周楊武，柳 杰

(湖南大學經濟與貿易學院，湖南長沙 410079)

耕地是農業(yè)生產中不可替代的勞動對象、生產要素和空間場所，集生產、承載與生態(tài)等多種功能于一體。在我國，耕地被農民視為“命根子”，它不僅是重要的農業(yè)生產資料，也是農民生活保障的重要來源。由于社會經濟發(fā)展、人口增長和非農建設等占用大量耕地，致使耕地日益減少，耕地保護形勢日益嚴峻［1］，耕地資源稀缺性日益凸顯，耕地集約利用勢在必行。對耕地集約利用的研究已成為促進我國農業(yè)發(fā)展，農村進步和農民增收的重要舉措，對區(qū)域糧食安全、生態(tài)保護以及經濟社會可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 文獻回顧

土地集約利用這一概念最早是由大衛(wèi)·李嘉圖等古典政治經濟學家在地租理論中對農業(yè)用地的研究中提出的［2］，即在一定面積的土地上集中投入較多的資本和勞動，采用先進的管理方法，以求獲得高額產量的一種農業(yè)經營方式［3］。在當前我國耕地面積持續(xù)減少的背景下，耕地集約利用對消除耕地面積減少對我國糧食安全帶來的不利影響有著重要的作用［4］。國內專家學者也早已開展對農用地尤其是耕地集約利用的相關研究。近年來，大量研究分析了耕地集約利用的內涵和特征［5］，在通過選取相應指標，構建耕地集約利用評價指標體系的基礎上，利用熵值法［6］，因子分析法［7］，人工神經網絡［8］等不同方法對耕地利用的集約度進行定量綜合評價，繼而探討其他相關問題。

時空差異和變化規(guī)律分析是耕地集約利用問題較多涉及的內容，如范輝等［9］對河南省18個地區(qū)2000年和2005年的耕地集約水平進行了定量評價，結果表明:在時間上，耕地集約水平有所下降，在空間上地域分布不均衡。龍冬冬等［10］研究發(fā)現(xiàn)1989～2008年間河南省耕地集約利用水平逐步提高，平原區(qū)的耕地集約利用水平高于山地丘陵地區(qū)。謝花林［11］從耕地的勞動力、機械、化肥農藥、地膜集約度入手，研究了2000～2009年鄱陽湖地區(qū)25個縣 (市)的耕地集約利用情況，發(fā)現(xiàn)耕地利用集約度時空差異明顯。朱傳民等［12］以縣域為基礎，將GIS技術與空間相關分析等方法相結合，發(fā)現(xiàn)耕地集約利用水平呈現(xiàn)出比較明顯的空間集聚特征與區(qū)域差異性。杜濤［13］結合新疆各地州實際情況，發(fā)現(xiàn)1991～2007新疆多地州耕地集約利用水平呈現(xiàn)穩(wěn)步提高的態(tài)勢，空間上，耕地集約利用水平北疆分化嚴重，東疆差異最大，南疆差別較小。王千等［14］研究了江蘇省耕地集約利用的時空差異，結果顯示，2000～2010年江蘇沿海19個縣市耕地集約利用水平顯著提高，空間格局變化特征明顯。

由上可知，當前，對耕地集約利用時空差異的分析主要集中在糧食主產區(qū)或者某一個省 (縣)的具體地理空間上，對省級以上的區(qū)域研究并不多見。僅見的有李秀彬與王秀紅［15］以“復種指數、化肥使用量、灌溉面積與糧食產量”等實物指標，對中國1981～2000年農地利用的集約程度變化進行過探討;劉成武，李秀彬［16］從稻谷、小麥與玉米三大糧食作物平均生產狀況出發(fā)，對我國農地利用集約度變化的區(qū)域差異進行了分析和研究;朱會義，李秀彬等［17］立足于以“復種指數、糧食播種面積、糧食單產”三者的變化表示耕地的集約度，分別從國家和區(qū)域的角度出發(fā)對我國耕地集約利用水平地區(qū)差異進行了研究。

總結發(fā)現(xiàn)，已有文獻對某一省、市或縣耕地集約利用水平差異的研究較多，而對省級及以上區(qū)域的研究偏少，且僅有的幾篇文獻對耕地集約利用認識僅限于幾個具體指標，測度方法過于簡單，不能綜合反映耕地集約利用的狀況，更沒有對耕地利用集約度時空差異進行較為詳細的分析與解讀。由此，該文在已有研究的基礎上以我國31個省市區(qū)的面板數據為依據，通過采用投影尋蹤評價模型對我國31個地區(qū)2002～2011年的耕地集約利用水平進行定量綜合評價，并初步歸納出了我國耕地集約利用時空分異的特征和規(guī)律，然后進一步利用變異系數和泰爾指數分區(qū)域探求我國耕地集約利用水平差異產生的原因，為正確認識我國耕地集約利用的宏觀現(xiàn)狀提供了依據，并提出相關政策建議。

2 模型及指標體系

2.1 投影尋蹤模型

投影尋蹤模型 (PPM)［18］是由美國科學家Kruskal于1972年提出的一種新型數理統(tǒng)計方法，它在高維度、非線性、非正統(tǒng)數據分析處理方面有獨到之處［4］。其基本思路是，將高維數據投向低維空間進行投影，通過低維投影數據的散布結構來研究高維數據特征?，F(xiàn)已被廣泛應用于水資源承載力、城市生態(tài)系統(tǒng)及旅游資源開發(fā)潛力評價等方面［19］。模型的步驟如下:

(1)數據歸一化處理

(2)線性投影

(3)構造投影指標函數

定義投影目標函數為:

其中，Q(a)為投影指標函數;Sz為類間距，以投影特征值的標準差衡量;Dz代表類內密度;R為密度窗寬參數，其取值與樣本數據結構有關，研究中一般可取R=m，rij=|zi-zk|(k=1，2，…，n)，表示樣本之間的距離;u(t)為單位越階函數，當t≥0時取值1，否則取值0。

(4)優(yōu)化投影指標函數

可通過最大化Q(a)的方式來求得最優(yōu)投影方向 (即權重)，因此可得式 (7)、(8):

上式屬非線性最優(yōu)化求解問題，運用DPS軟件對最優(yōu)投影特征值求解。

(5)計算最優(yōu)投影值并排序

2.2 指標選取及指標體系建立

綜合借鑒已有的研究成果［12，20-23］，依據古典經濟學中的土地集約概念和McDonald［24］對耕地集約利用的經濟學表述的有關內容，緊扣耕地集約利用的內涵，遵循系統(tǒng)綜合評價的主要原則，構建起包括目標層、準則層和指標層3個層次，反映耕地投入強度、利用程度和產出效益等方面10個單項指標的耕地集約利用水平綜合評價指標體系 (表1)。

表1 耕地集約利用綜合評價指標體系

3 實證研究

3.1 數據來源及說明

考慮到2003年以前，2011年之后部分指標統(tǒng)計數據不全，故選取《中國統(tǒng)計年鑒2003～2012》、《中國農村統(tǒng)計年鑒2003～2012》及各省 (直轄市、自治區(qū))2003～2012的統(tǒng)計年鑒中的相關數據作為原始數據的主要來源。其中，有關比例、總和類的指標數據是根據原始數據并經相應計算得來，其它指標數據則由各年鑒所列數據直接獲取。

3.2 實證結果

基于表1所構建的耕地集約利用評價指標體系，將各省 (直轄市，自治區(qū))原始數據標準化后導入數理統(tǒng)計軟件DPS v9．5，啟用“投影尋蹤綜合評價”功能，計算得到2002～2011年我國31個地區(qū)的耕地集約利用水平評價值 (表2)。

表2 我國省際耕地集約利用水平評價值

由表2可知，總體上，2002～2011年間我國耕地集約利用水平評價均值不高，為1．02，介于東部與中部地區(qū)均值之間;同時，在均值以上的地區(qū)為17個，均值以下地區(qū)為14個，說明全國有接近一半地區(qū)的耕地利用集約水平仍較為落后。從時間上看，2002～2011年全國耕地集約利用水平呈現(xiàn)出波動上升趨勢，耕地集約利用水平平均值由2002年的0．86一度上升至2009年的1．13，之后兩年略有下滑，但數值仍高于1，這說明10年間我國耕地集約利用水平提高明顯。同時也說明我國近幾年耕地集約利用水平并不穩(wěn)定，有些年份均值降低明顯，很可能是由自然災害給農業(yè)生產帶來的不確定性造成的。如2008年，嚴重的自然災害抑制了我國耕地集約利用進一步提高的勢頭，全國耕地集約利用均值較2007年低了將近7個百分點。

由表2得到的另一個重要發(fā)現(xiàn)是:具體來看，我國各省市之間的耕地集約利用水平存有較大的差異:2002～2011年，上海、福建、湖北評價均值位列前3，而青海、內蒙古、黑龍江則處在最后3位，其中，上海市2002～2011年的耕地集約利用評價均值高于全國其他地區(qū)，達1．68，而黑龍江省的耕地長期處于低效利用狀態(tài)，其耕地集約利用均值僅為0．15，為全國最低，最高與最低相差1．53，差距十分明顯。東部沿海地區(qū)以及中部主要種糧區(qū)的省份耕地集約利用均值幾乎都在1以上，而大部分西部省份耕地集約水平均值都小于1，因此揭示蘊藏于其中的政策含義，無疑具有極為重要的現(xiàn)實意義。

3.3 耕地集約水平的地區(qū)差異分析

依據經濟發(fā)展水平的高低，我國大致分為東部、中部、西部三大經濟帶。我們在分析耕地集約利用水平的地區(qū)差異時，也采用這樣的區(qū)域劃分方法。東部地區(qū)包括北京、河北、遼寧、上海等11個沿海經濟發(fā)達省 (市)，中部則包括山西、吉林、安徽、湖北、江西等8省，西部地區(qū)包括內蒙古、貴州、西藏、云南、甘肅等12個省級行政區(qū)。

表3 我國三大區(qū)域耕地集約利用水平

由表3可以得知，我國東部地區(qū)耕地集約水平在本研究期內均高于中部，而中部地區(qū)的評價值又均高于西部地區(qū)，3個區(qū)域耕地利用水平分層明顯。同時也可以發(fā)現(xiàn)東部與中部的耕地集約利用水平差距有所增大，從2002的0．16到2011年的0．34，2008、2009這兩年兩地差距更是達到0．5以上;而西部地區(qū)的耕地集約利用水平一直呈現(xiàn)平穩(wěn)上升的趨勢，與中部長期保持較小的差距，且這種差距有不斷縮小的跡象。中、西部最大差距出現(xiàn)在2007年，僅為0．31;最小差距出現(xiàn)在2008年，為0．13，差距并不十分明顯。

為探求耕地集約利用水平地區(qū)差異化產生的原因，我們引入變異系數和泰爾指數對上文的測度結果進行更為深入的分析。

變異系數又稱離散系數，是衡量樣本觀測值變異程度的一個指標，通常記為c．v。計算公式為:

泰爾指數在分析差異性時可以把總體差異性分解為各部分間差異性和各部分內部的差異性［25］，最早應用于分析收入差距，后被廣泛應用于區(qū)域整體差異以及區(qū)域間差異的分析。

耕地集約利用水平的“泰爾指數”計算公式為:

公式 (10)中T代指耕地集約利用水平的泰爾指數，xij表示i區(qū)域內j省 (市)的耕地集約利用水平評價值，X表示的是所研究的31個省 (自治區(qū)，直轄市)的耕地集約利用評價值總和。因此，N的取值為31。進一步我們可以將31個地區(qū)的泰爾指數分解為區(qū)域間的差異和區(qū)域內的差異。分解公式為:

還可以對tw/T進行進一步的分解，這樣就能得到我國東、中、西部區(qū)域內差異對總體差異的貢獻率計算公式:

表4 我國整體耕地集約利用水平的變異系數和泰爾指數

在表4中可以發(fā)現(xiàn)，全國耕地集約利用水平的變異系數值基本上在0．4～0．6之間，泰爾指數值在0．08～0．2之間，這表明各省、市、自治區(qū)的耕地集約利用水平具有明顯的差異。從表4中可知我國耕地集約利用水平的省際間的差距在2003年達到最大，變異系數值為0．600 8，泰爾指數為0．206 9，均為10年中最大值，這很可能與2003年突如其來的非典疫情和頻繁發(fā)生的自然災害對我國農業(yè)經濟發(fā)展地區(qū)性影響不平衡有關。從數值的變化趨勢看，變異系數和泰爾指數均波動起伏明顯，提高與降低相互交織，2011年較2002年數值有較為明顯的降低，表明我國各省市區(qū)之間的耕地集約利用水平差距總體上呈現(xiàn)出縮小的態(tài)勢。但與2010年相比，2011年二者在數值上都有所增大，說明省際間的耕地利用程度縮小的趨勢并不穩(wěn)定。

表5 我國三大區(qū)域耕地集約利用水平的變異系數和泰爾指數

基于表5可以看出，東部和西部地區(qū)的耕地集約利用水平變異系數在數值上呈現(xiàn)下降趨勢，中部地區(qū)則波動起伏較大。同時，東部地區(qū)的變異系數一直較低，處于0．3左右，說明東部各省耕地利用普遍都處于較高水平;西部地區(qū)從2002年的0．701 9降到了2011年的0．526 7，降幅較大，可以判斷西部地區(qū)原先耕地利用較為粗放的省份已經提高了耕地利用的集約程度;中部地區(qū)在2006～2009這個階段省際間的差距有所降低，但隨后又有明顯的加大。從表中的泰爾指數我們也可以看出，東部和西部地區(qū)的泰爾指數不斷變小，其中西部地區(qū)減小的速度更快，說明東、西部地區(qū)內部各省份耕地集約利用水平日益趨同，差異逐漸縮小，且西部地區(qū)各省的趨同速度大于東部地區(qū)。然而中部地區(qū)的泰爾指數數值經歷了3個不同的階段，2006年之前數值較大，2006～2009年，數值較低，而2010年之后數值又開始回升，表明中部地區(qū)耕地集約利用水平省際間的差距波動較為明顯。

通過泰爾指數的分解公式可以進一步分析三大區(qū)域間差異和區(qū)域內差異對總體差異的貢獻度。經過計算，結果如表6所示，得到了2002～2011年間三大區(qū)域間差異和區(qū)域內差異對總體差異的貢獻份額。數據結果表明，我國耕地集約利用水平的區(qū)域差異變化受區(qū)域內差異和區(qū)域間差異變化的共同影響，區(qū)域間差異對總體差異的貢獻度遠遠小于區(qū)域內差異對總體差異的貢獻度，2002～2011我國耕地集約利用水平的差異主要是由區(qū)域內差異造成的，區(qū)域內差異解釋了80%以上的總體差異，起到了決定性的影響作用。2002～2005年我國西部地區(qū)內部差異對總體差異的貢獻率最大，達到了40%以上，而在2005年之后，中部地區(qū)逐步取代了西部地區(qū)，成為對總體差異貢獻份額最大的地區(qū)，且呈現(xiàn)逐年增大的趨勢。與此同時，東部地區(qū)和西部地區(qū)的貢獻率卻逐年降低，其中西部地區(qū)的降低速率最為顯著，從2002年的46．24%降到了2011年的24．20%，降幅高達47．66%。此外，還可以發(fā)現(xiàn)，雖然區(qū)域間的差異對總體差異的影響不大，但其影響總體上呈現(xiàn)逐年提高的趨勢:由2002年的7．35%增大到2011年的15．35%，也需要引起重視。

表6 我國三大區(qū)域耕地集約利用水平差異對總體差異貢獻分析

4 研究結論及政策建議

通過構建耕地集約利用的評價指標體系，利用投影尋蹤模型對全國31個地區(qū)2002～2011年的耕地集約利用情況進行了量化評價。主要結論如下:(1)有些省份如黑龍江，吉林等，因為人均耕地面積較大，且耕地自然條件較為優(yōu)厚，對耕地的投入和利用卻相對不足，單位面積產出效率相對較低，而新疆，西藏等地的耕地集約利用水平相對較高。(2)從東、中、西三大區(qū)域的比較來看，我國耕地集約利用水平呈現(xiàn)明顯的階梯狀，東部地區(qū)耕地集約利用水平整體上高于中部地區(qū)，而中部地區(qū)又高于西部地區(qū)。(3)通過變異系數和泰爾指數的進一步分析發(fā)現(xiàn):在全國層面，耕地集約利用水平各地差異變動明顯，總體上呈現(xiàn)出縮小的趨勢;從區(qū)域層面來看，我國東部和西部，泰爾指數和變異系數除個別年份外都是逐年遞減的，說明這兩個區(qū)域的內部各省耕地集約利用差異持續(xù)降低，而中部地區(qū)并沒有明顯的降低或上升趨勢，波動較為頻繁。(4)對泰爾指數的分解結果分析發(fā)現(xiàn)我國耕地集約利用水平的差異主要來自區(qū)域內和區(qū)域間差異變化的沖擊，區(qū)域間的差異對總體差異的貢獻率顯著小于區(qū)域內的貢獻率，但有逐年增大的趨勢。2005年之后，中部地區(qū)取代西部地區(qū)，成為對總體差異貢獻率最大的區(qū)域，而東部區(qū)域的貢獻率較之中、西部而言，一直比較小。

由此提出如下建議:(1)政府應加大對我國中、西部地區(qū)尤其是糧食主產區(qū)耕地的保護和對農村，農業(yè)，農民的扶持力度，不斷提高農業(yè)現(xiàn)代化和機械化水平，改變傳統(tǒng)的勞動密集型耕作方式為資本密集型土地利用方式，適時推出包括促進耕地流轉在內的相關政策，充分發(fā)揮中西部地區(qū)土地的潛力，提高單位耕地的產出，同時提高對自然災害的防治能力，確保我國糧食安全。(2)未來我國政府在推動中、西部地區(qū)各省市耕地利用集約化水平提高的同時，也要注意區(qū)域間的協(xié)調和統(tǒng)一，縮小區(qū)域內和區(qū)域間的耕地利用水平差異，使各地區(qū)、各省市的耕地資源都得到充分有效的利用。當然，該文并未探討有關土地邊際效益遞減規(guī)律的問題，所以在提高耕地集約利用水平的同時，必須注意適度原則，若是投入增加，產出反而減少，就必須適可而止。

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