我国劳动力价格上升、要素替代与设施蔬菜生产研究——以番茄、黄瓜、茄子和菜椒为例.pdf

中中 国国 瓜瓜 菜菜2024，37（3）：184-192产业经济收稿日期：2023-03-21；修回日期：2024-01-02基金项目：烟台市教育局校地融合项目（2022XDRHXMQT24）；2022 年度中国农业大学烟台研究院引导性课题（Z202304）作者简介：钱玮亭，女，本科，研究方向为产业经济。E-mail：通信作者：李梅芳，女，教授，研究方向为农业经济、生态农业与环境。E-mail：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我国劳动力价格上升、要素替代与设施蔬菜生产研究以番茄、黄瓜、茄子和菜椒为例钱玮亭，朱彦旭，李梅芳（中国农业大学烟台研究院山东烟台264670）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 20112020 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）03-184-09Research on rising labor prices,factor substitution and facility vegetableproduction in China：Taking tomato,cucumber,eggplant and bell pepperas examplesQIAN 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 inputstructure in China s facility vegetable production has changed.Four facility vegetables from 2011 to 2020 were selectedas research objects,and translog cost share functions were established to calculate the price elasticity of demand of laborfactors and the elasticity of demand substitution among labor,fertilizer and agricultural machinery factors.The studyfound that the price elasticity of the demand coefficient of labor factors is negative and the absolute value is less than 1,in-dicating the lack of elasticity;the elasticity of the substitution coefficient of machinery and labor and fertilizer is greaterthan 0 and the coefficient value is greater than 0.5,with significant substitutability;the elasticity coefficient of labor andfertilizer is less than 0 and the absolute value decreases close to 0,which shows that substitutability is decreasing,andcomplementarities are increasing.For the conclusion of the study,it is proposed to increase the subsidies for the purchaseand lease of agricultural machinery for the production of vegetables in facilities,increase the research and development ofagricultural machinery,promote the deep integration of agronomy and agricultural machinery,and optimize the use of fer-tilizer.Key words:Facility vegetable;Factor endowment;Cost structure;Elasticity of substitutionDOI：10.16861/ki.zggc.202423.0172184第3期，等：以番茄、黄瓜、茄子和菜椒为例产业经济因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 20112020 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 20112020 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 20112020 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Hicks12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）：lnY=0+iilnXi+ijlnXilnXj。（1）Y 表示总产出，X 表示各要素的投入量，为比例系数（常数）。超越对数模型在结构较为简单、便钱玮亭，等：我国劳动力价格上升、要素替代与设施蔬菜生产研究以番茄、黄瓜、茄子和菜椒为例185中国瓜菜第37卷产业经济于估计的同时，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：lnC=0+i=1kilnXi+i=1kilnPi+12i=1kj=1kijlnXilnXj+12i=1kj=1kijlnPilnPj+12i=1kj=1kijlnPilnXj+i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ii=1。根据成本函数的对称性和价格齐次性15，系数也应满足：ijij=ijij=0，ij=ji。（3）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 func-tion）16：Si=PiXiC=lnClnPi=i+jijlnXj+jijlnPj。（4）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 Binswanger19的研究，要素的需求价格弹性估计方法如下：ij=ijSi+Sj，ij；ii=ii2Si+Si-1。（5）当 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 substi-tution,MES）与影子替代弹性（Shadow elasticity ofsubstitution，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：SESij=SiSi+Sj()ij-jj+SjSi+Sj()ji-ii。（6）当SESij0时，说明要素之间存在替代关系，反之则认为存在互补关系。2数据来源及指标选取为了研究我国设施蔬菜的生产结构、劳动要素的需求价格弹性以及各要素相互之间的替代弹性，笔者选取了 20112020 年设施番茄、黄瓜、茄子与菜椒在主要省份的劳动、化肥与机械的投入量与价格。上述 4 种设施蔬菜中，劳动、化肥与机械要素平均占总成本的比重之和为 62%69%，具有较强的代表性。其中劳动、化肥与机械 3 种要素的价格和投入量全部参考了 全国农产品成本收益22（20112020）与 中国统计年鉴23（20112020）。其中设施番茄与黄瓜的主产区有河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、江苏、浙江、安徽、山东、河南、湖北、四川、陕西、甘肃、青海、宁夏和新疆等省、自治区，设施茄子的主产区有河北、陕西、辽宁、江苏、浙江、安徽和四川等省份，设施菜椒有河北、辽宁、江苏、浙江、安徽、四川、甘肃和宁夏等省、自治区。笔者的研究中劳动力投入量（L），化肥投入量（F）分别以 667 m2的用工时长（d），化肥折纯使用量（kg）表示。针对部分资料中未直接给出数据的指标，则进行计算得到相应数据：劳动力的价格（PL）在数据中包括家庭用工折价与雇工工价，为了保证能全面反映市场状况对其进行加权平均作为劳动力价格（元）；化肥价格（PF）以 667 m2的化肥成本（元）除以化肥投入量求得；机械的投入量（M）与价格（PM）在数据中没有直接的体现，因此参考陈书章等21的方法，机械的投入量以机械的租赁作业费（元）表示，机械的价格则以加权平均后的机械化农具与半机械化农具加权平均求得。为剔除膨胀等因素的影响，所有价格指数均以 2010 年为不变价格进行折算。从表 1 可以看出，4 种设施蔬菜中番茄的每667 m2劳动力价格最高，且 667 m2劳动力投入量仅次于设施黄瓜，反映出设施番茄作为易受病虫害侵害的作物，在种植过程中仍需要投入较多的人力进。（2）186第3期，等：以番茄、黄瓜、茄子和菜椒为例产业经济钱玮亭，等：我国劳动力价格上升、要素替代与设施蔬菜生产研究以番茄、黄瓜、茄子和菜椒为例行病虫害处理25。设施黄瓜作为夏季主要蔬菜之一，产量高、生长周期短、需肥量大，需要投入较多的劳动与化肥用于采摘、施肥等作业26，劳动要素与化肥要素的投入量位列 4 类设施蔬菜第一，而机械要素投入量低，仅排第三。设施菜椒生产机械化程度较高，667 m2机械要素超过其他作物。设施茄子的机械投入量最低，同时在化肥价格较高的情况下化肥的投入量仍位于 4 类设施蔬菜中第二，说明设施茄子生产对化肥要素具有较高的依赖性。3实证结果及分析根据上述分析，要求根据公式（6）求出不同要素之间的影子替代弹性系数，首先需要对模型（4）的参数进行估计后进行数值的代入。由此借助我国 20112020 年设施番茄、设施黄瓜、设施茄子与设施菜椒的各项要素的成本份额，投入量与价格数据，对推导的超越对数成本份额方程进行参数估计。由于方程本身受到各项成本份额之和为 1 的限制，Stata16 无法一次性估计 4 个方程，因此只选择估计劳动、化肥和机械 3 种要素的成本份额方程。将所估计的模型参数分别代入公式（5）和（6），即可以要素的需求价格弹性与要素间的替代弹性进行求解，并以此进行分析。3.1超越对数成本份额方程根据公式（4）的函数形式，针对 4 种设施蔬菜，建立超越对数成本份额模型。针对解释变量相同的情景，常常使用 VAR 模型进行参数估计。而根据陈强23的研究结果，由于 VAR 模型的参数难以进行解释，且无法处理多个方程扰动项存在相关性的情形，因此使用似不相关回归（SUR）方法，并借助FGLS 来提高估计的效率。Ski=i+jkijlnXkj+jkijlnPkj+ikmDkm。（7）变量 S，X，P 分别表示要素的投入份额，各要素的投入量与 667 m2要素的价格（元），D 为根据 全国农产品成本收益 中四类设施蔬菜的主产区所生成的地区虚拟变量。k 表示设施蔬菜类别，i 和 j 分表 1解释变量汇总表Table 1 Summary of explanatory variables作物 Crop设施番茄Facilities tomatoe设施黄瓜Facility cucumber设施菜椒Facilitybell pepper设施茄子Facility eggplant指标 Index劳动力价格 Labor price/（Yuand-1）化肥价格 Fertilizer price/（Yuankg-1）机械价格 Machine price劳动投入量 Labor input/d化肥投入量 Fertilizer input/kg机械投入量 Machine input/Yuan劳动力价格 Labor price/（Yuand-1）化肥价格 Fertilizer price/（Yuankg-1）机械价格 Machine price劳动投入量 Labor input/d化肥投入量 Fertilizer input/kg机械投入量 Machine input/Yuan劳动力价格 Labor price/（Yuand-1）化肥价格 Fertilizer price/（Yuankg-1）机械价格 Machine price劳动投入量 Labor input/d化肥投入量 Fertilizer input/kg机械投入量 Machine input/Yuan劳动力价格 Labor price/（Yuand-1）化肥价格 Fertilizer price/（Yuankg-1）机械价格 Machine price劳动投入量 Labor input/d化肥投入量 Fertilizer input/kg机械投入量 Machine input/Yuan均值Mean82.978.991.0860.1353.2486.2580.398.751.0860.7863.2282.4975.817.801.0849.5950.8791.4378.909.741.0859.1459.2077.89标准差Standard deviation17.390.620.026.752.937.9118.500.840.025.193.9213.0516.200.570.012.091.6914.3118.351.270.023.357.7213.24最小Min110.0210.291.1178.2156.7997.22107.349.981.1172.0270.0495.7396.878.771.0453.8554.24109.19109.9712.441.1166.7472.4594.04最大Max49.818.131.0453.5847.0273.9846.287.661.0454.3659.2053.3045.686.701.0046.0848.7559.5546.647.941.0454.5947.5454.24187中国瓜菜第37卷产业经济别表示要素的类别，m 表示不同的省份。根据（7）中所建立的模型，将表 1 中的解释变量取对数，作为新的解释变量。并将地区作为虚拟变量加入模型中。各变量取对数后得到的新解释变量系数、相关参数以及部分检验结果见表 2。参数估计的结果表明，75%以上的变量系数在5%水平上具有显著性，且所估计的 12 个方程的卡方检验均在 1%水平上显著，且 R2均大于 0.8，说明模型具有较好的估计效果。从劳动要素投入量对其他要素成本份额的影响来看，劳动要素成本份额对劳动要素的投入量的回归系数为正，而其他要素成本份额对劳动要素的投入量回归系数为负，说明随着劳动要素投入量增加，劳动要素的成本份额会得到显著增加，相应会造成机械要素与化肥要素的成本减少。针对回归系数，从劳动要素价格对劳动要素份额的影响来看，4 类设施蔬菜的劳动要素成本份额对劳动要素的价格的回归系数为正，说明受到技术以及生产经验的限制，劳动力价格的升高不会使得劳动要素的投入量大幅下降，使得劳动要素投入量表 2回归系数与检验结果Table 2Regression coefficients and test results作物 Crop设施番茄Facility tomatoe设施黄瓜Facility cucumber设施茄子Facility eggplant设施菜椒Facility bell pepper变量VariablesLnPLLnPFLnPMLnLLnFLnM观测值 ObservationR2卡方 Chi-squareP 值 P-valueLnPLLnPFLnPMLnLLnFLnM观测值 ObservationR2卡方 Chi-squareP 值 P-valueLnPLLnPFLnPMLnLLnFLnM观测值 ObservationR2卡方 Chi-squareP 值 P-valueLnPLLnPFLnPMLnLLnFLnM观测值 ObservationR2卡方 Chi-squareP 值 P-valueSL0.248*（16.93）-0.112*（-10.62）-0.323*（-3.04）0.268*（15.99）-0.066*（-5.8）-0.031*（-4.97）1900.884 71 457.840.0000.235*（18.21）-0.127*（-13.25）-0.046（-0.5）0.225*（12.06）-0.084*（-7.4）-0.011*（-1.85）1890.907 91 862.810.0000.175*（7.81）-0.064*（-5.85）0.521*（2.83）0.154*（4.21）-0.099*（-7.36）-0.012（-0.57）770.909 1770.470.0000.165*（10.21）-0.087*（-7.95）0.152（1.05）0.188*（6.97）-0.060*（-3.98）0.021*（1.83）850.960 52 068.680.000SF-0.036*（-16.6）0.050*（31.56）-0.038*（-2.38）-0.036*（-14.31）0.055*（32.41）0.000（0.61）1900.961 24 708.030.000-0.039*（-14.67）0.058*（29.58）-0.058*（-3.08）-0.039*（-10.23）0.058*（24.83）-0.002*（-2.03）1890.959 14 436.350.000-0.020*（-3.79）0.057*（21.61）-0.213*（-4.79）-0.044*（-5.04）0.061*（18.88）-0.004（-0.91）770.970 02 487.560.000-0.045*（-10.07）0.071*（23.16）0.012（0.31）-0.034*（-4.52）0.062*（14.68）-0.001（-0.61）850.957 41 910.030.000SM-0.005*（-9.97）-0.001*（-2.62）0.007*（1.95）-0.007*（-12.17）-0.000（-1.43）0.006*（25.67）1900.929 62 510.630.000-0.003*（-7.74）-0.002*（-5.63）-0.004（-1.21）-0.006*（-8.65）-0.001*（-4.07）0.006*（26.16）1890.953 63 883.870.000-0.003*（-5.1）-0.002*（-5.67）0.002（0.4）-0.005*（-4.79）-0.001*（-3.79）0.007*（10.94）770.943 21 278.130.000-0.005*（-8.12）-0.001*（-2.56）0.008（1.36）-0.006*（-5.62）-0.001*（-2.9）0.009*（17.84）850.971 22 864.340.000注：括号内为系数 t 统计值，*、*和*分别代表系数在 10%、5%和 1%水平上显著。S，表示要素的成本份额。Note：The t-statistics of the parameters are in parentheses,and*，*and*represent coefficients that are significant at the 10%,5%and 1%levels,respectively.S,Represents the share cost of the features.188第3期，等：以番茄、黄瓜、茄子和菜椒为例产业经济下降的幅度小于劳动要素价格上升的幅度，可以猜测劳动要素的需求价格弹性为缺乏弹性。从劳动要素价格对其他要素成本份额的影响来看，化肥要素与机械要素成本份额对劳动要素价格的回归系数均为绝对值较大的负值，说明劳动要素价格的上升会使设施蔬菜生产过程中的劳动要素、推测劳动要素与另外 2 种要素可能存在替代关系。上述分析可以粗略地推测出劳动要素自身需求价格弹性强弱以及劳动要素与其他要素之间的替代关系。接下来可通过计算劳动要素需求价格弹性与劳动要素和其他要素之间的替代弹性来加以验证。3.2劳动需求价格弹性分析将所估计的参数代入（5），计算得出 4 种设施蔬菜对劳动要素的需求价格弹性如下：由图 1 可以看出，4 种蔬菜的需求价格弹性绝对值小于 1，说明生产成本对劳动力价格的变化并不敏感。根据供需规律，价格与需求在一般情况下应当为反向变动关系，因此需求价格弹性应当为负，计算结果表明，4 种设施蔬菜的需求价格弹性均为负，符合理论假定。具体来看设施番茄需求价格弹性值最低，推测应当是由于该作物本身对病虫害较为敏感，需要一定的人力用于该作物的定期照看，使得劳动力的投入量随着价格上升保持刚性，导致劳动需求价格弹性较低。2020 年以前，设施茄子的需求价格弹性最低，2020 年后设施茄子的需求价格弹性绝对值明显降低，低于设施菜椒与设施黄瓜，设施菜椒成为设施蔬菜中需求价格弹性最高的作物。要素需求弹性的大小也反映了生产者对该-0.40-0.35-0.30-0.25-0.20-0.15-0.10-0.050.002011201220132014201520162017201820192020图 1劳动要素需求价格变动趋势Fig.1Change of price elasticity of labor factor demand年份 Year设施番茄 Facility tomatoes设施茄子 Facility eggplant设施黄瓜 Facility cucumber设施菜椒 Facility bell pepper影子替代弹性Shadow elasticity of substitution设施番茄 Facility tomato设施茄子 Facility eggplant设施黄瓜 Facility cucumber设施菜椒 Facility bell pepper要素的重视程度，体现出该要素在生产过程中的重要性。我国的需求价格弹性中整体出现下降的趋势，表明在我国设施蔬菜生产技术整体快速发展的情况下，抗逆机制与调控技术、病虫害防控等各项技术在提高生产效率的同时降低了生产过程中对劳动要素的依赖，促使在设施蔬菜生产中的地位趋于降低27。3.3替代弹性分析3.3.1机械对劳动替代效应明显，替代弹性整体稳定从图 2 纵向来看，20112020 年 4 种设施蔬菜SES，说明机械要素与劳动要素表现为相互替代的关系。设施茄子与设施菜椒的机械与劳动的替代弹性上升了 3.00%与 5.17%，说明机械对劳动力的替代作用得到增强；而设施番茄与设施黄瓜的劳动机械的替代弹性分别下降 10.37%、3.09%，替代弹性降低。这是由于我国的设施蔬菜机械化生产起步较晚，所使用的农业机械仍以大田机械为主，缺少小型化机械，而我国的设施蔬菜生产较为分散，使得土地作业制约了我国设施蔬菜机械化的发展；我国设施蔬菜生产过程中如移栽、采收等环节机械仍然无法很好地替代人工28，机械的投入对降低边际成本的效果有限，从而降低了设施蔬菜生产者对使用农业机械的积极性。从图 2 横向来看，设施黄瓜劳动与机械替代弹性大于 1，表现为两种要素之间富有弹性，反映出劳动价格的不断升高，给设施蔬菜的生产者造成了成本压力，机械作为人力节约型生产要素的特征，因此更加凸显。设施茄子、设施菜椒与设施番茄的需钱玮亭，等：我国劳动力价格上升、要素替代与设施蔬菜生产研究以番茄、黄瓜、茄子和菜椒为例189中国瓜菜第37卷产业经济0.000.100.200.300.400.500.600.702011201220132014201520162017201820192020设施番茄 Facility tomatoes设施茄子 Facility eggplant设施黄瓜 Facility cucumber设施菜椒 Facility bell pepper图 3化肥-劳动替代弹性变化趋势Fig.3Change trend of fertilizer-labor elasticity of substitution年份 Year影子替代弹性Shadow elasticity of substitution设施茄子 Facility eggplant设施菜椒 Facility bell pepper设施番茄 Facility tomato设施黄瓜 Facility cucumber求替代弹性小于 1，此现象的产生一方面在于设施蔬菜的生产受到要素投入结构不合理的影响，农艺农机脱节现象严重，机械等要素盲目投入削弱了机械对劳动的替代功能；另一方面受到生产条件的限制，机械的投入受限。设施番茄需要具有良好的根系生长条件，对土壤具有较高的要求，这可能会缩小设施番茄的种植范围，从而限制机械的使用，使得设施蔬菜生产者无法进一步扩大机械要素的投入。从政策的角度讲，我国的农机购置补贴政策尚未普及到设施蔬菜的生产上，机械使用成本较高，影响了农业机械的推广应用。3.3.2劳动与化肥替代性存在减弱趋势化肥是一种土地节约型技术。化肥的使用能有效地代替精耕细作，提高单位面积产量，从而在耕地面积一定的情况下减少 667 m2耕地劳动的投入；但化肥与劳动之间同样存在诸多产生互补效果的因素：我国化肥的使用仍较为依赖人工的辅助，导致在实际生产过程中化肥与劳动的投入也存在一定的互补性；由于化肥的过量使用会造成土地盐碱化、土壤板结等一系列环境生态问题，化肥的使用常常受到政策的调控。2015 年农业部出台了 到 2020 年化肥使用零增长行动方案，要求全国范围内地推广减量增效技术，在政策的影响下，化肥无法随意替代劳动。“十三五”以来设施蔬菜栽培技术的发展使得化肥利用效率提高，也降低了同等效果下化肥的投入量。从图 3 可以看出，4 种设施蔬菜在 20112020年的范围内化肥与劳动要素弹性系数总体低于机械-劳动要素之间的替代弹性，说明对于设施蔬菜生产者而言，用化肥替代劳动力的意愿比以机械替代劳动力的积极性较低；设施黄瓜设施蔬菜整体上明图 2机械-劳动替代弹性变化趋势Fig.2Change trend of machinery-labor elasticity of substitution0.000.200.400.600.801.001.201.402011201220132014201520162017201820192020设施番茄 Facility tomatoes设施茄子 Facility eggplant设施黄瓜 Facility cucumber设施菜椒 Facility bell pepper年份 Year影子替代弹性Shadow elasticity of substitution设施茄子 Facility eggplant设施菜椒 Facility bell pepper设施番茄 Facility tomato设施黄瓜 Facility cucumber190第3期，等：以番茄、黄瓜、茄子和菜椒为例产业经济显存在化肥与劳动力由互补倾向向替代倾向的转变，需求替代弹性出现明显下降的趋势，该时间段内，设施番茄、设施茄子、设施黄瓜与设施菜椒的替代弹性分别下降了 23.55%、17.27%、17.76%与24.57%。设施番茄与设施菜椒的变动最为明显，设施茄子与设施黄瓜下降趋势相对较弱。上述现象表明，受到政策与技术等因素的影响，增加化肥的投入并不能很好地通过替代劳动来控制成本。从施肥技术的角度上看化肥的施用技术包括“少次多量”与“多次少量”，其中多次少量技术能够减少化肥投入、提高化肥的使用效率，因而对理性的农业生产者而言可能更受欢迎，进而也使得单位面积的化肥投入出现降低，进而也导致了两者互补性的上升。综上，我国对于化肥使用所实行的限制性政策取得了一定的成效，有利于缓解目前设施蔬菜生产所存在的粗放型生产导致的环境问题。3.3.3机械与化肥替代性明显根据理论与上述研究结果，化肥和机械对劳动要素均具有替代性功能。但在劳动力的替代机制上两者存在差异。从图 4 可以看出，化肥作为土地节约型技术，主要通过节约单位土地的人工精细化作业来减少劳动投入，而机械作为人力节约型技术则可以提高单位劳动力对大面积土地的集约管理能力，从而直接降低劳动的投入。由于农业劳动力的不断流失，土地流动性低于人口的流动性，导致依赖于一定人力投入的化肥在蔬菜生产中的使用减少，设施番茄与黄瓜的全国化肥平均投入量于 20112020 年分别下降了 7.18%、5.86%，而机械投入量上升了 23.15%、79.61%，明显具有反向变动的趋势；设施茄子和菜椒与该时间段化肥投入量分别上升了 5.26%、7.36%，但机械投入上升了 73.18%、80.22%，化肥投入的增长速度显著低于机械投入的增长速度，也反映出与机械投入的高速增长相比，化肥的投入具有相对静止的特点。整体来看，4 种设施蔬菜替代弹性均为正，说明0.000.200.400.600.801.001.201.402011201220132014201520162017201820192020设施番茄 Facility tomatoes设施茄子 Facility eggplant设施黄瓜 Facility cucumber设施菜椒 Facility bell pepper图 4化肥-机械替代弹性变化趋势Fig.