包络分析法评估各县市水产养殖渔业之绩效

運用資料包絡分析法評估各縣市水產養殖漁業之績效張桓輔林書羽莊佳潁元智大學工業工程與管理學系摘要：本研究使用民國91至94年來自「中華民國行政院農委會漁業署」的各縣市水產養殖漁業之資料，利用資料包絡法，探討各縣市水產養殖之生產效率；並提出無效率受評單位與可改善的空間，作為養殖業者提升生產效率之參考。關鍵字：資料包絡法、規模效率、視窗分析1.緒論1.1研究動機水產品含有豐富的營養成分，隨著全球人口上漲，人類對食物的需求，相對的也隨之上漲，對水產品的需求也不例外；並且漁業資源更有在娛樂、飼料與藥用等用途。漁業撈捕與水產養殖為水產品的主要來源，由於在海上的漁業捕撈會受海域污染、氣候變遷、兩百浬經濟海域、國際管理、混獲、過度捕撈與許多新科技應用在補撈，造成水資源量減少；水產養殖漁業也面臨缺乏優質魚苗、水質不佳、地下水鹹化，魚類疫病、藥物殘留等問題。所謂水產養殖，即是利用天然的水域或人造之池塘，有計畫的養殖魚類、貝類、兩棲類、蝦類、蟹類、藻類等種苗，並加以適當的管理，以獲取經濟上的利益；三百年前，台灣的水產養殖漁業開始發展，先人來台從事虱目魚的養殖；在光復初期，主要以天然水產種苗，是以粗放的型態；由於人工繁殖技術的成長與各種改良品種與養殖技術改進，民國70年代後，開始蓬勃的發展。國際農糧組織(Foodandagricultureorganization,FAO)的資料顯示，未來水產品的成長，將寄託在水產養殖上。許多開發中國家憑藉著擁有豐富的天然資源與低生產成本，發展水產養殖，對我國養殖產品銷售到國外有非常大的威脅(Liaoetal,1995)。泰國在水質的改善與疾病控制後，蝦類養殖以31萬公噸佔全球之冠；1994年中國養殖鰻魚取代了台灣的主導地位(Shuping,2002)；雖然有巨大的威脅，但根據2004年FAO的資料顯示，台灣在2000-2002年間的水產養殖增加的產量，使得台灣水產養殖成長率攀升至前8名，所以可以看出未來台灣水產養殖還具有成長的空間。綜合上述，本研究從台灣地區各縣市養殖漁業的生產效率評估著手，並評估各縣市規模報酬、績效的穩定性與效率值變動趨勢，作為政府或漁業工會參考用。1.2研究目的為提供各縣市養殖漁業者調整生產結構，提升養殖效率，進而能夠跟各養殖漁業出口國家競爭，本研究將進行各縣市養殖漁業生產效率之評估。本研究除了分析各縣市養殖漁業的成本結構與產值外，並將利用資料包絡法、Wilcoxon檢定與視窗分析等方法，分析台灣地區各縣市效率、規模報酬、績效的穩定性與效率值變動趨勢。具體而言，本研究的目的為：一、評估台灣地區養殖漁業之績效時，評估生產效率的投入項與產出項。二、提供各縣市養殖漁業者調整生產結構的參考。三、評估各縣市養殖漁業之效率、規模報酬，可供政府或漁業工會作參考。四、分析各縣市養殖漁業績效的穩定性。1.3研究流程步驟一蒐集文獻與資料：蒐集國內養殖漁業相關生產技術效率的文獻與資料。步驟二選擇投入與產出項：由文獻中選擇評估生產效率的投入項與產出項。步驟三後向消去法：使用後向消去法逐步消去對效率較無影響的因子。步驟四DEA模式：使用CCR與BCC模式評估各受評單位的效率。步驟五視窗分析：利用視窗分析，評估各受評單位穩定性與效率值變動趨勢。蒐集並整理文獻與資料從文獻中選取投入與產出項使用後向消去法刪除不重要的因子以生產效率分析，求得無效率的原因差額變數分析，建議無效率之DMU改善方向利用視窗分析評估DMU之穩定性圖1研究流程圖2.文獻回顧黃貴民與王金利(1997)使用1997-1999年「台灣地區沿近海及養殖漁戶經濟調查」的九孔養殖戶的資料，以隨機性生產邊界法分析台灣九孔養殖技術效率；驗證是否符合Cobb-Douglas生產函數；此研究生產函數投入變數為養殖面積、勞動力投入、種苗投入、飼料投入、燃料投入與資本投入(包含漁塭整備等養殖設備)。此研究結果顯示，有顯著差異的是潮間帶養殖與陸上養殖再投入組合；並且經由將技術效率誤差除以隨機性誤差可知，兩種養殖模式的技術效率誤差皆為來自人為；陸上養殖的生產效率較高，但兩種養殖模式之規模別皆無顯著的差異。余金妹(2002)使用1997-1999年「台灣地區沿近海及養殖漁戶經濟調查」的虱目魚養殖戶的資料，並將Aiger,LovellandSchmidt(1977)提出的隨機性生產函數和BatteseandCoelli(1995)提出的無效率邊界模型進行隨機性生產函數級技術效率的聯立估計分析，並假設虱目魚養殖為Cobb-Douglas或Translog；此研究生產函數投入變數為養殖面積、魚苗費、虱目魚產值/漁塭總產值、水電費、燃料費、其他費用與飼料費，而年別變數、單混養、水源、地區別、養殖場規模、識字與否、教育程度、養殖經驗與固定工作人數為管理的變數。其研究結果為：兩種生產函數均符合設定之條件，但是Translog生產函數模型適配度較高；並且在其他條件不變的情況之下，以Translog生產函數設定之無效率邊界模型估算，顯著影響個別養殖場技術無效率的為所有的管理變數。陳智遠(2003)使用1986-1999年，由實地在宜蘭、雲林、台南、與屏東等縣市訪談養蝦戶的資料，利用資料包絡法與隨機性生產邊界法，分析草蝦養殖漁業的技術效率，並提出能改進生產與技術等的可行方案；這項研究生產函數投入變數為受評單位面積的人事成本、飼料成本、水電成本與其他投入成本(包含蝦苗成本、藥品成本、租金成本、折舊成本、利息成本、維護成本等)；而養殖場場主年齡與最高學歷、養殖場放養密度、養殖池池齡、養殖物存活率、養殖場所在地、養殖型態與年份為影響草蝦養殖技術的變數。此研究資料包絡法的結果為：台灣草蝦養殖技術效率總平均為0.8973，以地區別來看，屏東地區以0.9698的技術效率為最高，高雄地區與雲林地區分別以0.8375與0.8382位居最末；經由Tobit迴歸方程式分析各管理變數對草蝦養殖技術效率的影響，其主要影響草蝦養殖技術效率的為池齡與養殖地區。此研究的結果顯示，資料包絡法與隨機性生產邊界法的結論相當接近，皆顯示出顯著影響草蝦養殖技術效率的是養殖密度、養殖型態與存活率，但是隨機性生產邊界法沒有找出池齡對其效率有影響。郭仁杰(2005)使用2000-2003年「台灣地區沿近海及養殖漁戶經濟調查」的文蛤養殖戶的資料，應用隨機性生產邊界法與資料包絡法，對台灣地區文蛤養殖漁業生產效率作分析，進而提出改善技術無效率因子的可行方案；這個研究的生產函數投入變數為受評單位面積的種苗成本、飼料成本、溫地租金成本、臨時工資、家工成本與其他成本(包含藥品成本、利息成本、維護成本等)而養殖場經營者年齡與學歷、養殖經驗、放養密度、池齡與存活率為影響草蝦養殖技術的變數，產出項為受評單位面積的文蛤養殖產量。根據隨機性生產邊界法與資料包絡法的結果，皆顯示經營者的學歷對台灣文蛤養殖技術有顯著的影響，資料包絡法發顯養殖密度對文蛤養殖技術有顯著影響，隨機性生產邊界法發現經營者年齡與養殖經驗對文蛤養殖技術有顯著影響；但養殖地區效率分析方面，兩者得到呈現相反的結果，資料包絡法以彰化地區的技術效率為最佳，隨機性生產邊界法則為最差。由上述有關漁業經營績效評估的文獻，可以發現到常用的評估方法為資料包絡法與隨機性生產邊界法，但此兩種方法均有優缺點：資料包絡法的優點是可進行多投入與多產出的分析，且不須假設其生產函數，但是容易受到極端值影響、難以區分各項投入對產出的貢獻及不能區分技術無效率來自於人為或非人為因素等缺點；隨機性生產邊界法可透過參數顯著性之檢定而得之各參數的重要性，並能區分技術無效率來自於人為或非人為因素，但隨機性生產邊界法必須設定生產函數型式之限制及假設參數型態等問題。本研究所探討到的文獻之評估目標與投入項整理至表1。表1相關文獻整理表作者評估目標投入項黃貴民與王金利九孔養殖養殖面積、勞動力投入、種苗頭入、飼料投入、燃料投入與資本投入余金妹虱目魚養殖養殖面積、虱目魚產值/漁塭總產值、水電費、其他費用與飼料費、燃料費、魚苗費陳志遠養蝦戶受評單位面積的人事成本、飼料成本、水電成本與其他投入成本郭仁杰文蛤養殖單位面積的種苗成本、飼料成本、塭地租金成本、臨時工資、加工成本與其他成本本研究將採用資料包絡法，針對台灣地區各縣市養殖漁業進行技術效率的研究；並且本研究評估養殖漁業績效的投入項為受評單位面積的種苗成本、飼料成本、塭地租金成本、其他成本與勞工人數，產出項為生產總值。3.研究方法3.1研究範圍與資料來源本研究之範圍為台灣地區具有養殖漁業縣市，並針對這些縣市作生產效率的比較與分析。本研究的資料採用2001-2004年來自「中華民國行政院農委會漁業署」的各縣市養殖漁業之資料；其內容包含各縣市養殖面積、種苗成本、飼料成本、塭地租金成本、其他成本、勞工人數與生產總值。3.2DEA模式以CCR與BCC模式，分別建立生產前緣線的方式來評估各受評單位的效率，並可以透過原問題與對偶問題，算出欲達有效率所應改善之投入與產出數量、規模報酬等資訊。3.3視窗分析視窗分析的目的主要在彌補受評估單位數目太少時，無法有效執行傳統DEA模式之不足，同時亦可比較不同時期受評單位之相對效率。4.分析結果4.1投入產出項之篩選根據第二章的文獻探討，本研究將過去評估水產養殖業效率所使用的投入項為基準；再透過後向消去法與相關係數矩陣，來判斷是否刪除對效率較無影響的因子；由於過去文獻皆是探討某一特定物種，所以產出項為其產量，而本研究探討的為對象不是單一物種，故使用總產值作為本研究的產出項。本研究先透過DEA模式中假設較嚴格的CCR模式，用後向消去法進行投入與產出項的篩選。根據投入產出間之相關係數，如表2所示，可以找出對總產量相關程度較低的投入項，分別是「土地或塭地租金」、「臨時工資」與「養殖就業人數」；「土地或塭地租金」對「總產值」的相關程度是最小的，所以先考量刪除「土地或塭地租金」項，再試著刪除其他相關程度較低的投入項。表2投入產出間之相關係數表投入產出總面積魚苗費肥料與飼料費水電油料費土地或塭地租金家工成本臨時工資養殖就業人數其它成本總產值總面積1.0000.6310.3350.4810.540-0.0190.8450.7960.4580.446魚苗費0.6311.0000.5910.8130.2150.0720.6390.8660.7320.739肥料與飼料費0.3350.5911.0000.5240.0420.7010.2670.5790.7640.904水電油料費0.4810.8130.5241.0000.112-0.0490.6190.7130.7510.728土地或塭地租金0.5400.2150.0420.1121.000-0.0750.4160.2720.1690.078家工成本-0.0190.0720.701-0.049-0.0751.000-0.1200.1130.3890.474臨時工資0.8450.6390.2670.6190.416-0.1201.0000.7740.5700.490養殖就業人數0.7960.8660.5790.7130.2720.1130.7741.0000.7640.760投入其它成本0.4580.7320.7640.7510.1690.3890.5700.7641.0000.880產出總產值0.4460.7390.9040.7280.0780.4740.4900.7600.8801.000表3不同投入組合下各縣市之相對效率值表投入組合組合一(九項投入)組合二(扣除土地或塭地租金)組合三(扣除總面積與土地或塭地租金)評估單位919293949192939491929394台北縣111111111111宜蘭縣111111111111嘉義縣111111111111台南縣111111111111屏東縣1111111110.95411花蓮縣10.9541110.9541110.90811澎湖10.9081110.9081110.90011台南市10.7841110.7841110.78411彰化縣10.7700.9890.90110.7700.9