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한국 쌀 농가의 기술 효율성 분석 : 완전효율을 고려한 확률경계모형을 중심으로
주곡작물로서 쌀은 국내 농업의 중심축을 담당하고 있다. 그러나 관세화와 양곡소비 감소로 국내 쌀 산업은 여러 가지 도전에 직면해 있다. 이를 타개하기 위해 효율성 제고와 규모화로 대표되는 여러 정책들이 시도되었다. 본 논문은 국내 쌀 산업의 기술 효율성을 분석하고 규모의 경제가 작용하는지 실증적으로 규명하고자 한다. 이를 통해 농지규모화사업과 들녘경영체육성사업으로 대표되는 규모화 정책의 정당성에 대한 정량적인 평가를 시도할 수 있을 것이라 기대한다. 본 연구는 완전효율 확률경계 접근법(ZISF)을 활용하여 완전효율국면과 완전비효율국면을 동시에 고려하고자 하였다. 분석에 활용된 자료는 농산물생산비조사의 2013 ~ 2015년 논벼 경영비 조사 자료이다. 투입요소로는 노동, 토지, 자본, 기타 요소 네 가지가 고려되었다. 구체적인 함수형태로는 초월대수 비용모형이 고려되었다. 또한 비용의 생산탄력성을 추정하여 국내 쌀 산업이 규모수익 체증의 영역에 있는지의 여부를 분석하였다. ZISF 비용모형 추정결과 완전효율 확률은 0.988로 추정되었다. 이는 개별 경영체가 완전효율 국면에 있을 확률이 약 98.8%임을 의미한다. 유사우도비(PLR) 검정결과 한국 쌀 농가가 완전비효율적이라는 가설과 완전효율적이라는 가설 모두 1% 유의수준에서 기각되었다. 확률경계(stochastic frontier, SF) 비용모형은 모든 경영체가 비효율적이라고 가정하므로 SF 비용모형을 사용하면 비효율성을 과대 추정하게 될 우려가 있다. 또한 신고전학파(neo-classical, NC) 비용모형은 모든 경영체가 효율적이라고 가정하므로 이를 활용하는 경우 비효율성을 과소 추정하게 될 우려가 있다. 확률경계 모형에서 비효율성 추정량은 비효율 인자의 조건부 기댓값으로 정의된다. ZISF 모형의 경우 완전효율 확률이 가중치로 고려되기 때문에 통상적인 SF 모형의 추정치보다 0쪽으로 응축된다. SF 모형을 활용하여 쌀 산업의 비효율성을 분석한 선행연구에서는 국내 쌀 산업에 약 10.4 ~ 15.4%의 비효율이 존재한다고 규명한 바 있다. 그러나 2013 ~ 2015년 기준 국내 쌀 산업에 완전효율적인 경영체가 상당 부문 존재할 경우, SF 비용모형을 활용하면 비효율성이 과대추정되는 결과가 도출될 수 있다. 실제로 ZISF 비용모형을 활용하면 쌀 산업의 비효율성은 약 1%인 것으로 추정된다. 이는 SF 비용모형 추정결과보다 18.27% 낮은 값이다. 따라서 국내 쌀 산업에 존재할 수 있는 완전효율 확률을 고려하는 경우 국내 쌀 농가가 기술적으로 매우 효율적이라는 결론이 도출된다. 마지막으로 비용의 생산탄력성을 도출하여 규모 효율성을 추정한 결과 규모 효율성 값의 평균이 0.8952인 것으로 나타났다. 이는 쌀 농가가 평균적으로 규모수익체증의 영역에 있음을 의미한다. 요소가격이 표본평균으로 주어져 있다고 가정하고 평균단수를 활용하여 비용의 재배면적 탄력성을 도출하였다. 분석결과 20ha 이상의 경지규모에서도 규모 효율성이 1 이하로 규모의 경제가 존재하는 것으로 나타났다. 이는 농지규모화사업이나 들녘경영체육성사업 등을 통한 경지를 규모화에는 경우 평균비용 절감효과가 존재하는 것을 의미한다. 경지면적 증가의 비용 절감효과를 규모별로도 살펴보았다. 전체 경지규모가 작을수록 평균생산비와 총 생산비 절감효과가 큰 것으로 분석되었다. 따라서 소규모 신규 농가를 중심으로 경지 규모화 사업이 시행된다면 비용절감을 통해 이윤을 증가시켜 초기 영농정착비율을 높일 수 있을 것이다.
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기후변화로 인한 이상기상은 국내의 농업에 많은 영향을 미치고 있다. 이중 우리나라의 주식인 쌀은 여름철 작물이기에 기후변화로 인한 피해를 다른 작물에 비하여 더 받을 것으로 예상이 된다. 국내에서 쌀이 차지하는 중요도를 고려하였을 때, 기후변화와 이상기상이 국내 농업에 미치는 영향을 지대할 것으로 예측이 된다. 본 연구는 미래의 쌀 생산 효율성이 어떻게 변할지 예측하고 생산 효율성 감소를 막기 위해서 어떠한 정책을 시행해야 할지 제안하고자 한다. 본 연구에서는 기존의 확률 경계 모형이 가지고 있던 비효율성의 과대 추정을 막기 위하여 완전효율을 고려한 확률경계모형을 사용하였다. 완전효율을 고려한 확률경계모형을 이용하여 생산함수를 추정한 이후, 이를 바탕으로 비효율성 지수를 계산하였다. 그리고 완전효율을 달성하는 확률에 이상 기상 현상들이 어떠한 영향을 끼치는지 분석하였다. 분석 결과, 겨울철 최저 온도, 여름철 최고 온도, 여름철 강수량의 분산이 완전효율을 달성하는데 부정적인 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 반면, 봄철 가뭄을 의미하는 봄철 강수량의 분산은 통계적으로 유의한 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 이와 같은 분석결과를 바탕으로 완전효율 달성확률의 변화를 살펴보면, RCP 시나리오 8.5 하에서 2100년까지 확률이 전국적으로 감소하고 있었다. 특히 전남 지역의 경우에는 기후변화의 영향을 많이 받기에 가장 빠른 속도로 감소하였다. 상대적으로 북쪽에 위치한 강원도 및 경기도의 경우에는 기후변화의 영향을 덜 받기에 확률 감소가 적게 나타났다. 이를 바탕으로 기후변화 적응을 위하여 쌀 농가들에게 정책적으로 여러 도움이 필요할 것으로 보인다. 첫번째로는 기후변화에 적응할 수 있도록 관개시설의 유지 및 보수, 규모화 등을 돕는 정책이 필요하다. 혹은 피해가 클 것으로 예상되는 전남지역의 경우에는 작물 전환을 도울 필요성이 있다. 두번째로는 이상 기상 현상에 대비할 수 있는 기술들을 개발해야한다. 조기경보시스템 등 새로운 기술 개발을 통하여 이상 기상 현상이 오기 전에 선제적으로 대비할 수 있도록 농가들을 도와야 피해가 감소할 것이다. 마지막으로는 제초제 및 비료의 사용량이 늘어날 것이므로 환경 부하를 해결할 수 있는 방법을 찾아야한다. 이상 기상 현상으로 인하여 해충 및 잡초의 발생이 늘 것으로 예상되기 때문에, 동시에 제초제 및 비료의 사용량이 늘어날 것이다. 이로 인하여 완전효율을 달성하는데 더욱 어려움을 겪게 될 것이며, 화학 제품의 사용으로 인한 환경 피해도 증가할 것이다. 그러므로 친환경 제품의 사용을 통하여 환경 부하를 줄이도록 정책적으로 유도해야 할 것이다. Climate change and extreme weather events occurs faster and more than before. Agriculture can be more damaged by the change than other industries. Especially in Korea, rice production has importance economic value and also more vulnerable to climate change. To predict future damage of climate change focusing on extreme weather, not overestimating the damage is important. In this paper, using ZISF model, inefficiencies of rice producers and their probabilities of reaching full-efficiency can be estimated. And using tobit model, determinants of the probabilities can be analyzed. Average inefficiency is 0.0089 and it is much smaller than results of previous studies. It is because the model considers both without inefficiency and with inefficiency regimes. In northern part of Korea, maximum inefficiency is much larger than southern part of Korea. However, average inefficiency is similar in national wide. Variance of precipitation in summer, maximum temperature in summer and minimum temperature in winter are significant determinants of the probability. These variables are representing concentrated rainfall, heatwave in summer and abnormal high temperature in winter. Also, southern part of Korea has more predicted damage using RCP 8.5. It can be serious problem than the region is important producing area of rice in Korea. To prevent damages of climate change and extreme weather in future on rice production, development of irrigation system and adaptation technologies is important.
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무질서계에서의 자기다발선의 막힘뚫림 운동에 대한 확률적 모형에 대한 연구
We study the dynamics of a single flux line in random media via a simple self-organized stochastic model. The dynamics of a single flux line in type-Ⅱ superconductor with random impurities can be understood in a similar manner used in the dynamics of surface growth in two dimensions. The main difference between them lies in that flux line is an one-dimensional chain embedded in three dimensions rather than In two dimensions. Thus the roughness of the flux line is quantified in two different directions, the longitudinal and the transverse to average velocity direction. The dynamics of the flux line in longitudinal and the transverse direction to average velocity direction are coupled to each other We introduce a simple self-organized stochastic model which is relevant to the dynamics of a single flux line. The roughness exponents of the flux line are measured for each direction, which are α_(∥) □ 0.63 for the longitudinal and α_(⊥) □ 0.5 for the transverse direction, respectively. The dynamic exponents are obtained as z □ 1 for both the directions. We also examine the avalanche size distribution, which exhibits a power law behavior with the exponent consistent with the one for the Sneppen model in 1+1 dimensions.
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