基于“極化—涓滴”理論的成渝地區雙城經濟圈休耕地分區研究

江雅婷，趙 偉，駱佳玲，謝海浪

（1.重慶工商大學長江上游經濟研究中心，重慶 400067；2.重慶工商大學環境與資源學院，重慶 400067；3.重慶工商大學公共管理學院，重慶 400067）

糧食安全是當今全球可持續發展面臨的挑戰之一[1]，耕地是保障糧食安全的重要基石[2]。我國人均耕地面積不足世界平均水平的40%，切實保護耕地、端牢中國飯碗，是關系國計民生的頭等大事[3]。然而，長期以來為了確保糧食供給安全，我國對耕地實施高強度的開發利用，對部分區域耕地的永續利用造成嚴重影響[4-5]。休耕作為耕地休養生息、提升地力和農田生態保育的重要手段，已成為實現耕地永續利用的重要途徑。中共十八大以來，我國逐步健全耕地輪作休耕制度①2015年11月，《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》；2016年6月，《探索實行耕地輪作休耕制度試點方案》；2020年10月，《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》。。2022 年，“健全耕地休耕輪作制度”正式寫入中共二十大報告，2023年中央一號文件進一步提出“推進農業綠色發展，健全耕地休耕輪作制度”。在此背景下，如何診斷休耕對象，預測休耕規模，建立科學的休耕地分區管制策略，是耕地休耕政策實施過程中亟需解決的關鍵問題。

耕地休耕是一個復雜的體系，涉及多重因素和多方利益。美國、歐盟和日本等國家開展耕地休耕的時間較早，已建立相對成熟的耕地休耕制度[6]，并在休耕地空間布局[7-8]、休耕模式[9-10]、休耕績效評價[11-12]等方面取得了豐富的成果。隨著2016 年《探索實行耕地輪作休耕制度試點方案》的印發，耕地休耕研究逐漸受到國內學者的關注，研究重點集中在總結國際經驗[13]、預測休耕規模[14]、分析休耕對糧食安全的影響[15]、探索休耕模式[16]、調查農戶意愿及探討休耕補償標準[17]等方面。針對休耕地分區，不少學者從耕地健康[18]、環境本底[19]、生態脆弱性[20]等視角出發，以國家[19]、區域[20]、縣域[18]為主要研究尺度，綜合使用因子評價、GIS空間分析[20]、情景模擬[19]、Z-score[2]等方法，探討休耕地分區的實現路徑和技術方法，為分區提供了研究范例。

已有成果客觀上拓展了休耕研究領域的研究呈現，具有較為顯著的實踐意義，但在理論層面，耕地休耕依然缺乏有效的理論支撐，亟待建立一套普適性的理論研究框架。因此，本文以成渝地區雙城經濟圈為研究區，融合“極化—涓滴”理論，量化耕地利用極化度，計算可休耕規模，定量明晰休耕地分區，從而實現研究區休耕地“定序、定量、定位、定術”宏觀調控[13]，為耕地休耕區域協作提供現實支撐，進一步豐富了耕地休耕理論體系。

1 “極化—涓滴”理論內涵及理論框架構建

1.1 理論內涵

“極化—涓滴”理論于1958年由美國發展經濟學家HIRSCHMAN[21]提出，最初用于解釋經濟發展不平衡地區之間的相互作用和影響。該理論認為區域發展先集中后擴散，在區域發展初期，“極化效應”占主導，由于地區優勢，勞動力、資金等要素向先進地區流動，先進地區在市場競爭中處于有利地位，造成區域發展空間分異；在區域發展后期，“涓滴效應”變得重要，先進地區的發展經驗、技術等要素向落后地區擴散滲透，帶動其發展，區域發展趨于均衡。該理論為區域發展提供極有價值的發展模式，“先富共富論”即該理論與中國場域相融的一種理論演繹。

1.2 概念界定和理論框架構建

在耕地利用中，適合農業生產的優質耕地有集約化利用現象，而農業生產能力較低的低效耕地則有邊際化現象[22]，導致耕地利用強度不平衡。本文嘗試從交叉學科的角度，用“極化—涓滴”理論指導耕地休耕，“耕地利用極化效應”是指由于自然、區位等因素不同，生產技術、資金等要素持續向優質耕地流動，優質耕地利用程度加大，其余耕地則出現利用率低、撂荒等情況，造成耕地利用強度空間分異。“耕地利用涓滴效應”是指優質耕地緩解其他耕地的糧食生產壓力，其先進技術、種植技巧、工程經驗等要素向其他耕地涓滴，促進其他耕地糧食全要素生產率的提升（圖1）。

圖1 理論框架Fig.1 Theoretical framework

基于以上論證，結合區域經濟學中極化水平[23]的定義，本文從兩個維度界定耕地利用極化度，一是體現區域耕地利用不均衡程度，二是體現耕地利用強度是否達到上限、是否有退化風險。其科學內涵體現在耕地利用極化度越高，說明耕地利用強度越大，導致耕地自然本底條件變差、應對不確定因素能力減弱，引發耕地生態脆弱、土壤肥力降低和耕地產能下降等一系列問題。應在保障糧食安全前提下，安排部分耕地利用極化度已達上限、有退化風險的耕地有計劃地實施休耕，同步向暫不休耕耕地進行要素涓滴，從而保障區域糧食生產，促進耕地永續利用。

2 研究區概況與數據來源

2.1 研究區概況

成渝地區雙城經濟圈，位于長江上游、四川盆地，東鄰湘鄂、西通青藏、南連云貴、北接陜甘[24]，地形復雜多樣，地勢呈東西部高、中部低的特點。其涵蓋重慶市中心城區、萬州等27個區（縣）及開州、云陽部分地區，四川省成都、自貢等15 個地級市（綿陽、達州、雅安部分地區未納入），全域面積18.5×104km2①2021年10月，《成渝地區雙城經濟圈建設規劃綱要》。。截至2022年，成渝地區雙城經濟圈地區生產總值77 587.99億元，占全國的6.4%，占西部地區的30.2%②數據來源于《2022年成渝地區雙城經濟圈經濟發展監測報告》。，是我國“第四增長極”。中共二十大報告提出“推動成渝地區雙城經濟圈建設”，其在國家發展大局中具有獨特而重要的戰略地位。研究區耕地資源較為豐富，但內部差異顯著，四川部分以平原為主，是我國的糧食主產區，優質耕地多分布于成都平原，重慶部分以山地和丘陵為主，坡耕地面積廣，農業結構發展不均衡，資源浪費嚴重。

2.2 數據來源和處理

（1）空間數據。空間數據包括土地利用現狀數據、DEM數據、世界土壤數據庫（HWSD）、土壤侵蝕數據、NDVI、土壤類型數據、道路數據（表1）。本文將所有柵格數據空間分辨率重采樣至30 m，空間投影坐標系統一至Krasovsky_1940_Albers。

表1 空間數據說明Tab.1 Spatial data description

（2）社會經濟統計數據。本文中人口數量、單位耕地化肥使用量、單位耕地面積產值、復種指數、糧播比數據，來源于ESP 數據平臺、四川省及各地級市統計年鑒（2011—2021 年）、重慶市及各區（縣）統計年鑒（2011—2021 年）、國土調查成果共享應用服務平臺；主體功能區數據來源于四川省和重慶市主體功能區規劃。

3 研究思路與方法

3.1 基于“極化—涓滴”理論的休耕地分區思路

本文以“極化—涓滴”理論為指導，耕地極化等級診斷為基礎，可休耕最大規模為約束，對研究區耕地進行逆序篩選。即按照耕地利用極化度分值從大到小排序后，對耕地面積進行累計加和，直到累加面積達到或者略小于目標年可休耕最大規模，繼而篩選出目標年所有休耕地圖斑。最后，結合各地級市或區（縣）的可休耕規模和可休耕占比，計算綜合休耕指數，按地級市或區縣為單元，進行休耕地空間分區（圖2）。

3.2 研究單元劃分

本文以成渝地區雙城經濟圈土地利用數據（2020年）中提取的耕地圖斑（地塊尺度）作為基本評價單元。基于研究目的和數據資料可獲取性，諸如單位耕地化肥使用量、單位耕地產值等社會經濟指標，四川省和重慶市分別以地級市和區（縣）為單元進行數據統計，在評價過程中將指標均值賦予每個地級市或區（縣）的所有圖斑。

3.3 研究方法

3.3.1 耕地利用極化度評價方法

（1）指標體系的建立。PSR（壓力—狀態—響應）模型關鍵在于診斷影響系統的壓力、狀態和響應所處狀態[25]。人類活動、地質地貌、社會經濟環境等因子均會對系統的壓力、狀態、響應產生較大影響，從而影響耕地利用極化度。成渝地區雙城經濟圈屬于石漠化嚴重發生地區，需考慮土壤侵蝕和石漠化敏感性等特殊區域性因子的干擾。本文在前人研究的基礎上[26-27]，遵循科學性、代表性和可獲取性原則，構建耕地利用極化度評價指標體系（表2）。

耕地壓力：反映基于耕地自然本底條件的耕地利用強度，體現人類活動對耕地極化利用的影響。選取單位耕地化肥使用量指標直接反映。同時，人均耕地面積從生產關系層面反映了耕地利用難易程度，其實質是單位面積耕地涉及利益主體數量，人均耕地面積越大，區域內利益主體數量越少，更有利于耕地的極化利用。耕地破碎程度與非農業活動相關，如城鎮建設越完善的耕地往往破碎度越高。因此，選取人均耕地面積、耕地細碎化程度間接反映。

耕地狀態：反映當前利用強度下耕地自然本底情況，體現在極化利用下發生退化的風險程度，主要表現為土壤環境、抵抗水土流失的能力及石漠化敏感度。土壤環境由酸堿度和土壤類型反映，抵抗水土流失的能力由地形位指數和土壤侵蝕強度反映。

休耕響應：反映耕地面對風險時的應對能力和恢復能力，取決于耕地自我修復能力，以及耕地利用者應對和抵御風險的能力和意愿。耕地產出效益越好、政府政策支持力度越大、基礎設施越完善的地區（耕地利用者），保護和修復耕地的能力和意愿更強，因此，選取單位耕地面積產值、主體功能區、道路通達度、距居民點距離4項指標。由于耕地狀態系統能夠體現耕地自我修復能力，基于差異性原則，耕地自我修復相關指標不納入本系統計算。

（2）數據標準化。由于量綱不同，需要對初始數據進行無量綱化處理，即標準化，使數據具有可分析性和可比性。本文采用的數據標準化方法為極值標準化法。

正向指標（指標值越大，耕地利用極化度越高）：

負向指標（指標值越大，耕地利用極化度越低）：

式（1）—式（2）中：Yi為i指標的標準化值；為i指標的最大值；Xi為i指標的觀測值；為i指標的最小值；n為i指標的個數，即研究區所有耕地地塊個數。

（3）屬性指標標準化。對于描述性指標和分級指標，如土壤類型、主體功能區、酸堿度、土壤侵蝕強度，不能用極值標準化方法。根據屬性指標的特點，參照Likert scale，將標準化值分為0.00、0.25、0.50、0.75、1.00共5等（表3）。

表3 耕地利用極化度屬性指標標準化Tab.3 Standardization of attribute indicators for polarization of cultivated land use

（4）權重的確立。CRITIC法是由DIAKOULAKI[31]提出的一種客觀賦權法，與熵權法和標準離差法相比，該方法不僅考慮了指標之間的變異性，還考慮了指標之間沖突性對權重的影響[32]，分別以標準差和相關系數形式體現其變異性和沖突性，標準差越大說明指標值差距越大，反映信息量越多，相應權重越大，如指標之間有較強的正相關，說明指標沖突性較低。本文選取的評價指標之間具有較強的相關性，故選取CRITIC法進行權重賦值，權重結果見表2。其計算公式為：

式（3）中：Wi為i指標的權重；Corrij為第i個評價指標和第j個評價指標的相關系數；δi為第i個評價指標的標準差；n為指標總數。

（5）耕地利用極化度多因素綜合評價。通過計算各指標的權重和指標值后最終加權求和得出研究區耕地利用極化度綜合分值，其計算公式為：

式（4）中：Z為耕地利用極化度；Yi為i指標的標準化值；Wi為i指標的權重。耕地利用極化度Z的取值范圍為［0，1］之間，Z值越大，表示耕地利用極化度越強，并存在退化風險，應該優先休耕，Z值越小，表示耕地利用極化度越弱，可延后休耕。

3.3.2 糧食安全約束下可休耕規模預測

（1）休耕規模預測模型。本文以2020 年為基期年，以2025 為目標年，參考相關研究[20]，糧食安全約束下休耕規模預測方法如下：

式（5）中：S為理論上目標年可休耕規模；S0為基期年耕地規模；St為目標年糧食安全約束下的耕地保有量。

參考相關研究[33]，本文構建的耕地保有量預測模型如下：

式（6）中：α為區域糧食自給率；Gp為人均糧食需求量；E為耕地復種指數；R為糧食作物播種面積占農作物播種面積之比；U為單位面積糧食作物產量；P為區域總人口。

（2）耕地保有量影響因子預測。灰色預測是一種利用隨機過程中存在的潛在規律性展開預測的方法，建模所需信息少、運算簡便、易檢驗，適用于短期預測和基礎數據信息較少的情景。耕地保有量預測所涉數據具有較強的不確定性，統計數據有限，因此本文利用研究區2010—2020年時間序列數據分別建立人口數量、糧食單產、復種指數和糧播比的GM（1，1）預測模型[34]，對目標年相關指標進行預測。

3.3.3 休耕地空間分區

2016 年6 月，原農業部等十部委聯合印發《探索實行耕地輪作休耕制度試點方案》，明確指出“鼓勵以鄉、村為單位，集中連片推行”。我國管理體制以行政區劃為基礎[35]，休耕分區綜合性強，應盡可能保證行政界限完整及分區界限連續。因此，本文以綜合因素和主導因素相結合為原則[36]，在研究區四川省和重慶市分別以地級市和區（縣）兩個尺度為分區單位，用可休耕規模、可休耕規模占耕地總面積比重和可休耕耕地利用極化度均值表征綜合休耕指數[26]，以便于休耕規劃制定、休耕項目組織推進及后期管護。綜合休耕指數各指標權重運用AHP層次分析法確定[37]，并通過一致性檢驗（表4）。

表4 綜合休耕指數評價指標體系Tab.4 Comprehensive fallow land index system

4 結果分析

4.1 生態安全約束下耕地利用極化度診斷

研究區共有耕地1 132.48 萬hm2，耕地圖斑（地塊）113 831個，通過耕地利用極化度綜合評價模型計算得到研究區每個耕地圖斑的耕地利用極化度Z，結果顯示，研究區耕地利用極化度最大值為0.47，最小值為0.09。耕地圖斑極化度各不相同，在ArcGIS 10.5中對研究區耕地圖斑的耕地利用極化度按“自然間斷點分級法”分為5個等級。耕地極化等級由低到高表示休耕迫切性逐級增加，耕地利用極化度越大，說明此耕地越應該優先休耕。

耕地圖斑的評價結果（表5）顯示，各極化等級圖斑個數及其占比依次為：Ⅲ級＞Ⅱ級＞Ⅳ級＞Ⅰ級＞Ⅴ級；面積大小依次為：Ⅲ級＞Ⅱ級＞Ⅰ級＞Ⅳ級＞Ⅴ級，整體上，研究區耕地利用極化等級呈現拋物線型分布狀態，即處于Ⅰ級和Ⅴ級的耕地圖斑個數和耕地面積較少，處于Ⅱ級、Ⅲ級和Ⅳ級的耕地圖斑個數和耕地面積達到總圖斑數量和面積的70%以上，說明研究區部分耕地利用極化度到達上限，生態安全狀況并不樂觀，部分耕地的生態質量水平需要通過開展休耕、降低耕地利用強度來進一步提高。

表5 成渝地區雙城經濟圈耕地利用極化度基本情況Tab.5 Basic situation of polarization degree of cultivated land use in the Chengdu-Chongqing economic circle

空間分布上研究區耕地利用極化度自東向西呈現出“高—低—高—低—高”的軸向分布格局，同時具有不同等級連片式交錯分布特征（圖3）。具體而言，耕地利用極化度較高的耕地主要分布在豐都縣、忠縣、萬州區、黔江區、大足區、資陽市、南充市、綿陽市等地區，將Ⅰ級和Ⅱ級的耕地圖斑與研究區耕地利用極化度評價成果進行疊加分析，發現這些耕地普遍存在細碎化程度高、石漠化敏感度強、土壤侵蝕較嚴重、土壤pH值失常等問題，不利于耕地生態安全的維系。另外，其主體功能區主要為城市發展區，且人均耕地面積相對較多，故休耕阻力較小。

圖3 耕地利用極化度分布圖Fig.3 Distribution of polarization degree of cultivated land use

4.2 糧食安全約束下休耕規模的確定

我國以保障“糧食安全”為休耕指導思想和基本原則，不同國家糧食自給率差異較大，我國在《國家糧食安全中長期規劃綱要（2008—2020 年）》確定糧食自給率為95%，史培軍等認為中國糧食自給率目標應確定為90%[38-39]，研究區地處四川盆地，有“天府糧倉”的美稱。本文參考國家糧食安全政策、相關研究成果和研究區實際情況，將糧食自給率確定為90%。2014 年，世界銀行發布《經濟簡報》顯示，預計2020 年中國人均糧食消費量會達到479 kg，2030年達到491 kg。國家食物與營養咨詢委員會提出到2020年我國人均糧食消費量為472 kg/人，因此，本文將研究區人均糧食需求量確定為485 kg。利用灰色GM（1，1）預測模型，預估目標年（2025年）研究區糧食單產、糧作比、人口數量、復種指數（表6），將表6的數據帶入式（6）中，計算得到研究區2025 年的耕地保有量為722.62萬hm2，理論可休耕規模為409.85萬hm2。

表6 耕地保有量計算相關指標結果Tab.6 Results of relevant indicators for calculating cultivated land retention

以耕地利用極化度計算結果為基礎，以理論休耕最大規模為約束，依照優選原則和上限原則，利用ArcGIS 10.5 空間數據屬性表對耕地地塊進行篩選，得出2025年研究區可休耕耕地規模共397.66萬hm2，占整個研究區耕地面積35.11%，共涉及耕地圖斑（地塊）28 115個。由圖4可得，研究區可休耕耕地在空間上呈現出“中”“東”兩大主要集聚區，其中中部最為集中。

圖4 可休耕耕地空間分布圖Fig.4 Spatial distribution of fallow land

圖5 休耕類型圖Fig.5 Types of fallow land

4.3 基于“極化—涓滴”理論的休耕地分區管制策略

本文堅持系統觀念，力圖構建“一區示范，百區借鑒，千區互動”的休耕新格局，提高休耕實施整體效應。在區域休耕前期，發揮“極化效應”，積極打造休耕先行區，加速區域休耕的分野。在區域休耕中后期，發揮“涓滴效應”，休耕先行區提供休耕范例、工程經驗，促進其余地區休耕有序推進。

優先休耕區：包括大足區、豐都縣、南充市、綿陽市，休耕規模141.22 萬hm2，占研究區休耕規模35.51%。總的來說，這些區域耕地的石漠化敏感性較高，耕地地力差，土壤易受侵蝕，單位產值較低，可休耕規模較大。應分時段對一定比例耕地采取強制性休耕，休耕過程中同步實施種植綠肥作物、增施有機肥、農田“宜機化”改造等耕地質量提升工程，加強耕地養護，對低效耕地進行整治，積極治療受損耕地，適度開發后備耕地。針對石漠化極度敏感區域，可創新休耕模式，開展中長期休耕，確保耕地“休而不廢”“休能完善”[40]，積極打造區域休耕示范區。

重點休耕區：包括涪陵區、黔江區、萬州區、中心城區等8個區（縣）及資陽市、遂寧市、內江市，休耕規模153.87 萬hm2，占研究區休耕規模38.69%，休耕規模最大。這些區域土壤類型以石灰土為主，耕地較為細碎，休耕迫切性較高。應采取強制性和引導性相結合的休耕方式，尊重農戶意愿，集中連片推行休耕。除采取優先休耕區的相關治理措施外，還應建立引導農戶參與休耕的策略機制，如拓展休耕農戶再就業空間[41]、提供綠肥種子、引進先進技術、開展休耕農戶現代農業技術培訓[42]等，增強農戶自身發展能力，充分發揮農戶休耕的“主人翁”作用。在耕地生態脆弱、農田基礎措施較差的區域，在實施生態休耕的同時，還應強化農田基礎措施建設。

有條件休耕區：包括墊江區、南川區、云陽縣等6個區（縣）及瀘州市、德陽市、廣安市、樂山市等5個地級市，休耕規模84.26 萬hm2，占研究區休耕規模21.19%。這些區域休耕地較為分散。應采取鼓勵農戶申請休耕的方式，結合退耕還林工程，安排部分坡耕地生態退耕，通過種植綠肥作物和糧食作物輪作的方式保持土壤肥力，減輕耕地利用強度，降低耕地退化風險。同時，可強化耕地統籌利用，加快建設現代高效農業，因地制宜擴展特色農業空間，推動農業生產結構向特色型、復合化轉變，使休耕與鄉村振興、城鄉融合等政策相銜接。

后備休耕區：包括開州區、永川區、長壽區等5個區（縣）及自貢市、宜賓市、成都市等5個地級市，休耕規模18.31萬hm2，占研究區休耕規模4.61%。此區域休耕地面積占比較少，耕地利用極化度低。應采取自愿式申請休耕，除有特殊生態價值或有退化風險的耕地，原則上不安排休耕項目，結合退耕還林工程，安排部分坡耕地生態退耕。可采用輪作養地的方式，兼顧畜牧業等產業發展，延長農村產業鏈，推動農村供給側改革，開展高標準耕地建設，嚴格控制優質耕地流出。對易受城鎮“三廢”污染的耕地，應采取措施防止污染，同時要對已污染耕地進行除污，恢復耕地健康。

5 結論與討論

5.1 結論

本文綜合運用PSR評價模型、GM（1，1）預測模型和GIS空間分析等方法，以耕地利用極化度為基礎，休耕規模為修正，“極化—涓滴”理論為指導，探討休耕地分區。基于成渝地區雙城經濟圈研究發現：（1）在同時兼顧耕地壓力、耕地狀態、休耕響應的前提下，耕地地塊的生態安全狀況、耕地單位產值等因素不同，會導致差異性的耕地利用極化度結果，影響休耕先后次序。整體上，研究區耕地利用極化度較高，急需優化耕地利用方式，加強耕地養護。（2）可休耕規模是對休耕的總量控制，以2025年為目標年，計算得出研究區可休耕規模總計397.66萬hm2，占整個研究區耕地面積35.11%，在此范圍內開展休耕，不會威脅到研究區糧食安全問題。（3）研究區休耕地空間分區可分為4個類型區，即優先休耕區、重點休耕區、有條件休耕區、后備休耕區，未來區域層面的休耕項目統一部署可據此分區實踐。（4）休耕地分區受“極化度”和“休耕規模”雙重約束，需整體設計全域各區耕地休耕，以此為基礎，各類型區因地制宜、精準施策，根據自身的自然稟賦、社會經濟條件、風俗文化等制定休耕方案。

5.2 討論

研究結論對完善相關政策有重要啟示：（1）耕地健康狀況是開展休耕與否的先決條件。本文發現，極化度高的耕地多處于“亞健康”狀況，因此，建立科學、全面、可操作的耕地利用極化度指標體系極為重要，需確定科學的理論指導，以保證休耕地分區整體態勢不會有太大變化。（2）保障糧食安全是開展休耕的約束條件。許多外部因素對糧食安全產生影響，如區域間糧食調配、地方財力、糧食市場供需變動、重大突發安全事件等，休耕工作應保持靈活性，以保障當時當地糧食安全為基礎。（3）合理規劃是開展休耕的必要條件。休耕涉及糧食安全與生態安全、觀念與機制、技術與設施等多方面，因地制宜科學規劃，分區創建梯次推進，激發乘數效應，對提高耕地休耕效力效能至關重要。

本文存在的不足：（1）精準休耕需要掌握每塊耕地的自然、經濟、社會屬性，本文對社會經濟數據以地級市或區（縣）為單元做均一處理，會造成誤差。（2）本文假設研究期內區域糧食自給格局不會發生較大變化，計算耕地保有量，但糧食自給格局并非一成不變，在多變的糧食保障情景下探討休耕是下一步研究的重點。（3）本文重點闡述了不同休耕類型區的休耕方式，暫未考慮其休耕補償，如何構建動態補償機制，創新補償發放形式，有待進一步探討。