基于脫鉤模型的湖北省鄉村人—耕—居變化關聯模式分析

陳翠芳,孔雪松,朱思陽,陳曉麗

(1.湖北省國土資源研究院,湖北 武漢 430071;2.武漢大學資源與環境科學學院,湖北 武漢 430079)

0 引言

鄉村地域系統是由農民、農業和農村相互作用形成的具有一定結構、功能與區際聯系的社會經濟復合體[1]。農民、農業和農村問題是關系國計民生的根本性問題，隨著中國社會經濟的發展和城鎮化的快速推進，鄉村地域系統在人地關系和地域功能上發生了深刻變化，傳統以農民為主體、農業為根本的鄉村正在向農民兼業化和農業多元化轉變[2，3]，而這種轉變多表現在鄉村人口與土地的變化方面，即鄉村人口城鎮化與鄉村土地非糧化或非農化。鄉村人地關系的快速變化導致鄉村人口活力衰退、耕地撂荒和聚落空心化等問題，嚴重影響鄉村可持續發展[4，5]。新時期鄉村振興國家戰略的實施為解決鄉村社會經濟發展問題提供了契機，促進農民、農業和農村的協調發展是實現鄉村振興的根本目標。

人地關系是地理學研究的核心，廣義的鄉村人地關系包含人文系統與自然環境系統以及兩者之間的交互作用關系，難以全面評價和量化[6，7]；狹義的鄉村人地關系特指農民、農業和農村的要素聯動與交互影響，具體可通過鄉村人口(農民)、耕地(農業)和居民點(農村)的變化關系進行綜合測度。其中，人口是鄉村發展的最基本要素，人口流失與老齡化是鄉村衰退最本質的特征，進而導致耕地和居民點粗放利用[8]。學者們圍繞鄉村人口與耕地及居民點的耦合協調發展關系開展了大量實證研究[9-11]，如鄒秀清等[12]運用超效率模型和門檻模型測度了江西省農業人口轉移對耕地利用效率的影響；劉繼來等[13]基于彈性系數模型分析了2007-2015年中國農村人口與居民點的時序變化特征，并識別其空間分異規律和耦合關系類型。不同尺度鄉村人地關系的變化特征與時空規律同時引起學者對鄉村轉型發展的關注，圍繞鄉村人口、土地和產業轉型發展及相互作用關系的研究逐漸增多[14-16]，這些研究為鄉村區域轉型發展明確了方向。然而，現有研究多聚焦于鄉村人口與耕地或鄉村人口與農村居民點的兩兩耦合關系識別，缺少對于分別表征農民、農業和農村發展動態的鄉村人口、耕地和居民點三者的聯動分析，更缺少在此基礎上的鄉村人口、耕地和居民點(人—耕—居)發展組合類型識別，一定程度上影響了中/宏觀尺度村鎮體系的合理規劃和微觀尺度鄉村重構方向。

湖北省是中國的傳統農業大省，農業人口眾多，省域內城鄉發展不平衡和農業生產條件的差異帶來鄉村發展的地域分異，鄉村人地關系正處于快速城鎮化推動下的轉型期，科學識別鄉村人—耕—居演化的時空關系是實施差異化鄉村振興戰略的基礎。基于此背景，本文綜合運用熱點分析和脫鉤模型，深入探討2009-2017年湖北省縣域鄉村人—耕—居動態演化特征和時空關聯模式，揭示縣域單元鄉村人—耕—居發展的內在關系與規律，為中國中部地區鄉村振興和可持續發展提供決策思考。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

本研究數據包括：1)土地利用數據，來源于2009-2017年湖北省土地利用變更調查數據庫(1∶10 000比例尺)，根據全國第二次土地調查的用地分類體系提取各縣域單元耕地和農村居民點用地數據；2)人口數據，來源于湖北省第六次人口普查數據、2010-2018年《湖北統計年鑒》以及湖北省各市(州)統計年鑒，其中鄉村人口指鄉村常住人口，即經常在鄉村或在鄉村居住6個月以上且經濟和生活與本戶連成一體的人口，包括常住農村的外出民工、工廠臨時工、戶口在農村的外出學生，但不包括戶口在農村的國家職工。湖北省共有103個縣域單元，剔除12個完全城鎮化(不含鄉村人口)的主城區后，以91個縣域單元為評價對象，基于ArcGIS 10.2進行數據處理和可視化分析。

1.2 研究方法

(1)局域Getis-OrdGi*指數。鄉村人—耕—居變化是一個典型地理事件，而地理事件的發生在空間上既存在依賴性，又存在空間隨機性，表現出一定的空間集聚或離散特征[17]。局域Getis-OrdGi*指數是一種基于距離權矩陣的局部空間自相關指標，通過高值或低值要素在空間上發生聚類的位置，識別具有統計顯著性的地理事件發生的熱點和冷點區域[18]，可用于分析某種地理事件的空間聚類特征。本文用該指數分析人—耕—居變化在湖北省縣域單元的局部空間相關性，根據P值和Z得分確定90%、95%和99%置信區間的冷熱點區域[19]。公式如下：

(1)

(2)

(2)Tapio脫鉤模型。脫鉤(decoupling)與耦合(coupling)均為物理學概念，經演繹發展形成相應測度模型，可用于定量識別兩個或多個地理要素之間的內在關系[20，21]。與一般耦合度模型基于特定時點的狀態耦合測度不同，Tapio脫鉤模型是基于特定時段通過評價要素變化率的比值進行衡量，計算靈活且準確，能夠更好地把握關聯地理要素之間發展的階段性趨勢和特征。鄉村人口是需求主體，連接著以耕地為主的農業生產空間和以居民點為主的農村生活空間，比較分析人口與耕地及人口與居民點的耦合變化，體現了以人為本的鄉村振興戰略，有助于從供需平衡角度深入理解鄉村人地關系。因此，本文引入Tapio 脫鉤模型測算鄉村人口與耕地、居民點的脫鉤關系，公式如下：

(3)

式中：DE為鄉村人口與耕地(或農村居民點)變化的脫鉤彈性系數；CL、CP分別表示耕地(或農村居民點)面積變化率和鄉村人口變化率；Lt、Lo分別表示觀測末期和初期耕地(或農村居民點)面積；Pt、Po分別表示觀測末期和初期鄉村人口。

在參考文獻[22，23]的基礎上，根據CL、CP和DE的值域范圍將人地變化脫鉤類型劃分為6種(圖1)：相對脫鉤(T1：人地同向增長，且人口增長速率更高)、擴張復鉤(T2：人地同向增長，且土地增長速率更高)、強復鉤(T3：人減地增)、衰退復鉤(T4：人地同向減少，且人口減少速率更快)、衰退脫鉤(T5：人地同向減少，且土地減少速率更快)和絕對脫鉤(T6：人增地減)。在識別人口與耕地、居民點脫鉤類型的基礎上，將兩者脫鉤類型相組合，進一步識別鄉村人—耕—居時空變化的關聯模式。

圖1 人地變化脫鉤類型Fig.1 Decoupling types of human-land changes

2 結果分析

2.1 湖北省鄉村人—耕—居時空變化特征

湖北省作為中部糧倉，其耕地數量和質量對保障區域乃至國家糧食安全具有重要意義。2009-2017年湖北省(剔除完全城鎮化縣域單元)鄉村人口、耕地與居民點面積變化如圖2所示，整體呈現出“兩減一增”特征，即鄉村人口和耕地面積(由531.89萬 hm2減至523.35萬 hm2)因城鎮化推進持續減少，而農村居民點面積持續增加(共增加了2.23萬 hm2)。由于農村存在大量的外出務工人口，宅基地長期處于閑置或低效利用狀態，農村居民點粗放利用特征凸顯，同時耕地保護形勢嚴峻，鄉村人地關系處于不協調發展狀態。

圖2 2009-2017年湖北省鄉村人—耕—居變化Fig.2 Changes of rural population,cultivated land and rural settlements in Hubei Province during 2009-2017

由湖北省鄉村人—耕—居變化的冷熱點區域(圖3，彩圖見封3)可知，多數縣域鄉村人—耕—居變化未呈現典型的高低值集聚特征，局部有明顯的空間集聚效應。就鄉村人口變化而言，熱點區主要位于武漢市周邊城鎮化率和社會經濟發展水平較高區域，此區域鄉村人口不減反增，這是城鎮化中后期容易出現的逆城鎮化現象，即大城市附近的鄉村因區位優勢產生經濟溢出效應而得到較好發展，出現一定的鄉村人口回流；冷點區位于黃石市和荊門市，兩市處于快速城鎮化發展期，鄉村人口流失最明顯。與鄉村人口變化熱點區相對應，耕地變化冷點區主要位于武漢市及其周邊區域，該區域也是湖北省城鎮用地擴張最快的區域，城鎮用地擴張與耕地保護矛盾突出；此外，十堰市也是耕地減少較為集中的區域，同時是鄂西北生態環境敏感區，面臨著保障生態安全與糧食安全的雙重壓力。值得注意的是，咸寧市的崇陽市和赤壁市均出現一定程度的耕地增加，為耕地變化的熱點區，說明該區域耕地保護成效明顯。農村居民點變化的熱點區主要位于宜昌市和荊州市，該區域農村居民點面積增加明顯且形成一定的空間集聚；未發現明顯的農村居民點變化冷點區，這與縣域單元農村居民點整體擴張、個別減少的變化特征相符。

圖3 湖北省鄉村人—耕—居變化熱點和冷點空間分布Fig.3 Distribution of cold and hot spots of changes of rural population,cultivated land and rural settlements in Hubei Province

2.2 湖北省縣域鄉村人—居及人—耕變化脫鉤狀態

根據脫鉤模型分別測算湖北省縣域鄉村人—居及人—耕的脫鉤彈性系數，進而劃分脫鉤類型(表1、圖4)。鄉村人—居變化脫鉤有相對脫鉤(T1)、擴張復鉤(T2)、強復鉤(T3)和衰退復鉤(T4)4種類型(圖4a)，以T3為主，湖北省共有74個縣域單元屬于該類型，其典型特征是農村居民點面積隨鄉村人口的減少而增加，極不利于鄉村土地集約化利用，2017年T3類型耕地面積占比、居民點面積占比和人口占比分別高達79.90%、79.31%和81.45%。T4、T2、T1類型對應的縣域單元數量分別為12、4和1，這3種類型均為人—居同向發展型。T1和T2兩種情景代表鄉村人—居發展處于增長活躍期，在快速城鎮化過程中并不多見，主要位于武漢市和宜昌市猇亭區。武漢市是湖北省社會經濟中心，吸引著省內鄉村人口、土地和資本要素集聚，促進了鄉村土地增值和產業發展，形成大城市市郊的新型農村社區。T4表示鄉村人口和居民點面積同向減少，且同期鄉村人口減少速率更快，故而導致人口占比明顯低于居民點面積占比，是鄉村發展中的一種典型現象，即隨著鄉村人口城鎮化，居民點逐漸閑置廢棄，政府通過農村居民點整治促進村莊用地集約化利用；T4類型在黃石、荊州、襄陽和十堰等地均有分布，這些區域城鄉社會經濟發展水平整體較高，在城鄉建設用地增減掛鉤等政策的促進下，地方政府推動農村居民點整治的能力和意愿較高。

表1 湖北省不同類型人—居和人—耕變化脫鉤特征Table 1 Characteristics of different decoupling types between rural population and rural settlements and between rural population and cultivated land in Hubei Province

圖4 湖北省鄉村人—居、人—耕變化脫鉤類型分布Fig.4 Distribution of decoupling types between rural population and rural settlements and between rural population and cultivated land in Hubei Province

湖北省縣域鄉村人—耕變化脫鉤類型包括強復鉤(T3)、衰退復鉤(T4)、衰退脫鉤(T5)和絕對脫鉤(T6)4類(圖4b)，以T4(鄉村人口減少快于耕地面積減少)為主，這是鄉村發展中的普遍現象，2017年共有63個縣域單元屬于該類型，耕地、居民點和人口占比均在80%左右。城鎮化首先表現為人的城鎮化，而后是土地城鎮化，并反饋到城鎮擴張對耕地占用以及耕地撂荒等過程。T3、T5和T6類型的縣域單元數量分別為15、8和5。T3表現為地增人減，意味著耕地流轉后的規模化經營，該類型在宜昌市與咸寧市較為集中；T6表現為地減人增，分布在武漢市所轄縣域單元，與武漢市對周邊鄉村人口的強大吸引力和城鎮快速擴張占用大量耕地直接相關；T5表現為耕地面積減少快于鄉村人口減少，該類型主要分布在武漢市、鄂州市、襄陽市的主城區附近，緣于主城區快速增長的城鎮用地需求。

對比鄉村人—居及人—耕變化脫鉤類型可以發現(圖5)，前者偏向于T1-T4，后者偏向于T3-T6，并分別以T3和T4為主，說明鄉村發展在面臨人口減少的同時，農村居民點和耕地呈現增減不一的發展趨勢，農村居民點增加和耕地減少仍是當前鄉村發展最主要的特征，而其他類型分布則因區位條件和城鄉關系不同而呈現出一定的差異性。

圖5 湖北省縣域單元鄉村人—居及人—耕變化脫鉤散點圖Fig.5 Scatter diagram of decoupling between rural population and rural settlements and between rural population and cultivated land at county level in Hubei Province

2.3 湖北省縣域鄉村人—耕—居時空關聯模式

為進一步對比分析鄉村人—耕及人—居變化脫鉤在地域上的內在關聯，本文對其進行關聯組合，形成7種組合類型(圖6、表2)。由于T3和T4分別是人—居和人—耕變化脫鉤的主要類型，兩者的組合自然成為關聯組合中最主要的類型，該類型共有52個縣域單元，表現為“人減居增耕減”，這一現象與中國城鄉二元制度及土地制度直接相關。一方面，城鄉二元制度使得部分鄉村非農人口尚未真正實現從鄉村到城市的轉變，他們對于自身立足城市發展的穩定性和社會保障覆蓋的公平性有潛在的擔憂，鄉村始終是其真正的港灣，在社會經濟條件改善的情況下會偏向于改建或擴建農村宅基地；另一方面，農村宅基地作為集體土地，不能直接交易，使得大量農轉非人口無法通過市場交易實現資產增值和宅基地流轉，宅基地閑置成為其可能的選擇，導致鄉村人口減少而農村居民點面積不斷增加；耕地減少則主要歸因于城鎮用地擴張占用及市場化帶來的農業結構調整。人—居T3與人—耕T5組合類型(7個縣域)與上述類型類似，不同的是該類型中耕地流失速度快于人口減少速度，以城市周邊鄉村為主。

圖6 湖北省鄉村人—耕—居變化脫鉤組合類型分布Fig.6 Combination decoupling types of rural population,cultivated land and rural settlements in Hubei Province

表2 湖北省鄉村人—耕—居變化脫鉤組合類型特征與優化路徑Table 2 Optimization paths and characteristics of combination decoupling types of rural population,cultivated land and rural settlements in Hubei Province

其次為人—居T3與人—耕T3組合型，耕地和居民點面積均隨人口減少而增加。該類型共有15個縣域單元，主要分布在宜昌市、咸寧市、黃石市和荊門市等地，這些區域在城鎮化過程中能夠對耕地進行有效保護，在很大程度上歸功于近些年土地整治項目的大力實施，如鄂東南和鄂西北的低丘崗地改造項目，確保了耕地占補平衡。另一個主要類型為人—居T4與人—耕T4組合，共有11個縣域單元，意味著鄉村人—耕—居處于一種同向減少的活力衰退期，應著力從農業結構升級和耕地規模化生產方面改善鄉村人地關系；人—居T4與人—耕T5(1個縣域)組合型與上一類型相似，但耕地減少的速度更快，耕地保護形勢更嚴峻。人—居T1與人—耕T6(1個縣域)和人—居T2與人—耕T6(4個縣域)兩個組合類型值得關注，其主要位于武漢市，區域鄉村因人口增加表現出一定的活力，但耕地流失明顯。理論上“人減居減耕增”或“人增居減耕增”是較為理想的類型，但湖北省縣域并未出現這兩種組合類型，一定程度上說明當前鄉村人地關系處于快速城鎮化發展中的不協調期，亟須以鄉村振興為契機理順城鄉發展關系，優化鄉村人地可持續發展路徑。

3 結論與討論

鄉村人口、耕地和居民點變化體現了農民、農業和農村發展動向和內在關系。本文綜合運用熱點分析和脫鉤模型，定量識別2009-2017年湖北省縣域單元鄉村人—耕—居變化特征和時空關聯模式，探討不同區域脫鉤模式的形成機理，可為省級尺度制定差異化鄉村振興戰略提供決策依據。主要研究結論如下：1)湖北省鄉村整體呈現出人口與耕地流失并存特征，在鄉村活力衰退的同時，農村居民點面積呈現普遍性增長。盡管湖北省大多縣域鄉村人—耕—居變化并未呈現典型的高低值集聚特征，但武漢市鄉村人口變化的熱點區與耕地變化的冷點區一致性較高，表明大城市周邊鄉村活力較好，但耕地保護壓力較大。2)湖北省鄉村人口與居民點變化以強復鉤為主，導致人均農村居民點面積不斷增長，而居民點實際利用效率則因人口空心化而不斷降低；鄉村人口與耕地變化以衰退復鉤為主，城鎮發展與耕地保護的矛盾依然突出。3)湖北省縣域鄉村人—耕—居變化共有7種時空關聯模式，人—居強復鉤與人—耕衰退復鉤的組合類型覆蓋面最廣，也是鄉村人—耕—居發展中最容易出現的現象，說明鄉村發展多處于快速城鎮化的自然衰退期；同時，以土地整治為抓手的耕地保護舉措在部分縣域成效明顯，表明其鄉村人地關系已出現一些積極的轉變。但需認識到，以人口減少為主的鄉村活力衰退是快速城鎮化發展中的必然，鄉村振興背景下需把握兩點：一是引導與控制大多數鄉村人口流失的速度和強度，避免短時間內大量鄉村的快速衰退；二是規劃與打造少數樣板美麗鄉村，形成以點帶面的鄉村發展聯動效應。

城鄉關系不是簡單的生產要素轉換關系，中國城鎮化已進入快速發展的轉型期，隨著鄉村振興的深入推進，以人口為核心的要素流動會出現新的變化，進而帶來鄉村人—耕—居變化的新關系，對這種關系的深入理解是實現不同類型鄉村振興的基礎。本文提出的鄉村人—耕—居變化脫鉤組合類型，一定程度上可以更直觀地量化表征三者的增減關系，更好地呈現鄉村人—耕—居發展的動態和潛在問題，為鄉村人地關系優化明確了方向。然而，鄉村人地關系具有復雜性和階段性特征，微觀尺度的農戶行為和宏觀尺度的政策導向對于鄉村發展的影響機制需進一步探討，更長周期的持續分析將是未來研究的方向。