云南糧食安全與城市化進程的動態(tài)耦合研究

◎童 彥 張梅芬 高慶彥

引言

糧食安全是世界各國共同關(guān)注的社會和經(jīng)濟問題， 尤其在中國， 糧食安全更是影響國計民生的大事， 關(guān)系著國家獨立、 社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展。 同時， 中國的糧食安全態(tài)勢對世界糧食安全格局有著及其重要的影響[1]。 隨著城市化進程的快速推進， 耕地減少、 土壤污染、 水資源短缺、農(nóng)業(yè)勞動力流失等諸多問題相繼出現(xiàn)， 城市化與糧食安全關(guān)系的研究也日益受到學術(shù)界的關(guān)注。

目前國內(nèi)外學者就糧食安全與城市化的關(guān)系進行了一系列研究， 主要圍繞城市化進程中糧食安全問題的形成、 作用機制、 脆弱性等方面展開。 徐李璐邑認為糧食安全與城市化之間的問題， 從本質(zhì)來看， 是城市化進程中產(chǎn)業(yè)之間的發(fā)展與協(xié)調(diào)問題[2]；冷智花等從人口、 土地、 制度三大關(guān)鍵要素在城鄉(xiāng)與區(qū)域間的演變分析了快速城鎮(zhèn)化背景下糧食安全問題的形成機制[3]；高延雷等運用中介效應模型探討了城鎮(zhèn)化影響糧食安全的作用機制， 并進行了各糧食生產(chǎn)功能區(qū)細分的實證分析[4]；姚成勝等運用VSD的脆弱性分析框架，對1991-2015年中國糧食安全脆弱性進行定量分析， 并探究了中國糧食安全脆弱性變化的總體趨勢及其驅(qū)動因子[5]；李隆玲等從需求和供給兩方面觀察鄉(xiāng)村人口變遷對我國糧食安全的影響[6]；陳相利等以河南省為例， 通過構(gòu)建糧食-城鎮(zhèn)化-生態(tài)多維耕地壓力測評體系， 利用彈性系數(shù)量化分析城市化進程對糧食安全的影響[7]；何悅等以我國13個糧食主產(chǎn)區(qū)為研究對象， 分析城鎮(zhèn)化發(fā)展對糧食生產(chǎn)技術(shù)效率的影響， 為促進城鎮(zhèn)化與糧食生產(chǎn)的協(xié)調(diào)發(fā)展提出對策建議[8]。

綜上所述， 就研究方法而言， 糧食安全與城市化關(guān)系的研究多采用邏輯推演、 理論說明、 中介效應模型、 VSD脆弱性分析、 彈性系數(shù)量化分析法、 耦合協(xié)調(diào)模型、 主成分分析法等方法； 就研究區(qū)域而言， 對國家層面的大區(qū)域尺度關(guān)注較多， 對糧食主產(chǎn)區(qū)關(guān)注較多。 此外， 現(xiàn)有文獻對時間序列特征的探討較多， 對空間格局的關(guān)注不夠。 鑒于上述分析， 本文以云南省為例， 探討其糧食安全系統(tǒng)與城市化系統(tǒng)的相互作用， 以期為正確評價云南糧食安全與城市化耦合協(xié)調(diào)關(guān)系提供科學依據(jù)， 進而為促進區(qū)域人口、 資源、 經(jīng)濟及生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展提供決策參考。

一、 研究方法與數(shù)據(jù)來源

（一） 研究區(qū)概況

云南位于中國西南陸疆， 北緯21°9′～29°15′，東經(jīng)97°31′～106°12′之間。 全省總面積為39.4萬平方千米， 地形以山地為主； 氣候以亞熱帶山地氣候為主， 干濕季分明， 氣候垂直分異顯著； 降水以降雨為主， 水資源總量豐富， 但空間分布差異顯著， 全省土地面積6%的壩區(qū)， 集中了2/3的人口和1/3的耕地， 但其水資源量卻只有全省的5%[9-15]。 隨著城市化進程加快， 2020年全省建成區(qū)面積達1991.59平方千米， 相比2009年， 建成區(qū)面積增加708.21平方千米， 年平均增長率為4.59%；城市人口比重與二三產(chǎn)業(yè)勞動者比重分別達到50.05%和53.36%。 與此同時， 糧食總產(chǎn)量從2009年的1576.92萬噸提高至2020年的1895.86萬噸，年平均增長率為1.69%；糧食單產(chǎn)由2009年的3.75噸/公頃提高至2020年的4.55噸/公頃， 年平均增長率為1.78%，相對城市化指標，糧食安全指標的增幅較小。 因此，有必要對云南城市化系統(tǒng)與糧食安全系統(tǒng)的關(guān)系進行定量評價， 從而為高原山地城市化進程中的糧食安全問題提供決策參考。

（二） 研究方法

1. 指標的選擇。在上述有關(guān)云南糧食安全與城市化進程認識的基礎(chǔ)上， 遵循科學性、 代表性、層次性、 可獲取性等原則[16]，圍繞城市化內(nèi)涵， 從土地、 人口和社會三方面構(gòu)建城市化評價指標體系， 從生產(chǎn)資源、 生產(chǎn)能力和生產(chǎn)保障三方面構(gòu)建糧食安全評價指標體系， 進而構(gòu)建云南糧食安全與城市化耦合協(xié)調(diào)評價指標體系（見表1）。

表1 云南糧食安全與城市化耦合協(xié)調(diào)關(guān)系評價指標體系

2. 分類標準。在參考現(xiàn)有研究成果基礎(chǔ)上[17-20]，將糧食安全與城市化協(xié)調(diào)發(fā)展水平分為3個階段，10種發(fā)展類型； 同時根據(jù)糧食安全綜合指數(shù)與城市化綜合指數(shù)的測算，將兩者的對比關(guān)系劃分為：同步發(fā)展型、城市化發(fā)展滯后型和糧食安全滯后型3種對比類型，具體如表2所示。

表2 云南糧食安全與城市化協(xié)調(diào)發(fā)展類型劃分

3. 數(shù)據(jù)標準化處理與指標權(quán)重確定。為消除指標量綱、 數(shù)量級等方面的差異， 選擇極差標準化對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理[21]， 指標權(quán)重的確定， 采用能較好消除人為因素影響的熵權(quán)法[22]，計算結(jié)果如表1所示。

4. 耦合度模型。運用耦合度模型， 將糧食安全與城市化兩個系統(tǒng)間的相互作用彼此影響定義為糧食安全與城市化的耦合。 通過計算耦合度，評價兩系統(tǒng)相互作用的程度。 耦合度越大， 系統(tǒng)之間的發(fā)展方向越有序， 關(guān)系越趨于穩(wěn)定[23-25]。 其計算如公式（1） 和公式（2） 所示。

式中：G和U分別為糧食安全綜合水平和城市化綜合水平；X′ij為第i個年份的第j項指標的標準化數(shù)據(jù)；Wj為第j項指標的權(quán)重；C為耦合度，C∈[0,1]。

5. 耦合協(xié)調(diào)度模型

由于耦合度只揭示系統(tǒng)間的相互影響與相互作用程度， 對于糧食安全與城市化的協(xié)調(diào)發(fā)展狀態(tài)需要引入耦合協(xié)調(diào)度模型， 其計算如公式 （3）和公式（4） 所示， 劃分標準如表2所示。

式中： D為耦合協(xié)調(diào)度； T為糧食安全與城市化的綜合發(fā)展指數(shù)； G和U分別為糧食安全綜合水平和城市化發(fā)展水平； α與β為待定系數(shù)， 由于區(qū)域發(fā)展進程中， 糧食安全與城市化同等重要， 故取α=β=0.5[26]。

（三） 數(shù)據(jù)來源

研究區(qū)多年糧食安全相關(guān)數(shù)據(jù)與城市化相關(guān)數(shù)據(jù)來源于 《云南統(tǒng)計年鑒》 （2010-2021年），通過基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集， 建立多年糧食安全與城市化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫， 對云南省糧食安全與城市化進程的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系進行實證研究。

二、 討論與分析

根據(jù)公式 （1） —（4） 計算得到2009-2020年云南糧食安全與城市化的耦合度、 發(fā)展度和協(xié)調(diào)度， 并對兩者耦合協(xié)調(diào)相關(guān)狀態(tài)進行劃分 （結(jié)果見表3）， 并在此基礎(chǔ)上行定量評價。

表3 云南省糧食安全與城市化協(xié)調(diào)性評價結(jié)

（一） 糧食安全與城市化耦合度C分析

如表3和圖1所示，研究時段內(nèi)，云南城市化綜合指數(shù)U呈現(xiàn)逐年上升趨勢，人口城市化、土地城市化和經(jīng)濟城市化各項指標發(fā)展態(tài)勢良好；糧食安全綜合指數(shù)G則呈現(xiàn)波動上升態(tài)勢，總體發(fā)展趨勢良好。 與此同時，城市化系統(tǒng)與糧食安全系統(tǒng)的耦合度C自2010年起，均在0.9以上。這表明，自2010年起，云南糧食安全與城市化的相互依賴程度較高，城市化的發(fā)展有利于促進糧食安全水平提高，同時糧食安全水平的提高又能有效推進城市化進程。與此同時，發(fā)展度T呈持續(xù)增加趨勢，表明云南糧食安全與城市化總體發(fā)展趨勢良好，糧食安全對經(jīng)濟社會發(fā)展具有較強支撐能力。

圖1 云南糧食安全與城市化耦合協(xié)調(diào)變化

（二） 糧食安全與城市化協(xié)調(diào)度D分析

如表3和圖1所示， 研究時段內(nèi)， 云南糧食安全與城市化協(xié)調(diào)度D 逐年增長且增幅較大。2009年協(xié)調(diào)度D僅為0.1937， 屬于嚴重失調(diào)類型，之后協(xié)調(diào)度D逐年增加， 到2011年， 協(xié)調(diào)度已增至0.5398， 已達到勉強協(xié)調(diào)類型。 隨著協(xié)調(diào)度D的增長， 云南糧食安全與城市化協(xié)調(diào)發(fā)展類型依次經(jīng)歷了瀕臨失調(diào)、 勉強協(xié)調(diào)、 初級協(xié)調(diào)、中度協(xié)調(diào)、 良好協(xié)調(diào)和優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)。 這表明， 云南糧食安全與城市化協(xié)調(diào)發(fā)展趨勢良好， 糧食安全對城市化的支撐有效促進了云南經(jīng)濟社會發(fā)展。

（三） 糧食安全與城市化對比類型分析

如表3與圖1所示， 云南城市化綜合指數(shù)U的初始值低于糧食安全綜合指數(shù)G的初始值， 但城市化綜合指數(shù)U的增長快于糧食安全綜合指數(shù)G的增長。 2009—2016年云南城市化綜合指數(shù)U值低于糧食安全綜合指數(shù)G的值， 呈現(xiàn)城市化滯后特征； 自2017 年起， 城市化綜合指數(shù)U 增長至0.7079， 而糧食安全綜合指數(shù)G僅為0.595， 開始呈現(xiàn)糧食安全滯后特征。 綜上所述， 研究時段內(nèi)， 云南糧食安全與城市化對比類型呈現(xiàn)由城市化滯后向糧食安全滯后轉(zhuǎn)變的變化特征。

（四） 糧食安全與城市化協(xié)調(diào)發(fā)展階段分析

依據(jù)表3糧食安全與城市化協(xié)調(diào)性評價結(jié)果，并結(jié)合表2糧食安全與城市化協(xié)調(diào)發(fā)展類型劃分，云南糧食安全與城市化協(xié)調(diào)發(fā)展先后經(jīng)歷了3個階段， 依次為： 失調(diào)階段、 磨合階段和協(xié)調(diào)階段。

失調(diào)階段（2009年）： 2009年云南糧食安全與城市化協(xié)調(diào)度D為0.1937， 屬于失調(diào)階段， 這表明， 該階段全省糧食安全與城市化兩系統(tǒng)總體處于無序狀態(tài)。

磨合階段（2010-2011年）：這一時期，協(xié)調(diào)度D由0.4517增至0.5398，處于磨合階段，表明這一時期，全省糧食安全與城市化兩系統(tǒng)總體在由無序向有序轉(zhuǎn)變，但仍表現(xiàn)為瀕臨失調(diào)和勉強協(xié)調(diào)類型。

協(xié)調(diào)階段 （2012-2020年）： 自2012年起協(xié)調(diào)度D值增加至0.6012， 進入到協(xié)調(diào)階段， 并隨著協(xié)調(diào)度D值的增加， 逐漸由初級協(xié)調(diào)到中級協(xié)調(diào)再到良好協(xié)調(diào)和優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)的發(fā)展類型轉(zhuǎn)變。 這表明， 全省糧食安全與城市化兩系統(tǒng)總體協(xié)調(diào)發(fā)展狀態(tài)良好。

三、 結(jié)論

通過構(gòu)建云南糧食安全與城市化耦合協(xié)調(diào)發(fā)展評價指標體系， 運用極差標準化法進行數(shù)據(jù)的標準化處理， 采用熵權(quán)法確定指標權(quán)重。 運用耦合協(xié)調(diào)度模型， 測算云南省糧食安全與城市化的動態(tài)耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)， 結(jié)論如下。

一是云南城市化系統(tǒng)與糧食安全系統(tǒng)的耦合度C處于較高水平， 發(fā)展度T呈持續(xù)增加趨勢。 云南糧食安全與城市化之間的相互依賴程度高， 發(fā)展趨勢良好， 糧食安全對經(jīng)濟社會發(fā)展具有較強支撐能力。

二是云南經(jīng)濟社會發(fā)展進程中， 糧食安全與城市化的協(xié)調(diào)度D逐年增加， 協(xié)調(diào)發(fā)展先后經(jīng)歷了失調(diào)階段、 磨合階段和協(xié)調(diào)階段， 城市化的發(fā)展有利于促進糧食安全水平提高， 同時糧食安全水平的提高又可以有效推進城市化進程。

三是云南城市化綜合指數(shù)U的初始值低于糧食安全綜合指數(shù)G的初始值， 但城市化綜合指數(shù)U的增長快于糧食安全綜合指數(shù)G的增長， 因此，云南糧食安全與城市化對比類型， 呈現(xiàn)由城市化滯后向糧食安全滯后轉(zhuǎn)變的變化特征。