劉芳，劉穎*，高奇正，宋寶輝

（1. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，湖北 武漢 430070；2. 武漢大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖北 武漢 430072；3. College of Agriculture, California State University, Chico, CA 95929-0310, USA）

“倉(cāng)廩實(shí)，天下安；稻谷欠，天下亂”，水稻生產(chǎn)是穩(wěn)固國(guó)家糧食安全基本盤(pán)的有力支撐。為保障糧食有效供給，我國(guó)政府先后出臺(tái)多項(xiàng)法律法規(guī)和支持保護(hù)政策，鼓勵(lì)糧食生產(chǎn)使用先進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械，截至2017年，水稻綜合機(jī)械化率突破80%[1]，農(nóng)業(yè)機(jī)械化無(wú)疑是我國(guó)糧食生產(chǎn)方式由傳統(tǒng)向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的重要推手。然而，農(nóng)業(yè)機(jī)械化的推進(jìn)需要一定的可實(shí)現(xiàn)性，差異化交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)影響農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程[2-3]，忽視交通基礎(chǔ)設(shè)施的作用會(huì)導(dǎo)致對(duì)我國(guó)生產(chǎn)函數(shù)估計(jì)的偏差[4]。因此，分析交通基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)我國(guó)水稻生產(chǎn)的綜合作用對(duì)于保障我國(guó)糧食供給具有重要意義。

關(guān)于交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)水稻生產(chǎn)的影響，學(xué)術(shù)界仍存在著爭(zhēng)議。第一種主流觀點(diǎn)是交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)水稻生產(chǎn)具有顯著正向影響[5-6]，持有該觀點(diǎn)的學(xué)者認(rèn)為交通基礎(chǔ)設(shè)施的改進(jìn)和完善削弱了“杜能圈”農(nóng)業(yè)區(qū)位的理論價(jià)值，突破了地理區(qū)位的限制，使得交通運(yùn)輸?shù)呢泿藕蜁r(shí)間等交易成本迅速縮減，有利于進(jìn)行水稻生產(chǎn)[7-8]；第二種觀點(diǎn)是交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)水稻生產(chǎn)具有負(fù)向影響，Song等[9]認(rèn)為交通干線沿線的耕地以面狀、帶狀和分散狀的形式被不斷侵占，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)水稻生產(chǎn)具有負(fù)向影響；第三種觀點(diǎn)是交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)水稻生產(chǎn)不存在顯著影響[10]，蔡保忠和曾福生[11]利用固定效應(yīng)面板數(shù)據(jù)模型分析了我國(guó)不同類型農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)不同糧食作物生產(chǎn)的影響，得出農(nóng)村地區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)水稻生產(chǎn)影響不顯著的結(jié)論。上述研究結(jié)果相差較大可能是選取變量不同引起的，由于遺漏重要的控制變量，導(dǎo)致估計(jì)結(jié)果存在偏差，所以本文研究目標(biāo)之一就是利用雙向固定效應(yīng)面板模型解決遺漏變量問(wèn)題，進(jìn)一步探討交通基礎(chǔ)設(shè)施與水稻生產(chǎn)的關(guān)系。

此外，周晶等[12]、高鳴和宋洪遠(yuǎn)[13]認(rèn)為交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化具有顯著影響，但由于不同農(nóng)作物農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平差異較大，交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)不同農(nóng)作物的機(jī)械化水平和農(nóng)作物生產(chǎn)的影響可能存在差異[14]，因此，估算交通基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)水稻生產(chǎn)的影響效應(yīng)也是本文研究的重點(diǎn)。綜合以上分析，本文基于省域尺度，在多維要素框架下探究我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)業(yè)機(jī)械化和水稻生產(chǎn)的時(shí)空變化特征，利用雙向固定效應(yīng)面板數(shù)據(jù)模型分析交通基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)水稻生產(chǎn)的影響，并利用中介效應(yīng)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蜏y(cè)算交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)我國(guó)水稻生產(chǎn)變化產(chǎn)生的直接效應(yīng)和通過(guò)影響農(nóng)業(yè)機(jī)械化而產(chǎn)生的間接效應(yīng)，旨在為我國(guó)優(yōu)化公共資源和生產(chǎn)要素配置、合理規(guī)劃水稻生產(chǎn)布局提供參考。

1 研究方法

1.1 模型設(shè)定

1.1.1 雙向固定效應(yīng)面板數(shù)據(jù)模型 為考察交通基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)水稻生產(chǎn)的影響，基于Cobb-Douglas生產(chǎn)函數(shù)，構(gòu)建以水稻生產(chǎn)為被解釋變量，以交通基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)機(jī)械化為核心解釋變量的投入產(chǎn)出模型。具體模型[11]如下：

式中：i從1至30，表示研究的30個(gè)省份，t從1978至2016，表示研究的39個(gè)年份，Yit表示被解釋變量，α0為常數(shù)項(xiàng)，Xit為核心解釋變量，Zj,it表示第j個(gè)控制變量，n為控制變量個(gè)數(shù)，β和γj為回歸系數(shù)，μi、vt和εit分別表示個(gè)體效應(yīng)、時(shí)間效應(yīng)和隨機(jī)誤差項(xiàng)。

1.1.2 中介效應(yīng)檢驗(yàn) 為分析交通基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)水稻生產(chǎn)的作用路徑，借鑒Baron和Kenny[15]、溫忠麟和葉寶娟[16]提出的中介效應(yīng)檢驗(yàn)方法，參考李谷成等[17]的做法，構(gòu)建以水稻生產(chǎn)為被解釋變量、交通基礎(chǔ)設(shè)施為核心解釋變量、農(nóng)業(yè)機(jī)械化為中介變量的中介效應(yīng)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?。具體模型如下：式中：ρ1、ρ2、ρ3是常數(shù)項(xiàng)，Yit是被解釋變量，Xit是核心解釋變量，Mit是中介變量，Zj,it是控制變量，b、c1、c2、c3和δj為回歸系數(shù)，ω1、ω2、ω3為隨機(jī)誤差項(xiàng)，其他變量與（1）式中變量相同。若c1、c2和b均顯著時(shí)，表明確實(shí)存在中介效應(yīng)。當(dāng)b顯著，而c1和c2中有一個(gè)不顯著或兩個(gè)都不顯著時(shí)，則需要對(duì)系數(shù)乘積再進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，若顯著，則存在中介效應(yīng)。當(dāng)存在中介效應(yīng)，若c3顯著，則表示為“部分的”中介作用；若c3不顯著，則表示為完全中介作用。

1.2 理論分析及變量選取

水稻生產(chǎn)受到自然資源稟賦、勞動(dòng)力投入、技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等諸多因素的共同影響，交通基礎(chǔ)設(shè)施作為其影響因素之一，是重要的內(nèi)生變量，對(duì)水稻生產(chǎn)具有直接作用；然而，交通基礎(chǔ)設(shè)施是農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的必要條件，影響著水稻生產(chǎn)中農(nóng)業(yè)機(jī)械要素的投入，因而同時(shí)對(duì)水稻生產(chǎn)具有間接作用。基于相關(guān)理論和已有研究，本文對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)水稻生產(chǎn)的作用路徑（如圖1所示）做進(jìn)一步討論。

圖1 理論分析框架Fig. 1 Theoretical analysis framework

1）直接作用路徑。根據(jù)新經(jīng)濟(jì)地理學(xué)理論，任何地區(qū)農(nóng)作物種植選擇時(shí)都會(huì)考慮交通條件等因子的影響[7]，交通基礎(chǔ)設(shè)施是保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，提高農(nóng)業(yè)供給能力的重要因素之一。在水稻生產(chǎn)過(guò)程中，盡管交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)會(huì)一定程度的占用耕地面積，但完善的交通基礎(chǔ)設(shè)施可以通過(guò)促進(jìn)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力、生產(chǎn)資料、信息和服務(wù)的流動(dòng)，顯著降低時(shí)間和運(yùn)輸?shù)瘸杀荆蚱茀^(qū)位限制，從而促進(jìn)水稻播種面積增加。

2）間接作用路徑。在我國(guó)當(dāng)前勞動(dòng)力價(jià)格剛性上升的現(xiàn)實(shí)情況下，農(nóng)業(yè)機(jī)械化是應(yīng)對(duì)人口紅利消失的必然選擇[17]，作為理性經(jīng)濟(jì)人，生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體更愿意減少勞動(dòng)力投入而增加農(nóng)業(yè)機(jī)械投入，但是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化必須要有相應(yīng)的交通基礎(chǔ)設(shè)施作為匹配。在改革開(kāi)放初期，農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)以小型農(nóng)業(yè)機(jī)械為主，對(duì)于一些進(jìn)行水稻生產(chǎn)的丘陵地區(qū)而言，不同的交通條件是水稻的機(jī)插秧等農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)水平產(chǎn)生差異的重要因素，同時(shí)也會(huì)帶來(lái)水稻單產(chǎn)的差異[11]。若交通狀況相對(duì)落后，則會(huì)增加水稻生產(chǎn)中農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的難度，阻礙農(nóng)業(yè)機(jī)械的供應(yīng)，抑制了水稻生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化需求[12]，而改進(jìn)交通基礎(chǔ)設(shè)施有利于農(nóng)業(yè)機(jī)械在水田間的可達(dá)性，保證農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的順利進(jìn)行。另外，自本世紀(jì)初，租賃使用農(nóng)機(jī)或農(nóng)機(jī)服務(wù)開(kāi)始逐漸成為水稻生產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化主流，大中型農(nóng)業(yè)機(jī)械得以快速發(fā)展，于是這就對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施提出了更高的要求。大中型農(nóng)業(yè)機(jī)械不僅會(huì)影響水稻連片化生產(chǎn)和規(guī)模的擴(kuò)大，其“深耕”等技術(shù)還會(huì)影響水稻產(chǎn)出率，只有良好的交通基礎(chǔ)設(shè)施才能有效保障農(nóng)機(jī)服務(wù)的供給和需求，從而提高水稻生產(chǎn)能力。

基于上述理論分析，并考慮數(shù)據(jù)可得性，本文選取變量及依據(jù)如下：

被解釋變量：（1）、（2）、（4）式中為水稻生產(chǎn)，借鑒陳實(shí)等[18]的做法，選取水稻產(chǎn)量表征水稻生產(chǎn)；（3）式中為農(nóng)業(yè)機(jī)械化，借鑒羅斯炫等[3]的做法，選取農(nóng)業(yè)機(jī)械投入表征農(nóng)業(yè)機(jī)械化。由于大中型農(nóng)業(yè)機(jī)械化和大中型拖拉機(jī)配套農(nóng)具基本呈現(xiàn)相同的變化趨勢(shì)[12]，同時(shí)考慮自1980年以來(lái)我國(guó)小型拖拉機(jī)增長(zhǎng)也較為迅速[14]，為保持和大中型拖拉機(jī)配套農(nóng)具數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)口徑一致，因此對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械投入采用比重法對(duì)三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行合并，三個(gè)指標(biāo)分別為包括旋耕機(jī)、播種機(jī)、機(jī)引犁等以拖拉機(jī)為動(dòng)力的大中、小型拖拉機(jī)配套農(nóng)具（部）和聯(lián)合收割機(jī)數(shù)量（臺(tái)），根據(jù)我國(guó)農(nóng)業(yè)部公布綜合機(jī)械化水平的計(jì)算方式，耕地機(jī)械化的比重為0.4，播種機(jī)械化的比重為0.3，收獲機(jī)械化的比重為0.3，因此將拖拉機(jī)配套農(nóng)具和聯(lián)合收割的比重分別設(shè)為0.7和0.3，并按照水稻播種面積占農(nóng)作物播種面積之比進(jìn)行修正。

核心解釋變量為交通基礎(chǔ)設(shè)施。由于研究的農(nóng)業(yè)機(jī)械主要在農(nóng)村地區(qū)作業(yè)，本文借鑒吳清華等[2]、張聰穎等[19]的做法，選取公路里程數(shù)表征交通基礎(chǔ)設(shè)施。由于農(nóng)村公路數(shù)據(jù)缺失，參考羅斯炫等[3]的做法，用三四級(jí)公路里程數(shù)減去等級(jí)公路里程數(shù)、高速公路里程數(shù)、一級(jí)公路里程數(shù)、二級(jí)公路里程數(shù)，即得到農(nóng)村公路里程數(shù)。

中介變量為農(nóng)業(yè)機(jī)械投入。選取及計(jì)算方法與（3）式中被解釋變量相同。

控制變量：1）播種面積。耕地是水稻生產(chǎn)的基本生產(chǎn)資料，也是約束水稻生產(chǎn)的主要資源稟賦之一[20]，一般而言，播種面積與產(chǎn)量呈高度正相關(guān)，播種面積越大，水稻產(chǎn)量越高。2）受災(zāi)比例。由于水稻生長(zhǎng)過(guò)程受到水、熱、陽(yáng)光等自然資源的影響和制約，旱澇、高溫和寒凍等自然條件都會(huì)對(duì)水稻生產(chǎn)造成不利影響[20]，受災(zāi)比例越大，水稻產(chǎn)量可能越低。3）灌溉面積。水稻生長(zhǎng)需要充足的水分，我國(guó)水資源分布嚴(yán)重不均，有效灌溉面積越大則資源約束越小[10]，水稻產(chǎn)量可能越高。4）化肥施用量?；适强萍歼M(jìn)步的重要體現(xiàn)之一，可以為水稻生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)元素的重要生產(chǎn)資料[21]，適當(dāng)?shù)幕释度肽軌虼龠M(jìn)水稻產(chǎn)量增加。5）勞動(dòng)力投入。勞動(dòng)力是水稻生產(chǎn)的傳統(tǒng)投入要素，隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力大量流失，勞動(dòng)力在水稻生產(chǎn)中的地位更加重要[5]，充足的勞動(dòng)力可能會(huì)促進(jìn)水稻產(chǎn)量增加。6）非農(nóng)就業(yè)機(jī)會(huì)。一般而言，經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)的地區(qū)非農(nóng)就業(yè)機(jī)會(huì)越多，非農(nóng)就業(yè)可以增加農(nóng)民的機(jī)會(huì)成本、提高非農(nóng)收入，農(nóng)民的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)積極性下降[22]，可能會(huì)導(dǎo)致水稻產(chǎn)量減少。

表1 變量選取及說(shuō)明Table 1 Variable selection and description

另外，為消除共線性與減少異方差，除比例變量外，對(duì)以上模型中的數(shù)據(jù)均對(duì)數(shù)化處理。變量說(shuō)明見(jiàn)表1。

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源

考慮到青海無(wú)水稻種植，故本文選取的研究區(qū)域?yàn)槌嗪Ｖ獾奈覈?guó)大陸30個(gè)?。ㄊ小⒆灾螀^(qū)），但因海南于1988年從廣東脫離立省，重慶于1997年從四川脫離立市，為保證數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)口徑統(tǒng)一性，借鑒肖衛(wèi)東[23]的做法，將海南與廣東對(duì)應(yīng)年份數(shù)據(jù)合并、重慶與四川對(duì)應(yīng)年份數(shù)據(jù)合并，數(shù)據(jù)處理后共有28個(gè)研究單元，時(shí)間跨度為1978—2016年。本文所用的原始數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》《新中國(guó)農(nóng)業(yè)60年統(tǒng)計(jì)資料》《改革開(kāi)放三十年農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)資料匯編》。

2 水稻生產(chǎn)、交通基礎(chǔ)設(shè)施與農(nóng)業(yè)機(jī)械化的時(shí)空變化特征

2.1 總體時(shí)序變化趨勢(shì)

2.1.1 水稻產(chǎn)量總體時(shí)序變化 1978年以后，水稻產(chǎn)量變化如圖2所示。我國(guó)水稻產(chǎn)量總體表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，根據(jù)其變化規(guī)律可以劃分為三個(gè)階段：1978—1997年為波動(dòng)增加期，產(chǎn)量從13 693萬(wàn)t增至20 074萬(wàn)t，年均增長(zhǎng)率為2.45%；1998—2003年為快速減少期，產(chǎn)量從19 871萬(wàn)t減至16 066萬(wàn)t，年均減少率為3.83%；2004—2016年為平穩(wěn)增加期，產(chǎn)量從17 908萬(wàn)t增至20 708萬(wàn)t，年均增長(zhǎng)率為

1.30%。20世紀(jì)70年代后期，我國(guó)成為世界上發(fā)展最快速的經(jīng)濟(jì)體之一，工業(yè)開(kāi)發(fā)和城鎮(zhèn)化擴(kuò)張速度增加，盡管播種面積不斷被擠壓，但隨著雜交水稻等高產(chǎn)品種的推廣及創(chuàng)新技術(shù)的出現(xiàn)，水稻成為我國(guó)唯一一種在世界上單產(chǎn)最高的糧食作物[24]，其播種面積減少的影響被單產(chǎn)的提高所抵消，所以水稻生產(chǎn)總量增加。而在90年代后期，隨著國(guó)家推行退耕還林政策，水稻播種面積繼續(xù)減少，同時(shí)由于受到自然災(zāi)害的影響，水稻單產(chǎn)有所下降，水稻生產(chǎn)總量減少，我國(guó)水稻消費(fèi)量開(kāi)始大于生產(chǎn)和進(jìn)口總量，長(zhǎng)期積累的庫(kù)存開(kāi)始釋放，庫(kù)存量連年下降。由于供不應(yīng)求信號(hào)不及時(shí)，直到2003年庫(kù)存釋放量達(dá)到最高，為保證糧食安全，水稻生產(chǎn)開(kāi)始加大，播種面積平穩(wěn)增加，水稻生產(chǎn)總量逐漸增加。

圖2 1978—2016年我國(guó)水稻產(chǎn)量總體趨勢(shì)圖Fig. 2 Trend of rice production in China from 1978 to 2016

2.1.2 公路里程數(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械投入總體時(shí)序變化 改

圖3 1978—2016年我國(guó)公路里程數(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械投入變化趨勢(shì)圖Fig. 3 Trend of China’s highway mileage and agricultural machinery input from 1978 to 2016

革開(kāi)放以來(lái)，公路里程數(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械投入情況如圖3所示。我國(guó)公路里程數(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械投入呈現(xiàn)相同的變化趨勢(shì)，都經(jīng)歷了先平穩(wěn)后快速增長(zhǎng)，分別從1978年的49萬(wàn)km和42.12萬(wàn)部增長(zhǎng)到了2016年的365萬(wàn)km和374.85萬(wàn)部，農(nóng)村地區(qū)的通達(dá)性和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代裝備狀況顯著改善。1980年前后，交通基礎(chǔ)設(shè)施處于起步階段，束縛經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)發(fā)展，同時(shí)“家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制”的體制變動(dòng)，使得原集體大中型農(nóng)業(yè)機(jī)械受到較大沖擊，只有小型農(nóng)業(yè)機(jī)械有所增加，該時(shí)期農(nóng)業(yè)機(jī)械投入整體緩慢增加。20世紀(jì)90年代開(kāi)始至21世紀(jì)初，由于家庭承包責(zé)任制長(zhǎng)期的制度安排，戶均耕地保持在穩(wěn)定的規(guī)模水平，以農(nóng)戶為單位的小型農(nóng)業(yè)機(jī)械自主采用成為農(nóng)業(yè)機(jī)械化的主要?jiǎng)恿Γ瑫r(shí)由于跨區(qū)作業(yè)形式出現(xiàn)，大中型農(nóng)業(yè)機(jī)械逐漸增加，農(nóng)業(yè)機(jī)械投入較前一時(shí)期增速加快。隨后，我國(guó)開(kāi)始注重交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，公路里程數(shù)飛速上升。與此同時(shí)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平也得到了快速提升，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力機(jī)會(huì)成本不斷上升，農(nóng)村勞動(dòng)力大量向城市的二三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，土地流轉(zhuǎn)效果顯著，水稻等土地密集型農(nóng)作物連片化種植迅速擴(kuò)大，大中小型拖拉機(jī)和聯(lián)合收割機(jī)等機(jī)械增長(zhǎng)速度顯著加快，2004—2016年的十多年時(shí)間里，農(nóng)業(yè)機(jī)械投入增加了73.39%，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平突飛猛進(jìn)。

2.2 區(qū)域空間變化特征

為了分析我國(guó)水稻生產(chǎn)、交通基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)機(jī)械化的區(qū)域空間變化特征，本文選取1978年和2016年首尾兩期進(jìn)行比較分析，根據(jù)各地區(qū)的數(shù)據(jù)特征，分別將水稻產(chǎn)量、公路里程數(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械投入各劃分為5個(gè)梯隊(duì)，梯隊(duì)劃分情況見(jiàn)表2，各地區(qū)所屬梯隊(duì)變化情況見(jiàn)表3。

表2 水稻產(chǎn)量、公路里程數(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械投入梯隊(duì)劃分Table 2 Classification of rice production, highway mileage and agricultural machinery input

2.2.1 水稻產(chǎn)量空間格局變化分析 1）1978—2016年，水稻產(chǎn)量增加的省份主要分布在“400 mm等降水量線”以東地區(qū)，包括黑龍江、江蘇和江西等，除此之外，以西地區(qū)的四川和新疆也有所增加；水稻產(chǎn)量減少的省份主要分布在“秦嶺淮河線”以南地區(qū)，包括上海、浙江和福建等，除此之外，以北地區(qū)的北京和山西也有所減少。2）我國(guó)水稻生產(chǎn)分界線發(fā)生了自“秦嶺淮河線”向“400 mm等降水量線”的轉(zhuǎn)變。由于“400 mm等降水量線”以東地區(qū)多平原、溫暖濕潤(rùn)，因此從地形和氣候來(lái)看，這一轉(zhuǎn)變符合我國(guó)水稻生產(chǎn)適宜區(qū)域的實(shí)際情況。

2.2.2 公路里程數(shù)空間格局變化分析 1）1978—2016

年，大部分省份公路里程數(shù)增幅較大，順利跨入了超過(guò)5萬(wàn)km的行列，但少數(shù)地區(qū)增幅較小，在空間上表現(xiàn)出非均衡發(fā)展的特征。2）除寧夏之外，北京、天津、上海等公路里程數(shù)都增幅不大，究其原因，我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)行行政化管理的辦法，且直轄市本身行政面積較小、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高、農(nóng)業(yè)用地不斷減少，加之?dāng)?shù)據(jù)選取的是主要分布在農(nóng)村地區(qū)的三四級(jí)公路里程數(shù)，因此，上述地區(qū)的交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展表現(xiàn)不明顯。

2.2.3 農(nóng)業(yè)機(jī)械投入空間格局變化分析 1）1978—

2016年，大部分省份農(nóng)業(yè)機(jī)械投入增幅較大，有些省份甚至超過(guò)10萬(wàn)部，但也有少數(shù)省份出現(xiàn)不同程度的減少現(xiàn)象，主要分布在“秦嶺淮河線”以南地區(qū)，包括浙江、福建和貴州，除此之外，以北地區(qū)的北京和山西也有所減少。2）我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械投入增幅較大的省份主要是以相對(duì)地形較小、易于農(nóng)業(yè)機(jī)械化以發(fā)揮規(guī)模優(yōu)勢(shì)為主，投入減少的省份由于受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然因素的影響，農(nóng)業(yè)機(jī)械化貢獻(xiàn)率較小，農(nóng)業(yè)機(jī)械難度較大。

總體上看，我國(guó)水稻產(chǎn)量、公路里程數(shù)、農(nóng)業(yè)機(jī)械投入整體均呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，但空間差異明顯。1）以“400 mm等降水量線”為界，水稻產(chǎn)量和公路里程數(shù)增幅“雙高”省份主要分布在以東地區(qū)，尤其是東北和華中地區(qū)較為聚集；以西地區(qū)部分省份水稻產(chǎn)量減少，公路里程數(shù)增幅普遍偏低。2）對(duì)于水稻產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)機(jī)械投入而言，“雙增”省份主要分布在“400 mm等降水量線”以東地區(qū)，集中在東北和華中地區(qū)，同時(shí)，在水稻產(chǎn)量減少的省份，其農(nóng)業(yè)機(jī)械投入也有不同程度的減少。

表3 我國(guó)各省水稻產(chǎn)量、公路里程數(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械投入所屬梯隊(duì)變化Table 3 Classification changes of rice production, highway mileage, and agricultural machinery input in all provinces of China

3 實(shí)證結(jié)果分析

3.1 模型檢驗(yàn)

固定效應(yīng)、隨機(jī)效應(yīng)、混合效應(yīng)是分析面板數(shù)據(jù)的三種常用方式，本文通過(guò)F檢驗(yàn)確定采用固定效應(yīng)或混合效應(yīng)，通過(guò)hausman檢驗(yàn)確定采用固定效應(yīng)或隨機(jī)效應(yīng)。同時(shí)，由于本文數(shù)據(jù)跨度較大，通過(guò)LR檢驗(yàn)以確定是否控制時(shí)間效應(yīng)。綜上，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，本文采取雙向固定效應(yīng)來(lái)分析交通基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)水稻生產(chǎn)的影響，回歸結(jié)果見(jiàn)表4，最終選擇回歸（4），回歸（1）-（3）作為參考。同樣，通過(guò)F檢驗(yàn)、hausman檢驗(yàn)和LR檢驗(yàn)，本文采取中介效應(yīng)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠?lái)檢驗(yàn)交通基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)水稻生產(chǎn)的作用路徑，回歸結(jié)果見(jiàn)表5。

3.2 結(jié)果分析

3.2.1 交通基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)水稻生產(chǎn)的影響 1）從回歸（4）雙向固定效應(yīng)模型結(jié)果看，公路里程數(shù)在10%水平顯著為正，即加大交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)水稻生產(chǎn)具有促進(jìn)作用[5]，估計(jì)結(jié)果與理論預(yù)期相符。根據(jù)hausman檢驗(yàn)和LR檢驗(yàn)結(jié)果，回歸（4）為本文最終回歸模型，說(shuō)明回歸（1）-（3）忽略了與個(gè)體或時(shí)間相關(guān)的重要因素，進(jìn)而混合了部分變量的作用與時(shí)間趨勢(shì)的作用，所以回歸（1）-（3）存在偏誤。因此，在控制個(gè)體效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng)后，避免了模型設(shè)定的偏差，并改進(jìn)了參數(shù)估計(jì)的有效性，得出公路里程數(shù)對(duì)水稻產(chǎn)量具有正向顯著影響的結(jié)果，這說(shuō)明，自改革開(kāi)放以來(lái)，對(duì)于我國(guó)大部分地區(qū)而言，公路里程數(shù)增加有助于水稻產(chǎn)量的提高。交通基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，可以打破原有水稻生產(chǎn)的區(qū)位限制，并且能夠有效降低水稻生產(chǎn)的時(shí)間和運(yùn)輸成本，因此交通基礎(chǔ)設(shè)施的完善程度對(duì)水稻生產(chǎn)影響較為顯著。

2）農(nóng)業(yè)機(jī)械投入在10%水平顯著為正，即加大農(nóng)業(yè)機(jī)械投入對(duì)水稻生產(chǎn)具有促進(jìn)作用，估計(jì)結(jié)果與理論預(yù)期相符。由于農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)往往需要耕地平整程度較高和細(xì)碎化程度較低的條件，有助于水稻等大田作物的播種面積增加。同時(shí)，隨著我國(guó)各地區(qū)水稻生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平不斷提高，一些依靠人力、畜力無(wú)法進(jìn)行的“深耕”等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，可以由農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)[25]，不僅有助于改善土壤結(jié)構(gòu)，還助于保墑蓄水，對(duì)各地區(qū)水稻單產(chǎn)的提高具有顯著正向影響。

3）對(duì)控制變量而言，播種面積在1%水平顯著為正，即擴(kuò)大播種面積對(duì)水稻生產(chǎn)具有促進(jìn)作用，估計(jì)結(jié)果與理論預(yù)期相符。土地投入對(duì)水稻生產(chǎn)一直具有十分重要的影響，特別是在當(dāng)前耕地資源日趨稀缺的情況下，足夠的播種面積是水稻產(chǎn)量的重要保障之一[18]。受災(zāi)比例在1%水平顯著為負(fù)，即受災(zāi)比例增加則不利于水稻生產(chǎn)，估計(jì)結(jié)果與理論預(yù)期相符。盡管隨著我國(guó)技術(shù)創(chuàng)新與推廣，水稻生產(chǎn)抵御自然災(zāi)害的能力得到有效提升，但我國(guó)水稻產(chǎn)量的增加仍然面臨著自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)[11]。灌溉面積在1%水平顯著為正，即擴(kuò)大灌溉面積對(duì)水稻生產(chǎn)具有促進(jìn)作用，估計(jì)結(jié)果與理論預(yù)期相符。灌溉設(shè)施可以調(diào)節(jié)水源的分布，抵御干旱等自然災(zāi)害的危害[26]，改善水稻的生產(chǎn)條件，且隨著節(jié)水灌溉技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，灌溉水的有效利用率不斷得到提升，可以節(jié)約水稻生產(chǎn)成本，提高水稻生產(chǎn)能力，因而灌溉面積對(duì)水稻產(chǎn)量具有顯著正向作用?；适┯昧繉?duì)水稻產(chǎn)量影響系數(shù)為正，估計(jì)結(jié)果符號(hào)與理論預(yù)期相符，但是估計(jì)結(jié)果顯著性與預(yù)期不符?？赡艿脑蚴牵洪L(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)水稻生產(chǎn)保持著高投入與高產(chǎn)出的生產(chǎn)模式，對(duì)化肥投入的依賴性較強(qiáng)，但由于農(nóng)戶環(huán)保意識(shí)薄弱，化肥施用不合理，“化肥陷阱”現(xiàn)象逐漸凸現(xiàn)[27]，從估計(jì)結(jié)果看，目前作為傳統(tǒng)重要生產(chǎn)要素之一，加大化肥的投入使用雖然對(duì)水稻產(chǎn)量增加具有正向作用，但效果并不顯著。

表4 交通基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)水稻生產(chǎn)的回歸估計(jì)結(jié)果Table 4 Estimation results of transportation infrastructure and agricultural mechanization on rice production

表5 中介效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果Table 5 Mediation effect test results

勞動(dòng)力投入對(duì)水稻產(chǎn)量影響系數(shù)為負(fù)且未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著水平，估計(jì)結(jié)果與理論預(yù)期不符。可能的原因是：盡管人多地少是我國(guó)的基本國(guó)情，且農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力可以部分替代，從事水稻生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力存在剩余現(xiàn)象[18]，但隨著大量農(nóng)村勞動(dòng)力不斷向外轉(zhuǎn)移，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力數(shù)量不斷流失[28]，加之人口老齡化不斷加劇，所以勞動(dòng)力投入過(guò)剩現(xiàn)象不顯著。非農(nóng)就業(yè)機(jī)會(huì)對(duì)水稻產(chǎn)量影響系數(shù)為負(fù)，估計(jì)結(jié)果與理論預(yù)期相符，但是估計(jì)結(jié)果顯著性與預(yù)期不符?？赡艿脑蚴牵悍寝r(nóng)就業(yè)機(jī)會(huì)增多，機(jī)會(huì)成本較大，農(nóng)民更致力于從事非農(nóng)產(chǎn)業(yè)而不利于水稻產(chǎn)量增加，但非農(nóng)就業(yè)機(jī)會(huì)增多也會(huì)加速土地流轉(zhuǎn)，土地連片化程度不斷提高，導(dǎo)致農(nóng)戶調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，減少勞動(dòng)密集型作物，增加水稻等大田糧食作物的生產(chǎn)，同時(shí)會(huì)增加農(nóng)民收入，生產(chǎn)決策者可能會(huì)加大資本要素投入[29]，從而部分抵消非農(nóng)就業(yè)機(jī)會(huì)對(duì)水稻生產(chǎn)的不利影響。

3.2.2 中介效應(yīng)檢驗(yàn) 為進(jìn)一步分析交通基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)水稻生產(chǎn)的作用路徑，根據(jù)前文理論分析和模型設(shè)定，本文采用中介效應(yīng)模型以檢驗(yàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化在交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)水稻產(chǎn)量影響過(guò)程中是否起到中介作用。由回歸（5）結(jié)果顯示，交通基礎(chǔ)設(shè)施在5%水平上顯著為正，即交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)水稻生產(chǎn)的直接作用是正向的?；貧w（6）結(jié)果顯示，交通基礎(chǔ)設(shè)施在1%水平上顯著為正，表明交通基礎(chǔ)設(shè)施同樣對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化具有正向促進(jìn)作用?；貧w（7）結(jié)果顯示，交通基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)機(jī)械化均在10%水平上對(duì)水稻產(chǎn)量具有顯著正向影響，即在控制交通基礎(chǔ)設(shè)施變量時(shí)，農(nóng)業(yè)機(jī)械化這一中介變量對(duì)被解釋變量水稻產(chǎn)量的作用依然顯著，這與前文的分析相符。

綜上檢驗(yàn)結(jié)果得知，中介效應(yīng)的各個(gè)估計(jì)系數(shù)均顯著為正，表明中介效應(yīng)存在，而且并非是完全中介效應(yīng)，根據(jù)模型計(jì)算公式，中介效應(yīng)所占的比例19.57%，即交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)水稻生產(chǎn)的影響可能有19.57%是通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這說(shuō)明，良好的交通通達(dá)性不僅有利于水稻生產(chǎn)要素的流動(dòng)，降低水稻生產(chǎn)的時(shí)間和交易成本，直接促進(jìn)水稻產(chǎn)量的增加，而且可以通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械化“部分的”作用于水稻產(chǎn)量，若忽略該作用，交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要性則會(huì)被低估。

4 結(jié)論

本文基于1978—2016年30個(gè)省份的數(shù)據(jù)，分析了交通基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)業(yè)機(jī)械化和水稻生產(chǎn)的時(shí)空變化特征，利用雙向固定效應(yīng)面板數(shù)據(jù)模型分析交通基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)水稻生產(chǎn)的影響，進(jìn)而利用中介效應(yīng)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ吞骄拷煌ɑA(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)機(jī)械投入對(duì)水稻生產(chǎn)的綜合作用路徑，估算交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)我國(guó)水稻播種面積變化產(chǎn)生的直接效應(yīng)和通過(guò)影響農(nóng)業(yè)機(jī)械化而產(chǎn)生的間接效應(yīng)。結(jié)果表明：

1）水稻產(chǎn)量經(jīng)歷了波動(dòng)增加、快速減少和平穩(wěn)增加的階段，公路里程數(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械投入則先平穩(wěn)后快速增長(zhǎng)；

2）各省水稻產(chǎn)量、公路里程數(shù)、農(nóng)業(yè)機(jī)械投入的差異明顯，水稻生產(chǎn)主要分界線發(fā)生了自“秦嶺淮河線”向“400 mm等降水量線”的轉(zhuǎn)變；

3）公路里程數(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械投入增加均可顯著促進(jìn)水稻產(chǎn)量增加，且公路里程數(shù)對(duì)水稻產(chǎn)量的影響有直接和間接兩條作用路徑，其中，間接作用比例約19.57%；

4）增加播種面積和灌溉面積對(duì)水稻產(chǎn)量具有正向顯著影響，受災(zāi)比例對(duì)水稻產(chǎn)量具有負(fù)向顯著影響，其他控制變量對(duì)水稻產(chǎn)量影響不顯著。

5 對(duì)策建議

根據(jù)研究結(jié)論，本文建議如下：

1）把握水稻主要種植區(qū)分界線向“400 mm等降水量線”轉(zhuǎn)變的特征，各地應(yīng)立足自然資源、勞動(dòng)力稟賦和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等條件，因地制宜地調(diào)整水稻生產(chǎn)方案；

2）繼續(xù)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，加大水稻生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械投入，同時(shí)要注重農(nóng)村地區(qū)三四級(jí)公路的建設(shè)，為農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的供需提供良好的交通條件，以實(shí)現(xiàn)資源合理配置，發(fā)揮出交通基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)水稻生產(chǎn)的最大效用；

3）保障水稻生產(chǎn)具有足夠的土地要素投入，并且繼續(xù)完善水稻生產(chǎn)的灌溉條件以提高水稻生產(chǎn)抵御自然災(zāi)害的能力，此外，“因地施肥”提高化肥的效用水平、適當(dāng)促進(jìn)農(nóng)村勞動(dòng)力非農(nóng)就業(yè)，為水稻生產(chǎn)提供連片化土地支持等也是增加水稻供給能力的可行方法。