長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶耕地綠色低碳利用的時(shí)空格局及其成因分析

楊 斌，楊 俊，王占岐，譚 力

（1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，江蘇 徐州 221008； 2. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)中國(guó)資源型城市轉(zhuǎn)型發(fā)展與鄉(xiāng)村振興研究中心，江蘇 徐州 221116； 3. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）公共管理學(xué)院，湖北 武漢 430074；4. 武漢輕工大學(xué)管理學(xué)院，湖北 武漢 430048）

1 引言

作為土地資源的精華，耕地在保障國(guó)家糧食生產(chǎn)、生態(tài)安全以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面發(fā)揮著重要作用[1]。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)得到快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了糧食產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)產(chǎn)值雙向豐收[2]。然而，在取得這些農(nóng)業(yè)發(fā)展成就同時(shí)，卻產(chǎn)生了一系列如耕地過(guò)度利用、土壤質(zhì)量下降以及面源污染等問(wèn)題[3-4]，一定程度上制約了耕地資源可持續(xù)利用。2022年中央一號(hào)文件明確提出“加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染綜合治理，實(shí)施農(nóng)業(yè)投入品減量化，加強(qiáng)畜禽糞污、農(nóng)膜、秸稈等資源化利用，推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村綠色發(fā)展。”可見(jiàn)，在生態(tài)文明建設(shè)和農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展背景下，如何兼顧減排增匯目標(biāo)并實(shí)現(xiàn)耕地資源“綠色化”“低碳化”利用成為當(dāng)前學(xué)術(shù)界討論的焦點(diǎn)話題。因此，科學(xué)測(cè)度耕地綠色低碳利用（Cultivated Land Green and Low-Carbon Utilization,CLGLU）水平，分析其時(shí)空格局及成因，對(duì)于探索區(qū)域CLGLU提升路徑和實(shí)現(xiàn)耕地健康可持續(xù)利用具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

當(dāng)前， CLGLU研究主要集中于環(huán)境約束下的耕地利用效率測(cè)度、區(qū)域差異及影響因素分析等方面[5-8]。在指標(biāo)體系設(shè)計(jì)上，學(xué)者們通?；凇巴度搿a(chǎn)出”思維構(gòu)建指標(biāo)體系，并將碳排放納入非期望產(chǎn)出，以實(shí)現(xiàn)耕地利用“低碳化”度量[5-6]；還有學(xué)者考慮到耕地利用面源污染問(wèn)題，并將其與碳排放一同納入非期望產(chǎn)出，實(shí)現(xiàn)對(duì)耕地利用“綠色化”考察[8]。在研究方法上，多采用DEA模型、SBM-Undesirable模型、隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)模型等[7,9-10]對(duì)耕地利用效率進(jìn)行綜合測(cè)度。在此基礎(chǔ)上，還有學(xué)者將生態(tài)效率概念引入耕地利用體系，探討了綠色發(fā)展理念下耕地利用生態(tài)效率的時(shí)空格局、演變規(guī)律及其驅(qū)動(dòng)因素等[11-12]?？傮w來(lái)看，已有研究較為系統(tǒng)總結(jié)了環(huán)境約束下耕地利用效率相關(guān)內(nèi)容，為本文提供了重要理論和方法支撐，但仍有進(jìn)一步拓展空間。第一，在指標(biāo)體系設(shè)計(jì)上，現(xiàn)有研究主要考慮耕地利用碳排放，而忽視了耕地碳吸收功能。相關(guān)研究表明耕地不僅是碳源，更是巨大碳匯[13]，若未能顧及耕地碳匯功能，將無(wú)法準(zhǔn)確度量CLGLU真實(shí)水平；第二，在測(cè)度方法上，盡管在傳統(tǒng)DEA模型和SBM-Undesirable模型在耕地利用效率測(cè)算上得到廣泛運(yùn)用，然而上述方法在投入產(chǎn)出有效前沿面上的理想值與實(shí)際值之間的原始比例存在一定損失，會(huì)引起測(cè)度結(jié)果失真[14-15]。EBM（Epsilon-Based Measure）模型作為一種混合距離測(cè)算方法，能夠同時(shí)顧及投入產(chǎn)出非徑向松弛變量和理想值與實(shí)際值的徑向比，可有效提高測(cè)度結(jié)果精度[16]。從現(xiàn)有文獻(xiàn)來(lái)看，鮮有研究運(yùn)用EBM模型對(duì)耕地利用水平進(jìn)行測(cè)度。

鑒于此，本文以長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶為例，構(gòu)建CLGLU評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，基于2005—2020年研究區(qū)131個(gè)地級(jí)市相關(guān)數(shù)據(jù)，采用DEA-EBM模型對(duì)其CLGLU水平進(jìn)行科學(xué)測(cè)度，分析時(shí)空格局，并在此基礎(chǔ)上引入地理探測(cè)器模型考察時(shí)空差異的成因，以期為新時(shí)期我國(guó)耕地保護(hù)和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供決策參考。

2 研究方法、研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 耕地綠色低碳利用指標(biāo)體系設(shè)計(jì)

綠色低碳發(fā)展是追求以和諧、環(huán)保和可持續(xù)為目標(biāo)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)發(fā)展模式，是新時(shí)期我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的必然選擇[17]。根據(jù)中共十九大報(bào)告闡釋?zhuān)G色發(fā)展理念實(shí)質(zhì)是在生態(tài)環(huán)境容量和資源承載力約束下，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展；低碳發(fā)展理念是產(chǎn)業(yè)變革、技術(shù)創(chuàng)新以及生產(chǎn)生活方式轉(zhuǎn)型的重要指引。近年來(lái)，學(xué)者們對(duì)綠色低碳發(fā)展理念進(jìn)行拓展，將其廣泛應(yīng)用在交通、能源、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域[18-20]。本文擬將綠色低碳發(fā)展理念應(yīng)用到耕地利用領(lǐng)域，特別是在減排增匯目標(biāo)下，即減少農(nóng)業(yè)面源污染和增加農(nóng)業(yè)碳匯，全面系統(tǒng)考察CLGLU水平。

耕地利用是一項(xiàng)“投入+產(chǎn)出”的動(dòng)態(tài)過(guò)程，結(jié)合綠色低碳發(fā)展理念，本文將CLGLU內(nèi)涵界定為：在減排增匯目標(biāo)約束下，通過(guò)一定的生產(chǎn)要素投入，實(shí)現(xiàn)耕地利用的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、糧食產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)碳匯等期望產(chǎn)出最大化，同時(shí)最大限度控制農(nóng)業(yè)碳排放、污染物等非期望產(chǎn)出的過(guò)程。其中，耕地利用“綠色化”強(qiáng)調(diào)在一定范圍內(nèi)合理進(jìn)行化肥、農(nóng)藥、地膜等要素投入，同時(shí)減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染物排放；耕地利用“低碳化”則強(qiáng)調(diào)一方面最大幅度增加耕地碳匯能力，另一方面減少碳排放，實(shí)現(xiàn)耕地低碳利用。結(jié)合已有相關(guān)研究[8-12]以及對(duì)CLGLU的內(nèi)涵解析，最終確定CLGLU評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（表1）。

表1 CLGLU評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Tab.1 Evaluation index system of the CLGLU

CLGLU評(píng)價(jià)投入要素包括土地、勞動(dòng)力和生產(chǎn)資料三大部分。其中，土地要素選取耕地播種面積表征，勞動(dòng)力投入采用第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)表征，并使用系數(shù)ρ=農(nóng)業(yè)產(chǎn)值①本文所指的農(nóng)業(yè)是以種植業(yè)為主，而非廣義農(nóng)業(yè)（農(nóng)林牧副漁業(yè)）。/農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值進(jìn)行修正[11]；生產(chǎn)資料采用農(nóng)業(yè)機(jī)械投入量、農(nóng)用薄膜使用量和化肥施用量表征。期望產(chǎn)出包含經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、社會(huì)產(chǎn)出以及環(huán)境產(chǎn)出三方面，其中農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值反映了耕地利用過(guò)程中各種作物所帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益情況，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供重要基礎(chǔ)支撐，以此作為耕地利用的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出；糧食產(chǎn)量反映了耕地利用對(duì)區(qū)域居民生活口糧的供給能力，對(duì)保證國(guó)家糧食安全和社會(huì)穩(wěn)定具有重要意義，因此可作為耕地利用社會(huì)產(chǎn)出[5,11]；耕地上種植作物通過(guò)光合作用對(duì)二氧化碳進(jìn)行吸收，具有一定碳匯功能，以此作為耕地利用環(huán)境產(chǎn)出，其計(jì)算公式為[21]：

式（1）中：Ca表示耕地種植作物的碳匯總量；Can為第n種作物的碳吸收量；m代表種植作物種類(lèi)（包括小麥、玉米、水稻、高粱、大豆、谷子和薯類(lèi)）；δn為第n種作物的含碳率；Qn為第n種作物的產(chǎn)量；εn為第n種作物的水分系數(shù)；σn為第n種作物的經(jīng)濟(jì)系數(shù)。其中，耕地種植作物的含碳率、水分系數(shù)和經(jīng)濟(jì)系數(shù)主要依據(jù)王修蘭、田云和張俊飚等[13,21]的研究成果。

本文選取耕地面源污染和碳排放量作為CLGLU的非期望產(chǎn)出。耕地面源污染計(jì)算方法如下：首先測(cè)算耕地利用中農(nóng)藥、化肥、農(nóng)田廢棄物等所產(chǎn)生總氮（TN）、總磷（TP）和化學(xué)需氧量（COD）產(chǎn)出量，然后用三類(lèi)污染物產(chǎn)出量乘以各自排放評(píng)估系數(shù)便可得出標(biāo)準(zhǔn)面源污染排放量。其中，參考封永剛[8]、潘丹[22]等研究成果，將COD、TN和TP排放評(píng)估系數(shù)分別設(shè)為20 mg/L、1 mg/L和0.2 mg/L。耕地利用碳排放量基于農(nóng)業(yè)碳排放系數(shù)綜合評(píng)估法進(jìn)行測(cè)算[22-23]，公式為：

式（2）中：Ce為耕地利用碳排放總量；Ei為各種碳排放源總量；θi為各種碳排放源的排放系數(shù)。本文選取碳排放源主要包括化肥、地膜、農(nóng)機(jī)使用柴油、播種翻耕和農(nóng)業(yè)灌溉，θi的數(shù)值參考李波等[23]的研究成果，如表2所示。

表2 耕地利用主要碳源排放系數(shù)Tab.2 Carbon emission coefficients of main carbon sources in cultivated land utilization

2.2 DEA-EBM模型

基于非期望產(chǎn)出的EBM模型是在DEA（Data Envelopment Analysis）模型基礎(chǔ)上演化而來(lái)。該模型從投入和產(chǎn)出2個(gè)維度對(duì)松弛變量的無(wú)效狀態(tài)進(jìn)行測(cè)度，能有效克服傳統(tǒng)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析徑向角度的缺點(diǎn)，使得測(cè)度結(jié)果更加精確[24-25]。本文采用全局參比的非期望EBM模型對(duì)CLGLU水平進(jìn)行測(cè)度，計(jì)算公式如下：

式（3）中：ρ*表示規(guī)模報(bào)酬不變下CLGLU最佳值，且0≤ρ≤1；xki、ykn、bkz分別表示決策單元k中第i種投入資料、第n種期望產(chǎn)出值和第z種非期望產(chǎn)出值；表示權(quán)重向量；分別表示第i種投入資料、第n種期望產(chǎn)出和第z種非期望產(chǎn)出的松弛變量；t表示年份；θ、ε分別表示徑向部分和非徑向部分的參數(shù)，0≤ε≤1。若ε= 0，EBM模型可變換為CCR模型；若ε= 1，EBM模型可變換為SBM模型。

2.3 地理探測(cè)器模型

地理探測(cè)器由王勁峰等提出，主要用來(lái)探測(cè)地理要素空間分異性、因子影響力及多因子交互作用的識(shí)別[26]。耕地為常見(jiàn)的地理要素，采用地理探測(cè)器模型能夠科學(xué)合理探究CLGLU時(shí)空格局的成因，其公式如下：

式（4）中：q為CLGLU空間分異的探測(cè)因子；nh為下一級(jí)區(qū)域樣本單元數(shù)；n為整個(gè)研究區(qū)域樣本單元數(shù)；L下一級(jí)研究區(qū)域個(gè)數(shù)；σ2為整個(gè)研究區(qū)域CLGLU平方差；σh2為下一級(jí)研究區(qū)域方差。q的取值區(qū)間為[0，1]，q= 0時(shí)，表示探測(cè)因子對(duì)CLGLU空間分異無(wú)影響；q= 1時(shí)，表明探測(cè)因子對(duì)CLGLU空間分異的影響力最強(qiáng)。

依據(jù)耕地綠色低碳利用的內(nèi)涵界定和研究區(qū)耕地利用實(shí)際狀況，并參照已有相關(guān)研究[9,12,18-20]，本文從社會(huì)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、自然環(huán)境和農(nóng)業(yè)政策4個(gè)層面選取CLGLU時(shí)空格局的探測(cè)因子，如表3所示。具體來(lái)看，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素方面，本文選取城鎮(zhèn)化率（X1）和鄉(xiāng)村人均GDP（X2）作為表征指標(biāo)。城鎮(zhèn)化水平的提升推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)使得農(nóng)村人口持續(xù)向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，農(nóng)村勞動(dòng)力價(jià)值不斷凸顯，人口的非農(nóng)化促使耕地朝向規(guī)模化和機(jī)械化經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)變，有利于節(jié)約成本、改善耕地破碎化程度和提高土地利用效率，然而也增加了耕地面源污染的風(fēng)險(xiǎn)；鄉(xiāng)村人均GDP作為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要指標(biāo)，農(nóng)民生活水平的不斷提高，農(nóng)戶(hù)環(huán)保意識(shí)隨之增強(qiáng)，對(duì)其生產(chǎn)資料（如耕地）的保護(hù)及可持續(xù)利用意愿更強(qiáng)烈，并最終可能對(duì)CLGLU產(chǎn)生積極影響。在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化因素方面，本文選取農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平（X3）和農(nóng)業(yè)科技投入（X4）作為表征指標(biāo)。農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度越高、農(nóng)業(yè)科技投入越大，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平越高。一方面，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化能有效改善耕地生產(chǎn)條件并提高生產(chǎn)效率，提高耕地利用期望產(chǎn)出；另一方面，農(nóng)機(jī)、柴油等大量投入必定會(huì)帶來(lái)碳排放等非期望產(chǎn)品的增加，對(duì)CLGLU產(chǎn)生一定影響。在自然環(huán)境因素方面，本文選取復(fù)種指數(shù)（X5）、自然災(zāi)害發(fā)生情況（X6）和農(nóng)業(yè)環(huán)境污染治理程度（X7）作為表征指標(biāo)。復(fù)種指數(shù)越高，單位面積內(nèi)耕地產(chǎn)能越高，有利于期望產(chǎn)品的積累；然而，這也會(huì)導(dǎo)致耕地利用強(qiáng)度相對(duì)較高，農(nóng)藥、化肥、農(nóng)膜等大量投入產(chǎn)生過(guò)多碳排放和農(nóng)業(yè)污染。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶地處長(zhǎng)江流域，是洪澇、干旱以及地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū)域，兼具災(zāi)面廣、災(zāi)種多、災(zāi)損重的特點(diǎn)[27]。自然災(zāi)害對(duì)耕地利用以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重負(fù)面影響，威脅區(qū)域耕地綠色利用及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。基于數(shù)據(jù)可獲取性，本文選取農(nóng)作物受災(zāi)面積①本文選取的自然災(zāi)害為洪澇、旱災(zāi)、滑坡和泥石流4種。表征自然災(zāi)害對(duì)耕地綠色低碳利用水平的影響。農(nóng)業(yè)環(huán)境污染治理可有效改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，并有利于形成示范聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，提高農(nóng)戶(hù)生產(chǎn)的環(huán)保意識(shí)，降低農(nóng)業(yè)面源污染等非期望產(chǎn)出，推動(dòng)耕地綠色低碳利用。在農(nóng)業(yè)政策因素方面，本文選取財(cái)政支農(nóng)力度（X8）作為表征指標(biāo)。政府對(duì)農(nóng)戶(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行補(bǔ)貼有利于緩解耕地棄耕撂荒現(xiàn)象，并激發(fā)農(nóng)戶(hù)生產(chǎn)積極性；同時(shí)，政府對(duì)于生產(chǎn)資料的補(bǔ)貼又會(huì)刺激農(nóng)戶(hù)大量購(gòu)置農(nóng)業(yè)機(jī)械、化肥、農(nóng)藥等用品，潛在增加了農(nóng)業(yè)面源污染的風(fēng)險(xiǎn)，影響耕地綠色低碳利用水平。

表3 耕地綠色低碳利用探測(cè)因子Tab.3 Detection factors for cultivated land green and low-carbon utilization

2.4 研究區(qū)概況

長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶位于中國(guó)中南部，橫跨東、中、西3大區(qū)域，幅員遼闊，覆蓋上海、浙江、江蘇、安徽、湖北、湖南、江西、四川、重慶、云南、貴州11個(gè)?。ㄊ校ｉL(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶地勢(shì)西高東低，呈階梯狀分布，國(guó)土總面積約205萬(wàn)km2，占全國(guó)總面積的21.35%左右，人口總量約為全國(guó)的40%[28]。鑒于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然地理?xiàng)l件差異，一般將其分為上游、中游和下游3大區(qū)域。上游地區(qū)包括四川、重慶、云南和貴州4?。ㄊ校杏蔚貐^(qū)包括湖北、湖南和江西3省，下游地區(qū)包括上海、江蘇、安徽和浙江4?。ㄊ校?。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶耕地資源豐富，其中長(zhǎng)江中下游平原地勢(shì)平坦，土壤肥沃，光熱水充足，是全國(guó)重要的糧、棉、油生產(chǎn)基地。當(dāng)前，“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”以及“共抓大保護(hù)、不搞大開(kāi)發(fā)”已成為長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略主旋律[29]。農(nóng)業(yè)是長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，而耕地作為農(nóng)業(yè)的重要生產(chǎn)資料，實(shí)現(xiàn)CLGLU對(duì)于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展乃至區(qū)域整體高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

2.5 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

本文社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，如鄉(xiāng)村人口、耕地播種面積、第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)、農(nóng)業(yè)機(jī)械投入量、農(nóng)用薄膜使用量、化肥施用量、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、糧食產(chǎn)量、國(guó)民生產(chǎn)總值和農(nóng)作物受災(zāi)面積等數(shù)據(jù)來(lái)源于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各?。ㄊ校┙y(tǒng)計(jì)年鑒、農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒和國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)等（2006—2021年）。其中，部分缺失數(shù)據(jù)基于插值或趨勢(shì)推演法得到。DEM（Digital Elevation Model）數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)（http://www.gscloud.cn）。在Excel軟件中將以上基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理，形成2005—2020年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU測(cè)度及其成因分析面板數(shù)據(jù)集。其中，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU測(cè)度的投入產(chǎn)出各指標(biāo)數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計(jì)如表4所示。

表4 描述性統(tǒng)計(jì)（N = 2 096）Tab.4 Descriptive statistics（N = 2 096）

3 結(jié)果與分析

3.1 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU測(cè)度及其時(shí)間演化

以長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶131個(gè)地級(jí)市為研究單元，基于EBM模型分別對(duì)2005—2020年研究區(qū)CLGLU進(jìn)行測(cè)度，并采用上游、中游和下游的區(qū)域劃分進(jìn)行對(duì)比分析，如圖1所示。從總體來(lái)看，2005—2020年研究區(qū)CLGLU值呈現(xiàn)波動(dòng)上升的發(fā)展趨勢(shì)，數(shù)值在0.460～0.604范圍內(nèi)變動(dòng)，研究期間CLGLU平均增幅為1.85%，數(shù)值累計(jì)提高了31.38%。這與國(guó)家不斷注重對(duì)耕地資源保護(hù)和建設(shè)密切相關(guān)，政府相繼出臺(tái)了一系列耕地利用管理的政策制度，耕地整治、高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)、耕地輪作休耕等措施效果顯著，耕地本底條件不斷改善。在流域?qū)用妫嫌?、中游和下游地區(qū)CLGLU均呈現(xiàn)波浪式上升特點(diǎn)，其中上游水平在0.369～0.493范圍內(nèi)變動(dòng)，中游水平在0.461～0.617范圍內(nèi)波動(dòng)，下游水平在0.550～0.703范圍內(nèi)變動(dòng)，研究區(qū)CLGLU水平表現(xiàn)為下游地區(qū)＞中游地區(qū)＞上游地區(qū)。

圖1 2005—2020年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU水平時(shí)間演化Fig.1 Temporal evolution of CLGLU in the Yangtze River Economic Belt from 2005 to 2020

3.2 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU空間格局

基于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU水平測(cè)度結(jié)果，參考金貴等[27]關(guān)于土地利用效率的劃分方法，對(duì)其利用水平從低到高依次劃分為4個(gè)等級(jí)，分別為低水平（0，0.350]、中低水平（0.350，0.500]、中高水平（0.500，0.700]和高水平（0.700，1.000]。為了更直觀表達(dá)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU空間格局特征，將市域尺度測(cè)度結(jié)果導(dǎo)入ArcGIS10.2軟件，繪制CLGLU時(shí)空分異圖，如圖2所示。2005年，研究區(qū)CLGLU高水平市域共6個(gè)，主要集中在下游地區(qū)；2010年，CLGLU高水平市域共8個(gè)，較基期年小幅增長(zhǎng)，主要分布在中下游地區(qū)；到2015年高水平市域?yàn)?1個(gè)，分布范圍不斷擴(kuò)張；2020年，高水平市域達(dá)18個(gè)，主要出現(xiàn)在中游湖北省的荊門(mén)、天門(mén)、潛江、仙桃和下游江浙一帶的泰州、蘇州、無(wú)錫、湖州、嘉興等地。可見(jiàn)，研究期間長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU高水平區(qū)域主要集中于長(zhǎng)江中下游一帶。深層原因可能是：這些區(qū)域地處平原，地勢(shì)平坦，土壤肥沃，耕地資源豐富，加之在先進(jìn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)和較完善的土地管理制度等多種因素影響下，該區(qū)域CLGLU處于較高水平，并對(duì)周邊地區(qū)具有較強(qiáng)的帶動(dòng)和輻射作用，空間集聚效應(yīng)顯著。低水平區(qū)域主要分布在上游四川、云南和貴州等地，該類(lèi)區(qū)域自身及其周邊地區(qū)CLGLU均較低。深層原因可能是：由于地處西部山區(qū)，坡度、海拔較高，耕地自然稟賦較差，生產(chǎn)利用條件不便，不利于耕地流轉(zhuǎn)和規(guī)模經(jīng)營(yíng)，且農(nóng)村勞動(dòng)力不斷向經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的中下游地區(qū)轉(zhuǎn)移，農(nóng)地經(jīng)營(yíng)主體的缺失在一定程度上阻礙了CLGLU提升；此外，隨著西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的提出，加上較為寬松的環(huán)境管制，一些高能耗、高污染的制造產(chǎn)業(yè)及化工業(yè)逐漸從東部沿海地區(qū)向西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，雖然一定程度帶動(dòng)了當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但也占用了大量?jī)?yōu)質(zhì)耕地資源，同時(shí)生態(tài)環(huán)境受到較大破壞，水土流失、耕地面源污染等日益凸顯，導(dǎo)致CLGLU水平較低。

圖2 2005—2020年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU空間格局Fig.2 Spatial pattern of the CLGLU in the Yangtze River Economic Belt from 2005 to 2020

3.3 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU時(shí)空格局的成因探測(cè)

利用地理探測(cè)器模型分別計(jì)算各因子決定力q值大小，匯總統(tǒng)計(jì)如表5所示。研究結(jié)果表明，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU時(shí)空格局受社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平、自然環(huán)境和農(nóng)業(yè)政策等多種要素綜合影響，不同因子的影響作用差異顯著。具體來(lái)看，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素中，2005年城鎮(zhèn)化水平（X1）和鄉(xiāng)村人均GDP（X2）的因子影響力指數(shù)分別為0.562和0.518，因子排名處于第一、二位；2020年二者數(shù)值有所減小，為0.486和0.472，但仍位于前列，表明區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)CLGLU時(shí)空格局產(chǎn)生了主要影響。其作用機(jī)理可能是：隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)，大量鄉(xiāng)村人口不斷脫離農(nóng)村而涌向城鎮(zhèn)，耕地利用主體不斷流失，特別是上游地區(qū)四川、貴州一帶，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)落后，農(nóng)村人口不斷向經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化水平較高的中下游等地轉(zhuǎn)移，大量耕地被棄耕撂荒；同時(shí)，城鎮(zhèn)化水平提高也會(huì)對(duì)耕地利用方式帶來(lái)一定影響，促進(jìn)其由粗放經(jīng)營(yíng)模式向集約和高效化利用方式轉(zhuǎn)變，進(jìn)而可能對(duì)CLGLU產(chǎn)生積極促進(jìn)效應(yīng)。此外，鄉(xiāng)村人均GDP越高，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展越好，農(nóng)民生活水平越高，農(nóng)戶(hù)對(duì)耕地綠色低碳利用的意識(shí)更加強(qiáng)烈，對(duì)CLGLU產(chǎn)生積極影響。這也進(jìn)一步印證了經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化水平都較高的中下游地區(qū)CLGLU水平高于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化水平較為落后的上游地區(qū)。

表5 2005—2020年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU時(shí)空格局地理探測(cè)結(jié)果Tab.5 Geographical detection results of spatial-temporal pattern for the CLGLU in the Yangtze River Economic Belt from 2005 to 2020

農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化因素方面，2005年農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平（X3）和農(nóng)業(yè)科技投入（X4）的因子影響力指數(shù)分別為0.319和0.337，而后隨時(shí)間推移均逐漸增大，2020年達(dá)0.531和0.558，位居前兩位，這表明農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU時(shí)空差異產(chǎn)生了重要影響，且影響力水平逐年增強(qiáng)，其作用機(jī)理可能是：農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平不斷提高和農(nóng)業(yè)科技投入持續(xù)增大能有效促進(jìn)耕地利用由傳統(tǒng)單一、粗放型經(jīng)營(yíng)向規(guī)?；?、現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變，有利于降低生產(chǎn)成本，同時(shí)提高耕地利用產(chǎn)出，對(duì)區(qū)域CLGLU具有一定正向促進(jìn)效應(yīng)。當(dāng)前，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶下游上海、江蘇和浙江等地，其經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展水平較高，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平處于較高水平。相較而言，上游四川、重慶、云南等地，其經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展水平較為落后，農(nóng)業(yè)機(jī)械化等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和農(nóng)業(yè)科技人員投入等相對(duì)較弱，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化處于較低水平，在一定程度上制約了區(qū)域CLGLU的提升。

自然環(huán)境因素中，2005—2020年復(fù)種指數(shù)（X5）、自然災(zāi)害發(fā)生情況（X6）和農(nóng)業(yè)環(huán)境污染治理程度（X7）三者因子影響力均值分別為0.409、0.389和0.377，表明自然環(huán)境因素對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU時(shí)空演化也具有重要影響。其作用機(jī)理可能是：復(fù)種指數(shù)越大，耕地利用強(qiáng)度越大，單位面積內(nèi)糧食產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)產(chǎn)值等期望產(chǎn)出越高，有利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益的積累，但隨著復(fù)種指數(shù)的提高，農(nóng)業(yè)機(jī)械以及化肥、農(nóng)藥、地膜等也會(huì)隨之不斷加大投入，帶來(lái)過(guò)多碳排放和農(nóng)業(yè)面源污染問(wèn)題，從而對(duì)CLGLU產(chǎn)生一定負(fù)面影響。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶是極端氣候、地質(zhì)災(zāi)害等多發(fā)地域，極易發(fā)生洪澇、旱災(zāi)、滑坡和泥石流等自然災(zāi)害，威脅區(qū)域耕地利用和農(nóng)業(yè)產(chǎn)生，嚴(yán)重制約了糧食產(chǎn)量和農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的提升，并對(duì)農(nóng)業(yè)農(nóng)村的生產(chǎn)生活環(huán)境帶來(lái)負(fù)向效應(yīng)，不利于區(qū)域耕地綠色和可持續(xù)利用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶11?。ㄊ校┌l(fā)生自然災(zāi)害導(dǎo)致的農(nóng)作物受災(zāi)面積達(dá)486.34萬(wàn)hm2，絕收面積64.39萬(wàn)hm2，其中旱災(zāi)面積168.52萬(wàn)hm2（絕收面積28.56萬(wàn)hm2），洪澇、山體滑坡、泥石流和臺(tái)風(fēng)受災(zāi)面積202.57萬(wàn)hm2（絕收面積45.68萬(wàn)hm2），受災(zāi)人口達(dá)6 235.75萬(wàn)人次，導(dǎo)致直接經(jīng)濟(jì)損失1 127.58億元①資料來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2021》。。此外，政府關(guān)于農(nóng)村環(huán)境污染治理投入能有效緩解耕地利用過(guò)程中碳排放和面源污染等問(wèn)題，并有利于形成示范聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，提高農(nóng)戶(hù)生產(chǎn)的環(huán)保意識(shí)，推動(dòng)耕地綠色低碳利用。

農(nóng)業(yè)政策因素中，2005年財(cái)政支農(nóng)力度（X8）的因子影響力指數(shù)為0.284，排名最低，但隨時(shí)間推移呈現(xiàn)逐步增大態(tài)勢(shì)，2020年達(dá)0.436，位居第5位，表明農(nóng)業(yè)政策因素對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU空間差異產(chǎn)生了一定影響。其作用機(jī)理可能是：健全合理的耕地利用管理制度以及一系列糧食直補(bǔ)、農(nóng)業(yè)稅改革和農(nóng)機(jī)器具購(gòu)買(mǎi)補(bǔ)貼等支農(nóng)政策均有利于管控耕地棄耕、農(nóng)地非農(nóng)化態(tài)勢(shì)以及緩解農(nóng)戶(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入壓力，激發(fā)其生產(chǎn)積極性，對(duì)于增加耕地投入和提高期望產(chǎn)出具有積極作用。目前，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶中下游地區(qū)耕地利用管理制度更為完善，且政府財(cái)政支農(nóng)力度較強(qiáng)，發(fā)揮了其對(duì)CLGLU正面促進(jìn)效應(yīng)；而上游地區(qū)各?。ㄊ校┱暧^引領(lǐng)和導(dǎo)向作用發(fā)揮不足，關(guān)于促進(jìn)耕地利用管理的政策制度相對(duì)薄弱，且政府財(cái)政支農(nóng)力度投入不強(qiáng)，從而限制了區(qū)域CLGLU水平提升。

4 結(jié)論與政策啟示

本文基于DEA-EBM模型和地理探測(cè)器模型探討了2005—2020年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU的時(shí)空格局及其成因，主要結(jié)論如下：（1）研究期間長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU水平呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的發(fā)展態(tài)勢(shì)，從2005年0.460上升至2020年0.604，平均增幅為1.85%。（2）研究區(qū)CLGLU水平空間差異較大，從下游、中游、上游依次遞減，高水平區(qū)主要集中在中下游江蘇、浙江和湖北等地，呈現(xiàn)“條塊狀”分布特征，且隨著時(shí)間推移聚集效應(yīng)出現(xiàn)小幅擴(kuò)張；低水平區(qū)主要分布在上游四川、云南和貴州一帶。（3）長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU時(shí)空格局受社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平、自然環(huán)境和農(nóng)業(yè)政策等多種要素綜合影響，不同因子的影響作用差異較大。研究期內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素因子影響力指數(shù)有所減小，但仍是影響長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU時(shí)空格局的主要因素；農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平和農(nóng)業(yè)科技投入因子影響力指數(shù)逐漸增大，是長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶CLGLU時(shí)空差異的重要影響因素；復(fù)種指數(shù)、自然災(zāi)害發(fā)生情況和農(nóng)業(yè)環(huán)境污染治理程度對(duì)研究區(qū)CLGLU時(shí)空演化產(chǎn)生了一定影響；財(cái)政支農(nóng)力度因子影響力指數(shù)隨時(shí)間推移逐步增大。

基于上述研究結(jié)論，得出如下政策啟示：（1）實(shí)施由經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)到經(jīng)濟(jì)落后山區(qū)的差別化與多元化耕地利用和管理策略。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶幅員遼闊，上中下游經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異較大，對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和耕地資源稟賦較高的中下游地區(qū)，大力推動(dòng)耕地流轉(zhuǎn)與規(guī)模經(jīng)營(yíng)，發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，同時(shí)鼓勵(lì)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)和有機(jī)農(nóng)業(yè)，實(shí)施清潔生產(chǎn)，推動(dòng)耕地資源“綠色化”利用；對(duì)于經(jīng)濟(jì)水平相對(duì)落后的上游地區(qū)，積極制定支農(nóng)、惠農(nóng)相關(guān)耕地利用政策，不斷吸納更多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)力，同時(shí)促進(jìn)耕地利用模式和功能轉(zhuǎn)型優(yōu)化，進(jìn)一步提升耕地減碳增匯能力，推動(dòng)耕地利用經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益耦合協(xié)調(diào)發(fā)展。（2）完善相關(guān)政策工具制定，嚴(yán)格控制耕地利用碳排放。通過(guò)構(gòu)建耕地利用“低碳減排”考核體系，為耕地低碳利用提供政策支撐；進(jìn)一步完善耕地保護(hù)生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，提倡清潔環(huán)保型耕地利用模式，并將其與生態(tài)補(bǔ)償政策掛鉤，提高耕地經(jīng)營(yíng)者使用低碳環(huán)保型農(nóng)業(yè)機(jī)械、有機(jī)肥的補(bǔ)貼力度，逐步提高經(jīng)營(yíng)者耕地“低碳化”利用意愿。（3）推進(jìn)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新。一方面，加快農(nóng)業(yè)科技人員培訓(xùn)，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研與農(nóng)科教的結(jié)合，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)科技對(duì)耕地綠色低碳利用的提升作用；另一方面，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生態(tài)技術(shù)研發(fā)，注重提升耕地減排增匯功能，修復(fù)污染土地和減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)碳排放。（4）加大農(nóng)業(yè)污染治理力度。不斷加強(qiáng)對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶各流域農(nóng)業(yè)污染治理力度，規(guī)范農(nóng)藥、化肥和地膜等生產(chǎn)資料使用，嚴(yán)格管控農(nóng)業(yè)面源污染，同時(shí)注重引導(dǎo)農(nóng)戶(hù)耕地生產(chǎn)綠色低碳行為，并促使其形成示范聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，帶動(dòng)耕地綠色低碳利用水平全面提升。

本文深入分析了長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶綠色低碳利用水平的現(xiàn)實(shí)特征及其相關(guān)成因，對(duì)于新時(shí)期我國(guó)耕地保護(hù)和區(qū)域耕地資源可持續(xù)利用具有重要參考價(jià)值。未來(lái)研究可在綠色低碳視角下耕地利用轉(zhuǎn)型與糧食安全關(guān)系方面進(jìn)一步深化，探索耕地綠色低碳轉(zhuǎn)型對(duì)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和糧食安全的作用機(jī)制，并深入揭示其耦合協(xié)調(diào)關(guān)系及影響機(jī)理。