3.1. 효율성 분석을 위한 모형 설정
홍성군 지역의 친환경농업 실천농가의 경영효율성 분석을 위하여 비모수 적 방법론의 일종인 자료포락분석(Data Envelopment Analysis, DEA)7)을 적용하 였다. 자료포락분석은 다수의 투입요소로 다수의 산출물을 생산하는 유사한 목적을 가진 경영체들을 비교하여 각 경영체의 효율성 값을 제공하고, 만약 그들이 비효율적인 것으로 평가되면 그들의 효율적 참조집합(reference set)을 명시하고, 참조집합을 기준으로 그들이 효율적인 경영체로 개선되기 위한 방 향을 제시해주는데 유용한 방법이다.
자료포락분석을 이용한 효율성 측정 방법은 투입 기준(Input Orientation)의 효율성과 산출 기준(Output Orientation)의 효율성으로 나눌 수 있는데, 본 연구 는 친환경농업 실천농가의 투입 과잉 문제에 초점을 맞추어 투입 측면의 기 술효율성만을 추정하였다.
투입 측면에서의 기술효율성(TEi)을 설명하기 위해 k(k=1, ..., K)개의 농가 에서 산출 벡터 yk= (yk i, ..., ykM)를 생산하기 위해 사용될 수 있는 투입물 xk = (xk1, ..., xkN)의 모든 결합의 최적실행(best practice)을 보여주는 투입요구 집합(Input Requirement Set, L (y ))을 구성하면 다음 식 (4.1)과 같다.
L (y|C, S ) =(x1, ..., xN) : (4.1)
k = 1
Σ
K
zkykm≥ ymk, m = 1, ..., M,
k = 1
Σ
K
zkxkn≤ xnk, n = 1, ..., N,
zk 0, k = 1, ..., K,
7) 자료포락분석(DEA)은 비모수적 방법론을 적용하여 개별 경영체의 효율성을 측정하 는 기법으로 이론적 기초는 Farrell(1957)에 의해 정립되었으며, Afrait(1972), Charnes et al.(1978) 등에 의해 발전되었다.
여기서 C는 규모수익불변, S는 강처분성, k(k=1,...,K)는 밀도변수(Intensity Variable) 또는 가중치 벡터, ymk는 k번째 농가의 m번째 산출물, xnk는 k번째 농 가의 n번째 투입물을 나타낸다.
만약 여기서 k번째 농가의 투입측면의 기술효율성의 해를 구하기 위해, 주 어진 생산수준에서 투입물 사용을 최소화 하기위한 선형계획법 모형으로 표 현하면 식 (4.2)와 같다.
TEij(y, x|C, S) = min θ : θX L (y |C, S) (4.2) s.t. k = 1
Σ
K zkykm≥ ymk, m = 1, ..., M,k = 1
Σ
K
zkxkn≤ θ xnk, n = 1, ..., N,
zk ≥ 0, k = 1, ..., K,
여기서 i는 투입물 측면, θ는 규모수익불변과 강처분성 하의 투입물의 사 용을 최소화하는 기술효율성 값을 나타내며, C, S, ymk, xnk의 정의는 식 (4.1) 과 동일하다.
위에서 제시한 DEA 방법을 적용하여 홍성군 지역 친환경쌀 생산농가의 효 율성을 측정하기 위해서는 우선 친환경쌀 생산을 위한 모든 투입물량을 포함 시켜야 한다. 그러나 친환경쌀 생산을 위한 각각의 투입물은 종류와 단위가 매우 다양하기 때문에 표준화된 물량단위를 파악하기가 쉽지 않다. 따라서 기술효율성 분석에 이용된 변수는 비모수적 방법을 변형하여 산출변수로 친 환경쌀 생산농가의 소득(Income, I)을, 투입변수로 유기질비료비, 병해충방제 비, 친환경농자재, 노력비를 이용하였으며, 홍성군 지역 38개 친환경쌀 생산 농가를 분석대상으로 하였다.
이때 홍성군 지역 j번째 친환경쌀 생산농가의 규모수익불변과 강처분성 하의 투입물 측면의 기술효율성(TEij)을 계산하기 위한 모형은 다음과 같다.
TEij(I, X|C, S) = min θ : θX L(I |C, S) (4.3)
s.t. z1I1+ ... + z38I38 Yj,
z1X1n+ ... + z38X38n θXnj,
zj 0, j = 1, ..., 38,
여기서 Ij는 j농가의 소득, Xnj는 j농가의 투입수준(유기질비료비, 병해충방 제비, 친환경농자재, 노력비)을 나타낸다.
3.2. 친환경농업 실천농가의 경영효율성 평가
DEA에 의한 친환경쌀 생산농가의 효율성 측정 결과는 다음의 세 가지 차 원에서 살펴볼 수 있다. 첫째, 개별농가의 상대적 효율성 점수를 계측하여 가 장 효율적인 농가와 비효율적인 농가를 구분해낸다. 둘째, 효율성 추정 결과 를 바탕으로 비효율적으로 판명된 농가의 효율성을 개선하는데 있어 기준으 로 삼을 수 있는 효율적인 농가의 조합인 참조집합(reference set)과 이에 대한 잠재가격을 도출할 수 있다. 셋째, 비효율적인 농가가 참조집합을 벤치마킹 하여 효율성을 개선할 수 있도록 투입요소별 목표치를 제시한다.
3.2.1. 친환경쌀 생산농가의 기술효율성 계측 결과
홍성군의 38개 친환경쌀 생산농가의 기술효율성 분석결과 기술적으로 효 율적인 농가는 5개 농가(13%)로 분석되었다. 즉, 이들 5개 농가가 효율성 프 론티어를 형성하고 나머지 33개 농가는 프론티어와의 관계 속에서 상대적인 효율성이 결정되는 것으로 나타났다8).
홍성군 친환경쌀 생산농가의 기술효율성 평균은 0.733으로 나타나 가장 효 율적인 농가에 비해 평균 27%의 경영 개선가능성이 있는 것으로 평가되었다
<표 4-3>.
8) 효율성 점수가 1인 농가는 효율적인 농가이며, 효율성 점수가 1보다 적은 값을 갖 는 농가는 비효율적인 농가를 의미한다.
표 4-3. 친환경농가의 기술효율성 수준별 소득 및 투입수준
또한 기술효율성 수준별로 농가를 구분해본 결과 기술효율성 점수가 낮아 질수록 소득수준은 낮아지고 투입수준은 많아지는 것을 알 수 있다. 가장 효 율적인 5개 농가의 경우 단보당 평균 소득수준이 986천원으로 전체 농가 평 균에 비해 1.4배 정도 높았고, 투입수준도 노력비를 제외하고는 평균 수준보 다 적은 것으로 나타났다. 즉 효율적인 농가는 최대한 적은 투입수준으로 가 장 많은 소득을 얻는 농가임을 알 수 있다. 반면 효율성 수준이 0.6 미만인 농가는 8개 농가로 효율성 평균은 0.51로 효율적인 농가에 비해 평균 49%의 개선가능성이 있는 것으로 나타났으며, 단보당 평균 소득수준은 475천원으로 전체 농가 평균의 67.5% 수준, 효율적인 농가 평균의 48% 수준으로 매우 낮 았다. 또한 투입수준은 노력비를 제외하고는 모두 평균 수준 이상을 투입하 는 것으로 나타났다.
3.2.2. 벤치마킹을 위한 참조집합
자료포락분석에서 참조집합의 존재는 비효율성 점수가 참조집합을 통해서 상대적으로 측정된다는 점에서 중요한 의미를 지닌다. 기술효율성 추정 결과 를 바탕으로 비효율적으로 판명된 농가의 효율성을 개선하기 위한 참조집합 과 그에 대한 잠재가격을 도출할 수 있다. 여기서 준거가 되는 농가의 잠재 가격은 각 참조집합 농가가 비효율적인 농가의 효율성에 미치는 정도를 나타 내는 가중치이며, 이 잠재가격을 이용하여 비효율적인 개별농가의 투입요소 의 비효율성 정도를 알아낼 수 있다. 비효율적인 농가의 준거가 될 가능성이
2 4
1 0
2 3
2 7
0 5 10 15 20 25 30
A 3 A 2 A 5 A 4 A 1
참 조 횟 수
그림 4-3. 벤치마킹을 위한 참조집합과 참조횟수
있는 효율적인 농가는 총 5개 농가이며, 이들 효율적인 농가가 참조집합으로 -A17 A4 (0.091) A1 (0.330) A5 (0.363) A18 A1 (0.601) - -A19 A4 (0.504) A1 (0.085) -A20 A4 (0.290) A1 (0.402) A5 (0.097) A21 A1 (0.292) A5 (0.438) -A22 A4 (0.236) A3 (0.234) A5 (0.197) A23 A4 (0.716) A1 (0.120) A5 (0.050) A24 A4 (0.341) A1 (0.234) -A35 A4 (0.054) A1 (0.450) A5 (0.034) A36 A4 (0.011) A1 (0.369) -A37 A2 (0.125) A1 (0.327) -A38 A4 (0.189) A1 (0.126) A5 (0.023)
한다. 예컨대 가장 비효율적인 A6번 농가의 경우 효율적인 농가인 A4, A1,
평균 39.1% 감축, 효율성이 6.0 미만인 농가는 평균 54.9% 감축해야 하는 등
3.3. 친환경농업 실천농가의 효율성 결정요인 분석
DEA를 이용한 친환경농업 실천농가의 효율성 값에 대해 농가경영주의 특 성변수가 어떠한 영향을 미치는가를 분석하기 위해 Tobit모형을 도입하였다.
추정된 효율성 값에 역수를 취할 경우 종속변수의 값은 1 이하의 값을 가질 수밖에 없는 단절된 회귀모형(truncated regression model)이 되므로 Tobit모형을 이용하였다.
Effi* = X + ei Effi = 1, i f Effi* 1 Effi = Effi* , i Effi* > 1
여기서 Eff*j는 i번째 친환경농업 실천농가의 효율성 지수의 역수이고, Xi 는 친환경농업실천농가의 경영을 나타내는 특성변수이고, 오차항 ei는 정규 분포를 한다고 가정하였다.
친환경농업 실천농가의 기술효율성에 영향을 미치는 요인과 관련 연령은 젊 을수록, 학력수준이 높을수록, 친환경농업 실천경력과 인증경력이 오래될 수록, 품종수는 다양화 할수록, 임차농보다는 자가경지에서 실천할수록, 도복 피해가 없을수록(즉 토양관리 기술수준이 높을수록) 효율성은 증가하는 것으로 분석되 었다. 한편 경지면적을 증가시키거나 오리농법을 실천하는 경우 오히려 기술효 율성에 부정적인 영향을 미치는 것으로 분석되었다<표 4-6>.
표 4-6. 실천농가 기술효율성의 결정요인 분석
설명변수 추정계수 t-통계치
연령 -0.0133 -0.4379
학력 0.0605 0.8426
친환경농업실천경력 0.0252 1.0515
친환경농업인증경력 0.0300 0.5381
친환경농업실천면적 -0.0001*** -2.4495
오리농법 여부 -0.2580 -0.6077
임차농 여부 -0.6130 -1.4650
품종수 0.8060** 2.0592
도복피해 정도 -2.2294*** -4.9523
상수항 2.3157 1.1783
Log-likelihood 함수 -29.2577
제 5 장
시스템 전환의 정책비용 및 경제적 가치 평가
1. 친환경농업시스템 전환을 위한 정책비용 추정
1.1. 물질균형 달성을 위한 시나리오 분석
친환경농업시스템 전환을 위한 정책비용 추정을 위해서 우선 물질균형 달 성과 관련한 시나리오를 구성하였다. 사례지역의 물질균형 달성을 위해 홍성 군 지역의 경우 세 가지 시나리오, 옥천군 지역의 경우 한 가지 시나리오를 상정하여 분석을 시도하였다. 홍성군 지역의 경우 물질균형 정책변수로 돼지 사육두수 감축, 화학비료 감축, 가축분뇨 정화처리 확대, 가축분뇨 자원화(퇴 비화․액비화)를 통한 외부이동 확대 등으로 설정하였다<표 5-1>.
첫째, ｢시나리오 1｣은 가축사육두수(돼지 기준)를 30% 감축하고, 양돈분뇨 발생량의 15%를 정화처리하며, 돼지 15만두의 분뇨를 서산 AB지구 등 타지 역으로 이동시키고, 화학비료 사용량(성분량 기준)을 질소 50%, 인산 30%까 지 감축하는 경우 작물 양분요구량 대비 총양분수지는 질소 141.1%, 인산 109.4%로 나타났다.
둘째, ｢시나리오 2｣는 가축사육두수(돼지 기준)를 30% 감축하고, 양돈분뇨
축분뇨에 의한 양분발생량이 작물양분요구량의 30%에도 미치지 못하는 반 면, 화학비료 충족도는 양분요구량 대비 평균 99% 수준으로 높은 것으로 나 타나서, 현행 수준보다 화학비료를 30% 정도 감축하여 부족분을 가축분뇨 자 원화로 활용하는 방안을 ｢시나리오 1｣로 상정할 경우, 총양분충족도는 질소 103.4%, 인산 121.3%수준까지 낮아지는 것으로 나타났다. 따라서 옥천군은 화 학비료 투입량을 줄이기 위해 적절한 프로그램이 시행된다면 단기간에 물질 균형을 달성하여 환경부하를 최소화할 수 있는 것으로 분석된다.
1.2. 홍성군의 친환경농업체제 전환을 위한 정책비용 추정
홍성군의 경우 물질균형을 달성하기 위해서는 이미 <표 5-1>에서 제시된 바와 같이 ｢시나리오 1｣∼｢시나리오 3｣ 중 어느 경우에서나 돼지사육두수 30% 감축과 화학비료 투입량 50% 감축은 기본적인 대전제 조건이다. 이러한 조건을 단기간 내 달성하기 위해서는 상당한 정책비용이 수반되어야 하므로 현실적으로 거의 불가능하다고 볼 수 있다. 따라서 향후 10년 후인 2014년을 목표달성 년도로 설정하고 단계적으로 추진하면 정책비용에 대한 부담도 줄
홍성군의 경우 물질균형을 달성하기 위해서는 이미 <표 5-1>에서 제시된 바와 같이 ｢시나리오 1｣∼｢시나리오 3｣ 중 어느 경우에서나 돼지사육두수 30% 감축과 화학비료 투입량 50% 감축은 기본적인 대전제 조건이다. 이러한 조건을 단기간 내 달성하기 위해서는 상당한 정책비용이 수반되어야 하므로 현실적으로 거의 불가능하다고 볼 수 있다. 따라서 향후 10년 후인 2014년을 목표달성 년도로 설정하고 단계적으로 추진하면 정책비용에 대한 부담도 줄