河南省农村土地利用转型与粮食生产耦合协调关系研究

■张扬，吴云天

（河南财经政法大学 农业农村发展学院，河南 郑州 450000）

粮食安全事关人类福祉，是可持续发展的根本保障。习近平总书记高度重视粮食安全，在党的二十大报告中强调“确保粮食、能源资源、重要产业链供应链安全”“全方位夯实粮食安全根基”。《中共中央、国务院关于做好2023 年全面推进乡村振兴重点工作的意见》中指出要“抓紧抓好粮食和重要农产品稳产保供”“坚决守牢确保粮食安全”[1]。土地是最基本的农业生产要素，国家粮食安全土地的利用息息相关。经济社会的快速发展往往会造成一种或几种土地利用的转型[2]，在城乡转型发展的进程中，乡村土地利用形态作为社会经济发展状态在空间上的投影，已踏上难以逆转的转型之道[3]。在土地利用转型的过程中，土地的具体形态和利用方式都会随着经济社会的发展产生相应的变化，如可耕地转变为商业用地，农村土地转变为城市用地等，从而形成了土地利用的转变。土地利用类型的转变也包括耕地质量和数量的变化，进而影响粮食生产格局，只有土地利用转型与粮食产量之间相互协调、形成良态耦合才能更好地保证粮食产量、保障粮食安全。河南省是我国粮食主产区之一，是保障粮食安全的重要力量，但是河南省面临着人口不断增加、人均耕地占有量不断减少和粮食消费不断增加的紧迫局面[4]。因此，研究土地利用转型与粮食生产之间的耦合协调关系，对粮食安全有着重要的意义。

土地利用转型作为基于土地利用变化综合分析的新途径，一直是土地利用领域的研究热点。部分学者利用时间序列分析土地利用转型模式及影响因素，如高顺前[5]基于2010 年、2015 年、2020 年三期土地利用数据分析得出近十年贵阳市土地利用变化情况，发现贵阳市土地利用结构变化整体较为明显，且建设用地面积增加较快；王婷[6]采用土地利用类型转移矩阵分析了海口市土地利用转型时空特征。部分学者注重研究土地利用转型对生态环境的影响，孙善良[7]分析了陕西省土地利用结构的时空演变及其生态环境效应。也有学者研究土地利用转型与其他系统之间的关系，吕冰[8]分析了沈阳经济区土地利用转型与社会经济发展在空间上的转移关系；龙花楼[3]对土地利用转型与乡村转型发展耦合研究进展进行了总结。在当前的研究中，对土地利用转变显性形态的研究多，隐性形态的研究少；对土地利用转型与其他系统之间的耦合关系研究多，对土地利用转型与粮食产量之间耦合协调关系的研究少。鉴于此，本文选用土地利用强度这一指标代表土地利用转型的隐性形态，分析河南省2000—2021 年土地利用转型与粮食产量的耦合协调关系，为河南省农村土地转型规划及粮食生产布局的提供支撑。

一、研究区域概况

河南省位于中国中东部、黄河中下游，平原面积广阔、土壤肥沃，拥有丰富的农业资源和良好的农业气候条件，土壤类型主要是棕壤、黄褐土、褐土、水稻土等，历来都是全国重要的农耕区。河南省也是重要的交通枢纽，承东启西、通南贯北，形成了以京广、陇海、京九等铁路动脉为主的铁路交通网，在国家交通网中占据重要战略地位。河南省是全国粮食生产大省、粮食主产区，其丰富的农业资源、粮食生产能力和农业文化传统都使其在保障国家粮食安全中负有重要的责任[9]。当前河南省城乡发展转型较快，处于土地利用形态快速转型时期。

二、数据来源及研究方法

（一）数据来源

本文所使用的数据来源为1999—2022 年的《中国统计年鉴》《河南统计年鉴》《中国城乡建设统计年鉴》《中国农村统计年鉴》。

（二）研究方法

1.指标选取

本文参考戈大专[10]的方法，选择用土地利用强度来反映土地利用隐性形态。土地利用强度可以反映人类对土地的干预程度，土地利用强度的变化是土地利用形态变化的内在动力之一，选取土地利用强度指标来代表土地利用转型具有合理性。农村土地利用转型主要是耕地和乡村建设用地的变化，因此，土地利用强度包括耕地利用强度和乡村建设用地利用强度，指标如附表1 所示。其中，“+”代表正效应，“-”代表负效应。

附表1 土地利用隐性形态评价指标

2.指标标准化处理

所选取的指标体系中部分指标的单位不同，需要先消除量纲差异的影响。本文选择极值法对数据进行归一化处理。公式为：

式（1）、（2）分别是j 指标归一化后的数值和原始数据，jmax为最大值，jmin为最小值。

3.评价指标权重的确定

使用熵值法确定指标权重。计算公式为：

式中：Ei为第i 个指标的熵值，Ei越趋向于1，则该指标的影响越小。

式（4）中Wi为第i 个指标的权重；式（5）中λ 为土地利用转型的综合指数。

4.土地利用隐性形态

用土地利用隐性形态指数来表示土地利用强度，土地利用隐性形态指数由指标权重与归一化后的数值相乘求和得到，见附表1。式（6）为耕地利用强度的计算公式，式（7）为乡村建设用地的土地利用强度：

式中：mj和np分别为耕地利用强度和建设用地利用强度评价指标的权重，Xi和Xj分别为指标归一化后的数值。

5.耦合协调模型

利用耦合协调模型，可以对各要素的协同发展程度进行评价，耦合度可以反映各要素间相互依存和制约的程度，协调度可以反映出协调状态的好坏[11]。

式（8）中：T 表示发展度；a、b 表示待定系数，本文a=0.5，b=0.5；u1表示土地利用强度系统综合评价值；u2表示粮食产量系统综合评价值；式（9）中：C 表示耦合度，C∈[0，1]；式（10）中D 表示协调度。

三、土地利用转型与粮食产量的变化分析

（一）耕地利用强度的时序变化分析

如图1 所示，2000—2021 年河南省耕地利用强度呈波动上升态势，从2000 年的0.279 上升为0.766。2003—2008 年耕地利用强度逐年上升且涨幅较大，从0.292 上涨至0.80，达到22 年间峰值；2008—2009 年间，耕地利用强度出现较大幅度的下滑，从0.80 下滑至0.458，是16 年间降幅最大的一次下滑，耕地利用强度回到2006的水平；2009—2019 年间耕地利用强度变动曲线逐渐平缓，波动上升至2021 年的0.767，其中2018—2019 年耕地利用强度涨幅较大，达到第二个峰值，一部分原因是我国第二次土地调查从2017 年开始，至2019 年结束，把部分之前的其他土地划分到了耕地中。河南省一直坚持坚守耕地保护、生态保护、资源安全三条底线，河南实施了多个土地整治项目，深入贯彻“藏粮于地、藏粮于技”战略，积极整合资源，统筹推进项目实施，集中力量建设高标准农田。到2021 年河南省耕地面积稳定在0.0733 亿公顷以上，全省耕地质量平均等别为7.42，高于全国平均水平2.54 个等别，为耕地利用强度的稳定提升打牢基础。

图1 2000—2021 年河南省土地利用强度及粮食产量变化分析

（二）乡村建设用地利用强度的时序变化分析

河南省乡村建设用地利用强度总体上呈波动下降的态势，从2000 年的0.80 下降至2021 年的0.12，降幅较大。2000—2021 年间除2002、2006、2016 年均逐年下降，其中2005 年降幅较大，从0.74 降至0.53。2005 年，随着我国城市化进程的加快，大量的农民向城市转移，农村人口密度不断减小，土地被闲置，很多地区出现“空心村”的现象，乡村建设用地的利用强度随之下降，同时，城市建设用地需求的增加使得乡村建设用地利用强度大幅度降低。耕地利用强度和乡村建设用地利用强度对比来看，2000—2007 年，乡村建设用地利用强度均高于耕地利用强度，二者差距逐渐缩小，2007 年后耕地利用强度波动上升而乡村建设用地利用强度逐年下跌，耕地利用强度超过建设用地利用强度并逐渐拉开差距，2021年差距达到0.647。目前，耕地非农化的现象日益明显，乡村建设用地开发随着人口流失而空缺，城市建设用地的需求日益上涨，造成突出的人地矛盾问题，优化土地利用结构，合理配置耕地和乡村建设用地是维护耕地总量动态平衡、守住耕地红线的重要途径。河南省粮食产量在2000—2021 年间稳步提升，从2000 年的0.410 亿吨提升至0.654 亿吨，多数年份均处于上升状态。粮食产量的变化主要受到耕地面积、有效灌溉面积等因素的影响[12]，本文进一步分析河南省土地利用转型与粮食产量的耦合关系。

四、河南省土地利用转型与粮食产量的耦合协调分析

耦合度和协调度的评价标准分别参照祝文婷[13]、王成[14]的研究成果，选择中值分段法进行划分，判断标准如表1、2 所示。

表1 土地利用转型与粮食产量耦合度类型划分

表2 土地转型与粮食产量耦合协调度类型划分

（一）河南省土地利用转型与粮食产量的耦合协调度测算结果分析

从整体上看，2000—2021 年河南省土地利用转型与粮食产量的耦合度和协调度均处于较高水平。耦合度方面，如图2 所示，2000—2021 年土地利用转型与粮食产量耦合度呈波动下降趋势，从2000 年的0.80 降至0.73，其中2000—2009 年间多数年份土地利用转型与粮食产量耦合度处于上升趋势，丛0.80 上升至0.97；2010—2021 年多数年份耦合度处于下降趋势，从0.97 下降至0.73。在研究期内，河南省土地利用转型与粮食产量的关系大致经历了磨合时期和协调耦合时期两个阶段，2000—2017 年间（除2003、2015 年）地利用转型与粮食产量耦合度在[0.8，1]之间波动，处于协调耦合时期，此阶段土地利用转型与粮食产量之间良性耦合愈强并逐渐向有序方向发展，处于高水平的协调耦合时期；2003、2015、2018—2021 年两系统的耦合度均在[0.7，0.8]之间波动，处于磨合时期，此阶段土地利用转型与粮食产量之间相互配合，呈现出良性耦合特征，土地利用转型不会阻碍粮食产量的稳定。2010 年后耦合度降低，一部分原因是处于城镇化的快速发展阶段，大量耕地被占用，土地利用转型与粮食产量之间的协调程度遭到破坏。河南省土地利用转型与粮食产量的耦合度虽然处于较高水平，但是整体为下降趋势，如果不采取措施协调两系统之间的关系，土地利用转型很有可能会对粮食生产产生负面影响。

图2 2000—2021 年土地利用转型与粮食产量耦合度

协调度方面，如图3 所示，2000—2021 年间土地利用转型与粮食产量协调度均有波动，整体上来看协调度有小幅度上涨，从2000 年的0.59 升至2021 年的0.68。协调度的波动折线图与耦合度的波动情况较为相似，均为小幅度上下波动，但协调度的波动幅度相对更大，上升趋势更加明显。2003—2008 年土地利用转型与粮食产量协调度连续六年上涨，从0.51 升至0.76，在2009 年有较大幅度下降后又逐渐趋于平稳。2000—2021 年间土地利用转型与粮食产量协调度虽有波动，但都处于中度协调时期，说明河南省的土地利用转型和粮食产量之间存在一种相对平衡的关系，土地利用转型与粮食生产能够实现较好协调，土地利用转型可能相对温和，土地资源数量与类型的变化可以适应粮食生产需求。在土地利用转型背景下，耕地利用强度和乡村建设用地利用强度相互作用，推动粮食产量不断增长。

图3 2000—2021 年土地利用转型与粮食产量协调度

河南省2000—2021 年土地利用转型与粮食产量之间能够实现良性耦合协调，说明河南省土地利用和粮食生产之间取得了一种平衡，处于相对健康和可持续的农业发展模式。但是土地利用转型与粮食产量的耦合度下降趋势明显，需要密切监测和管理土地的转型情况，以保证这种协调不会被打破。

（二）土地利用转型与粮食生产的耦合协调关系分析

根据上文对土地利用转型与粮食产量耦合度及协调度时序变化的分析，发现河南省土地利用转型与粮食产量之间联系密切，耕地与乡村建设用地的转型推动河南省粮食生产格局的变动。参照上文分析结果并结合我国现实条件，将农村土地利用转型与粮食生产格局变动之间的关系分为三个阶段，分别为土地利用转型初期、土地利用转型中期和土地利用转型后期。

土地利用转型初期，此时耕地和乡村建设用地的利用强度都处于高水平且强度仍在增加，粮食生产能力也随之提高。随着城镇化进程的加速推进，大量农村剩余劳动力选择进城务工，农民就业结构和收入结构都在发生变化，很多农户选择把土地承包给他人；农业技术的进步大大提高了粮食生产效率，此时的耕地利用强度也处于较高水平。乡村建设用地利用强度方面，农民对改善生活环境的要求越来越高，农村土地面积不断扩大。这一阶段，农民仍然是兼业经营的主体，农业收入是重要的收入来源之一，工作多为短期工作、季节性工作或当地居民非农业工作。进城务工的农民多为青壮年男性劳动力，儿童、妇女和老人仍居住在农村，很多农民会选择新建、改造房屋，改造乡村建设用地。这一阶段耕地利用强度和乡村建设用地利用强度处于较高水平，土地利用与粮食生产之间能够实现较好协调。

土地利用转型中期，这一阶段耕地利用强度和乡村建设用地土地利用强度都出现了小幅度的降低，干扰了粮食产量的稳步提升。在农业劳动力的迁移中，受到农村自然人口的持续增长以及部分经济因素的影响，乡村建设用地面积扩大。这一阶段，大量农村劳动力外流，部分农村劳动力实现资本的原始积累，脱离农业生产，对宅基地的需求下降。随着城市规模的扩大，城市建设用地和工业用地对土地的需求增加，由于土地数量供不应求，部分郊区和农村土地被征用，导致大量耕地非农化。因此，这一阶段耕地利用强度和乡村建设用地利用强度均有降低，土地利用转型和粮食生产之间出现矛盾，粮食生产的保障能力降低。

土地利用转型后期，耕地利用方面，农村的人口密度和农业劳动力数量不断降低，为了缓解人地矛盾、盘活土地，国家推行土地流转政策。此外，河南省重视守住耕地红线、打造高标准农田，因此耕地利用强度水平虽然会受人口因素影响，但仍然保持在一个较高的水平上。乡村建设用地方面，此时处于城镇化发展中后期，出现了一批离开土地的失地农民，政府引导这部分农民“上楼”集中居住；社会主义新农村的建设也导致乡村建设用地的需求旺盛，为合理配置人地关系，乡村建设用地将会实现优化重组。这一阶段，耕地利用强度和乡村建设用地利用强度都有所降低，但仍然处于较高水平，土地利用转型与粮食生产之间达到良性协调，粮食生产格局进入新的状态。总体来看，2000—2021 年间河南省土地利用转型与粮食产量呈现耦合协调状态。

五、结论

本文基于河南省2000—2021 年的数据，以土地利用转型为主要研究对象，选用土地利用强度指标探讨土地利用隐性形态的转变，并进一步分析土地利用转型与粮食产量之间的耦合协调关系，结论如下。

第一，2000—2021 年河南省耕地利用强度波动较大，但是整体上呈上升态势；乡村建设用地利用强度在2000—2021 年间连续降低，从2007 年起落后于耕地利用强度，并被拉开较大差距。

第二，土地利用转型与粮食产量之间存在密切的关联。2000—2021 年河南省土地利用转型和粮食产量的耦合度与协调度处于较高水平，虽然在研究年份内有下降趋势，但是仍然处于耦合协调阶段，表明在新型城镇化的背景下，土地利用转型与粮食生产逐渐向良性耦合类型转变。

第三，土地利用转型与粮食生产之间是相互依存、相互作用的。土地利用转型初期，耕地利用强度和乡村建设用地的强度都较高，助力粮食生产，稳定了食品安全格局；土地利用转型中期，耕地利用强度和乡村建设用地利用强度有小幅度降低，土地利用转型和粮食生产之间协议程度下降；土地利用转型的后期阶段，耕地利用强度和乡村建设用地利用强度进一步降低，但仍然处于较高水平，土地利用转型与粮食生产之间达到良态协调。

第四，本文初步探讨了土地利用转型与粮食产量的耦合协调关系，但是并未探讨其内在动力机制。因此，在下一步的研究中，要进一步探讨土地利用转型与粮食产量耦合关系的影响因素。