山東省耕地利用集約度時(shí)空變化及政策啟示

于元赫， 李子君

（山東師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014）

山東省耕地利用集約度時(shí)空變化及政策啟示

于元赫， 李子君

（山東師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014）

研究目的：通過(guò)分析1993—2014年山東省耕地利用集約度總體和各投入要素集約度的時(shí)空變化特征及影響因素，進(jìn)而探討耕地利用集約度與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的協(xié)調(diào)程度，并提出相應(yīng)政策措施，以提高山東省耕地集約利用水平，保障區(qū)域糧食安全。研究方法：能值分析、GIS空間分析、主成分分析。研究結(jié)果：（1）1993—2014年，山東省耕地利用集約度總體呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，而勞動(dòng)集約度不斷下降；資本集約度中，屬于省工性投入的農(nóng)業(yè)機(jī)械集約度呈現(xiàn)出顯著的線性增長(zhǎng)特征，屬于增產(chǎn)性投入的化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜集約度均呈先升后降的趨勢(shì)。（2）全省耕地集約利用水平空間差異明顯，總體上呈“東西高，南北低”的特點(diǎn)。（3）耕地利用集約度在一定程度上受社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的制約，兩者存在著不協(xié)調(diào)現(xiàn)象。研究結(jié)論：1993—2014年，山東省耕地利用集約度不斷上升的同時(shí)也存在明顯的區(qū)域差異，不同區(qū)域應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)刈匀缓蜕鐣?huì)經(jīng)濟(jì)條件，采取相應(yīng)措施提高耕地集約利用水平。

土地利用；耕地利用集約度；能值分析；時(shí)空變化；山東省

1 引言

耕地是不可替代的重要農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，大量耕地將轉(zhuǎn)換為工業(yè)、交通、住宅等非農(nóng)用地。據(jù)《2015年國(guó)土資源公報(bào)》數(shù)據(jù)顯示：截至2014年底，中國(guó)共有耕地20.26億畝，其中，全年因建設(shè)占用、災(zāi)毀、生態(tài)退耕等原因凈減少耕地面積161萬(wàn)畝。由此可見(jiàn)，在當(dāng)前工業(yè)化、城市化建設(shè)的背景下，中國(guó)耕地面積減少的趨勢(shì)還將延續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間[1]。然而，龐大的人口數(shù)量使得農(nóng)產(chǎn)品需求持續(xù)增加，耕地資源減少和農(nóng)產(chǎn)品需求之間的矛盾不斷激化。在這種形勢(shì)下，合理提高耕地利用集約度已成為保障國(guó)家和區(qū)域糧食安全、穩(wěn)定生態(tài)環(huán)境的重要舉措。

目前，中國(guó)學(xué)者已在耕地集約利用的結(jié)構(gòu)特征[2-3]、變化規(guī)律[4-6]、區(qū)域差異[7-10]、評(píng)價(jià)方法[11-12]等方面取得了富有成效的研究。在國(guó)家和省域尺度上，王國(guó)剛等[1]分析了中國(guó)省域耕地利用集約度的時(shí)空分異特征并將其劃分為4大類(lèi)型區(qū)；陳瑜琦等[2]系統(tǒng)分析了1980—2006年中國(guó)耕地勞動(dòng)集約度和資本集約度及其構(gòu)成的時(shí)空變化規(guī)律；姚冠榮等[9]進(jìn)一步從國(guó)家、區(qū)域和省域尺度上細(xì)化分析了1999—2012年中國(guó)耕地利用各投入要素集約度的時(shí)空差異及影響因素。在縣域尺度上，劉玉等[10]客觀評(píng)價(jià)了河南省各縣域的耕地集約利用水平并進(jìn)行了分區(qū)；杜國(guó)明等[11]對(duì)黑龍江省各縣市耕地集約利用程度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在地塊尺度上，孔祥斌等[12]基于農(nóng)戶(hù)調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)北京市大興區(qū)和河北省曲周縣地塊尺度耕地利用集約度進(jìn)行了測(cè)度和對(duì)比分析。在測(cè)算方法上，學(xué)者們主要采用實(shí)物形態(tài)的各種生產(chǎn)物質(zhì)投入量、復(fù)種指數(shù)以及資本和勞動(dòng)投入量等[13]來(lái)測(cè)算耕地利用集約度。然而這些方法可能會(huì)存在各種投入要素量綱不統(tǒng)一、價(jià)格時(shí)空差異較大等問(wèn)題。能值不存在時(shí)空差異，且能解決不同研究區(qū)域耕地各種投入要素量綱的不統(tǒng)一問(wèn)題[14]。目前能值理論已運(yùn)用于耕地生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)[15-16]和耕地集約利用[17-18]的研究當(dāng)中，但結(jié)合耕地各投入要素的能值形態(tài)來(lái)定量化分析耕地利用集約度內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律、區(qū)域差異、影響因素以及不同區(qū)域集約度與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平協(xié)調(diào)程度的研究還比較匱乏。

山東省是國(guó)家重要的糧食生產(chǎn)基地,對(duì)于保障區(qū)域和國(guó)家糧食安全起著重要作用，對(duì)其開(kāi)展耕地集約利用研究具有一定的理論與實(shí)踐意義。基于此，本文利用山東省1993—2014年的相關(guān)生產(chǎn)要素投入數(shù)據(jù)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，綜合運(yùn)用能值分析、GIS空間分析和主成分分析等方法，既分析耕地利用集約度及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的時(shí)序變化特征，又分析耕地利用集約度的空間差異，并進(jìn)而揭示耕地集約利用與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的協(xié)調(diào)程度，由此得到若干政策啟示。這對(duì)于山東省統(tǒng)籌區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展，保障區(qū)域和全國(guó)糧食安全，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有一定的參考價(jià)值。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文所用耕地面積數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《中國(guó)國(guó)土資源統(tǒng)計(jì)年鑒》（1994—2015年）；農(nóng)林牧漁業(yè)從業(yè)人員數(shù)量數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《山東統(tǒng)計(jì)年鑒》（1994—2015年），用其代替耕地勞動(dòng)力投入數(shù)量；農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力、化肥施用量（折純量）、農(nóng)藥使用量、農(nóng)用塑料薄膜使用量等生產(chǎn)要素投入數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《中國(guó)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》（1994—2015年）；社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平數(shù)據(jù)，即人均GDP、農(nóng)民人均純收入、城鎮(zhèn)化率、人均耕地面積、第一產(chǎn)業(yè)增加值、第二產(chǎn)業(yè)增加值、在崗職工平均工資、財(cái)政支出（主要是農(nóng)林水事務(wù)支出）、農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值主要來(lái)源于《山東統(tǒng)計(jì)年鑒》（1994—2015年）。鑒于1993年之前山東省行政區(qū)劃變動(dòng)較大，因此該文所用數(shù)據(jù)的研究時(shí)段采用1993—2014年。

2.2 研究方法

2.2.1 能值分析 1988年，美國(guó)生態(tài)學(xué)家H.T.Odum創(chuàng)立能值分析法。所謂能值（Emergy）是指某種流動(dòng)或存儲(chǔ)的能量包含其他種類(lèi)能量的數(shù)量，即產(chǎn)品或勞務(wù)在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，以直接或間接形式投入應(yīng)用的一種能量之和。在實(shí)際應(yīng)用中，將“太陽(yáng)能值”作為衡量各種能量的統(tǒng)一能值標(biāo)準(zhǔn)，單位為太陽(yáng)能焦耳（sej）[14]。

耕地利用集約度是指單位面積耕地上勞動(dòng)、物質(zhì)和資本等要素投入的數(shù)量[13]，可根據(jù)投入類(lèi)型不同劃分為勞動(dòng)集約度和資本集約度。勞動(dòng)集約度指勞動(dòng)力能值投入；資本集約度主要包括農(nóng)業(yè)機(jī)械和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)物質(zhì)（化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜）等能值投入，即農(nóng)業(yè)機(jī)械集約度、化肥集約度、農(nóng)藥集約度和農(nóng)膜集約度?？筛鶕?jù)主要投入目的將物質(zhì)成本劃分為增產(chǎn)性投入和省工性投入兩種基本類(lèi)型[9]。其中，農(nóng)業(yè)機(jī)械是省工性投入，化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜是增產(chǎn)性投入。勞動(dòng)集約度中勞動(dòng)力的投入以及資本集約度中的農(nóng)業(yè)機(jī)械、化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜的投入占耕地投入的絕大部分，基本反映了耕地投入的整體變化狀況，其他投入可不予考慮[9]。農(nóng)林牧漁業(yè)從業(yè)人員數(shù)量、農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力、化肥、農(nóng)藥以及農(nóng)膜的能值轉(zhuǎn)換率參考Odum和藍(lán)勝芳[19]的研究結(jié)果。其計(jì)算公式如下：

（1）勞動(dòng)力能值。

式（1）中，LE為每公頃耕地面積上勞動(dòng)力投入的能值，單位為sej；Tl為勞動(dòng)力的能值轉(zhuǎn)化率，單位為3.80×105sej/J；Cl為勞動(dòng)力的能量折算系數(shù)3.50×109J/人；Nl為每公頃耕地面積上的農(nóng)林牧漁業(yè)從業(yè)人員數(shù)量，單位為人。

（2）農(nóng)業(yè)機(jī)械能值。

式（2）中，ME為每公頃耕地面積上農(nóng)業(yè)機(jī)械投入的能值，單位為sej；Tm為農(nóng)業(yè)機(jī)械能值轉(zhuǎn)化率，單位為7.50×107sej/J；Cm為農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)力的能量折算系數(shù)，單位為2.10×108J/kg；Pm為每公頃耕地面積上的農(nóng)業(yè)機(jī)械總動(dòng)力，單位為kW；z為各種農(nóng)用機(jī)械的千瓦數(shù)折成千克數(shù)后，再乘以折舊系數(shù)0.1的值，動(dòng)力機(jī)械（M1）為104.72 kg/kW，排灌機(jī)械（M2）為4.96 kg/kW，大型農(nóng)具（M3）為393.04 kg/kW。本文中：

式（3）中，Ma、Mb和Mc分別為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力、電動(dòng)機(jī)動(dòng)力和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力（kW）。（3）化肥能值。

式（4）中，F(xiàn)E為每公頃耕地面積上化肥投入的能值，單位為sej；A為化肥使用折純量，單位為t；%N、%P、%K和%M分別為氮肥、磷肥、鉀肥和復(fù)合肥所占比重；TN、TP、TK和TM分別為氮肥、磷肥、鉀肥和復(fù)合肥的能值轉(zhuǎn)化率，其值為3.80×1015sej/t、3.90×1015sej/t、1.10×1015sej/t和2.80×1015sej/t。

（4）農(nóng)藥能值。

式（5）中，PE為每公頃耕地面積上農(nóng)藥投入的能值，單位為sej；TP為農(nóng)藥的能值轉(zhuǎn)化率，單位為1.62×1015sej/t；NP為每公頃耕地面積上的農(nóng)藥使用量，單位為t。

（5）農(nóng)膜能值。

式（6）中，QμE為每公頃耕地面積上農(nóng)膜投入的能值，單位為sej；TQμ為農(nóng)膜的能值轉(zhuǎn)化率，3.80×1014sej/t；NQμ為每公頃耕地面積上的農(nóng)膜使用量，單位為t。

2.2.2 區(qū)域差異度量 為了便于各地級(jí)市之間耕地利用集約度的對(duì)比，首先，利用ArcGIS所提供的自然斷裂點(diǎn)分級(jí)法（Jenks），將1993—2014年山東省各地級(jí)市耕地利用集約度數(shù)值分為5個(gè)等級(jí)，按數(shù)值從高到低依次記為：精細(xì)集約利用、高度集約利用、中度集約利用、低度集約利用和粗放利用。

然后，根據(jù)各地級(jí)市各年耕地集約利用的等級(jí)情況，按照一定的規(guī)則最終確定各地級(jí)市在22年間的耕地集約利用等級(jí)，規(guī)則如下：（1）Ni為1993—2014年某個(gè)地級(jí)市屬于第i等級(jí)耕地利用的年數(shù)，i = 1（粗放利用），2（低度集約利用），3（中度集約利用），4（高度集約利用），5（精細(xì)集約利用）；規(guī)定等級(jí)1最小，等級(jí)5最大，其他以此類(lèi)推。（2）Nmax（Ni）為某地級(jí)市的最大值，Nx為某地級(jí)市比耕地等級(jí)i高的年數(shù)。（3）若Nx＜7，則等級(jí)i為某地級(jí)市耕地集約利用所屬等級(jí)；若Nx≥7，則等級(jí)i + 1為此地級(jí)市耕地集約利用所屬等級(jí)。

3 結(jié)果與分析

3.1 耕地利用集約度的時(shí)序變化特征

1993—2014年山東省耕地利用集約度總體呈上升態(tài)勢(shì)，年均增長(zhǎng)幅度為10.42%。除2002年和2008年耕地利用集約度略有下降外，其余年份均穩(wěn)步增長(zhǎng)（圖1）。山東省耕地利用集約度變化大致可分為三個(gè)階段：1993—1997年是中速提高階段，年均增長(zhǎng)幅度為7.39%；1998—2007年（2002年除外）是快速提高階段，10年間增加了3507.4×1015sej/hm2，年均增長(zhǎng)幅度為8.40%；2008—2014年是緩慢上升階段，年均增長(zhǎng)幅度僅為3.48%。

圖1 耕地利用集約度的變化Fig.1 Changes of cultivated land use intensity

圖2 勞動(dòng)集約度的變化Fig.2 Changes of labor intensity

3.2 各投入要素集約度的時(shí)序變化特征

3.2.1 勞動(dòng)集約度變化 1993—2014年，山東省勞動(dòng)集約度總體呈下降態(tài)勢(shì)：1993—2000年緩慢下降；2001—2008年急劇下降，從4.94×1015sej/hm2快速下降到3.53×1015sej/hm2，年均下降幅度為4.37%；2009—2014年調(diào)整下降，期間勞動(dòng)集約度下降略有波動(dòng)（圖2）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1993年山東省農(nóng)林牧漁業(yè)從業(yè)人員數(shù)量為2606.85萬(wàn)人，至2014年減少到1953.06萬(wàn)人，平均每年減少29.17萬(wàn)人。

山東省勞動(dòng)集約度下降的原因可歸結(jié)為兩個(gè)方面：一是城市化和工業(yè)化不斷發(fā)展，勞動(dòng)力務(wù)農(nóng)機(jī)會(huì)成本上升，促使大量農(nóng)村富余勞動(dòng)力向非農(nóng)部門(mén)轉(zhuǎn)移。二是隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的快速推進(jìn)，農(nóng)業(yè)機(jī)械等省工性投入替代了部分勞動(dòng)力[20-21]。

3.2.2 農(nóng)業(yè)機(jī)械集約度變化 研究期間，山東省農(nóng)業(yè)機(jī)械集約度呈現(xiàn)出顯著的線性增長(zhǎng)特征，其變化方程為y = 317.16x - 629201（其中x為年份，R2= 0.97）（圖3）。從1993年的2763.8×1015sej/hm2增加到2014年的9117.7×1015sej/hm2，22年間增加了6353.9×1015sej/hm2。除2002年和2008年小于相鄰年份外，其余年份均呈快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。農(nóng)業(yè)機(jī)械屬于省工性投入，2014年，農(nóng)業(yè)機(jī)械集約度占耕地利用集約度總投入的比例為99.91%，占資本性總投入的比例為99.98%。這主要和政府高度重視農(nóng)業(yè)機(jī)械化有關(guān)。自2004年國(guó)家實(shí)施農(nóng)機(jī)具購(gòu)置補(bǔ)貼政策以來(lái)，山東省不斷加大補(bǔ)貼力度，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提高[22-23]。

圖3 農(nóng)業(yè)機(jī)械集約度的變化Fig.3 Changes of farm machinery intensity

圖4 化肥集約度的變化Fig.4 Changes of fertilizer intensity

3.2.3 化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜集約度變化 1993—2014年，山東省化肥集約度呈先升后降的趨勢(shì)：1993—2007年為波動(dòng)上升階段，除1994年和2002年較低于相鄰年份外，其余年份均呈逐年上升態(tài)勢(shì)；2007—2008年急劇下降，從2.298×1015sej/hm2下降至1.975×1015sej/hm2；2008—2014年為緩慢下降階段（圖4）。22年間，化肥集約度遠(yuǎn)低于農(nóng)業(yè)機(jī)械集約度，僅次于勞動(dòng)集約度。由此可見(jiàn)，化肥已成為促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素[24]。

1993—2014年，山東省農(nóng)藥和農(nóng)膜集約度均呈先升后降的態(tài)勢(shì)：1993—2006年為波動(dòng)上升階段，其中，農(nóng)藥集約度波動(dòng)幅度較大，而農(nóng)膜集約度波動(dòng)幅度較小；2007—2014年為緩慢下降階段，農(nóng)藥集約度的下降幅度大于農(nóng)膜集約度（圖5）。雖然農(nóng)藥和農(nóng)膜集約度占耕地利用集約度的比重較小，但兩者對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展仍發(fā)揮重要作用。

圖5 農(nóng)藥、農(nóng)膜集約度的變化Fig.5 Changes of pesticide and agricultural flm intensity

圖6 山東省各地級(jí)市耕地利用集約度變化Fig.6 Changes of cultivated land use intensity of cities in Shandong Province

化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜屬于增產(chǎn)性投入，三者均表現(xiàn)出先升后降的變化趨勢(shì)，主要原因?yàn)椋?993—2006年，在耕地面積減少，農(nóng)產(chǎn)品需求增加的形勢(shì)下，農(nóng)戶(hù)希望通過(guò)施加化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜來(lái)提高糧食單產(chǎn)水平[23]，導(dǎo)致集約度上升；2007—2014年，糧食價(jià)格持續(xù)下跌而化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜等增產(chǎn)性投入價(jià)格較高，抑制了農(nóng)戶(hù)的購(gòu)買(mǎi)意愿。另外，隨著山東省生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對(duì)化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜的施用量進(jìn)行了嚴(yán)格管理，從而導(dǎo)致集約度下降。

3.3 耕地利用集約度的空間變化

3.3.1 區(qū)域耕地利用集約度的變化特征 由于不同地區(qū)自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件存在差距，山東省17個(gè)地級(jí)市在不同時(shí)期的耕地集約利用水平及其變化具有顯著差異（圖6）。1993年，耕地利用集約度最高的是威海市，為5264.51×1015sej/hm2，而集約度最低的臨沂市僅為1426.48×1015sej/hm2，兩者之差為3838.03×1015sej/hm2。2014年，耕地利用集約度最高的威海市和最低的臨沂市之間的差值達(dá)到8870.28×1015sej/hm2。這說(shuō)明山東省各地級(jí)市之間的耕地利用集約度存在嚴(yán)重的兩極分化現(xiàn)象（高低差距）。

由此可見(jiàn)，22年間，山東省各地級(jí)市耕地利用集約度總體在不斷上升的同時(shí)，高低差距也較為明顯。不同區(qū)域耕地集約利用水平的差異，一方面是由于區(qū)域耕地物質(zhì)、資本等投入強(qiáng)度不同，另一方面則是由于區(qū)域的自然條件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同[18]。

3.3.2 耕地利用集約度變化的區(qū)域差異 在對(duì)1993—2014年山東省17個(gè)地級(jí)市耕地集約利用水平進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，通過(guò)區(qū)域劃分來(lái)揭示各地級(jí)市在近22年間耕地利用集約度的空間差異及其變化。

通過(guò)整理，獲得山東省17個(gè)地級(jí)市1993—2014年耕地利用集約度的整體分等級(jí)情況。圖7表明，各地級(jí)市耕地集約利用水平存在顯著的地區(qū)差距。粗放利用的有魯北的東營(yíng)市和魯南的棗莊市、臨沂市；低度集約利用的主要有濱州市、泰安市和日照市；中度集約利用的主要有青島市、濰坊市和濟(jì)南市等；高度集約利用的有魯東的煙臺(tái)市和魯西的菏澤市、聊城市；精細(xì)集約利用的有魯西的德州市和魯東的威海市等。其中，臨沂市歷年均屬于粗放利用等級(jí)，威海市歷年均屬于精細(xì)集約利用等級(jí)。綜上所述，耕地集約利用水平相對(duì)較高的地級(jí)市主要分布在魯東和魯西，相對(duì)較低的地級(jí)市主要分布在魯北和魯南。22年間，耕地屬于粗放利用等級(jí)的地級(jí)市數(shù)量變動(dòng)幅度最大，而耕地屬于高度集約利用等級(jí)的地級(jí)市數(shù)量波動(dòng)最小，基本穩(wěn)定在4個(gè)左右。

圖7 山東省耕地利用集約度的區(qū)域差異Fig.7 Regional difference of cultivated land use intensity in Shandong Province

4 耕地利用集約度與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的協(xié)調(diào)程度

為探討山東省耕地利用集約度與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間的協(xié)調(diào)程度，選取1993年和2014年各地級(jí)市的城鎮(zhèn)化率（X1）、人均GDP（X2）、農(nóng)民人均純收入（X3）、人均耕地面積（X4）、第一產(chǎn)業(yè)增加值（X5）、第二產(chǎn)業(yè)增加值（X6）、在崗職工平均工資（X7）、財(cái)政支出（X8）（主要是農(nóng)林水事務(wù)支出）和農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值（X9）共9個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)，將其標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值為變量構(gòu)建矩陣。利用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算出矩陣的特征值和各主成分貢獻(xiàn)率，按照主成分特征值大于1并且累計(jì)貢獻(xiàn)率大于80%的原則，從9個(gè)變量中分別提取了3個(gè)主成分和2個(gè)主成分。

1993年和2014年選取的主成分分別包含了9項(xiàng)山東省各地級(jí)市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平全部信息的86.683%和81.347%，說(shuō)明數(shù)據(jù)滿(mǎn)足主成分分析的要求。通過(guò)計(jì)算特征向量及主成分表達(dá)式，得出各地級(jí)市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展評(píng)價(jià)主因子綜合得分，作為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平評(píng)價(jià)分值。其中：

1993年的評(píng)價(jià)模型為：

2014年的評(píng)價(jià)模型為：

在兩個(gè)模型中，Xi（i = 1，2，…）表示各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)。利用ArcGIS所提供的自然斷裂點(diǎn)分級(jí)法（Jenks）將山東省各地級(jí)市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平由高到低依次劃分為5個(gè)等級(jí)：發(fā)達(dá)型（D5）、較發(fā)達(dá)型（D4）、中等型（D3）、欠發(fā)達(dá)型（D2）、滯后型（D1）。需要說(shuō)明的是，上述5個(gè)等級(jí)是山東省各地級(jí)市各年份的相對(duì)稱(chēng)謂，并不具有全國(guó)意義。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的5個(gè)等級(jí)與耕地集約利用的5個(gè)等級(jí)一一對(duì)應(yīng)，即發(fā)達(dá)型（D5）—精細(xì)集約利用（I5）、較發(fā)達(dá)型（D4）—高度集約利用（I4）、中等型（D3）—中度集約利用（I3）、欠發(fā)達(dá)型（D2）—低度集約利用（I2）和滯后型（D1）—粗放利用（I1）。在這里規(guī)定：Di= Ii（i = 1，2，3，4，5），D1（I1）＜D2（I2）＜D3（I3）＜D4（I4）＜D5（I5）。當(dāng)：（1）Di= Ii，i＜3時(shí)，耕地利用集約度與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平均較低，屬于低水平協(xié)調(diào)型；（2）Di= Ii，i = 3時(shí)，耕地利用集約度與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平均一般，屬于中水平協(xié)調(diào)型；（3）Di= Ii，i＞3時(shí)，耕地利用集約度與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平均較高，屬于高水平協(xié)調(diào)型；（4）Di＞Ii時(shí)，耕地利用集約度滯后社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，屬于耕地集約利用滯后不協(xié)調(diào)型；（5）Di＜Ii時(shí)，耕地利用集約度超前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，屬于耕地集約利用超前不協(xié)調(diào)型。

按照上述規(guī)則，通過(guò)整理得到1993年和2014年山東省耕地利用集約度與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平協(xié)調(diào)程度的空間格局（圖8）。如圖8所示，1993年，屬于相協(xié)調(diào)型的有威海市、煙臺(tái)市等5個(gè)地級(jí)市；屬于耕地集約利用滯后不協(xié)調(diào)型的有青島市、臨沂市等4個(gè)地級(jí)市；屬于耕地集約利用超前不協(xié)調(diào)型有濟(jì)寧市、菏澤市等8個(gè)地級(jí)市。2014年，屬于相協(xié)調(diào)型的有濰坊市、煙臺(tái)市等5個(gè)地級(jí)市；屬于耕地集約利用滯后不協(xié)調(diào)型的有青島市、臨沂市等4個(gè)地級(jí)市；屬于耕地集約利用超前不協(xié)調(diào)型的有威海市、聊城市等8個(gè)地級(jí)市。

圖8 山東省耕地集約利用與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平協(xié)調(diào)程度Fig.8 The coordination degree between cultivated land use intensity and economic development

綜上所述，山東省只有少數(shù)地級(jí)市屬于耕地利用集約度與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相協(xié)調(diào)型，大部分地級(jí)市依舊屬于不協(xié)調(diào)型。說(shuō)明1993—2014年各地級(jí)市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高并沒(méi)有促進(jìn)區(qū)域耕地集約利用水平的提升，兩者并不是同步發(fā)展的。主要原因有兩方面：一是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)城市化水平較高，生產(chǎn)活動(dòng)集中于二、三產(chǎn)業(yè)，導(dǎo)致其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面不夠重視[5]；二是欠發(fā)達(dá)地區(qū)多處于內(nèi)陸，工業(yè)起步晚、條件落后，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)投入不僅能滿(mǎn)足農(nóng)民自身的需求，還能促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)收益。

5 結(jié)論與政策啟示

5.1 結(jié)論

本文以能值為統(tǒng)一量綱，對(duì)1993—2014年山東省耕地利用集約度進(jìn)行定量測(cè)度和時(shí)空差異分析，并探討了耕地利用集約度與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間的協(xié)調(diào)程度。主要研究結(jié)論如下：

（1）耕地利用集約度總體不斷提高，各投入要素集約度時(shí)序變化差異顯著。勞動(dòng)集約度呈下降態(tài)勢(shì)；農(nóng)業(yè)機(jī)械集約度則呈現(xiàn)顯著線性增長(zhǎng)特征，省工性投入增長(zhǎng)顯著；化肥、農(nóng)藥和農(nóng)膜等增產(chǎn)性投入均呈先升后降的趨勢(shì)。

（2）耕地利用集約度及其變化區(qū)域差異顯著。山東省17個(gè)地級(jí)市耕地利用集約度的差距呈擴(kuò)大趨勢(shì)，各地級(jí)市耕地利用集約度的極化現(xiàn)象（高低差距）越來(lái)越嚴(yán)重。全省耕地集約利用水平空間差異明顯，總體上呈東西高南北低的特點(diǎn)。

（3）耕地利用集約度與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不協(xié)調(diào)。耕地利用集約度受區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的制約，各地級(jí)市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高并沒(méi)有對(duì)耕地集約利用起到明顯地正向作用，兩者之間的關(guān)系并不協(xié)調(diào)。

5.2 政策啟示

（1）規(guī)范農(nóng)業(yè)投入品使用，加快普及農(nóng)業(yè)機(jī)械化。山東省耕地利用集約度上升主要得益于農(nóng)業(yè)機(jī)械集約度的不斷提高，但勞動(dòng)集約度持續(xù)下降，化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜集約度先升后降，這表明，山東省農(nóng)業(yè)正逐步向機(jī)械化和生態(tài)化發(fā)展。因此，應(yīng)以《山東省耕地質(zhì)量提升規(guī)劃（2014—2020）》為契機(jī)，規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化地使用農(nóng)業(yè)投入品；加快欠發(fā)達(dá)地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程，促進(jìn)其對(duì)勞動(dòng)力的替代，不斷探索山東省耕地集約利用的特色道路。

（2）打造“兩核五區(qū)，東西聯(lián)動(dòng)”的耕地集約利用空間發(fā)展格局。山東省耕地集約利用等級(jí)區(qū)域差異明顯，因此在制定區(qū)域耕地集約利用發(fā)展規(guī)劃時(shí)，應(yīng)考慮以威海市和德州市為兩個(gè)核心，東西聯(lián)動(dòng)共同促進(jìn)魯東、魯西、魯南、魯北和魯中5個(gè)地區(qū)耕地集約利用水平均衡發(fā)展。魯東和魯西耕地集約利用水平較高的地區(qū)應(yīng)發(fā)揮帶動(dòng)作用，加快家庭農(nóng)場(chǎng)、農(nóng)業(yè)合作社等農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體的發(fā)展，向規(guī)模經(jīng)營(yíng)模式發(fā)展；魯南和魯北耕地集約利用水平較低的地區(qū)應(yīng)合理使用優(yōu)質(zhì)耕地資源，向特色經(jīng)營(yíng)模式發(fā)展；魯中耕地集約利用水平一般的地區(qū)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展果園、花卉、蔬菜等農(nóng)業(yè)類(lèi)型，向復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式發(fā)展。

（3）因地制宜，促進(jìn)耕地集約利用與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。高水平協(xié)調(diào)型的區(qū)域，應(yīng)以“保經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，保耕地紅線”為原則，保障耕地資源的可持續(xù)性；中低水平協(xié)調(diào)型的區(qū)域，一方面應(yīng)加快當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展速度，另一方面應(yīng)加大農(nóng)業(yè)投入，引導(dǎo)農(nóng)業(yè)科學(xué)合理地發(fā)展；耕地集約利用滯后社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展型的區(qū)域，應(yīng)加大現(xiàn)代農(nóng)業(yè)扶持力度，適度調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)，帶動(dòng)區(qū)域耕地集約利用水平的提高；耕地集約利用超前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展型的區(qū)域，應(yīng)加快二、三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)耕地集約利用與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相協(xié)調(diào)。

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（本文責(zé)編：王慶日）

Temporal and Spatial Variation of Cultivated Land Use Intensity and Policy Implications in Shandong Province

YU Yuan-he, LI Zi-jun
（College of Geography and Environment, Shandong Normal University, Jinan 250014, China）

The purpose of this study is to promote the intensive use of cultivated land and to ensure the regional food security by analyzing the temporal and spatial characteristics of cultivated land use intensity in Shandong province from 1993 to 2014. It further discusses the harmonious degree between cultivated land use intensity and economic development level. At last, the paper puts forward the corresponding recommendations. The methods used include energy analysis, GIS spatial analysis and principal component analysis. The results indicate that: 1）Cultivated land use intensity showed an increasing trend in general in Shandong Province from 1993 to 2014, while the labor intensity was in a decreasing trend; for the capital intensity, farm machinery intensity pertained to the labor-saving inputs showed the characteristics of linear growth significantly. However, fertilizer intensity, pesticide intensity, and agricultural film that are pertained to yieldincreasing inputs intensity all presented the trends of rising first and falling later. 2）The spatial difference of the intensive use level is remarkable, the spatial distribution features are “east-west are high, north-south are low”. 3）To a certainextent, cultivated land use intensity depends on the social and economic development, they are not synchronized. It is concluded that cultivated land use intensity is rising up, whilst there exist obvious regional differences from 1993 to 2014. Corresponding measures should be taken in different regions to improve the cultivated land use intensity based on the local natural, social and economic conditions.

land use; cultivated land use intensity; energy value analysis; spatial-temporal variation; Shandong Province

F301.24

A

1001-8158（2017）04-0052-09

10.11994/zgtdkx.20170419.154416

2016-12-08；

2017-03-13

山東省社會(huì)科學(xué)規(guī)劃研究項(xiàng)目（12CJJZ02）；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41101079）。

于元赫（1993-），男，山東青島人，碩士研究生。主要研究方向?yàn)橥恋乩米兓?。E-mail: yuyh93@126.com

李子君（1974-），女，山東莒縣人，博士，教授，碩士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)橥恋乩米兓?。E-mail: lizj@sdjzu.edu.cn