中国省际耕地利用效率时空格局分异与机制分析

科学剖析省际耕地资源利用效率时空格局分异及机制,对推进省际耕地资源集约利用具有重要的理论及实践意义。该文以中国省域(除港、澳、台)作为研究案例区,从投入和产出2个维度构建指标体系,运用改进DEA(data envelopment analysis)模型测度1994—2012年中国省域单元耕地利用效率值;综合利用ESDA(exploratory spatial data analysis)关联模型、R/S(rescaled range analysis)分形模型等方法分析省际耕地利用效率时空格局分异特征,并通过Tobit回归模型揭示效率时空分异的驱动机制。结果表明:1994—2012年中国省际耕地利用效率DEA最优比例相对较小,空间表征出东部高、中西部低的分布格局;东部沿海、北部沿海、东北地区综合效率较高,呈上升发展趋势,技术效率与综合效率变化较相似,而规模效率呈现先上升后下降态势;全局上省际耕地利用效率呈现空间正自相关,以空间集聚为主要分布模式;局部上可划分4种类型:H-H(high-high)效率区、H-L(high-low)效率区、L-H(low-high)效率区、L-L(low-low)效率区,其中H-H效率区主要分布在长三角、京津地区,并逐渐向珠三角演化,而L-L效率区主要集聚在中国西北地区;未来省际耕地利用效率将表现出继续增长的分形特征,且增长高值区集聚在中国东部、北部沿海;经济发展水平、农业科技进步是影响效率空间分异的重要因素,自然环境条件是效率发展差异的基础因素,而农户自身特征也会对效率时空分异产生一定冲击;最后,从推动技术进步、调整产业结构、耕地整理流转、补偿激励机制等方面提出省际耕地集约利用政策建议。     

鄱阳湖生态经济区耕地利用效率时空差异及其影响因素分析

为了解鄱阳湖生态经济区的耕地利用情况,运用数据包络分析(DEA)方法、GIS技术,以县域为评价单位,建立耕地利用效率评价指标体系,对鄱阳湖生态经济区25个县(市)1999—2010年耕地利用效率进行了测度,并采用Tobit回归模型揭示了耕地利用效率变化的影响因素。结果表明:1999—2010年鄱阳湖生态经济区耕地利用的综合技术效率为0.844,说明耕地利用的整体水平有待提高;综合技术效率受纯技术效率和规模效率的变化影响,但规模效率对其影响更大;鄱阳湖生态经济区各县(市)耕地利用效率存在较大的时空差异性;从耕地利用效率的影响因素来看,各因素对耕地利用效率具有不同方向和不同程度的影响,按从大到小排序是:耕地复种指数农业政策乡村人口占总人口比重单位耕地面积拥有农业机械总动力农民人均纯收入。研究结果可为鄱阳湖生态经济区耕地资源有效利用,提高耕地利用潜力提供科学依据。     

中国粮食主产区耕地利用效率区域差异及影响因素——基于179个地级市的实证研究

[目的] 粮食主产区在实现粮食稳产保供中具有重要的战略地位。研究粮食主产区的耕地利用效率及其时空演变特征,旨在为促进粮食主产区耕地资源高效利用、保障粮食安全及实现农业可持续发展提供参考。[方法] 创新性地运用两阶段动态网络DEA模型,测算粮食主产区2010-2020年179个地级市耕地利用效率,并通过ArcGIS可视化技术和核密度估计分析其时空演变特征,构建Tobit模型并探究耕地利用效率影响因素。[结果] 2010-2020年粮食主产区整体效率水平呈"小幅下降-快速上升-波动增长"的阶段趋势,整体效率水平偏低,仍具有较大提升空间。分阶段来看,生产阶段效率水平始终高于消费阶段,且两阶段效率水平差距有进一步增大的态势;粮食主产区耕地利用效率提升受两阶段效率水平共同作用的影响,生产阶段是效率提升的主要动力,阻力来自于消费阶段效率。分区域来看,松花江流域>长江流域>黄河流域的耕地利用效率,区域不均衡性显著。从空间上来看,整体效率、生产阶段效率高值区呈东北-西南空间分布,并逐渐形成"高-高"集聚和"低-低"集聚的空间格局,消费阶段效率高值区呈离散化分布格局,并未呈现出向提升方向收敛的发展态势。整体、生产阶段和消费阶段的外部影响因素不尽相同,涉及社会经济发展水平、城乡发展水平、科技水平及农业基础设施建设。同时不同因素对不同区域的整体及各子阶段耕地利用效率作用强度及作用方向也存在显著差异。[结论] 未来粮食主产区不但要探索区域差异化耕地利用路径,加强各地级市间合作,更要在提升生产阶段效率的同时,重点关注各地级市消费阶段效率提升收敛速度以及与生产阶段效率差距之间的协调。     

“双碳”目标下黄河下游耕地绿色利用效率、收敛性与影响因素

[目的] 分析黄河下游耕地绿色利用效率及其收敛性与影响因素,为黄河下游地区耕地生态保护与高质量发展提供参考。 [方法] 将耕地资源利用过程中产生的耕地面源污染和碳排放等非期望产出和总碳汇同时纳入评价指标体系,利用EBM模型、收敛模型、面板Tobit模型系统分析了2007—2020年黄河下游34个地市耕地绿色利用效率、收敛性与影响因素。[结果] ①黄河下游耕地绿色利用效率整体呈上升趋势,但2020年末仍未达到最优状态。黄河下游地区耕地绿色利用效率存在空间非均衡性,豫南及鲁北耕地绿色利用效率值较高,而郑州、威海等地市的效率值一直偏低。 ②从效率分解看,黄河下游地区耕地绿色利用效率提升的主要动力源于规模效率,阻力来自纯技术效率。 ③从收敛检验看,黄河下游耕地绿色利用效率均存在σ收敛和β收敛,河南省耕地绿色利用效率的地市间差距明显低于山东省,但山东省的收敛速度较之更快。 ④从影响因素看,农作物种植结构与政府财政支农对黄河下游地区耕地绿色利用效率起促进作用,而城乡收入差距、经济发展水平和耕地机械投入强度起抑制作用。[结论] 未来黄河下游不但要提高耕地绿色利用的综合管理水平,加强地市间交流合作,更要在推进耕地绿色利用发展的同时,重点关注各地区耕地绿色利用效率的收敛速度与发展差距之间的协调。     

河南省城市韧性与土地利用效率的耦合协调性

[目的]分析河南省城市韧性与土地利用效率的耦合协调关系,为提高区域安全系数,实现可持续发展提供科学支撑.[方法]分别构建城市韧性与土地利用效率两系统的综合评价指标体系,采用熵值法、自然断裂点法、数据包络分析(CCR,BCC、超效率DEA模型)及耦合协调度模型测度河南省2019年城市韧性、土地利用效率及两者的耦合协调度,...     

河南省城镇化进程与水资源利用响应关系

为探究城镇化和水资源相互作用机制,构建河南省城镇化与水资源协调发展的综合评价体系;基于综合指数和响应度模型,定量研究了河南省2005—2016年城镇化发展和水资源利用特征及响应关系等。结果表明:河南省城镇化综合发展水平不断提高,2012年前经济城镇化居优势地位,但2012年后呈现社会城镇化空间城镇化经济城镇化人口城镇化的特点;河南省水资源综合利用潜力呈现波动上升趋势,水资源利用效率与水资源管理水平快速提高,且水资源负荷呈缓慢减少趋势,水资源自然禀赋和利用程度呈现波动减少趋势。河南省水资源系统各分量对城镇化的响应存在明显差异,呈现自然禀赋(负相关)利用程度(负相关)管理质量(正相关)利用效率(正相关)用水负荷(不相关)的特点,在2006年、2008年、2009年、2013年、2015年城镇化发展受到水资源的限制,其余年份则是水资源综合利用和城镇化发展起到了相互的推动作用。因此,河南省应优化水资源管控方式,提高水资源利用效率,挖掘水资源利用潜力,打破水环境约束城镇化局面,促进城镇化与水资源协调、持续发展。     

基于组合赋权法的哈尔滨市耕地生态安全评价

根据耕地资源生态安全内涵和影响因素,从自然、经济、社会3个方面选取与耕地生态安全关系密切的17项指标,构建哈尔滨市耕地生态安全评价指标体系.运用组合赋权法计算各项指标的权重,通过定量计算,得出哈尔滨市各县域耕地生态安全综合值.采用非等间距法将耕地生态安全综合值分为安全、较安全、敏感、风险、恶化5个安全级别.结果表明,哈尔滨市各县域单元的耕地生态安全状况为:依兰县与通河县处于较安全级别,双城市与宾县处于风险级别,其它6县(市)为敏感级别.     

基于投影寻踪模型的河南省耕地生态安全评价

耕地生态安全关系到粮食供给、社会稳定和经济社会可持续发展,对河南省2006—2015年的耕地生态安全状况从时空角度进行了分析评价,为指导区域耕地合理、可持续利用提供科学依据。运用PSR模型构建了耕地生态安全评价指标体系,运用准确度较高的投影寻踪模型进行了评价指数的测算。结果表明:（1）人均耕地面积、单位耕地面积化肥负荷、第一产业占GDP比重、耕地垦殖率、城镇化水平已经成为影响河南省耕地生态安全状况的主要因素;（2）研究期间,河南省耕地生态安全综合评价值从0.893 7增加至0.941 9,呈现出“快速上升—缓慢下降—波动上升”的阶段性发展态势;（3）根据耕地生态安全综合评价值的变化规律,将18个评价单元从时间维上分为快速上升区、慢速上升区和基本稳定区3种类型,在空间维上分为安全级别、良好级别、敏感级别、风险级别、危险级别5种划分类型;（4）2006—2015年,除了郑州,其他17个省辖市耕地生态安全综合评价值均呈上升态势,城镇化水平、人口密度、人均耕地面积、第一产业占GDP比重是影响郑州耕地生态安全的主要因素。     

基于DEA的江西省耕地利用效率及影响因素分析

为了了解江西省耕地利用状况,采用数据包络分析(DEA)、Tobit回归模型分析以及聚类分析方法,对江西省1996—2008年耕地利用效率及其影响因素进行了分析。结果表明:l3a来江西省耕地利用效率平均值为0.967,耕地利用总体水平较高;萍乡、赣州、吉安、宜春、抚州5市耕地利用效率较好,新余、鹰潭次之,南昌、景德镇、九江、上饶4市相对较差;人均GDP、耕地复种指数、有效灌溉面积和单位面积机械总动力对耕地利用效率的影响有所差异,单位面积机械总动力耕地复种指数有效灌溉面积人均GDP。研究结果可为提高江西省耕地利用效率提供科学依据。     

中国城市土地利用效率的空间分异

[目的]对新型城镇化进程中城市土地的利用效率的空间分异性及成因进行分析,为提升新型城镇化发展质量和促进经济增长提供理论依据和参考。[方法]选取新型城镇化过程中的城市土地作为研究对象,将城市土地的利用分成2个阶段,运用改进的两阶段DEA和Tobit模型对城市土地的利用效率的空间分异性和成因进行分析。[结果]我国城市土地利用存在空间分异性,土地的空间关联性对其影响显著,虽然城市土地利用效率不断在提升,但总体上利用效率相对较低。[结论]我国土地利用效率较低的原因主要包括:(1)经济发展是导致土地利用存在空间分异的主要原因;(2)没有重视土地的社会属性和自然环境的保护;(3)现阶段人力资本因素对提升土地利用效率的程度大于技术因素。     

省域水资源可持续利用效率分析

我国正面临着严峻的水资源短缺、水质恶化和水生态退化问题,高效、可持续地利用水资源至关重要。为了通过省域之间的相互比较来提高我国省域水资源可持续利用效率,本文从水资源可持续利用的基本要求出发,以国土面积和Ⅲ类以下水资源量为投入变量,以地区生产总值和人口数量为产出变量,应用DEA(BCC)-Tobit两步法测算了中国26个省域水资源可持续利用相对效率,分析了影响省域水资源可持续利用效率的关键因素。结果表明,规模偏大与不合理用水导致我国省域水资源的可持续利用效率总体较低,综合效率均值为0.303,纯技术效率均值为0.592,规模效率均值为0.513。水资源可持续利用效率的省际差异很大,综合效率值的变异系数达1.010,效率提升的潜力很大。第一产业增加值占地区生产总值的比重、单位国土面积环保投资额和耕地占国土面积比重是影响省域水资源可持续利用效率的3个关键因素,影响系数依次为0.015 7、0.014 2和0.004 9。综合分析可知,在充分保护和持续利用耕地的基础上推进工业化、城镇化和农业现代化,调整经济发展结构,加大环保投资有利于提高省域水资源可持续利用效率。     

河南省农业生产效率测度及影响因素

为了研究河南省近15年农业生产效率,探索如何提高河南省农业生产水平,从投入产出角度构建了农业生产效率测度指标体系,采用DEAP 2.1软件测度了河南省108个县域单元2001-2015年农业生产效率的时空分异特征;采用GeoDa095i软件分析了河南省农业生产效率的时空分异格局及空间关联性;在分析农业生产效率影响机制的基础上,用Stata 13.0软件采用随机效应模型对河南省农业生产效率的影响因素进行了定量分析。结果表明:(1)2001—2015年间的河南省农业生产效率一直在0.84上下波动,县域之间农业生产效率变异系数有增加趋势;(2)河南省农业生产纯技术效率对综合效率的影响及制约能力强于规模效率;(3)黄淮平原区农业生产综合效率居于最低水平,其次是豫西山地丘陵区、燕山太行山山前平原区、冀鲁豫低洼平原区、鄂豫皖丘陵山地区农业生产效率居于前三位;(4)河南省空间相邻县域农业发展效率高(或低)的县域呈现显著的空间集聚分布态势,从2001到2003年间河南省农业生产效率空间聚集态势显著增加,2004—2010年河南省农业生产效率全局Moran′s I基本处于0.200 0~0.300 0,其后逐渐增加至2015年的0.427 1;(5)农业生产影响因素中单位耕地面积化肥施用量对农业生产影响不显著,经济发展水平、资本投入与河南省农业生产效率之间具有显著的正相关关系,其余因子是负相关关系。最后本文针对性的对提高河南省农业生产效率提出了相应对策建议。     

基于EKC模型的河南省工业化、城镇化水平与耕地面积关系研究

作为粮食大省,河南省担负着国家粮食安全的重任,在工业化、城镇化加速背景下,构建河南省耕地面积变化规律模型,预测未来耕地保护的压力,可以提升耕地保护的动力,为保障国家粮食安全和促进地方经济发展做出贡献.基于文献资料,构建了河南省耕地面积三次环境库兹涅茨曲线模型,运用Eviews软件进行模型拟合,验证工业化、城镇化和耕地面积的关系.数据支持城镇人口比重和耕地面积的显性三次环境库兹涅茨曲线相关关系.从而有如下结论:河南省城镇人口比重在19.350％～32.149％之间,城镇化水平提高,耕地面积增加.城镇人口比重超过32.149％,河南省耕地面积伴随城镇化水平的提高逐渐减少,减少速度快,未来耕地保护压力很大.通过理顺土地整治的投资收益机制可以释放部分压力.同时,类似于人地挂钩政策等制度创新也可使“倒U型”曲线上移,进一步缓解耕地减少的趋势.做好上述两方面,耕地减少在一段时间内甚至可以得到控制,最终达到保护耕地的目的.     

我国粮食主产区农业水资源利用效率评价

[目的]研究我国粮食主产区13个省份2001—2011年农业水资源利用效率,旨在明确各省份农业水资源利用效率提升的潜力。[方法]采用DEA(数据包络分析)交叉评价模型。[结果](1)2001—2011年我国粮食主产区农业水资源利用效率普遍偏低,且各省份之间的差异较为显著;(2)吉林、内蒙古、湖北、湖南、山东、辽宁和黑龙江省(区)属于"低投入低产出"类型,四川、河南、安徽、江西、河北和江苏省属于"高投入高产出"类型;(3)我国粮食主产区农业水资源利用效率整体处于"低投入低产出"阶段,农业水资源利用效率具有很大的提升空间。[结论]DEA交叉效率评价模型实现了对所有决策单元效率的完全排序和效率评价;虚拟决策单元的引入明确了研究区域内各单元农业水资源利用的提升潜力和改进方向。     

耕地空间保护格局影响因素及整治规划对策——以甘肃省平凉市崆峒区为例

[目的] 通过对耕地保护现状空间格局成因及其空间相关性分析,划分科学的耕地整治规划分区,为进一步优化崆峒区耕地布局,提升耕地质量,科学利用、保护耕地提供参考。[方法] 以甘肃省平凉市崆峒区为例,采用景观格局指数法、多目标决策法、Spreaman秩相关法、聚类分析法,选取耕地坡度、耕地保护政策、城镇化影响来分析耕地景观格局现状与其在空间上的存在的协同或权衡关系,构建耕地保护格局相关性分析评价指标体系。[结果] ①研究区整体上耕地景观格局指数2010—2022年上升3.55%,耕地集聚程度大部分区域呈现下降趋势,但在整个过程中呈现波动。区域土地利用程度整体上呈上升趋势,各乡镇耕地布局特征及土地利用程度差异明显。②耕地保护指数2022年较2010年上升315.30%,2°～6°耕地增加120.96%,15°～25°耕地减少32.64%,>25°耕地减少100%,耕地质量提升明显,与耕地景观格局在空间上高度协同;城镇化影响指数呈上升趋势。2010—2022年城镇化影响指数上升25.17%,城镇化对耕地布局影响加大,与耕地景观格局在空间上存在权衡关系。③划分耕地质量提升重点区、耕地质量提升一般区、耕地新增开发潜力区、耕地协调保护区等4个耕地整治规划单元。[结论] 甘肃省平凉市崆峒区耕地布局特征各乡镇差异性明显,耕地整体保护成效明显。影响研究区耕地空间格局的主要因素为政策因素、城镇开发影响以及农民种植意愿和耕地保护意识等。     

陕西省城镇化与耕地利用生态效率耦合协调时空分析

[目的]探究陕西省耕地利用生态效率与城镇化进程的耦合协调关系,为陕西省城镇化开发和耕地保护相关政策制定提供理论依据。[方法]基于陕西省2005—2019年各县域面板数据,建立耕地利用生态效率评价指标体系和城镇化发展水平评价指标体系,测算县域单元耕地利用生态效率及城镇化水平,采用耦合协调度模型探索两者间的耦合协调关系,利用空间自相关方法分析各县域单元耕地利用生态效率和城镇化发展的空间格局演化特征。[结果]2005—2019年陕西省耕地利用生态效率水平由0.765下降至0.684,但整体耕地利用生态效率值相对较高,且县域间存在空间差异性,各区县耕地利用生态效率以团块状聚集,陕北、关中和陕南地区间差异随时间逐渐缩小;2005—2019年陕西省综合城镇化水平提高了198.24%,整体呈“中部高、南北低”的分布态势,关中地区是人口城镇化、经济城镇化、土地城镇化的核心区域,变化速率整体表现为：经济城镇化>人口城镇化>土地城镇化;2005—2019年,陕西省县域单元耕地利用生态效率与城镇化耦合度等级主要处于低水平耦合向拮抗耦合过渡阶段,25%的区县耦合度有所提高;2005—2019年,陕...     

基于组合模型的城镇化演进对耕地影响极限测算

以安徽省为例,选取城镇常住人口占总人口比例等18项指标,从人口、空间、经济、社会生活四维度构建了城镇化综合水平评价体系,采用熵值赋权法对其综合指数进行了测算;运用对数平均迪氏分解模型（Logarithmic Mean Divisia Index,LMDI）,对城镇化进程引致的耕地减少份额进行了计算;基于经济学边际理论,采用最小二乘回归分析方法,构建了城镇化边际耕地变化率测度模型;借助EXCEL软件,通过作散点图并添加趋势线,采用最佳拟合优度获取曲线及高数极值求导判别方法,测算了城镇化演进对耕地影响最小的极限时刻,结果表明：安徽省城镇化综合指数由1996年的0.0319上升至2012年的0.9945;城镇化进程引致耕地面积减少量2002年后呈降幅态势,契合经济学边际效应递减规律;城镇化边际耕地变化率指数由2002－2003年的1292517.63下降至2011－2012年的7430.35,整体呈下降态势;边际耕地变化率拟合曲线为开口向上U形抛物线,当城镇化综合指数为7.325时,即2022－2023年间,城镇化对耕地影响处极小状态,2023年前,安徽省推进城镇化与耕地保护矛盾较突出。基于研究结果,从依靠产业结构优化升级促进城镇土地集约利用等方面提出了政策建议。该研究成果可为安徽省科学编制土地利用规划及制定协调城镇化演进与耕地保护政策提供参考,也可为同类研究提供借鉴。     

成渝城市群城市土地-耕地利用效率时空耦合研究

[目的]评价成渝城市群城市土地利用效率及耕地利用效率,促进成渝城市群新型城镇化与农业现代化的共同发展。[方法]基于2005—2014年统计数据,建立城市土地利用效率与耕地利用效率的指标体系,综合运用Super SBM模型、重心转移模型及耦合协调度模型,分析成渝城市群城市土地利用效率、耕地利用效率的时空格局及二者的耦合协调水平。[结果](1)2005—2014年,成渝城市群城市土地利用效率呈波动向上发展,效率重心垂直向南移动幅度较大;(2)耕地利用效率整体上呈现V形波动,效率重心在水平方向上向东转移趋势明显;(3)研究区域内城市—耕地利用效率耦合协调类型数量呈"纺锤状"结构分布,高耦合中协调度型城市数量众多,南—泸一线城市耦合协调类型变化强烈。[结论]成渝城市群城市土地—耕地利用效率耦合协调度较高,呈良性发展态势。     

基于数据包络分析的土地利用生态效率评价

土地利用变化会对土地生态产生一定影响,土地利用生态效率可以从投入产出解释土地利用的生态影响,帮助实现土地利用成本最小化时生态价值的最大化。该文首先选用数据包络分析（DEA）的CCR-I模型,并确定土地利用投入产出指标,对31个省市区进行土地利用生态效率评价计算,获得土地利用生态效率值。其次基于土地利用生态效率值阐述土地利用生态效率的空间分布规律。最后依据优化原则优化设计DEA有效下土地利用投入与土地利用产出,并计算得到固定土地面积与GDP下实现DEA有效的调控因子改变值。研究结果表明,土地利用生态效率评价是可行的,土地生态效率在空间分布上与地区土地利用特征有一定的关系,土地利用可以通过投入产出优化实现土地利用生态效率DEA有效。     

河北省耕地利用效率空间差异及影响因素

运用数据包络分析法,对2001—2012年河北省全省及其所属11个地市耕地利用效率进行测算和分析,将11个地市的耕地利用效率划分为3个层次:高效区、较高效区和低效区,在此基础上,运用FGLS方法研究影响3个层次耕地利用效率的主要因素。结果表明:(1)近几年河北省耕地利用效率发展较快,2010年以前耕地技术效率较低主要是由规模效率低造成的;(2)河北省各地市的耕地利用效率存在着一定的差距:石家庄市、承德市、张家口市和唐山市4市的耕地利用效率常年保持在良好状态;秦皇岛市、廊坊市和保定市3市耕地利用效率较好;而沧州市、衡水市、邢台市和邯郸市4市耕地利用效率相对较低;(3)高效区耕地利用效率的主要影响因素为:单位播种面积化肥使用量、人均播种面积、耕地复种指数、农业劳动力比率、农民人均纯收入;较高效区耕地利用效率的主要影响因素为:单位播种面积化肥使用量、人均播种面积、耕地复种指数、受灾率、农民人均纯收入;低效区耕地利用效率主要影响因素为:有效灌溉率、人均播种面积、耕地复种指数、受灾率、农民人均纯收入、二三产业比重。各地市在充分考虑各自耕地利用效率影响因素的基础上,从自身实际情况出发,有针对性地制定区域差别化的农业发展政策,有方向地引导耕地效率的提高。