云南省粮食安全与城市化进程的空间格局研究

童 彦,高庆彦,张梅芬

(曲靖师范学院 文化旅游学院,云南 曲靖 655011)

0 引言

粮食安全是世界各国共同关注的社会和经济问题。在中国,粮食安全是影响国计民生的大事,同时中国的粮食安全态势对世界粮食安全格局有着及其重要的影响[1]。随着城市化进程的快速推进,耕地减少、土壤污染、水资源短缺、农业劳动力流失等诸多问题相继出现,城市化与粮食安全关系的研究也日益受到学术界的关注。

目前国内外学者就粮食安全与城市化的关系进行了一系列研究,主要围绕城市化进程中粮食安全问题的形成、作用机制、脆弱性等方面展开。徐李璐邑认为粮食安全与城市化之间的问题,从本质来看,是城市化进程中产业之间的发展与协调问题[2];冷智花等从人口、土地、制度三大关键要素在城乡与区域间的演变分析了快速城镇化进背景下粮食安全问题的形成机制[3];高延雷等运用中介效应模型探讨了城镇化影响粮食安全的作用机制,并进行了各粮食生产功能区细分的实证分析[4];姚成胜等运用VSD的脆弱性分析框架,对1991—2015年中国粮食安全脆弱性进行定量分析,并探究了中国粮食安全脆弱性变化的总体趋势及其驱动因子[5];李隆玲等从需求和供给两方面观察乡村人口变迁对中国粮食安全的影响[6];陈相利等以河南省为例,通过构建粮食—城镇化—生态多维耕地压力测评体系,利用弹性系数量化分析城市化进程对粮食安全的影响[7];何悦等以中国13个粮食主产区为研究对象,分析城镇化发展对粮食生产技术效率的影响,为促进城镇化与粮食生产的协调发展提出对策建议[8]。

综上所述,就研究方法而言,粮食安全与城市化关系的研究有逻辑推演、理论说明、中介效应模型、VSD脆弱性分析、弹性系数量化分析法、耦合协调模型、主成分分析法等方法;就研究区域而言,对国家层面的大区域尺度关注较多,对粮食主产区关注较多;此外,现有文献对时间序列特征的探讨较多,对空间格局的关注不够;鉴于上述分析,本文以云南省为例,探讨其粮食安全系统与城市化系统的相互作用,以期为正确评价云南粮食安全与城市化耦合协调关系提供科学依据,进而为促进区域人口、资源、经济及生态环境的协调发展提供决策参考。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究区概况

云南省位于中国西南陆疆,北纬21°9′～29°15′,东经97°31′～106°12′。全省土地面积为39.4×104km2,地形以山地为主;气候以亚热带山地气候为主,干湿季分明,气候垂直分异显著;降水以降雨为主,水资源总量丰富,但空间分布差异显著,占全省土地面积6%的坝区,集中了2/3的人口和1/3的耕地,但其水资源量却只有全省的5%[9-15];随着城市化进程加快,2020年全省建成区面积达1 991.59 km2,相比2009年,建成区面积增加708.21 km2,年平均增长率为4.59%;城市人口比重与二、三产业劳动者比重分别达到50.05%和53.36%;与此同时,粮食总产量从2009年的1 576.92×104t提高至2020年的1 895.86×104t,年平均增长率为1.69%;粮食单产由2009年的3.75 t/hm2提高至2020年的4.55 t/hm2,年平均增长率为1.78%,相对城市化指标,粮食安全指标的增幅较小。因此,有必要对云南省城市化系统与粮食安全系统的关系进行定量评价,从而为高原山地城市化进程中的粮食安全问题提供决策参考。

1.2 研究方法

1.2.1 指标的选择

在上述有关云南省粮食安全与城市化进程认识的基础上,遵循科学性、代表性、层次性、可获取性等原则[16],围绕城市化内涵,从土地、人口和社会3个方面构建城市化评价指标体系,从生产资源、生产能力和生产保障3个方面构建粮食安全评价指标体系,进而构建云南省粮食安全与城市化耦合协调评价指标体系(表1)。

表1 云南省粮食安全与城市化耦合协调关系评价指标体系

1.2.2 分类标准

参考现有研究成果[17-20],将粮食安全与城市化协调发展水平分为3个阶段、10种发展类型;同时根据粮食安全综合指数与城市化综合指数的测算,将两者的对比关系划分为:同步发展型、城市化发展滞后型和粮食安全滞后型3种对比类型(表2)。

表2 云南省粮食安全与城市化协调发展类型划分

1.2.3 数据标准化处理与指标权重确定

为消除指标量纲、数量级等方面的差异,选择极差标准化对对原始数据进行标准化处理[21],指标权重的确定,采用能较好消除人为因素影响的熵权法[22],计算结果如表1。

1.2.4 耦合度模型

运用耦合度模型,将粮食安全与城市化两个系统间的相互作用彼此影响定义为粮食安全与城市化的耦合。通过计算耦合度,评价两系统相互作用的程度。耦合度越大,系统之间的发展方向越有序,关系越趋于稳定[23-25]。其计算方法如公式(1)和公式(2)。

(1)

(2)

式中:G和U分别为粮食安全综合水平和城市化综合水平;X′ij为第i个年份的第j项指标的标准化数据;Wj为第j项指标的权重;C为耦合度,C∈[0,1]。

1.2.5 耦合协调度模型

由于耦合度只揭示系统间的相互影响与相互作用程度,对于粮食安全与城市化的协调发展状态需要引入耦合协调度模型,其计算如公式(3)和公式(4),划分标准如表2。

(3)

T=α×G+β×U

(4)

式中:D为耦合协调度;T为粮食安全与城市化的综合发展指数;G和U分别为粮食安全综合水平和城市化发展水平;α与β为待定系数,由于区域发展进程中,粮食安全与城市化同等重要,故取α=β=0.5[26]。

1.3 数据来源

研究区多年粮食安全相关数据与城市化相关数据来源于《云南统计年鉴》(2010—2021年),通过基础数据的采集,建立多年粮食安全与城市化基础数据库,对云南省粮食安全与城市化进程的耦合协调关系进行实证研究。

2 结果分析

从理论上讲,城市化与粮食生产之间是相互作用、相互影响的关系。从粮食生产看,粮食生产的剩余是城市化发展的前提条件之一,粮食产量的稳定提高是城市化高质量发展的保障;从城市化看,城市化发展可以带来粮食需求的增加,并通过增加农业投入、改进粮食生产技术、改良耕作条件等途径提高粮食生产效率,同时也带来农业劳动力和耕地面积的减少,进而造成粮食生产资料的总量减少,带来粮食结构性和粮食总量的不安全。可见,城镇化对粮食安全具有“双刃剑”作用[27-28]。

基于以上理论分析,运用耦合协调发展模型,计算得到2009—2020年云南16个市(州)粮食安全与城市化的耦合度、发展度和协调度,并对两者耦合协调相关状态进行划分,并在此基础上行定量评价。

2.1 粮食安全与城市化耦合协调发展类型分析

从协调发展类型看(表3),2009—2020年云南省16个市(州)粮食安全与城市化协调发展状态的类型由中度协调、初级协调、勉强协调和濒临失调5种类型减少为中度协调、初级协调和勉强协调4种类型,其中“濒临失调”类型消失。从协调发展类型的数量组成看,处于中度协调类型的市(州)及数量均未发生变化,仍为昆明市和曲靖市;处于初级协调类型的市(州)由4个增加至8个,新增保山市、普洱市、西双版纳州和昭通市;处于勉强协调类型的市(州)由7个减为6个,除上述4个晋级到初级协调类型的市(州)外,新增3个(怒江州、迪庆州和临沧市)由濒临失调类型晋级的市(州)。这表明,2009—2020年云南各市(州)粮食安全系统与城市化系统的耦合协调发展状态趋于良好方向发展。

表3 2009—2020年云南省粮食安全与城市化协调发展类型变化

2.2 粮食安全与城市化耦合协调发展阶段分析

从协调发展阶段看(表4、图1),2009—2020年云南省16个市(州)粮食安全与城市化协调发展阶段并未发生变化(仍处于协调阶段和磨合阶段),但两种阶段的数量组成发生了变化,其中处于协调阶段的市(州)由6个增加至10个,处于磨合阶段的市(州)由10个减少至6个。进一步表明,研究时段内云南各市(州)粮食安全系统与城市化系统之间的相互依赖程度高,协调发展与总体发展趋势良好。

图1 2009年与2020年云南省粮食安全与城市化协调状态的空间格局

表4 2009—2020年云南省粮食安全与城市化协调发展阶段变化

2.3 粮食安全与城市化耦合协调发展的空间分布特征分析

从协调发展的空间分布特征看(图1),全省粮食安全与城市化耦合协调度的高值区主要为昆明和曲靖为中心的中部地区,而耦合协调度的低值区集中在全省的边缘地区。由此可见,云南省粮食安全与城市化的耦合协调呈现以昆明市为中心,从中部“中度协调”型,逐步转变为边缘“勉强协调”型的空间变化特征。

3 结论

通过构建云南省粮食安全与城市化耦合协调发展评价指标体系,运用极差标准化法进行数据的标准化处理,采用熵权法确定指标权重。运用耦合协调度模型,测算云南省及各市(州)粮食安全与城市化的耦合协调状态的时间序列特征与空间格局特征。

第一,从协调发展类型看,2009—2020年云南省16个市(州)粮食安全与城市化协调发展状态的类型由中度协调、初级协调、勉强协调和濒临失调5种类型减少为中度协调、初级协调和勉强协调4种类型,其中“濒临失调”类型消失。从协调发展类型的数量组成看,处于中度协调类型的市(州)及数量均未发生变化,仍为昆明市和曲靖市;处于初级协调类型的市(州)由4个增加至8个;处于勉强协调类型的市(州)由7个减为6个。这表明,粮食安全与城市化之间的相互依赖程度高,发展趋势良好,粮食安全对经济社会发展具有较强支撑能力。

第二,从协调发展阶段看,2009—2020年云南省16个市(州)粮食安全与城市化协调发展阶段仍为协调阶段和磨合阶段,但处于协调阶段的市(州)由6个增加至10个,处于磨合阶段的市(州)由10个减少至6个。这表明,研究时段内云南省各市(州)城市化发展有利于促进粮食安全水平提高,同时粮食安全水平的提高又可有效推进城市化进程。

第三,从协调发展的空间分布特征看,全省粮食安全与城市化耦合协调度的高值区主要为昆明市和曲靖市为中心的中部地区。而耦合协调度的低值区集中在全省的边缘地区。这表明,云南省粮食安全与城市化的耦合协调呈现以昆明市为中心,从中部“中度协调”型,逐步转变为边缘“勉强协调”型的空间变化特征。