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文章目录
  1. 农业生产率与结构转型:来自巴西的证据
    1. 1. 引言
    2. 2. 理论分析
    3. 3. 实证分析
    4. 4. 稳健性检验
    5. 5. 主要结论
      1. 相关代码

AER paper: Agricultural Productivity and Structural Transformation

农业生产率与结构转型:来自巴西的证据

注:已发布于Idata微信公众号
引文信息:Bustos P, Caprettini B, Ponticelli J. Agricultural productivity and structural transformation: Evidence from Brazil[J]. American Economic Review, 2016, 106(6): 1320-65.

1. 引言

现代经济增长的一个重要特征是结构转型,即资源在农业、工业和服务业等主要部门进行再分配。古典发展经济学强调农业生产率提高是国家工业化发展战略成功的基础,其出发点一是农业生产率提升可以刺激对工业品的需求从而促进劳动力的部门间再配置;二是农业生产率增长高于制造业且农产品与工业品是消费互补,农产品供大于求产生的剩余劳动力将转向工业部门就业(年猛,2017)。这种传统观点在20世纪80年代前“从未受到挑战”(Timmer,1988),这部分是由于与此相关的研究大部分都是基于英国或欧洲(包括日本)工业革命历史进程,这些经济体在工业革命或者经济起飞前都经历了农业生产率的大幅度增长。但随着20世纪80年代经济研究视角转向众多发展中国家,其结论恰恰相反,农业部门扩张将抑制工业等现代部门的发展。Matsuyama(1992)在Ricardo-Viner-Jones框架下发现这两种对立观点争论的关键在于所处的经济环境是否是一个有效的封闭系统。当处于一个有效封闭经济条件下(例如英国工业革命时期、美国独立战争时期等),农业发展是工业化的前提;而在(小型)开放经济条件下,基于比较优势原理,农业生产率扩张将带来的相对优势促使劳动力配置偏向农业部分,从而对本土制造业等工业部门产生“挤出效应”,抑制工业部分的规模经济效应。尽管之后诸多研究对二者的关系进行了理论分析,但鲜有文献从实证角度进行验证。Bustos等(2016)在AER的文章中,指出在Matsuyama(1992)的结论仅适用于希克斯中性技术进步的农业增长。Bustos等综合采用IBGE(Instituto Brasileiro de Geografia e Estatıstica),Brazilian Population Census和FAO-GAEZ database三个数据库,从农业技术进步特征角度考察了小型开放经济条件下巴西农业生产率与结构转型之间的关系,发现即使考虑了开放条件,农业生产率对工业化的影响也并非是确定的,而是取决于农业技术进步偏向。劳动节约型技术的发展将会促进工业化的发展,而土地节约型的技术进步将不利于工业化进程。

2. 理论分析

作者首先构建了了一个小型开放经济条件下两要素(劳动和土地)、两部门(农业和工业)的理论经济模型,同时设定农业生产函数为不变弹性的CES形式。考虑要素偏向型技术进步,CES生产函数可以表示为:

其中$Q_a$为农业产出;$L_a$和$T_a$分别表示劳动和土地投入;$A_N$表示希克斯中性技术进步,$A_L$和$A_T$分别为劳动增强型和土地增强型技术进步。参数$\sigma>0$反映劳动与土地的替代弹性。在小型开放经济中,市场均衡的条件是农业与工业部门的劳动边际产品相等,可以推导出市场出清下农业部分的均衡劳动投入为:1

其中$\Gamma^*$是均衡农业劳动产出占比,其收敛于$\gamma$。
在以上均衡分析中涉及三种农业技术进步类型,分别是劳动增强型技术进步、土地增强型技术进步和希克斯中性技术进步。接下来分别分析三种技术进步类型对结构转换的影响。第一,劳动增强型技术进步。其对农业就业的影响取决于替代弹性的大小。如果土地和劳动是强替代关系,劳动增强型技术进步将诱导劳动力从农业到工业的再分配;如果土地和劳动是非强替代关系,将导致相反的劳动力就业再分配效应。第二,土地增强型技术进步。其通过增加农业劳动边际产品促使劳动力从工业到农业的再分配。第三,希克斯中性技术进步。与土地增强型技术进步类似,希克斯中性技术进步同样可以促使劳动力从工业流向农业。

3. 实证分析

在实证分析中,作者分别选取转基因大豆和双茬玉米作为劳动增强型技术和土地增强型技术代表。转基因大豆在1996年在美国开始商业化生产,1998年孟山都公司开始在巴西进行为期5年的商业化实验,随后在2003年正式获得巴西合法种植身份。但根据美国农业部,从2001年开始就已经发现转基因大豆在巴西的走私活动。转基因大豆相对于传统大豆由于其更强的抗草特性可以采用免耕等技术进而显著节约劳动,其在合法化后得到迅速扩张,截至2011-2012年生产季,转基因大豆的播种面积已高达85%。始于20世纪80年代巴西东南部的双茬玉米生产在过去20年同样经历了快速的扩张。显然,双茬玉米相对单茬需要投入更多的劳动力,同时双茬玉米的对其他相对低劳动投入的作物替代同样导致更高的劳动需求。了解这些,将对随后的因果效应识别具有重要意义。
第一步,实证过程首先分析两种技术采纳对劳动生产率、劳动投入强度以及农业和工业就业情况的影响。作者采用转基因大豆种植面积占比和双茬玉米种植面积占比作为关键自变量,利用1996和2006年的两期普查数据,构建面板固定效应(等同一阶差分)模型进行估计。结果标明,转基因大豆显著提高了劳动生产率,降低了劳动投入强度和农业就业占比,不仅是劳动增强型技术,还是强节约劳动型技术。同时转基因大豆还显著提高了工业就业人数与占比。双茬玉米同样显著提高了劳动投入强度,但仅对农业就业占比有显著正向影响。实证结果与预期一致,然而这一步分析并不能提供因果关系信息。因此作者在接下里的分析提供了更细致的因果效应分析。
第二步,在因果关系识别之前,需要假定生产产品可以跨区贸易,但劳动力仅在当时市场流动。同时识别因果关系的关键在于确定外生冲击的时间点。在本文中,作者没有选取转基因大豆在巴西合法化的2003年,而选取了1996年作为外生冲击时点,这是由于在2001年发现了转基因大豆走私,说明在巴西合法化种植前就有可能已经存在非法种植转基因大豆,而1996年是美国正式将转基因大豆推向商业化的时点,相对更为外生。此外,新技术对农业潜在产出的影响可能还取决于土壤和气候条件,为了控制这些外在条件的影响,作者需要寻找一个外生的大豆潜在产出衡量指标。FAO-GAEZ数据库在控制气候和土地条件后对每种作物产出分别在低科技和高科技水平两种情境下做了预测。在低科技水平下,农户采用传统种子且不投入化学品,相反在高科技水平下农户采用改良种子,最优水平的化肥和除草剂投入,并使用机械化生产。两种技术水平下的预测产出差异可以作为采用转基因大豆种子收益的良好预测值。同时,作者在实证模型中加入了1991年农村人口比例,以便控制具有不同初始城市化率的城市提供差异化​​趋势。对于双茬玉米,采用的是相似的识别策略。此外,作者还控制了1991年市级特征来反映城市初始发展路径差异作为保守估计。结果表明,在巴西引入新的农业技术对农业劳动力市场产生了相当大的影响。转基因大豆采用提高了农业劳动生产率,降低了劳动投入强度,并降低农业就业份额。而双茬玉米则增加了劳动投入强度和农业就业份额。针对工业生产,转基因大豆大幅提高了工业就业份额和绝对就业规模,单显著降低了工人工资。而双茬玉米小幅降低了工业就业占比和绝对就业人数。
第三步,作者纳入了服务业部门等其他部门作为补充。结果表明两种技术对服务业和其他部门的影响很小且统计不显著,说明农业技术进步导致的劳动力再分配效应限于农业和工业部门。这部分是由于土地所有者的本地消费较少。因此作者采用小农户家庭数据重新进行了估计,结果仍是稳健的。
第四步,在以上因果识别过程中,依赖于商品自由贸易,但要素禀赋固定的一个小型开放经济背景设定。但现实中经济转型过程中还伴随着快速的跨区域劳动力转移,而且巴西还有大量的未开垦土地被开垦为农业用地。因此,作者基于现实,进一步分析了农业技术进步对劳动力转移和农业前沿(土地)扩张的影响。首先,作者利用2000和2010年人口普查数据核算了地市级水平劳动转移水平作为因变量,结果表明转基因大豆显著提高了劳动力净流出水平,而双茬玉米则伴随着显著的劳动力净流入。劳动力跨区流动抑制了农业技术进步带来的本地部门间的劳动力再配置效应。根据理论模型,农业劳动力均衡数量不受劳动力禀赋的影响,而随着劳动力外流,工业部门就业份额必然下降。其次,作者跟据1996到2006年间是否经历农地扩张将样本划分为两组进行子样本分析,转基因大豆的影响结果仍是稳健的,而双茬玉米仅对未经历土地扩张的地区有影响。

4. 稳健性检验

作者根据潜在的不确定性做了7个稳健性检验,论证了以上结论的稳健性。1)一个潜在的担忧从大豆技术进步中获益更多的地区可能本身就具有更高的农业生产率。因此作者添加了滞后期的农业生产率、工资水平和就业份额来控制潜在的初始农业发展水平;2)如果受益于转基因大豆技术的地区已预先存在更快的结构转型趋势,上文的技术进步衡量指标只能捕捉到一个长期趋势而非转基因大豆技术的具体影响。为了控制前期趋势的影响,作者在回归方程中加入了时间趋势项与技术进步的交互性;3)如果当地劳动力市场与地市级行政边界不重叠,一些地区可能无法捕捉到城乡之间的劳动力流动,因此作者依据巴西统计局的划分汇总了地市级层面数据来构建一个类似中国省级层面的数据集进行了重新估计;4)理论模型中并未考虑投入要素与产出之间的关联效应。农业投入品(例如化肥)一般由工业等其他部门生产,农业的扩张将会增加对工业品投入需求。相反,工业生产(例如食品制造业)同样需要农业产品投入。作者在剔除了存在直接投入-产出关联的部门行业后进了稳健性分析;5)模型中的时间固定效应项虽然可以控制国际商品价格的同质性影响,但价格可能在不同地区有异质性效应。作者在稳健性检验中控制了商品价格(1996-2007年间)和低技术水平潜在产出的交互项来控制价格效应;6)对于可能存在的潜在产出空间相关问题,作者允许参加残差在不同地区存在相关关系,并采用Conley(1999)纠偏空间依赖性标准误进行了再估计;7)由于作者对农业技术进步的衡量是采用FAO-GAEZ在不同技术水平的预测产出,不同技术水平的潜在产出差异可能并不完全是由转基因大豆技术带来的。对此,作者在前文分别对存在转基因大豆种植和不存在的地区进行了分析。其次,重新定义农业技术进步为在高技术投入水平和中技术投入水平之间的差异。

5. 主要结论

本文提供了农业生产率对结构转型影响的直接经验证据。在开放经济中,农业生产率对结构转型的影响方向取决于技术进步的要素偏向。当农业技术进步属于强节约劳动型时,例如专基因大豆,生产率进步可以显著可以促进工业化。相反,当技术进步属于土地增强型时,如双茬玉米,农业生产率增长将会阻碍工业化。

相关代码

文章主要实证方法基于稳健的最小二乘估计,代码相对简单,这里仅列示计算空间相关标准误(Conley,1999)的代码:

1
2
3
4
capture program drop ols_spatial_HAC
run ols_spatial_HAC.ado // 运行空间相关标准误估计程序
ols_spatial_HAC dsoy_TA_w dA_soy l3.rural_adult constant if year ==2006 & fs==1 & meso!=. & micro!=., lat(latitude) lon(longitude) timevar(time) panelvar(AMC) dist( 50) dropvar bartlett
outreg2 using Tables\TableA10d, ctitle("Change in Soy area share (2006-1996)") dec(3) drop(constant) nonotes label asterisk(se) replace

1. 详细推导过程见原文。
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