中國耕地多功能耦合協調時空演變及其驅動因素

張 玥，代亞強，陳媛媛，柯新利

?土地保障與生態安全?

中國耕地多功能耦合協調時空演變及其驅動因素

張 玥，代亞強，陳媛媛，柯新利※

（華中農業大學公共管理學院，武漢 430070）

為探究耕地多功能耦合協調演變規律及其驅動因素，該研究依據2000－2018年中國30個省級行政區統計數據，綜合評價耕地“生產-生活-生態”三維功能水平并采用核密度估計和可視化制圖刻畫耕地多功能時空特征，進而采用耦合協調度模型分析耕地多功能耦合協調關系，最終采用地理探測器識別耕地多功能耦合協調演變的驅動因素并解析其驅動機制。研究結果表明：1）耕地生產功能水平、生活功能水平和生態功能水平分別處于[0.030, 0.608]、[0.042, 0.672]和[0.058, 0.897]范圍，生產功能呈現上升-下降-上升波動變化，生活功能水平先上升后下降，生態功能水平則整體小幅提升，各項功能均具有極化特征。耕地生產功能、生活功能和生態功能空間格局分別呈現“東高西低”“北高南低”和“西高東低”分布特征。2）耕地多功能耦合協調水平處于[0.093, 0.554]范圍，整體穩步提升但水平仍然較低，多數省份耕地多功能仍為失調狀態。耕地多功能耦合協調空間格局逐漸呈現集聚提升的演化特征，東北地區、京津冀地區和長三角地區耕地多功能耦合協調水平較高，西北地區則處于較低水平。3）耕地多功能耦合協調度演變受經營主體條件、農業發展水平、工業發展水平和城鎮化水平影響顯著，其中，經營主體條件和城鎮化水平對耕地多功能耦合協調度演變的驅動力較強，農業發展水平和工業發展水平次之。各驅動因素交互作用類型均為雙因子增強或非線性增強，因素交互作用正向強化了各驅動因素對耕地多功能耦合協調度演變的驅動力。研究結果為充實豐富耕地多功能研究提供了實證指導，同時為推進耕地資源差異化治理和耕地多功能互促提升提供了決策支撐。

土地利用；耕地；多功能；耦合協調度；時空演變；驅動因素

0 引 言

耕地資源是人類賴以生存和發展的基礎自然資源和重要空間載體，其功能衍生與需求層次升級和社會經濟革新密切相關[1]。伴隨中國由農耕文明過渡為工業文明進而走向生態文明，人的需求也經歷著“生存-享受-發展”的漸次演進，耕地多功能已然成為耕地利用的合理方向。從家庭聯產承包責任制改革著力解決人民溫飽問題，到改革開放推進工業化和城鎮化進程，再到鄉村振興和生態文明建設提升人類福祉、促進可持續發展，耕地利用承擔著促進經濟發展、維護社會穩定和保障生態安全等多重任務[2-3]。與此同時，耕地資源的稀缺性日益凸顯，糧食安全、生態保護與城鎮發展的用地矛盾和空間競爭愈發激烈，嚴重催化了耕地資源隱性流失，抑制了耕地生產潛能發揮，同時削弱了其社會貢獻價值并引發生態系統退化[4-5]，有違耕地保護底線原則和永續利用科學理念。當前，傳統的、單一的耕地生產功能管理模式已難以適配多元化的耕地利用現實形勢，同時因其忽視耕地利用復合價值、抑制微觀主體保護動力而未能充分助力耕地保護實踐。因此，在中國新發展階段與新發展格局背景下，耕地多功能協調利用不僅是順應社會經濟發展、滿足人民美好需求的必然選擇，同時是平衡多方利益關系、強化耕地保護實效的重要手段。對此，積極開展耕地多功能實證研究與機制探討，尤其是探清耕地多功能耦合協調規律表征與現實癥結，對提升耕地利用綜合效能、促進耕地管理創新轉型具有重要的科學意義和現實意義。

長期以來，耕地多功能研究已逐漸形成“內涵界定-現狀評價-管理調控”的研究脈絡，并在宏觀-中觀-微觀不同研究尺度上加以表達。在內涵界定方面，多功能概念起源于農業領域，并逐漸應用至土地利用、景觀管理、生態系統服務等領域[6-8]。耕地系統是自然、經濟、社會和生態子系統高度耦合的復合系統，耕地多功能是指在復雜因素交互作用下耕地提供產品和服務以滿足人類需求的各項能力[9-10]。依據耕地多功能內涵對其類型加以細分，耕地多功能不僅包括提供糧食、蔬菜等重要農作物的生產能力，同時包括保障農民生活、維持農村穩定等的生活功能和提供氣候調節、水源涵養、環境凈化等生態系統服務的生態能力，兼具阻隔城鎮空間、承載鄉土文化等其他衍生功能[11-12]。在現狀評價方面，眾多學者多基于耕地多功能內涵界定及類型劃分構建評價體系，采用各類綜合評價方法、三角模型、空間收斂性法等從多角度揭示耕地多功能時空演變特征及規律[13-16]。在管理調控方面，基于不同研究單元的耕地多功能評價結果，耕地多功能管理可綜合運用分區調控、重點保護、典型模式推廣等手段進行合理引導和科學調控[2,17]?，F有耕地多功能研究已初步構建從內涵認知到管理應用的研究體系，為本文提供了重要的理論基礎和實踐支撐。耕地利用系統是經濟-社會-生態子系統構成的復合系統，耕地多功能共存于同一區域實體且具有此消彼長的內在關聯，因而耕地多功能研究需充分關注并著力厘清功能結構性、共生性和協同性特征表達及其演化邏輯。然而，現有耕地多功能研究多關注功能時空分異特征和權衡協同關系，并多在區域、省級、市級尺度開展實證研究，因而其未能從全局視角充分研判耕地多功能耦合協調總體水平及其階段性規律，而且研究結論和實踐建議具有明顯的地域性、典型性特征。耕地多功能耦合協調水平是衡量耕地子功能交互影響程度的重要指標，其時序更替性和空間特定性可反映耕地利用綜合效能的實現程度。中國不同地區自然資源稟賦、耕地利用模式、社會經濟水平等各具特點，耕地利用主導功能及其與其他衍生功能關系不盡相同，針對國家層面省域尺度的宏觀研究有待開展。同時，鮮少研究定量識別耕地多功能耦合協調的驅動因素，尤其是未能全面考察耕地利用系統“內生-外緣”作用力以深入剖析耕地多功能演進的內在機理，難以為耕地多功能優化管控和統籌協調提供充分的決策支撐。耕地利用系統是受社會經濟環境影響的復雜巨系統，要素間相互關聯、彼此制約的關系推動著各子功能演化重塑，影響著耕地多功能發揮程度和協調穩態。因此，診斷耕地多功能耦合協調演變“內生-外緣”驅動因素，深入解析各因素作用機制，可為促進耕地功能協同融合提供科學依據。

鑒于此，本文構建“生產-生活-生態”三維耕地多功能評價體系，采用2000－2018年中國30個省級行政區面板數據開展耕地多功能實證探究，刻畫并分析耕地多功能時序特征和空間格局，并采用地理探測器識別耕地多功能耦合協調度時空演變的驅動因素，以期為制定耕地優化配置方案、實施耕地資源差異化治理提供科學依據和政策建議。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

本研究構建“生產-生活-生態”三維耕地多功能評價模型，綜合評價2000－2018年中國30個省級行政區耕地多功能水平，采用核密度估計和可視化制圖刻畫耕地多功能時空演進特征，進而采用耦合協調度模型分析耕地多功能耦合協調關系及其演變規律，最終采用地理探測器識別耕地多功能耦合協調度演變的驅動因素（圖1）。

1.1.1 耕地多功能評價模型

耕地系統是自然-人工的復合系統，具有經濟、社會、生態等多重屬性，其功能因人類利用活動而存在。中國耕地利用和保護的重心在于保障糧食供給、維持社會穩定和維護生態安全3個維度，分別對應耕地的生產、生活和生態3種功能。結合現有研究成果[2,17-18]，依據系統性、科學性和數據可獲取性等原則，本文選取12項評價指標綜合評價耕地多功能，指標體系及具體釋義如表1所示。

1）生產功能。生產功能是耕地最基本、最核心的功能，反映耕地生產活動提供農產品的能力[18]。本文綜合考慮耕地利用的實際產出與耕作狀況，選取糧食單產水平、耕地地均產值、復種指數和土地墾殖率4項指標予以衡量。其中，糧食單產水平與耕地地均產值分別表征實物產量水平和經濟產出水平以反映耕地利用的實際產出，復種指數和土地墾殖率則分別表征農業生產活動強度和耕地開發更新程度以反映耕地利用的耕作狀況。

2）生活功能。生活功能是耕地最主要的衍生功能之一，反映耕地保障糧食安全和農民生活的能力[19]。為體現耕地利用滿足城鄉居民糧食需求和保障糧食穩定自給的糧食安全保障功能，本文選取人均糧食保障率予以反映，具體參照國際慣例，以每年人均400 kg糧食為基準進行測算[2]。為體現耕地利用承載農村剩余勞動力和滿足促進農村社會經濟發展需求的農民生活保障功能，本文選取家庭農業收入比重、農業從業人員比重和人均農業機械化水平3項指標予以反映。為與下文農業發展水平驅動因素中的第一產業從業人員數進行區分，此處采用從業人員比重值衡量耕地生活功能的勞動人員承載能力。

3）生態功能。生態功能反映耕地維持生物多樣性、提供生態系統服務和維護農田生態健康的能力，不僅與耕地自身生態本底有關，同時受農業生產方式的影響[20-21]。本文選取農田生態系統多樣性和耕地占生態用地比例2項指標反映耕地的生態本底條件[4,18,22]，其中，農田生態系統多樣性通過各品種作物播種面積與農作物播種面積之比加以測算。同時，本文選取人均耕地生態承載力和耕地利用化學負荷反映耕地的生態系統服務供給和農田生態環境狀況。

表1 耕地多功能評價指標體系

依據耕地多功能評價指標體系，采用極差標準化法對原始數據進行標準化處理，采用熵值法確定指標權重，最后采用線性加權法計算得到各省耕地多功能水平。計算方法如下：

式中為第個省份第項評價指標標準化數值；為第項評價指標權重；為第個省份的耕地多功能綜合分值，取值區間為[0,1]，數值越大，則耕地多功能水平越高。

1.1.2 核密度估計

核密度估計（kernel density estimation，KDE）主要優勢在于不依賴數據分布的先驗知識，不設置參數模型的基本假設，從數據本身出發用連續的密度函數描述變量階段分布特征和時序演進規律[23-24]。因此，借助Eviews8.0軟件，本文采用核密度估計方法刻畫耕地多功能階段性、動態性特征，具體計算方法可參考文獻[23]。

1.1.3 耦合協調度模型

耦合協調度常用以表征兩個及以上子系統在發展演化過程中的協調一致程度[25]。本文構建耕地多功能耦合協調度模型，用以定量評價耕地生產功能、生活功能和生態功能的交互作用。在耦合協調度模型中，耦合度表征子系統之間的相互作用強弱程度；協調度表征子系統相互作用關系中良性互動強弱程度[26-27]；最終，耦合協調度表征子系統耦合交互的協同程度。耦合協調度具體計算方法及類型劃分依據可參考文獻[28-29]。

1.1.4 地理探測器

耕地多功能耦合協調度時空演變受內生驅動和外在驅動的雙重影響，識別耕地多功能耦合協調度時空演變的驅動因素對實現耕地充分利用和有效保護具有重要的參考意義。依據現有研究[4,18,30-32]，本文從經營主體條件、農業發展水平、工業發展水平和城鎮化水平4個方面考察各因素對耕地多功能耦合協調度時空演變的影響程度（表2）。依據代表性和數據可獲取性原則，在經營主體條件方面，選取農村居民人均純收入和農村居民消費水平作為表征指標，反映耕地綜合利用理念的認知程度和功能實現程度的保障條件[33]；在農業發展水平方面，選取第一產業從業人員數和第一產業增加值占比作為表征指標，反映農業發展集約化、現代化水平。為與上文耕地多功能評價指標體系中的農業從業人員比重進行區分，此處采用第一產業從業人員數和增加值占比共同反映農業發展水平驅動作用；在工業發展水平方面，選取第二產業增加值占比和規模以上工企業個數作為表征指標，反映工業發展現狀對耕地多功能發揮的經濟支撐和需求引導；在城鎮化水平方面，選取城鎮人口占比和城鎮道路面積作為表征指標，反映城鎮化發展對耕地資源本底條件及其功能水平的外力改造和強度加載。

表2 耕地多功能耦合協調度驅動因素指標選取

地理探測器（geographical detector）是探析地理現象空間分異形成機理的重要方法，其優勢在于不設置線性假設和條件限制，可客觀探測定性因子和定量因子的驅動作用及不同因子間的交互作用[34]。因此，本文首先運用自然斷點法對驅動因素進行離散化和類別化處理，進而采用地理探測器定量識別各驅動因素作用程度及因素交互作用。地理探測器具體計算過程和驅動因素交互作用類型判別依據可參考文獻[34]。

1.2 研究區域與數據來源

由于西藏、香港、澳門及臺灣數據缺失，本文選取中國30個省級行政區為研究單元，其中包括22個省、4個自治區、4個直轄市。本文使用的數據包括統計數據與行政區劃數據。其中，統計數據均來源于2001－2019年《中國統計年鑒》《中國農村統計年鑒》《中國環境統計年鑒》、中國環境數據庫。因上述指標相鄰年份數據具有關聯性、較少發生異常變動，因此個別年份缺失數據采用趨勢外推或插值法進行近似獲取[35]。行政區劃數據來源于中科院地理科學與資源研究所資源環境科學與數據中心（http:// www. resdc.cn/）。

2 結果與分析

2.1 耕地多功能評價

2.1.1 時序演變特征

依據耕地各功能水平評價結果，繪制2000－2018年耕地生產、生活和生態功能水平核密度曲線圖（圖2）。1）從耕地生產功能核密度曲線來看，曲線重心經歷“右-左-右”遷移軌跡，曲線始終為單一波峰且高度逐漸下降，表明研究期內中國耕地生產功能水平整體呈現上升-下降-上升的波動趨勢，各省生產功能處于極化狀態且差異有所擴大；2）從耕地生活功能核密度曲線來看，2000－2015年重心持續向右遷移，2015－2018年重心輕微向左遷移，曲線保持單一波峰且高度持續下降，表明研究期內中國耕地生活功能水平整體呈現先上升后下降的趨勢，各省生活功能呈現兩極分化狀態且差異逐漸擴大；3）從耕地生態功能核密度曲線來看，曲線重心輕微向右遷移，曲線單一波峰于2000－2015年持續下降，后于2015－2018年上升，表明中國耕地生態功能水平整體呈現小幅提升，省域間耕地生態功能水平差異呈現先擴大后縮小的特征。

圖2 2000－2018年中國耕地多功能時序特征

2.1.2 空間格局特征

為直觀展現各功能空間分布，繪制耕地生產功能、生活功能和生態功能空間格局圖。從耕地生產功能來看，研究期內中國耕地生產功能水平處于[0.030, 0.608]范圍，高水平區集中位于黃淮海平原并逐漸向東北平原和長江中下游地區延伸，低水平區則分散位于西北地區和西南地區，大體呈現“東高西低”的空間非均衡格局（圖3）。具體來看：1）2000年，耕地生產功能高水平區集中在黃淮海平原，得益于其平坦廣闊的地形和較為完善的農業設施；2）2005－2015年，耕地生產功能高水平區集中在黃淮海平原和長江中下游地區，四川盆地耕地生產功能有所下降而云貴地區、華南部分地區則有所提升；3）2018年，耕地生產功能高水平區集中位于東北平原、黃淮海平原和長江中下游地區，低水平區位于西北地區和西南地區，耕地生產功能受限于崎嶇地形、水熱條件較差、農業設施等條件[36-37]。總體而言，研究期內耕地生產功能空間格局以黃淮海平原、長江中下游地區等重要農業區為核心輻射延展，耕地生產功能整體水平有所提升。

從耕地生活功能來看，研究期內中國耕地生活功能水平處于[0.042, 0.672]范圍，高水平區分散位于黃淮海平原、東北平原和新疆地區，隨后延伸至江漢平原和長江中下游地區，低水平區則位于京津地區、云貴地區和華南地區，大體呈現“北高南低”的空間非均衡格局（圖4）。1）2000－2005年，耕地生活功能高水平省份為新疆、黑龍江和江蘇，新疆產業結構以第一產業為主，其余兩省為重要的糧食主產區，耕地資源可為農民生活提供較大保障；2）2010－2015年，耕地生活功能高水平區以上述三省為核心延伸至北方干旱半干旱區、東北平原、黃淮海地區和長江中下游北部地區；3）2018年，耕地生活功能較高水平區向長江中下游南部地區拓展，該空間格局與耕地生產功能高水平區布局具有相似性。研究期內，耕地生活功能低水平區分散位于云貴地區、華南地區和西北三省。其中，華南地區經濟發達、農民生計選擇多樣，云貴地區和西北三省人口外遷嚴重，耕地生活保障作用較為薄弱。

從耕地生態功能來看，研究期內中國耕地生態功能水平處于[0.058, 0.897]范圍，高水平區集中位于東北地區和西南地區并逐漸延伸至黃淮海平原和四川盆地及周邊地區，低水平區則位于京津冀地區和長江中部地區，大體呈現“西高東低”的空間格局（圖5）。具體來看：1）2000－2005年，耕地生態功能高水平區集中位于東北地區和西南地區，其中，東北地區耕地資源豐富、規模經營較為成熟，西南地區化肥、農藥等農資投放量較少。同時，內蒙古人均耕地資源較多且規模經營范圍較廣，因而耕地生態功能穩定保持高水平。耕地生態功能低水平區則位于京津冀地區、長三角地區和長江中部地區，上述地區耕地資源約束趨緊且利用強度增大，因而其耕地生態系統愈加脆弱、生態功能逐漸退化；2）2010－2015年，耕地生態功能高水平區向黃淮海平原和四川盆地及周邊地區拓展，同時在生態文明理念倡導與經濟發展基礎保障的雙重作用下，低水平區生態逐漸改善；3）2018年，耕地生態功能仍然保持“西高東低”的格局特征。

注：西藏、香港、澳門、臺灣數據暫缺。下同。

圖4 2000－2018年中國耕地生活功能空間格局

2.2 耕地多功能耦合協調度評價

從耕地多功能耦合協調時序演變來看，研究期內中國耕地多功能耦合協調水平處于[0.093, 0.554]范圍，整體呈現穩步提升趨勢但水平仍然較低，多數省份耕地多功能為失調狀態，表明中國耕地多功能正在由無序沖突轉為有序發展，但耕地多功能耦合協調水平仍存在較大提升空間。從耕地多功能耦合協調空間格局來看，研究期內中國耕地多功能耦合協調度逐漸呈現集聚提升的演化特征（圖6）。具體來看：1）2000年，除內蒙古、黑龍江和江蘇耕地多功能為輕度失調外，中度失調省份多位于京津冀地區、東南沿海地區和中部地區，嚴重失調和極度失調省份位于西北地區；2）2005－2015年，吉林耕地多功能提升至勉強協調類型，黑龍江和上海提升至瀕臨失調類型，輕度失調省份多位于四川盆地和長江中下游地區；3）2018年，東北地區耕地多功能耦合協調水平較高，西北地區雖有所提升但耦合協調水平仍然較低。由此可見，耕地多功能退耦現象有所改善，多功能逐漸形成協同提升的良性演化關系。

圖5 2000－2018年中國耕地生態功能空間格局

圖6 2000－2018年中國耕地多功能耦合協調度空間格局

耕地多功能是耕地利用的內在屬性和客觀需求，其實質是耕地系統與經濟、社會和環境持續交換物質、能量與信息的過程[9]。耕地多功能是單項功能關聯反饋、互動融合而形成的有機整體，并非單項功能的獨立發揮與機械疊加。在耕地資源長期稀缺的前提下，耕地利用需求不斷衍生引致耕地功能競爭消長、損益平衡，宏觀政策制定執行與微觀農戶決策行動均折射為耕地多功能耦合協調水平的動態演化和區域異質分布[9]。京津冀地區、長三角地區等經濟發達區農業機械化、專業化程度較高，同時，其綠色的市場消費導向和先進的生態保護理念進一步促進耕地多功能有序分化[11,38]。東北地區具有優越的資源稟賦條件和農業生產基礎，加之其積極推廣采用保護性耕作技術和治理修復措施，因而該地區耕地多功能水平較高。西北地區耕地利用與改造難度較大，同時該地區技術推廣較為滯后、市場化程度提升緩慢，相對滯后的耕地利用認知程度和改造能力阻礙了耕地多功能優化提升，仍需合理引導和積極促進。

2.3 耕地多功能耦合協調度驅動因素

2.3.1 單因子驅動探測

在揭示中國耕地多功能耦合協調度演變規律的基礎上，采用地理探測器模型探析各驅動因素對耕地多功能耦合協調度的驅動力（表3）。各驅動因素均通過1%的顯著性水平檢驗，表明經營主體條件、農業發展水平、工業發展水平和城鎮化水平對耕地多功能耦合協調度演變均具有驅動作用，但不同因素的驅動力不盡相同，經營主體條件和城鎮化水平對耕地多功能耦合協調度演變的驅動力較強，農業發展水平和工業發展水平的驅動力次之。

2.3.2 雙因子交互探測

在識別耕地多功能耦合協調度演變驅動因素的基礎上，進一步探究各驅動因素交互作用對其影響（圖7）。具體如下：1）研究期內，各驅動因素交互作用類型均為雙因子增強或非線性增強，表明雙因素交互作用正向強化了各驅動因素對耕地多功能耦合協調度演變的驅動力。同時，雙因子增強類型由8組減至2組，非線性增強類型由20組增至26組，表明驅動因素交互作用漸趨增強、合力作用趨勢逐漸顯現；2）農村居民人均純收入（1）、農村居民消費水平（2）、第一產業從業人員數（3）與其他驅動因素交互作用有所增強，第一產業增加值占比（4）、第二產業增加值占比（5）與其他驅動因素交互作用有所減弱，進一步驗證，經營主體條件和城鎮化水平對耕地多功能耦合協調度演變的驅動力較為主導，兩者與農業發展水平、工業發展水平共同作用引致耕地多功能耦合協調度呈現上述演變規律。因此，本文將從經營主體條件、農業發展水平、工業發展水平和城鎮化水平四個方面具體闡述耕地多功能耦合協調度演變驅動機制。

表3 耕地多功能耦合協調演變驅動因素探測結果

圖7 耕地多功能耦合協調演變驅動因素交互作用探測結果

2.3.3 驅動機制解析

耕地系統是開放的、受人為干預明顯的復雜巨系統，其多功能耦合協調度演變受社會經濟諸多要素影響，即內生驅動和外生驅動綜合作用（圖8），具體驅動機制如下：

1）經營主體條件反映農村居民對耕地綜合利用理念的認知程度和對耕地綜合利用開展的保障條件，是影響耕地功能發揮的基礎因素。一方面，農村居民開始適應并追求多元化從業方式，農村剩余勞動力加快析出并逐步獲取穩定就業機會，以致農村居民逐漸脫離對耕地資源的生存依賴，有助于激發耕地流轉行為，實現規?；洜I，對耕地生產功能和生活功能提升具有促進作用[32,39]；另一方面，農村居民感知市場需求信息和消費升級導向的敏銳性增強，逐漸關注耕地生態功能提升和生態效益挖掘，進一步促進了耕地多功能相互融合與良性互饋。

2）農業發展水平反映農業發展集約化、現代化水平，是影響耕地功能發揮的重要因素之一。伴隨著傳統農業發展理念的逐步改觀，現代農業不僅要求耕地資源發揮糧食供給作用，同時提倡耕地利用經濟-社會-生態效益的統籌兼顧。農業發展水平提高為耕地多功能利用創造了良好的基礎保障，促進多功能協調發展并正向反饋于農業可持續發展。但是，農業發展水平加速了農業機械化推廣與水利化改造建設，雖有助于高效利用耕地，但一定程度上破壞了耕地本底生態，加重了耕地利用負擔，進而影響生態功能的保持和發揮，以致耕地多功能難以有效協同。

3）工業發展水平反映工業發展對耕地多功能顯化的支撐能力和引導作用，是影響耕地功能發揮的誘導因素。工業發展刺激消費需求增長和消費結構升級，誘發耕地利用投入結構、種植結構、經營方式等發生改變[30]，驅動傳統耕地利用方式轉型。另一方面，工業快速發展會攫取甚至破壞耕地資源，對耕地資源數量和質量均產生負面影響。為穩定并提高有限耕地資源的經濟產出，大量追加化肥、農藥等化學生產要素是促進生產的直接手段之一。但是，高強度、高能耗的耕地利用方式抑制了耕地生態功能的發揮，從而影響耕地多功能全面協調發展。

4）城鎮化水平反映城鎮化發展對耕地利用的改造方向和強度，是影響耕地功能發揮的關鍵因素。城鎮化發展逐漸破除城鄉發展壁壘，城鎮人口聚集增加和生活水平改善提升對耕地利用提出了更高品質的效益需求，推動了耕地多功能協調發展[4,30]。但同時，城市空間擴張迫使耕地向城鎮建設用地轉變，對耕地生產本底造成了負面影響。另外，城鎮化發展也會導致農業勞動力質量降低、農業發展活力喪失，雖耕地多重效益需求膨脹但多功能利用開展存在一定難度，因此城鎮化發展會對耕地多功能培育和發展產生負向影響。

圖8 耕地多功能耦合協調演變驅動機制分析框架

3 討 論

耕地是自然-人工充分交互的復雜巨系統，其多功能發揮具有明顯的階段分化和地域分異特征。因此，本文從時空二維視角綜合評價耕地多功能水平及其演變規律，同時進一步考察耕地多功能耦合協調關系，通過定量探測驅動因素和定性解構驅動機制相結合的方法深入探究耕地多功能耦合協調演變的作用機理，嘗試遵循“表征刻畫-動因識別-機理剖析”的研究邏輯豐富耕地多功能理性認識。耕地多功能為耕地利用提供了合理方向并為耕地價值顯化提供了具體路徑，耕地多功能管理應結合資源優勢與發展環境以制定精細化、差異化的管控方案及保障措施。

在“高效利用+高度保護”的可持續理念引導下，耕地多功能管理不僅應該針對性滿足區域社會經濟增長和居民生活改善對農業和耕地的適度要求，充分利用社會多元需求和現代化發展提供的有利機遇顯化自身價值，同時應強調耕地質量提升和生態系統穩定以實現耕地永續利用。在耕地多功能利用發展較為活躍的地區，政府和各經營主體應充分利用地區資源優勢和市場優勢，通過釋放市場消費潛力、激發耕地多功能利用活力。在耕地資源有限但市場需求旺盛的背景下，該類地區應充分利用發展耕地多功能的先行條件，著力打造生態綠色農業、現代設施農業、典型特色農業等，通過推動多樣化、高端化、綠色化的農業產業融合，保障經營主體收益、助力耕地多功能價值顯化。同時，這類地區應自下而上地推進耕地多功能管理制度完善和路徑創新，為耕地可持續利用提供良好的制度支撐。在耕地多功能耦合協調水平較低的地區，決策者可以通過加強規劃布局引導、指標控制、經濟補貼、監測預警等多種方式實行耕地多功能管理，在不降低耕地商品性生產功能的前提下，激勵農戶參與耕地衍生功能的培育和挖掘，發揮農戶保護與利用耕地的主觀能動性，因勢利導、因地制宜地實現耕地利用轉型。

4 結 論

本文以2000－2018年中國30個省級行政區為研究單元，開展“生產-生活-生態”三維耕地多功能評價并采用核密度估計和可視化制圖刻畫耕地多功能時空演進特征，進而采用耦合協調度模型分析耕地多功能耦合協調關系及其演變規律，最終采用地理探測器識別耕地多功能耦合協調演變的驅動因素。研究主要結論如下：

1）從時序演變特征來看，耕地生產功能水平呈現上升-下降-上升的波動變化，生活功能水平先上升后下降，生態功能水平則整體小幅提升，各功能均具有極化特征。從空間格局特征來看，耕地生產功能、生活功能和生態功能分別呈現“東高西低”“北高南低”和“西高東低”的空間非均衡格局。

2）從時序演變來看，中國耕地多功能耦合協調水平整體穩步提升但水平仍然較低，多數省份耕地多功能為失調狀態，表明中國耕地多功能正在由無序沖突轉為有序發展，但耕地多功能耦合協調水平仍需進一步提升。從空間格局來看，中國耕地多功能耦合協調度逐漸呈現集聚提升的演化特征。

3）耕地多功能耦合協調度演變受經營主體條件、農業發展水平、工業發展水平和城鎮化水平影響顯著，但不同因素的驅動力不盡相同。各驅動因素交互作用類型均為雙因子增強或非線性增強，且非線性增強類型逐漸增多，表明耕地多功能耦合協調演變為內生驅動和外在驅動雙重影響的結果。

本文針對長時序、省級尺度耕地多功能開展實證研究，受限于統計數據和調研資料的可獲取性，并未于更細尺度、更長時序揭示耕地多功能時空規律及演化機理，也未能將耕地多功能評價結果與農戶走訪調查情況進行對比修正。因此，未來研究將采用多源數據、多種技術手段全面考察并深入挖掘耕地多功能演化表征和驅動機制，同時借助專家訪談、實地調研等多種研究方法輔助修正研究結果，以期充分揭示中國耕地多功能結構性、趨勢性、系統性的發展規律和內在機理，為實現耕地資源優化配置和功能協同提升提供決策支撐。

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Spatial-temporal evolution and driving factors of cultivated land multifunctional coupling coordination development in China

ZHANG Yue, DAI Yaqiang, CHEN Yuanyuan, KE Xinli※

(,,430070,)

To explore the spatial-temporal evolution and driving factors of cultivated land multifunctional coupling coordination development, this paper applying the data of 30 provinces in China from 2000 to 2018 evaluated cultivated land production-living-ecological functions and revealed the spatial-temporal evolution of cultivated land multifunction with kernel density estimation and visualization mapping. Furthermore, this paper adopted coupling coordination degree model to analyze the cultivated land multifunctional coupling coordination development. Finally, this paper explored driving factors and driving mechanism of cultivated land multifunctional coupling coordination development by geographical detector. The results showed that: 1) from the perspective of temporal evolution, cultivated land production function level showed a fluctuation evolution trend of “rising-falling-rising”, the living function level showed an evolution trend of “rising-falling”, and the ecological function level increased slightly. All cultivated land functions had polarized characteristics. From the perspective of spatial pattern, the cultivated land production function level changed within [0.030, 0.608], showing a non-equilibrium spatial pattern of “high in the east, low in the west”. The living function level changed within [0.042, 0.672], showing a non-equilibrium spatial pattern of “high in the north, low in the south”. The ecological function level changed within [0.058, 0.897], showing a non-equilibrium spatial pattern of “high in the west, low in the east”. The areas with high level of production and living function were concentrated in the Northeast Plain, the Huang-Huai-Hai Plain and the Yangtze Region. The areas with low level of production function were located in the northwest and southwest regions, and the areas with low level of living function were located in the Beijing-Tianjin, Yunnan-Guizhou and southern regions in China. The area with high level of ecological function areas were located in the northeast and southwest regions, while the low-level areas were located in the Beijing-Tianjin-Hebei region, the Yangtze River Delta region and the central region of the Yangtze River. 2) The cultivated land multifunctional coupling coordination level changed within [0.093, 0.554], and the overall level had steadily improved but was still low. The cultivated land multifunctional coupling coordination levels of most provinces were still out of balance. The spatial pattern of cultivated land multifunctional coupling coordination level showed an evolution trend of agglomeration and promotion. In detail, the cultivated land multifunctional coupling coordination level of the northeast China, Beijing-Tianjin-Hebei region and the Yangtze River Delta were relatively high, while that was low in the northwestern part of China. 3) The evolution of cultivated land multifunctional coupling coordination level was significantly affected by the business entities conditions, agricultural development level, industrial development level and urbanization level. In short, the driving force of the business entities conditions and urbanization level were more significant than that of the agricultural development level and industrial development level. Moreover, the interaction type of two driving factors was two-factor enhancement or nonlinear enhancement, which indicated that the driving force of various factors had obvious divergence and interaction of factors positively strengthened the single-factor driving force, indicated that the divergence and interaction of various driving factors positively strengthened the single-factor driving force. In conclusion, the research results provide the guiding effect for deepening the study on cultivated land multifunction and decision support for promoting the differential governance of cultivated land resources and mutual promotion of cultivated land functions.

land use; cultivated land; multifunction; coupling coordination degree; spatial-temporal evolution; driving factors

2022-09-23

2023-02-10

國家自然科學基金面上項目（41971240）；國家社科基金后期資助項目（19FGLB071）；中央高?；究蒲袠I務費專項資金資助項目（2662022XCZX012）

張玥，博士生，研究方向為土地資源管理。Email：yuez@webmail.hzau.edu.cn

柯新利，博士，教授，博士生導師，研究方向為土地利用優化。Email：kexl@mail.hzau.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.202209185

S28; F301.21

A

1002-6819(2023)-07-0244-12

張玥，代亞強，陳媛媛，等. 中國耕地多功能耦合協調時空演變及其驅動因素[J]. 農業工程學報，2023，39(7)：244-255. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.202209185 http://www.tcsae.org

ZHANG Yue, DAI Yaqiang, CHEN Yuanyuan, et al. Spatial-temporal evolution and driving factors of cultivated land multifunctional coupling coordination development in China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2023, 39(7): 244-255. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.202209185 http://www.tcsae.org