基于结构方程模型的耕地可持续利用影响要素评价研究

崔 勇，龙岳林

(1.湖南农业大学 风景园林与艺术设计学院，湖南 长沙 410128；2.广西职业技术学院，广西 南宁 530226)

耕地可持续利用是土地利用研究的重要内容，关乎乡村地区的发展，其研究对于耕地资源的利用与保护、耕地生态系统健康发展具有重要的指导意义。近几十年来，国内外开展了大量的关于耕地资源可持续利用方面的研究，国外的研究成果主要集中在生产潜力评估、影响因素构成、评价体系构建等方面，并逐渐向耕地修复和耕地生态安全预警方面发展。国内的研究重点主要集中在耕地可持续利用的影响因素、评价指标体系的建立、评价方法的选取3个方面。影响耕地可持续利用的因素众多，主要是自然因素、经济因素和社会因素3个方面；耕地可持续利用的评价方法已由前期的定性研究发展到定量研究，常用的评价方法有模糊综合评价法[1]、组合赋权法[2]、MATLAB聚类法[3]、灰色综合评价法[4]、GIS[5]、物元分析法[6]、生态承载力法[7]等，但耕地可持续利用影响要素之间的影响路径和影响程度还需进一步验证。本研究通过引入结构方程模型(Structural Equation Model, SEM)，对长沙市近郊莲花镇乡村耕地可持续利用水平进行综合分析，试图为土地利用方式的转变提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

莲花镇是“全国环境优美乡镇”“省级‘两型’社会示范镇”，名称来历因镇政府驻地位于“莲花桥”而得名。地理位置位于东经112°40′46.75″～112°49′59.83″，北纬28°04′26.98″～28°11′40.94″。地处长沙市岳麓区西南缘，位于湘江新区控制区，区位条件优越。东临含浦镇，南邻湘潭县和宁乡市，西接雨敞坪镇，北连白箬铺镇和雷锋镇。辖区东西最大距离16.9 km，南北最大距离12.6 km，总面积113.9 km2。辖区内有京珠西线、黄桥大道、岳宁公路、长韶娄高速、雨莲公路等骨干道路纵横交贯，交通条件优越。镇中心距京珠高速西线出入口仅3 km，距长潭西线高速公路入口仅7 km，距黄花国际机场35 km，距长沙火车南站32 km，可进入性、便捷性优势非常突出，有利于人流、物流、资源流的集聚，便于一二三产业的发展。

1.2 数据收集与处理

1.2.1 相关数据收集 本文采用的数据主要涉及土壤环境数据、社会经济统计数据与专题数据等。土壤环境数据资料主要通过采样并进行化学分析获得土壤的有效成分数据、重金属含量数据等；土地利用数据主要根据《岳麓区莲花镇土地利用总体规划(2006～2020年)2012版》和《莲花“两型示范”镇总体规划修改(2014～2020)》的数据资料；相关社会经济数据主要来源于莲花镇政区大典、各乡镇经济报表数据以及田野调查数据资料，其主要用来分析社会经济条件及部分测度指标的计算。

1.2.2 数据处理及应用 本研究通过调研数据分析，构建乡村耕地可持续利用评价体系，对确立的乡村耕地可持续利用评价体系进行问卷调研，问卷调研的方法采用李克特五点量表法(Likert scale)，指标的影响度分为5级：非常重要5分，重要4分，一般3分，不重要2分，极其不重要1分；发放问卷数每个村(社区)20份，共计340份，回收有效问卷275份，回收率为80.88%；最后对问卷的有效性进行信效度检验。

1.3 方法步骤

1.3.1 评价指标体系构建 根据耕地系统的复合性、动态发展性以及影响要素的协同驱动性[8-11]，依据测量理论，每个指标均能反映理论的潜在构念，即一级指标能够反映耕地的可持续发展，二级指标能够反映所对应的一级指标[12]；而且现有的研究成果还认为，每个上一层次指标尽可能使用3个以上的下一级指标来解释[13]。因此，本文选取8个一级指标和34个二级指标，建立耕地可持续利用评价体系(表1)。

表1 乡村耕地可持续利用评价体系

1.3.2 评价指标体系信效度检验

1.3.2.1 信度分析 信度是衡量测量结果与被测量者一致程度的指标，分为内在信度和外在信度。内在信度是检验量表内部要素的一致性，外在信度是检验不同时间量表的一致性。本研究不涉及对不同时间同一对象的测量，故选取内在信度进行分析，用一致性信度系数(克朗巴哈系数Cronbach’sα)进行测量，分析结果见表2。整个量表的可靠性统计量Cronbach’sα值为0.972，表明信度非常好；每一个二级指标的信度分析结果值为0.729～0.910，表明一级指标间信度良好；34项二级指标的相关系数均大于0.500，说明各二级指标与量表的测量目的相关；指标项目已删除Cronbach’sα值对比整体量表的Cronbach’s α值0.972，无系数上升情况，说明各指标均有效，不用优化删除。所以，量表整体信度优良，可以做下一步的效度分析。

表2 影响要素重要性程度问卷信度分析

1.3.2.2 效度分析 效度是指测量值与真实值的接近程度。通常采用KMO统计量和巴特莱特球形(Bartlett)检验考察指标是否做因素分析，即指标间的相关性。KMO的评价标准要求其值要大于0.5，且Bartlett值小于0.05，代表指标体系才有结构效度。本研究运用SPSS 22.0软件，对调研数据进行KMO和Bartlett球形检验，结果见表3。从结果可以看出，评价体系效度满足适应性标准。

表3 影响要素重要性程度问卷KMO和Bartlett球形检验

1.3.3 结构方程模型 结构方程模型(SEM)法综合了因子分析、回归分析、路径分析等多种方法的优点，能够对复杂数据进行有效处理，通过假设影响路径来揭示影响因素之间的复杂关系，确定影响方式和影响效应。在进行SEM分析前，需进行违反估计检验和信效度检验。根据国内外专家学者对于乡村耕地可持续利用的研究成果，结合研究实际，可以假设区位条件、乡村耕地生产力水平、乡村耕地生态环境、乡村景观资源环境、乡村吸引力、乡村城镇化水平、乡村幸福度、乡村产业环境8个潜在变量对乡村耕地可持续利用影响包括以下路径：(1)8个潜在变量对乡村耕地可持续利用具有直接影响；(2)区位条件和乡村产业环境2个外源潜在变量通过对其他6个内在潜在变量的影响而对耕地可持续利用产生间接影响。根据上述假设的影响路径，建立研究区耕地可持续利用影响因素模型(图1)，借助Amos 24.0软件的SEM模块进行拟合分析，探讨耕地可持续利用影响要素的影响方式和影响程度。

图1 乡村耕地可持续利用SEM模型

2 结果与分析

2.1 乡村耕地可持续利用模型违反估计和信效度检验

从模型中潜在变量及残差方差(S.E.)值的范围为0.040～0.082，均没有出现负值；模型中标准化系数的值的范围是0.190～0.593，均小于0.950，符合违反估计的检验标准，证明模型路径设计合理(表4)。

表4 初始SEM模型潜在变量及残差方差

SEM模型的信效度检验包括观察变量的项目信度和潜在变量的组合信度、聚合效度、区分效度4项检验，检验标准见表5，结果见表6～表8。通过检验，仅聚合效度中的区位条件指标值低于0.5，其他检验均保持良好，可以认为所构建的初始SEM模型观察变量能够较好地反映潜在变量的特性与内容，也表明调查问卷数据能够很好地反映模型各潜在变量之间关系的真实程度，模型假设成立。

表5 SEM模型信效度检验项目标准

表6 初始SEM模型观察变量因素荷载值

表7 初始SEM模型的组合信度和聚合效度

表8 平均方差抽取量与潜在变量相关系数平方比较

2.2 乡村耕地可持续利用影响要素的影响路径

根据确定的乡村耕地可持续利用模型，研究得出各要素对乡村耕地可持续利用的影响作用既有直接作用，也有间接作用，通过AMOS 24.0软件计算作用效应结果，在计算时，重复抽样(number of bootstrap samples)设置为2000次，偏差校正置信区间(bias-corrected confidence intervals)设置为0.95[12]，结果如表9所示。

表9显示8个指标均对乡村耕地可持续利用有直接影响作用；乡村景观资源环境、城镇化水平、乡村幸福度3个指标具有间接影响作用。

表9 乡村耕地可持续利用影响要素的作用效应

2.3 乡村耕地可持续利用影响要素的影响效应

表10显示了乡村耕地可持续利用模型各要素之间关系的显著性和路径系数：乡村耕地生态环境、乡村耕地生产力水平、区位条件、产业环境对乡村耕地可持续利用影响显著；乡村景观资源环境、城镇化水平、乡村幸福度对乡村耕地可持续利用影响较显著；乡村产业环境对乡村幸福度、城镇化水平、乡村景观资源环境要素影响显著；乡村产业环境对乡村景观资源环境要素影响较显著。

表10 乡村耕地可持续利用最终模型路径系数及显著性

通过对乡村耕地可持续利用的影响关系以及各要素之间的影响作用程度进行效应分析，得出并绘制了乡村耕地可持续利用影响效应模式图。图2反映了各要素之间的影响关系，包括影响方式(直接影响或间接影响)、影响程度(通过标准化路径系数来表征)和影响路径。

*为P<0.05；**为P<0.01；***为P<0.001

3 讨论

通过上文分析可知，8项一级指标对乡村耕地可持续利用均有影响作用，影响作用的方式各异，影响强度也有大有小。本文重点讨论影响因素的影响程度排在前3位的乡村耕地生态环境、乡村吸引力、乡村耕地生产力水平。

(1)乡村耕地生态环境好对乡村耕地可持续利用有显著的正向影响。这说明绿色植被覆盖率高、生态系统服务价值大、土壤有效成分丰富、土壤污染程度低、坡度小能促进乡村耕地的可持续利用。乡村耕地生态环境的关注受到了政界和学界的重视，2018年中央一号文件指出，“良好生态环境是农村的最大优势和宝贵财富”。阎水玉等[24]研究了乡村的生态系统服务价值，综述了它的生态经济价值，提出了测度方法并对其进行量化研究，认为生态系统服务对乡村耕地可持续利用具有至关重要的作用。杨学龙等[25]从农村居民点整治的角度进行分析，认为坡度是体现乡村耕地生态环境的重要指标，是制约乡村耕地可持续利用的限制因素，是逆项指标。本文通过模型论证了其对乡村耕地可持续利用的影响作用，影响乡村耕地可持续利用的路径系数为0.945，位列8项指标的第一位。由此可见，乡村耕地生态环境是乡村耕地可持续利用的基础和保障，是乡村发展的重要驱动力。

(2)乡村吸引力强对乡村耕地可持续利用有正向影响。这说明道路硬化好、旅游配套设施完善、乡村治理好、乡村居民凝聚力强、外来企业带动力强、乡村活力好等因素可以促进乡村耕地的可持续利用。乡村吸引力的强弱直接关系到乡村耕地可持续利用的效果。白珊[26]认为乡村吸引力对于美丽乡村建设具有重要的指引作用，并通过构建乡村吸引力指标体系进行了实证分析；戴柳燕认为乡村吸引力是乡村吸引人口、产业、资金、信息、技术等资源要素的一种潜在能力或力量，具有地域性、综合性、动态性、等级性和多样性等特点，对乡村发展具有积极的促进作用；金丽华[16]提出了乡村吸引力的测度指标体系，并通过实例进行了验证。本文根据已有的研究成果，认为乡村吸引力是城乡供需关系内容发生转变(由单一的粮食供给向多元化、多功能转变)，城乡之间的作用力(由单向影响向双向互动转变)以及各自系统内部的作用力发生转变而产生乡村吸引力，其大小是由乡村自身内力、所受外力以及城乡带动力(融合力)相互作用而决定的，如图3所示。并给出了表征乡村吸引力的7个基础二级指标，包含了乡村的基础设施条件(内力)、乡村治理水平(外力)和发展带动作用(带动力)，用以解释乡村吸引力对于乡村耕地可持续利用的影响作用。所以，进一步提高乡村吸引力，使其基础配套设施优化、乡村治理优良、乡村活力激发是乡村建设考虑的重要内容，对于耕地可持续利用的意义重大。

图3 乡村吸引力产生过程图

(3)乡村耕地生产力水平高对乡村耕地可持续利用具有正向影响。这说明耕地面积比例大、耕地经济效益好、农村人口规模大可以促进乡村耕地的可持续利用。Ravallion等[27]研究认为在南亚地区，耕地生产力水平是贫困的重要决定因素，而产量的增加具有使大量个人摆脱贫困的潜力，乡村耕地生产力水平的提升使农业增长显著，明显地减少了农村地区的贫穷，促进了乡村的发展。李靖等[28]提出了耕地生产力测度指标体系，按照该体系确定各区域农业生产力水平，并进行合理地布局，从而提升耕地的经济效益，促进乡村的高水平发展。Lowe等[29]研究得出偏远乡村的农村人口较近郊乡村的人口数量要少，认为农村人口规模对于乡村耕地可持续利用具有显著的正向影响作用。

4 结论

本文通过建立乡村耕地可持续利用SEM模型进行影响要素关系的分析，不仅得出各要素对耕地可持续利用具有直接影响，也有间接影响。研究发现，在影响方式上区位条件、乡村吸引力、乡村耕地生产力水平、乡村耕地生态环境、乡村景观资源环境、城镇化水平、乡村幸福度、乡村产业环境起直接影响作用，乡村景观资源环境、城镇化水平、乡村幸福度起直接影响作用同时起间接影响作用。因此，在乡村现有条件的情况下，应把乡村耕地的本底摸清，乡村耕地可持续利用重点要放在这些影响作用大的影响要素上。这些影响作用较大的要素是乡村发展关注的重点，为下一步耕地转型、土地利用方式确认、产业结构调整以及乡村发展范式的提出提供了理论依据和实践指导。