Environmentally Adjusted Analysis of Agricultural Efficiency: A Systematic Literature Review of Frontier Approaches

• Autorzy: Jakub Staniszewski , Anna Matuszczak

Warianty tytułu

Analiza skorygowanej środowiskowo efektywności rolnictwa - systematyczny przegląd literatury wykorzystującej podejście graniczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper reviews 200 papers regarding environmentally adjusted analysis of agricultural efficiency found in the Scopus database. based on the PRiSMa method the scope of the review was limited to papers where efficiency is assessed with data envelopment analysis (DEA) or stochastic frontier anal- ysis (SFA). The aim of this paper is to identify how efficiency analysis can be enhanced to take into account environmental aspects of agricultural production and indicate the research trends and gaps. Regarding the trends, most of the studies refer to agriculture in europe, with a noticeable increasing trend in asia. the production directions under research mainly include crops or milk production, usu- ally in the farm scale. It can also be observed that a typical economic efficiency model is developed to include new environmentally detrimental inputs or undesirable outputs, such as fertilizing, climate impact, crop protection, water footprint, and energy usage. the most common determinants were farmers features, scale of production, intensification, agricultural practices, quality of the produc- tion environment, macroeconomic environment, specialization, environmental practices, and farm features. The following research gaps were identified. The case studies of Africa and North America are limited, like those at the field and local levels as well as those related to horticultural and ani- mal production other than milk production. The SFA approaches are underdeveloped in comparison with DEA, like approaches other than additional inputs/outputs. In particular, the by-production ap- proach seems promising. Limited attention has been paid to soil condition, biodiversity, waste gen- eration in agriculture, and positive externalities provided by the agriculture. an interesting and less investigated area in terms of performance determinants remain farmers' behavioral features.(original abstract)

W pracy dokonano przeglądu 200 artykułów dotyczących skorygowanej środowiskowo efektywności rolnictwa, które dostępne są w bazie Scopus. Na podstawie metody PRISMA ograniczono zakres prze- glądu do prac, w których efektywność oceniana jest za pomocą analizy obwiedni danych (DEA) lub stochastycznej analizy granicznej (SFA). Celem pracy jest określenie, w jaki sposób analiza efektywności może być wzbogacona o uwzględnienie środowiskowych aspektów produkcji rolniczej, a także wskazanie trendów i luk badawczych. Jeśli chodzi o trendy, to większość opracowań dotyczy rolnictwa w Europie, z zauważalną tendencją wzrostową w liczbie prac dotyczących Azji. Badane kierunki produkcji to głównie uprawy polowe i mleczarstwo, a analizy prowadzone są najczęściej na poziomie gospodarstw. Obserwuje się też rozbudowywanie typowego modelu efektywności ekonomicznej o nowe, szkodliwe dla środowiska, nakłady lub niepożądane efekty, którymi były najczęściej nawożenie, wpływ na klimat, ochrona roślin, ślad wodny i zużycie energii. Najczęściej analizowanymi determinantami były cechy rolników, skala produkcji, stopień intensyfikacji, praktyki rolnicze, jakość środowiska produkcyjnego, otoczenie makroekonomicz- ne, specjalizacja, praktyki środowiskowe i cechy gospodarstwa. Zidentyfikowano także luki badawcze w analizowanym obszarze. Liczba studiów przypadku z Afryki i Ameryki Północnej jest ograniczona, podobnie jak badań na poziomie terenowym i lokalnym oraz tych, które dotyczą produkcji ogrodniczej i zwierzęcej, innej niż mleczna. Podejścia wykorzystujące metodę SFA są słabo rozwinięte w porównaniu z DEA, podobnie jak podejścia inne niż wykorzystujące dodatkowe nakłady/wydatki. W szczególności obiecujące wydaje się podejście oparte na produkcji ubocznej. Ograniczoną uwagę zwrócono na kwe- stie takie jak stan gleby, różnorodność biologiczna, wytwarzanie odpadów w rolnictwie oraz pozytywne efekty zewnętrzne dostarczane przez rolnictwo. Interesującym i mniej zbadanym obszarem w zakresie determinantów wydajności pozostają cechy behawioralne rolników.(abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Agriculture; Efficiency in agriculture; Literature review; Databases

PL

Rolnictwo; Efektywność rolnictwa; Przegląd literatury; Bazy danych

• Czasopismo: Zagadnienia Ekonomiki Rolnej
• Rocznik: 2023
• Numer: nr 1
• Strony: 20--41

Twórcy

autor

Jakub Staniszewski

• Poznań University of Economics and Business, Poland

autor

Anna Matuszczak

• Poznań University of Economics and Business, Poland

Bibliografia

• Banker, R.D., Charnes, A., & Cooper, W.W. (1984). Some Models For Estimating Technical And Scale Inefficiencies in Data Envelopment Analysis. Management Science, 30(9), 1078-1092. https://doi.org/10.1287/mnsc.30.9.1078.
• Buckwell, A., Uhre, A.N., Williams, A., Poláková, J., Blum, W.E.H., Schiefer, J., Lair, G.J, Heissenhuber, A., Schieβl, P., Krämer, C., & Haber W. (2014). the Sustainable intensification of european agriculture. RISE Foundation. https://risefoundation.eu/wp-content/uploads/2020/07/2014_-SI_RISE_FULL_EN.pdf.
• Caves, D.W., Christensen, L.R., & Diewert, W.E. (1982). Multilateral Comparisons of Output, Input, and Productivity Using Superlative Index Numbers. the economic Journal, 92(365), 73-86. https://doi.org/10.2307/2232257.
• Chambers, R.G., Chung, Y., & Färe, R. (1996). Benefit and Distance Functions. Journal of economic theory, 70(2), 407-419. https://doi.org/10.1006/jeth.1996.0096.
• Charnes, A., Cooper, W.W., & Rhodes, E. (1978). Measuring the Efficiency of Decision Making Units. european Journal of Operational Research, 2(6), 429-444. https://doi.org/10.1016/0377-2217(78)90138-8.
• Chung, Y.H., Färe, R., & Grosskopf, S. (1997). Productivity and Undesirable Outputs: A Directional Distance Function Approach. Journal of environmental Management, 51(3), 229-240. https://doi.org/10.1006/jema.1997.0146.
• Coelli, T., Lauwers, L., & Van Huylenbroeck, G. (2007). Environmental Efficiency Measurement and the Materials Balance Condition. Journal of Productivity analysis, 28(1), 3-12. https://doi.org/10.1007/s11123-007-0052-8.
• Czyżewski, A., & Kułyk, P. (2013). Kwestia rolna w teorii wyboru publicznego. Roczniki naukowe ekonomii Rolnictwa i Rozwoju Obszarów Wiejskich, 100(3), 7-18. https://sj.wne.sggw.pl/article-RNR_2013_n3_s7/.
• Czyżewski, A., & Staniszewski J. (2018). Dylematy operacjonalizacji paradygmatu zrównoważonego rozwoju rolnictwa z wykorzystaniem pojęcia ekoefektywności. Zeszyty Naukowe Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie: Problemy Rolnictwa Światowego, 18(2), 44-56. https://doi.org/10.22630/PRS.2018.18.2.33.
• Dakpo, K. H., Jeanneaux, P., & Latruffe, L. (2016). Modelling Pollution-Generating Technologies in Performance Benchmarking: Recent Developments, Limits and Future Prospects in the Nonparametric Framework. European Journal of Operational Research, 250(2), 347-359. https://doi.org/10.1016/j.ejor.2015.07.024.
• Dakpo, K.H., Jeanneaux, P., & Latruffe, L. (2020). Modelling Pollution-Generating Technologies: A Numerical Comparison of Non-Parametric Approaches. In: J. Aparicio, C. Lovell, J. Pastor, & J. Zhu, (Eds.), advances in efficiency and Productivity ii (pp. 67-85). International Series in Operations Research & Management Science, 287. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-41618-8_5.
• Emrouznejad, A., & Yang, G.-L. (2018). A Survey and Analysis of the First 40 Years of Scholarly Literature in DEA: 1978-2016. Socio-economic Planning Sciences, 61, 4-8. https://doi.org/10.1016/j.seps.2017.01.008.
• Halkos, G., & Petrou, K.N. (2019). Treating Undesirable Outputs in DEA: A Critical Review. economic analysis and Policy, 62, 97-104. https://doi.org/10.1016/j.eap.2019.01.005.
• Hampf, B. (2018). Measuring Inefficiency in the Presence of Bad Outputs: Does the Disposability Assumption Matter? empirical economics, 54(1), 101-127. https://doi.org/10.1007/s00181-016-1204-3.
• Iribarren, D., Hospido, A., Moreira, M.T., & Feijoo, G. (2011). Benchmarking Environmental and Operational Parameters Through Eco-Efficiency Criteria for Dairy Farms. Science of the total environment, 409(10), 1786-1798. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2011.02.013.
• Kleijn, D., Kohler, F., Báldi, A., Batáry, P., Concepción, E.D., Clough, Y., Díaz, M., Gabriel, D., Holzschuh, A., Knop, E., Kovács, A., Marshall, E.J.P., Tscharntke, T., & Verhulst, J. (2009). On the Relationship Between Farmland Bio-diversity and Land-Use Intensity in Europe. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 276(1658), 903-909. https://doi.org/10.1098/rspb.2008.1509.
• Korhonen, P.J., & Luptacik, M. (2004). Eco-Efficiency Analysis of Power Plants: An Extension of Data Envelopment Analysis. European Journal of Operational Research, 154(2), 437-446. https://doi.org/10.1016/S0377-2217(03)00180-2.
• Krasowicz, S. (2009). Możliwości rozwoju różnych systemów rolniczych w Polsce. Roczniki Nauk Rolniczych: Seria G, 96(4), 110-121. https://sj.wne.sggw.pl/article-RNR_2009_n4_s110/.
• Krysztofiak, J., & Pawlak, K. (2017). Ekonomiczna dostępność żywności w gospodarstwach domowych krajów Unii Europejskiej. Zeszyty Naukowe Polskiego Towarzystwa Ekonomicznego w Zielonej Górze, 4(7), 192-208. https://doi.org/10.26366/PTE.ZG.2017.110.
• Kulawik, J. (2007). Wybrane aspekty efektywności rolnictwa. zagadnienia ekonomiki Rolnej, 1, 3-16.
• Kuosmanen, T., & Kortelainen, M. (2005). Measuring Eco-Efficiency of Production with Data Envelopment Analysis. Journal of industrial ecology, 9(4), 59-72. https://doi.org/10.1162/108819805775247846.
• Lampkin, N.H., Pearce, B.D., Leake, A.R., Creissen, H., Gerrard, C.L., Girling, R., Lloyd, S., Padel, S., Smith, J., Smith, L.G., Vieweger, A., & Wolfe, M.S. (2015). the Role of agroecology in Sustainable intensification. Report for the Land Use Policy Group. Organic Research Centre, Elm Farm and Game & Wildlife Conservation Trust. http://publications.naturalengland.org.uk/file/6602354724962304.
• Lansink, A.O., & Wall, A. (2014). Frontier Models for Evaluating Environmental Efficiency: An Overview. economics and business Letters, 3(1), 43-50. https://doi.org/10.17811/ebl.3.1.2014.43-50.
• Manello, A. (2012). Efficiency and Productivity in Presence of Undesirable Outputs. [Doctoral thesis, University of Bergamo]. https://aisberg.unibg.it/bitstream/10446/26695/1/A.Manello%20-%20PhD%20thesis.pdf.
• Matson, P.A, Parton, W.J, Power, A.G., & Swift, M.J. (1997). Agricultural Intensification and Ecosystem Properties. Science, 277(5325), 504-509. https://doi.org/10.1126/science.277.5325.504.
• Matuszczak, A. (2020). Ewolucja kwestii agrarnej a środowiskowe dobra publiczne. IERiGŻ PIB.
• Murty, S., Russell, R.R., & Levkoff, S.B. (2012). On Modeling Pollution-Generating Technologies. Journal of environ-mental economics and Management, 64(1), 117-135. https://doi.org/10.1016/j.jeem.2012.02.005.
• O'Donnell, C.J. (2014). Econometric Estimation of Distance Functions and Associated Measures of Productivity and Efficiency Change. Journal of Productivity analysis, 41(2), 187-200. https://doi.org/10.1007/s11123-012-0311-1.
• Oh, D.-H. (2010). A Global Malmquist-Luenberger Productivity Index. Journal of Productivity analysis, 34(3), 183-197. https://doi.org/10.1007/s11123-010-0178-y.
• Page, M.J., McKenzie, J.E., Bossuyt, P.M., Boutron, I., Hoffmann, T.C., Mulrow, C.D., Shamseer, L., Tetzlaff, J.M., Akl, E.A., Brennan, S.E., Chou, R., Glanville, J., Grimshaw, J.M., Hróbjartsson, A., Lalu, M.M., Li, T., Loder, E.W., Mayo-Wilson, E., McDonald, S., ... & Moher, D. (2021). The PRISMA 2020 Statement: An Updated Guideline for Reporting Systematic Reviews. https://doi.org/10.1136/bmj.n71.
• Pimentel, D. (2006). Soil Erosion: A Food and Environmental Threat. Environment, Development and Sustainability, 8(1), 119-137. https://doi.org/10.1007/s10668-005-1262-8.
• Pishgar-Komleh, S.H., Zylowski, T., Rozakis, S., & Kozyra, J. (2020). Efficiency under Different Methods for Incorporating Undesirable Outputs in an LCA+DEA Framework: A Case Study of Winter Wheat Production in Poland. Journal of environmental Management, 260, 110138. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.110138.
• Ramil, N.A., & Munisamy, S. (2013). Modelling Undesirable Factors in Efficiency Measurement Using Data Envelopment Analysis: A Review.
• Reinhard, S., Lovell, C.A.K., & Thijssen, G. (1999). Econometric Estimation of Technical and Environmental Efficiency: An Application to Dutch Dairy Farms. american Journal of agricultural economics, 81(1), 44-60. https://doi.org/10.2307/1244449.
• Reinhard, S., Lovell, C.A.K., & Thijssen, G. (2002). Analysis of Environmental Efficiency Variation. american Journal of agricultural economics, 84(4), 1054-1065. https://doi.org/10.1111/1467-8276.00053.
• Schmidt, P. (2011). One-Step and Two-Step Estimation in SFA Models. Journal of Productivity analysis, 36(2), 201-203. https://doi.org/10.1007/s11123-011-0228-0.
• Simar, L., & Wilson, P.W. (2007). Estimation and Inference in Two-Stage, Semi-Parametric Models of Production Processes. Journal of econometrics, 136(1), 31-64. https://doi.org/10.1016/j.jeconom.2005.07.009.
• Streimikis, J., & Saraji, M.K. (2021). Green Productivity and Undesirable Outputs in Agriculture: A Systematic Review of DEA Approach And Policy Recommendations. Economic Research / Ekonomska Istraživanja, 35(1), 819-853. https://doi.org/10.1080/1331677X.2021.1942947.
• Tarnowska, A. (2010). Ekonomiczna dostępność żywności w krajach Unii Europejskiej. Roczniki naukowe Stowarzyszenia Ekonomistów Rolnictwa i Agrobiznesu, 12(1), 224-229. https://rnseria.com/resources/html/article/details?id=171332.
• Tilman, D., Fargione, J., Wolff, B., D'Antonio, C., Dobson, A., Howarth, R., Schindler, D., Schlesinger, W.H., Simberloff, D., & Swackhamer, D. (2001). Forecasting Agriculturally Driven Global Environmental Change. Science, 292(5515), 281-284. https://doi.org/10.1126/science.1057544.
• Tittonell, P. (2014). Ecological Intensification of Agriculture - Sustainable by Nature. Current Opinion in Environmental Sustainability, 8, 53-61. https://doi.org/10.1016/j.cosust.2014.08.006.
• Tone, K. (2001). A Slacks-Based Measure of Efficiency in Data Envelopment Analysis. European Journal of Operational Research, 130(3), 498-509. https://doi.org/10.1016/S0377-2217(99)00407-5.
• Tscharntke ,T., Klein, A.M., Kruess, A., Steffan-Dewenter, I., & Thies, C. (2005). Landscape Perspectives on Agricultural Intensification and Biodiversity - Ecosystem Service Management. ecology Letters, 8(8), 783-908. https://doi.org/10.1111/j.1461-0248.2005.00782.x.
• Van Huylenbroeck, G., Verbeke, W., & Lauwers, L. (2004). Role of Institutions in Rural Policies and Agricultural Markets. Elsevier.
• Zegar, J.S. (2007). Społeczne aspekty zrównoważonego rozwoju rolnictwa. Fragmenta Agronomica, 24(4), 282-298.
• https://pta.up.poznan.pl/pdf/Fragm.%20Agron.%20vol.%2024%20(2007)/37-%20%20FA%2024(4)%202007%20-Zegar.pdf.
• Zegar, J.S. (2018). Kwestia agrarna w Polsce. IERiGŻ PIB.

Identyfikatory

DOI

doi.org/10.30858/zer/162644