总量与结构视角耕地多功能对农业经济增长的影响——以湖北省为例

胡伟艳，朱庆莹，张安录，George Ayea Karnwie，李景旺

（华中农业大学公共管理学院，湖北 武汉 430070）

1 引言

生产要素对农业经济增长的影响历来是经济理论研究的核心问题[1]，国内外大量文献对中国的研究表明，耕地作为物质性资产对农业经济增长的作用逐渐变小甚至为负[2-4]。中国工业化和城镇化进程中城镇空间变化引发了大量征地问题，优质耕地大量减少[5]，农业经济增长陷入双重窘境，迫切需要进行耕地利用方式转型。中国政府于 2007 年以来强力推进“耕地红线”、“生态红线”划定和“生态文明建设”，2017年中央一号文件提出将推行农业生产环境治理和绿色生产方式、增强农业可持续发展能力作为供给侧改革的重要内容，这些政策要求农业生产向多功能利用方向转变。作为农业经营最主要的元素和载体，耕地的多功能利用可达成农业的多功能[6]，可能是培育农业经济增长的新动能新途径。

党的十八大和十八届三中、四中全会指出：当前，中国经济增长进入新常态，要素的总量投入对经济增长固然重要，但合理的要素利用结构与方式对经济增长更为关键，农业领域更是如此。目前，许多学者在耕地多功能的内涵[7-8]、指标体系的建构[9]、耕地多功能评价[10]以及时空演变特征[11-12]等领域侧重于耕地多功能总量上的研究，已有文献开始探讨耕地多功能权衡与协同或者冲突的结构性研究[10]，但从总量和结构两个方面探讨耕地多功能利用对农业经济增长影响的研究还鲜有报道。从总量与结构视角研究耕地多功能对农业经济增长的影响对深化农业农村可持续发展理论[13]、提升农业经济增长质量和效率[14]、破解中国“三农”等实践问题[13]具有重要意义。湖北省作为中部地区的核心省份和全国重要的粮棉油商品生产基地，于2011年印发《湖北省主体功能区划》，设定重点开发区、农产品主产区和生态功能区。对其他地区的研究表明不同主体功能区耕地多功能的显化及主导功能存在较大差异[12]，由此引起的耕地多功能总量与结构也存在明显差异。本文以湖北省为例，在对耕地多功能利用对农业经济增长进行理论分析的基础上，扩展C-D道格拉斯生产函数模型，利用70个县2000—2014年统计数据，从总量和结构视角探讨不同主体功能区耕地多功能对农业经济增长的影响，为差异化实施耕地多功能利用与管理，促进农业经济持续发展和增长提供参考。

2 理论基础与研究假说

耕地多功能是指耕地系统提供满足人类生存与发展所需产品与服务的各种能力[15]，包括提供粮食、蔬菜、油料等生产功能；调节大气、水文、气候等生态功能；提供农民生活保障和就业、维护社会粮食安全等社会功能和提供耕作风景、开敞空间景观等文化功能[16]，包括总量上的耕地多功能和结构上的耕地多功能[8，10]。其中，总量耕地多功能是指一定区域耕地各类产品或服务显化数量的加权和[9-10]，对农业经济增长的影响机制为：生产功能提供农产品，对农业经济效益产生直接影响，生产功能越强，农业经济增长越明显；社会功能提供农民就业机会、降低外出务工的风险，提高农民福利水平，间接影响农业生产的效益与效率[17]；生态功能增强能够改善耕地本底质量，巩固农业再生产基础，减少自然灾害的发生和要素投入，降低农业产出损失和生产成本[18]；景观文化功能吸引游客观光休闲，增加游客对农产品等的价值认同[19]。刘卫东指出综合功能的耕地利用具有明显的优势[20]，耕地多功能之间融合协同，总量视角耕地多功能越强，能促进农业经济增长。据此提出假说1。

假说1：总量视角耕地多功能对农业经济增长可能起正向作用。

结构视角耕地多功能是指一定区域耕地各类功能之间的比例关系或组合状况，体现耕地功能类型的多样性与数量的均匀度[10，21]。理论上，耕地功能之间的竞争或权衡，会引起耕地功能总量的减少，进而可能对农业经济增长产生负向影响，甚至降低农民福祉；相反，如果耕地功能之间存在协同，则会增加耕地功能总量，可能会对农业经济增长产生正向影响，从而增加农民福利[22]。实证研究表明耕地生产功能与生态环境功能之间存在竞争关系[23]；生产功能与社会功能、社会功能与生态环境功能之间呈负向关联[10]。结构视角耕地多功能越强，各类耕地功能数量越均匀，功能之间的竞争或权衡更剧烈，耕地多功能总量减少。结合假说1提出假说2。

假说2：结构视角耕地多功能对农业经济增长可能起负向作用。

湖北省不同主体功能区耕地资源禀赋、区位条件、经济发展水平、公众对耕地多功能的需求等自然条件、社会经济条件存在很大差异[12]。其中，重点发展区社会经济条件优越，区位条件好，可达性较强，耕地生态及景观文化功能价值显化较大；农产品主产区土壤质量、气候、地貌、耕地总量等禀赋条件好，农户对耕地的依赖程度高，耕地的生产功能和社会功能的价值显化较大；生态功能区耕地量较少且距离市区较远，耕地生态功能较好但其价值并未得到充分显化[12]。基于以上分析及经验事实，不同主体功能区数量或结构方面耕地多功能显化对农业产出影响不同，其中重点发展区最大，其次是农产品主产区，最后是生态功能区。据此形成假说3。

假说3：无论是数量还是结构视角，不同主体功能区耕地多功能对农业经济增长影响程度存在差异，可能表现为：重点发展区＞农产品主产区＞生态功能区。

3 计量模型、变量测度与数据来源

3.1 计量模型

C-D生产函数模型是大多数学者研究经济增长的逻辑起点，新古典增长模型认为，经济增长主要由资本与劳动两要素内生决定，技术进步外生影响。本文考虑耕地多功能，将新古典经济增长模型进行扩展。参考相关研究[4]，假定某区域的农业产出水平由劳动力、化肥、机械动力、耕地多功能4类因素决定，模型设定的具体形式如下：

式（1）中：Cpvit为农业产出水平，用种植业产值（108元）衡量；Laborit为农业劳动力投入量，用农业从业人员（104人）衡量；Fertit为化肥资本投入，用化肥投入（t）衡量；Mechit为机械资本投入，用机械总动力（kW）衡量；M fi clit为耕地多功能，从总量和结构两个视角进行测度，具体测度方法见下文；A为效率系数，代表广义技术水平；euit为随机干扰项 ，衡量未纳入模型的因素对农业经济增长的影响；α，β1，β2 为待估参数，分别代表劳动、化肥、机械投入对农业经济增长的产出弹性；γ为耕地多功能对农业经济增长的产出弹性，用来衡量耕地多功能对农业经济增长的影响；t代表年份，t = 2000，2001，…，2014；i代表县域，i = 1，2，…，70。

为避免异方差，对式（1）两边同时取自然对数后估计参数，估计模型如下：

式（2）为耕地多功能对农业经济增长影响的实证计量模型。

本文采用Eviews 8.0软件对序列进行相同单位根检验LLC和不同根单位根检验Fisher-ADF[24]检验，验证各序列的平稳性；采用Pedroni[25]提出的基于残差的7种面板数据协整检验方法对序列进行协整检验；采用husman检验确定个体影响类型，设定正确的参数估计模型。

3.2 耕地多功能测度

3.2.1 评价指标体系的构建

耕地多功能测度的关键在于耕地多功能的分类及其评价指标体系的构建。本文在借鉴耕地多功能内涵与分类研究文献的基础上[7-9，12，26-27]，考虑实际情况，将湖北省耕地功能分为生产功能、社会功能、生态功能三类，构建多功能评价指标体系，并用熵权法确定权重，结果如表1所示。

生产功能：耕地生产功能指耕地生产活动的产出[7]。选取粮食单产水平、复种指数、耕地地均产值、土地垦殖率4项指标来衡量。其中，粮食单产直接反映耕地系统生产力大小，复种指数反映耕地利用水平，耕地地均产值直接反映耕地经济产出水平和反映生产力的高低，土地垦殖率反映县域土地开发利用程度和耕地在所有土地利用类型结构中的比重，体现耕地系统结构和生产功能的稳定性。

社会功能：耕地社会功能主要体现为粮食安全保障功能和就业保障功能，粮食安全保障功能是指满足区域人口粮食需求的保障能力，社会就业保障功能指承载农村剩余劳动力的能力[28]。选取反映粮食数量安全的人均粮食供给量、粮食作物面积占比和反映质量安全的粮食安全品质保障系数三项指标来衡量粮食安全功能；选取地均劳动力承载指数、农业从业人员占农业人口比重和反映农业机械对劳动替代能力的农业机械化水平三项指标来衡量就业保障功能。

生态功能：耕地生态功能指维护农田生态系统平衡和农村土壤健康的能力[28]。它不仅受到自身系统多样性的影响，而且受到人类施用化肥等土地利用行为的外部影响。选取农田系统多样性、化肥环境污染风险指数（包括氮肥环境污染风险指数、磷肥环境污染风险指数、钾肥环境污染风险指数）指标来进行衡量。其中，农田系统多样性参考宋小青等的研究[9]，计算公式为：

式（3）中：Hi代表农田系统多样性指数；Pi为各类农作物播种面积占总播种面积比例；n为研究区的农作物的种类数，结合湖北省实际情况，选取油菜、大豆、棉花 、水稻、小麦、玉米6类典型农作物进行计算。

化肥环境污染风险指数参考刘钦普的研究[29]，计算公式如下：

式（4）中：Ri代表第i种化肥的环境污染风险指数；Fi代表单位面积耕地第i种化肥投入量；Ti为第i种化肥的安全阈值；Wi为第i种化肥污染环境的风险权重。参考刘钦普[29]的研究成果，氮肥、磷肥、钾肥的Ti值分别设置为125 kg/hm2、62.5 kg/hm2、62.5 kg/hm2，Wi值分别设置为0.648、0.230、0.122。

3.2.2 耕地多功能测度方法

目前，总量视角耕地多功能测度方法主要有综合指数法[27]、标准化和法[30]，综合指数法将耕地多功能作为整体，考虑各个指标在整体中的相对重要性；标准化和法将各子功能作为整体，将各子功能标准化后的值进行加总，不将各指标纳入多功能整体进行考虑。结构视角耕地多功能测度方法主要借鉴多样性指数测度方法，包括香农多样性指数[31]和辛普森倒数指数[32-33]，其中香农多样性指数能够较好的衡量类型的多样性，但在反映数量均匀度等结构特征方面存在较大缺陷，而辛普森倒数指数能够较好的刻画耕地多功能数量的均匀度特征[33]。根据前文对总量和结构视角耕地多功能概念的界定，本文采用综合指数法和辛普森倒数指数测度耕地多功能，计算公式如下所示：

综合指数法：

式（5）中：Fθi为θ地区第i年的耕地总功能的得分值；n 为指标个数；Wj为第j项指标权重，采用熵权法确定；X'θij表示θ地区第i年第j个指标的标准化值。（其中，负向指标首先采用倒数法Xθij= 1/xθij进行归一化处理，然后与正向指标统一按照公式X'θij= Xθij/Xmax进行标准化，x代表原始指标值，X代表归一化后的指标值。）

辛普森倒数指数法：

式（6）中：SRIθi为θ地区第i年的辛普森倒数指数，反映耕地功能类型的多样性与数量的均匀度，SRIθi值越大，耕地功能类型越多样，数量越均匀；Fθij为θ地区第i年第j项耕地功能的得分值；N为研究区耕地功能的种类数。

表1 耕地多功能评价指标说明Tab.1 Multifunctional farmland indexes description

3.3 数据来源

本文数据为湖北省70县域2000—2014年的统计数据。年末耕地面积、粮食作物的播种面积、农业从业人员数量、农村从业人员数量、氮肥、磷肥和钾肥施用量、农业机械总动力、粮食作物总产量、农业总产值等数据来源于2001—2015年《湖北省农村统计年鉴》；地区总面积、种植业产值、各县人口总量、、农业人口数量等来自2001—2015年《各县市统计年鉴》及《湖北省统计年鉴》，化肥施用安全阈值标准以及氮肥、磷肥和钾肥环境污染权重相关数据来源于文献参考[9，29]。个别县市个别年份的数据缺失，以相邻年份数据为基础，采用移动平均、趋势外推的方法进行数据重建；为扣除价格因素影响，所有农业总产值以2000年为基期进行平减。

图1 研究区农业产出与综合功能指数变化图Fig.1 Changes of agricultural output and comprehensive functional index in study area

4 研究结果

4.1 总量视角耕地多功能对农业经济增长的影响

根据总量视角耕地多功能的测度结果，绘制研究区和不同主体功能区耕地综合功能指数和农业产出随时间的变化图（图1—图3）。从图1看，研究区农业产出始终处于增长状态；耕地综合功能指数总体呈现“U”型的变化：2000—2007年，呈现下降—上升—再下降—再上升的曲折变化，但总体上处于下降状态；2007—2014年期间也有一定波动，但总体呈现上升状态；这与宋小青关于全国耕地多功能总量利用转型的结论相似[9]，湖北省耕地功能数量利用也于2007年左右开始转型。从图2看，2000—2014年，不同主体功能区农业产出始终处于增长状态，产值及其增长速率整体表现为重点发展区大于农产品主产区大于生态功能区。从图3看，不同主体功能区综合功能指数及其变化差异显著：数量上，表现为重点发展区和农产品主产区较大，生态功能区较小，结合前文分析可知，这是由于耕地多功能在不同主体功能区耕地多功能显化程度的差异所致；变化趋势上，大多数重点发展区表现为增加趋势，农产品主产区变化平稳，生态功能区表现为下降趋势。鉴于此，后文将分为2000—2007年、2007—2014年、重点发展区、农产品主产区、生态功能区5类情况作为5个估算模型进行回归分析，探讨研究区转型前后和不同主体功能区总量视角耕地多功能对农业经济增长的影响。

图2 湖北省不同主体功能区农业产出变化图Fig.2 Changes of agricultural output in different main functional areas in Hubei Province

图3 湖北省不同主体功能区综合功能指数变化图Fig.2 Changes of comprehensive function index in different main functional areas in Hubei Province

表2 总量视角耕地多功能模型估计结果Tab.2 Estimation results of models with multifunctional farmland in quantity

5个模型的稳定性检验表明所有序列在水平值检验时接受存在单位根的原假设，对一阶差分后的各序列进行单位根检验发现，各序列在5%水平下拒绝原假设，所有序列满足非平稳的一阶单整要求。协整性检验发现所有统计量均在10%的显著水平下拒绝“不存在协整关系”原假设，表明非平稳序列lnY、lnL、lnK1、lnK2、lnMficl之间存在长期协整关系。husman检验显示，所有相伴概率均在水平上显著，拒绝原假设，选用固定效应模型。鉴于本文估计研究区各时段及各主体功能区耕地多功能对农业经济增长的影响，不考虑截面和时间变量对参数的影响，采用固定效应变截距模型进行估计。

数量视角耕地多功能模型参数估计及检验结果如表2所示。从变量的回归系数来看，所有变量值都在以下，表明解释变量显著；各个模型的值均通过了显著水平为1%的检验，表明模型整体拟合较好；各个模型调整的R2均较大，说明建立的固定效应变截距模型与数据的相关拟合度较好。回归结果能够较好分析总量视角耕地多功能对农业经济增长的影响。

从表2看，总量视角耕地多功能对农业经济增长影响为正，与假说1相吻合。结合理论基础分析可知，这是由于耕地多功能总量的增加会改善耕地及其他农业生产要素或农产品的供给数量、质量与效率，进而提高农业生产效率和效益,促进农业经济增长。2000—2007年和2007—2014年耕地多功能对农业经济增长的影响系数分别为0.947、2.374，2007—2014年影响系数较2000—2007年要大，这是由于2007—2014年间对应的社会经济发展水平较2007—2010年要高，单位数量耕地多功能显化的农业产出价值更大，农业生产效率与效益提升更明显，正向影响效果更大。

重点发展区、农产品主产区和生态功能区总量视角耕地多功能对农业经济增长的影响系数分别为2.469、2.009、1.418，影响程度表现为重点发展区大于农产品主产区大于生态功能区，与假说3相吻合。这是由于湖北省生态功能区和农产品主产区的人均GDP分别只有重点发展区的1/3和1/2[11]，社会经济条件相对较差，并且重点发展区区位条件更优越，居民的耕地多功能需求更多样，单位数量耕地多功能显化的农业产出价值较高，对农业经济增长的影响程度更大。总体上，总量视角耕地多功能利用对农业产出的影响系数远远大于耕地面积对农业产出的影响系数[2-4]，可能是农业经济增长的新途径。

劳动力对农业经济增长的产出弹性为负，表明劳动力资源的再投入已经不能成为湖北省农业经济增长的源泉，湖北省农业生产已经处于劳动力“过密化”或是“内卷化”阶段。化肥和机械投入对农业经济增长的产出弹性为正，说明通过增加化肥和机械动力投入可以促进农业经济的增长。

4.2 结构视角耕地多功能对农业经济增长的影响

根据结构视角耕地多功能的测度结果，绘制辛普森倒数指数与农业产出随时间的变化图（图4—图5）。从图4看，研究区辛普森倒数指数与综合功能指数的变化相反，呈倒“U”型状态：2000—2007年间，辛普森倒数指数波动频繁，但整体呈增加状态；2007—2014年间，辛普森倒数指数一直呈下降状态。结合图1可知，结构视角耕地多功能的增加会引起耕地多功能总量减少，与理论分析吻合；类似于总量视角耕地多功能，结构视角耕地多功能利用也于2007年发生转型。从图5看，辛普森倒数指数及其变化在不同主体功能区差异显著：数量上，总体表现为生态功能区大于农产品主产区大于重点发展区；变化趋势上，大多数重点发展区和农产品主产区呈下降趋势，生态功能区呈上升趋势。基于以上描述与分析，后文将分研究区2000—2007年、2007—2014年、重点发展区、农产品主产区、生态功能区5类情况作为5个估算模型进行回归分析，探讨研究区转型前后和不同主体功能区结构视角耕地多功能对农业经济增长的影响。

图4 研究区农业产出和辛普森倒数指数变化图Fig.4 Changes of agricultural output and Simpson’s reciprocal index in the study area

图5 湖北省不同主体功能区辛普森倒数指数变化图Fig.5 Changes of Simpson’s reciprocal index in different main functional areas in Hubei Province

结构视角5个模型各序列也通过了平稳性及协整性检验，经huasman检验后同样采用固定效应变截距模型进行估计，估计及其检验结果如表3所示。回归结果同样能够较好分析耕地多功能对农业经济增长的影响。从表3看，结构视角耕地多功能对农业经济增长影响为负，与假说2相吻合。结合理论基础分析可知，可能是由于耕地各类功能的数量越均匀，功能之间的竞争与权衡程度更高，致使耕地多功能总量减少，进而影响耕地及其他农业生产要素或农产品等的供给数量、质量与效率，降低农业经济增长的效率和效益，对农业经济增长产生负向影响。2000—2007年和2007—2014年耕地多功能对农业经济增长的影响系数分别为-0.421、-1.058。2007—2014年间负向影响程度较2000-2007年要大，这是由于2007—2014年对应的社会经济发展水平较2000—2007年更高，单位结构耕地多功能引起农业生产效率与效益下降更明显，农业产出损失价值更大，负向影响效果更大。

重点发展区、农产品主产区和生态功能区结构视角耕地多功能对农业经济增长的影响系数分别为-1.011、-1.135、-0.618，负向影响程度排序为农产品主产区大于重点发展区大于生态功能区，基本符合假说3。这是由于社会经济发展水平越高，耕地资源禀赋越优，单位结构耕地多功能对应的农业产出价值更大；其中，农产品主产区的负向影响程度大于重点发展区，可能的原因是耕地资源禀赋相比于社会经济发展水平和区位条件对农业经济增长的影响效应更大。劳动、机械和资本要素对农业经济增长的影响与上述数量视角类似。

表3 结构视角耕地多功能模型估计结果Tab.3 Estimation results of models with multifunctional farmland in structure

5 结论与建议

本文以湖北省为例，从总量和结构两个视角测度耕地多功能，运用扩展的C-D生产函数模型分析了总量与结构视角不同时段和不同主体功能区耕地多功能对农业经济增长的影响，得到以下结论。

（1）总量上的耕地多功能在2000—2014年间总体呈“U”型变化，而结构上的耕地多功能总体呈倒“U”型变化，2007年左右均开始转型。不同主体功能区总量和结构上的耕地多功能存在显著差异：重点发展区总量上耕地多功能较强且处于增强状态，结构上最弱且一直减弱；农产品主产区总量上耕地多功能较弱但变化平稳，结构上较弱且持续减弱。生态功能区总量上的耕地多功能最弱且不断减弱，结构上最强且不断增强。

（2）总量视角耕地多功能对农业经济增长的正向影响显著，2007—2014年的正效应大于2000—2007年，耕地多功能增强将促进农业经济的增长，但在不同的主体功能区存在显著的区域差异，重点发展区的效应大于农产品主产区，而生态功能区最小。

（3）结构视角耕地多功能对农业经济增长的影响统计上显著为负，2007—2014年的负效应大于2000—2007年，耕地多功能增强将阻碍农业经济的增长，并且在不同的主体功能区亦存在显著差异，结构视角的负效应表现为：农产品主产区大于重点发展区大于生态功能区，多功能之间的多样化协同效应还未得到发挥。

基于上述研究结论，提出以下建议：（1）注重耕地多功能总量和结构的辩证关系，当前阶段以加强总量的耕地多功能为主，应在总量增长的同时，提高功能的多样化协同，促进农业经济的持续增长。（2）实施区域差异化的耕地多功能利用政策，进一步显化各主体功能区的主导功能，发展二三产业，推动地区产业融合，提升社会经济发展水平。重点发展区靠近城市距消费市场近，城市居民对耕地的生态景观文化功能需求大，地方政府可有序建设一批市民农园、休闲农场等进一步显化耕地的生态景观文化功能；农产品主产区土壤质量好，在推动农地规模经营增强耕地生产功能的同时，推行秸秆还田、测土施肥等模式和技术，合理控制农业劳动力数量转移，增强耕地的生态功能和社会功能。生态功能区结构视角的耕地多功能性较强且处于增强阶段，此类型区的耕地承担了更多的非商品性功能与服务，但这种非商品性功能与服务的价值并未得到较好显化，应加强农地生态补偿，积极培育农业市场、耕地生态系统服务市场，显化农产品的“绿色”价值。（3）农户是耕地利用的最直接主体，应加强对农户的科学施肥、科学种植等技术培训，增强其管理农地的知识和能力以增强农地的多功能性并促进其价值的显化，从而推动农业经济持续增长。

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