我国粮食生产与绿色经济发展效率的 耦合时空分异特征

陆秋雨

摘要：本文主要关注粮食生产与绿色經济发展效率的空间相关特征以及二者之间是否存在空间溢出效应，以2007-2019年中国31个省（市）的粮食生产综合评价指数与绿色经济发展效率值，运用耦合协调度模型分析二者的时空耦合特征。结果表明：（1）中国31个省（市）的绿色经济发展的综合效率呈现先缓慢上升，后持续下降的动态趋势。（2）从空间上看，在2007-2019年间，我国绿色经济发展综合利用效率区域的差异显著，呈中部>东北>西部>东部的空间分布特征。（3）整体上，我国粮食生产与绿色经济发展效率耦合协调度在空间上存在一定的集聚效应。

关键词：粮食生产绿色经济发展效率耦合协调分析

一、引言

维护粮食生产与安全同国家战略的发展息息相关[1]。“十三五”规划时期粮食发展成就显著，到了“十四五”规划时期，我国经济的发展方向逐渐由高速到高质量深入发展，在高度重视国家粮食安全战略的基础上，提倡绿色经济，并注重资源环境对经济发展以及粮食生产的影响[2]。因此如何把握粮食生产与经济、生态环境之间的发展关系，一时间成为了学者和专家关注的热点。较为常见的有对于粮食生产的技术效率 [3]、劳动力资源 [4]、农业机械化 [5]、经济发展 [6]等方面的研究。

为进一步深入研究粮食生产与资源环境之间的关系，陈红[7]等学者以黑龙江为例，研究粮食生产用水的绿色效率，为提高粮食生产的用水效率和促进水资源的合理配置提供了有力支撑;李曼 [8] 等学者以水足迹的视角探讨了影响小麦、大麦和玉米等主要粮食生产的水足迹变化因素;王丽川 [9] 等学者探究了城市水资源、能源和粮食三者的耦合程度，对城市资源能源和粮食之间的协调绿色发展进行了深入研究分析。

综上所述，虽然粮食生产与经济发展之间的关系等方面的研究成果已经取得了一定的进展，但是仍存在一些不足之处。其一，在粮食生产与经济发展的研究方面，很少有学者引入绿色经济发展概念，并探究二者之间的耦合协调关系;其二，在粮食生产背景下，绿色经济发展效率的测算往往会忽略粮食生产对其的影响因素。因此，本文选择在粮食生产的背景下，探究粮食生产综合评价指数与绿色经济发展效率之间的耦合协调发展程度，以期为今后中国粮食生产发展和绿色经济效率的提升提供一些解决思路和理论支撑。

二、研究方法

（一）数据来源与处理

为了保证数据选取的全面性与准确性，本文选取了全国31个省份（市）的相关数据进行实证分析。具体指标选取如下表2-1所示。其中，粮食生产综合评价指标参考了殷伟 [10] 等学者的研究成果，用四个一级指标：农业投入、生产条件、经济效益、产出效益来衡量。绿色经济发展效率的测算指标参考杨亮洁 [11] 等学者的研究成果，分为投入和产出两部分。本文涉及的数据均来源于2007-2019年份的《中国统计年鉴》和31个省份的统计年鉴。

（二）熵值法

为了更加科学的对数据进行处理分析，在确定粮食生产评价指标后，需要对单位并不统一的各个数据进行无量纲化处理，即为数据的标准化处理。数据的评价指标影响一般分为正向影响和负向影响，一般范围将统一到 [0，1] 之间。在指标标准化处理之后，可以利用熵值法确立各个指标的科学权重，排除人为因素的干扰，方便客观准确地对研究结果进行评价。其中，各项计算公式如下：

正向指标：y=（1）

负向指标：y=（2）

计算第i年第j项指标的比重：

Y=（3）

e=-ky*1ny（4）

指标信息熵计算：k=（5）

信息熵冗余度：dj=1-ej（6）

指标权重：wi=（7）

其中，y′为第i年第j个指标的标准化值（i=1，2...5），y为第i年第j个指标的标准值，其余两个指标以大小写分别为第i年第j个指标在研究时间段内的最大值和最小值。且n为指标数，m为指标年份。

（三）数据包络分析法

数据包络分析模型（DEA，Data Envelopment Analysis）是评价研究对象有效性的一种方法，包括利用输入指标和输出指标，对决策单元DMU建立有效生产前沿面。DEA模型并不用对整体的数据进行量纲化处理，也不需强调模型使用的详细形式，因此也避免了对于主观赋权重等问题的争议。模型的形式通常可以以有无约束条件：∑λ=1来区分规模报酬不同的模型，即假设规模报酬不变的CRS模型和假设规模报酬可变的BCC模型。

其中，DEA模型能够将取得的综合利用率化解为技术效率和规模效率，以此来对得到的结果进行解释分析，且综合利用效率可分解为技术效率变化和规模变化。其中，由于绿色经济发展效率适用于按照DEA模型的划分，属于随着规模报酬不同的变化而变化，因此本文选择以规模报酬可变的BCC模型，来测算绿色经济发展的综合评价指数。

（四）耦合度模型

耦合度模型常用于研究系统内部两个要素之间互相联系的紧密程度，而要素之间互相关联的程度即为耦合程度和协调程度，可以用来分析系统的发展状况。由于粮食生产因素与绿色经济发展效率是属于彼此独立又互相关联的系统，因此本文利用耦合度模型来探究二者之间的互相关联程度，计算公式如下：

C=（8）

其中，C为耦合度且满足0≤C≤1，U1为粮食生产的综合评价指数;U2为绿色经济发展的综合效率值;耦合度C越大则说明研究对象之间的关联程度越强，反之，当耦合度无限接近于0时，说明二者的关联程度逐渐弱，此时系统的发展正处于无序不稳定发展阶段。

为了更加准确地判断研究系统因素之间耦合发展状况，本文在耦合度模型评价的基础上引入耦合协调度模型，来衡量在粮食生产与绿色经济发展的耦合协调发展水平程度，计算公式如下：

D=（9）

T=α∪1+β∪2（10）

其中，D為耦合协调度，且介于0和1之间，T是由待定系数α和β构成的综合协调指数，且α和β相加满足和为1的条件。由于研究对象对系统的贡献相当，本文假定待定系数均为0.5。若D的值越大，则说明两系统因素之间的耦合发展协调水平越高，反之，则说明二者缺乏发展的协调度。其中，参照已有文献成果耦合度和耦合协调度等级划分如下表2-2所示。

三、实证结果及分析

（一）绿色经济发展效率的特征分析

1. 绿色经济发展效率的总体特征分析

由图3-1可知，中国31个省（市）的绿色经济发展的综合效率呈现先缓慢上升，后持续下降的动态趋势。绿色经济发展的综合效率在2008年达到最高点0.737，这可能与2008年前后各个省份颁布的与生态环境及大气污染的相关政策及规定有一定的联系。而其技术效率的变化趋势与综合效率的变化趋势相同，均于2008年达到最高点，而后呈现出波动下降的趋势;然而规模效率的整体波动幅度虽然并不大，但也呈现出了整体下降的趋势，效率值在0.7-0.8范围上下波动。由此可以看出全国绿色经济效率的波动受技术效应的影响较大，与技术效率的下降有关，且规模效应也在一定程度上推动者绿色经济发展效率的下降。

2. 绿色经济发展效率的空间格局特征

由于各个地区的地理和资源配置并不相同，其对于绿色经济发展效率和粮食生产也会产生不同的影响。为进一步分析粮食生产以及绿色经济发展效率的相关特征，本文将全国31个省份划分为四个区域。其中，东北区域包括：辽宁、吉林、黑龙江;东部地区包括：北京、天津、河北、山东、江苏、浙江、上海、福建、广东、海南;中部区域包括：湖南、湖北、河南、江西、安徽、山西;西部区域包括：宁夏、新疆、青海、陕西、甘肃、四川、云南、贵州、西藏、重庆、内蒙古、广西。

由图3-1可知，在2007-2019年间，我国绿色经济发展综合利用效率区域的差异显著，呈中部>东北>西部>东部的空间分布特征。中部地区的综合效率值呈现出缓慢下降的波动趋势。其在2007-2019年间下降了0.38个百分点，这与绿色经济发展的技术效率达到最高点又逐渐下降的波动因素有关。在2012年，中部地区与东北地区的综合效率值相差幅度逐渐减小，但始终高于全国平均水平。西部地区综合效率均值在全国均值上下波动，整体呈现下降的趋势。而东部地区的绿色经济发展效率则处于四个地区的末端。一方面可能是由于东部地区经济发展快速，且在这些年间人口不断由西向东，由北至南迁移，导致东部地区绿色经济发展压力增大;另一方面，也是由于东部地区区域与区域之间绿色经济发展水平存在一定的差异，导致整体绿色经济发展效率偏低。

（二）粮食生产与绿色经济发展效率的时空分异特征

根据粮食生产综合评价指数与绿色经济发展效率值，结合耦合度及耦合协调度模型，可以测算出全国粮食生产水平与绿色经济发展效率之间的耦合协调程度。为体现出其发展趋势，本文选取四个年段作为观察点，研究发现，在2007年，除黑龙江和新疆处于严重失调耦合阶段，处于一般协调的省份占45.1%，其余省份均处于轻度失调耦合阶段占全部的48.3%。而在2011年，全国31个省（市）大多处于一般协调耦合阶段，占全部的90.3%。这一趋势表明在2007-2011年间，全国粮食生产水平与绿色经济发展效率之间已经表现出一定的相互作用的依赖性，且各个地区的粮食生产水平与绿色经济发展效率之间的耦合程度具有了一定的稳定性。

为进一步探讨粮食生产水平与绿色经济发展效率之间的空间相关性，本文运用GrcGis10.5软件将2003年、2008年、2013年和2017年资源利用效率耦合协调度进行空间可视化，如图3-2所示。从时序上看，在2007、2011、2015、2019年粮食生产水平与绿色经济发展效率的耦合协调度均值为0. 388 、0. 525 、0.549和0.523;在2015年，全国处于良好失调的省份（市）有5个，处于一般协调的省份（市）有26个;在2019年处于良好失调的省份（市）有4个，处于轻度失调的省份（市）有3个，处于一般协调的省份（市）有24个。这表明在我国粮食生产水平与绿色经济发展效率的耦合协调水平正在由严重失调过渡到一般协调，并逐步上升至良好协调阶段。可以由此看出，粮食生产的发展水平提升与绿色经济发展效率之间存在一定的相互支持，相互促进的关系。

从空间上看，我国粮食生产水平与绿色经济发展效率的耦合协调度呈中部>西部>东北>东部的空间分布格局。具体来说，中部地区在2007年时，全部6个省份（市）均处于轻度失调耦合阶段，到2011年则耦合协调水平逐渐提升，区域均进入一般协调耦合阶段，其中，山西和湖南在2015年后一直保持在良好协调耦合阶段;而西部地区的发展在前期并不均衡，西部地区在2007-2019年间有66.7%个省份由严重失调和轻度失调耦合阶段逐步稳定为一般协调耦合阶段。在2019年，西部地区处于良好协调耦合阶段的省份（市）占到16.7%。东北地区在2007-2019年间地区耦合协调发展水平持续进步，从存在严重失调区域到各个区域进步保持稳定在一般协调阶段，且东北地区在2007年处于严重和轻度失调的区域各有1个，东部地区和西部地区则各有1个区域处于严重失调阶段;东部地区发展较为平衡，2007年仅江苏处于轻度失调阶段，自2011年后，东部地区的省份（市）均进入一般协调耦合阶段，其中，北京在2011年间处于良好协调耦合阶段，可以看出东部地区的粮食生产水平与绿色经济发展效率的耦合协调程度逐渐加深并趋于稳定。

四、结论

本文在利用2007-2019年的面板数据分别用熵值法和数据包络模型测算出粮食生产综合指数与绿色经济发展效率的基础上，利用耦合协调模型得出粮食生产综合指数与绿色经济发展效率的耦合协调度，绘制空间分布图进行二者的空间耦合特征分析。结果显示：

（1）中国31个省（市）的绿色经济发展的综合效率呈现先缓慢上升，后持续下降的动态趋势。我国绿色经济发展综合利用效率区域差异显著，呈中部>东北>西部>东部的空间分布格局。

（2）从空间上看，我国粮食生产水平与绿色经济发展效率的耦合协调度呈中部>西部>东北>东部的空间分布格局。整体上看，我国大部分省份（市）在2011年后一直处于一般协调耦合阶段，其粮食生产水平与绿色经济发展效率的耦合协调程度逐渐加深并趋于稳定。

（3）整体上，我国粮食生产与绿色经济发展效率耦合协调度在空间上存在一定的集聚效应。但聚集态势在增强与减弱之间来回波动。各个区域之间的耦合度整体相差并不大，并随着政策和制度的变化，各地的耦合情况一直在变动，其中西部地区的变化尤为明显。

参考文献：

[1]王永春，李静，王秀东.新中国成立以来我国粮食生产变动规律研究及趋势展望[J].中国农业科技导报，2021，23（01）：1-11.

[2]袁慧.我国粮食政策的演变历程、内在逻辑及优化建议——基于粮食增產与粮农增收双重目标的视角[J].江苏大学学报（社会科学版），2021，23（02）：104-111.

[3]王善高，许昭，刘吉双.粮食收入性补贴对粮食生产技术效率的影响分析——以不同规模稻谷种植为例[J].农林经济管理学报，2020，19（03）：297-306.

[4]宦梅丽，侯云先.农机服务、农村劳动力结构变化与中国粮食生产技术效率[J].华中农业大学学报（社会科学版），2021（01）：69-80+177.

[5]姚春生，侯方安，陈海燕.粮食安全与农业机械化的逻辑关系及其政策启示——基于三种主要粮食种植成本收益的中美比较[J].中国农机化学报，2021，42（01）：1-8.

[6]陆婷婷，夏四友.江苏省粮食生产与经济发展时空耦合与优化策略[J].东北农业科学，2020，45（02）：95-100.

[7]陈红，王浩坤，秦帅.水足迹视角下黑龙江粮食生产用水绿色效率研究——基于三阶段SBM-Malmquist指数分析法[J].长江流域资源与环境，2020，29（12）：2790-2804.

[8]李曼，何巧凤，刘焕才.疏勒河流域中下游地区主要粮食作物生产水足迹变化及影响因素分析[J].节水灌溉，2020（09）：94-99+105.

[9]王丽川，侯保灯，周毓彦，陈晓清，王欣，黄亚.城市水-能源-粮食耦合协调发展研究[J].水利水运工程学报，2021（01）：9-17.

[10]殷伟，姚成胜，黄琳.我国粮食生产与经济发展耦合协调性的时空演变[J].中国农业资源与区划，2020，41（11）：110-121.

[11]杨亮洁，杨海楠，杨永春，魏伟，潘竟虎.基于耦合协调度模型的河西走廊生态环境质量时空格局演化[J].中国人口·资源与环境，2020，30（01）：102-112.

（作者单位：河南财经政法大学）