黄河三角洲耕地利用集约度变化及其驱动因素*
2022-03-25张黎黎李子君
张黎黎,李子君
(山东师范大学地理与环境学院,济南 250358)
0 引言
中国是农业大国,耕地是进行农业生产活动的载体。2013—2019年中国耕地总面积从13 500万hm2减少到11 900万hm2,短短7年减少了1 600万hm2,耕地面积减少的趋势十分明显。然而,耕地利用过程中存在严重粗放利用的现象,导致一系列土地退化问题,使得优质耕地资源进一步减少。在当前人口数量持续增长、建设用地面积占用耕地面积不断扩大、生态用地面积需求愈日增加的趋势下,人们日益增长的粮食需求、发展需求、生态需求与逐渐减少的耕地面积之间的矛盾愈发突出。学者们已经认识到相比耕地面积缩小,耕地集约利用程度的变化对中国粮食安全的威胁更大,并呼吁加强耕地集约利用的研究[1-2]。
目前,中国学者针对耕地集约利用已经开展了一系列研究。在耕地集约利用时空变化规律及差异[3-9]方面,学者们通常借助相关统计学软件分析其时间变化规律,结合有关模型和GIS等空间分析软件研究其空间变化特征及差异,但针对耕地利用集约度内部结构特征方面的研究仍较少。在耕地利用集约度的计算方面,学者大多使用实物形态和价值形态两种形式,但实物形态无法统一对不同类别、不同等级的资源进行量化,价值形态无法避免市场供求关系和社会经济对农业生产投入要素价格的影响[4]。在耕地集约利用影响因素分析[10-16]方面,学者大多通过统计学软件和模型对选取指标进行量化分析,理论分析和定量分析相结合,且多数都是对多个影响因素进行独立分析,缺乏对多个影响因素交互作用的探究。能值分析理论量纲统一,能够在统一的尺度上对不同质的资源价值进行量化计算[17]。地理探测器不仅能够解释单个影响因素的独立作用,也可以解释多个影响因素的交互作用。因此文章引入能值分析理论计算黄河三角洲耕地利用集约度,在此基础上,利用地理探测器探讨多个影响因素对黄河三角洲耕地利用集约度的交互作用。
黄河三角洲是中国乃至世界造陆速度最快的河口三角洲之一,土地资源十分丰富,是山东省乃至长江以北地区后备耕地资源最为丰富的地区,有着巨大的开发潜力,国务院将该地区列为全国新建的五大粮仓之首。合理地开发黄河三角洲是打造山东半岛蓝色经济区的重要举措,是推进黄河流域生态保护和高质量发展的重要环节,也是国家生态文明建设的重大战略部署。然而,黄河三角洲生态环境十分脆弱,尤其土壤盐渍化、湿地退化严重制约该地区农业可持续发展和生态系统良性循环。因此,文章研究黄河三角洲耕地利用集约度的变化及其驱动因素,拟为提高该区域耕地利用效率、保障区域粮食安全以及促进耕地生态保护和农业可持续发展提供参考。
1 研究区概况与数据来源
1.1 研究区概况
黄河三角洲位于山东省东北部,分布于渤海湾南岸和莱州湾西岸,地处116°90′E~120°29′E,36°42′N~38°21′N。黄河三角洲属于典型的冲积扇形三角洲,地势西南高、东北低。气候属于暖温带半湿润大陆性季风气候,年平均气温11.7~12.6℃,年均降水量530~630mm,主要集中在夏季。该区域土壤存在严重的盐碱化问题,天然植被主要有湿生植被和盐生植被,以草甸为主,植被稀少,逆向演替。2019 年黄河三角洲土地总面积约2.65万hm2,占山东省总面积的16.9%;年末总人口约1 046.1万人,占山东省年末总人口的10.31%;地区生产总值约8 040.22亿元,占山东省地区生产总值的11.31%。
图1 黄河三角洲地理位置
1.2 数据来源
该文中所用耕地面积、耕地投入(农业机械总动力、农膜使用量、农药使用量、化肥施用量、农林牧渔业从业人员数量)、粮食产量、农作物总播种面积、人口数量(总人口、非农人口)、农林牧渔业总产值、区域GDP等数据均来源于1989—2020年《东营市统计年鉴》《滨州市统计年鉴》《潍坊市统计年鉴》《德州市统计年鉴》《淄博市统计年鉴》《烟台市统计年鉴》和《山东统计年鉴》。
2 研究方法
2.1 能值分析理论
美国生态学家H.T.Odum 于20世纪80年代创立了能值分析理论,蓝胜芳于20世纪90年代将该理论引入中国。根据Odum对能值的解释,能值可以理解为生产某种产品或服务所需的直接或间接投入的某种可用能[18]。通常使用太阳能作为统一的能量标准来衡量不同能量的质量,因此能值的单位为“太阳能焦耳”(sej)[19]。
耕地利用集约度是指生产过程中单位时间、单位耕地面积上非土地投入数量,直接影响单位耕地面积的产出[16],可以分为劳动集约度和资本集约度。劳动集约度主要是指人力的投入,该文使用农林牧渔业从业人员数量代表劳动力数量。资本集约度主要是指农业机械和农业生产物质(农药、化肥、农膜等)的投入,该文使用化肥折纯量代表化肥投入数量。依据投入的目的,资本投入可进一步划分为省工性投入和增产性投入两类,省工性投入主要是指农业机械,增产性投入主要是指农膜、农药、化肥。该文以黄河三角洲19 个县(市、区)农业机械、农膜、农药、化肥及劳动力等5 项农业生产要素的投入状况,研究此区域的耕地利用集约度。现有研究表明以上5种生产要素的投入可以代表耕地投入的整体状况[2,20]。所使用的计算方法、能值转化率、能量折算系数借鉴谢花林[7]、姚成胜[21]等的研究成果。计算公式如下。
第一,劳动集约度公式为:
式(1)中,LE是劳动集约度,单位是sej/hm2;T1是劳动力的能值转化率3.8×105sej/J;C1是劳动力的能量折算系数3.50×109J/人;N1是每公顷耕地面积上农林牧渔业从业人员数量,单位是人/hm2。
第二,农业机械集约度公式为:
式(2)中,ME是农业机械集约度,单位是sej/hm2;Tm为农业机械的能值转化率7.50×107sej/J;Cm是农业机械的能量折算系数2.10×108J/kg;Nm是每公顷耕地面积上的农业机械总动力,单位是kW/hm2。Z是各种农用机械的千瓦数折成千克数,再乘以折旧系数0.1的值,计算公式为:
式(3)中,Ma、Mb和Mc分别为汽油发动机动力、电动机动力和柴油发动机动力,单位是kW;M1、M2和M3分别为动力机械、排灌机械和大型农具的质能折算系数,其值分别为104.72 kg/kW、4.96 kg/kW 和393.04kg/kW。
第三,农药集约度公式为:
式(4)中,PE是农药集约度,单位是sej/hm2;TP为农药的能值转化率1.62×1015sej/t;NP是每公顷耕地面积上使用的农药量,单位为t/hm2。
第四,化肥集约度公式为:
式(5)中,FE是化肥集约度,单位是sej/hm2;A是每公顷耕地面积上使用的化肥量,单位是t/hm2;%N、%P、%K、%M分别是氮肥、磷肥、钾肥和复合肥所占比重;TN、TP、TK、TM分别是氮肥、磷肥、钾肥、复合肥的能值转化率3.80×1015sej/t、3.90×1015sej/t、1.10×1015sej/t和2.80×1015sej/t。
第五,农膜集约度公式为:
式(5)中,GE是农膜集约度,单位是sej/hm2;TG是农膜的能值转化率3.80×1014sej/t;NG是每公顷耕地面积上使用的农膜数量,单位是t/hm2。
第六,耕地利用总集约度公式为:
式(7)中,SE是耕地利用总集约度,单位是sej/hm2;LE是劳动集约度;CE=ME+PE+FE+GE,CE是资本集约度,ME、PE、FE、GE分别是农业机械集约度、农药集约度、化肥集约度、农膜集约度。
2.2 GIS空间分析
通过1988—2019 年各县(市、区)整体的耕地集约利用水平,分析黄河三角洲耕地利用集约度的区域差异。主要利用ArcGIS软件中自然断裂点分级法,将1988—2019年黄河三角洲19个县(市、区)的耕地利用集约度分为5级,从低到高依次为粗放利用、低度集约利用、中度集约利用、高度集约利用、精细集约利用。根据每一年的分级结果,按照以下规则最终确定各县(市、区)耕地利用在32 年整体所处的等级:(1)Si为1988—2019年某一县(市、区)第i等级耕地利用的年数,i=1(粗放利用),i=2(低度集约利用),i=3(中度集约利用),i=4(高度集约利用),i=5(精细集约利用);(2)Smax(Si)为Si最大值的年数,Sx为某县(市、区)比等级i高的年数。(3)若Sx<9,则等级i为某县(市、区)耕地集约利用等级;若Sx≥9,则等级i+1为此县(市、区)耕地集约利用等级。
2.3 地理探测器
地理探测器是探测空间分异性以及解释其背后驱动因子的一种新的统计学方法,主要包括分异及因子探测、交互作用探测、风险区探测及生态探测等4个模块[22]。该文利用因子探测、交互作用探测研究黄河三角洲耕地利用集约度产生区域差异的影响因素。
因子探测:探测某因子X多大程度上解释了属性Y的空间分异。用q值度量,表达式为:
式(8)中,h=1,…,L是变量Y或因子X的分层,即分类或分区;Nh和N分别是层h和全区的单位数;分别是层h和全区的Y值的方差。SSW和SST分别是层内方差之和和全区总方差。q的值域是[0,1],q值越大表示自变量X对属性Y的解释能力越强,反之则越弱。
交互作用探测:探测不同风险因子Xs之间的交互作用,即评估因子X1和X2共同作用时是否会增加或减弱对因变量Y的解释力,或这些因子对Y的影响是相互独立的。两个因子之间的关系可分为以下几种类型(表1)。
表1 两个自变量对因变量交互作用的类型
3 结果与分析
3.1 耕地利用集约度的时序变化
3.1.1 劳动集约度的变化
1988—2019 年黄河三角洲劳动集约度大致呈现出逐渐下降的变化趋势(图2)。32 年劳动集约度共下降1.47×1015sej/hm2,年均下降率为1.6%。主要原因是:农业机械化成为农业发展的重要方向,部分农业劳动力从农业生产中逐渐向二三产业转移[4];农业劳动力务农机会成本上升引发劳动力析出现象,农业劳动力大量流失[23]。
图2 1988—2019年黄河三角洲劳动集约度的变化
3.1.2 资本集约度的变化
1988—2019 年黄河三角洲资本集约度的整体变化趋势是上升—下降—上升(图3)。为了进一步细化黄河三角洲耕地利用资本集约度的内部结构特征,更加具体地反映出耕地集约利用的变化方向,对1988—2019年黄河三角洲耕地的各种资本投入类型变化进行分析。
图3 1988—2019年黄河三角洲资本、农业机械集约度的变化
(1)农业机械集约度的变化。1988—2019 年黄河三角洲农业机械集约度的变化趋势呈上升—下降—上升(图3),与资本集约度的变化趋于一致。1988—1992 年处于平稳阶段,主要原因是经济条件及科技水平低下直接限制大型农业机械的普遍推广。1993—2015 年处于上升阶段,一是由于劳动力析出导致劳动力短缺,对于省工性投入农业机械的需求增大;二是由于政府加大对农业的扶持力度,尤其是2004 年开始实施农机购置补贴政策,激发了农业劳动者的积极性,农业机械投入增多;三是由于黄河三角洲是一个冲积三角洲平原,地势低平为农业机械的使用提供了良好的地形条件,有利于农业机械化的发展。2016—2019年处于急速下降—重新上升阶段,2016年农业机械集约度急速下降主要由于2015年国内粮食受国际粮食市场冲击出现“三高”现象,农产品尤其是玉米、大豆、小麦、大米等粮食产品价格大幅下降,打击了农业劳动者农业投入的积极性;同时,2016 年黄河三角洲农作物总播种面积减少43 839 hm2,政府将30%的农机购置补贴比例“惯例”下调了10%,也在一定程度上导致了农业机械投入减少。2017—2019 年随着粮食市场流通体制的改革,粮食价格形成机制的完善,农业机械投入逐年增加,农业机械集约度重新上升。黄河三角洲农业机械集约度占资本集约度的比重超过99.7%且比重逐渐增大,可见农业机械集约度的大小对于耕地集约利用水平的高低至关重要。
(2)农药、化肥、农膜集约度的变化。1988—2019 年黄河三角洲农药、化肥、农膜集约度的变化趋势大致都是先上升后下降(图4),波动性十分显著。农药、化肥、农膜集约度分别在2006 年、2007 年、2008 年出现转折,均在2004 年出现一个小高峰。转折前上升的主要原因是:农膜、农药、化肥是当前实现农业增产增收的3项重要投入[24],人们提高单产的迫切需求导致三者投入增加;提高单产的需求与三者价格之间的矛盾导致上升期间波动性明显。转折后下降的主要原因是:政府出台相关减量增效政策;农膜、农药、化肥价格升高,而粮食价格下降(尤其2015年粮食出现“三高”现象,价格大幅下降),农业劳动者的购买积极性减弱。2004 年出现小高峰的主要原因是政府出台一系列农业补贴政策,刺激了农业劳动者的购买积极性。农药、化肥和农膜集约度总和占资本集约度的比重不足0.3%且比重逐渐减小,占耕地利用总集约度的比重不足1%,三者对耕地集约利用做出的贡献相对较小,但三者对农业增产增收做出的贡献不容忽视。
图4 1988—2019年黄河三角洲农药、农膜、化肥集约度的变化
3.1.3 耕地利用总集约度的变化
1988—2019 年黄河三角洲耕地利用总集约度大致呈上升—下降—上升的变化趋势(图5)。其变化状况可以划分为4个明显的阶段:平稳阶段—上升阶段—急速下降阶段—重新上升阶段。1988—1992年属于平稳阶段,5年耕地利用总集约度处于较低水平且未表现出明显变化。1993—2015年属于上升阶段,年均增长率为6.71%。2015—2016年属于急速下降阶段,短短一年下降894×1015sej/hm2。2017—2019年属于重新上升阶段,年均增长率为7.08%。通过对黄河三角洲耕地利用劳动集约度和资本集约度的分析知,劳动集约度与耕地利用总集约度的变化趋势大致相反,占耕地利用总集约度的比重不足1%且比重逐渐减小,因此劳动集约度对耕地利用集约度的贡献较小;资本集约度与耕地利用总集约度的变化趋势大致相同,占耕地利用总集约度的比重超过99%且比重逐渐增大,可见耕地利用集约度的主要贡献来源为资本集约度,尤其是农业机械集约度占耕地利用总集约度的比重超过99%,因此黄河三角洲耕地利用总集约度的变化主要受农业机械集约度变化的影响。
图5 1988—2019年黄河三角洲耕地利用集约度的变化
黄河三角洲耕地利用集约度结构的变化特征可以反映出该区域农业的发展方向。耕地利用总集约度的上升反映出黄河三角洲的农业越来越向集约化方向发展;劳动集约度不断下降,而省工性投入增多,农业机械集约度逐渐上升反映出黄河三角洲农业的机械化发展趋势愈发明显;增产性投入减少,农药、化肥和农膜集约度开始下降反映出了黄河三角洲生态化农业的发展趋势。因此,根据耕地集约度结构的变化趋势可知,黄河三角洲的现代农业发展越来越趋向集约化、机械化、生态化。
3.2 耕地利用集约度的空间变化
3.2.1 区域耕地利用集约度的变化特征
由图6 可知,1988 年和2019 年黄河三角洲19 个县(市、区)的耕地利用集约度及其变化特征存在显著的差异。总体来看,莱州市、寿光市、昌邑市和邹平县的耕地利用集约度始终较高,而河口区、东营区和滨城区的耕地利用集约度始终较低。32年垦利区耕地利用集约度增长幅度为702.23%,19个县(市、区)中增长幅度最大;邹平县耕地利用集约度增长幅度为148.16%,19 个县(市、区)中增长幅度最小。耕地集约利用水平受自然环境和社会经济环境的综合影响,黄河三角洲19 个县(市、区)拥有不同的自然条件和社会经济条件,因此导致各个县(市、区)耕地利用集约度具有较大差异,其变化幅度表现出不同的特点。
图6 1988年和2019年黄河三角洲各县(市、区)耕地利用集约度的变化
此外,1988年耕地利用集约度最高和最低的县(市、区)分别是寿光市和河口区,其差为66.96×1015sej/hm2;2019 年分别是莱州市和河口区,其差为156.25×1015sej/hm2。各县(市、区)耕地利用集约度的两极分化程度加深。主要原因是:作为“中国蔬菜之乡”的寿光市重视农业机械及科技的投入,作为“全国农技推广示范县”的莱州市全面推广“互联网+农机”,促使莱州市和寿光市耕地利用集约度始终保持较高水平;而属于“国际湿地城市”东营市辖区且处于黄河三角洲湿地保护区的主要所在区的河口区,注重湿地的保护与修复以及严重的土壤盐渍化限制了耕地的利用,导致河口区的耕地利用集约度始终保持较低水平。
3.2.2 耕地利用集约度变化的区域差异
按照规则对自然断裂点分级的结果进行整理后,获得1988—2019 年黄河三角洲耕地利用集约度的整体等级分级情况。由图7可知,黄河三角洲耕地利用集约度的空间分布具有一定的不平衡性,各个县(市、区)的耕地利用集约度水平存在显著差异。县(市、区)数量最多的耕地集约利用等级是中度集约利用和精细集约利用,县(市、区)数量最少的耕地集约利用等级是粗放利用。粗放利用的县(区)分别为河口区、东营区,共2个;低度集约利用的县(区)分别为沾化区、滨城区、利津县、垦利区,共4个;中度集约利用的县(区)分别为庆云县、无棣县、阳信县、高青县、寒亭区,共5 个;高度集约利用的县(市)分别为乐陵市、惠民县、广饶县,共3 个;精细集约利用的县(市)分别为邹平县、博兴县、昌邑市、寿光市、莱州市,共5 个。其中,河口区一直属于粗放利用,莱州市除2014 年外,均属于精细集约利用。32 年耕地属于粗放利用和精细集约利用的县(市、区)数量波动变化较小,耕地粗放利用的县(市、区)数量基本稳定在3 个左右,耕地精细集约利用的县(市、区)数量基本稳定在4个左右;而耕地属于低度、中度和高度集约利用的县(市、区)数量波动变化较大。总体来看,耕地利用集约度水平较低的县(市、区)集中黄河三角洲东北部,耕地利用集约度水平较高的县(市、区)集中在黄河三角洲西部和南部。黄河三角洲东北部耕地利用集约度水平较低主要与当地注重湿地的保护与修复以及土壤盐碱化的限制有关,西部和南部耕地利用集约度水平较高主要与当地重视农业机械与科技的投入以及土壤盐碱化治理成效显著有关。
图7 1988—2019年黄河三角洲耕地利用集约度的空间差异
3.3 耕地利用集约度区域差异的驱动因素分析
为了进一步提高黄河三角洲耕地利用效率,缩小耕地利用集约度的区域差异,结合前人研究成果[10-16,24-25]与黄河三角洲的实际状况,从耕地资源禀赋、社会经济因素两个方面选取以下7个指标来分析黄河三角洲耕地利用集约度产生区域差异的原因(表2)。其中,耕地资源禀赋因素包括人均耕地面积X1、耕地面积比重X2和耕地质量X3,社会经济因素包括复种指数X4、人均GDPX5、农民人均农林牧渔业产值X6和人口非农化比重X7。地理探测器分析驱动因素时,通常将连续型变量转换为类型量,建立的Y和X之间的关系比经典回归更加可靠[22]。该文利用SPSS 25 软件中的K-means 聚类分析将7 个驱动因素转化为类型量,以2019 年黄河三角洲耕地利用集约度作为因变量Y,7 个驱动因素作为自变量Xn(n=1,2,…,7),导入地理探测器中进行分析,结果如表3所示。
表2 耕地利用集约度驱动因素
利用因子探测模块分析了7个因子对黄河三角洲耕地利用集约度的独立影响程度,q值的大小顺序为复种指数(0.653)>人口非农化比重(0.565)>耕地面积比重(0.481)>人均耕地面积(0.406)>耕地质量(0.315)>农民人均农林牧渔业产值(0.275)>人均GDP(0.120)。这表明复种指数的独立作用对耕地利用集约度的影响程度最大,其次是人口非农化比重、耕地面积比重、人均耕地面积,相比之下,耕地质量、农民人均农林牧渔业产值对耕地利用集约度的独立影响较小,人均GDP对耕地利用集约度的独立影响最小。
复种指数是影响耕地利用集约度的主导因子,能够反映出单位耕地面积的利用强度。在合理的强度范围内,单位耕地面积的利用强度越大,农作物播种面积越多,耕地投入也会相应增加。人口非农化比重对耕地利用集约度有重要影响,在劳动力不断析出,农业劳动者资源愈发稀缺的背景条件下,增加农业机械投入代替劳动力投入成为一大趋势,从而促使耕地利用集约度提高。耕地面积比重和人均耕地面积分别通过区域耕地资源的丰裕程度和人均耕地资源的稀缺程度影响耕地利用集约度。通常区域耕地资源越丰裕,耕地得到的投入越多,相应的耕地利用集约度越高。人均耕地面积的多少决定人们的粮食需求能否得到满足,在人口不断增多、粮食需求持续增大,而人均耕地资源愈发稀缺的状况下,借助增加耕地投入提高单产成为增加粮食产量的大趋势,从而促使耕地利用集约度提高。耕地质量受土壤、地形、气候等因素影响,黄河三角洲部分地区土壤盐碱化直接影响着农作物的生长状况,制约着耕地的产出从而会影响耕地投入,因此我们要尤为重视耕地质量对耕地利用集约度的影响。农民人均农林牧渔业产值代表了农民农业收益状况,直接影响农民对耕地投入的积极性以及购买能力;人均GDP 反映了地区经济发展水平,能够决定区域农业投入的能力和水平、地区农业基础设施条件,如农业机械是否可以得到普遍推广。由于不同地区之间的耕地资源禀赋、耕地利用程度、农民农业收益状况、人口城镇化水平、经济发展水平等存在差异,导致不同地区耕地投入的结构和力度有所不同,从而造成黄河三角洲19 个县(市、区)耕地利用集约度存在差异。
利用交互作用探测模块分析了7个影响因子对耕地利用集约度的交互作用。如表3所示,除人均GDP与其他6个影响因子之间,农民人均农林牧渔业产值与耕地面积比重、耕地质量、复种指数之间呈非线性增强(q(X1∩X2)>q(X1)+q(X2)),其余任何两因子之间呈双因子增强(q(X1∩X2)>max(q(X1),q(X2)))。各因子的交互作用程度为:耕地面积比重∩农民人均农林牧渔业产值(0.988)>耕地面积比重∩人均GDP(0.975)>复种指数∩人均GDP(0.975)>复种指数∩人口非农化比重(0.971)>复种指数∩农民人均农林牧渔业产值(0.955)>人均GDP∩人口非农化比重(0.942)>耕地质量∩人均GDP(0.935)>耕地面积比重∩人口非农化比重(0.910)>耕地质量∩农民人均农林牧渔业产值(0.906)。任何两个因子对耕地利用集约度的交互作用值均大于其中某个因子的单独作用值,这说明因子间的交互作用增强了其对耕地利用集约度的影响。综合来看,耕地利用集约度受多种因素的综合影响,各种影响因素的综合作用对耕地利用集约度的影响远大于单一影响因素对其产生的影响。
表3 地理探测器的因子和交互探测
4 结论与讨论
4.1 结论
该文利用能值分析理论和GIS空间分析技术研究了1988—2019年黄河三角洲耕地利用集约度的时空变化特征,并利用地理探测器进一步探讨了耕地利用集约度区域差异的影响因素。主要研究结论如下。
(1)1988—2019 年黄河三角洲耕地利用总集约度表现出上升—下降—上升的变化趋势,主要受农业机械集约度的影响。其中,劳动集约度的变化呈下降趋势,占耕地利用总集约度的比重不足1%且比重逐渐减小;资本集约度的变化呈上升—下降—上升趋势,占耕地利用总集约度的比重超过99%且比重逐渐增大。在资本集约度中,属于省工性投入的农业机械集约度呈上升—下降—上升的变化趋势,属于增产性投入的农膜、农药、化肥集约度均呈先升后降的变化趋势,省工性投入占资本集约度的比重超过99.7%且比重逐渐增大,增产性投入占资本集约度的比重不足0.3%且比重逐渐减小。通过对集约度的结构特征分析得知,黄河三角洲的农业发展越来越趋向集约化、机械化和生态化。
(2)1988—2019 年黄河三角洲耕地利用集约度及其变化特征存在显著的区域差异。19个县(市、区)的耕地利用集约度水平差异较大且增长幅度不同促使区域两极分化程度加深。县(市、区)数量最多的耕地集约利用等级是中度集约利用和精细集约利用,数量最少的是粗放利用。县(市、区)数量波动变化较小的耕地集约利用等级是粗放利用和精细集约利用,数量波动变化较大是低度集约利用、中度集约利用和高度集约利用。总体来看,耕地利用集约度水平较高的地区集中于黄河三角洲西部和南部,耕地利用集约度水平较低的地区集中于黄河三角洲东北部。
(3)各种影响因素对黄河三角洲耕地利用集约度的独立影响程度为:复种指数>人口非农化比重>耕地面积比重>人均耕地面积>耕地质量>农民人均农林牧渔业产值>人均GDP。耕地利用程度、人口城镇化水平和耕地资源禀赋是造成黄河三角洲耕地利用集约度区域差异的主要因素。各种影响因素的交互作用对黄河三角洲耕地利用集约度的影响远大于单一影响因素对其产生的影响,尤其耕地面积比重和复种指数与农民人均农林牧渔业产值、人均GDP、人口非农化比重之间的交互作用对耕地利用集约度的影响程度较大。地区经济发展水平、农民农业收益状况和人口城镇化水平进一步增大了耕地资源禀赋和耕地利用程度对耕地利用集约度的影响。
4.2 讨论
(1)通过对黄河三角洲耕地利用集约度结构变化特征的分析可知,农业机械的投入程度决定耕地利用集约度的高低,在农业劳动力资源日益短缺和耕地劳动投入日益下降的形势下,各县(市、区)应加快土地流转,全面推广农业机械化,实现农业规模化经营。农药和化肥是当前实现农业增产增收的两项重要投入,其投入水平已经开始表现出下降趋势。农药和化肥过量投入会造成土壤酸化板结、农业面源污染等一系列生态环境问题,威胁食品安全,且黄河三角洲生态环境十分脆弱,因此未来各县(市、区)在农药、化肥投入方面,仍要践行减量增效政策,着重关注化肥和农药对生态环境的影响。寿光市作为“中国蔬菜之乡”,农膜投入力度较大,为避免其造成白色污染,破坏土壤环境,应全面推广可降解地膜及地膜回收,减少使用地膜,增加使用棚膜。
(2)通过对近32 年黄河三角洲耕地利用集约度空间变化特征的分析来看,在规划耕地集约利用时,可以将西部和南部耕地利用集约度水平较高的各县(市、区)划为“L”区,将东北部集约度水平较低的各县(市、区)划为“O”区,打造“L”“O”型的黄河三角洲特色生态农业发展格局。“L”区的地区应在黄河三角洲未来农业的发展过程中继续发挥带动和引领作用,承担起“渤海粮仓”建设的重任,有计划地对荒碱地进行开发治理及对中低产田进行改造,合理调整农业结构以寻求新的突破,打造高效生态农业示范区。“O”区处于黄河三角洲湿地保护区的主要所在区,该地区要保护与开发并行,一方面要注重推进湿地保护与修复,另一方面要重视盐碱地的改造,因地制宜,种植耐盐品种的小麦、玉米、水稻,努力推进“渤海粮仓”示范区的建设计划。
(3)通过对影响黄河三角洲耕地利用集约度水平因素的分析可知,耕地利用程度、人口城镇化水平和耕地资源禀赋对耕地利用集约度有显著影响,这与高阳[10]、柯新利[11]、Lu[12]、谢花林[25]等学者的研究结果相同。在此基础上该文进一步分析了各种影响因素的交互作用对耕地利用集约度的影响,地区经济发展水平、农民农业收益状况和人口城镇化水平进一步增大了耕地资源禀赋和耕地利用程度对耕地利用集约度的影响。为了在有限的耕地资源及耕地质量限制条件下保障区域粮食安全,黄河三角洲应在合理的强度范围内使耕地的利用价值最大化,弥补原有耕地资源不利条件的限制,充分利用建设黄河三角洲高效生态经济区的发展契机,重点提高农业劳动者的收入、提升地区经济发展水平和人口城镇化水平。同时,充分发挥农业政策对农业劳动者生产积极性的激励作用,增加农机购置补贴,进一步加大对农业的扶持力度,从而全面提高耕地利用集约度,缩小区域差异。