基于脱钩理论的川北传统农业区城镇化水平与耕地安全耦合研究——以绵阳市三台县为例

侯兰功，牟月华，乔 标

（1.西南科技大学土木工程与建筑学院，四川 绵阳 621000；2.中国电子信息产业发展研究院，北京 100048）

随着城镇化和工业化的快速推进，耕地保护的问题日渐凸显，保护耕地“红线”的压力不断增大，如何协调好城镇化水平与耕地安全的矛盾，是保持中国社会稳定和经济可持续发展的重要问题。中国目前正处在城镇化进程的加速阶段，而城市的发展必须依托土地资源等生产要素，城镇化作为经济快速发展的驱动力，必然对耕地安全产生一定的压力。在此背景下，研究城镇化水平与耕地安全的胁迫关系，对缓解城镇化发展和耕地保护之间的矛盾，促进城镇化与耕地安全协调健康发展具有一定的意义［1］。

纵观国内外的研究，发达国家在城镇化与耕地安全二者关系的研究上更倾向于城镇化过程中对农田景观生态保护［2］、耕地生态环境的影响［3］、土地利用效益与生态城市发展［4］。而中国仍属于发展中国家，国内学者在城镇化与耕地安全之间关系的研究上，更偏重于如何在保持经济高速增长的同时保障耕地和粮食安全。其中，在研究内容上主要集中在2 个方面，即城镇化背景下耕地集约利用的耦合关系［5-9］、城镇化对耕地的影响因素研究［10-13］；这些研究极大地丰富了中国在城镇化与耕地保护两者间关系的理论成果。但是现有研究多是从耕地数量角度分析耕地集约利用与城镇化的耦合关系，基于耕地质量角度探讨耕地安全与城镇化水平的耦合研究还相对较少。此外，川北地区是中国21 世纪实施西部大开发的重要发展区域，也是中国重要的粮食生产基地，同时也面临着较为严峻的耕地安全问题。脱钩理论能够通过两者简单的数量关系阐述两者之间的内在联系，并根据面板数据进行比较，从而能判断两者之间的关系并进行合理预测。因此，本研究以川北传统农业区——绵阳市三台县为例，采用脱钩理论，研究绵阳市三台县城镇化水平与耕地安全胁迫指数之间的动态关系，在对当地耕地安全起到一定积极作用的同时，以期为川北地区耕地安全与城镇化协调发展提供一定的理论基础。

1 研究区概况及数据来源

1.1 研究区概况

三台县位于四川盆地西北部，绵阳市东南部，地处 北 纬30°42′34″—31°26′35″，东 经104°43′04″—105°18′13″，是中国川北地区传统农业大县，其主导产业为种植业。截至2018年末，全县户籍总人口141.43 万人，全年实现GDP 269.81 亿元，农业总产值141.13 亿元，其中，农业总产值占全县GDP 的52.42%。2018年全县实有耕地面积7.91 万hm2，耕地有效灌溉面积为7.28 万hm2，实有耕地面积占三台县国土面积的29.74%（图1）。城镇化率由2006年的26.42%逐步上升到2018年的38.9%，平均每年增长幅度为1.04%。

图1 研究区概况

1.2 数据来源与处理

本研究数据主要来源于三台县统计部门提供的2006—2018年《三台县统计年鉴》及2006—2018年《三台县统计公报》和《绵阳市统计年鉴》等。采用标准化处理方法对原始数据进行处理，消除不同变量间量纲关系，使数据具有可比性。本研究城镇化水平直接采用统计年鉴中的城镇化率表示。

正向指标标准化公式：

反向指标标准化公式：

式（1）、式（2）中，x′ij为数据标准化后的值，xmax、xmin分别指原始数据中的最大值、最小值。

2 研究方法

2.1 耕地安全胁迫指数测算

通过构建耕地安全评价指标体系，分别计算其权重、各指标得分，最终计算出三台县耕地安全胁迫指数。其中，耕地安全评价指标体系中各指标的选取基于耕地安全已有研究成果［14，15］，结合研究区实际概况，从耕地数量、质量、生态3 个维度，选取耕地面积、有效灌溉面积、粮食单产、单位面积化肥施用量、单位面积农药使用量、单位面积塑料薄膜使用量6 个指标（表1）。

表1 耕地安全评价指标体系

2.2 指标权重的确定

根据指标的特性，用熵值来判断某个指标的离散程度，指标熵值越小，离散程度越大，该指标对综合评价（权重）的影响也越大。

假设多属性决策矩阵如下：

则用Pij表示第j个指标下第i个方案Ai的贡献度

Ej表示所有方案中对属性xi的贡献总量，Ej=其中，常数，满足K＞0，0 ≤Ej≤1

dj为信息熵冗余度，dj= 1-Ej

式中，Wj为各指标权重；x′ij为数据标准化处理后的数据。

2.3 脱钩弹性系数

“脱钩”一词最早在物理领域出现，1966年首次引入到社会经济领域［16，17］。随着对脱钩理论的不断深入研究，脱钩理论的应用逐步拓展到经济绩效、城市建设用地扩张、生态环境保护、能源消费等领域。就测算方法而言，主要有IPAT 模型法［18］、Tapio 弹性系数法［19］和脱钩指数法等。本研究根据脱钩指数的测度方法，构建该研究区城镇化水平与耕地安全胁迫指数分析模型

式中，n为年份；In为第n年的脱钩指数；Ils·n、Ils·n-1分别为第n年的耕地安全胁迫指数和第n-1年的耕地安全胁迫指数；Iu·n、Iu·n-1分别为第n年的城镇化水平和第n-1年的城镇化水平。

本研究城镇化水平与耕地安全胁迫的脱钩状态划分参考学者Tapio［19］的研究，将In=0.8 和In=1.2 当作脱钩状态的临界值，从而将脱钩状态划分为8 种类型。①当城镇化水平与耕地安全水平两者异向变化时，城镇化水平上升（△U＞0）耕地安全胁迫指数下降（△LSI＜0），两者脱钩关系为“强脱钩”（In＜0，位于I 区），此时两者间的状态是较理想的关系，城镇化水平与耕地安全协调发展；城镇化水平下降（△U＜0）耕地安全水平下降（△LS＞0），两者脱钩关系为“强负脱钩”（In＜0，位于V 区），两者关系极不协调。②当城镇化水平与耕地安全水平两者同向变化时，城镇化水平上升（△U＞0）耕地安全胁迫指数上升（△LSI＞0），第一象限存在3 种脱钩状态，即“弱脱钩”（0＜In＜0.8，位于II 区）、“扩张连接”（0.8＜In＜1.2，位于III 区）和“扩张负脱钩”（In＞1.2，位于IV 区）；城镇化水平下降（△U＜0），耕地安全胁迫指数也下降（△LSI＜0），此时的脱钩状态位于第三象限，也存在3 种状态，“弱负脱钩”（0≤In＜0.8，位于VI 区）、“衰退连接”（0.8≤In＜1.2，位于VII 区）和“扩张负脱钩”（In＞1.2，位于VIII 区）。在这6 种脱钩状态中，当城镇化水平变化率与耕地安全胁迫指数变化率相近（III 区和VII 区）时，或城镇化水平变化率大于耕地安全胁迫指数变化率（II区和VIII区）时，城镇化水平与耕地安全胁迫指数变化趋于合理，反之则是欠合理状态。

图2 城镇化水平与耕地安全胁迫指数关系类型模型

3 结果与分析

3.1 耕地安全胁迫指数分析

相对于稳步上升的城镇化水平，耕地安全胁迫指数呈较为复杂的变化趋势。如图3 所示，耕地安全胁迫指数随着时间的变化呈波动式下降趋势。其中，2007年耕地安全胁迫指数最大，为0.7183；2016年达到最低点，为0.2699。究其原因，2007年城镇化水平呈现负变化，粮食产量却较前一年增长9.4619 万t，化肥、农药、塑料薄膜使用量增加，耕地生态质量下降，从而导致耕地安全胁迫指数上升；2007年以后城镇化水平开始稳步上升，科学技术的蓬勃发展促使人们更加合理利用土地，并逐渐对生态环境提高重视，减少化肥、农药等使用量，使2007年后耕地安全胁迫指数开始逐渐下降，2016年指数降至最低。如图4 所示，耕地安全胁迫指数变化率反映的是耕地安全胁迫指数变化的速度，耕地安全胁迫指数变化率的波动与耕地安全胁迫指数基本呈相反的趋势。2008年变化速度达到最低点，2017年变化速度达到最高点。变化速度在前期（2007—2008年）较为剧烈，中期（2009—2016年）略微平缓，后期（2017—2018年）再次出现剧烈变化。

图3 2006—2018年三台县耕地安全胁迫指数分析

图4 2006—2018年三台县耕地安全胁迫指数变化率分析

3.2 脱钩弹性系数动态分析

由表2 和图5 可知，2006—2017年三台县的城镇化水平与耕地安全胁迫指数脱钩态势主要呈现4种：强负脱钩、强脱钩、扩张负脱钩、弱负脱钩，且呈动态交替变化，变化趋势可分成2 个不同阶段。

3.2.1 2006—2011年阶段 三台县城镇化水平与耕地安全胁迫指数两者脱钩-耦合状态极不稳定，经历了强负脱钩、强脱钩、扩张负脱钩、弱负脱钩4种状态的变化过程，波动范围较大，整个脱钩状态特征由极不理想逐渐向好的趋势转变，城镇化水平与耕地安全两者耦合关系由前期不合理开始逐渐优化调整。其中，2006—2007年脱钩状态呈现强负脱钩程度，表明在此阶段三台县城镇化水平下降，但耕地安全胁迫指数上升，两者极不协调；在2007—2008年呈现强脱钩程度，表明在此阶段城镇化水平逐步上升，耕地安全胁迫压力逐渐减小，两者耦合度较高，处于最理想状态；2008—2009年呈现扩张负脱钩程度，表明城镇化水平上升，耕地安全胁迫指数上升，耕地安全胁迫指数变化率的变化速度大于城镇化水平变化率的变化速度；2009—2010年呈现弱负脱钩程度，表明城镇化水平下降，耕地安全胁迫指数下降，耕地安全胁迫指数变化率的下降速度大于城镇化水平变化率的下降速度；2010—2011年再次呈现扩张负脱钩程度。通过对相关资料及信息的分析，究其缘由，三台县在此阶段过于注重城镇化水平的发展，对耕地安全保护意识较为淡薄，为提高粮食产量，对耕地投入强度较大，化肥、农药、地膜的使用量较大，同时由于城镇化水平上升，城市建设占用耕地面积，致使耕地面积总量减少，利用程度下降。虽然耕地安全胁迫指数总体上呈下降趋势，但城镇化与耕地安全之间的发展协调性并不理想，所以在2007、2009、2011年出现耕地安全胁迫指数上升的趋势。此外，2008年汶川地震对三台县生态环境的影响，也造成了三台县耕地安全胁迫指数的波动。

3.2.2 2012—2018年阶段 2012—2018年三台县的城镇化水平与耕地安全胁迫指数脱钩状态基本呈现强脱钩、扩张负脱钩交替出现，整体表现出脱钩状态震荡稳定在合理状态与较消极状态，城镇化水平与耕地安全两者耦合关系也基本稳定在协调与较协调状态。其中，各年份的脱钩状态为：2011—2013年呈现强脱钩程度；2013—2014年呈现扩张负脱钩程度；2014—2016年再次呈现强脱钩程度；2016—2017年呈现再次扩张负脱钩程度；2017—2018年呈现强脱钩程度。扩张负脱钩表示城镇化水平与耕地安全指数同向增长，但耕地安全指数变化率大于城镇化水平变化率，属于较消极的状态，两者间的协调性不高。强脱钩表示城镇化水平逐步增长，而耕地安全胁迫指数逐步下降，属于较理想的状态，城镇化水平与耕地安全协调性较佳。通过查阅三台县相关政策与资料显示，三台县自2012年以来经济快速增长，截至2018年，城镇化水平从2012年的30.94%快速上升到2018年的38.9%，城镇化开始转型，逐渐减弱对耕地的依赖性，耕地数量得到有效的保障。同时由于科学技术的进步与发展，人们开始注重耕地与生态环境保护，使用化肥、农药的数量大幅下降，传统农业逐渐向生态农业转型，耕地生态与质量逐步提升，致使三台县在此阶段脱钩状态多以较理想状态呈现。

表2 2006—2017年三台县城镇化水平与耕地安全胁迫指数及其脱钩关系

图5 2006—2018年三台县城镇化水平与耕地安全胁迫指数脱钩弹性系数分析

4 小结与建议

本研究基于脱钩理论对三台县城镇化水平与耕地安全胁迫指数进行了动态分析。研究表明，三台县2006—2018年城镇化水平稳步上升，耕地安全胁迫指数呈波动式下降趋势，2006—2018年三台县的城镇化水平与耕地安全胁迫指数脱钩态势主要呈现强负脱钩、强脱钩、扩张负脱钩、弱负脱钩4 种，且呈动态交替变化。从脱钩-耦合关系来看近13年的脱钩状态变化，虽然部分年份存在着较消极的状态，但大致上表现为从畸形到理想状态的转变。脱钩状态呈阶段性变化趋势，可分为2 个阶段：2007—2011年，该阶段脱钩状态表现为由极不理想到逐步改善的趋势，城镇化水平与耕地安全两者间的协调关系从前期不合理到逐渐优化调整；2012—2018年，该阶段整体表现出脱钩状态震荡稳定在合理状态与较消极状态，城镇化水平与耕地安全两者耦合关系也基本稳定在协调与较协调状态。

三台县属于中国西部的人口大县，农业人口较多，城镇化水平增长有一定的局限，耕地数量较大，因此保护耕地安全具有相对的难度。本研究基于三台县城镇化水平与耕地安全胁迫研究分析，就如何保持城镇化水平与耕地保护协调发展提出一定的建议。①城镇化建设必然要占用耕地，应当有效控制城镇化占用耕地的质量和数量，合理释放耕地，减少对耕地安全的胁迫，促进城镇化与耕地健康协调。②在政策方面，三台县应明确自身定位，健全相关法律法规，完善耕地保护机制，从法律上承认耕地资源价值存在，依据耕地价值对耕地占用进行差别化补偿，对耕地用地性质改变有一定的抑制作用，保护粮食安全。同时由于很多村庄存在空心村，大量宅基地废弃，开展宅基地土地整理，将优质宅基地复垦为耕地，农村产业实行规模化经营，增强耕地资源安全生态意识，促进城镇化与耕地安全的协调发展。

需要指出的是，本研究城镇化水平直接采用年鉴上的城镇化率，研究层面以县级层面切入，研究成果有待于进一步验证。耕地安全胁迫不仅受到城镇化的影响，还与自然灾害、政策偏移、农业结构调整等有关，这些都有待于深入研究。