基于脫鉤理論與LMDI模型的農(nóng)村居民點演化特征及驅(qū)動因素分解

劉書暢，葉艷妹，林耀奔

基于脫鉤理論與LMDI模型的農(nóng)村居民點演化特征及驅(qū)動因素分解

劉書暢，葉艷妹※，林耀奔

（1. 浙江大學公共管理學院，杭州 310058；2. 城鄉(xiāng)建設(shè)用地節(jié)約集約利用實驗室，北京 100812）

為研究中國農(nóng)村人口與農(nóng)村居民點用地變化協(xié)同關(guān)系和驅(qū)動因素，以促進農(nóng)村居民點用地集約利用，該文基于農(nóng)村人地變化脫鉤和城鄉(xiāng)人口轉(zhuǎn)型視角，以全國和31個省級行政區(qū)域為研究區(qū)，將Tapio脫鉤模型和對數(shù)平均迪式指數(shù)分解法（logarithmic mean Divisia index，LMDI）應(yīng)用于農(nóng)村人地協(xié)調(diào)演化研究及驅(qū)動效應(yīng)分解。結(jié)果表明，近20 a來，中國城鄉(xiāng)發(fā)展經(jīng)歷了快速轉(zhuǎn)型，農(nóng)村常住人口持續(xù)減少，降幅約為30.7%，而同期農(nóng)村居民點規(guī)模不減反增，農(nóng)村人地演化關(guān)系失衡，建設(shè)用地趨于粗放利用；中國及各地區(qū)農(nóng)村人口和居民點變化的脫鉤關(guān)系主要表現(xiàn)為強負脫鉤，其中東部和西部地區(qū)負脫鉤程度較為嚴重，且負脫鉤程度總體上呈加劇趨勢；1996—2008和2009—2016年期間，中國農(nóng)村居民點規(guī)模分別增加了2.020×105hm2、7.275×105hm2，其中農(nóng)村居民點利用集約度效應(yīng)、城鄉(xiāng)人口結(jié)構(gòu)效應(yīng)、城鎮(zhèn)化效應(yīng)、區(qū)域總?cè)丝谛?yīng)的貢獻量分別為33.497×105、-116.833×105、71.813×105、13.544×105hm2和36.689×105、-68.271×105、32.164×105、6.692×105hm2；不同時段各效應(yīng)貢獻度不同，1996—2008年城鎮(zhèn)化效應(yīng)大于農(nóng)村居民點利用集約度效應(yīng)，而在2009年之后，農(nóng)村居民點利用集約度效應(yīng)逐漸超過城鎮(zhèn)化效應(yīng)，成為農(nóng)村居民點增加的主導因素。

土地利用；農(nóng)村；模型；農(nóng)村居民點；演化特征；Tapio脫鉤；LMDI

0 引 言

農(nóng)村居民點承載了農(nóng)民的生存保障功能，鄉(xiāng)村人地關(guān)系的變化較多的映射在人口與鄉(xiāng)村聚落上。近年來，中國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程日益加快，城鄉(xiāng)建設(shè)用地擴張成為這一進程中的顯著特征[1-3]。解釋論上，隨著城鄉(xiāng)人口轉(zhuǎn)型及經(jīng)濟快速增長，城鄉(xiāng)建設(shè)用地變化應(yīng)表現(xiàn)為城鎮(zhèn)建設(shè)用地的增加和農(nóng)村居民點用地的減少。但現(xiàn)實中隨著鄉(xiāng)村人口的減少和城鎮(zhèn)用地規(guī)模的擴大，農(nóng)村居民點用地卻不減反增[4-5]，這一結(jié)果與一般性假設(shè)相悖。據(jù)統(tǒng)計，1996—2016年全國農(nóng)村人口凈減少2.6億，約下降30.7%，而同期農(nóng)村居民點用地增長了16.7%。在城鄉(xiāng)用地矛盾日漸突出的現(xiàn)狀下，深入探索農(nóng)村人口與居民點用地變化的協(xié)同關(guān)系及驅(qū)動力，促進農(nóng)村土地資源的有效配置與高效利用，將是強化耕地保護、平衡城鄉(xiāng)土地利用和優(yōu)化國土空間格局的關(guān)鍵突破口。

目前，有關(guān)農(nóng)村居民點用地演化的研究主要從以下3個方面：1）從農(nóng)村居民點利用的數(shù)量規(guī)模展開，研究農(nóng)村居民點用地擴展的動態(tài)變化，并對其影響因素進行分析。如王介勇等[6]研究了黃淮海平原農(nóng)區(qū)典型村莊用地擴展的主要特征，從內(nèi)生動力和外部動力兩方面探討了村莊用地擴張的驅(qū)動機制；劉超等[7]運用動態(tài)度模型研究了關(guān)中地區(qū)農(nóng)村居民點用地變化的時空特征，并從非農(nóng)人口和農(nóng)業(yè)機械動力等因素的差異對農(nóng)村居民點用地動態(tài)變化進行解釋；譚雪蘭等[8]運用回歸分析方法研究了農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值、糧食產(chǎn)量和固定資產(chǎn)投資等對長株潭城市群農(nóng)村居民點變化的作用力。2）從農(nóng)村居民點利用質(zhì)量的角度，開展農(nóng)村居民點集約利用評價，探索農(nóng)村居民點用地集約化管控路徑。如曲衍波等[9]基于投入-產(chǎn)出原理對北京市平谷區(qū)農(nóng)村居民點集約利用程度進行評價，并分析了影響集約利用的障礙因子；周躍云等[10]從“兩型社會”建設(shè)背景出發(fā)，分析了株洲市農(nóng)村居民點集約狀況，利用灰色關(guān)聯(lián)分析法進行因素探討。3）從城鄉(xiāng)建設(shè)用地協(xié)調(diào)變化的視角，王婧等[11]分析了中國城鄉(xiāng)人地變化的耦合特征，蔡芳芳等[12]以南通市為例，解析了近年來城鄉(xiāng)建設(shè)用地變化的失衡狀態(tài)及成因等。通過分析發(fā)現(xiàn)，既有研究具有視角多元、方法論多元的特征，但主要側(cè)重于某區(qū)域、省份或市（縣）等中微觀尺度和定性分析，缺乏全國宏觀層面對農(nóng)村居民點用地變化與驅(qū)動因素的定量比較研究。

為此，本研究從城鄉(xiāng)人口轉(zhuǎn)型和農(nóng)村人地變化脫鉤關(guān)系的視角，采用Tapio脫鉤模型計算1996—2016年全國農(nóng)村人口與居民點變化的脫鉤程度，并從省域尺度分析農(nóng)村人地變化的空間差異?；跀U展的Kaya恒等式，綜合考慮農(nóng)村居民點利用集約度效應(yīng)、城鄉(xiāng)人口結(jié)構(gòu)效應(yīng)、城鎮(zhèn)化效應(yīng)以及區(qū)域總?cè)丝谛?yīng)4個因素，建立農(nóng)村居民點規(guī)模變化的因素分解模型，并將對數(shù)平均迪式指數(shù)分解法（LMDI）引入到農(nóng)村居民點擴張的驅(qū)動因素分解中來，定量分析各驅(qū)動效應(yīng)對農(nóng)村居民點規(guī)模變化的貢獻度，探索影響農(nóng)村居民點變化的主要因素，以揭示其潛在的作用機制，為有效管控農(nóng)村居民點規(guī)模和加強農(nóng)村居民點用地規(guī)劃管理提供依據(jù)。

1 研究方法及數(shù)據(jù)來源

1.1 Tapio脫鉤模型

脫鉤（decoupling）是來源于物理領(lǐng)域的概念，可用來分析2個或多個具有響應(yīng)關(guān)系的系統(tǒng)時空變化的耦合狀態(tài)[13-14]。目前，用于脫鉤分析的模型主要有OECD模型[15]、Tapio脫鉤模型[16]、IPAT方程[17]等。Tapio脫鉤模型是由OECD模型發(fā)展演變而來[18]，基于彈性變化，用增長率的比值對脫鉤狀態(tài)進行衡量，且不受研究基期選擇的限制[19-20]，使得脫鉤程度的計算更加靈活、準確。本文采用Tapio脫鉤模型測度農(nóng)村人口和居民點用地變化的脫鉤關(guān)系，模型定義如下

式中為農(nóng)村人口和居民點用地變化的脫鉤彈性值，0、L分別表示基期和第年的農(nóng)村居民點面積，hm2；0、P分別表示基期和第年的農(nóng)村人口，人；為農(nóng)村居民點面積增長率，%，為農(nóng)村人口變化率，%。

對于不同的研究領(lǐng)域或研究對象，“脫鉤”程度的定義都會有所差異，基于本文研究目的，結(jié)合Tapio[16]對脫鉤類型的劃分以及黃木易等[21]國內(nèi)學者對Tapio脫鉤模型的應(yīng)用研究，以脫鉤彈性值0.8和1.2作為劃分依據(jù)，將脫鉤程度劃分為強脫鉤（<0，>0且<0）、增長性脫鉤（0<<0.8，>0且>0）、衰退性脫鉤（>1.2，<0且<0）、強負脫鉤（<0，<0且>0）、衰退負脫鉤（0<<0.8，<0且<0）、增長負脫鉤（>1.2，>0且>0）、增長性耦合（0.8<<1.2，>0且>0）、衰退性耦合（0.8<<1.2，<0且<0）8個類型。另外，鑒于以往相關(guān)研究中以彈性值0.8和1.2來劃分脫鉤類型，而不便于比較研究單元脫鉤程度的動態(tài)變化，同時考慮到農(nóng)村人口普遍減少的現(xiàn)實，農(nóng)村人地變化很可能多處于負脫鉤狀態(tài)，為此，本文對負脫鉤類型作了進一步細致劃分，其中強負脫鉤狀態(tài)進一步細分為“強負脫鉤Ⅰ、Ⅱ…Ⅵ”，增長負脫鉤狀態(tài)細分為“增長負脫鉤Ⅰ、Ⅱ…Ⅵ”，衰退負脫鉤狀態(tài)劃分為“衰退負脫鉤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ”。負脫鉤程度由Ⅰ到Ⅵ不斷加劇，以便于比較在脫鉤狀態(tài)不變時，農(nóng)村人口與居民點用地脫鉤程度的動態(tài)變化（表1）。

表1 農(nóng)村人口與農(nóng)村居民點用地變化脫鉤程度劃定

其中，強脫鉤狀態(tài)下，農(nóng)村人口增加而建設(shè)用地趨于減少，這是農(nóng)村人地關(guān)系變化的理想狀態(tài)；增長性脫鉤表示農(nóng)村人口和建設(shè)用地面積均增加，但相比建設(shè)用地擴張幅度，農(nóng)村人口增幅更大；衰退性脫鉤意味著農(nóng)村人口和建設(shè)用地面積均減少，但相比農(nóng)村人口減少幅度，建設(shè)用地降幅更明顯。強負脫鉤意味著隨著農(nóng)村人口的減少，農(nóng)村建設(shè)用地趨于增加，這是較不合理的狀態(tài)；衰退負脫鉤表示農(nóng)村人口與建設(shè)用地均減少，但建設(shè)用地的降幅小于人口降幅；增長負脫鉤表示農(nóng)村人口與建設(shè)用地均增加，但建設(shè)用地增幅高于人口增幅。在耦合狀態(tài)下，農(nóng)村人口與建設(shè)用地增幅或降幅相當，是介于脫鉤和負脫鉤的中間狀態(tài)。

1.2 擴展的Kaya恒等式

Kaya恒等式是日本的Yoichi Kaya教授提出的，當時用于分析影響CO2排放量的驅(qū)動因素[22-23]。本文基于擴展的Kaya恒等式，將其運用于農(nóng)村居民點變化的驅(qū)動力測度，建立農(nóng)村居民點用地變化的因素分解模型，將農(nóng)村居民點用地變化的影響因素分解為農(nóng)村居民點利用集約度效應(yīng)、城鄉(xiāng)人口結(jié)構(gòu)效應(yīng)、城鎮(zhèn)化效應(yīng)以及區(qū)域總?cè)丝谛?yīng)4個因素，擴展的Kaya恒等式形式如下

式中是農(nóng)村居民點總面積，0、1、2分別是農(nóng)村人口、城鎮(zhèn)人口和區(qū)域總?cè)丝?，人?/0為人均農(nóng)村居民點面積，用以表示農(nóng)村居民點利用的集約度，m2/人；=0/1為鄉(xiāng)村和城鎮(zhèn)人口規(guī)模之比，用以指示城鄉(xiāng)人口規(guī)模變動；=1/2表示區(qū)域城鎮(zhèn)化水平。

1.3 LMDI分解模型

LMDI分解法由新加坡學者Ang[24]提出，其能夠?qū)τ绊懸蛩赝耆纸馇也划a(chǎn)生殘差[25]，主要有加法分解和乘法分解2種模式，并且這2種模式實質(zhì)上是無差異的[26]。按照擴展的Kaya恒等式和LMDI分解模型，研究基期到第年的農(nóng)村居民點用地變化△為總效應(yīng)，其是由農(nóng)村居民點利用集約度效應(yīng)、城鄉(xiāng)人口結(jié)構(gòu)效應(yīng)、城鎮(zhèn)化效應(yīng)以及區(qū)域總?cè)丝谛?yīng)引起的，按照加法分解形式，農(nóng)村居民點用地變化的LMDI分解模式如下：

式中△S為農(nóng)村居民點用地變化量，hm2；△S表示基于加法分解模式的農(nóng)村居民點利用集約度效應(yīng)，用來反映農(nóng)村居民點利用集約度的變化對農(nóng)村居民點變化的影響；△S表示城鄉(xiāng)人口結(jié)構(gòu)效應(yīng)，反映城鄉(xiāng)人口規(guī)模比值的變化對農(nóng)村居民點變化的影響；△S表示城鎮(zhèn)化效應(yīng)，用以反映城鎮(zhèn)化水平的變化對農(nóng)村居民點變化的影響；△S表示區(qū)域總?cè)丝谛?yīng)，用以反映區(qū)域總?cè)丝诘淖兓瘜r(nóng)村居民點變化的影響。以上4個驅(qū)動因素基于加法分解的計算公式如下：