朱向楠, 刘淑英, 王 平

(1.甘肃农业大学 管理学院, 甘肃 兰州730070; 2.甘肃农业大学 资源与环境学院, 甘肃 兰州730070)

耕地是民生之本，中国作为一个人口—经济潜力大国，耕地是农民农业生产生活中最基本的生产要素,是国民经济的基础。近10 a来，伴随着我国经济迅猛的发展，耕地低效利用、环境污染、耕地后备资源匮乏等问题也随之而来[1]。如何更加高效地利用稀缺而宝贵的土地资源一直是政府和国内外学者关注的重点。村域是中国农村社会经济活动的基本单元，开展村域发展综合研究具有重要的理论和实践价值。早在2005年10月，党的第十六届五中全会中就提出建设社会主义新农村的重大历史任务；2007年10月，党在十七大会议中又再次提出“统筹城乡发展，推进社会主义新农村建设”的具体要求；新时期习近平总书记在党的十九大报告中作出重大的战略部署，提出乡村振兴发展战略，聚焦乡村系列发展问题，这对推动农业提质增效、农村全面进步、农民权益保障具有重大的意义。当前，行政村是实施乡村发展战略的主战场，也是建设美丽中国美丽农村的主阵地，应十分注重改善村域发展制度环境、增强村域自我发展能力，促进村域“社会—经济—生态”系统高效、健康运行[2-3]。因此，摸清现阶段村域耕地利用效益的现状及各村差异，因村施策，切实提高每个村的耕地利用效益及耕地利用水平，这对于当地农民具有重要的现实意义。纵观已有成果，从研究方法来看，主要采用功效系数法、因子分析、能值分析、综合指标评价法[4-6]等，所选用指标参数主要为耕地投入产出效益系数、耕地消耗回报系数、耕地污染替代系数等[7-8]。从研究范围来看，已有文献多以某一个地区如一个市、县或乡镇进行探讨，以行政村这样微观层面进行深入分析的还鲜见报道，更缺乏利用ESDA空间分析技术对耕地利用效益时空格局的演化分析。基于此，本文利用改进熵值法，以行政村为评价单元，对广河县101个行政村2006—2015年耕地利用效益进行评价，并结合GIS技术分析村域耕地利用经济效益、社会效益、生态效益、综合效益在时间和空间上的总体分异特征，然后运用ESDA空间分析技术从整体和局部两个方面验证广河县耕地利用效益的时空格局演化特征。

1 研究区概况

广河县位于甘肃省中部，临夏回族自治州东南部，地处东经103°23′—103°51′，北纬35°25′—3 538′，地形起伏大，海拔在1 792～2 609 m之间，地面最大坡度为62.34°，植被及土地类型的垂直地带性较明显。2015年平均气温7.5 ℃，年降雨量427.7 mm，降雨最多在8月份。广河县是以发展农业为主的国列、省列扶贫开发重点县，该县行政面积538 km2，辖6镇3乡，共101个行政村。总人口为254 100人，回族、东乡族占总人口的97.8%，属于纯少数民族地区，农村劳动力131 820人，占总人口的51.9%。全县土地总面积538 km2，耕地面积128.6 km2，其中，山地占耕地总面积的69.9%，据《广河县社会经济发展统计年鉴》统计[9]，2015年粮食作物播种面积12 847.1 hm2，粮食总产量为1.08×105t，人均占有粮425.05 kg，农业机械总动力1.92×105kW。2006—2015年广河县粮食播种面积单产由5 315.47 kg/hm2增长到8 399.3 kg/hm2。

2 研究方法与数据来源

2.1 评价指标体系构建

依据区域发展的“经济—社会—生态”三维空间结构，结合村域之间虽具有一定的差异性，但差异性不存在较大波动的实际情况，本文运用专家咨询法、文献分析法，借鉴相关研究成果，结合各村耕地利用的实际情况与数据的可获取性，从耕地利用的经济、社会、生态3个层次选取了11项指标，构建村域耕地利用效益评价体系[10-13](表1)。

2.2 改进熵值法

为克服传统熵值法测度结果存在偏差的局限，采用标准化变换方法对指标数据进行处理，即为改进熵值法[14]。从本文搜集到的数据看，在同一区域内，村域之间虽然具有一定的差异性，但差异性不显著，选取的指标都是各村普遍现实情况的反映。本文采用改进熵值法来确定权重Wj(表2)。

2.3 ESDA分析指数

全局Moran’s指数是对村域耕地利用效益在整个区域空间特征的描述，可衡量效益全局空间关联及差异特征；局部空间自相关指数(LISA)用于描述村域耕地利用效益局部空间异质特征，可识别效益不同空间位置上内部关联规律[15]。

(1)

式中：Xi——区域i的观测值;Xj——区域j的观测值;Wij——空间权重矩阵。I>0时空间正相关，表示村域耕地利用效益较高(低)，在空间上显著集聚，I值越趋近于1，表明村域耕地利用效益总体空间差异越小。

(2)

式中：Wij——空间权重矩阵，空间相邻为1，不相邻为0。若LISA>0，表明位置i周围村域耕地利用效益高值空间集聚；若LISA<0则表明位置i周围村域耕地利用效益低值空间集聚。

表1 村域耕地利用效益评价指标体系

注：社会需求满意度=人均粮食产量/联合国划定的人均基本粮食需求量(255 kg)

表2 广河县村域耕地利用效益评价指标权重

2.4 数据来源

数据主要来源于《广河县社会经济发展统计年鉴(2006—2015年)》《广河县农村统计年鉴(2006—2015年)》及广河县统计部门的相关统计资料。矢量数据来源于广河县国土资源局2009，2015年土地利用变更数据库。

3 结果与分析

3.1 村域耕地利用效益时序变化特征

3.1.1 村域耕地利用效益各准则层指数变化分析

(1) 耕地经济效益指数。研究期间，广河县粮食播面单产和单位面积劳动力呈持续增长态势，劳动生产率呈波浪形先降低后增加的趋势。究其原因，2009年以前，由于农业基础设施薄弱、农业科技不普及，农民在农业上取得的收入少，但务农劳动力多，导致劳动生产率低；此后随着经济社会的快速发展，农业机械化的普及使用，机械耕作解放了多余的劳动力，越来越多的农民外出打工，在增加收入水平的同时又学到了新的技术，土地生产力和劳动生产率实现稳步增长。

(2) 耕地社会效益指数。广河县是国列、省列的扶贫重点县，农业政策的惠顾加之农业科技的普及，研究期间，县域内人均粮食产量、社会需求满意度、农民人均纯收入、人均农业GDP均波动提高。除了在2009年，由于受冰雹等自然灾害的影响，导致农业总产值偏低。

(3) 耕地生态效益指数。研究期间，耕地的复种指数和耕地有效灌溉面积指数呈持续增长趋势，耕地承载力指数呈波动式增长。人口的变化影响着耕地的承载力水平，总体上，县域内人口增长基数大，有限的耕地面积承载不断增长的人口，耕地承载力压力持续增加。 (图1)。

3.1.2 各行政村综合指数变化分析 从数量上来看，广河县的耕地利用综合效益水平呈现上升趋势。由图2可知，广河县耕地利用综合效益水平分为两个阶段：第一阶段(2006—2011年)，处于高效区的行政村数量由24个增加为37个，低效区的行政村数量由31个减少为29个，处于中效区的行政村虽然有所下滑，但变化不大，耕地利用综合效益水平呈上升趋势；第二阶段(2011—2015年)，处于耕地利用综合效益高效区的行政村数量日趋下降，由37个骤减为10个，同时，低效区的行政村数量大幅度增加，由29个增加到52个，中效区的行政村数量变化不明显，耕地利用综合效益水平呈下降趋势，总体上，研究期间，耕地利用综合效益水平呈先上升后下降的趋势。由图3可知，2006—2011年处于社会效益中效区的行政村从49个增至56个，低效区由24个降低为21个；处于生态效益高效区的行政村由5个增至17个，低效区由31个降低为29个，说明期间社会效益和生态效益増加幅度明显。2011年以后耕地利用生态和社会效益开始下滑，与此同时，处于耕地利用经济效益中高效区的行政村数量增加，低效区数量减少，究其原因，这是由于随着经济社会的发展以及当地各项惠农扶贫政策的支持，对农业机械化的投入加强，使得机械耕作逐渐替代了人力劳动，农村劳动力的解放使得剩余农村劳动力越来越多，部分剩余劳动力选择进城务工，务工增加了农民收入，也增加了农民对耕地的投入意愿与能力，耕作利用的经济效益水平显著上升。

图1 广河县2006-2015年耕地利用效益各准则层效益水平变化

图2 耕地利用综合效益水平行政村数量占比

图3 各准则层耕地利用效益水平行政村数量占比

3.2 村域耕地利用效益的空间分异特征

3.2.1 耕地利用综合效益水平空间差异 耕地利用的生态、经济和社会效益是耕地利用效益的单方面表现，三大效益中任何一个效益都不能完全代表耕地利用的综合状况。由图4可以发现，广河县村域耕地利用综合效益的变化划分为两个阶段：第一阶段(2006—2011年)。广河县中南部的行政村大多处于耕地利用综合效益的低效区，这与社会效益在中、低效区的分布呈现出同步变化的趋势，处于耕地利用综合效益高效区的行政村由24个增长为37个；第二阶段(2011—2015年)。这一阶段，中高效区的行政村数量在减少，且高效区有向西南方转移的趋势，其中牙和村、中寨村、新民村由中低效区转为高效区，这与2015年经济效益空间分布的变化趋势表现一致；2015年，耕地利用综合效益指数最大值与最小值分别为0.196 8，0.053 8，均值为0.095 8，处于耕地利用综合效益高、中、低效区的行政村分别占行政村总数的9.9%，38.6%和51.5%，耕地利用综合效益低效区的空间分布形态与经济、生态效益分布形态相似，说明耕地利用效益受地形、灌溉条件和耕地投入的影响较大。

3.2.2 耕地利用经济效益水平空间差异 从整体上看(图5)，2006—2015年，处于耕地利用高效区的行政村在整个村域评价单元内所占的比重越来越大，由17.8%增长至31.7%，低效区的行政村数量相对减少，分布在地域西南方向的行政村变化显著，呈现由中低效区向高效区转变的趋势。2015年，101个行政村中耕地利用经济效益指数最小值为0.011 1，最大值为0.152 2，均值为0.051 2，各村差异悬殊。其中经济效益处于高、中、低效区的行政村数量为32，47和22个，分别占行政村总数的31.7%，46.5%和21.8%，大多数行政村耕地利用经济效益水平较高。耕地利用经济效益指数排在前5名的村域有头家村、马家村、赵家村、水家村、陈家村，可见这些行政村在耕地经济方面的综合利用能力较强，而阿力麻土村、马浪村、对康村、司家坪村、康坪村却排在了后5位。高效区主要分布在灌溉条件较好、单位面积农业产值高的川区村域，且高效区内粮食播面单产为13.2 t/hm2，低效区内粮食播面单产为7.55 t/hm2，村域发展不协调，这一方面受到地形地理差异的影响，另一方面是由于各村域灌溉条件和对耕地投入的差异所致。

图4 广河县2006-2015年村域耕地利用综合效益的时空变化

图5 广河县2006-2015年村域耕地利用经济效益的时空变化

3.2.3 耕地利用社会效益水平空间差异 从整体上看(图6)，耕地利用社会效益的变化分为两个阶段：第一阶段(2006—2011年)，各行政村在高、中、低效区的分布变化较小，呈微降状态，且耕地利用社会效益的中、低效区多分布于广河县中南部的村域内；第二阶段(2011—2015年)，这一阶段处于高效区的行政村数量由24个减少为4个，低效区的行政村由21个增长为72个，社会效益呈显著下降的趋势。2015年，耕地利用社会效益指数最高值为0.077，最低值为0.008，各村差异显著。且各行政村在高、中、低效区内分布极不协调，高效区仅占村域评价单元总数的4%，低效区占71.3%，高效区主要围绕在黄家村、周家山村、红庄村、魏家咀村等经济效益指数偏低、人少地多的山区村域分布，或集中在小洼沟村、黑山村、南山村等人口多、粮食播种面积少的川区边缘村域，这些行政村人均农业GDP为3 509元/人，平均粮食播产面积为182.8 hm2，而低效区的人均农业GDP为1 966.17元/人，平均粮食播产面积为117.6 hm2，村域间社会效益差异显著。

3.2.4 耕地利用生态效益水平空间差异 由图7可知，2006—2015年，处于耕地利用高效区的行政村数量为5，17和8个，低效区行政村的数量为75，45和72个，整体上生态效益呈先上升后下降的趋势。2006—2011年，有包括贾家村、巴家村、曹家坡村、蔡家窑村、上王家村、排子坪村、黄家村、周家山村、红庄村、何家湾村、新民村、马浪村在内的12个行政村从耕地利用生态效益的中低效区转为高效区，这些行政村多分布在地域评价单元的边缘山区，这与广河县于2009年在山区推广的农业灌溉新技术有密切关系。2015年，根据综合效益评价模型计算得出，101个行政村中生态效益指数最大值为0.026 2，最小值为0.006 9，均值为0.012 8，高效区的行政村仅占村域评价单元总数的7.9%，与此同时，处于耕地利用经济效益高效区的行政村在10 a来占比达到最高(31.7%)，说明人们在追求经济效益的同时，忽略了生态效益的同步提升。

图6 广河县2006-2015年村域耕地利用社会效益的时空变化

图7 广河县2006-2015年村域耕地利用生态效益的时空变化

3.3 村域耕地利用效益空间格局演化

3.3.1 效益全局格局演化 为深入分析广河县耕地利用效益整体的时空演化趋势，本文借助ESDA软件，计算出2006—2015年广河县101个行政村耕地利用效益的全局Moran’sI值(表3)。

表3 2006-2015年村域耕地利用效益全局Moran’s I指数

由表3可知，全局Moran’sI指数在0.1%～3%的显著水平上村域耕地利用效益均呈现出正的空间自相关性，这说明相邻村域耕地利用效益表现出空间集聚分布模式；2006—2011年广河县村域耕地利用效益的全局Moran’sI值呈现出持续上升的趋势，从2006年0.503 0增加到2011年0.601 2，仅5 a间Moran’sI指数增加了19.52%；此后，2011—2015年广河县村域耕地利用效益的全局Moran’sI值呈大幅度下降的趋势，从2011年0.601 2下降到2015年0.109 0，表明村际间耕地利用效益差异逐渐变大，应合理分配在各村的资源，缩小村与村间的差距。

3.3.2 效益局部格局演化 利用Local Moran’sI指数公式，计算出2006—2015年村域单元的耕地利用效益Local Moran’sI；基于ArcGIS 10.2软件平台，绘制出2006—2015年广河县村域耕地利用效益四种类型区集聚演化图来描述效益局部空间异质性。H-H效益区：2006—2011年广河县村域耕地利用效益热点区分布在头家村、田家村、蔡王家村、石那奴村等村域，即广河县经济较发达、交通便利的川区村域，这些村域与周边地区的发展联系比较紧密，村际空间紧凑度与村域耕地利用效益水平较高；2011年以后H-H效益区开始向大杨家村、大庄村等坐落于广河县西南方的村域转移；H-L效益区：广河县10 a来，无显著的H-L效益区；L-H效益区：2011—2015年红星村、中寨村退出H-H效益区，演化为L-H效益区，说明这两个村2011年以后的耕地利用与周边村的耕地利用联系紧密，但发展速度较周边行政村慢；L-L效益区：2006—2011年广河县村域耕地利用L-L效益区主要集聚在牙和村、草滩村、老庄村、阎子村、水泉村等，即广河县以南的纯山区村域，这一区域远离县域中心、农民文化水平不高，农业科技水平相对较低。因此，需要进一步加大对L-L效益区的资金、技术等要素的投入，从而减弱该区耕地利用低效益集聚的态势，缩小村与村之间的差距。

4 讨论与结论

4.1 讨 论

从研究结果上看，在时间特征方面，研究期内广河县各村域处于耕地利用经济效益高效区的行政村在整个村域评价单元内所占的比重越来越高，耕地利用社会效益、生态效益高效区的行政村占比在减少，说明广河县各村域在追求经济效益的同时，忽略了社会效益、生态效益的同步增长，影响了广河县村域耕地利用的可持续发展。这与李穗浓等[16]以乡村尺度研究城镇化地区土地利用效益的结论不一致，不一致表现在城镇化地区乡村土地利用经济效益和生态效益的同步提升没有同步转化为土地利用的社会效益，本文的研究区域是在以发展农业为主国列、省列的扶贫开发重点县，农民生态保护意识相对薄弱，因此会出现不一致的结果；在时空格局演化方面，本文将ESDA空间分析技术应用到村域耕地利用效益的时空格局演化分析中，从村域尺度探究了耕地利用效益的时空格局特征，从结果上看，研究期内村际间总体上表现为正的空间自相关特征，且Moran’sI指数最高达0.601 2，村与村之间相互联系紧密，随着时间推移，不同行政村根据自身条件，寻求各自最优的发展模式，村与村之间的互动减少。局部上H-H类型区的行政村数量增加，主要集中在头家村、石那奴村等川区村域，L-L效益区主要集聚在草滩村、老庄村、阎子村等广河县以南的纯山区村域。张荣天等[17]基于ESDA技术对中国省际耕地利用效率时空格局分异与机制分析的结果表明，全局上省际耕地利用效率呈现空间正自相关，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，L-L 效率区主要集聚在中国西北地区；张荣天等[14]基于ESDA技术、多元回归模型等方法对泛长江三角城市市域土地利用效益的时空格局演化特征做出的结果表明，相邻城市单元表现出较弱的空间集聚特征，H-H效益区主要分布在苏锡沪和宁杭地区，L-L效益区主要集中在皖北地区。陶晓明[18]采用重心模型、ESDA技术对成都平原城市群的耕地集约利用时空格局演化特征进行研究的结果表明，耕地利用集约度存在明显的空间集聚性，H-H的县级单元主要分布在岷江、沱江冲击平原北部，L-L的县级单元集中分布于研究区北部和东南部的山地丘陵区。本文研究期内村际间总体上表现为正的空间自相关特征的结论与张荣天等[17]在全局上省际耕地利用效率呈现空间正自相关的结论一致，但Moran’sI高且变化显著。局部上H-H效益区和L-L效益区分布区域与张荣天等[14]、陶晓明[18]得出的H-H效益区主要分布在经济条件较好区域，L-L效益区主要集聚在山地丘陵区的研究结果不尽相同。究其原因本文选取的研究对象为纯少数民族村域，其耕地利用效益的时空格局特征不仅受限于经济发展水平、更与当地农民的人口文化素质、当权者对不同村域的管理政策等息息相关。行政村是实施乡村振兴战略的主战场，也是建设美丽中国美丽农村的主阵地。乡村振兴战略是加快农村发展、改善农民生活、推动城乡一体化的重大战略，其聚焦乡村系列发展问题，这对推动农业提质增效、农村全面进步、农民权益保障具有重大的意义。广河县作为扶贫开发重点县，“十二五”期间实施的扶贫项目，脱贫效果显著，精准扶贫工作应与美丽乡村建设、乡村振兴发展战略相辅相成、相互促进。以村域尺度为评价单元，能更准确了解农民生产生活的耕地利用状态，为耕地利用效益的提高和可持续发展提供更切合农民实际需要的依据。需要指出的是，本研究还存在一定的局限性，文中仅选择了2006—2015年的数据分析村域耕地利用效益基本特征，时间尺度较短，忽视了村域耕地利用效益格局长时间尺度的演变规律的揭示，此外，耕地利用效益评价是一项综合经济、社会、生态的复杂工程，简单建立评价指标体系不能全面反映出耕地利用效益的水平，除本文考虑到的影响因素外，需结合当地的特色，将政策、管理、抗灾等众多指标的量化方法将是下一步研究需深化的思考方向。

4.2 结 论

(1) 在时间特征方面，10 a来，处于耕地利用经济效益高效区的行政村在整个村域评价单元内所占的比重越来越高，由17.8%变化为31.7%，增长近1倍，低效区的行政村数量明显减少，耕地利用高效区的分布向西南方向转移。2011年以后，耕地利用社会效益、生态效益高效区的行政村占比在减少，说明广河县各村域在追求经济效益的同时，忽略了社会效益、生态效益的同步增长，影响了广河县村域耕地的可持续发展。

(2) 在空间特征方面，研究期内各村的利用效益水平差异较大，耕地利用经济效益的高效区围绕在石那奴村、赵家村、水家村等灌溉条件较好、农业面积产值高的川区村域，社会效益高效区则多分布在红庄村、魏家咀村等人少地多的山区村域或人口多、粮食播种面积少的川区边缘村域。

(3) 在耕地利用效益的时空演化方面，总体上表现为正的空间自相关特征，耕地利用效益的时空演变可分为两个阶段：2006—2011年各村之间的相互作用在逐渐增强，2011年Moran’sI指数达0.601 2，局部上H-H类型区的行政村数量增加，主要集中在头家村、石那奴村等川区村域；2011—2015年Moran’sI指数下降了81.87%，村际间的相互作用减小；H-H效益区逐渐向广河县西南方的村域转移。