基于脱钩理论与LMDI模型的农村居民点演化特征及驱动因素分解

刘书畅，叶艳妹，林耀奔

基于脱钩理论与LMDI模型的农村居民点演化特征及驱动因素分解

刘书畅，叶艳妹※，林耀奔

（1. 浙江大学公共管理学院，杭州 310058；2. 城乡建设用地节约集约利用实验室，北京 100812）

为研究中国农村人口与农村居民点用地变化协同关系和驱动因素，以促进农村居民点用地集约利用，该文基于农村人地变化脱钩和城乡人口转型视角，以全国和31个省级行政区域为研究区，将Tapio脱钩模型和对数平均迪式指数分解法（logarithmic mean Divisia index，LMDI）应用于农村人地协调演化研究及驱动效应分解。结果表明，近20 a来，中国城乡发展经历了快速转型，农村常住人口持续减少，降幅约为30.7%，而同期农村居民点规模不减反增，农村人地演化关系失衡，建设用地趋于粗放利用；中国及各地区农村人口和居民点变化的脱钩关系主要表现为强负脱钩，其中东部和西部地区负脱钩程度较为严重，且负脱钩程度总体上呈加剧趋势；1996—2008和2009—2016年期间，中国农村居民点规模分别增加了2.020×105hm2、7.275×105hm2，其中农村居民点利用集约度效应、城乡人口结构效应、城镇化效应、区域总人口效应的贡献量分别为33.497×105、-116.833×105、71.813×105、13.544×105hm2和36.689×105、-68.271×105、32.164×105、6.692×105hm2；不同时段各效应贡献度不同，1996—2008年城镇化效应大于农村居民点利用集约度效应，而在2009年之后，农村居民点利用集约度效应逐渐超过城镇化效应，成为农村居民点增加的主导因素。

土地利用；农村；模型；农村居民点；演化特征；Tapio脱钩；LMDI

0 引 言

农村居民点承载了农民的生存保障功能，乡村人地关系的变化较多的映射在人口与乡村聚落上。近年来，中国工业化、城镇化进程日益加快，城乡建设用地扩张成为这一进程中的显著特征[1-3]。解释论上，随着城乡人口转型及经济快速增长，城乡建设用地变化应表现为城镇建设用地的增加和农村居民点用地的减少。但现实中随着乡村人口的减少和城镇用地规模的扩大，农村居民点用地却不减反增[4-5]，这一结果与一般性假设相悖。据统计，1996—2016年全国农村人口净减少2.6亿，约下降30.7%，而同期农村居民点用地增长了16.7%。在城乡用地矛盾日渐突出的现状下，深入探索农村人口与居民点用地变化的协同关系及驱动力，促进农村土地资源的有效配置与高效利用，将是强化耕地保护、平衡城乡土地利用和优化国土空间格局的关键突破口。

目前，有关农村居民点用地演化的研究主要从以下3个方面：1）从农村居民点利用的数量规模展开，研究农村居民点用地扩展的动态变化，并对其影响因素进行分析。如王介勇等[6]研究了黄淮海平原农区典型村庄用地扩展的主要特征，从内生动力和外部动力两方面探讨了村庄用地扩张的驱动机制；刘超等[7]运用动态度模型研究了关中地区农村居民点用地变化的时空特征，并从非农人口和农业机械动力等因素的差异对农村居民点用地动态变化进行解释；谭雪兰等[8]运用回归分析方法研究了农林牧渔总产值、粮食产量和固定资产投资等对长株潭城市群农村居民点变化的作用力。2）从农村居民点利用质量的角度，开展农村居民点集约利用评价，探索农村居民点用地集约化管控路径。如曲衍波等[9]基于投入-产出原理对北京市平谷区农村居民点集约利用程度进行评价，并分析了影响集约利用的障碍因子；周跃云等[10]从“两型社会”建设背景出发，分析了株洲市农村居民点集约状况，利用灰色关联分析法进行因素探讨。3）从城乡建设用地协调变化的视角，王婧等[11]分析了中国城乡人地变化的耦合特征，蔡芳芳等[12]以南通市为例，解析了近年来城乡建设用地变化的失衡状态及成因等。通过分析发现，既有研究具有视角多元、方法论多元的特征，但主要侧重于某区域、省份或市（县）等中微观尺度和定性分析，缺乏全国宏观层面对农村居民点用地变化与驱动因素的定量比较研究。

为此，本研究从城乡人口转型和农村人地变化脱钩关系的视角，采用Tapio脱钩模型计算1996—2016年全国农村人口与居民点变化的脱钩程度，并从省域尺度分析农村人地变化的空间差异。基于扩展的Kaya恒等式，综合考虑农村居民点利用集约度效应、城乡人口结构效应、城镇化效应以及区域总人口效应4个因素，建立农村居民点规模变化的因素分解模型，并将对数平均迪式指数分解法（LMDI）引入到农村居民点扩张的驱动因素分解中来，定量分析各驱动效应对农村居民点规模变化的贡献度，探索影响农村居民点变化的主要因素，以揭示其潜在的作用机制，为有效管控农村居民点规模和加强农村居民点用地规划管理提供依据。

1 研究方法及数据来源

1.1 Tapio脱钩模型

脱钩（decoupling）是来源于物理领域的概念，可用来分析2个或多个具有响应关系的系统时空变化的耦合状态[13-14]。目前，用于脱钩分析的模型主要有OECD模型[15]、Tapio脱钩模型[16]、IPAT方程[17]等。Tapio脱钩模型是由OECD模型发展演变而来[18]，基于弹性变化，用增长率的比值对脱钩状态进行衡量，且不受研究基期选择的限制[19-20]，使得脱钩程度的计算更加灵活、准确。本文采用Tapio脱钩模型测度农村人口和居民点用地变化的脱钩关系，模型定义如下

式中为农村人口和居民点用地变化的脱钩弹性值，0、L分别表示基期和第年的农村居民点面积，hm2；0、P分别表示基期和第年的农村人口，人；为农村居民点面积增长率，%，为农村人口变化率，%。

对于不同的研究领域或研究对象，“脱钩”程度的定义都会有所差异，基于本文研究目的，结合Tapio[16]对脱钩类型的划分以及黄木易等[21]国内学者对Tapio脱钩模型的应用研究，以脱钩弹性值0.8和1.2作为划分依据，将脱钩程度划分为强脱钩（<0，>0且<0）、增长性脱钩（0<<0.8，>0且>0）、衰退性脱钩（>1.2，<0且<0）、强负脱钩（<0，<0且>0）、衰退负脱钩（0<<0.8，<0且<0）、增长负脱钩（>1.2，>0且>0）、增长性耦合（0.8<<1.2，>0且>0）、衰退性耦合（0.8<<1.2，<0且<0）8个类型。另外，鉴于以往相关研究中以弹性值0.8和1.2来划分脱钩类型，而不便于比较研究单元脱钩程度的动态变化，同时考虑到农村人口普遍减少的现实，农村人地变化很可能多处于负脱钩状态，为此，本文对负脱钩类型作了进一步细致划分，其中强负脱钩状态进一步细分为“强负脱钩Ⅰ、Ⅱ…Ⅵ”，增长负脱钩状态细分为“增长负脱钩Ⅰ、Ⅱ…Ⅵ”，衰退负脱钩状态划分为“衰退负脱钩Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ”。负脱钩程度由Ⅰ到Ⅵ不断加剧，以便于比较在脱钩状态不变时，农村人口与居民点用地脱钩程度的动态变化（表1）。

表1 农村人口与农村居民点用地变化脱钩程度划定

其中，强脱钩状态下，农村人口增加而建设用地趋于减少，这是农村人地关系变化的理想状态；增长性脱钩表示农村人口和建设用地面积均增加，但相比建设用地扩张幅度，农村人口增幅更大；衰退性脱钩意味着农村人口和建设用地面积均减少，但相比农村人口减少幅度，建设用地降幅更明显。强负脱钩意味着随着农村人口的减少，农村建设用地趋于增加，这是较不合理的状态；衰退负脱钩表示农村人口与建设用地均减少，但建设用地的降幅小于人口降幅；增长负脱钩表示农村人口与建设用地均增加，但建设用地增幅高于人口增幅。在耦合状态下，农村人口与建设用地增幅或降幅相当，是介于脱钩和负脱钩的中间状态。

1.2 扩展的Kaya恒等式

Kaya恒等式是日本的Yoichi Kaya教授提出的，当时用于分析影响CO2排放量的驱动因素[22-23]。本文基于扩展的Kaya恒等式，将其运用于农村居民点变化的驱动力测度，建立农村居民点用地变化的因素分解模型，将农村居民点用地变化的影响因素分解为农村居民点利用集约度效应、城乡人口结构效应、城镇化效应以及区域总人口效应4个因素，扩展的Kaya恒等式形式如下

式中是农村居民点总面积，0、1、2分别是农村人口、城镇人口和区域总人口，人。=/0为人均农村居民点面积，用以表示农村居民点利用的集约度，m2/人；=0/1为乡村和城镇人口规模之比，用以指示城乡人口规模变动；=1/2表示区域城镇化水平。

1.3 LMDI分解模型

LMDI分解法由新加坡学者Ang[24]提出，其能够对影响因素完全分解且不产生残差[25]，主要有加法分解和乘法分解2种模式，并且这2种模式实质上是无差异的[26]。按照扩展的Kaya恒等式和LMDI分解模型，研究基期到第年的农村居民点用地变化△为总效应，其是由农村居民点利用集约度效应、城乡人口结构效应、城镇化效应以及区域总人口效应引起的，按照加法分解形式，农村居民点用地变化的LMDI分解模式如下：

式中△S为农村居民点用地变化量，hm2；△S表示基于加法分解模式的农村居民点利用集约度效应，用来反映农村居民点利用集约度的变化对农村居民点变化的影响；△S表示城乡人口结构效应，反映城乡人口规模比值的变化对农村居民点变化的影响；△S表示城镇化效应，用以反映城镇化水平的变化对农村居民点变化的影响；△S表示区域总人口效应，用以反映区域总人口的变化对农村居民点变化的影响。以上4个驱动因素基于加法分解的计算公式如下：