随着生产前沿理论的发展，数量指标与质量指标相结合的技术效率分析框架已成为一种新趋势。很少有研究尝试将土地质量作为技术效率分析的输入指标，但对所选指标的科学性和必要性的讨论仍显不足。本研究选取土壤有机碳（SOC）作为土地质量的特征指标，并将其嵌入参数方向距离函数，探讨无约束模型与约束模型的差异。结果表明，在计量经济学检验方面，有土壤有机碳的模型具有更好的现实解释能力。在技术效率方面，无土壤有机碳模型不能反映农业生产的实际特点。在影子价格方面，土壤有机碳的理想市场价值远高于土地数量的理想市场价值。在替代弹性方面，在耕地使用中，土壤有机碳不能被土地数量所替代。本文建议从土壤中选取参与作物生长过程、作为作物养分成分、与作物产量正相关的关键指标作为土地质量的代表性指标，在对指标进行必要、科学的系统评价后纳入生产函数，以促进土地资源的可持续利用。
2023年5月，联合国粮食及农业组织（粮农组织）发布了“2023年全球粮食危机报告”。报告显示，2022年全球受严重粮食危机影响的人数达到2.58亿，比2021年增长33.68%。中国是世界上人口最多的国家，粮食总需求巨大。此外，中国居民的膳食结构正从传统型向现代型转变，导致对肉类和乳制品的需求不断增长，进一步增加了对食品的需求。然而，官方统计数据却显示出一个令人担忧的趋势，即中国粮食产量的增长速度明显放缓。2003年至2013年，中国粮食产量的年均增长率约为3.884%。与此形成鲜明对比的是，从2013年到2023年，这一增长率骤降至0.985%。如此放缓的速度令人震惊，根本无法满足正处于膳食结构重大转型期的中国不断变化的膳食需求。
确保充足的粮食供应以维护全球粮食安全已成为管理学、地理学和经济学等多个学科的关键。一方面，中国政府已制定了一套涵盖城市化、粮食安全和生态保护的多元化目标。然而，这些目标的实现取决于实际空间的可用性。通常情况下，城市化需要扩大建设用地，粮食安全需要保护农业用地，而生态安全则取决于保护生态用地。由于任何地区的土地总面积都是有限的，因此各种土地用途之间存在着内在的竞争和微妙的平衡。事实上，用于农业生产的耕地总面积显然无法持续。此外，在城市化进程中，优质农业用地通常首先被重新分配用于城市发展目的。与此同时，通过转换生态区来增加耕地的传统方法如今已被严格的生态保护目标所限制。因此，农业用地的范围很容易缩小，在不断扩大的城市需求和生态用地分配之间日益受到挤压。另一方面，化肥和农药的过量投入降低了其对理想产出的边际贡献，导致成本和不良产出大幅增加，限制了耕地的使用效率。前面讨论的观点强调，必须更深刻、更科学地认识农业生产的本质，并迫切需要阐明农业生产发展的基本原则。这对于为可持续农业方法奠定基础至关重要。根据这一认识，并受众多学者建议的影响，农业生产评估方法正在发生明显的转变。评估范式正在从简单化的评估模式转变，这种模式只关注以生产为中心的指标，如作物产量、作物价值和单位土地产出。它正在转向一个更复杂、更综合的分析框架，其关键在于农业用地的利用效率。该框架全面分析了投入与产出之间的相互作用，包括土地、劳动力和资本，以优化资源利用。
围绕土地利用效率的效率测度、特征描述和机制分析，已经开展了丰富的跨尺度、跨单位和跨方法研究（见补充资料）。但与工业经济、劳动经济、环境经济等领域相比，土地利用领域的研究很少体现现代经济增长理论中投入与产出内涵变化的新趋势，即从“数量”到“数量+质量”的转变。然而，相关研究通常直接纳入土地质量指标，很少探讨效率分析框架中嵌入的土地质量指标的科学性。此外，界定土地质量的指标过于全面，超出了当前土地利用高效性研究中狭义“土地”一词的范围。
通过引入土壤有机碳（SOC）作为衡量土地质量的重要指标，本研究对传统的农业用地利用效率分析方法进行了创新。研究以土地数量为衡量标准，定量评估了耕地的土地利用效率、土壤有机碳的性能、影子价格和替代弹性。这项综合分析强调了土地质量指标在农业用地利用效率研究框架内的重要意义。
1.参数估计
采用TFE-SFA模型对无土地质量指标（约束模型）和有土地质量指标（非约束模型）的DDF进行参数估计（表2）。首先，对两种模型分别进行LRT、阿凯克信息准则（AIC）和贝叶斯信息准则（BIC）统计检验。其中，LRT统计量服从自由度为7的混合卡方分布，其值为272.17，拒绝了两种模型无显著差异的零假设，即应选择无约束模型。AIC和BIC都是最优的模型选择标准，在本研究中，无约束模型的AIC和BIC值都较小，说明无约束模型没有过拟合的风险，嵌入的土壤有机碳是科学的。其次，81.25%的无约束模型通过了0.05显著性水平的t检验（p<0.05），只有6.25%的模型未通过t检验（p>0.1）。最后，通过观察土壤有机碳的线性项（x3）和二次项（x3×x3）以及与其他指标的交互项（x1×x3、x2×x3、x3×x4、x3×x5和x3⋅[y+b]），大多数与土壤有机碳相关的系数都在0.05的显著性水平上通过了t检验。此外，σu、σv和λ都在0.05显著性水平上通过了t检验，表明估计系数具有较高的可靠性。同时，λ值分别高达3.266和3.820，说明低效率项（DDF值）是混合误差项的主要成分，因此有必要对耕地技术效率进行分析。
2.技术效率
从图3a可以看出，两种模型的效率点都分布在y=x轴附近，说明两种模型下估计的效率非常接近。加入土壤有机碳不会引起效率的突变，这符合人们对投入与产出关系的一般理解。偏离轴线的点出现在上下两侧，说明土壤有机碳对技术效率的影响是多向的、复杂的。演变趋势包括两个特征：绝对趋势和相对变化。从图3b可以看出，两类模型的平均效率呈“～”波动，初期短期上升，中期持续下降，后期略有上升。虽然从无约束模型与土壤有机碳的绝对效率来看，效率值的上下限较高，但无约束模型与约束模型整体效率变化范围相同。时空分异包括两个特征：整体结构和局部变化。图3c显示，两类模型在同一年份的效率分化规律相同。这一结果表明，在空间镶嵌结构中，相对高值单元（红色标记）在华中地区相对较高，而在东南沿海和西北地区相对较低。此外，效率值呈现出局部下降、增长和稳定共存的特点。具体来说，南方和东北地区的效率值有所下降，东部和西南地区的效率值略有上升，中西部地区的效率值相对稳定。这进一步说明，从全局角度对耕地嵌入土壤有机碳进行技术效率分析，不会出现严重偏差。
3.绩效指标
图4a和b显示，2000年，在土壤有机碳嵌入式技术效率分析中，有252个城市受到负面影响，占78.50%。相比之下，产生积极影响的城市为61个，仅占19.00%。2019年，196个城市受到负面影响，占61.06%。相比之下，产生积极影响的城市数量为102个，占31.78%。土壤有机碳对技术效率产生负面影响的城市数量迅速减少，相应的平均绩效指标从2000年的-0.0139增加到2019年的-0.0089。此外，出现负值的城市在空间分布上从800毫米等降雨量线的左侧向右侧移动，导致绩效指标的空间方向发生逆转。这种转变表明，土壤有机碳对技术效率并不是简单的单向影响，表明存在复杂的机制。此外，本文还分析了中国九大农业区的技术效率和绩效指标（图4c）。结果显示，不同地区的绩效指标和技术效率拟合趋势存在显著差异。黄淮海平原、北方干旱半干旱地区、长江中下游平原、华南地区、云贵高原、四川盆地及周边地区在特定效率区间呈现U型变化。此外，东北平原和青藏高原在整个效率区间内呈现单调变化，而黄土高原在整个效率区间内几乎没有变化。U型变化说明，效率区间中间部分的土壤有机碳导致技术效率下降；但效率区间两侧的土壤有机碳对技术效率的影响趋于弱化，为0。
4.土壤有机碳的影子价格
从图5a可以看出，影子价格的比值相对稳定，主要集中在8-12级（数值为30-42.5），说明土壤有机碳的价值是土地数量价值的几十倍，土壤有机碳在耕地利用中的作用不容忽视。此外，影子价格比相对较高的城市（10类及以上）主要分布在河南省、山东省、河南省、河北省和陕西省等中部地区，这些地区是传统农作物种植的核心区域。这些地区水热条件优越，宏观政策向农业生产倾斜，耕地相对充足。与南方地区、黑龙江省等地区相比，中部地区土壤有机碳含量较低，外部土壤有机碳输入行为的缺失产生了土壤有机碳相对于土地数量的资源稀缺属性。此外，本文还计算了九大农业区的影子价格比，各期影子价格比的数量结构非常接近（图5b）。黄淮海平原、黄土高原、北方干旱半干旱地区的影子价格比远高于全国平均水平。相比之下，东北平原的比例明显低于全国平均水平，空间维度的差异远大于时间维度的差异。
5.土壤有机碳与土地数量之间的替代可能性
大部分间接MES值大于0，少数小于0，反映出土壤有机碳与土地数量之间的关系是以替代为主、互补为辅的复杂属性关系。这一结果表明，土地数量与土壤有机碳缺一不可，不能完全相互替代，土壤有机碳与土地数量是可以相互替代的。本文可以通过增加耕地数量来克服土壤有机碳含量不足的问题，也可以选择土壤有机碳含量充足的地区作为耕地，在一定程度上缓解土地数量不足的问题（图6）。从2000年到2019年，MESsoc⋅land的平均值为1.018，MESland⋅soc的平均值为0.058，比值约为17.63，这表明用土壤有机碳替代土地数量要比反过来容易得多。此外，本文还测量了MESland⋅labor、MESland⋅fertilizer,和MESland⋅machinery，以评估土地数量替代劳动力、化肥和机械的难易程度。三类替代弹性的多年平均值分别为0.720、0.129和0.530，远高于MESland⋅soc，这一结果表明有必要将土壤有机碳纳入生产理论分析。
MESsoc⋅land的高价值城市（>2.40）主要分布在黑龙江北部，而低价值城市（<0.60）主要分布在河南和山西。MESland⋅soc的高价值城市（>0.24）零星分布在吉林和河南。相比之下，低价值城市主要分布在西藏和黑龙江，这表明两种替代方案虽然不完全具有空间反向对称性，但具有整体空间相关性的特征（图7）。此外，从2000年到2019年，MESsoc⋅soc和MESland⋅soc下降的城市比例相对较大。后者明显高于前者，说明相互之间的替代难度在加大，土壤有机碳更难被土地数量替代。此外，与影子价格的空间分异特征相比，MESsoc⋅land与影子价格的比值呈现高低空间镜像分布，印证了土壤有机碳在生产理论分析中的必要性。
本文存在一些局限性。首先，在实证研究中采用了奥卡姆剃刀原则。在最小化假设下，基于作物养分与其产量之间的正相关关系，选取土壤有机碳代表土地质量。这种策略可以准确识别土地质量对效率估算方程的影响，有利于农业生产的实际应用和相关研究的应用。不过，这也可能会改善对土地质量总体贡献的低估。其次，将土壤有机碳作为土地质量的指标，忽略了其他重要因素及其对作物产量的交互作用，导致低估了土地质量的重要性。然而，从实证结果来看，即使将土壤有机碳作为单一指标，也能证明土地质量在生产理论中的重要性。这进一步证实了本研究从效率角度重新思考土地质量在农业中的作用。最后，由于没有中国地级市农业部门的详细数据，本研究无法获得农业子部门的劳动力和化肥总使用量的数据。因此，本研究只能参考相关研究中相对宽泛的处理方法来构建指标体系，这可能会造成技术效率评价的些许偏差。基于实证结果，今后可以从三个方面进行详细研究。首先，可以将单一指标的自效应估计扩展到技术效率框架下的多指标交叉效应估计，如土壤有机碳、土壤含水量及其交叉效应。其次，未来的研究可以探究农业部门与工商业隐形关系评价的显性关系，如技术效率研究中的扩大区位条件、基础设施等。最后，相关土地利用效率研究可将拥堵引入实证分析，揭示土地资源定向拥堵与典型拥堵之间的关系，丰富土地可持续利用的研究框架。
初审：严 露
审核：徐彩瑶
排版编辑：任 燕
文献推荐人：任 燕
参考文献：Guo B, Jin G. Beyond the land quantity: Rethinking the role of land quality in agriculture from the efficiency perspective[J]. Socio-Economic Planning Sciences, 2025, 98, 102151-102151.
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