陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的時空演化特征及影響機(jī)理

芮 旸 楊 華 楊 坤

(1.西北大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院，西安 710127； 2.西北大學(xué) 陜西省情研究院，西安 710127)

黃河流域是東亞農(nóng)業(yè)的起源中心之一，也是中國重要的農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)基地，同時也是發(fā)展不充分、發(fā)展質(zhì)量有待提高的地區(qū)。在國家推進(jìn)質(zhì)量興農(nóng)、新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、新型城鎮(zhèn)化建設(shè)、交通和水利等重大工程建設(shè)的背景下，以黃河流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，開展農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展研究，既契合現(xiàn)實(shí)需求，也對黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展有重要意義。

黃河流域水資源缺失形勢嚴(yán)峻、洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)高、生態(tài)環(huán)境脆弱[1]，已有研究主要集中在水循環(huán)與水資源均衡調(diào)控[2-3]、水沙關(guān)系變化[4]、水污染防治與水生態(tài)修復(fù)[5-6]等領(lǐng)域。然而，黃河的系統(tǒng)治理既需加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，也有賴于沿黃河流域分布的各省區(qū)的高質(zhì)量發(fā)展。關(guān)于黃河流域各省區(qū)的高質(zhì)量發(fā)展研究，已經(jīng)初步形成重大科技問題的研究框架和因地制宜的發(fā)展模式[7-8]，明晰了高質(zhì)量發(fā)展的經(jīng)濟(jì)學(xué)理論含義和生態(tài)文明內(nèi)涵[9-10]，進(jìn)行了政策支撐體系設(shè)計(jì)并提出了推進(jìn)策略[10-12]。黃河流域經(jīng)濟(jì)、工業(yè)和服務(wù)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)證分析結(jié)果表明三者發(fā)展水平的空間差異顯著[13-15]，但已有研究尚缺乏對流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平的實(shí)證分析。并且，因黃河流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)部差異大[13-16]，農(nóng)業(yè)發(fā)展條件、類型和特點(diǎn)也有很強(qiáng)的多樣性[10]，有必要聚焦沿黃特定省份和流域特定地區(qū)開展研究。黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，一方面從全流域范圍開始[17-18]，逐步聚焦陜西省黃土丘陵溝壑區(qū)和山東省黃河三角洲等流域省份內(nèi)的典型地域[19-20]；另一方面已從對流域農(nóng)業(yè)干旱特征、節(jié)水發(fā)展思路和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整路徑等的定性探討[21-23]，逐步延伸到對流域省份農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平及其影響因素的定量分析[24-26]。已有定量評價的對象主要還是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，構(gòu)建的評價指標(biāo)體系沒有反映農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展綠色化、優(yōu)質(zhì)化、規(guī)模化和現(xiàn)代化的全部內(nèi)涵。

現(xiàn)有農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展評價研究基本都是針對全國和各省份，主要使用的為省級橫截面數(shù)據(jù)或面板數(shù)據(jù)。例如：黃修杰等[27]采用熵值法計(jì)算出2016年我國農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的綜合評價分值，發(fā)現(xiàn)大部分省份處于中等偏下水平；辛嶺等[28]基于2017年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的研究結(jié)果也表明，我國農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展綜合水平有待提升，并且各省(市、區(qū))間發(fā)展水平的差距較大；劉濤等[29]選取2005—2017年的省級面板數(shù)據(jù)，測度分析我國農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平的變化，指出總體水平在逐步提高，但發(fā)展的結(jié)構(gòu)性問題和不均衡問題突出，高水平區(qū)主要集中在中東部地區(qū)；谷洪波等[30]研究聚焦我國中部地區(qū)，運(yùn)用層次分析法(AHP)和熵值法，對河南等6 個省的農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平進(jìn)行了動態(tài)評估。

雖然已有研究在全國和省級尺度都得到了對推進(jìn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展有價值的結(jié)論，但是主要針對行政單元，對內(nèi)部農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、特點(diǎn)和發(fā)展方向更具一致性的流域等地理單元缺乏關(guān)注，而且分析尺度不夠精細(xì)，相對宏觀和單一，多尺度、較長時序的研究尚少。因此，本研究為構(gòu)建適用于多尺度動態(tài)分析的農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平評價指標(biāo)體系，擬以在國家糧食安全和農(nóng)業(yè)發(fā)展格局中地位重要的陜西省黃河流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，基于縣級統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，利用AHP—熵值組合賦權(quán)法、TOPSIS綜合評價法和地理探測器等研究方法，進(jìn)行農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展時空演變特征及影響機(jī)理分析，以期為陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級提供方向指引和科學(xué)依據(jù)，為農(nóng)業(yè)乃至經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展研究提供思路和方法借鑒。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

陜西位于黃河中游，陜西省黃河流域是黃河流域的“心臟地帶”、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的核心板塊?；谧匀涣饔蚍秶紤]縣級行政區(qū)劃的完整性，確定研究區(qū)包括西安、銅川、咸陽、渭南、延安、榆林6 個市及楊凌示范區(qū)全境，寶雞市除鳳縣、太白縣外的縣區(qū)和商洛市的洛南縣，共78 個縣(市、區(qū))，約占陜西省國土面積的 64.39%(圖1)。研究區(qū)人口數(shù)量3 044.9萬人，占全省總?cè)丝诘?8.79%；GDP 20 624.3億元，為全省的84.39%[31]，是全省重要的人口和經(jīng)濟(jì)密集區(qū)，也是陜西農(nóng)業(yè)3 個千億級產(chǎn)業(yè)(蘋果、奶山羊、棚室栽培)的主要集聚地?？傮w而言，陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)發(fā)展正處在由總量擴(kuò)張向提高質(zhì)量、增加效率轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期，承擔(dān)著“把農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量提上去，為保障國家糧食安全作出貢獻(xiàn)”的任務(wù)[1]?？偟膩碚f，該流域的農(nóng)業(yè)發(fā)展仍面臨綠色轉(zhuǎn)型壓力大、產(chǎn)品多而不優(yōu)、產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)、生產(chǎn)經(jīng)營方式粗放等問題[25,32]，農(nóng)業(yè)發(fā)展的質(zhì)量效益不高一直是流域乃至全省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的最大短板[25]。

圖1 陜西省黃河流域區(qū)位圖Fig.1 Location map of the Yellow River Basin in Shaanxi Province

1.2 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

本研究參照已有研究成果[24-30,32-33]，基于縣級數(shù)據(jù)，從綠色發(fā)展、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)業(yè)效益、生產(chǎn)效率和規(guī)模經(jīng)營5 個維度，構(gòu)建了一套適用于多尺度動態(tài)分析、由20 項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成的農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平評價體系(表1)。具體內(nèi)容如下：

1)綠色發(fā)展準(zhǔn)則層。包括4 項(xiàng)指標(biāo)，其中化肥施用強(qiáng)度反映農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中化學(xué)物質(zhì)殘留對生態(tài)環(huán)境的污染程度，農(nóng)膜使用強(qiáng)度表征未回收利用的農(nóng)用塑料薄膜產(chǎn)生的農(nóng)田土壤殘膜污染，耕地復(fù)種指數(shù)體現(xiàn)耕地有效利用水平和農(nóng)作物增產(chǎn)潛力，農(nóng)業(yè)水資源消耗強(qiáng)度反映單位農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的耗水強(qiáng)度。

2)產(chǎn)品質(zhì)量準(zhǔn)則層。包括3 項(xiàng)指標(biāo)，其中綠色食品和有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量是流域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綠色化、優(yōu)質(zhì)化和全程標(biāo)準(zhǔn)化水平的反映，農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志數(shù)量則是流域農(nóng)業(yè)品牌化程度的直接體現(xiàn)。

3)產(chǎn)業(yè)效益準(zhǔn)則層。包括4 項(xiàng)指標(biāo)，其中農(nóng)林牧漁業(yè)增加值反映農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中除去各種物質(zhì)資料消耗的真實(shí)收益，其與糧食綜合生產(chǎn)能力的穩(wěn)步提升是區(qū)域農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效的基礎(chǔ)和保障；農(nóng)村居民收入水平和城鄉(xiāng)居民收入比則直接體現(xiàn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展成果的共享性。

4)生產(chǎn)效率準(zhǔn)則層。包括6 項(xiàng)指標(biāo)，其中農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率和土地產(chǎn)出率分別反映具體勞動生產(chǎn)使用價值和生產(chǎn)資料產(chǎn)出價值的效率和水平；糧食單產(chǎn)、勞均經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)出和勞均畜產(chǎn)品產(chǎn)出綜合體現(xiàn)主要農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)能力和效率；農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平則是對農(nóng)機(jī)裝備使用作業(yè)情況的度量，直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

5)規(guī)模經(jīng)營準(zhǔn)則層。包括農(nóng)民專業(yè)合作社、家庭農(nóng)場和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)數(shù)量3 項(xiàng)指標(biāo)，其共同反映流域新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體及專業(yè)化農(nóng)業(yè)服務(wù)組織的發(fā)育程度和農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營水平。

表1 陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平評價指標(biāo)體系Table 1 High-quality agricultural development evaluation index system of the Yellow River Basin in Shaanxi Province

1.3 數(shù)據(jù)來源

縣級行政區(qū)劃、水系、交通等空間數(shù)據(jù)來源于全國地理信息資源服務(wù)目錄系統(tǒng)(http:∥www.webmap.cn)提供的1∶100 萬矢量地圖數(shù)據(jù)。自然屬性數(shù)據(jù)中，ASTER GDEMV2 30 m DEM數(shù)據(jù)來源于“地理空間數(shù)據(jù)云平臺”(http:∥www.gscloud.cn)；地形起伏度數(shù)據(jù)來源于國家綜合地球觀測數(shù)據(jù)共享平臺(http:∥www.chinageoss.cn)提供的中國地形起伏度公里網(wǎng)格數(shù)據(jù)集；土壤侵蝕強(qiáng)度和0 ℃積溫?cái)?shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心(http:∥www.resdc.cn)提供的中國土壤侵蝕空間分布數(shù)據(jù)集和中國氣象背景數(shù)據(jù)集；總初級生產(chǎn)力數(shù)據(jù)來源于全球陸表特征參量(GLASS)產(chǎn)品中的植被總初級生產(chǎn)力(GPP)年度合成產(chǎn)品數(shù)據(jù)集；水資源總量數(shù)據(jù)來源于《陜西省水資源公報(bào)》和陜西省水利廳。社會經(jīng)濟(jì)屬性數(shù)據(jù)中，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均來源于《陜西統(tǒng)計(jì)年鑒》、《陜西區(qū)域統(tǒng)計(jì)年鑒》以及各市縣統(tǒng)計(jì)年鑒，少量缺失數(shù)據(jù)采用線性插值方式補(bǔ)齊；綠色食品、有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品和農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志數(shù)據(jù)來源于中國綠色食品發(fā)展中心網(wǎng)站(http:∥www.greenfood.agri.cn)和陜西省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳網(wǎng)站(http:∥nyt.shaanxi.gov.cn)的農(nóng)產(chǎn)品溯源資源庫；農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化龍頭企業(yè)數(shù)據(jù)來源于陜西省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳網(wǎng)站的農(nóng)村經(jīng)營管理資源庫，農(nóng)民專業(yè)合作社和家庭農(nóng)場數(shù)據(jù)來源于企查查網(wǎng)站(https:∥www.qcc.com)提供的企業(yè)工商信息數(shù)據(jù)。

1.4 研究方法

1.4.1AHP—熵值組合賦權(quán)法

指標(biāo)賦權(quán)是對各評價指標(biāo)重要性的判斷，分為主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法[34]。前者以層次分析法(AHP)為代表，依賴專家打分確定權(quán)重，較為主觀但不易與現(xiàn)實(shí)相悖；后者以熵值法為代表，根據(jù)指標(biāo)數(shù)據(jù)的離散程度確定權(quán)重，相對客觀但容易脫離實(shí)際[34-35]。因此，本研究綜合二者即AHP—熵值組合賦權(quán)法，進(jìn)行主客觀聯(lián)合賦權(quán)，以期評價結(jié)果更加科學(xué)合理。首先，對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)化處理以消除數(shù)據(jù)量綱差異；其次，采用德爾菲法，借助層次分析法軟件yaahp V 12.1計(jì)算得到5 個準(zhǔn)則層的權(quán)重；進(jìn)而，運(yùn)用熵值法分別計(jì)算每個準(zhǔn)則層內(nèi)單個指標(biāo)的權(quán)重，并將每個準(zhǔn)則層內(nèi)的單個指標(biāo)權(quán)重乘上對應(yīng)的準(zhǔn)則層權(quán)重，得到最終的組合權(quán)重；最后，對標(biāo)準(zhǔn)化處理后的指標(biāo)值進(jìn)行加權(quán)求和，得到陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平的總體得分。AHP和熵值法的計(jì)算過程及指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化公式詳見文獻(xiàn)[32]和[35]。

1.4.2TOPSIS綜合評價法

由于本研究區(qū)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指標(biāo)值在縣級尺度差異較大，使用線性加權(quán)法計(jì)算縣域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平可能會放大或掩蓋異常值，而TOPSIS法能在保證數(shù)據(jù)趨勢和分布不變的情況下滿足大樣本指標(biāo)數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性，提高評價的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。其核心是使用排序方法逼近理想解，計(jì)算決策目標(biāo)接近最優(yōu)理想解和遠(yuǎn)離最劣理想解的距離以選定最優(yōu)方案。具體步驟及公式參見文獻(xiàn)[36]。

1.4.3地理探測器

地理探測器具有能混合分類變量和數(shù)值變量分析、能探測自變量間真正的交互作用及其影響、對自變量間的共線性免疫等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛[37]。本研究利用其因子探測模式明晰不同地理因子對陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平空間差異的解釋力，并應(yīng)用交互作用探測模式進(jìn)一步分析不同地理因子間交互作用后的解釋力變化。2 種探測結(jié)果均用統(tǒng)計(jì)量q值表示，其計(jì)算公式為[37]：

(1)

2 結(jié)果與分析

2.1 陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的時空演化特征

2.1.1農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平的時序變化特征

運(yùn)用AHP—熵值組合賦權(quán)法確定陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展20 項(xiàng)評價指標(biāo)的權(quán)重，并計(jì)算5個準(zhǔn)則層和綜合水平的得分，結(jié)果如圖2所示。由

圖2 2003—2017年陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平的時序和維度變化Fig.2 Temporal and rule hierarchy variation of high-quality agricultural developmentlevel of the Yellow River Basin in Shaanxi Province during 2003-2017

圖2可見：2003—2017年陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平總體呈持續(xù)上升趨勢，從0.126增至0.777，年均增長13.88%，整體提升超過5 倍。2003—2017年流域農(nóng)業(yè)發(fā)展質(zhì)量的大幅提高，與黨的十六大以來國家及陜西省各項(xiàng)強(qiáng)農(nóng)惠農(nóng)富農(nóng)政策的支持以及地方關(guān)于質(zhì)量興農(nóng)的實(shí)踐探索明顯相關(guān)。

從不同維度來看，陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的不足明顯，整體存在結(jié)構(gòu)性問題。在流域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)效益、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和規(guī)模經(jīng)營水平總體提升的同時，流域農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展水平卻由2003年的0.126波動下降到2017年的0.077，降幅達(dá)38.89%。這一發(fā)現(xiàn)印證了鐘麗娜等[26]關(guān)于陜西省農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平停滯不前甚至出現(xiàn)下降趨勢的研究結(jié)論，表明在流域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中化肥和農(nóng)膜等投入品的使用強(qiáng)度仍居高不下、用水方式還比較粗放，水資源分布不均引發(fā)的供需矛盾和農(nóng)業(yè)面源污染對農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的脅迫增大，因此，必須將農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展擺到更為突出的位置，加快發(fā)展資源節(jié)約型和環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)。

另外4 個水平有提高維度中，生產(chǎn)效率和產(chǎn)業(yè)效益維度的得分相對較高，增幅也更明顯，2017年分別達(dá)0.271和0.234，表明生產(chǎn)效率和產(chǎn)業(yè)效益是陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)發(fā)展質(zhì)量變革的主要領(lǐng)域，但從其水平值的變化來看，農(nóng)業(yè)績效提升所引發(fā)的動能有衰減趨勢；規(guī)模經(jīng)營和產(chǎn)品質(zhì)量維度的得分到2017年也僅為0.099和0.096，但二者尤其是后者增速自2010年以來明顯加快，已成為流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的新生動力，歸因于農(nóng)業(yè)品牌和新型經(jīng)營主體示范帶動作用的增強(qiáng)。

2.1.2農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的空間格局演變特征

采用TOPSIS綜合評價法計(jì)算得到2003年、2010年和2017年陜西省黃河流域78 個縣級單元的農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平，對其做0—1標(biāo)準(zhǔn)化處理以使分析結(jié)果可比，并將標(biāo)準(zhǔn)化后的得分等間隔從低到高劃分為5 級：低水平(0～0.2)、較低水平(0.2～0.4)、中等水平(0.4～0.6)、較高水平(0.6～0.8)、高水平(0.8～1.0)，分別對應(yīng)第5、4、3、2、1梯隊(duì)。流域內(nèi)各縣域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平的時空轉(zhuǎn)移軌跡的平行坐標(biāo)圖見圖3，GIS對評價結(jié)果進(jìn)行可視化表達(dá)見圖4。

圖3 農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平時空轉(zhuǎn)移軌跡Fig.3 Spatio-temporal transfer path of high-quality agricultural development

綜合圖3和圖4的結(jié)果可知：

1)2003年，陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平普遍較低。第4、5梯隊(duì)的縣份占比高達(dá)61.54%，集聚分布在榆林、延安、銅川3 個市和咸陽、渭南2 個市北部，主要位于陜北長城沿線風(fēng)沙區(qū)、黃土高原丘陵溝壑區(qū)和渭北旱原區(qū)等農(nóng)業(yè)用水短缺、生態(tài)環(huán)境脆弱的地貌類型區(qū)。農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平在中等及以上的縣份則大多都分布在自然條件相對優(yōu)越的關(guān)中平原和秦嶺北麓，但位列第1梯隊(duì)的縣份僅有地處關(guān)中“白菜心”、緊鄰西安和咸陽主城區(qū)、都市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展水平較高的涇陽、高陵和臨潼3 個縣區(qū)。

2)2003—2010年，流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的空間格局和梯隊(duì)結(jié)構(gòu)有明顯變化，但發(fā)展水平在中等以下的縣份仍是主體。38.89%的第4梯隊(duì)縣份退居第5梯隊(duì)，農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平低的縣份因此增至25 個，多了1 倍以上，其連片集聚的區(qū)域由黃河干流陜北段沿線內(nèi)移至黃河支流，即無定河、延河和洛河上游流域，呈現(xiàn)沿黃河干支流演化趨勢。位列第1、2梯隊(duì)的縣份中有53.33%退居第3梯隊(duì)，農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展處于中等水平的縣份因此明顯增多，但仍主要集中在關(guān)中地區(qū)；與此同時，其數(shù)量盡管減少近一半，但高質(zhì)量發(fā)展水平進(jìn)一步提高，環(huán)繞大西安主城區(qū)分布的特征更加凸顯。簡言之，在2003—2010年，因自然地域差異等引致的陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展分化和極化現(xiàn)象加劇。

3)2010—2017年，流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平整體提升明顯，77.27%的第3梯隊(duì)縣份躍遷至第2甚至第1梯隊(duì)，發(fā)展水平高和較高的縣份數(shù)量因此分別翻1 番和接近翻2 番，圍繞大西安都市區(qū)形成了關(guān)中農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展環(huán)。陜北長城沿線風(fēng)沙區(qū)在此時期成為新的農(nóng)業(yè)質(zhì)量效益高地，其中榆林市的榆陽、定邊和靖邊3 個區(qū)縣更是進(jìn)入了第1梯隊(duì)，原因主要在于山地蘋果、大漠蔬菜和馬鈴薯等特色主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化和品牌化發(fā)展下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、產(chǎn)業(yè)效益和產(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)提升。與此同時，第5梯隊(duì)的縣份數(shù)量從25 個減到17 個，其分布由在陜北黃土丘陵溝壑區(qū)連片集聚演變?yōu)檎w分散、局部集中格局。

總體而言，2003—2017年陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平的格局變化和縣際分化特征明顯，空間演化與黃河干支流的關(guān)系緊密；流域高質(zhì)量農(nóng)業(yè)的集聚區(qū)由大西安都市圈周邊沿渭河、洛河分別向西、北方向擴(kuò)展，在關(guān)中連片成環(huán)。對比相關(guān)研究成果[27]可知：陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的空間格局有較強(qiáng)一致性，且都表現(xiàn)出明顯的地域差異特征和流域關(guān)聯(lián)特征，間接反映了二者實(shí)質(zhì)及評價的內(nèi)在統(tǒng)一性。

圖4 農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平的空間格局Fig.4 Spatial pattern of high-quality agricultural development level

2.2 陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的影響因素及其作用機(jī)理

2.2.1影響因素的地理探測

以2017年陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平得分(Y)為因變量，從自然本底和社會經(jīng)濟(jì)2 個維度選取10 項(xiàng)指標(biāo)為自變量(XS)，應(yīng)用地理探測器在縣級尺度進(jìn)行定量歸因。其中，自然本底維度的解釋變量包括地形起伏度(X1)、土壤侵蝕強(qiáng)度(X2)、0 ℃積溫(X3)、植被總初級生產(chǎn)力(X4)和水資源總量(X5)5 個，社會經(jīng)濟(jì)維度的解釋變量包括交通優(yōu)勢度(X6)、市場區(qū)位(X7)、人均耕地面積(X8)、城鎮(zhèn)化率(X9)和全社會固定資產(chǎn)投資(X10)5個。

由于地理探測器運(yùn)行機(jī)制要求輸入自變量為類型量，因此先對10 個自變量進(jìn)行離散化處理，其中交通優(yōu)勢度數(shù)據(jù)的離散化是參照《省級主體功能區(qū)劃分技術(shù)規(guī)程》中的相關(guān)計(jì)算和分等定級方法，從高到低分為5 級；市場區(qū)位是基于到陜西省地級市中心的最近歐式距離計(jì)算；土壤侵蝕強(qiáng)度參照來源數(shù)據(jù)集的分類分級標(biāo)準(zhǔn)劃分為微度、輕度、中度、強(qiáng)度、極強(qiáng)度和劇烈6 級；其他自變量采用自然斷點(diǎn)法分為8 級，因變量保持?jǐn)?shù)值類型。鑒于變量涉及行政單元和自然單元2 類空間單元，為在空間上同時匹配因變量和自變量，在ArcGIS 10.4軟件中以10 km 為間隔生成研究區(qū)的采樣格點(diǎn)，格點(diǎn)數(shù)量總計(jì)1 322個，再使用采樣格點(diǎn)疊加提取變量值。

陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展影響因素作用的地理探測結(jié)果見表2。由表2可知，各因子解釋力從高到低的排序依次為：全社會固定資產(chǎn)投資(0.388)>人均耕地面積(0.331)>交通優(yōu)勢度(0.323)>水資源總量(0.247)>0 ℃積溫(0.243)>城鎮(zhèn)化率(0.242)>地形起伏度(0.227)>土壤侵蝕強(qiáng)度(0.166)>植被總初級生產(chǎn)力(0.143)>市場區(qū)位(0.128)。解釋力位居前3且均高于0.3的因子分別為全社會固定資產(chǎn)投資、人均耕地面積和交通優(yōu)勢度，表明固定資產(chǎn)投資規(guī)模、耕地資源稟賦和交通通達(dá)水平的空間差異是流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平分化的主要驅(qū)動因素。水資源總量的解釋力排在全部因子的第4 位，在自然本底維度的因子中最強(qiáng)，表明其是影響陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的首要自然因素，需以水定農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向、規(guī)模、結(jié)構(gòu)和布局。比較而言，社會經(jīng)濟(jì)維度因子對流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展空間差異的解釋水平(平均q值0.282)整體高于自然本底維度因子(平均q值0.205)，原因在于：陜西省黃河流域在全國農(nóng)業(yè)區(qū)劃中屬黃土高原一級農(nóng)業(yè)區(qū)，農(nóng)業(yè)自然條件具有一定的內(nèi)部相似性。

表2 農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展影響因素的地理探測結(jié)果Table 2 Geographical detection results for explanatory variables of high-quality agricultural development

2.2.2影響因素交互作用的評估

進(jìn)一步使用地理探測器的交互探測功能，判斷各影響因子間是否具有交互作用，并評估其效應(yīng)(表2)?？傮w而言，10 個因子確非各自獨(dú)立作用，其間均存在交互作用，產(chǎn)生非線性增強(qiáng)或雙因子增強(qiáng)效應(yīng)，二者的判斷依據(jù)分別為q(X1∩X2)>q(X1)+q(X2)、q(X1∩X2)>Max(q(X1),q(X2))。交互后解釋力排在前3 位的因子對依次是(人均耕地面積∩全社會固定資產(chǎn)投資)、(城鎮(zhèn)化率∩全社會固定資產(chǎn)投資)、(人均耕地面積∩城鎮(zhèn)化率)，其q值分別為0.789、0.784、0.757?？梢姡潭ㄙY產(chǎn)投資規(guī)模、耕地資源稟賦和城鎮(zhèn)化水平三者的協(xié)同作用，是影響陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的主導(dǎo)交互作用方式。

從因子來看，城鎮(zhèn)化率的協(xié)同作用在全部因子中最為突出，與其他任意因子交互作用時均會產(chǎn)生非線性增強(qiáng)效應(yīng)。并且，其與解釋力位居前4的全社會固定資產(chǎn)投資、人均耕地面積、交通優(yōu)勢度和水資源總量兩兩作用后的q值恰好位居全部45 種交互作用的前10。可見，盡管單因子解釋力僅排在第6 位，城鎮(zhèn)化率也是拉動陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要因子，需要在推進(jìn)質(zhì)量興農(nóng)中給予其更多的關(guān)注。

2.2.3影響因素作用機(jī)理的分析

從自然本底和社會經(jīng)濟(jì)2 個維度，進(jìn)一步探究各因素對陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的作用機(jī)理。

1)自然本底維度的因素是流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)和先決條件。地形、土壤、氣溫、植被、水資源等自然要素及其地域組合，通過對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有利或不利影響，推動或抑制流域農(nóng)業(yè)質(zhì)量效益的提升。陜西省黃河流域南部為關(guān)中平原、北部屬黃土高原，2 大地貌單元農(nóng)業(yè)自然條件的較大差異直接影響流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平“北低南高”空間格局的形成。關(guān)中平原地勢平坦、土壤肥沃、熱量充足、總第一性生產(chǎn)力較高，商品糧生產(chǎn)特色果業(yè)和奶畜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的條件優(yōu)、基礎(chǔ)好、水平高，但農(nóng)業(yè)灌溉水利用率低、化肥用量多、用地強(qiáng)度大等不可持續(xù)發(fā)展的問題較為突出；陜北黃土高原緯度和海拔高、積溫相對不足，地形切割破碎、土壤侵蝕劇烈，植被覆蓋度提升明顯但總初級生產(chǎn)力低，干旱缺水、水土資源不匹配仍是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要限制性因子。但農(nóng)業(yè)發(fā)展質(zhì)量的變革仍受到自然環(huán)境和立地條件的強(qiáng)約束，難以向高產(chǎn)高效方向邁進(jìn)，更需要也正在以綠色優(yōu)質(zhì)為導(dǎo)向。

2)社會經(jīng)濟(jì)維度的因素是流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的主要驅(qū)動力。綜合單因子解釋力和因子間交互作用效應(yīng)來看，全社會固定資產(chǎn)投資、人均耕地面積、交通優(yōu)勢度和城鎮(zhèn)化率是導(dǎo)致陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平分化的主要因素。以大西安都市圈為核心的關(guān)中地區(qū)與陜北地區(qū)在交通通達(dá)水平上的顯著差異，以及陜北黃土丘陵溝壑區(qū)固定資產(chǎn)投資規(guī)模的整體明顯偏低，形成了農(nóng)業(yè)提質(zhì)增效所需交通條件和資本投入的區(qū)域差距，從而進(jìn)一步強(qiáng)化了“關(guān)中高、陜北低”的農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平格局；與此同時，陜北尤其是長城沿線風(fēng)沙區(qū)人均耕地面積的相對較大和城鎮(zhèn)化率的相對偏高，有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的規(guī)?；⒓s化和優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的銷售，顯著推動了農(nóng)業(yè)質(zhì)量效益新高地在榆林北部的形成和榆林成為陜西“新糧倉”，不平衡的農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展格局因此有所調(diào)整并更趨復(fù)雜化。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

基于大河流域、三角洲等地理單元開展高質(zhì)量發(fā)展研究具有重要和獨(dú)特的科學(xué)價值[8]。本研究以陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)為例，采取縣域的分析尺度、“評價—過程—格局—機(jī)理”為分析主線和時間維、空間維與因素維融合的分析框架，對于同類研究具有一定借鑒意義。然而，同為大河流域，相較于長江流域，黃河流域的自然地理環(huán)境更加復(fù)雜多樣，農(nóng)業(yè)乃至經(jīng)濟(jì)發(fā)展的區(qū)域差異顯著。研究所得結(jié)論對于黃河中游地區(qū)可能有一定代表性，但后續(xù)仍需針對黃河上游和下游的特定地理單元展開更多實(shí)證研究，以期全面掌握流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的基本特征和影響機(jī)制。

盡管陜西省黃河流域是具有特殊性的地理單元，與已有研究結(jié)果相比，其農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的時空演化特征及影響因素，與全國以及國內(nèi)其他省份相比都有一定的共性：就時序特征而言，陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平整體提升的趨勢與全國以及四川省一致[29,33]；就空間特征而言，流域雖位于西北干旱區(qū)，但其農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展格局與地貌類型的高度關(guān)聯(lián)特征在東部季風(fēng)區(qū)的廣東省也有明顯表現(xiàn)，二者農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平均呈現(xiàn)出“低地(平原區(qū)等)高、高地(丘陵區(qū)等)低”的地域差異格局[38]；就內(nèi)部結(jié)構(gòu)而言，生產(chǎn)效率和產(chǎn)業(yè)效益的提高是流域和全國農(nóng)業(yè)發(fā)展質(zhì)量變革的共同驅(qū)動力[29]；就外部因素而言，對流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展有顯著作用的地形、氣溫等自然要素和城鎮(zhèn)化發(fā)展、固定資產(chǎn)投資等社會經(jīng)濟(jì)要素，在全國層面或其他研究區(qū)也有影響[27-29,38]。當(dāng)然，陜西省黃河流域的農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展也有其自身特質(zhì)，例如發(fā)展水平格局演化與河流的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性等，原因在于該流域農(nóng)業(yè)用水緊張，河流的分布對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)尤其是灌溉農(nóng)業(yè)發(fā)展有很大影響。深入研究應(yīng)基于黃河流域內(nèi)各地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)和比較優(yōu)勢，重點(diǎn)圍繞各具特色的高質(zhì)量發(fā)展動力系統(tǒng)構(gòu)建展開。

3.2 結(jié)論與政策建議

本研究主要結(jié)論如下：

1)構(gòu)建了一套基于縣級數(shù)據(jù)、適用于多尺度動態(tài)分析、包含5 個維度20 項(xiàng)指標(biāo)的農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平評價體系。評測結(jié)果表明，2003—2017年陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平整體上升超過5倍，生產(chǎn)效率和產(chǎn)業(yè)效益大幅度提高，規(guī)模經(jīng)營水平和產(chǎn)品質(zhì)量也有增強(qiáng)，但綠色發(fā)展水平不升反降，農(nóng)業(yè)質(zhì)量全面提升的薄弱環(huán)節(jié)明顯、結(jié)構(gòu)問題突出。

2)2003—2017年陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平的格局變化和縣際分化特征明顯，空間演化與黃河干支流的關(guān)系緊密，水平高值區(qū)由大西安都市圈周邊沿渭河、洛河分別向西、北方向擴(kuò)展，在關(guān)中連片成環(huán)；水平低值區(qū)由陜北黃河干流沿線內(nèi)移，并趨于分散。

3)陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的時空演化是自然本底、社會經(jīng)濟(jì)等多因素不斷交互作用后增效的結(jié)果，發(fā)展水平的空間差異主要受到人均耕地面積、全社會固定資產(chǎn)投資、交通優(yōu)勢度、城鎮(zhèn)化率和水資源總量5個因子及其間非線性或雙因子增強(qiáng)作用的影響。

最后，針對如何推進(jìn)陜西省黃河流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，提出以下建議：

1)以綠色發(fā)展引領(lǐng)農(nóng)業(yè)質(zhì)量效益提升，推動水土資源節(jié)約集約利用、化肥和農(nóng)膜等農(nóng)業(yè)投入品減量增效和回收利用，加快發(fā)展旱作節(jié)水農(nóng)業(yè)和種養(yǎng)結(jié)合型生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)，彌補(bǔ)流域農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展最大不足。加快培育各級各類示范家庭農(nóng)場和示范社，發(fā)揮高質(zhì)量新型經(jīng)營主體在農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營格局形成和品牌體系構(gòu)建等方面的示范帶動作用，推進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)?；推放苹黾泳G色、優(yōu)質(zhì)、特色農(nóng)產(chǎn)品供給。

2)依托“兩新一重”建設(shè)，一方面，進(jìn)一步提高關(guān)中地區(qū)的城鎮(zhèn)化水平和質(zhì)量，加快吸納農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)移人口進(jìn)城落戶并實(shí)現(xiàn)市民化，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)?；蛯I(yè)化創(chuàng)造有利條件，為優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的銷售提供更大的市場空間；另一方面，重點(diǎn)加大對陜北黃土丘陵溝壑區(qū)和沿黃鄉(xiāng)村地區(qū)的固定資產(chǎn)投入，進(jìn)一步完善陜北地區(qū)的綜合交通網(wǎng)絡(luò)，為農(nóng)業(yè)發(fā)展質(zhì)量的增強(qiáng)提供堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)和有力的交通支撐。

3)以地理單元(如陜北與關(guān)中地區(qū)、黃河干流沿線區(qū)域與渭河流域等)為基礎(chǔ)，結(jié)合行政單元，制定差異化的質(zhì)量興農(nóng)政策和評價考核指標(biāo)，以期提高政策措施的靶向精準(zhǔn)度。對于不同地理單元，用地、資金等配套政策支持方向和重點(diǎn)應(yīng)各有側(cè)重，評價指標(biāo)選取和權(quán)重設(shè)置應(yīng)充分考慮其農(nóng)業(yè)發(fā)展條件、基礎(chǔ)和特點(diǎn)。