基于变结构协整检验的都市农业景观演变阶段分析

任国平，刘黎明，管青春，马 聪，孙 锦



基于变结构协整检验的都市农业景观演变阶段分析

任国平1,2，刘黎明1※，管青春1，马 聪1，孙 锦1

（1.中国农业大学资源与环境学院，北京 100193； 2.湖南城市学院管理学院，益阳 413000）

为准确判定经济增长和农业景观面积变化的结构突变时点，划分都市农业景观演变阶段，该文以上海市西郊的青浦区为例，利用1978－2015年的经济和农业景观时间序列数据，采用Gregory-Hansen变结构协整检验对该区经济增长与农业景观面积变化进行分析。结果表明：长时段的不考虑结构突变点的协整检验方法，对处于经济社会快速转型期的上海市青浦区并不合适；而变结构协整方法能较好地反映长时段内经济和社会结构变化，体现该区经济和社会系统内部长期均衡关系；青浦区的经济增长是以牺牲农业景观资源为代价而实现的；1978－2015年青浦区农业景观演变可划分为3个阶段：低水平协同阶段（1978－1995年）、反向推动阶段（1995－2007年）和经济拉动阶段（2007－2015年）。该结果既有助于协调该区经济发展与农业景观资源保护问题，为土地空间整治提供重要的理论依据，又能对经济欠发达区域更好处理二者关系提供科学借鉴。

土地利用；土地整治；农业；经济增长；农业景观；变结构协整检验；阶段划分；青浦区

0 引 言

自然资源是人类生存发展不可或缺的物质基础，经济的快速增长从未间断对自然资源的消耗[1]，经济增长和资源消耗一直是资源经济学关注的热点[2]。都市农业景观作为都市影响范围内的耕地、园地、林地、草地、水域等多种景观的镶嵌体[3]，是人类不可替代的自然资源，其数量和质量状况不仅决定着都市生态安全[4]，更决定着都市区域的社会经济可持续发展水平[5]。然而，在快速城镇化推进和经济快速增长的强外界干扰下，都市农业景观类型、格局、过程和农业经济结构变化频繁[6]，造成景观破碎化、土地质量退化和环境恶化，威胁着都市生态安全[7]；这反过来又影响着都市区域经济增长和城镇化的数量和质量，成为制约都市经济可持续发展的关键因素[8-9]。曲福田等[10]、吴群等[11]、李永乐等[12]学者研究表明：经济增长过程与农业土地资源变化趋势间存在对应关系，不同经济增长阶段，农业土地资源变化特征不同。因此，引入论文关注的问题：改革开放以来受到内外部冲击剧烈的都市城郊区域其经济发展水平和农业景观资源数量到底是如何变化的？能否划分出演变阶段？不同阶段内两者的因果关系如何？

目前，学者对于经济增长和农业景观资源的研究主要从全国和省级尺度开展[10-11,13]；出于对粮食安全和社会稳定考虑，研究的对象主要是经济增长与耕地资源数量变化为主[14-16]；对经济增长与耕地资源数量变化采用的研究方法主要为协整分析法[12]、脱钩分析法[14]、线性回归分析法[16]、脱耦分析法[17]等；对经济增长与耕地资源数量变化研究基本的共识为经济增长导致土地资源减少[11-12,18-19]。综上看出学者们对上述研究取得了较多较好的研究成果，但是仍存在以下不足：1）在全国或省级尺度上开展的经济增长和农业土地资源的研究成果是否适应小尺度区域如县级？2）大部分研究对象指向经济增长和耕地资源数量之间关系研究，但是，从1999年国土资源部下发《关于切实做好耕地占补平衡工作的通知》开始，建设用地占用耕地基本实现占补平衡，耕地资源数量基本维持平衡，在此种背景下如何通过计量经济模型分析经济增长与耕地资源数量变化的关系？3）多数计量经济模型分析方法需要所分析的时间序列数据具有平稳性，而上述研究方法却缺少对数据非平稳性和突变性分析，可能导致研究结论出现偏差。4）在经济增长导致农业土地资源减少这个基本共识下，是否还具有其他阶段特征？因此，针对上述问题，研究采用Gregory-Hansen变结构协整检验对都市郊区经济增长与农业景观面积变化分析，试图找寻结构突变时点，划分都市农业景观演变阶段；一方面可以克服时间序列数据的非平稳性和突变性产生的“伪回归”问题，另一方面将研究对象定位在农业景观资源上，可以克服耕地数量在1999年后变化不明显的缺陷。

上海市作为中国经济最发达的国际性大都市之一，是中国传统的人口密集区和经济快速发展地区；而处于上海大都市城郊结合部的青浦区被认为是土地利用变化最剧烈、人地系统矛盾最尖锐的区域[4]。伴随着中国改革开放以来的经济高速发展，农业景观资源变化与经济增长二者的关系更为明显和完整，该区域对研究上述问题具有极好的代表性和典型性。研究该区经济增长和农业景观面积变化，一方面有助于协调该区经济发展中建设与资源保护问题；另一方面，能对经济欠发达区域更好处理二者关系提供科学借鉴。

1 研究方法与模型

1.1 平稳性检验

多数社会经济时间序列属于非平稳序列，其序列的方差、均值和协方差随时间变化发生改变[1]，而经典回归模型需要建立在序列平稳的基础上，对非平稳时间序列采用回归分析会出现变量序列的“伪回归”问题[20]。但是，非平稳时间序列的线性组合可能构成平稳序列，这样即能开展相关的计量经济分析。单位根平稳性检验建立在时间序列非平稳的假设基础上，通过对比检验值与临界值的大小，通过拒绝序列非平稳性的假设来检验序列为平稳序列。本文采用ADF（augmented dickey-fuller）单位根检验和PP（Phillips-Perron）检验对时间序列平稳性同时检验，以保证检验结果的准确性。

1.2 协整检验

若2个或者2个以上的时间序列变量是非平稳的，但其线性组合是平稳的，则序列之间可能存在长期的稳定关系，即协整关系[21]。协整检验可揭示变量序列间是否存在长期稳定的相关关系；若每个时间序列均为单整数阶，则表示变量序列间存在显著的协整关系[22]。本文对不考虑结构突变的协整分析采用构建单整序列回归方程，并用ADF检验方程残差序列是否平稳的EG (Engle-Granger)检验法进行协整检验，具体分析步骤参见文献[23]。

1.3 变结构协整检验

协整理论在分析时间序列经济变量的长期均衡关系中得到较多的应用，但常规的协整检验方法存在缺陷，即默认研究的经济序列在同一体制和制度下产生，而忽视了社会变革、体制改变、金融危机、自然灾害等剧烈的外生冲击可能造成数据生成过程中变量的系数发生结构性时变问题[2]。然而，在长时间内，经济变量之间的关系往往随着社会体制变革而发生改变，特别是对正处在经济社会转型时期的中国来说表现更为明显[24]。变结构协整理论主要应用于存在结构突变的时间序列间的协整分析，因其能准确及时检验经济结构和经济关系的变化而得到广泛应用。

1.3.1 变结构协整模型

1）标准化协整模型

式中y为因变量；x为维向量；为常数项，α为系数向量；为时间变化趋势变量，为观测值。

2）水平漂移型（C）：截距项存在结构突变

3）水平趋势项漂移型（C/T）：截距项存在结构突变且含时间趋势项

式中为时间变化趋势变量系数。

4）状态开关型（C/S）：截距项和斜率项都存在结构突变

公式（2）－（4）构成参数变结构协整检验的完整方法，通过检验上述3公式方程残差的平稳性来判断是否存在协整关系。

1.3.2 突变时点估计

变结构突变时点估计分为外生性结构突变时点估计和内生性结构突变时点估计；前者根据经验和历史事件认为设定突变时点，主观性较强且对滞后性考虑不足；后者通过数据挖掘技术估计突变时点，客观性较好[26]。因此，本文采用Gregory-Hansen检验的内生性结构突变对时点进行估计，循序检验过程见文献[27]；为增强稳健性，进一步运用“Chow检验”对检验出的突变时点进行验证[28]。

1.4 误差修正模型

具有协整关系的非平稳序列可构建误差修正模型（error correction model, ECM），该模型引入长期均衡模型的误差项作为解释变量，通过长短期参数描述长期均衡对短期变化的反馈调整机制；这样既可克服传统计量经济模型忽视“伪回归”问题，又可克服建立查分模型忽视水平变量信息的弱点[29]。对于具有协整关系的变量的ECM模型如下：

1.5 因果关系检验

协整检验得到的变量之间关系并不能说明其间的因果关系方向，Granger因果关系检验实质上检验一个变量的滞后变量是否可以引入到其他变量方程中。如果变量有助于预测变量，即在的滞后值回归中，添加的滞后值，可以明显提升回归精度，则是的Granger原因。检验方法如下：

式中为最大滞后阶数；检验的原假设是序列不是序列的Granger原因，即β=0。若不能拒绝假设，则序列不是序列的Granger原因；反之，则序列是序列的Granger原因[30]。

综上，该文采用经济增长和农业景观的时间序列数据，运用不考虑结构突变的协整分析和考虑结构突变的协整分析，对样本时段内的结构突变点进行估计，以此划分都市农业景观演变阶段，其具体流程见图1。

图1 技术路线图

2 数据来源及处理

2.1 数据来源

本研究采用的经济增长和农业景观变化数据主要来源于1978－2015年青浦区社会经济统计年鉴、国民经济资料和土地统计台账等。1）为更真实反映经济增长水平和减少统计误差[12]，经济增长数据采用人均国内生产总值描述，其中1978－1985年的数据来源于《青浦县统计汇编》、1986－2001年的数据来源于青浦区经济委员会的《青浦经济年鉴》、2002－2015年的数据来源于《青浦区统计年鉴》；2）该区人口数据采用常住人口描述，其中1978—1995年的数据来源于《青浦县国民经济资料汇编》、1996－2015年的数据来源于《青浦区统计年鉴》；3）农业景观数据采用农用地变化数据描述，其中1978－1984年的数据来源于《青浦县统计汇编》、1985－1997年的数据来源于《青浦农业统计年鉴》、1998－2004年的数据来源于青浦区规划与土地管理局的土地详查数据、2005－2015年数据来源于土地统计台账。

2.2 数据处理

为保证数据的准确性，对原始数据处理如下：1）为克服通货膨胀对GDP的影响，按照当年的名义统计数据和按可比价格计算的GDP进行指数平减；2）农业景观采用耕地景观、园地景观、林地景观、草地景观和水域景观（含养殖水域和坑塘水域）用地描述；3）研究跨度内青浦区经历多次土地分类标准，为克服不同时段统计范围和口径的差异，研究参照《土地利用现状分类标准（国标GB/T21010-2007）》进行统一地类转换；4）农业景观用地受政策影响变化频繁，特别是耕地景观表现更为明显[12]，为克服历史因素对耕地统计误差，本研究采用叶浩和濮励杰学者的方法对1978－1995年的耕地数据进行梳理和重建，具体方法见文献[31]；5）为克服数据序列波动性和异方差影响，对经济增长数据和农业景观用地变化数据进行对数变换，分别记为lnECO和lnAGR；6）本研究所有的模型估计和检验均采用计量经济软件Eview8.0完成，计算结果见图2。

图2 1978－2015年青浦区经济增长与农业景观面积变化

3 结果分析

3.1 不考虑结构突变的协整检验结果

由于研究采用经济和农业景观时间序列可能具有非平稳性，进而导致伪回归现象使得各项统计检验毫无意义[32]。因此，要对各变量进行单位根检验。只有当序列变量检验结果为单整同阶数列才能开展协整循序检验，进而分析两变量之间的长期均衡关系。

3.1.1 单位根检验结果

序列变量的平稳性检验是构建模型的重要前提。ADF单位根检验和PP检验的零假设均为单位根存在。采用带有截距项（）和时间趋势项（）的模型，滞后期的选择根据LR准则、AIC准则、SIC准则和HQ准则决定[32]，由表1，基于最小赤池准数原则（AIC）且通过10%的显著性检验结果，确定滞后阶数为1。

表1 滞后阶数验结果

注：*、**和***分别表示在90%、95%和99%置信区间上显著，下同。

Note: *, **and *** showed significant in the 90%, 95% and 99% confidence intervals, respectively, the same below.

对经济发展水平（lnECO）和农业景观面积（lnAGR）单位根检验结果如下（表2）。在滞后阶数固定为1，截距项和时间趋势项构成的3种组合类型下，经济发展水平和农业景观面积的时间序列ADF和PP检验值都大于90%、95%和99%检验水平的临界值，为非平稳序列，故无法对青浦区经济发展水平和农业景观面积的时间序列数据开展协整检验。然而，经一阶分差处理后的ΔlnECO和ΔlnAGR序列检验值均通过显著性检验，故无法拒绝单位根零假设为平稳序列。因此，经济发展水平和农业景观面积的时间序列为一阶单整序列，可开展协整检验。

表2 单位根检验结果

注：为截距项，为时间趋势项，为滞后阶数，1为残差序列。

Note:was intercept,was time trend item,was lags,1was residual sequence.

3.1.2 协整检验结果

在经济发展水平和农业景观面积的时间序列ADF检验结果平稳的基础上，对上述2变量序列采用EG两步法进行协整检验。首先对经济发展水平和农业景观面积的时间序列采用最小二乘法进行回归，建立一元线性回归方程生成一个残差序列1；对该残差序列进行ADF检验，零假设为1存在一个单位根。ADF检验结果显示残差序列1平稳（表2），表明lnECO和lnAGR序列存在协整关系，即1978－2015年，青浦区的经济增长和农业景观面积变化之间存在长期均衡关系，协整方程如下：

lnECO=-1.059lnAGR+8.579+E(=1,2,…,) （8）

(2=0.885 7, D.W.=0.124 5,=259.557)

上述协整方程的经济含义为：青浦区经济每增长1%，农业景观面积减少1.059%，说明农业景观面积的减少推动着该区经济长期稳定增长。

3.1.3 因果关系检验结果

经济发展水平和农业景观面积的时间序列协整检验的结果仅表明2者之间存在单向依赖性；为判断两者之间的相互依赖性，需要对该区经济增长和农业景观面积采用Granger因果关系4期滞后期检验，以此来检验2者是否存在因果关系。检验结果见表3。

表3 Granger因果关系检验结果

根据表3所示，在4个滞后期内lnECO和lnAGR序列均拒绝了原假设。因此，青浦区经济增长和农业景观面积变化间存在双向的Granger因果关系，即经济增长导致农业景观面积的减少，而农业景观面积的减少推动该区经济增长，两者之间存在长期的双向均衡关系。

综上，采用不考虑变结构协整检验对青浦区1978—2015年经济增长和农业景观面积变化分析结果显示，两变量存在长期的双向均衡关系。但是该结果存在以下问题：1）与大多数学者研究的结论差异较大甚至相反，如：杨桂山等[13]、曲福田等[10]、吴群等[11]、孔伟等[33]、叶浩等[31]、李永乐等[12]；2）与政府近年来推行的土地保护政策背道而驰，如：《国务院关于深化改革严格土地管理的决定》（2004）、《国务院关于加强土地调控有关问题的通知》（2006）、《国务院关于促进节约集约用地的通知》（2008）、《国土资源部关于开展开发区土地集约利用评价工作的通知》（2008）等；3）虽然检验系数显著，但公式（8）的lnAGR估计系数（数量变化幅度）与估计符号（数量变化方向）与1978－2015年农业景观用地数量变化预期并不一致，因为从经验的角度分析位于国际性都市上海郊区的青浦区不可能在改革开放的38 a间一直保持经济每增长1%农业景观用地数量减少1.059%的这种经济发展模式。所以，研究认为由于单位根协整检验的前提是变量间的长期均衡关系稳定，而该区的区位特殊性受外部冲击可能导致变量间的结构突变，进而导致采用不考虑变结构协整检验结果可能存在误差。因此需要重新考虑结构突变下该区经济增长和农业景观变化间的均衡关系。

3.2 变结构协整检验结果

1978以来青浦区经济增长与农业景观面积变化可能产生结构突变，以至于采用不考虑变结构的协整检验无法准确刻画两变量间的均衡关系。以下将采用Gregory-Hansen变结构协整检验进行分析，试图找寻结构突变时点，划分都市农业景观演变阶段。

3.2.1 突变时点估计结果

表4 Gregory-Hansen变结构协整检验结果

注：Ⅰ和Ⅱ分别表示第一结构突变点和第二结构突变点。

Note:Ⅰ and Ⅱ represent the first structure mutation point and the second structure mutation point respectively.

突变时点估计的准确性程度直接影响本研究对青浦区农业景观演变阶段的划分的精度。因此，为提高估计时点的准确性和稳健性，研究进一步采用“Chow检验”对Gregory-Hansen参数变结构协整检验结果进行验证（表5）。

表5 Chow断点检验结果

通过Chow检验得到如下结果：从统计量的相伴概率分析，断点（1995年）可以在1%的显著性水平上拒绝样本（1978－2015年）拟合的方程无显著性差异零假设；断点（2007年）可以在5%的显著性水平上拒绝样本（1995－2015年）拟合的方程无显著性差异零假设。因此，上述2个结构突变点划分的各阶段具有统计意义，即1978－2015年间青浦区经济增长和农业景观面积变化存在结构性突变，且突变的时间点为1995年和2007年。

3.2.2 变结构模型与误差检验结果

2个突变点造成整个研究样本时段（1978－2015年）的单位根检验失效。因此，需重新对样本时段组合进行单位根检验。本研究仍采用ADF检验和PP检验对各个时段的经济增长和农业景观面积序列进行检验（表6）。检验结果表明：各时段的经济发展水平和农业景观面积的时间序列单位根检验为非平稳，而2者的时间序列单位根检验结果为一阶单整平稳序列，故可以开展变结构模型估计。

表6 不同阶段的单位根检验结果

注：Δ为序列变量的一阶差分；PP检验法的截尾期由序列样本自动获取。

Note: Δ was the first difference of sequence variable ; the truncated period of PP test is automatically obtained from sequence samples.

为研究经济增长和农业景观面积变化之间的长期均衡关系，利用最小二乘法对划分的各阶段样本序列进行模型构建公式（9）~（23），并依据AIC准则和HQ准则，对各阶段回归方程的残差序列进行ADF检验（表7）。

各阶段残差序列检验结果显示（表8），前3个回归方程（公式9，12，15）的残差序列均通过5%显著水平下的临界值，因此残差1t、2t和3t是平稳序列，即样本序列的1阶段、2阶段和3阶段的经济增长和农业景观面积间存在长期均衡关系；而公式（18）和公式（21）的残差序列没有通过检验，因此4t和5t是非平稳序列，4阶段和5阶段的经济增长和农业景观面积间不存在长期均衡关系。

通过分析1t、2t和3t3个阶段构建的误差修正模型（公式11，14，17）得到被解释变量的波动分为短期波动和长期均衡。1）长期均衡参数估计量说明，青浦区经济每增长1%，该区农业景观面积将分别减少0.438%、0.919%和0.223%；2）误差修正模型的短期修正系数反映了对偏离长期均衡的调整力度，3阶段的估计值分别为0.251、−0.517和−1.025，说明1978—2015年的样本中经济和农业景观变化幅度较大，各阶段当期对前期的非均衡状态拉回长期均衡状态的力度较大，特别是在3阶段（2007—2015年），也进一步表明经济增长和农业景观面积在短期内还受其他因素影响较大，需要外力协助才能回归平衡；3）从长期均衡参数和短期修正系数的绝对值看，农业景观面积减少对青浦区经济增长的促进作用逐渐减弱，而其他要素（如劳动力和资本等）对该区经济增长的作用增大。

表7 不同阶段的模型构建结果

表8 残差序列单位根检验结果

3.2.3 变结构因果关系检验结果

对上述存在长期均衡关系的3个阶段样本序列进行变量间因果关系检验。检验结果（表9）表明：1）1978－1995年，青浦区经济增长和农业景观面积变化互为因果关系，都通过5%显著水平，而拒绝原假设；因此，经济增长是该区农业景观用地减少的原因，而农业景观用地作为重要的要素投入成为经济增长的原因；2）1995—2007年，青浦区农业景观用地减少成为经济增长的单向Granger原因，只有“lnAGR不是lnECO的Granger原因”通过10%显著水平检验，拒绝原假设；3）2007—2015年，青浦区经济增长成为农业景观用地减少的单向Granger原因，只有“lnECO不是lnAGR的Granger原因”通过5%显著水平检验，拒绝原假设。

3.3 模型比较

为检验不考虑结构突变点的协整模型（公式（8））和考虑结构突变点的变结构协整模型（公式（9），（12），（15））对1978－2015年青浦区经济增长和农业景观面积变化模拟的准确性，研究通过Eviews8.0软件，采用平均绝对误差MAE（mean absolute error）统计量、平均相对误差MRE（average relative error）统计量、均方根误差RMSE（root mean square error）统计量、泰尔系数和赤池信息准则（akaike information criterion）5个统计指标开展检验（见表10）。

表9 不同阶段Granger因果关系检验结果

表10 模型估计比较结果

通过对4个模型估计结果表明：不考虑结构突变点的协整模型（式（8））的MAE统计量、MRE统计量、RMSE统计量、泰尔系数和AIC统计量都高于考虑结构突变点的变结构协整模型（公式（9），（12），（15））统计量，且数值差异较大。因此，变结构协整模型的性能优于不考虑结构突变的协整模型，误差较小，精确度较高，拟合效果较好。式（8）是一个静态方程，使用数据表达序列间的关系较少考虑其他因素的影响；然而社会经济系统受经济体制和政治制度的更新影响并不是稳定不变的，尤其是改革开放以来中国的社会经济处于急速的转型期，系统受其冲击而产生突变可能性增大；变结构协整分析能较好的反映经济关系和经济结构变化，体现经济系统内部长期均衡关系。

3.4 都市农业景观演变阶段特征分析

在变结构协整循序检验和突变点估计结果的基础上，采用误差修正模型长期均衡参数误差修正模型短期修正系数和Granger因果关系3个检验结果，来识别青浦区各个阶段的农业景观演变特征，并对产生该种特征的原因进行分析。

1）低水平协同阶段（1978—1995年）

此阶段经济每增长1%对应减少农业景观面积0.438%(=−0.438)，当期对前期偏离非均衡的短期调整符合正向修正机制（=0.251），以农业景观土地要素对经济增长的贡献为主（的符号为正），经济增长和农业景观面积变化互为因果关系。

此阶段特征为经济发展较慢、农业景观面积变化较慢和以农业景观土地要素对经济增长调控的低水平协同阶段。此阶段处于改革开放初期，经过长期的计划经济模式，经济增长较为缓慢，位于都市城郊的青浦区仍然保持着以农为主的经济发展模式，政府对于刺激经济发展的手段并不多，主要以农业景观用地这种较为单一的土地要素进行，农业经济的发展缓慢地推动着该区经济前行；通过1987年的全国土地市场建立和1992年社会主义市场经济制度正式确定，该区的区位优势逐渐显现，以土地为主和外资为辅助推经济发展，形成了经济增长和农业景观用地互为因果的发展模式。此阶段一直延续到1995年，以1994年中国政府的分税制改革为节点。Gregory-Hansen变结构协整突变点估计也成功地捕获到了该突变点，不过为1995年，可能的原因为经济活动普遍具有滞后效应，因此估计出的突变时点后推了1年。

2）反向推动阶段（1995－2007年）

此阶段经济每增长1%农业景观用地减少0.919%（=−0.919），当期对前期偏离非均衡的短期调整为反向修正机制（=−0.517），农业景观土地要素对经济增长的贡献减弱（的符号为负），在短期内经济增长还受到其他要素影响，且农业土地要素和其他要素的贡献大致齐平，农业景观面积变化为经济增长的Granger原因。

此阶段特征为：经济增长异常迅猛，工业化和城市化进程加快，开发区、工业园区和高新技术区大量涌现，占用大量的农业景观用地，农业景观资源作为极其重要的经济刺激资源支撑着经济高速发展，其快速的消耗成为经济增长的代价。造成上述发展模式的重要原因为1992年邓小平南巡讲话和1994年分税制改革，特别是后者。分税制集中财权使地方政府的财政缺口增大，为寻找新的预算外财政收入来源，地方政府的行为由“经营企业”向“经营土地”转变，由此政府财源重点逐渐向土地征收、开发和出让转移，特别是分税制改革后土地出让金全部划归地方政府所有，更加刺激了对城市建设用地扩张，而其聚焦的重点为农业景观用地。地方政府通过经营土地获得了“一石二鸟”的效果，即获得大量土地出让金和房地产行业的衍生税收，解除了地方财政压力；也通过基础设施和土地优惠政策吸引资本进入，极大的促进了地方经济发展。因此，在财政激励作用下，青浦区大规模征地，开发区遍地开花成为了一种必然现象。

3）经济拉动阶段（2007－2015年）

此阶段经济每增长1%农业景观用地减少0.223% (=−0.223)，当期对前期偏离非均衡的短期调整为反向修正机制(=−1.025)，农业景观土地要素对经济增长的贡献非常有限（的符号为负），在短期内经济增长主要受到其他要素影响，经济增长是农业景观面积变化的Granger原因。

此阶段的特征为：该区经济增长从“量”转向“质”的调整，经济增长成为农业景观面积减少的主要原因，农业景观面积减少幅度放缓；农业景观资源投入量顺应了该区经济增长的要求，农业景观资源的土地要素作为参与经济增长的要素之一，发挥了自身应有的作用。主要原因是在经历了前一阶段经济粗放发展后，中央及地方政府加紧了土地审批权限，改变了土地资源投入的力度和方式，如《国务院关于深化改革严格土地管理的决定》《国务院关于加强土地调控有关问题的通知》《国务院关于加强土地调控有关问题的通知》《国务院关于促进节约集约用地的通知》《国土资源部关于开展开发区土地集约利用评价工作的通知》《国土资源部关于印发<城乡建设用地增减挂钩时点管理办法>的通知》《关于印发集建区外现状建设用地减量化工作实施意见的通知》《关于青浦区集建区外建设用地减量化工作实施方案的通知》等一系列法律和规章的出台。在上述政策的驱使下，青浦区利用都市城郊优越的区位条件，将以农业景观资源数量投入刺激经济增长的发展模式逐渐转向充分利用优质的外商投资加速该区资本积累的步伐，间接通过技术外溢和市场竞争提高企业的竞争力；在集约节约土地的背景下发展经济，减少了农业景观资源投入，也奠定了此阶段的经济发展模式的基础。

4 结论与建议

4.1 结论

采用上海市城郊青浦区1978－2015年的经济增长和农业景观的时间序列数据，运用不考虑结构突变的协整分析和考虑结构突变的协整分析，对样本时段内的结构突变点进行估计，以此划分都市农业景观演变阶段并对其背后的原因进行分析，得到以下结论。

1）长时段的协整分析对经济社会处于转型期的青浦区并不合适，而变结构协整分析能较好反映长时段内经济和社会结构变化，体现经济和社会系统内部长期均衡关系。1978－2015年中国处于经济制度快速的变革期，尤其对处于都市城郊的青浦区来说，接受内外冲击更加剧烈；在此种背景下经济系统伴随经济体制的变革和政治制度的更新不可能一层不变，以静态的不考虑结构突变的协整分析，难以捕捉到长时段内经济序列的突变状态，进而难以真实的描述经济关系和经济结构的变化；而变结构协整分析能准确及时捕捉经济时间序列的突变时机，揭示经济变量间的真实关系。

2）青浦区的经济增长是以牺牲农业景观资源为代价而实现的。通过构建的误差修正模型长期均衡参数分析，3个阶段内其值均为负数（−0.438、−0.919和−0.223）；从变结构因果检验结果分析，3个阶段内农业景观面积减少均为经济增长的Granger原因。以上结果可很好地证明1978－2015年，青浦区经济增长不可避免地会导致农业景观面积的减少，农业景观资源作为推动该区经济快速增长的关键要素，在整个研究时段内发挥着非常重要的作用且得到了实证。

3）1978－2015年青浦区农业景观演变可划分为3个阶段：低水平协同阶段（1978－1995年）、反向推动阶段（1995－2007年）和经济拉动阶段（2007－2015年）。其中：低水平协同阶段（1978－1995年）的模型检验结果为此阶段经济每增长1%对应减少农业景观面积0.438%、短期调整为正向修正机制、以农业景观土地要素对经济增长的贡献为主、经济增长和农业景观面积变化互为因果关系，其阶段特征为经济增长较慢、农业景观面积变化较慢和以农业景观土地要素对经济增长调控的低水平协同；反向推动阶段（1995－2007年）的模型检验结果为此阶段经济每增长1%农业景观用地减少0.919%、短期调整为反向修正机制、农业景观土地要素和其他要素的贡献大致齐平、农业景观面积变化为经济增长的Granger原因，其阶段特征为农业景观资源数量锐减，农业景观资源作为及其重要的经济刺激资源支撑着经济高速发展，其快速的消耗成为经济增长的代价；经济拉动阶段（2007－2015年）的模型检验结果为此阶段经济每增长1%农业景观用地减少0.223%、短期调整为反向修正机制（=−1.025），农业土地要素对经济增长的贡献非常有限、经济增长是农业景观面积变化的Granger原因，其阶段特征为农业景观面积减少幅度放缓，农业景观资源投入量顺应了该区经济增长的要求，农业景观资源的土地要素作为参与经济增长的要素之一，发挥了自身应有的作用。

4.2 政策建议

基于上述实证分析的结果，对于青浦区的经济增长和农业景观资源战略研究具有重要的指导意义。

1）由于青浦区经济增长与农业景观面积变化在不同的阶段存在长期的均衡关系，更深层的意义上证明：该区在一定程度上采取保守型和严格的农业景观资源特别是农业土地资源保护政策，将不会对经济发展产生负面影响。虽然当该区经济增长总量扩大时，对农业景观资源的需求会随之增加，但是通过调整经济产业结构和投入要素配置结构、集约节约用地措施，能减少对农业景观资源需求，用尽可能少的农业景观资源支撑该区经济可持续增长是可行的，文中对经济拉动阶段（2007—2015年）的实证结果很好的验证该观点。

2）深化对内对外开放，提升引进来和走出去水平。虽然该区前两个阶段表现出农业景观资源是经济增长的Granger原因，经济增长对农业景观资源依赖性非常强；但是从第三阶段开始经济增长是农业景观资源的Granger原因，农业景观资源对经济增长的贡献非常有限，在短期内经济增长主要受到其他要素影响。因此，青浦区现阶段经济增长对农业景观资源依赖性较弱。鉴于此，该区在处理经济增长和农业景观资源的关系时应依靠优越的区位条件引入更多的要素（如国内外资本、先进技术、管理措施等）参与该区的经济建设，转变传统的经济发展模式。将利用外资、转变方式和调整结构结合起来，建立各类投资合作机制，营造良好投资环境，更加注重引进先进技术、管理经验和高素质人才，更加注重吸引聚集跨国公司总部、国际组织和国内各类企业总部，提升总部经济发展能级和外资利用水平。推动企业更好地利用2个市场、2种资源，提升走出去水平。鼓励企业开展科技创新、项目对接、信息交流、人力资源开发等对外合作。

3）完善规划体系，推进城乡体制改革。从构建的误差修正模型和序列单位根平稳性检验结果看，长期的均衡和短期的起伏都是经济发展过程的常态；当短期的波动偏离长期均衡时，误差修正项将以一定的力度将非均衡状态拉回均衡常态。因此，该区政府不必为两者短期内产生的波动与起伏过多的担忧。该区在处理经济增长和农业景观资源的关系时，应采取长期的而非短期的发展策略，制定科学合理的城市规划、土地利用规划和经济发展规划，强调管控作用，严格限制资源（农业土地资源）规模和标准，有效调控资源的利用效率和程度；注重该区城市内涵发展，促进经济结构调整、产业升级和集聚，扩大单位土地收益，提升单位农业景观资源对经济社会发展的保障作用。

4）稳步推进农村综合改革，实现资源高效利用。通过对经济拉动阶段（2007－2015年）分析表明，青浦区经济增长和农业景观面积变化间仅存在单向的因果关系，即农业景观资源是经济增长的Granger原因，而经济增长却不是农业景观资源减少的Granger原因，该结果背后的深意更加令人深思。经济持续增长必然带来农业景观资源的减少，但是农业景观资源作为经济增长关键生产要素却没有对该区经济增长起到完全的推动作用。因此，农业景观资源对经济增长的作用依旧有限，并没有实现该区经济增长和农业景观资源高水平协同。虽然近些年青浦区政府为推动区域的经济转型做出了较多较好的尝试，如推行《关于印发集建区外现状建设用地减量化工作实施意见的通知》、《青浦区主导产业发展规划》和以土地整治为背景的郊野公园实施方案等；但是该区仍然存在较强的短期行为，如松懈的土地监管行为，企业布局较为分散，集聚程度不高，单位产能投入产出效率低下等问题[34]。建议加强农村“三资”管理，健全集体资产监管体制和运营机制，探索集体资产保值增值发展模式，建立成员财产性收入长效机制。分类推进农村土地制度改革，规范流转土地承包经营权，促进农业适度规模经营。

本研究以都市城郊的青浦区为研究对象开展经济增长和农业景观面积变化间的协整检验得到上述研究结论。由于青浦区各地域经济发展水平差异较大，对该区内部不同区域间的研究，以及经济增长和农业景观资源动态互动机制研究将是进一步研究的重点。同时，有待将研究区域拓展至欠发达地区或非都市郊区，以拓展该方法的适用范围。

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Analysis on evolution stages of agricultural landscape in metropolitan based on variable structure co-integration test

Ren Guoping1,2, Liu Liming1※, Guan Qingchun1, Ma Cong1, Sun Jin1

(1.,100193; 2.413000,)

The economic growth and the change of agricultural landscape resources quantity have significant temporal variability and evolution stages. Researching the relationship between the 2 parties and recognizing the stage characteristics have always been a hot topic in the region of resource economics. This study tried to find the point of structural mutation, divided the evolution stages of urban agricultural landscape, and analyzed the reasons. It used time series data of the economic growth and the change of agricultural landscape resources quantity in the year from 1978 to 2015. Meanwhile, it also used the Gregory-Hansen integration test with structural break to analyze the relationship between them in the western suburbs of Qingpu District in Shanghai City. The results showed that: 1) The co-integration test of long period without considering the structural break point was not suitable for the Qingpu District which had been in the transitional period; the co-integration test with structural break analysis could reflect the change of economic and social structure in long time, and reflect the long-term equilibrium relationship between the economic and social system. It was difficult to capture the sudden change of economic sequence in a long time with the static integration analysis without considering the structural change. Meanwhile, it was also difficult to describe the changes of economic relations and economic structure. However, variable structure co-integration analysis could accurately and timely capture the mutation time of economic time series, and reveal the true relationship between economic variables. 2) The evolution of agricultural landscape could be divided into 3 stages in Qingpu District during the period of 1978-2015: Low level synergy stage (1978-1995), reverse push stage (1995-2007) and economic pull stage (2007-2015). The characteristics of low level synergy stage were slow economic growth, slow change in agricultural landscape area and low level coordination of agricultural landscape land elements to economic growth. In the reverse push stage, the characteristics were the sharp decrease of agricultural landscape resources. Agricultural landscape resources, which were the important economic stimulus resources, supported the rapid economic development, and its fast consumption had become the cost of economic growth. And in the economic pull stage, the characteristics were the reduction of the agricultural landscape area, and the input of agricultural landscape resources conformed to the requirement of economic growth. The land elements of agricultural landscape resources played an important role as one of the elements that participated in economic growth. 3) The economic growth was realized at the expense of agricultural landscape resources in Qingpu District. The analysis of the long-term equilibrium parameters of the error correction model showed that the values in the 3 stages were negative (-0.438, -0.919 and -0.223). From the analysis of variable structure causality test, the decrease of the number of agricultural land landscapes in the 3 stages was the Granger reason for economic growth. These results could well prove that during the period of the year from 1978 to 2015, the growth of economic in Qingpu District inevitably led to the reduction of the number of agricultural landscapes. The results are helpful to coordinate the economic development in that region and the protection of agricultural landscape resources. They also can provide scientific references for the less developed regions to better handle with the relationship between economic development and protection of agricultural landscape resources.

land use; land consolidation; agriculture; economic growth; agricultural landscape; co-integration test with structural break; evolution stage; Qingpu district

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.24.033

F301.2

A

1002-6819(2017)-24-0249-12

2017-08-22

2017-11-29

国家自然科学基金（41471455）

任国平，男，湖南益阳人，博士生，研究方向为土地利用和乡村景观规划。Email：renguoping82@163.com

刘黎明，男，浙江上虞人，教授，博士，博士生导师，主要研究方向为土地利用与乡村景观规划。Email：liulm@cau.edu.cn

任国平，刘黎明，管青春，马 聪，孙 锦. 基于变结构协整检验的都市农业景观演变阶段分析[J]. 农业工程学报，2017，33(24)：249－260. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.24.033 http://www.tcsae.org

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