加纳北部小农户玉米种植中的可持续集约化与土地利用效率

《Land Use Policy》：Sustainable intensification and land use efficiency among smallholder maize farmers in northern Ghana

本研究基于加纳北部372个小型玉米农场数据，采用转盘随机前沿模型，发现可持续 intensification技术（SIT）采用户技术土地利用率（TLUE）较非采用户高21%，需减少24%土地即可实现同等产量。该效率提升与改进种子、平衡施肥及生态农业实践相关，尤其在初始效率较低的农户中效果显著。研究结果为加纳及类似地区土地退化中和政策及包容性农业转型提供依据。

　　

作者：Habtamu Alem、Emmanuel Tetteh Jumpah、Miroslava Bavorova

挪威生物经济研究所（NIBIO），挪威奥斯

摘要

可持续集约化技术（SITs）在撒哈拉以南非洲得到广泛推广，旨在提高生产力并减少土地退化。然而，它们与土地利用效率之间的关系尚未得到充分理解。本研究采用跨对数随机前沿模型和来自加纳北部372位小农户的农场数据，探讨了SIT采纳与技术土地利用效率（TLUE）之间的关联。平均而言，采用SIT的农户比未采用的农户土地使用效率高出21%，所需土地面积减少了约24%。由于在模型中土地被视为固定投入，TLUE得分直接反映了实现观测产量所需的有效土地面积。改进种子、平衡施肥和农生态实践的采用与更好的资源利用相关，尤其是在最初处于生产前沿较远位置的农户中收益最大。这些效率提升可能减轻对耕地扩张的压力，并支持可持续的土地管理，尤其是在信贷获取、推广支持和土地所有权保障等有利条件下。本研究为通过SIT提高生产力从而增强土地利用效率提供了新的实证证据，有助于实现土地节约的目标。研究结果为加纳及其他类似地区的土地退化中性和包容性农业转型政策提供了启示。

引言

在撒哈拉以南非洲，小农户农业系统面临着持续的生物物理和制度约束，包括土壤肥力下降、降雨不稳定以及获得改进投入的限制。这些压力在加纳北部尤为严重，以玉米为主的小农户系统面临着土壤养分贫瘠、降雨量变化大和长期投入不足的多重挑战。这些条件抑制了产量，迫使农户将种植扩展到边缘或脆弱的土地上，加速了土地退化并削弱了长期生产力。这种模式反映了更广泛的区域趋势：正如Holden和Otsuka（2022）所指出的，土地退化和不可持续的土地利用仍然是撒哈拉以南非洲农业可行性和农村生计面临的关键威胁。随着预计到本世纪中叶人口将翻倍，继续扩大农业规模在生态和经济上都是不可持续的。因此，提高土地利用效率，在单位土地上产出更多同时最小化环境损害，已成为该地区粮食系统韧性的关键（Becker和Fanzo，2023；Pretty等人，2023）。因此，加纳北部为研究可持续集约化策略如何解决当地生产挑战提供了代表性背景，同时也涉及非洲干旱地区的更广泛的土地利用和可持续性讨论。

可持续集约化技术（SIT），包括改进种子、定向施肥和农生态实践，在撒哈拉以南非洲得到广泛推广，以在保护土地资源的同时提高生产力。在加纳，诸如Africa RISING等项目支持了SIT的采纳，以增强小农户的韧性（Vanlauwe等人，2019）。尽管农艺研究一致显示SIT可以提高产量，但关于SIT是否提高农户的技术土地利用效率（TLUE）以及是否能在相同土地上生产更多产出的了解却很少。TLUE是指在固定土地投入条件下实现最大产出的能力。由于土地在模型中作为固定投入，TLUE得分直接反映了给定产量水平下土地使用的有效性。大多数现有研究关注采纳率或产量结果，往往忽视了资源利用效率和生产环境的异质性，这可能导致采纳者和未采纳者之间的比较偏差（Onyango等人，2021；Mishra等人，2025）。此外，关于土地利用政策的文献很少探讨效率提升是否转化为土地节约效果。来自其他地区的证据表明，在支持性治理条件下，较高的TLUE可以减少土地需求（Dalheimer等人，2022），但在没有土地所有权保障、土地利用规划和恢复激励的情况下，生产力提升反而可能推动扩张（Mertz和Mertens，2017；Clay和Zimmerer，2020；Phalan等人，2016）。尽管有这些认识，但SIT采纳在多大程度上提高了技术土地利用效率并促进了土地节约效果仍不明确，本研究通过加纳北部的数据对此进行了探讨。通过实证评估SIT采纳者的TLUE，本研究填补了这些空白，并为针对效率最低的农户制定政策提供了相关见解，设计了促进生产力增长而不扩大农业规模的治理工具。鉴于土地约束在加纳北部的重要性，本研究评估了SIT采纳是否与技术土地利用效率的提高相关，以及这种提高是否意味着潜在的土地节约效果。研究围绕三个关键问题展开：

1. 1. SIT的采纳是否提高了小农户玉米农民的TLUE？
2. 采纳者和未采纳者的TLUE得分有何差异？
3. 影响农户TLUE差异的主要因素是什么？

尽管SIT得到了广泛推广，但对其对加纳北部小农户TLUE和土地利用效率的影响知之甚少。本研究通过应用随机前沿方法比较SIT采纳者和未采纳者，为政策和实践提供了新的证据。通过明确解决这些差距，我们的研究提供了对创新如何在实际农场环境中影响效率的更细致理解。

由于管理策略、农艺实践和资源分配的差异，农场表现差异很大。一些农场实现了高生产力，而其他农场则使用过多投入来获得相似的产量，显示出实际资源使用与最高效农场之间的差距。为了探讨这种差异，本研究应用随机前沿分析（SFA）来评估加纳北部玉米农民的TLUE和节地潜力。该方法考虑了随机生产冲击，并明确模拟了低效率情况，使得SIT采纳者和未采纳者之间的比较更加现实。效率受外部因素影响，这些因素通常被称为环境变量，如管理技能、制度约束、风险态度和未观察到的创新。这些因素可以在年龄、经验、教育程度、推广接触和参与农场项目等可观察特征中部分体现（Alem等人，2018）。认识到这些背景差异对于准确评估绩效至关重要，因为它们塑造了农民的机会和约束。除了估算效率得分外，本研究还探讨了社会经济和制度属性（特别是教育、性别、信贷获取和推广服务）如何影响绩效结果。

本研究通过跨对数随机前沿框架，首次将可持续集约化技术（SIT）与土地利用效率建立了实证联系，为土地利用政策研究做出了独特贡献。与传统以产量为中心的分析不同，我们的方法展示了效率提升如何转化为切实的土地节约效果，并揭示了影响治理结果的社会制度驱动因素。通过应用一步随机前沿方法，我们同时估计了效率及其决定因素，提供了一个综合的分析视角，超越了碎片化的生产力评估。研究结果揭示了教育、信贷获取和推广服务等关键因素对包容性采纳的重要性，为协调可持续性、公平性和环境管理的政策提供了可行的见解。这一基于证据的框架不仅填补了文献中的关键空白，还为农业规划和土地治理提供了有力的指导，说明了农场层面的创新如何催化向可持续土地管理的系统性转变。

以下部分回顾了用于评估农场绩效的理论方法。随后详细解释了研究方法，包括数据收集程序和实证框架。结果部分展示了输入使用效率、随机前沿分析（SFA）得出的TLUE估计值以及区域绩效差异。最后一部分总结了主要发现，并提出了旨在提高加纳及其他类似地区小农户农业生产力和可持续性的政策建议。

章节片段

可持续集约化和土地利用效率路径

可持续集约化已成为撒哈拉以南非洲小农户农业转型的核心策略，该地区长期存在的土壤肥力下降、降雨不稳定和获得改进投入的限制继续抑制着农场生产力（Pretty等人，2023；Becker和Fanzo，2023）。在以玉米为主的小农户系统中，这些压力在加纳北部尤为严重。

效率测量的理论方法

我们讨论了采用随机前沿分析（SFA）框架的理由，并解释了它如何与上述概念模型相一致。在效率测量文献中，通常使用两种主要方法来衡量农场TLUE（Alem，2018）。第一种是参数或计量经济学方法，即随机前沿分析（SFA）模型；第二种是非参数方法，通常通过数据来实现。

数据来源和抽样

本研究的数据收集于2024年，对象是加纳北部、上西部和上东部地区的小农户玉米种植者，这些地区是Africa RISING项目的主要研究区域。采用了准实验性的横断面分层设计。准实验性质反映了非随机的项目推广，结合了：（i）有目的的选择干预组和非干预组；（ii）两组在SIT接触方面的同等资格。

输入弹性和产出响应性

表3展示了跨对数随机前沿模型估计的产出弹性，包括非参与者和SIT参与者的弹性。这些弹性表明，在其他因素不变的情况下，每种投入变化1%时产出的百分比变化。估计结果揭示了两组农民对土地、劳动力、种子、肥料和农药的反应差异，为理解与可持续性相关的生产机制提供了见解。

效率提升、土地治理和可持续集约化

本研究观察到的效率模式表明，采用可持续集约化技术的农民比非参与者表现更好，他们更有效地利用土地，用更少的资源实现了更高的生产力。这些农民往往更接近其生产前沿，极低效率的情况较少。这反映了土地和投入的更有效利用，得益于改进的种子、平衡的养分管理和增强的农艺实践。

结论

本研究提供了实证证据，表明可持续集约化技术（SITs）与加纳北部小农户玉米农民更高的技术土地利用效率（TLUE）相关。平均而言，采用SIT的农户比未采用的农户效率高出21%，所需土地面积减少了约24%。这些发现表明，SIT的采纳有潜力减轻土地压力，并在资源受限的农业系统中促进土地节约。

作者贡献声明

Miroslava Bavorova：写作——审稿与编辑、原始草稿撰写、可视化、验证、监督、资源协调、概念化。

Emmanuel Tetteh Jumpah：写作——审稿与编辑、原始草稿撰写、资源协调、调查、资金获取、数据管理、概念化。

Habtamu Alem：原始草稿撰写、可视化、软件使用、资源协调、方法论设计、调查、正式分析、数据管理、概念化。

伦理合规性

本研究遵循了涉及人类参与者的研究伦理标准。所有参与者均获得了知情同意，数据已匿名处理以确保保密性。

作者署名和批准

所有列出的作者都对本研究及其撰写做出了实质性贡献，并已批准最终版本提交。

原创性和独创性

我们确认本手稿是原创的，之前未发表过，也没有被其他地方考虑整体或部分发表。

写作过程中生成式AI和AI辅助技术的声明

在写作过程中使用了生成式AI技术。在准备这项工作时，作者使用了Microsoft Copilot365来改进语言和可读性，并在必要时对内容进行了审查和编辑，对出版内容负全责。

资金声明

本研究未获得公共、商业或非营利部门的任何特定资助。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响研究或其解释的财务或其他利益冲突。