李長(zhǎng)生，嚴(yán)金明

（中國(guó)人民大學(xué)公共管理學(xué)院，北京 100872）

0 引言

耕地作為一個(gè)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，可為人類(lèi)提供許多具有生態(tài)、社會(huì)文化和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)品與服務(wù)，同時(shí)也與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)相互作用[1]。作為人類(lèi)賴以生存的基本資源，耕地最基本的功能是物質(zhì)生產(chǎn)功能，對(duì)于中國(guó)這個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)和人口大國(guó)而言，只有守住一定數(shù)量耕地，才能保住糧食安全的生命線。同時(shí)，作為綠地的耕地還具有生態(tài)調(diào)節(jié)和環(huán)境保育等功能，承擔(dān)著維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)平衡等責(zé)任[2]。隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張，建設(shè)用地占用導(dǎo)致耕地面積減少的現(xiàn)象越來(lái)越普遍[3]，耕地非農(nóng)化和粗放化等問(wèn)題日漸突出，重視經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出而忽視其生態(tài)功能的利用模式導(dǎo)致了土地退化等負(fù)外部性問(wèn)題，耕地保護(hù)越發(fā)迫切[4]。在糧食安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及生態(tài)保護(hù)等多重壓力下，學(xué)術(shù)界對(duì)耕地多功能分類(lèi)與時(shí)空演變及其驅(qū)動(dòng)因素[5-7]，耕地利用的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益和耕地保護(hù)外部性[8-10]進(jìn)行大量研究。這些研究為我國(guó)區(qū)域耕地保護(hù)和利用提供了決策依據(jù)，同時(shí)也達(dá)成了廣泛共識(shí):耕地可持續(xù)利用成為必然趨勢(shì)，耕地不僅要穩(wěn)定其基本的物質(zhì)生產(chǎn)和生活保障功能，保障糧食安全和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)質(zhì)量，還應(yīng)起到維持區(qū)域生態(tài)平衡和改善鄉(xiāng)村人居環(huán)境的作用。

耕地變化與區(qū)域自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素存在互動(dòng)關(guān)系。一方面，耕地變化受到自然條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)及政策因素影響，人類(lèi)活動(dòng)更是對(duì)耕地?cái)?shù)量變化起決定作用[11]。不同地區(qū)的生態(tài)環(huán)境狀況和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平影響著人們利用土地的行為，生態(tài)脆弱的水土流失區(qū)，通常也分布著貧困區(qū)，農(nóng)民易于通過(guò)開(kāi)墾耕地以獲得短期的糧食供給和經(jīng)濟(jì)來(lái)源；我國(guó)為了緩解水土流失和土地沙化等問(wèn)題，實(shí)施的生態(tài)退耕項(xiàng)目使得局部地區(qū)耕地減少；經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)大面積建設(shè)用地占用耕地也導(dǎo)致了耕地大幅減少和損毀。另一方面，耕地開(kāi)墾行為雖然帶來(lái)了耕地增加，但往往會(huì)加劇地區(qū)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；不同質(zhì)量等級(jí)的耕地對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值影響有所不同[12]，退耕還林還草通過(guò)將糧食產(chǎn)量低、水土流失嚴(yán)重的坡耕地退耕還林還草，提高了植被覆蓋和生態(tài)服務(wù)價(jià)值[13]，改善了生態(tài)環(huán)境；耕地?cái)?shù)量變化必然影響糧食生產(chǎn)和農(nóng)民收入，且耕地質(zhì)量存在差異使得影響可能不同[14]，同時(shí)，生態(tài)退耕的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)也存在爭(zhēng)議，一些學(xué)者認(rèn)為生態(tài)退耕能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)[15，16]，另一些學(xué)者的研究則表明生態(tài)退耕在促進(jìn)農(nóng)民增收和經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)方面的作用甚微[17]，甚至在全國(guó)層面上對(duì)經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)負(fù)面影響[18]。目前，很少有研究從因果關(guān)系角度分析退耕還林還草與自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素可能存在的雙向互動(dòng)關(guān)系。

黃河流域是我國(guó)傳統(tǒng)的農(nóng)區(qū)，種植業(yè)規(guī)模龐大，保障著全國(guó)的糧食安全[19]。早期盲目毀林開(kāi)荒、陡坡耕種導(dǎo)致了黃河流域水土流失加劇和生態(tài)狀況惡化，嚴(yán)重影響人民的生產(chǎn)生活以及國(guó)家生態(tài)安全。當(dāng)前黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展面臨著農(nóng)業(yè)資源利用與生態(tài)環(huán)境脆弱的根本矛盾[20]。退耕還林還草作為黃河流域耕地變化的重要原因，已得到廣泛關(guān)注，目前研究多采用短期時(shí)間序列數(shù)據(jù)對(duì)局部小范圍地區(qū)進(jìn)行分析，很少有研究采用面板數(shù)據(jù)分析黃河流域不同區(qū)域的退耕還林還草情況并探究退耕還林還草與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的因果關(guān)系。基于2000—2020年黃河流域面板數(shù)據(jù)和相關(guān)柵格、矢量數(shù)據(jù)，選擇糧食產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值來(lái)表征農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，植被歸一化指數(shù)（NDVI）和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給來(lái)表征生態(tài)環(huán)境狀況，采用面板格蘭杰因果檢驗(yàn)和局部空間自相關(guān)分析等方法，文章探索了黃河流域不同區(qū)域退耕還林還草與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境之間的因果關(guān)系和空間交互關(guān)系，全面診斷黃河流域生態(tài)退耕背景下不同區(qū)域耕地變化可能的驅(qū)動(dòng)因素和產(chǎn)生的外部性后果，為耕地資源可持續(xù)利用與管理以及制定土地利用和退耕還林還草政策提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

黃河流域包括青海、甘肅、四川、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南和山東9個(gè)省區(qū)的68個(gè)地級(jí)行政單元[21]。黃河自西向東流經(jīng)不同的地理單元，不同區(qū)段自然條件差異造就了黃河流域土地利用格局與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的顯著分異，自然保護(hù)區(qū)、生態(tài)脆弱區(qū)和貧困區(qū)在黃河流域廣泛分布[22]。生態(tài)退耕是對(duì)黃河流域影響較大且直接涉及耕地的政策，1999年在陜西、甘肅和四川小范圍試點(diǎn)，2000年在黃河中上游及長(zhǎng)江上游開(kāi)展大規(guī)模試點(diǎn)，2014年繼續(xù)實(shí)施的第二輪退耕還林還草，黃河流域都是主要區(qū)域。黃河流域中上游地區(qū)高原山地廣布，是黃河流域乃至全國(guó)水土流失易發(fā)頻發(fā)區(qū)域，脆弱的生態(tài)環(huán)境給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成很大限制。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

2000—2020年土地利用遙感數(shù)據(jù)來(lái)源于Yang和Huang發(fā)表的數(shù)據(jù)集[23]，提取并計(jì)算了2000—2020年間黃河流域各市的年度土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，前一年（如2000年）耕地在后一年（如2001年）轉(zhuǎn)化為林地和草地的面積，作為后一年的退耕還林還草數(shù)據(jù)，其余年份以此類(lèi)推，得到2001—2020年共20年的退耕還林還草數(shù)據(jù)；2001—2020年植被歸一化指數(shù)（NDVI）由Landsat8遙感數(shù)據(jù)計(jì)算得到，提取并匯總為黃河流域市域數(shù)據(jù)。在選擇NDVI的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮黃河流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給，以對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行更為全面的測(cè)度，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給量測(cè)算參考謝高地等的研究[24]。此外，為了在空間上進(jìn)行更為詳細(xì)的分析，匯總了2020年退耕還林還草和NDVI的縣級(jí)單元數(shù)據(jù)以進(jìn)行空間自相關(guān)分析。2001—2020年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值和糧食產(chǎn)量數(shù)據(jù)來(lái)源與各市縣統(tǒng)計(jì)年鑒和統(tǒng)計(jì)公報(bào)等，一些市縣缺少2020年的數(shù)據(jù)，以相鄰年份代替，為消除價(jià)格因素造成的劇烈波動(dòng)，將各年度農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值折算為2000年可比價(jià)格。

2 研究方法

2.1 面板格蘭杰因果檢驗(yàn)

采用面板格蘭杰因果檢驗(yàn)分析黃河流域退耕還林還草規(guī)模與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境指標(biāo)之間的因果關(guān)系。格蘭杰因果檢驗(yàn)可以統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)變量在時(shí)間序列上的因果關(guān)系，為分析變量間的潛在因果關(guān)系提供證據(jù)。早期格蘭杰因果檢驗(yàn)主要基于時(shí)間序列數(shù)據(jù)，根據(jù)事件發(fā)生時(shí)序給出因果判定，在面板數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的面板格蘭杰因果檢驗(yàn)?zāi)茱@著增加自由度，使估計(jì)結(jié)果更有效[25]。采用如下基于面板數(shù)據(jù)的格蘭杰因果檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蚚26]為：

式（1）中，K為滯后階數(shù)，且K∈N*；αi為固定時(shí)間維度的個(gè)體效應(yīng)；為自回歸系數(shù)；為回歸系數(shù)，εi，t為隨機(jī)誤差。零假設(shè)H0：βi=0，i=1，…，N，其中，備 擇 假 設(shè)H1：βi=0，i=1，…，N1；βi≠0，i=N1+1，N2+1，…，N，其中N1未知，但是滿足條件0≤N1∕N＜1。如果拒絕零假設(shè)，就意味著X的歷史信息對(duì)預(yù)測(cè)Y的信息是重要的，X是Y的格蘭杰原因，如果接受原假設(shè)，則X不是Y的格蘭杰原因。由于黃河流域上游、中游和下游地區(qū)在自然地理?xiàng)l件和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等方面均存在顯著的差異，對(duì)上中下游地區(qū)分別進(jìn)行格蘭杰因果檢驗(yàn)。

為了避免偽回歸，格蘭杰因果檢驗(yàn)之前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平穩(wěn)化處理，并借助面板單位根檢驗(yàn)數(shù)據(jù)平穩(wěn)性，通常選擇相同單位根和不同單位根檢驗(yàn)分別進(jìn)行檢驗(yàn)。該文研究數(shù)據(jù)為大N（全流域截面數(shù)為68個(gè)，上游25個(gè)，中游20個(gè)，下游23個(gè)）小T（時(shí)間序列為20年），不同單位根檢驗(yàn)選擇IPS（Im，Pesaran and Shin）檢驗(yàn)，相同單位根檢驗(yàn)可選擇LLC（Levin-Lin-Chu）檢驗(yàn)[27]。若數(shù)據(jù)平穩(wěn)，可直接進(jìn)行格蘭杰因果檢驗(yàn)；若數(shù)據(jù)不平穩(wěn)，則進(jìn)而進(jìn)行協(xié)整檢驗(yàn)確定變量之間的協(xié)整關(guān)系。該文中的檢驗(yàn)通過(guò)Stata 15.0實(shí)現(xiàn)。

2.2 空間自相關(guān)分析

借助空間自相關(guān)分析測(cè)度退耕還林還草規(guī)模與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境指標(biāo)的空間交互關(guān)系?？臻g自相關(guān)是對(duì)某一地理變量空間分布中相鄰位置間的相關(guān)性進(jìn)行檢驗(yàn)的一種統(tǒng)計(jì)方法，雙變量局部空間自相關(guān)模型[28]可以用于分析兩個(gè)變量間的空間關(guān)聯(lián)特征。借助GeoDa軟件，計(jì)算2020年黃河流域退耕還林還草規(guī)模與糧食生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、NDVI、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的雙變量局部Moran′s I指數(shù)（LISA），以Z檢驗(yàn)（P=0.05）為標(biāo)準(zhǔn)，分析它們之間的空間相關(guān)性。

3 結(jié)果與分析

3.1 生態(tài)退耕背景下黃河流域耕地時(shí)空變化

氣候條件差異使得黃河流域土地利用呈現(xiàn)顯著的空間分異（圖1），上游的主要用地為草地和未利用地，耕地主要分布在黃河流經(jīng)的河套平原等地；中游以林地和草地為主，耕地主要分布在汾河和渭河流域；氣候條件優(yōu)越的下游地區(qū)耕地廣布，種植業(yè)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)。2000—2020年黃河流域耕地凈減少158.71萬(wàn)hm2，新增耕地1 253萬(wàn)hm2，1 411.71萬(wàn)hm2的耕地轉(zhuǎn)為其他用地，其中還林還草占70%以上；中上游地區(qū)是退耕還林還草的重點(diǎn)區(qū)，80%左右的耕地減少去向?yàn)椴莸睾土值兀幌掠蔚貐^(qū)耕地減少主要被建設(shè)占用，面積達(dá)165.94萬(wàn)hm2，退耕還林還草面積較少，僅占全流域的4.8%。圖2顯示了2000—2020年黃河流域耕地面積變化的空間分布，可以看出，耕地增加縣域集中在上游，尤其是黃流域北部?jī)?nèi)蒙古自治區(qū)的阿拉善等地，許多未利用地轉(zhuǎn)為耕地，中游陜西南部耕地有所增加，主要是草地和未利用地轉(zhuǎn)為耕地；下游縣域耕地均減少，主要轉(zhuǎn)為建設(shè)用地，中上游呼包鄂榆城市群耕地減少主要轉(zhuǎn)為草地和建設(shè)用地，寧夏南部也有部分縣域耕地大幅減少，減少去向主要是草地，中部黃土高原地區(qū)耕地減少去向主要是林地和草地。

圖1 2020年黃河流域土地利用空間分異

圖2 2000—2020年黃河流域耕地變化

從2001—2020年黃河流域上中下游的退耕還林還草情況（圖3）可以看出，上游地區(qū)退耕還林還草面積最多，下游地區(qū)最少，不同年份也存在差異。20年年均退耕還林還草59.08萬(wàn)hm2，2020年和2004年為退耕還林還草高峰年，分別有113.55萬(wàn)hm2和82.45萬(wàn)hm2的耕地轉(zhuǎn)為林地和草地；2007年、2014年和2019年為退耕還林還草面積較少，不足40萬(wàn)hm2。

圖3 2001—2020年黃河流域不同區(qū)域退耕還林還草面積?；鶊D

3.2 面板數(shù)據(jù)平穩(wěn)性檢驗(yàn)

面板數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性是格蘭杰因果檢驗(yàn)的前提，為了排除數(shù)據(jù)波動(dòng)的影響，對(duì)退耕還林還草面積（TG）、糧食產(chǎn)量（LS）、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值（CZ）、NDVI和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給（ESS）取對(duì)數(shù)后進(jìn)行相同單位根檢驗(yàn)（LLC）和不同單位根檢驗(yàn)（IPS）。從表1可以看出，黃河流域上中下游的各指標(biāo)均在1%的顯著性水平上否定了原假設(shè)，通過(guò)了相同單位根和不同單位根檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)平穩(wěn)，可以進(jìn)行格蘭杰因果檢驗(yàn)。

表1 各變量面板單位根檢驗(yàn)

3.3 退耕還林還草與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的格蘭杰因果關(guān)系分析

從格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)結(jié)果（表2）可以看出，黃河流域不同區(qū)域退耕還林還草與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境指標(biāo)的因果關(guān)系存在顯著差異。上游地區(qū)退耕還林還草規(guī)模與糧食產(chǎn)量之間不存在格蘭杰因果關(guān)系，退耕還林還草不是糧食產(chǎn)量變化的原因，糧食產(chǎn)量也沒(méi)有影響退耕規(guī)模，這可能與上游本身農(nóng)業(yè)條件差，耕地質(zhì)量和產(chǎn)量不高有關(guān)；退耕還林還草規(guī)模與農(nóng)業(yè)產(chǎn)值在滯后4階時(shí)為單向因果關(guān)系，從統(tǒng)計(jì)意義上來(lái)看，較長(zhǎng)時(shí)期的退耕對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值有輕微促進(jìn)作用，這可能是因?yàn)樯嫌尾糠值貐^(qū)生態(tài)退耕以退耕還草為主，長(zhǎng)期來(lái)看還草后可能有助于畜牧業(yè)發(fā)展，因而對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值增加有利；退耕與NDVI和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給均為單向因果關(guān)系，也就是說(shuō)，退耕還林還草對(duì)提高植被覆蓋和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給能力十分有利，退耕還林還草的生態(tài)效果顯著。

表2 退耕還林還草與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)

中游地區(qū)的糧食產(chǎn)量與退耕還林還草為單向因果關(guān)系，從統(tǒng)計(jì)意義上來(lái)說(shuō)，糧食產(chǎn)量是造成退耕的原因，產(chǎn)量低的地區(qū)退耕規(guī)模更大，這可能與生態(tài)退耕政策要求坡耕地和低產(chǎn)田退耕有關(guān)；退耕與農(nóng)業(yè)產(chǎn)值之間不存在因果關(guān)系，一方面，退耕耕地質(zhì)量較低，對(duì)糧食產(chǎn)出影響較小，另一方面，中游以退耕還林為主，畜牧業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)不明顯，因而退耕沒(méi)有對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值造成顯著影響；退耕與NDVI為單向因果關(guān)系，退耕還林還草顯著提高了中游的植被覆蓋，與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給為雙向因果關(guān)系，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給越低的地區(qū)退耕規(guī)模越多，且退耕還林還草能促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給增加。

下游地區(qū)退耕與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境指標(biāo)之間不存在因果關(guān)系，下游地區(qū)本身自然地理?xiàng)l件較好，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，退耕面積少，因而對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的影響不顯著。

3.4 退耕還林還草與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境的空間關(guān)系分析

采用雙變量局部空間自相關(guān)對(duì)2020年黃河流域退耕還林還草與糧食產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、NDVI和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的空間交互關(guān)系進(jìn)行分析（圖4）。上游三江源地區(qū)退耕還林還草與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境指標(biāo)均呈現(xiàn)低—低集聚，說(shuō)明該區(qū)域退耕面積較少且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境狀況均不高；下游地區(qū)退耕還林還草面積少但生態(tài)狀況好且農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，與糧食產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)產(chǎn)值及NDVI呈現(xiàn)低—高集聚分布，與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給在小范圍呈現(xiàn)低—低集聚；黃土高原、鄂爾多斯高原等地是生態(tài)退耕重點(diǎn)區(qū)域，分布著退耕還林還草與糧食產(chǎn)量的高—低集聚區(qū)，以及與農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、NDVI和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的高—高集聚區(qū)和高—低集聚區(qū)。

鄂爾多斯高原地區(qū)退耕還林還草與糧食產(chǎn)量主要為高—低集聚，也就是說(shuō)2020年有大面積糧食產(chǎn)量低的耕地轉(zhuǎn)為林地和草地，但是退耕還林還草與NDVI和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的空間關(guān)系也主要為高—低集聚，說(shuō)明2020年退耕還林還草沒(méi)有對(duì)生態(tài)環(huán)境改善產(chǎn)生效果。對(duì)比面板格蘭杰因果檢驗(yàn)中采用2000—2020年數(shù)據(jù)分析得到的退耕還林還草能促進(jìn)植被覆蓋和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給增加的結(jié)果，說(shuō)明了退耕還林還草對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響需要長(zhǎng)遠(yuǎn)才能顯現(xiàn)。從圖4b可以看出，退耕還林還草與農(nóng)業(yè)產(chǎn)值在鄂爾多斯高原呈現(xiàn)小范圍高—高集聚和低—高集聚，這與格蘭杰因果關(guān)系分析部分所提到的上游部分地區(qū)畜牧業(yè)較為發(fā)達(dá)，退耕還草可能有助于提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)值一致。此外，退耕還林還草與NDVI和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的高—高集聚區(qū)集中在黃土高原南部的秦嶺和渭河流域，太行山附近也有退耕還林還草與NDVI的高—高集聚區(qū)分布，這些地區(qū)以退耕還林為主，且良好的水熱條件有助于提高退耕還林效果。

圖4 2020年退耕還林還草與糧食產(chǎn)量（a）、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值（b）、NDVI（c）和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給（d）雙變量局部Moran指數(shù)（LISA）

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

該文在黃河流域生態(tài)退耕背景下，分析了2000—2020年黃河流域耕地的時(shí)空變化，并探討了退耕還林還草規(guī)模與糧食產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、NDVI和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的關(guān)系。受生態(tài)退耕政策影響，2000—2020年黃河流域耕地減少去向主要為林地和草地，下游地區(qū)生態(tài)環(huán)境良好且經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)，退耕還林還草面積較少，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境之間沒(méi)有顯著關(guān)系；中上游地區(qū)耕地較少且是退耕還林還草的重點(diǎn)區(qū)，上游地區(qū)退耕還林還草對(duì)糧食產(chǎn)量沒(méi)有影響，但長(zhǎng)期來(lái)看對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值增加有利，中游糧食產(chǎn)量和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給低的地區(qū)退耕規(guī)模更大，退耕規(guī)模對(duì)糧食產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)產(chǎn)值沒(méi)有顯著影響。格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)表明過(guò)去20年的退耕還林還草有效恢復(fù)了中上游地區(qū)的植被和生態(tài)系統(tǒng)，但是2020年退耕還林還草與NDVI和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的空間集聚關(guān)系表明生態(tài)退耕的短期效果并不明顯?？偟膩?lái)說(shuō)，糧食產(chǎn)量和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給水平可能是導(dǎo)致黃河流域部分地區(qū)退耕的原因；退耕還林還草對(duì)生態(tài)環(huán)境改善作用明顯，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)沒(méi)有產(chǎn)生負(fù)面影響，退耕還草在長(zhǎng)期來(lái)看還可能有助于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

4.2 討論

隨著黃河流域高質(zhì)量發(fā)展上升為國(guó)家戰(zhàn)略，作為黃河流域主要用地類(lèi)型的耕地也應(yīng)當(dāng)擔(dān)負(fù)起其在高質(zhì)量發(fā)展中角色。《黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》指出生態(tài)脆弱是黃河流域最大的問(wèn)題，生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展是黃河流域發(fā)展的重要原則。以農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展助力黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展，要解決好糧食安全與生態(tài)保護(hù)協(xié)調(diào)這一重要問(wèn)題[29]。黃河流域不同區(qū)域耕地變化和退耕還林還草的驅(qū)動(dòng)因素，及其帶來(lái)生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效果有所不同，不同區(qū)域應(yīng)采取不同的耕地保護(hù)和利用策略。中上游地區(qū)可以有步驟地長(zhǎng)期推進(jìn)生態(tài)退耕，將糧食產(chǎn)量低和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給低的耕地還林還草，加強(qiáng)耕地保育與修復(fù)，同時(shí)發(fā)揮農(nóng)牧業(yè)基礎(chǔ)好的優(yōu)勢(shì)，大力推行綠色農(nóng)牧業(yè)，有望達(dá)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)協(xié)同；下游地區(qū)耕地廣布且質(zhì)量高，結(jié)合黃河流域水資源短缺的問(wèn)題，重視耕地?cái)?shù)量和質(zhì)量保護(hù)的同時(shí)發(fā)展節(jié)水高效農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率，在保障糧食安全的基礎(chǔ)上，減輕農(nóng)業(yè)環(huán)境污染、提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)生態(tài)—經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量協(xié)調(diào)。