洞庭湖区农业多功能耦合协调发展时空演化及障碍度分析

摘要 在全面推進乡村振兴战略背景下，农业多功能耦合协调发展对于发挥区域农业多元价值、实现农业农村现代化具有重要意义。以湖南省内洞庭湖地区 25 个县市区为研究单元，采用耦合协调度模型、障碍度模型等方法，构建洞庭湖区农业多功能耦合协调发展测度指标体系，揭示洞庭湖区农业多功能的时空演化特征及障碍因子。结果表明：①2005—2020年洞庭湖农业各功能指数及综合指数均呈上升趋势，整体发展趋势良好。②洞庭湖区整体农业多功能耦合协调发展水平稳步提升，中级协调型数量明显增多，由散点型分布演化为集聚式分布，耦合协调发展水平呈现中部较高，南北相对较低的空间格局，地区差异存在先扩大后缩小的趋势。③2005—2020年影响农业多功能耦合协调发展的准则层障碍因素以经济发展和生态文化功能为主，在农业发展中应注意延伸农产品加工产业链，显化农业在绿色经济发展和生态文化旅游等方面价值。

关键词 农业多功能；耦合协调发展；障碍因子

中图分类号 S-9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2023）09-0215-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.09.051

Abstract Under the background of comprehensively promoting the rural revitalization strategy， the coupling and coordinated development of multifunctional agriculture is of great significance for giving play to the diversified value of regional agriculture and realizing the modernization of agriculture and rural areas. In this paper， 25 counties and urban areas in Dongting Lake area of Hunan Province were taken as the research unit， and the coupling coordination degree model and obstacle degree model were used to construct the measurement index system of agricultural multifunctional coupling and coordination development in Dongting Lake area， so as to reveal the spatiotemporal evolution characteristics and obstacle factors of agricultural multifunctional development in Dongting Lake area. The results showed that：① The functional indexes and comprehensive indexes of agriculture in Dongting Lake showed an upward trend from 2005 to 2020， and the overall development trend was good. ② The overall agricultural multifunctional coupling and coordinated development level in Dongting Lake Area improved steadily， the number of intermediate coordination types increased significantly， and the distribution of coupling and coordinated development level changed from scatter type to cluster type. The spatial pattern of coupling and coordinated development level was higher in the middle part of the region， but relatively lower in the north and south of the region. ③ From 2005 to 2020， economic development and ecological and cultural functions were the main obstacles to the coupling and coordinated development of multifunctional agriculture. In agricultural development， attention should be paid to extending the industrial chain of agricultural product processing， and the value of agriculture in green economic development and ecological and cultural tourism should be revealed.

Key words Agricultural multifunction;Coupling and coordinated development;Obstacle factor

作者简介 毕方泽（1998—），男，山东淄博人，硕士研究生，研究方向：农业经济。

“多功能性”首次提出于1992年联合国里约热内卢“环境与发展”地球峰会，1998年经济合作与发展组织将其延伸至农业领域，提出 “农业多功能性”（agricultural multifunctionality），初步将农业功能概括为生产功能、环境功能、经济功能3类。农业多功能研究起源于欧盟倡导的多功能农业理念，围绕农业作为经济部门或产业而开展［1］。我国在2007年中央一号文件中首次提出开发农业多种功能，健全发展现代农业的产业体系，把农业功能从食品供给提升到就业、生态、文化层面［2］。实施乡村振兴战略以来，通过发挥农业多功能助推乡村产业振兴、实现乡村多元价值得到更多关注，《乡村振兴战略规划（2018—2022年）》要求深入发掘农业农村的生态涵养、休闲观光、文化体验、健康养老等多种功能和多重价值，2021年出台的《农业农村部关于拓展农业多种功能促进乡村产业高质量发展的指导意见》强调要拓宽农业的多种功能，提高乡村产业的质量，不断增强优美生态环境、优秀传统文化产品的供给能力。

紧随国家政策对农业多功能的关注，国内关于农业多功能的研究逐步增多，研究内容方面，对于农业多功能的地域类型划分［3］、时空演变特征［4］及驱动机制［5］已有较多研究。在研究方法上，通过综合指数法［6］、多维评价模型［7］等分析农业多功能发展水平，构建纵向比较系数模型［8］、空间错位指数［9］、聚类分析［10］等方法探索农业多功能时空演变特征。同时，农业功能研究常与乡村转型［11］、土地利用转型［12］、土地利用管理［13］、农用地效益提升［14］等研究联系密切，通过农业多元价值的挖掘开发，延伸乡村农业产业链，发挥乡村在粮食生产、社会保障、营造优美生态环境、文化产品供应等方面的多元价值，实现乡村产业振兴、人居环境改善与生活质量提升。

2014年7月国务院批复《洞庭湖生态经济区规划》，把洞庭湖区定位为中部地区崛起的典型示范区。作为全国第二大淡水湖泊，洞庭湖在自然生态功能上具有调蓄洪水、涵养水源、调节区域气候的重要作用，洞庭湖生态经济区建设与发展作为国家一项重要战略，在探索大湖流域农业综合开发新模式、生态与经济协调发展新路径方面具有显著优势。该研究以洞庭湖生态经济区中位于湖南省的 25 个县市区为研究单元，利用2005—2020 年《湖南统计年鉴》数据，采用耦合协调度模型、障碍度模型等方法，构建洞庭湖农业多功能耦合协调发展测度指标体系，揭示其时空演化特征，探索湖区农业发展的障碍因素，以期为促进洞庭湖地区农业多元价值实现和农业资源可持续发展提供理论和现实依据。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

洞庭湖生态经济区地处我国中部，北临武汉城市群、南接长株潭城市群，包括湘、鄂2省5市、33 县（市、区），其中湖北境内约1.41万km2，包括荆州市的8个县（市、区），湖南境内约4.63万km2，包括岳阳市、常德市、益阳市及长沙市望城区共25个县（市、区）。2020年，洞庭湖区常住人口1 506.62万，乡村人口620.51万，聚集了湖南省22.64%的乡村人口。第一产业产值1 301.33亿元，占湖南省的30.69%，农林牧渔业总产值2 318.53亿元，是湖南省农林牧渔业总产值的30.86%。考慮到洞庭湖75%以上面积位于湖南省境内以及数据可得性与统计口径差异，该文所研究的洞庭湖区指湖南境内常德、益阳、岳阳3市及长沙市的望城区。

1.2 研究方法

1.2.1 农业多功能耦合协调发展测度指标体系构建。

根据洞庭湖区农业发展的现实情况以及评价指标的相对稳定性、数据的可获得性，借鉴前人研究成果［14-15］，将洞庭湖区农业所具有的农副产品供给、原料供给、区域经济发展、农民就业增收、社会保障、生态涵养等多元化功能，概括为生产供给、经济发展、社会保障及生态文化功能，构建洞庭湖区农业多功能耦合协调发展水平综合测度指标体系（表1）。

1.2.2 指标权重确定。

使用极差标准化法对正向指标和逆向指标进行归一化处理，引用均方差决策法［16］计算各时点指标的离差系数，反映其对农业多功能发展的贡献程度，取历年权重的均值作为最终指标权重。计算公式如下：

1.2.3 耦合协调度模型构建。

耦合理论可以用来描述2个或者2个以上系统之间相互作用的影响程度［17］。该研究借用物理学中的容量耦合概念和模型来计算洞庭湖区农业多功能的耦合协调度，其耦合协调度函数［18］如下：

式中，C为洞庭湖区农业多功能的耦合度；Ｄ为耦合协调度；Ｔ为农业各功能的综合指数；α、β、γ、δ分别为农业各功能的贡献程度，考虑到二者对人类社会可持续发展同样重要，此处均取0.25。洞庭湖农业多功能耦合协调发展水平分类标准见表2。

1.2.4 障碍度模型构建。

障碍度模型，即健康距离模型，源于生态系统系统评价。该研究引用障碍度模型对洞庭湖区农业多功能协调发展进行障碍因子诊断。具体公式如下：

式中，Wij为第i准则层第j个指标的权重；yij为第i准则层第j个指标的标准化值;Zi为单项指标对洞庭湖区农业多功能协调发展的障碍度。

1.3 数据来源

研究时段为2005—2020年，土地利用数据来源于湖南省土地利用变更表，社会经济数据来源于湖南省统计局编制的《湖南省统计年鉴》、各地市国民经济和社会发展统计公报、《湖南农村统计年鉴》和EPS数据平台，部分指标数据是整理计算后结果。

2 结果与分析

2.1 农业多功能发展系统分析

通过极差标准化、均方差决策法、耦合协调度模型等分析方法，计算得到洞庭湖区域各区县农业生产供给、经济发展、社会保障和生态文化功能指数以及四者之间的耦合协调度，结果见表3。

2005—2020年洞庭湖农业多功能指数及综合指数均呈上升趋势，农业多功能综合指数由2005年的0.184提升至2020年的0.758，增加0.574。同时，农业多功能系统中生产供给、经济发展、社会保障和生态文化功能指数增幅分别达到0.443、0.862、0.547、0.445，均有持续稳定提升，洞庭湖整体农业多功能发展趋势良好。

生产供给功能是农业基础功能之一，提升农业生产供给功能是推进农业现代化的必然要求，是实现乡村产业兴旺的客观需要，是保障国家粮食安全的必由之路。对比农业经济发展、社会保障和生态文化功能，生产供给功能在洞庭湖农业中发展最早、发展基础较好。2005—2020年农业生产供给功能指数始终位于前列，年均增幅为10.86%，持续保持高水平发展趋势，表明洞庭湖区农业在保障粮食生产、农产品供给、水产品供应等方面发展稳健，对保护区域粮食安全及维持周边区域居民生活具有重要意义，在促进乡村产业转型发展、实现乡村产业兴旺中起到基础性作用。

经济发展功能提升较为突出，其指数2020年达到0.888，发展态势迅猛，特别是2014年设立洞庭湖生态经济区以后，2015—2020年期间经济发展功能指数提升87.73%，這源于生态经济区持续推进农业发展方式转型，促进农业经营体制创新，构建现代农业支撑体系，发展了一批具有湖区特色的农业产业，农业生产供给能力充分转化为经济价值，促使农业经济发展功能迅速提升。深入挖掘农业经济价值有助于为持续推进湖区农业现代化、信息化提供经济支撑，为促进农业高质量发展、实现乡村产业兴旺提供强劲动力。

农业的社会保障功能是由耕地的养老保险功能和就业保障功能提供的，2020年社会保障功能指数提升至0.736，年均增幅19.29%，社会保障功能的持续攀升来源于农业现代化水平的不断提升、农业科技投入的增加，促进农业机械化水平、农民生产经营效率逐步和农村居民人均可支配收入增长，农业社会保障功能的强化对改善洞庭湖区乡村人口生活质量、实现乡村生活富裕目标具有重要的积极意义。

生态文化功能方面稳步提升，1998年湖南省根据党中央、国务院提出的“平垸行洪、退田还湖、移民建镇”的治水方略，在洞庭湖区开始逐步开展退田还湖工作，以恢复湖泊调蓄洪水、涵养水源的生态功能，并分别于1994、1998年设立东、西洞庭湖自然保护区，各地市也相继出台湖区水资源、湿地、土壤等生态环境的保护条例和治理措施，化肥、农药等污染性物质使用量持续减少，洞庭湖区农业的生态环境得到有效保护。同时，农业文化功能逐步得到重视，截至2020年洞庭湖区已有18个村落入选国家传统村落名录，对发扬湖湘特色农耕文化、显化农业旅游景观价值具有促进作用。

2.2 农业多功能耦合协调发展时空格局分析

根据耦合协调度模型计算结果，依照农业多功能耦合协调度分类标准对2005—2020年洞庭湖农业多功能耦合协调度进行分类，借助 ArcGIS 软件实现空间可视化，得到洞庭湖农业多功能耦合协调发展时空格局。

从图2可以看出，洞庭湖区农业多功能耦合协调发展水平存在空间差异，整体呈现中部耦合协调度较高，南北相对较低的空间格局，中级协调型数量明显增多，由散点型分布演化为集聚规模分布，各地区间差异呈现出先扩大后减小的趋势。从各区县的农业多功能耦合协调发展水平来看，2020年武陵区、岳阳楼区农业多功能发展处于中度失调型和濒临失调型状态，耦合协调发展水平有所下降，这主要是因武陵区、岳阳楼区为常德市和岳阳市的核心发展区，近年来城镇建设用地面积不断扩张，耕地面积减少，同时武陵区、岳阳楼区2020年城镇化率已达到90.09%、94.00%，属高度城市化地区，农业发展类型为都市郊区农业，以向城市居民提供蔬菜等农副产品为主，粮食产量较低，生态文化价值不明显，因此其农业多功能耦合协调发展水平较低。另外，安乡县、澧县属国家级农产品主产区，其2020年农业生产供给功能处于第3和6位，粮食生产及农副产品供应能力突出，但其经济发展功能和生态文化功能均处相对较低水平，其总体耦合协调发展水平有所下降。

农业多功能耦合协调发展水平持续提升的区县中，2020年进入中级协调型的区县包括君山区、华容县、望城区、沅江市、津市市、岳阳县、南县、鼎城区、桃源县，其中君山区2010和2015年农业多功能耦合协调水平均为优质协调型，2020年虽受疫情影响但其农业耦合协调发展水平仍领先于其他区县，这源于君山区因地制宜依靠区内优越的农业水土资源，培育特色农业产业，同时域内拥有3个国家传统村落，推动“农文体旅”融合发展，将农业生态文化资源转化为产业优势，促进农业多元价值的发挥。另外，华容县、沅江市、南县、鼎城区、桃源县属于国家级农产品主产区，其耕地面积、第一产业产值均位于各区县前列，农业发展较早，基础雄厚，农产品产业链完善，为农业多元化发展奠定基础。

2.3 农业多功能耦合协调发展障碍因子分析

运用障碍度模型，计算得到2005—2020年洞庭湖农业多功能耦合协调发展障碍因子（表4），总体来讲，准则层障碍度分布较为均衡，未形成严重阻碍农业多功能耦合协调发展的障碍因子。从历年准则层障碍度计算结果来看，阻碍作用最小的为农业生产供给功能，其障碍度为在历年中均为最小，主要是因为生产供给功能作为农业多元发展的基石，具有保障粮食安全的天然使命，且洞庭湖区作为国家重要的商品粮基地，其农业生产基础良好，粮食和各类农产品的生产供应能力随着作物育种、农业机械化和信息化的推进持续增强。生态文化功能和经济发展功能的障碍度在历年中均较高，究其原因，我国自新中国成立至改革开放以来利用价格“剪刀差”压低农业经济效益，牺牲农业发展为城市化和工业化发展积累资本，农业发展长期以单一的粮食作物生产为主，农业部门曾把粮食产量作为其绩效考核的重要指标，农产品加工产业链延伸不足，其大部分经济价值未能由第一产业获得，同时农业景观保护利用水平较低，农业旅游资源开发相对落后，造成农业文化景观挖掘不深、农产品经济效益难以显化的局面。

洞庭湖区域内县域农业多功能耦合协调发展的指标层障碍因子存在明显空间差异，以2020年为例，在影响洞庭湖区农业多功能协调发展的指标层障碍因素中，第一障碍因子以森林覆盖率（X19）和人均水产品产量（X5）为主；第二障碍因子以水域湿地覆盖面积占比（X18）和农业土地产出率（X8）为主；第三障碍因子以传统村落数量（X20）和乡村农业就业率（X11）为主；第四障碍因子以人均农业机械总动力（X15）和农业土地产出率（X8）为主（表5）。

3 结论与讨论

3.1 结论

通过研究洞庭湖区农业多功能耦合协调发展水平时空演变，有助于揭示乡村振兴和城乡融合背景下农业多元价值实现的地域差异，根据洞庭湖区农业多功能综合指数、耦合协调度评价结果得到如下结论。

（1）2005—2020年洞庭湖农业各功能指数及综合指数均呈上升趋势，农业多功能综合指数由2005年的0.184提升至2020年的0.758，增幅0.574。其中，生产供给、经济发展、社会保障和生态文化功能指数增幅分别达到0.443、0.862、0.547、0.445，均有持续稳定提升，洞庭湖整体农业多功能发展趋势良好。但需要注意的是，2020 年农业生态文化功能与其他功能相比发展水平较低，应注意对农田生态环境的保护，控制化肥、农药的使用量，发展绿色农业，同时将农业生产污染问题融入湿地、水域生态保护补偿制度中，维持区域生态平衡。

（2）洞庭湖区农业多功能耦合协调发展总体水平穩步提升，2020年已升至0.869，根据农业多功能耦合协调度分类标准已属优质协调型，但耦合协调发展水平仍存在明显空间差异，整体呈现中东部耦合协调度高、南北部相对较低的空间格局，中级协调型数量明显增多，由散点型分布演化为集聚规模分布，各地区间差异呈现出先扩大后减小的趋势。

（3）2020年影响农业多功能耦合协调发展的准则层障碍因素依次为经济发展功能（0.279 9）＞社会保障功能（0.265 9）＞生态文化功能（0.265 7）＞生产供给功能（0.188 5）。在农业发展中应注意延伸农产品加工产业链，提升农业景观保护利用水平，加强对农业旅游资源的开发，开发湖区农业特有的生态文化资源，并采取分区管制的生态保护措施，显化农业在绿色经济发展和生态文化旅游等方面的价值。

3.2 讨论

（1）乡村振兴背景下，农业现代化是推进农业多功能发展的重要力量，农业多元发展是促进乡村产业兴旺、生活富裕的主要途径。农业现代化的本质是通过农业转型升级，实现农业的生产效率和经济效益的提升［19］，而农业现代化与农村现代化相互交融，《乡村振兴战略规划（2018—2022 年）》已将农业农村发展作为一个整体谋划。农业多元价值的发展需与农业农村现代化紧密结合，在发挥好“三农”压舱石作用的基础上，充分依靠农业生产、农业经营、农业产业、农村环境、农村设施、农村经济现代化的推进，深入发掘农业生产、经济、社会、生态文化等方面价值，以农业生产效率和经济效益的提升带动农村一二三产有效融合，进而强化农业在提高农村人口收入、改善乡村人居环境及生活质量等方面的作用，有序促进农业多功能协调发展。

（2）显化农业多元价值是转变农业发展方式、延伸农业产业链、实现农业资源永续利用的客观要求，是实现乡村产业兴旺、居民生活富裕的必然选择。各区域农业多功能发展应结合地方乡村振兴规划，因地制宜挖掘特色农业资源，构建具有地方特色的农业产业体系，通过农业综合生产能力、产业化水平、支撑服务能力、生产效率等的提升，逐步强化农业在供给农产品和保障食品安全方面的基础性功能，为实现乡村振兴提供产业支撑和物质保障。

（3）由于指标数据的可得性及统计口径存在差异，笔者未能将洞庭湖生态经济区的荆州市纳入研究当中。同时，未来应充分利用遥感、问卷调研、时空大数据等多源数据开展农业多功能形成机制、多功能发展模式、地域分类及未来发展趋势研究，探索湖区农业多元价值的实现路径，揭示农业多功能协调发展与农业农村现代化、信息化及乡村振兴的内在关系，为发挥“三农”压舱石作用、实现共同富裕作出贡献。

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