河南省城鎮(zhèn)化發(fā)展與耕地面積變化之間的動態(tài)耦合關(guān)系研究

馬文博

中圖分類號：F301.21 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3729（2017）03-0074-08

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)化；耕地面積；耦合度

摘要：采用動態(tài)耦合模型對城鎮(zhèn)化與耕地面積變化之間的動態(tài)耦合規(guī)律進行研究，發(fā)現(xiàn)：河南省城鎮(zhèn)化率呈現(xiàn)不斷上升態(tài)勢，而耕地面積則表現(xiàn)為下降—上升的V字形波動狀態(tài)，城鎮(zhèn)化發(fā)展速度整體高于耕地面積變化速度；城鎮(zhèn)化與耕地面積耦合度經(jīng)歷了低級共生和協(xié)調(diào)發(fā)展兩個階段。應充分認識城鎮(zhèn)化發(fā)展對耕地占用的必然性，加強供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，提高土地供給質(zhì)量和效率，堅持走不以犧牲農(nóng)業(yè)和糧食、生態(tài)和環(huán)境為代價的新型城鎮(zhèn)化道路；應完善耕地保護機制，構(gòu)建差別化利益補償機制，對耕地保護主體實施精準補償，變用途管制為用態(tài)管控。

中共十八大、十八屆五中全會、《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃的建議》與《國務院關(guān)于深入推進新型城鎮(zhèn)化建設的若干意見》等均明確指出，要加快推進城鎮(zhèn)化進程，推動農(nóng)業(yè)人口市民化。城鎮(zhèn)化是經(jīng)濟社會發(fā)展的必然趨勢，也是未來一二十年我國經(jīng)濟新的增長點。城鎮(zhèn)化意味著將會有越來越多的農(nóng)村人口向城市轉(zhuǎn)移，對住房、交通、醫(yī)療等的需求量也會隨之增加，由此將帶來對建設用地的大量需求，這勢必會引起耕地數(shù)量減少和質(zhì)量降低。在此背景下，探索城鎮(zhèn)化與耕地變動的演進態(tài)勢和動態(tài)耦合規(guī)律，對于協(xié)調(diào)城鎮(zhèn)化發(fā)展與耕地保護之間的矛盾、保障糧食安全、保護農(nóng)民利益，從而走不以犧牲農(nóng)業(yè)和糧食、生態(tài)和環(huán)境為代價的城鎮(zhèn)化道路具有重要意義[1]。對于城鎮(zhèn)化與耕地面積之關(guān)系的研究，國內(nèi)外關(guān)注點有所不同，歐美發(fā)達國家由于人均耕地面積相對較多，且城鎮(zhèn)化已進入成熟期，其關(guān)注點多側(cè)重于城鎮(zhèn)化對農(nóng)田生態(tài)景觀與耕地可持續(xù)利用等的影響[2-3]；國內(nèi)研究多以時間序列數(shù)據(jù)或面板數(shù)據(jù)[4]為基礎(chǔ)，采用Granger因果檢驗[5]、Logistic模型[6-7]、協(xié)整分析[8]、空間分析[9]等計量經(jīng)濟學分析方法，探討城鎮(zhèn)化對耕地面積的影響。我國學者[10-11]認為，我國耕地面積減少速度高于城鎮(zhèn)化發(fā)展速度，因此應把握城鎮(zhèn)化發(fā)展節(jié)奏，科學編制土地供應政策與耕地保護政策，實施差別化、漸進式發(fā)展模式?？偟膩砜?，國內(nèi)學者將研究地域主要集中在人地矛盾突出的發(fā)達地區(qū)和城鎮(zhèn)化水平較低的西部地區(qū)，較少探討城鎮(zhèn)化與耕地面積變化之間動態(tài)耦合關(guān)系的階段性和變化規(guī)律，對于城鎮(zhèn)化發(fā)展意愿強烈、同時肩負維護國家糧食安全任務的中部糧食主產(chǎn)區(qū)更是鮮有涉及。鑒于此，本文擬利用長期時間序列數(shù)據(jù)，采用動態(tài)耦合模型探討河南省城鎮(zhèn)化發(fā)展與耕地面積變化之間的耦合規(guī)律，以期為相關(guān)部門編制科學的城鎮(zhèn)化發(fā)展規(guī)劃、制定耕地保護政策提供理論參考。

一、研究模型

1.綜合城鎮(zhèn)化率評價模型

采用主成分分析法測算評價指標的客觀權(quán)重，測算1990—2014年河南省綜合城鎮(zhèn)化率狀況，其公式可表示為：

式①②中，F(xiàn)ab表示第a年第b個主成分的因子得分，Mj表示對應主成分下第j個指標的因子回歸系數(shù)，Naj表示第a年第j個指標值。Aa表示綜合城鎮(zhèn)化率，Cb表示各主成分的方差貢獻率。

2.演化速度評價模型

從系統(tǒng)論視角看，城鎮(zhèn)化與耕地保護是一個復合有機整體，二者之間應實現(xiàn)良性互動、耦合發(fā)展。分別用A、B表示受自身和外界系統(tǒng)影響下的城鎮(zhèn)化率和耕地面積演化態(tài)勢子系統(tǒng)，則其演化方程可表示為：

分別對以上兩個子系統(tǒng)的演化態(tài)勢模型求一階導數(shù)，可得各個子系統(tǒng)的演化速度方程，具體為：

式④中，VA、VB分別表示城鎮(zhèn)化系統(tǒng)和耕地面積系統(tǒng)的變化速度，t為變化時間，根據(jù)研究數(shù)據(jù)的起始時間，t的取值范圍為1990—2014。整個系統(tǒng)的演化速度V可看做VA和VB的函數(shù)，當兩個子系統(tǒng)耦合狀況較好時，整個系統(tǒng)就處于良性發(fā)展狀態(tài)[12]。

3.動態(tài)耦合模型

由于V的變化是由VA、VB引起的，因此可以以VA、VB的演化速度為函數(shù)，建立平面二維坐標系，并以兩者比值的反正切函數(shù)表示系統(tǒng)的耦合度（見式⑤），根據(jù)角度的取值范圍可判斷城鎮(zhèn)化與耕地面積的演化態(tài)勢和耦合狀況?？紤]到兩者變化速度不同步，且耕地面積變化速度往往快于城鎮(zhèn)化發(fā)展速度，故耦合度演變軌跡可用橢圓形表示（見圖1）。顯然，T的取值范圍為0～360°，在一個演化周期內(nèi)，整個系統(tǒng)將經(jīng)歷低級共生（-90°≤T<0°）、協(xié)調(diào)發(fā)展（0°≤T<90°）、極限發(fā)展（90°≤T<180°）和螺旋上升（-180°≤T<-90°）四個階段[13]。

二、河南省城鎮(zhèn)化發(fā)展與耕地面積變化耦合關(guān)系實證分析

1.河南省綜合城鎮(zhèn)化率測度

（1）城鎮(zhèn)化評價指標體系構(gòu)建

城鎮(zhèn)化是一個經(jīng)濟、社會、文化等多種因素綜合發(fā)展的過程，其不僅表現(xiàn)為城鎮(zhèn)人口增加和城市空間擴張，還表現(xiàn)為城市的公共設施、生活方式、價值觀念等向農(nóng)村的滲透和傳播?；诖苏J識，本研究將遵循科學性、系統(tǒng)性、層次性、可獲取性和可測量性等原則，借鑒已有學者[14-15]對于城鎮(zhèn)化評價的指標體系，結(jié)合河南省城鎮(zhèn)化發(fā)展實際，從人口城鎮(zhèn)化、經(jīng)濟城鎮(zhèn)化、社會城鎮(zhèn)化、土地城鎮(zhèn)化、生態(tài)城鎮(zhèn)化和生活城鎮(zhèn)化6個維度，構(gòu)建由城鎮(zhèn)人口規(guī)模、非農(nóng)人口就業(yè)、經(jīng)濟發(fā)展水平等14個指標構(gòu)成的多層次、多指標、全方位的城鎮(zhèn)化評價指標體系（見表1）。所用數(shù)據(jù)來自于1989—2015年《河南統(tǒng)計年鑒》和《中國統(tǒng)計年鑒》。

（2）評價指標權(quán)重確定

①指標數(shù)據(jù)標準化：為了消除各項指標不同量綱與數(shù)量級差別對分析結(jié)果的影響，本研究采用極差標準化方法對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，具體公式可表示為：

式⑥中，X′表示標準化后的指標值，X表示原始指標值，Xmin和Xmax分別表示同一指標數(shù)據(jù)的最小值和最大值。

②多重共線性檢驗：由于評價指標較多，且長期時間序列數(shù)據(jù)往往具有共向性，容易導致多重共線性的產(chǎn)生，因此本研究運用SPSS 12.0軟件，計算各個指標原始數(shù)據(jù)相關(guān)系數(shù)矩陣。由評價指標相關(guān)系數(shù)表（見表2）可知，多數(shù)指標間的相關(guān)系數(shù)都在0.60以上，個別甚至達到了0.99，這說明指標間存在較嚴重的共線性。根據(jù)AHP法、特爾菲法、主成分分析法等不同權(quán)重確定方法的優(yōu)缺點與適用范圍，本研究決定采用主成分分析法來計算指標權(quán)重。

③總方差分解：根據(jù)主成分分析原理，運用SAS 9.2軟件，對14個指標數(shù)據(jù)進行降維處理，得到樣本指標的特征根、方差貢獻差、方差貢獻率與累計方差貢獻率（見表3）。方差貢獻率越大，表明它所對應的公因子所包含的原始指標的信息量就越多。由表3可知，前兩個主成分方差貢獻分別為89.88%和3.86%，前兩個主成分累計已包含了原始指標數(shù)據(jù)93.74%的信息，為了保證在損失信息較少的情況下起到降維的作用，選取前兩個彼此獨立的主成分Z1和Z2來代表原始指標數(shù)據(jù)。

④主成分系數(shù)與方差貢獻：

進一步分析第一主成分Z1和第二主成分Z2的主成分系數(shù)與方差貢獻，如表4所示。

由表4可知，第一主成分Z1可表示為：

第二主成分Z2可表示為：

（3）新型城鎮(zhèn)化率測算結(jié)果

作為彼此之間無相關(guān)性的原始變量的線性組合，前兩個主成分Z1和Z2包含了原始指標93.74%的信息，將消除量綱影響后的指標數(shù)據(jù)代入各主成分公式，即可得到各年份的主成分得分，進而分別以F1的方差貢獻0.898 8和F2的方差貢獻0.038 6為權(quán)重，按照式①和式②計算綜合得分值，即可得到新型城鎮(zhèn)化率（見表5）。

2.城鎮(zhèn)化率與耕地面積演變態(tài)勢

進一步對城鎮(zhèn)化率和耕地面積數(shù)據(jù)進行標準化處理可繪制變化圖（見圖2）。由圖2可知，1990—2014年，河南省耕地面積從693.32萬公頃增加到2014年的813.01萬公頃，總體呈現(xiàn)拉伸的S形趨勢。具體來說，1990—1997年為持續(xù)下降階段，累計減少耕地15.98萬公頃，年均減少2.28萬公頃；1997—2002年為快速恢復階段，盡管1999 年比1998年減少耕地0.81萬公頃，但此后3年一直呈直線上升趨勢，2002年增加至726.28萬公頃，較1997年增加48.94萬公頃；2003—2008年為波動起伏期，這一階段耕地面積總體增減不大，圍繞720萬公頃呈波形起伏趨勢；2009—2014年為緩慢下降期，5年間共減少耕地6.19萬公頃，年均減少約1.24萬公頃。城鎮(zhèn)化率在2000—2001年略有起伏，但整體呈現(xiàn)不斷提高趨勢，尤其是在2003年之后，其年均增長達11.20%。

分別以標準化后的城鎮(zhèn)化率和耕地面積為因變量，以時間t為自變量，利用Eviews 7.0軟件，對其進行二階多項式擬合，f（A）和f（B）擬合度分別為0.994 9和0.879 0，整體擬合狀況良好。分別對f（A）和f（B）求導，可得到兩個系統(tǒng)的演化速度方程，t相對應的年份為1990—2014年，進而根據(jù)式⑤求得25年間河南省城鎮(zhèn)化率與耕地面積變化的耦合度（見表6）。

3.耕地面積與城鎮(zhèn)化協(xié)調(diào)發(fā)展的耦合態(tài)勢分析

為更加清晰地反映耕地面積與城鎮(zhèn)化耦合關(guān)系變化趨勢，利用1990—2014年耦合度數(shù)據(jù)，繪制耕地面積與城鎮(zhèn)化耦合度演變圖（見圖3）。由圖3可知，總體上看，1990—2014年25年間，河南省城鎮(zhèn)化與耕地面積動態(tài)耦合關(guān)系從低級共生向協(xié)調(diào)發(fā)展演化，整體呈現(xiàn)出反Z型變化態(tài)勢，具體可分為兩個階段，即1990—2002年的低級協(xié)調(diào)共生階段和2003—2014年的協(xié)調(diào)發(fā)展階段。

1990—2002年耕地面積與城鎮(zhèn)化耦合度處于0°～-90°，其中，1990—1998年，耦合度從-8°變?yōu)?41°，此后耦合度便持續(xù)下滑，2002年降至最低點-89°，這一時期城鎮(zhèn)化的無序擴張占用了大量耕地，二者耦合關(guān)系不斷惡化，表現(xiàn)為直線下降態(tài)勢。2003—2014年耕地面積與城鎮(zhèn)化耦合度處于79°～31°，這一階段又可分為兩個時期：2003—2008年，耦合度從79°降至45°，耦合關(guān)系不斷提高，二者由不協(xié)調(diào)發(fā)展到良性發(fā)展。這一時期，鄭東新區(qū)建設速度不斷加快，中原城市群建設被提上日程，26個重點縣市城鎮(zhèn)化發(fā)展扶持政策為河南省城鎮(zhèn)化的發(fā)展注入了新的動力；而“滿足城鎮(zhèn)化進程中合理的用地要求”和“既要積極，又要穩(wěn)妥，切忌盲目”的發(fā)展思路則為防止城市土地無序擴張、走內(nèi)涵式發(fā)展道路提供了保證。因此，城鎮(zhèn)化與耕地保護的矛盾逐漸緩和，耕地保護對于城鎮(zhèn)化的約束作用不斷減小；2008—2014年，VB>VA，耦合度由45°降至31°，良性發(fā)展趨勢有所變化。這一時期，國際糧價的大幅

上升，以及全面取消農(nóng)業(yè)稅、萬億農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設施建設、建設用地增減掛鉤、種糧直接補貼、農(nóng)資綜合補貼等政策的實施，使得農(nóng)民種糧積極性和耕地保護意識顯著提升，有效耕地總面積不斷增加，不以犧牲農(nóng)業(yè)和糧食、生態(tài)和環(huán)境為代價的新型城鎮(zhèn)化道路的提出，則為耕地保護提供了保障。

三、結(jié)論與建議

1.研究結(jié)論

通過構(gòu)建動態(tài)耦合模型，分析1990—2014年河南省城鎮(zhèn)化與耕地面積的演變態(tài)勢和耦合規(guī)律，可得出如下結(jié)論。

其一，河南省城鎮(zhèn)化率呈現(xiàn)不斷上升態(tài)勢，而耕地面積則表現(xiàn)為下降—上升的V字形波動狀態(tài)，城鎮(zhèn)化變化速度整體高于耕地面積變化速度。

其二，從耦合關(guān)系看，河南省城鎮(zhèn)化發(fā)展與耕地面積變化經(jīng)歷了低級共生（1990—2002年）和協(xié)調(diào)發(fā)展（2003—2014年）兩個階段。低級共生階段源于城鎮(zhèn)化無序擴張和耕地面積的不斷減少，而隨著一系列城鎮(zhèn)化發(fā)展和耕地保護政策的實施，二者耦合度開始提高，2008年達到協(xié)調(diào)發(fā)展；2008年之后一系列耕地保護政策的實施，提高了農(nóng)民保護耕地的積極性，耕地面積不斷增加，且新型城鎮(zhèn)化要求不以犧牲農(nóng)業(yè)和糧食、生態(tài)和環(huán)境為代價，為兩者耦合發(fā)展提供了契機。

其三，基于系統(tǒng)論建立的動態(tài)耦合模型，能夠較好地反映城鎮(zhèn)化與耕地面積交互影響、動態(tài)耦合的演變情況。正確認識城鎮(zhèn)化與耕地保護交互影響的動態(tài)耦合規(guī)律，采取適當?shù)某擎?zhèn)化發(fā)展模式和耕地保護措施，對于促進河南省城鎮(zhèn)化與耕地保護協(xié)調(diào)發(fā)展具有重大意義。

2.政策建議

其一，河南省應充分認識城鎮(zhèn)化發(fā)展對于耕地占用的必然性，加強供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，提高城鎮(zhèn)建設用地供給質(zhì)量和效率。應按照嚴控總量、盤活存量、雙向調(diào)節(jié)、差別用地、分類供地、合理定價、政策聯(lián)動的基本要求，在確保糧食安全、生態(tài)安全和社會穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，合理釋放耕地用于城鎮(zhèn)化建設，并對新增城鎮(zhèn)建設用地的用途、規(guī)模、布局、結(jié)構(gòu)等加以規(guī)定，以引導城鎮(zhèn)化健康發(fā)展，確保城鎮(zhèn)化與耕地保護協(xié)調(diào)推進、耦合發(fā)展。

其二，應明確河南省在維護國家糧食安全中的重要地位，堅持走不以犧牲農(nóng)業(yè)和糧食、生態(tài)和環(huán)境為代價的新型城鎮(zhèn)化道路，實現(xiàn)城鎮(zhèn)化發(fā)展由側(cè)重數(shù)量、規(guī)模和粗放發(fā)展向注重提升質(zhì)量內(nèi)涵、節(jié)約集約發(fā)展轉(zhuǎn)變；加強中小城市與小城鎮(zhèn)協(xié)調(diào)發(fā)展，實施“內(nèi)涵型”“效益型”的開發(fā)模式，防止亂占耕地、盲目建設開發(fā)區(qū)等行為發(fā)生，以實現(xiàn)城鎮(zhèn)化健康可持續(xù)發(fā)展。

其三，國家層面應進一步完善耕地保護機制，從法律上承認耕地資源外部性價值的存在，依據(jù)耕地資源質(zhì)量、生態(tài)價值等構(gòu)建差別化利益補償機制，實施精準補償，變用途管制為用態(tài)管控；加強對空心村的整治和中低產(chǎn)田的改造，增加有效耕地面積，努力實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)營；加大糧食直補、農(nóng)資綜合直補等惠農(nóng)支農(nóng)力度，逐步建立起國家與農(nóng)民、超額承擔耕地保護義務地區(qū)與未盡到耕地保護義務地區(qū)等多層次的耕地保護利益補償機制，以確保城鎮(zhèn)化與耕地保護協(xié)調(diào)發(fā)展。

應當指出，分析視角不同，得出的研究結(jié)果也會有所差異。本文僅從省級層面對耕地面積變化與城鎮(zhèn)化發(fā)展的演變態(tài)勢及耦合規(guī)律進行了分析，其研究結(jié)果有待于從更加微觀的地（市）或縣級層面進行驗證。此外，耕地面積變化不僅受城鎮(zhèn)化的影響，同時還與生態(tài)退耕、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等密切相關(guān)，這些均有待于進行更加深入、全面的研究。

參考文獻：

[1] 劉彥隨，喬陸印.中國新型城鎮(zhèn)化背景下耕地保護制度與政策創(chuàng)新[J].經(jīng)濟地理，2014（4）：1.

[2] KUMINOFF N V，ALVIN D S，DANIEL A S.Farmland conversion，perceptions and realities[J].University of California Agricultural Issuer Center Issues Bricf，2001（16）：3.

[3] GONG L F，DU，Q Y.A discussion on appraisal index system for sustainable use of cultivated land[J].Scientific and Technological Management of Land and Rcsourccs，2002（5）：30.

[4] 許秀川，溫濤，張衛(wèi)國.耕地面積、勞動供給、工資水平與城鎮(zhèn)化的非線性關(guān)系—— 一個理論模型及其門檻面板數(shù)據(jù)的實證[J].南京農(nóng)業(yè)大學學報（社會科學版），2016（3）：101.

[5] 李魁.東亞工業(yè)化、城鎮(zhèn)化與耕地總量變化的協(xié)動性比較[J].中國農(nóng)村經(jīng)濟，2010（10）：86.

[6] 張樂勤，陳發(fā)奎.基于 Logistic 模型的中國城鎮(zhèn)化演進對耕地影響前景預測及分析[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2014（4）：1.

[7] 劉旭曄.城鎮(zhèn)化對耕地可持續(xù)利用的影響研究——基于湖北省縣級面板數(shù)據(jù)分析[J].中南財經(jīng)政法大學學報，2015（2）：20.

[8] 吳玉鳴，馮仁勇.巖溶區(qū)城鎮(zhèn)化與耕地資源動態(tài)變動的面板數(shù)據(jù)分析——以廣西河池地區(qū)為例[J].資源科學，2010（5）：985.

[9] 馬才學，趙利利，柯新利.湖北省耕地非農(nóng)化壓力的時空演變格局[J].長江流域資源與環(huán)境，2016（1）：71.

[10]代路，雷國平.黑龍江省城鎮(zhèn)化與耕地資源的協(xié)調(diào)性分析[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟問題，2010（10）：122.

[11]羅翔，羅靜，張路.耕地壓力與中國城鎮(zhèn)化——基于地理差異的實證研究[J].中國人口科學，2015（4）：47.

[12]呂曉，劉新平.農(nóng)用地生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)耦合發(fā)展評價研究——以新疆塔里木河流域為例[J].資源科學，2010（8）：1538.

[13]宋成舜，許翠，談兵，等.基于耦合關(guān)系的城市土地集約利用效益研究[J].華中師范大學學報（自然科學版），2013（2）：265.

[14]王新越，秦素貞，吳寧寧.新型城鎮(zhèn)化的內(nèi)涵、測度及其區(qū)域差異研究[J].地域研究與開發(fā)，2014（4）：69.

[15]王新越，宋飏，宋斐紅，等.山東省新型城鎮(zhèn)化的測度與空間分異研究[J].地理科學，2014（9）：1069.