云南糧食安全與城市化進程的動態耦合研究

◎童 彥 張梅芬 高慶彥

引言

糧食安全是世界各國共同關注的社會和經濟問題， 尤其在中國， 糧食安全更是影響國計民生的大事， 關系著國家獨立、 社會穩定和經濟發展。 同時， 中國的糧食安全態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、農業勞動力流失等諸多問題相繼出現， 城市化與糧食安全關系的研究也日益受到學術界的關注。

目前國內外學者就糧食安全與城市化的關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， 從本質來看， 是城市化進程中產業之間的發展與協調問題[2]；冷智花等從人口、 土地、 制度三大關鍵要素在城鄉與區域間的演變分析了快速城鎮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化影響糧食安全的作用機制， 并進行了各糧食生產功能區細分的實證分析[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動因子[5]；李隆玲等從需求和供給兩方面觀察鄉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， 通過構建糧食-城鎮化-生態多維耕地壓力測評體系， 利用彈性系數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個糧食主產區為研究對象， 分析城鎮化發展對糧食生產技術效率的影響， 為促進城鎮化與糧食生產的協調發展提出對策建議[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、 彈性系數量化分析法、 耦合協調模型、 主成分分析法等方法； 就研究區域而言， 對國家層面的大區域尺度關注較多， 對糧食主產區關注較多。 此外， 現有文獻對時間序列特征的探討較多， 對空間格局的關注不夠。 鑒于上述分析， 本文以云南省為例， 探討其糧食安全系統與城市化系統的相互作用， 以期為正確評價云南糧食安全與城市化耦合協調關系提供科學依據， 進而為促進區域人口、 資源、 經濟及生態環境的協調發展提供決策參考。

一、 研究方法與數據來源

（一） 研究區概況

云南位于中國西南陸疆， 北緯21°9′～29°15′，東經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， 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年全省建成區面積達1991.59平方千米， 相比2009年， 建成區面積增加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業勞動者比重分別達到50.05%和53.36%。 與此同時， 糧食總產量從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與糧食安全系統的關系進行定量評價， 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。在上述有關云南糧食安全與城市化進程認識的基礎上， 遵循科學性、 代表性、層次性、 可獲取性等原則[16]，圍繞城市化內涵， 從土地、 人口和社會三方面構建城市化評價指標體系， 從生產資源、 生產能力和生產保障三方面構建糧食安全評價指標體系， 進而構建云南糧食安全與城市化耦合協調評價指標體系（見表1）。

表1 云南糧食安全與城市化耦合協調關系評價指標體系

2. 分類標準。在參考現有研究成果基礎上[17-20]，將糧食安全與城市化協調發展水平分為3個階段，10種發展類型； 同時根據糧食安全綜合指數與城市化綜合指數的測算，將兩者的對比關系劃分為：同步發展型、城市化發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調發展類型劃分

3. 數據標準化處理與指標權重確定。為消除指標量綱、 數量級等方面的差異， 選擇極差標準化對原始數據進行標準化處理[21]， 指標權重的確定， 采用能較好消除人為因素影響的熵權法[22]，計算結果如表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，評價兩系統相互作用的程度。 耦合度越大， 系統之間的發展方向越有序， 關系越趨于穩定[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項指標的標準化數據；Wj為第j項指標的權重；C為耦合度，C∈[0,1]。

5. 耦合協調度模型

由于耦合度只揭示系統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調發展狀態需要引入耦合協調度模型， 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為耦合協調度； T為糧食安全與城市化的綜合發展指數； G和U分別為糧食安全綜合水平和城市化發展水平； α與β為待定系數， 由于區域發展進程中， 糧食安全與城市化同等重要， 故取α=β=0.5[26]。

（三） 數據來源

研究區多年糧食安全相關數據與城市化相關數據來源于 《云南統計年鑒》 （2010-2021年），通過基礎數據的采集， 建立多年糧食安全與城市化基礎數據庫， 對云南省糧食安全與城市化進程的耦合協調關系進行實證研究。

二、 討論與分析

根據公式 （1） —（4） 計算得到2009-2020年云南糧食安全與城市化的耦合度、 發展度和協調度， 并對兩者耦合協調相關狀態進行劃分 （結果見表3）， 并在此基礎上行定量評價。

表3 云南省糧食安全與城市化協調性評價結

（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，云南城市化綜合指數U呈現逐年上升趨勢，人口城市化、土地城市化和經濟城市化各項指標發展態勢良好；糧食安全綜合指數G則呈現波動上升態勢，總體發展趨勢良好。 與此同時，城市化系統與糧食安全系統的耦合度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，發展度T呈持續增加趨勢，表明云南糧食安全與城市化總體發展趨勢良好，糧食安全對經濟社會發展具有較強支撐能力。

圖1 云南糧食安全與城市化耦合協調變化

（二） 糧食安全與城市化協調度D分析

如表3和圖1所示， 研究時段內， 云南糧食安全與城市化協調度D 逐年增長且增幅較大。2009年協調度D僅為0.1937， 屬于嚴重失調類型，之后協調度D逐年增加， 到2011年， 協調度已增至0.5398， 已達到勉強協調類型。 隨著協調度D的增長， 云南糧食安全與城市化協調發展類型依次經歷了瀕臨失調、 勉強協調、 初級協調、中度協調、 良好協調和優質協調。 這表明， 云南糧食安全與城市化協調發展趨勢良好， 糧食安全對城市化的支撐有效促進了云南經濟社會發展。

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

（四） 糧食安全與城市化協調發展階段分析

依據表3糧食安全與城市化協調性評價結果，并結合表2糧食安全與城市化協調發展類型劃分，云南糧食安全與城市化協調發展先后經歷了3個階段， 依次為： 失調階段、 磨合階段和協調階段。

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

磨合階段（2010-2011年）：這一時期，協調度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總體在由無序向有序轉變，但仍表現為瀕臨失調和勉強協調類型。

協調階段 （2012-2020年）： 自2012年起協調度D值增加至0.6012， 進入到協調階段， 并隨著協調度D值的增加， 逐漸由初級協調到中級協調再到良好協調和優質協調的發展類型轉變。 這表明， 全省糧食安全與城市化兩系統總體協調發展狀態良好。

三、 結論

通過構建云南糧食安全與城市化耦合協調發展評價指標體系， 運用極差標準化法進行數據的標準化處理， 采用熵權法確定指標權重。 運用耦合協調度模型， 測算云南省糧食安全與城市化的動態耦合協調狀態， 結論如下。

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

二是云南經濟社會發展進程中， 糧食安全與城市化的協調度D逐年增加， 協調發展先后經歷了失調階段、 磨合階段和協調階段， 城市化的發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U的初始值低于糧食安全綜合指數G的初始值， 但城市化綜合指數U的增長快于糧食安全綜合指數G的增長， 因此，云南糧食安全與城市化對比類型， 呈現由城市化滯后向糧食安全滯后轉變的變化特征。