洞庭湖生态经济区乡村人—地—业耦合协调度时空分异

刘 畅，曾 毅，蔡雪琪，赵旷纬

（湖南省国土资源规划院，长沙 410004）

0 引言

乡村是一个复杂的巨系统，其发展离不开人口、土地、产业三个核心要素，而且彼此影响、相互作用，只有三者之间协调发展，才能全面促进乡村振兴。人口的变化影响乡村贫困、粮食安全等，并且通过自身行为影响到其他要素；土地是乡村人口、产业要求的空间载体，也是其他要素得以发展的空间保障；产业影响着农民的生活质量和乡村发展用地，是其他要素发展的重要路径，认知乡村人口、土地、产业三者之间的耦合协调既是科学实施“乡村振兴”战略的内在要求，也是新时代乡村地理学研究的重要内容。

目前，学术界对乡村人口、产业发展和土地利用做了大量研究，研究内容主要集中在农村人口非农化、人口老龄化、土地利用转型、土地利用效率、农业发展的影响因素、粮食安全及对策等单个要素的研究[1-7]。近年来部分学者开始从人—地—业视角剖析乡村转型发展和发展要素转型的互馈作用[8]、从城镇化视角刻画县域乡村人—地—业与城镇化发展的时空格局[9]、研究乡村人口—经济—土地系统空间集聚及耦合协调发展规律[10-11]。从洞庭湖生态经济区区域来看，学术界主要围绕生态承载力系统[12]、水资源环境与社会经济系统[13]、生态—经济—社会系统耦合协调等方面进行研究较多，而对洞庭湖生态经济区人—地—业系统的耦合协调尚未涉及。总体而言，现有文献对人口、土地、产业三者之间关系的研究并不多，主要集中在单一要素和两要素之间协调的分析，关于人—地—业耦合协调的时空演变特征研究成果更显匮乏。

洞庭湖生态经济区作为我国大宗农产品重要生产基地、最大的水稻产地和商品粮调出地，乡村发展具有典型的地域特征，但近年来乡村病日益严重，制约乡村地区的可持续发展。因此，在新型城镇化进程和乡村振兴大背景下，对洞庭湖生态经济区乡村系统核心要素中人口、土地、产业之间关系的研究显得尤为重要，本研究以洞庭湖生态经济区的三市一区共25个县（市、区）为研究单元，通过建立指标体系表征乡村人—地—业发展水平，运用耦合协调度模型，深入探究洞庭湖生态经济区乡村人—地—业之间的耦合协调关系，解决由于三者之间关系失调导致的乡村问题，以其丰富乡村地理学研究内容，为实现洞庭湖生态经济区乡村人口、土地和产业协调有序发展，推进“乡村振兴”战略有效实施、促进乡村地区高质量发展提供科学依据和理论支撑。

1 研究区域、方法与数据来源

1.1 研究区概况

洞庭湖生态经济区位于湖南省东北部，长江中游荆江南岸，地理坐标约为28°44′N—29°35′N、111°53′E—113°05′E，出于统计数据口径一致性，本研究范围包括洞庭湖生态经济区湖南省管辖区内的全部国土空间（图1），即岳阳市、常德市、益阳市和长沙市（望城区）的25个县（市、区），土地面积约4.64万km2，2018年地区生产总值9235.01亿元，常住人口1667.47万人，占全省的24.61%，其中农业人口752.27 万人，占全省的25.25%，城镇化率为54.89%，人均可支配收入29466元，比全省平均水平高4225元。洞庭湖地区自古以来素有“鱼米之乡”和“天下粮仓”的美誉，农业是洞庭湖生态经济区乡村的核心产业，2018年全区实现农林牧渔业总产值1662.71 亿元，农业生产空间面积1964002.73 hm2，占生态经济区土地总面积的42.41%。近年来，随着城镇化进程的不断加快，洞庭湖生态经济区在社会经济高速发展的同时农业结构地域布局不够集中、农村资源环境问题突出、耕地资源流失等问题也日益凸显。

图1 研究区域

1.2 研究方法

1.2.1 熵权法 为了克服主观赋值所带来的较大随意性问题，本研究采用客观赋权方法中的熵值法确定系统中各指标的权重[14]，得出洞庭湖生态经济区人—地—业系统发展水平。具体计算公式如公式(1)～(4)。

（1）指标无量纲化处理。

（2）确定评价指标的权重。

（3）计算各市县历年的乡村人口、乡村土地和乡村产业子系统的综合评价得分。

1.2.2 乡村人—地—业耦合协调度模型

（1）乡村人—地—业耦合度Ci。借用物理学的耦合度模型来定量评价乡村人—地—业的耦合度，重点揭示乡村人—地—业子系统间的相互作用，具体耦合度计算公式(5)。

其中，i，j=1，2，3；i≠j。Pi表示人口系统、Li表示土地系统、Ii表示产业系统；Ci表示三系统的耦合度，取值在[0-1]之间。Ci值越大，说明乡村人—地—业系统之间相互影响、相互作用越明显[15]。借鉴已有成果并结合实际情况，将乡村人—地—业耦合度划分为4 种类型（表1）[16]。

表1 人口—土地—产业系统耦合度类型划分

（2）乡村人—地—业耦合协调度Di。由于耦合度仅能说明洞庭湖生态经济区乡村人口、土地、产业3个子系统间的相互影响，无法反映水平的高低，因此进一步引入耦合协调度模型，表征洞庭湖生态经济区乡村人—地—业相互协调发展程度，具体见公式(6)～(7)。

其中Ti为人口、土地、产业系统综合评价发展水平，α、β、γ分别为人口、土地、产业系统的待定系数，鉴于相关文献研究成果及专家意见的基础上[17]，本研究认为乡村人口—土地—产业3 个系统同等重要，对整体协调发展有相同作用，故待定系数确定α=β=γ=1/3。为更加直观反映洞庭湖生态经济区人—地—业系统之间耦合协调发展水平，参考相关文献[18-19]，并结合本研究实际，对乡村人—地—业三者耦合协调度划分为以下10种类型（表2）。

表2 乡村人口—土地—产业系统耦合协调度类型划分标准

2.3 指标选取和数据来源

在遵循数据可得性、指标代表性和系统性等原则，并参考相关研究成果的基础上[20]，围绕乡村发展“人口—土地—产业”三要素框架，选取7个指标来构建洞庭湖生态经济区乡村人—地—业综合水平评价指标体系（表3）。其中，乡村人口方面主要选取乡村非农就业率、乡村从业人员占比来反映乡村人口就业与流动等情况；乡村土地方面通过乡村人均耕地面积来表现耕地资源情况，选取乡村农村居民点面积指标反映土地集约化情况。产业方面选取乡村人均粮食产量、农业机械投入、农业产值状况来反映乡村农业现代化水平变化和乡村产业结构情况。

表3 洞庭湖生态经济区乡村人—地—业发展水平评价指标体系

本研究以洞庭湖生态经济区25 个县域为基本研究单元，选取2008、2013 和2018 年的面板数据。研究数据包含社会经济统计数据和矢量数据，社会经济数据均来自2011—2019 年的《湖南农村统计年鉴》、《湖南统计年鉴》、各县市相应年份的地方年鉴以及国民经济与社会发展统计公报；矢量数据来源于洞庭湖生态经济区各县市区历年土地利用变更详查数据库。另外，对个别缺失数据采用相邻年份插值法补齐。

2 结果与分析

2.1 乡村人—地—业各子系统时空格局

结合人口、土地、产业发展水平评价结果，采用四分位法对洞庭湖生态经济区25个县市（区）3个时间段的3 个维度进行等级分区，通过寻找25%（1/4 分位数）、50%（中位数）、75%（3/4 分位数）位置的3 个数值作为4个等级的临界值，依次分为萌芽发展阶段、初步发展阶段、快速发展阶段和高度发达阶段4个等级，并借助ARCGIS10.2对洞庭湖生态经济区乡村人—地—业系统得分情况进行空间分析，形成各子系统时序对比图（图2）。根据乡村人—地—业系统得分可知洞庭湖生态经济区各县市区乡村人口、土地、产业发展水平总体呈现差异较大、不均衡的特点。

图2 洞庭湖生态经济区乡村人口、经济、土地的空间格局演变

从洞庭湖生态经济区各子系统的整体发展状况来看，2008年洞庭湖生态经济区人口子系统的综合评价值为0.5214，明显高于土地子系统和产业子系统综合评价值的0.4705 和0.2697，可见当时洞庭湖生态经济区乡村人口资源丰富使得能够获得更多的就近就业机会，在随后的发展中，人口子系统的综合评价值继续增长，产业子系统的综合评价值在过去的10年间呈快速上升的趋势，而土地子系统的综合评价值增长缓慢。

通过深入分析洞庭湖生态经济区人—地—业系统评价指标体系中各项指标历年的数值，在乡村人口方面，总体发展呈上升趋势。2008年洞庭湖生态经济区除望城区、武陵区、桃江县、赫山区乡村人口发展水平处于高度发达阶段外，大部分地区乡村人口发展评价指数较低，意味着整体人口城镇化进程缓慢。到2013年，新增临澧县和岳阳楼区发展水平达到高度发达阶段，洞庭湖生态经济区整体处于快速发展阶段，萌芽发展阶段的县市区减至6个。截至2018年，洞庭湖生态经济区人口发展水平整体提升，平均值由2008 年的0.5214 增至0.6584，但快速发展阶段和高度发达阶段的县市区数量并未增加。这也充分反映随着人口城镇化的快速推进，农村人口持续向城市转移，形成农村劳动力在城乡间流动较大的状况。

乡村土地方面，表现为总体发展水平较大提升，发展不均衡，内部差异明显。2008—2018年萌芽发展阶段的县市区明显减少，高速发展阶段的县域个数增加。洞庭湖生态经济区是全国传统商品粮基地之一，土地以农用地为主，农用地中以耕地为主，在过去的10年间洞庭湖生态经济区人均耕地面积由0.0833 hm2增至0.1803 hm2，耕地面积增至为1133256.21 hm2，占洞庭湖生态经济区农用地面积的30.82%，占洞庭湖生态经济区土地总面积的24.47%，其中桃源县、鼎城区和南县耕地的面积最大，总体而言，洞庭湖生态经济区相对全省其他地区来说耕地面积大，条件好，耕地连片程度高，致大量的农地向城市用地转变和城市建设用地规模持续加大。

乡村产业方面，总体呈现为东高西低的趋势，近10年发展较快。受社会经济发展水平限制，2008年洞庭湖生态经济区产业发展水平普遍偏低，农业产业结构表现为单一的“粮猪”型结构，资源优势没有得到充分利用，现代农业发展缓慢，并且农村家庭联产承包责任制及人多地少的矛盾，使得洞庭湖生态经济区现行农业的经营规模普遍较小，传统农业产业仍以家庭为单位的小规模、分散式经营为主，受国家和区域经济快速发展的强力推动，洞庭湖生态经济区的成立，一系列洞庭湖生态经济区发展规划的实施，导致乡村产业结构快速良性升级，平均值由2008年的0.2697增至2018年的0.5795，将近翻了一倍。截止到2018年洞庭湖生态经济区农林牧渔产值1662.71亿元，其中粮食、蔬菜、生猪、水产品、家禽、油料、棉花等优势农产品的产值占农业总产值的比重达到65%左右；农林牧渔产值和粮食种植面积、粮食、油料、水产品产量分别约占全省的50.91%、29.45%、30.58%、43.71%、58.16%。围绕洞庭湖区域特色，重点发展粮食、名特水产，鼓励发展水禽、蔬菜、双低油菜、适度发展生猪、草食动物、园艺作物、休闲农业，构建了以现代农业产业体系、支撑体系、经营体系、生态体系为主的洞庭湖特色现代产业体系。

2.2 乡村人—地—业耦合协调发展特征

2.2.1 耦合度时空格局 通过测算出2008 年、2013 年、2018 年洞庭湖生态经济区25 各县市区单元的耦合度值，运用ARCGIS10.2 形成2008、2013 年、2018 年洞庭湖生态经济区乡村人—地—业耦合度空间分异图（图3）。

图3 洞庭湖生态经济区地区乡村人—地—业耦合度时空格局

洞庭湖生态经济区乡村人—地—业耦合度2008—2018 年发生了较大改变。2008 年区域分异明显，呈现出典型以汨罗市、临湘市、岳阳县、湘阴县、君山区为核心岳阳市区域的组团状分布格局耦合度高值区。至2013年，整体耦合度有了较大提升，安乡县、桃源县、临澧县、鼎城区为主的常德市区域耦合度发展较快。2018年随着十九大乡村振兴战略的实施，与2013年相比，洞庭湖生态经济区乡村人—地—业耦合度较高的地区大幅扩大，高值区形成的区域进一步强化扩散。

从耦合度类型分区来看，2008年—2018年洞庭湖生态经济区乡村人—地—业耦合度总体在0.8610～0.9996 之间，说明洞庭湖生态经济区乡村人—地—业处于协调耦合阶段且耦合度显著提升。从空间格局上看，洞庭湖生态经济区乡村人—地—业耦合度的高值区主要包括以君山区、岳阳县、汨罗市为主的岳阳市区域，究其原因，岳阳地区在洞庭湖生态经济区中地位独特，近年来，以农村土地节约集约综合利用改革为重点，加强农村破旧“空心房”、超面积使用宅基地等治理，扎实推进村庄简易规划全覆盖，推进中心村、中心社区建设，并充分依托洞庭湖、长江水系发达的资源优势，将鳝、虾、蟹等水产品作为发展现代农业的主要抓手，大力培育新型职业农民，实现了乡村经济社会发展与人口、土地、产业相协调。耦合度低值区主要集中在临澧县、澧县等为主的常德市和益阳市的安化县和赫山区，这与劳动生产率低、农民科技文化素质较低等有关，是制约其发展的重要因素。2008—2018年以洞庭湖生态经济区以东的岳阳市发达区域为核心并以圈层的形式逐渐向外扩散，其影响范围逐渐增大，整体上洞庭湖生态经济区乡村人—地—业在空间上呈现“东高西低”的空间格局特征，区域差异显著。从时间维度上来看，洞庭湖生态经济区乡村人—地—业耦合度较高，3年的耦合值皆大于0.8，乡村人—地—业处于协调耦合阶段，2008、2013、2018年耦合度均值分别为0.9480、0.9536、0.9831，耦合度呈现出整体水平逐年上升的趋势。由此可见，洞庭湖生态经济区乡村人口、土地、产业3 个子系统之间差异较小，呈现出共振发展的局面。具体表现为：由于洞庭湖生态经济区乡村人口资源相对丰富，从事农业生产的农民较多，农业人口占湖南省的25.25%，导致区域内乡村农业经济得到较大发展，加之洞庭湖生态经济区围绕充分发挥重要粮生产基地和淡水鱼区地位，发展现代农业体系建设有效促进了乡村产业结构的优化，近年来洞庭湖生态经济区粮食总产稳定在1500万t以上，产业集中度达到70%，而产业结构的升级促进了土地资源的高价值转化，提高了耕地资源的丰度、居民点用地的集约化水平，从而促使近年来洞庭湖生态经济区乡村人—地—业处于较好的协调发展水平。

表4 洞庭湖区生态经济区人—地—业耦合协调发展度测算结果

2.2.2 耦合协调度时空格局 为了更加直观地对洞庭湖生态经济区人—地—业系统的耦合协调发展状况进行分析，选取2010、2014、2018 年3 个典型年份的洞庭湖生态经济区25 个县市区单元的耦合协调度，形成2010、2014、2018 年洞庭湖生态经济区乡村人—地—业耦合协调度空间分布图（图4）。

在时间维度上，依据耦合协调度模型计算结果，可以看出25个县域耦合协调度出现了勉强协调、初级协调、中级协调和良好协调四个类型。洞庭湖生态经济区乡村人—地—业耦合协调度在整体上呈现出由初级协调向中度协调发展的逐年上升特征，耦合协调度平均水平由0.6301 增至0.7509。2008 年，耦合协调度介于[0.5512，0.6991]，最低值为岳阳楼区，最高值为资阳区，耦合协调主要类型有勉强协调和初级协调两种类型，分别占比为20%和80%，其整体发展水平较低，大多处于初级协调状态，一方面，农业产业布局功能分区不明显，产业集群的专业化程度低，产业结构趋同、特色不明显、优势不突出，另一方面，土壤酸化明显，耕作层不断变浅；资源利用粗放，农业主要作物氮、磷、钾肥利用率低，农药年施用量亩均用量高出全国20.0%，农膜回收率不到80.0%，导致农业面源污染较严重，土地与产业的失调导致了耦合协调度水平整体偏低；2013年，耦合协调度介于[0.5711，0.7324]，最低值为临湘市，最高值为望城区，该时期主要有勉强协调、初级协调和中级协调，分别占比为8%、64%和28%，虽然该时期整体水平处于初级协调，但与2008 年相比，勉强协调的比例明显下降，而中级协调的比例有所上升，因此，该时期的洞庭湖生态经济区乡村人—地—业耦合协调度高于2008 年，根据因地制宜、充分合理利用土地的原则，提高洞庭湖生态经济区农业生产效率的同时鼓励农民从事农业生产，进行大中型灌区续建配套与节水改造工程，逐步扩大有效灌溉面积、旱涝保收面积，使得耦合协调发展开始提升。2018 年，耦合协调度介于[0.6044，0.8048]，最低值为安化县，最高值为望城区，该时期的乡村人—地—业耦合协调度主要为初级协调、中级协调和良好协调，分别占比为8%、84%、8%，中级协调呈现出快速上升的趋势，该时期整体水平大幅度提升，这主要得益于乡村振兴战略的乡村发展政策和洞庭湖生态经济区现代农业发展规划（2015—2020年）等一系列规划的批复，实施城乡建设用地增减挂钩、耕地占补平衡等政策，通过发展湖区特色农业推进农业现代化，加强耕地能力建设，建成集中连片、旱涝保收的高标准基本农田等重点工程，加强农村人才队伍建设，而安化县和平江县呈现出初级协调状态，主要这两个县域耕地质量较低，在耕地质量等级中处在低等地和中等地，导致乡村土地质量下降制约了乡村人—地—业耦合协调。

在空间维度上，洞庭湖生态经济区乡村人—地—业耦合协调度空间分布格局与耦合度存在一定的关联性，耦合协调度的高值区与耦合度的高值区大致吻合，以洞庭湖生态经济区东部岳阳市区域为核心逐渐向外扩散并耦合协调度不断上升。

尽管大多数县域协调水平整体提升，但也存在少数典型地区，实现了协调水平由初级协调向良好协调的转变。以长沙市望城区和常德市津市市为例，望城区在期初协调水平失调的原因主要在于农业结构单一，特色优势不明显，由于望城区区位优势明显，位于湖南省省会城市长沙市，辐射带动明显，以特色小镇引领乡村振兴，大力发展都市休闲农业，短期内提升了耦合协调水平。津市市作为湖南省一个县级市，虽然在期初农业份额不大，近年来提高土地利用效率，加快现代农业发展，建设农产品加工园区，通过产业集聚有效激发了农村人才队伍活力，使得乡村人—地—业耦合协调水平逐步增强。

3 结论与讨论

本研究选取洞庭湖生态经济区25个县市区为研究对象，通过建立乡村人—地—业发展水平评价指标体系，利用耦合协调度模型测算2008年、2013年、2018年洞庭湖生态经济区乡村人—地—业系统的耦合度和耦合协调度并进行空间比较与时序分析，揭示其耦合协调的时空分异特征和演变规律，为探究乡村人—地—业的互动关系、实现乡村人—地—业系统协调发展提供了启示，突破了以往研究仅对人口、土地、产业单一要素和两要素之间协调分析的局限。得到以下结论。

（1）通过对洞庭湖生态经济区乡村人口、土地、产业各子系统综合发展水平的测算结果可知洞庭湖生态经济区乡村人口、土地、产业各子系统发展水平总体呈现差异较大、不均衡的特点。

（2）洞庭湖生态经济区乡村人—地—业耦合度整体较高，从空间格局上看，乡村人—地—业耦合度的高值区主要包括以君山区、岳阳县、汨罗市为主的岳阳市区域，耦合度低值区主要集中在临澧县、澧县等为主的常德市和益阳市的安化县和赫山区。2008—2018 年以洞庭湖生态经济区以东的岳阳市发达区域为核心并以圈层的形式逐渐向外扩散。

（3）总体而言洞庭湖生态经济区乡村人—地—业处于良好协调的耦合协调阶段，2008—2018年耦合协调度呈现勉强协调、初级协调、中级协调和良好协调四个类型，总体在0.8610～0.9996 之间，乡村人—地—业耦合协调度在整体上呈现出由初级协调向中度协调发展的逐年增强上升特征。

本研究基于面板数据对洞庭湖生态经济区25 个县市区乡村人—地—业耦合协调进行研究，但在测算指标的选取、权重的确定等方面，由于数据的可获得性等原因，研究所涉及的各项指标等参数的设置对结果会产生影响，下一步还需完善乡村人—地—业发展水平评价指标体系。此外，乡村人—地—业耦合协调是乡村地理学重要的研究内容，本文初步揭示了洞庭湖生态经济区乡村人—地—业耦合协调度时空分异，但其影响因素和机理的内在逻辑有待在今后研究中深入探讨。