緊缺農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)[3]。
家庭農(nóng)場是發(fā)展農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營最重要的主體,也是未來農(nóng)業(yè)社會化服務(wù)的主要對象。不同國家對家庭農(nóng)場的概念不盡相同。美國農(nóng)業(yè)部將家庭農(nóng)場定義為在某一年通常生產(chǎn)和銷售至少1 000美元農(nóng)產(chǎn)品的場所[4]。我國對家庭農(nóng)場的通常定義為,以家庭成員為主要勞動力,從事農(nóng)業(yè)規(guī)?;?、集約化、商品化生產(chǎn)經(jīng)營,并以農(nóng)業(yè)收入為家庭主要收入來源的新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體。家庭農(nóng)場這樣的農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體,其內(nèi)涵必然表現(xiàn)為以農(nóng)戶為經(jīng)營主體,以適度規(guī)模為經(jīng)營方式,以利潤最大化為生產(chǎn)目標(biāo)[5]。而要實現(xiàn)利潤極大化,經(jīng)營主體就必然要面向市場,生產(chǎn)市場緊缺的農(nóng)產(chǎn)品。因此,發(fā)展家庭農(nóng)場,去庫存、降成本、補短板這3個目標(biāo)可同時得以兼顧。
縱觀世界發(fā)達(dá)國家的農(nóng)業(yè)組織形式,無論其規(guī)模大小和類型如何變化,家庭經(jīng)營都是最基本的組織形式[6]。家庭農(nóng)場因其經(jīng)營產(chǎn)品的種類不同,可以分為多種類型,如糧油、蔬菜、花卉、林果、中藥材種植和畜禽水產(chǎn)的養(yǎng)殖等。不同類型的農(nóng)場,其合理的投資規(guī)模與資源占用量也有較大差異[7]。未來一個地區(qū)的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)總量,可認(rèn)為是其域內(nèi)全部家庭農(nóng)場經(jīng)營活動的總和。因此,從面向未來的農(nóng)業(yè)規(guī)劃的視角來看,無論是一個園區(qū)、一個村、一個鎮(zhèn)、一個縣,還是更大區(qū)域內(nèi)的農(nóng)業(yè)供給側(cè)的結(jié)構(gòu)與規(guī)模,都可以用該區(qū)域各類家庭農(nóng)場的數(shù)量來描述。因而,本研究以家庭農(nóng)場為規(guī)劃模型中的決策變量。
農(nóng)業(yè)規(guī)劃是指對一定區(qū)域范圍未來一段時期農(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)業(yè)資源開發(fā)和生產(chǎn)力布局所作的總體部署,是目標(biāo)與約束、組織與過程的綜合體[8]。農(nóng)業(yè)規(guī)劃是一個廣泛的管理領(lǐng)域,包括農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的重大問題,如土地分配與再分配、灌溉、種植模式設(shè)計、機器時間分配等[9]。目前,農(nóng)業(yè)規(guī)劃中被高頻采用且比較有效的技術(shù)方法主要有線性規(guī)劃法、比較優(yōu)勢法、態(tài)勢分析法(SWOT)和3S技術(shù)等4類[10]。其中線性規(guī)劃法使用最普遍,建立農(nóng)業(yè)規(guī)劃模型的技術(shù)門檻最高,假設(shè)條件也更為明確。自從20世紀(jì)80年代初以來,線性規(guī)劃方法便廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)規(guī)劃。Fokkens等于1981年引入線性規(guī)劃(linear programming,簡稱LP)模型作為大型糧食農(nóng)場管理收割工作的工具[11]。Monaco等運用線性規(guī)劃模型優(yōu)化配置農(nóng)業(yè)資源,協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動與區(qū)域食品需求[12]。本研究采用線性規(guī)劃法,模型構(gòu)建基于以下三大假設(shè)。
一是理性經(jīng)濟(jì)人假設(shè)。假設(shè)規(guī)劃區(qū)內(nèi)的農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體由家庭農(nóng)場和龍頭企業(yè)(或合作社)構(gòu)成,二者都是以利益極大化為經(jīng)營目標(biāo)的經(jīng)濟(jì)人。具體分工是:家庭農(nóng)場負(fù)責(zé)農(nóng)業(yè)生產(chǎn),企業(yè)(合作社)負(fù)責(zé)產(chǎn)品銷售、品牌經(jīng)營、生產(chǎn)組織、質(zhì)量控制與計劃管理。規(guī)劃以家庭農(nóng)場純收入總和的極大值為目標(biāo)。家庭農(nóng)場與企業(yè)(合作社)之間的產(chǎn)品結(jié)算價格以計劃合同來約定,不同類型的家庭農(nóng)場單體規(guī)模,原則上以純收入不低于20萬元/年和用工量不高于1 000工日/年這2個標(biāo)準(zhǔn)來確定,前者保證家庭農(nóng)場對青年才俊有一定的吸引力,后者保證家庭農(nóng)場符合以家庭成員為主要勞動力的屬性要求。在純收入計算時采用上述結(jié)算價格。純收入一般指從農(nóng)業(yè)收入中扣除農(nóng)業(yè)物質(zhì)耗費后的農(nóng)業(yè)增加值。對于家庭農(nóng)場而言,家庭純收入除了從農(nóng)業(yè)銷售總收入中扣除物質(zhì)耗費以外,還應(yīng)扣除土地租金和雇工費。家庭成員(如一對夫婦)的勞動成本不扣除。
二是資源假設(shè)。農(nóng)業(yè)資源是農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),主要包括自然資源(土地、水、氣候、生物等)、人工物化資源(肥料、農(nóng)藥、種子等)、人力資源、資本資源、信息資源等[13]。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對自然資源和環(huán)境的依賴性極強,農(nóng)業(yè)資源稟賦條件決定著農(nóng)業(yè)發(fā)展的水平和潛力。因此,農(nóng)業(yè)規(guī)劃必然是在有限的資源約束下進(jìn)行的。本研究主要考慮農(nóng)用地、設(shè)施農(nóng)業(yè)用地、可養(yǎng)殖水面、水資源、勞動力、投資、流動資金這7種農(nóng)業(yè)資源的可獲量。每種資源以1個約束方程來表示,規(guī)劃區(qū)內(nèi)各家庭農(nóng)場對每類資源消耗量之和不得超過該項資源可獲量。
三是任務(wù)假設(shè)。農(nóng)業(yè)規(guī)劃既受到客觀的農(nóng)業(yè)資源約束,也受到主觀的任務(wù)約束。我國農(nóng)業(yè)實際上需要承擔(dān)起糧食安全、食品安全以及一定程度的就業(yè)保障這3個功能[14]。糧食安全要求農(nóng)業(yè)生產(chǎn)滿足消費者對以糧食為主的農(nóng)產(chǎn)品的數(shù)量需求,食品安全則是對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的要求。一些企業(yè)主辦農(nóng)業(yè)園區(qū),其重要動因就是要生產(chǎn)一定數(shù)量的能滿足本企業(yè)員工生活需要的高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品,以此提高企業(yè)員工福利;而鄉(xiāng)村集體組織和農(nóng)村基層政府,則往往希望通過發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)能為農(nóng)村勞動力提供一定的就業(yè)崗位。據(jù)此,本研究假設(shè)任務(wù)約束包括生產(chǎn)約束與就業(yè)約束兩大類:生產(chǎn)任務(wù)是對各種農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)數(shù)量的約束,就業(yè)約束指規(guī)劃區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要提供的最少就業(yè)崗位數(shù)。
鑒于上述分析,本研究以家庭農(nóng)場的種類與數(shù)量為決策變量,以各家庭農(nóng)場純收入之和為目標(biāo)函數(shù),考慮土地、資金、勞動力等客觀資源限制,以及就業(yè)、糧油、蔬菜、肉制品等任務(wù)目標(biāo)等約束條件,構(gòu)建了農(nóng)業(yè)規(guī)劃模型,優(yōu)化模塊如下:
(1)
輸入模塊分為3個部分,第一部分是目標(biāo)函數(shù)中的效益系數(shù),即向量C,代表每個不同類型的家庭農(nóng)場年度純收入情況,這部分?jǐn)?shù)據(jù)受農(nóng)產(chǎn)品市場行情影響較大;第二部分是技術(shù)系數(shù)矩陣,即A,反映不同類型的家庭農(nóng)場對各種資源的耗費以及對任務(wù)的貢獻(xiàn),這部分?jǐn)?shù)據(jù)受技術(shù)進(jìn)步的影響較大;第三部分是規(guī)劃區(qū)域自身的資源稟賦與任務(wù)要求,即B,這部分?jǐn)?shù)據(jù)通過對規(guī)劃區(qū)域以及規(guī)劃實施單位的調(diào)查獲得。
2.2.1 效益系數(shù)向量CC是n維向量,C=(c1,c2,…,cn)。cj(j=1,2,…n)的表達(dá)式如下:
(5)
式中:qjk代表第j類家庭農(nóng)場生產(chǎn)的第k種農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量,k=1,2,…,L;pjk代表第j類家庭農(nóng)場生產(chǎn)的第k種農(nóng)產(chǎn)品的結(jié)算價格,k=1,2,…,L;sj代表第j類家庭農(nóng)場的生產(chǎn)成本。
生產(chǎn)成本是農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中耗費的全部物質(zhì)費用和人工費用,人工費用即雇工費,不包括含家庭成員的勞動成本。生產(chǎn)成本包括直接費用如肥料、農(nóng)藥、農(nóng)膜、其他消耗品、水費、電費、農(nóng)事外包費、雇工費,以及間接費用如初始投資分?jǐn)?、貸款利息與保險費、土地租賃費、銷售費用等。
2.2.2 技術(shù)系數(shù)矩陣A家庭農(nóng)場有n類,資源與任務(wù)約束有m項,用aij代表第j類家庭農(nóng)場對第i種資源的需求量或?qū)Φ趇種任務(wù)的貢獻(xiàn)量,則技術(shù)系數(shù)矩陣A可以用下式表達(dá):
(6)
式中:技術(shù)系數(shù)的變化取決于家庭農(nóng)場主對農(nóng)業(yè)新技術(shù)的采用情況。一般來說,技術(shù)系數(shù)的變化周期比市場行情的變化周期要長得多,所以相對于效益系數(shù)向量C,技術(shù)系數(shù)矩陣A可在較長時期內(nèi)保持穩(wěn)定。
2.2.3 資源或任務(wù)約束向量BB是規(guī)劃模型的右邊項(常數(shù)項),它代表具體規(guī)劃實施主體的資源可獲量和任務(wù)要求,構(gòu)成了規(guī)劃系統(tǒng)中約束條件的上限和下限。其表達(dá)式如下:
B=(b1,b2,…,bt,bt+1,…,bm)T。
(7)
式中:(b1,b2,…,bt)為資源可獲量上限,(bt+1,…,bm)為任務(wù)要求的下限。
輸出模塊主要包括決策方案、影子價格、產(chǎn)品一覽表3個部分。
2.3.1 決策方案 決策方案即決策向量,是對規(guī)劃區(qū)域內(nèi)各類家庭農(nóng)場發(fā)展的數(shù)量,具體數(shù)值用分量xj表示。
X=(x1,x2,…,xn)T。
(8)
式中:xj代表規(guī)劃區(qū)域內(nèi)第j類家庭農(nóng)場的數(shù)量,j=1,2,…,n。本研究采用科學(xué)出版社《家庭農(nóng)場模型設(shè)計與評價》一書中的家庭農(nóng)場精選模型作為決策變量,n為42個,其中包括糧油種植類5個、蔬菜種植類10個、花卉林果種植類9個、中藥材種植類7個、動物養(yǎng)殖類10個。
2.3.2 影子價格 影子價格指某種資源在生產(chǎn)活動中的邊際利用價值,在數(shù)值上等于每增加1個單位資源所帶來的邊際收益,它反映了資源的稀缺程度。影子價格越大,表示這種資源的實際價值越高,越趨于緊缺。影子價格為0則表示這種資源不緊缺。
影子價格作為輸出模塊,對農(nóng)業(yè)規(guī)劃決策具有重要的參考價值,有助于科學(xué)制定實施規(guī)劃的延伸方案。
2.3.3 產(chǎn)品一覽表 產(chǎn)品一覽表呈現(xiàn)的是規(guī)劃區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品種類和數(shù)量,反映了實施規(guī)劃后農(nóng)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和規(guī)模。產(chǎn)品的種類和數(shù)量用向量Q表示,表達(dá)式如下:
Q=(q1,q2,…,qL);
(9)
(10)
式中:qk代表規(guī)劃區(qū)域生產(chǎn)的第k類農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量,k=1,2,…,L;xj代表規(guī)劃區(qū)域內(nèi)第j類家庭農(nóng)場的數(shù)量,j=1,2,…,n;qjk代表規(guī)劃區(qū)域內(nèi)第j類家庭農(nóng)場生產(chǎn)的第k類農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量。
S公司是全國著名的上市公司,擬在蘇北某地流轉(zhuǎn)一片農(nóng)地創(chuàng)建現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園,其目的一是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)安全蔬菜以及其他農(nóng)產(chǎn)品以滿足公司內(nèi)部食堂的需求,二是進(jìn)軍農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,為公司未來發(fā)展探索新的增長點。該企業(yè)可以獲得的各項資源和滿足內(nèi)需的任務(wù)要求詳見表1。
表1 S企業(yè)園區(qū)的資源與任務(wù)約束
注:數(shù)據(jù)來源于對項目區(qū)的實地調(diào)研數(shù)據(jù)。其中,B7水資源根據(jù)公式“可灌溉水資源總量=水庫/池塘面積×(年降水量-水面年蒸發(fā)量)+其他匯水面積×年降水量×徑流系數(shù)”測算。
將表1中的數(shù)據(jù)輸入到本研究構(gòu)建的規(guī)劃模型中,可以得出該公司現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園的規(guī)劃方案如下。
4.2.1 家庭農(nóng)場的種類與數(shù)量 家庭農(nóng)場的種類與數(shù)量即模型輸出的決策變量xj的數(shù)值(表2)。該方案下的園區(qū)應(yīng)發(fā)展11類家庭種植園,6類家庭養(yǎng)殖場。該方案下,園區(qū)家庭農(nóng)場的純收入之和為 3 704.38 萬元。
表2 S公司農(nóng)業(yè)園區(qū)的規(guī)劃方案
4.2.2 規(guī)劃區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品種類與數(shù)量 在上述方案下,園區(qū)生產(chǎn)的產(chǎn)品種類與數(shù)量如表3所示。
4.2.3 影子價格分析 模型輸出規(guī)劃方案下的影子價格如表4所示。從表4可以看出,資源約束中,農(nóng)用地、勞動力資源、投資的影子價格不為0,表明這3種資源對于園區(qū)是緊缺的;而設(shè)施用地、可養(yǎng)殖水面、流動資金、水資源的影子價格為0,存在資源剩余。在其他條件不變的情況下,若緊缺資源影子價格大于該種資源的獲取成本,則進(jìn)一步擴(kuò)大該資源的投入是有利可圖的。以農(nóng)用地為例,農(nóng)用地資源的影子價格為2.1萬元,表示每增加1 hm2農(nóng)用地,純收入將增加2.1萬元。在當(dāng)前的狀態(tài)下,如果按1.5萬元/hm2流轉(zhuǎn)費用計算,增加農(nóng)用地流轉(zhuǎn)規(guī)模帶來的邊際收益大于邊際成本,總收益增加。在任務(wù)約束中,蔬菜、禽產(chǎn)品、蛋類、食用油、豆制品、大米的影子價格為負(fù),表示這些任務(wù)約束如果能夠降低的話,園區(qū)的純收入將會增加。
表3 產(chǎn)品一覽表
表4 規(guī)劃方案下的非零影子價格
4.2.4 與原規(guī)劃方案的比較分析 在應(yīng)用本模型之前,S公司的規(guī)劃項目團(tuán)隊?wèi){經(jīng)驗對該園區(qū)進(jìn)行了規(guī)劃,總共占用農(nóng)地519.593 hm2,全年純收入總和為3 739萬元,平均純收入7.2萬元/hm2;應(yīng)用本模型后,占用土地面積333.500 hm2,全年純收入總和為3 704萬元,平均純收入11.1萬元/hm2。相比之下,應(yīng)用本模型得出的優(yōu)化方案與原方案相比,單位面積純收入增加了54.17%。
4.2.5 最佳投資規(guī)模模擬 本模型還可以用來模擬資源的最佳投入規(guī)模。以投資規(guī)模為例,假定其他資源與任務(wù)要求都不變,僅改變投資額,得到總收益與投資額之間的關(guān)系如圖1所示。圖1中的總收益即純收入之和。隨著投資額的增加,總收益呈先增后減的規(guī)律,約在投資額4 600萬元處園區(qū)取得最大總收益,這與邊際報酬理論的解釋高度一致。根據(jù)邊際報酬理論,一個生產(chǎn)系統(tǒng)每增加一個單位投資,就要付出一定的資金成本(如貸款利息),但系統(tǒng)的總收益達(dá)到一定階段之后會遵循報酬遞減規(guī)律,當(dāng)邊際報酬等于邊際成本時,總收益曲線一定會出現(xiàn)頂點,本案例驗證了這一規(guī)律。通過模型模擬得出了總收益的頂點,對應(yīng)的投資額(4 600萬元)就是現(xiàn)有土地、勞動力等生產(chǎn)要素約束下的最佳投資規(guī)模。