鄱阳湖生态经济区乡村转型与土地利用变化的耦合关系

王 飞, 叶长盛

(1.江西省数字国土重点实验室, 南昌 330013; 2.东华理工大学 地球科学学院, 南昌 330013)

在全面建成小康社会，开启全面建设社会主义现代化国家的新征程中，农业农村农民问题是关系国计民生的根本性问题，解决好“三农”问题是全党工作的重中之重，因此，乡村的发展对于城市与区域经济的增长以及区域的协调发展起着至关重要的作用，乡村转型发展已经成为现阶段中国经济发展的主题[1]。乡村转型发展势必会引起土地利用的变化，影响土地利用的空间格局，而土地利用变化的结果又会反过来作用于乡村转型的发展，乡村转型发展与土地利用变化两者密不可分。深入探究乡村转型发展和土地利用变化的关系，亟需相关理论创新与学术成果的有力支撑[2]，可为新农村建设和城镇化的推进提供决策支撑，推动城乡统筹协调发展[3]，实现乡村振兴战略、加快推进农业农村现代化，促进乡村转型过程中土地资源的合理利用，优化人地关系。

目前，我国乡村转型发展研究还处在起步阶段，研究主要集中在乡村转型发展的阶段特征与类型区的划分[2]、乡村空间转型、乡村转型发展评价方法、乡村发展政策与模式的国际经验比较与借鉴、乡村转型发展的影响因素分析及区域模式等方面[1]。从城乡系统出发，乡村的发展对城市与区域经济的成长起着至关重要的作用，对乡村转型发展的研究有助于促进城乡统筹协调发展[3]、推动城乡二元空间格局向城乡一体化演进[4]。乡村转型的发展会促使土地利用转型，土地利用转型的结果反过来作用于乡村转型的发展，两者之间相互影响且在某种意义上存在一种耦合关系[2]，而耕地—农村宅基地利用转型是乡村发展与土地利用转型之重要源头[5-6]，耕地—农村居民点用地变化耦合系数与乡村性之间存在显著的正等级相关[1]。现有研究更多探讨了单个地类变化与乡村性之间的耦合关系，区域土地利用变化与乡村性之间的关系研究相对较少。为此，本文以鄱阳湖生态经济区为例，通过构建乡村性指数模型，刻画各个县域乡村转型发展过程中乡村性的类型，然后，计算土地利用综合变动系数求取土地利用变化类型，最后，运用耦合度模型来开展鄱阳湖生态经济区乡村转型与土地利用变化的耦合关系研究，以期为其今后的城乡统筹发展，实现农业农村现代化、深化土地制度改革提供决策支持。

1 研究区概况

鄱阳湖生态经济区是以江西省鄱阳湖为核心，以鄱阳湖城市圈为依托，以保护生态、发展经济为重要战略构想的经济特区。包括南昌、鹰潭、景德镇3市，以及九江、新余、抚州、宜春、上饶、吉安市的部分县(市、区)，共38个县(市)区和鄱阳湖全部湖体在内，面积为5.12万km2，占江西省国土总面积的1/3。2013年乡村人口1 098.72万人，占总人口的54.89%，乡村第一产业从业人员达335.71万人，第一产业产值达696.72亿元，占地区生产总值的8.24%。土地利用结构以耕地、林地为主，分别占研究区土地面积的39.03%，40.63%。此外，与江西省的土地利用格局有明显差别是鄱阳湖生态经济区耕地、水域比重明显高于江西全省水平(江西省耕地比重为18.50%、水域比重7.63%)，林地远低于江西全省水平(62.43%)，这与该区域拥有我国最大淡水湖密切相关。鄱阳湖生态经济区在2009年上升为国家战略后，研究有利于构建国家促进中部地区崛起战略实施的新支点，树立中国坚持走可持续发展道路的新形象，实现江西崛起新跨越具有重大而深远的意义。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源及处理

本文土地利用数据是2000年、2013年2个时期的Landsat TM遥感影像，空间分辨率30 m×30 m，经辐射纠正、几何校正、图像配准和人工解译等处理后得到土地利用现状图，土地利用类型包括耕地、林地、草地、水域、建设用地、未利用土地[7]，通过将外业调查和随机抽取动态图斑进行重复判读分析相结合的方法评价分类精度，总体精度均达到87%以上，达到研究所需数据精度。

社会经济数据主要来源于《江西省统计年鉴1991》、《江西省统计年鉴2001》、《鄱阳湖生态经济区统计年鉴2013》以及南昌、九江、景德镇、新余、抚州、鹰潭6市2001年和2014年的统计年鉴。利用乡村性指数计算公式对各研究单元2000年、2013年的乡村性进行评价。

根据研究需要，将东湖区、西湖区、青云谱区、湾里区、青山湖区合并称为南昌市区；珠山区、昌江区合并称为景德镇市区；月湖区称为鹰潭市区；浔阳区、庐山区合并称为九江市区；渝水区称为新余市区；临川区称为抚州市区；共青城市于2010年9月20日成立，没有将其作为一个独立评价单元而是并入德安县进行评价。最终把鄱阳湖生态经济区合并为31个县域[8]。

2.2 研究方法

2.2.1 乡村性指数 对乡村性的测度主要采用的是多因素综合评价法，即通过构建多个指标转化为一个能够反映综合情况的指标来进行评价。

(1) 指标体系的构建。依据资料的可获取性及代表性，科学性、可比性，参考相关文献[9-12]，选取耕地变化速率、乡村人口变化率、第一产业就业比重、农地产出率、农业劳动生产率、第一产业增加值比重、人均GDP、乡村人口比重、农民纯收入9项指标作为测度鄱阳湖生态经济区各县域的乡村性指标体系(表1)。

表1 鄱阳湖生态经济区乡村性评价指标

(2) 数据标准化处理与指标权重的确定。

① 标准化处理。本文采用极差法对原始数据进行标准化处理。

(1)

式中：Yi为各指标的标准化值；Xi为指标i的原始数值；Xmax，Xmin分别为指标i的最大值和最小值。

② 指标权重的确定。采用层次分析法确定权重，根据已发表文献中各指标权重的相对重要性分值，构造中间层相对于目标层的判断矩阵，运用幂法计算出判断矩阵的特征向量与最大特征根，并进行一致性检验，直到判断矩阵都通过一致性检验，从而得出各评价指标对总目标的权重(表1)。

(3) 乡村性测度。采用线性加权和法测度研究区各县域乡村性。公式为：

(2)

式中：RI为乡村性指数；Wi为各主成分的权重系数；Yi为各指标的标准化值。

2.2.2 土地利用综合变动系数 选择2000—2013年6种主要用地类型(耕地、林地、草地、水域、建设用地、未利用地)的年增长率、主要类型在各个县域所占比例的变化程度以及主要土地类型在研究区内自身比重的变化3类指标，用于刻画土地类型的综合变动状态[13-14]。即采用递变速率(Lcv)、土地类型内部结构递转系数(Lcp)、土地类型空间结构递转系数(Lcw)[13]。

根据上述3类指标求得土地利用综合变动系数：

(3)

式中：Y为综合土地利用变化指标；m为选取的指标数，文中m=3；Y1，Y2和Y3分别表示各地区综合Lcv，Lcp，Lcw。

(4)

式中：n为土地类型数,n=6;Xi表示各地区耕地、草地、林地、水域、建设用地和未利用地的Lcp，Lcw，Lcv。

2.2.3 耦合度模型

(1) 耦合度函数。借鉴物理学中的容量耦合概念及容量耦合系数模型，推广得到多个系统(或要素)相互作用耦合度模型，即：

(5)

为了便于分析，可以直接得到乡村转型和土地利用变化的耦合度函数，可以表示为[15-19]：

(6)

式中：C为乡村性与土地利用变化的耦合度，C∈[0,1]；u1，u2分别为乡村性与土地利用变化的综合指数值。

根据乡村性与土地利用变化交互作用的强弱程度，对乡村性与土地利用变化耦合的过程进行划分，具体划分标准为：当0

(2) 耦合协调度模型。为了避免仅靠耦合度带来的误导偏差，进一步构造乡村转型—土地利用变化系统耦合协调函数，更深入地评判系统内部的耦合协调程度[16],采用耦合协调模型来反映乡村转型与土地利用变化交互耦合过程中的协调状况，其计算公式为:

(7)

T=a×u1+b×u2

(8)

式中：D为耦合协调度；C为耦合度；T为乡村性和土地利用变化综合调和指数；u1，u2分别为乡村性和土地利用变化的综合发展水平；a，b是待定系数，这里取a=b=0.5。

为了更直观反映乡村转型与土地利用变化的耦合协调程度，将其耦合协调度进行划分，划分标准为：两系统为低度协调的耦合(0

3 结果与分析

3.1 乡村发展评价与分析

2000年鄱阳湖生态经济区乡村性指数平均值为0.63(表2)，南昌市区乡村性最小，指数为0.23，余干县乡村性最强，指数高达0.80；2013年乡村性指数平均值为0.62，景德镇市区最小，为0.20，余干县最大，为0.85。南昌市区、景德镇市区、九江市区等6个市区的乡村性指数明显更小，乡村性要更弱。

2000—2013年，鄱阳湖生态经济区乡村性指数变化不大，乡村性类型为中等。各县域之间的标准差为0.13～0.15，表明县域尺度上鄱阳湖生态经济区乡村性指数的离散程度不大。新建县、进贤县、浮梁县等17个县域乡村性有所减弱，而南昌县、安义县、武宁县等14个县域乡村性指数有所增加。

表2 鄱阳湖生态经济区乡村性指数分析

根据ArcGIS提供的最佳自然间断点分级法(Jenks)，把相似性最大的乡村性指数分在同一级，差异性最大的数据分在不同级，分别将2000年、2013年鄱阳湖生态经济区31个县域单元乡村性划分为5种不同类型(图1)，乡村性弱的区域、乡村性较弱区域、乡村性中等区域、乡村性较强区域、乡村性强区域。

图1鄱阳湖生态经济区乡村性指数分级

鄱阳湖生态经济区乡村性弱的县域都是城市市区，2000年包括南昌市区、景德镇市区、九江市区，2013年则包括南昌市区、景德镇市区和鹰潭市区。城市市区乡村性明显更弱，这与市区城镇化水平较高、耕地大量被建设用地占用密切相关。如南昌市区城镇化水平高达80%以上，2000—2013年耕地总面积减少了34.92%，耕地大量被占用，农业在经济发展中作用越来越小，乡村人口所占比重不断减小，乡村性减弱。

鄱阳湖生态经济区乡村性较弱地区的占比由16.13%下降至9.68%。2000—2013年，除新干县转变为乡村性强的地区外，乡村性较弱地区的第一产业比重及乡村人口比重在不断下降，这说明农业在经济发展中所占据的位置在降低，农地产出率与农业劳动生产率不断提高，农民纯收入与人均GDP也显著增加，地区经济在很大程度上得到了发展，乡村性逐渐变弱，其中新余市区在研究期内，乡村人口减少了27.94%，乡村人口比重不断下降，第一产业比重降至5.15%，乡村性较弱。

2000—2013年，乡村性中等地区的比重由38.71%上升至45.16%，增加了6.45%，这些地区耕地面积在减少，一产就业比例不断下降，农地产出率显著提高，其中浮梁县的农地产出率由0.46万元/hm2增长为2.46万元/hm2，涨幅较大，一产增加值比重大幅下降，农业在国民经济中的作用减弱，农民纯收入与人均GDP也显著增加，地区经济得到了发展，乡村性表现为中等。

鄱阳湖生态经济区乡村性较强的县域由于耕地变化速率较小，一产就业比例较大，2000—2013年，贵溪市的一产就业比例仅下降1.9%，农业劳动生产率偏低，都昌县则为最低，这类地区乡村性表现为较强。

2000年乡村性强的县域比重为12.90%，到2013年除转变为乡村性中等的湖口县外，这类地区由于人口变化速率较小，耕地变化速率也偏小，其中余干县和鄱阳县在研究期内，耕地面积在不断增加，一产就业比例和乡村人口比重偏大，农地产出率低，人均GDP和农民人均纯收入偏低，使得乡村性强。

3.2 土地利用变化分析

3.2.1 土地利用类型的数量变化 2000—2013年，鄱阳湖生态经济区耕地面积不断减少，由20 361.33 km2减至19 960.20 km2，面积净减少401.13 km2；林地面积净减少131.26 km2；草地面积由2 071.01 km2减少至1 796.59 km2，占土地总面积的比重由4.05%降到3.51%；未利用地面积减少了391.81 km2；建设用地规模不断扩大，面积增加了938.48 km2，占土地总面积的比重由2.88%增至4.72%；水域面积由5 407.36 km2增加到5 667.49 km2，占土地总面积的比重增加了0.51%[20-22]，这与推行了退耕还湖以及严格的水资源保护等措施有关[23](表3)。

表3 2000-2013年鄱阳湖生态经济区土地利用类型变化

3.2.2 土地利用变化的类型划分 根据上述方法求得各县域土地利用变化的3类指标Lcv，Lcw，Lcp，以及土地利用综合综合变动系数Lc，然后按照各地区Lc的大小，并参照Y1，Y2，Y3的值，进行区域土地利用变化类型划分(图2，表4)。结果表明，当Lc>1.17时，土地利用变化类型为剧变型，选择Lc大于1.17作为分界点，是因为综合内部结构递转系数Y2来看，Lc大于1.17的南昌市区的值均高于其他县域，且综合递变速率Y1的值也较高；当0.38

2000—2013年，鄱阳湖生态经济区土地利用变化较为稳定，土地利用变化程度较小，属于剧变型与缓变型地区仅占12.90%，而土地利用变化属于相对稳定型与稳定型的区域占到了87.10%，其中都昌县、瑞昌市、新干县、樟树市土地利用综合变动系数接近于0，总体上说鄱阳湖生态经济区土地利用变化速度较慢，土地利用变化程度较低。

剧变型的地区为南昌市区。其土地利用变化的特征是综合变动系数大于1.17,土地的综合递变速率为4.535 7,综合内部结构递转系数为5.893 0,综合空间结构递转系数为0.073 2,这说明属于剧变型的地区不论是从土地变化速度而言,还是从土地类型的内部结构和空间结构的递变程度来看,都位居鄱阳湖生态经济区前列。

缓变型的地区主要是鄱阳县、星子县以及鹰潭市区。这一类型的综合变动系数为0.38～1.17,土地综合递变速率在3.550 0以上,综合内部结构递转系数为1.800 0～8.800 0,综合空间结构递转系数为0.020 0～0.150 0。与剧变型的地区相比,这3个县域土地类型的综合递变速度、内部结构的递变程度都较低。

相对稳定型的地区有新建县、湖口县、余干县等6个县域，土地利用变化的共同特征是综合变动系数0.09

表4 鄱阳湖生态经济区土地利用变化类型

3.3 乡村转型与土地利用变化的耦合分析

3.3.1 乡村性指数变化量与土地利用综合变动系数分析 通过对2000—2013年鄱阳湖生态经济区31个县域的乡村性及土地利用变化进行类型的划分，计算出了乡村性指数的变化量和土地利用综合变动系数，结果表明：

当土地利用变化类型为剧变型时，乡村性弱的南昌市区土地利用综合变动系数最大，乡村性指数变化量为0.024；土地利用变化为缓变型时，土地利用综合变动系数也较大，包括乡村性较强的鄱阳县跟乡村性中等的星子县，也有乡村性弱的鹰潭市区，但这3个县域总体上乡村性指数的变化量也比较大，鹰潭市则达到-0.266，是鄱阳湖生态经济区乡村性指数变化量中的最大值。

图2 鄱阳湖生态经济区土地利用变化的类型

土地利用变化为相对稳定型时，土地利用综合变动系数仅次于缓变型，所包括县域的乡村性整体上比较强，乡村性指数变化量仅次于缓变型县域；而当土地利用类型为稳定型时，土地利用综合变动系数较小，乡村性指数变化量也要相对小一些。

这说明鄱阳湖生态经济区乡村性指数变化量与土地利用综合变动系数之间存在一定的关联性，土地利用综合变动系数越大，乡村性指数变化量也就相对越大。整体上看，2000—2013年，鄱阳湖生态经济区土地利用综合变动系数较小，土地利用类型为稳定型，乡村性指数变化量也较小，乡村性变化不大。

3.3.2 乡村转型与土地利用变化的耦合度与耦合协调度分析 根据耦合度与耦合协调度计算公式，得出2013年鄱阳湖生态经济区乡村性与土地利用变化的耦合程度与耦合协调程度(图3—4)。

(1) 耦合度分析。鄱阳湖生态经济区乡村转型发展与土地利用变化的耦合度整体上为0.25，表现为低水平的耦合，其中，景德镇市区耦合度最大，为0.49，属于颉颃时期，樟树市耦合度最小，为0.04，属于低水平耦合；鄱阳湖生态经济区乡村转型发展与土地利用变化的耦合度较低，乡村性转型发展的速度要快于土地利用变化，两系统发展不平衡。

南昌市区、南昌县、新建县、新余市区等11个县域乡村性与土地利用变化的耦合度为0.3～0.5，处在颉颃时期，其中，南昌市区、鹰潭市区、景德镇市区、星子县、鄱阳县这5个县域的乡村性指数要低于土地利用变化综合变动系数；而南昌县、新建县、九江市区、武宁县、湖口县、余干县这里6个地区乡村性指数要高于土地利用综合变动系数，相比较于耦合度小于0.3的低水平耦合县域，该11个县域乡村性指数与土地利用综合变动系数差距较小，除南昌市区外，差值均小于0.60，乡村转型发展与土地利用变化两系统的发展互相抗衡。

图3 鄱阳湖生态经济区乡村性与土地利用变化耦合度

图4 鄱阳湖生态经济区乡村性与土地利用变化耦合协调度

安义县、进贤县、浮梁县、九江县等20个县域乡村性与土地利用变化的耦合度均小于0.3，表现为低水平的耦合，这些县域乡村性转型发展的速度明显快于土地利用变化，两系统平均差值在0.64，两系统发展不平衡。

(2) 耦合协调度分析。鄱阳湖生态经济区乡村转型发展与土地利用变化这两个系统耦合协调度整体上为低度协调，平均协调度为0.309。大部分地区乡村性指数要明显高于土地利用综合变动系数，且土地利用变化的类型属于稳定型，土地利用变化的幅度不大，乡村转型发展要快于土地利用变化的速度，表现为发展的不平衡，导致两系统耦合协调度低。

南昌市区、星子县、鄱阳县、余干县这4个县域，乡村转型与土地利用变化的耦合度属于颉颃时期，即乡村转型发展与土地利用变化互相抗衡[18]，因两系统属于抗衡阶段，这4个地区土地利用变化的速度与乡村转型发展的速度差距不大，其耦合协调度为0.53～0.70，所以其耦合协调度属于高度协调，乡村转型与土地利用两系统发展较为平衡。

武宁县、湖口县、鹰潭市区3个县域乡村转型与土地利用变化的耦合度同样处在颉颃阶段，这3个地区土地利用变化类型分别为相对稳定型、相对稳定型和缓变型，乡村性类型分别为强、强和较弱，由于其土地利用变化的速度与乡村转型发展速度的差距与高度协调地区相比偏大，耦合协调度在0.45左右，属于中度协调，两系统发展耦合协调度一般。

九江市区、景德镇市区、新建县、南昌县这4个县域耦合度也属于颉颃时期，但其乡村转型发展与土地利用变化发展速度差距仅次于低水平耦合县域，两系统发展不协调，耦合协调度在0.35左右，属于低度协调，两系统发展过程中协调程度较差。

低水平耦合的安义县、进贤县、新干县等20个县域，乡村性指数远远大于土地利用综合变动系数，乡村转型速度较快，土地利用变化速度较慢，土地利用变化类型为稳定型，乡村性总体上较强，两系统发展极不平衡，耦合协调度均小于0.30，系统内部耦合协调度很差。

4 讨论与结论

(1) 2000—2013年，鄱阳湖生态经济区31个县域单元乡村性指数变化不大，平均值为0.62～0.63，空间分布呈现圈层结构，以鄱阳湖水域为中心，越往外围乡村性越弱。17个县域乡村性有所减弱，14个县域乡村性有所增强。

(2) 鄱阳湖生态经济区的土地利用结构以耕地、林地、水域为主，2000—2013年期间，耕地、林地、草地、未利用土地的面积持续减少，建设用地、水域的土地面积显著增长。土地利用变化较为稳定，土地利用变化程度较小。

(3) 鄱阳湖生态经济区乡村转型发展与土地利用变化这两个系统耦合度整体上为低水平耦合，大部分地区乡村性指数要明显高于土地利用综合变动系数，乡村转型发展要快于土地利用变化的速度，两系统发展不平衡。

(4) 鄱阳湖生态经济区乡村转型发展与土地利用变化这两个系统耦合协调度为低度协调。其中，南昌市区、星子县、鄱阳县、余干县这4个县域，耦合协调度属于高度协调；武宁县、湖口县、鹰潭市区3个县域耦合协调度属于中度协调；安义县、进贤县、新干县等24个县域为低度协调。

鄱阳湖生态经济区乡村转型发展可以通过土地利用转型来适应国内外竞争市场和提升自身发展的能力[2]，实现农村要素、资源的空间重组，从而提升农村生产力水平。通过开展鄱阳湖生态经济区乡村转型与土地利用变化的耦合关系的研究，对今后城乡统筹发展、实现农业农村现代化、深化土地制度改革提供决策支持,促进乡村转型过程中土地资源的合理利用，优化人地关系。