中国耕地利用效率研究综述与展望

摘要：中国现有耕地数量有限、耕地后备资源严重不足，提高耕地利用效率是保障中国粮食安全的必要条件之一。为综合展现近年来中国耕地利用效率的相关研究现状和发展趋势，系统回顾现有研究展望未来发展。以中国学术期刊全文数据库（CNKI）、 Web of Science（WoS）核心期刊为数据源，以2002—2022年208篇研究论文为研究对象，通过文献计量分析法，运用CiteSpace 等文献计量可视化软件进行可视化图谱分析。研究发现，中国目前在耕地利用效率上的研究，形成了以DEA方法为主体，综合运用Malmquist指数、相关参数模型为测算框架的耕地利用效率测度体系；以GIS技术、ESDA等时空差异分析方法；以Tobit计量回归模型为主的耕地利用效率影响因素评价体系。对比国内外相关研究发现，中国现阶段相关研究主要从效率测算角度出发，探寻耕地利用效率的提升路径，而国外相关研究主要从可持续发展视角出发，力图寻找更合理的耕作制度与农业系统。

关键词：耕地利用效率；文献计量；时空分析；知识图谱；综述展望

中图分类号：F323.2 文献标志码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20240310

Review and prospect of cultivated land use efficiency research in China

Song Dongjin， Li Fang

（ College of Economics and Management， Shandong Agricultural University， Tai’an， Shandong 271018 ）

Abstract： The number of cultivated land in China is limited， and the reserve resources of cultivated land are seriously insufficient. Improving the utilization efficiency of cultivated land is one of the necessary conditions to ensure food security in China. In order to comprehensively show the research status and development trend of cultivated land use efficiency in China in recent years， this study systematically reviews the existing research and looks forward to the future development. This paper takes China Academic Journal Full-text Database （ CNKI ） and Web of Science （WoS） Core Journals as data sources， and 208 research papers from 2002 to 2022 as the research object. Through bibliometric analysis， CiteSpace and other bibliometric visualization software are used to carry out visual map analysis. The study found that China’s current research on cultivated land use efficiency has formed a cultivated land use efficiency measurement system with DEA method as the main body， comprehensive use of Malmquist index and related parameter model as the measurement framework； GIS technology， ESDA and other spatial and temporal difference analysis methods； and the evaluation system of influencing factors of cultivated land use efficiency based on Tobit econometric regression model. Compared with the relevant research at home and abroad， it is found that the relevant research at the present stage in China mainly explores the improvement path of cultivated land use efficiency from the perspective of efficiency measurement， while the foreign research mainly tries to find a more reasonable farming system and agriculture system from the perspective of sustainable development.

Key words： cultivated land use efficiency； bibliometrics； space-time analysis； knowledge graph； summary outlook

耕地高效利用不仅影响粮食安全，而且关系到一个国家的环境和社会稳定。由于经济的快速发展，人们的生活水平日益提高，社会对农产品的需求与农产品结构性短缺的矛盾日益显著[1-2]。然而耕地作为农业生产的基石，对我国农业产业的影响尤为突出。根据《第三次全国国土调查主要数据公报》，自第二次全国土地调查以来的10年时间，我国耕地缩减了752万hm2；同时，耕地质量退化、耕地利用生态风险加剧、耕地空间稳定性差[3- 4]等诸多问题影响着我国的耕地安全。随着我国经济社会发展对耕地产出水平要求的日益提高，与耕地资源有效供给动力不足之间的矛盾日益激化，加强对耕地利用效率的研究，对其进行有效测度和相关影响因素的分析，从而有效提高耕地利用效率成为当前我国农业可持续发展的重中之重。

然而综合当前相关研究成果发现，我国学者目前研究主要集中在基于参数方法改进升级从而提高对不同地域视角下耕地利用效率的有效测算的研究上，而对于指标综合评价体系构建及现代信息技术在该领域的应用仍需进一步研究。同时对比国外研究发现，我国在该领域的研究较少涉及农艺技能、农业系统对利用效率的影响分析，一定程度上缺乏多学科视角的研究。而当该领域的研究不断发展之时，对其进行系统性回顾总结与盘点分析的综述性研究极少。因此，本研究拟从文献计量视角分析我国近年来的研究方向、研究成果，对其进行总结归纳，利用CiteSpace6.1.R6等软件绘制可视化图谱，对我国耕地利用效率的研究进行主要分析，同时辅之以对国外该领域的研究成果分析，以期在揭示我国研究现状与发展趋势的同时参考国外研究进展从而提出参考建议。从而帮助读者更好、更快地入门了解本领域的研究脉络，并为日后的相关研究提供发展方向、研究思路。

1 研究数据与方法

1.1 数据来源与数据预处理

为尽可能全面地展现目前耕地利用效率的相关研究情况，本文在针对我国耕地利用效率研究的同时综合进行国外耕地利用效率的相关研究，经过前期主题词文献阅读发现，我国在该领域最早的研究文献发表于2002年，因此本文以2002年1月1日为文献统计的起始时间节点，以2022年12月31日为文献统计的终止时间节点。选用中国知网为中文文献数据源，以“研究论文” 为文献类别，以“耕地利用效率”进行主题精确查找，经过进一步人工筛选得到139篇文献；选用Web of Science为英文文献来源，以“article”为文献类别，考虑到不同语言环境的影响，以“Land Use Efficiency”“Cultivated Land Use Efficiency”“Farmland Use Efficiency”“Copland use efficience”“agricultural land Use Efficiency”综合进行主题精确查找，筛选得到了90篇研究文献。之后通过人工甄别，去除不符主题及重复统计的相关文章得到了2002—2022年共计208篇相关论文。最后，为方便文献计量数据呈现，预先将英文文献数据中的作者关键词部分进行中文翻译和中文意群的同义、近义词替换，借以打造一个共同的学术语境从而更好地了解该领域的发展，同时选择“文章作者”作为指标将文献数据区分为我国在该领域的研究或国外在该领域的研究（中外学者合作则同时计入两个类别），进行有重点的综合分析研究，以期在更全面地了解我国在该领域研究现状及发展过程之时也获得一些国外相关研究信息，从而为我国在该领域的下一步研究提出参考建议。

1.2 研究方法

CiteSpace是基于Java语言开发的一款信息可视化软件，主要通过一定的算法和理论，对特定领域文献进行文献计量，来探寻出学科领域演化的关键路径，并通过绘制可视化图谱来分析学科演化潜在动力机制和探测学科发展前沿[5]。本文则基于相关采集数据所绘制出的图谱进行分析解读，帮助梳理研究领域的发展脉络。在运用分析时本文将时间跨度设置为2002—2022，时间切片为1年，节点类型设置为关键词，阈值设置为55，其余采用系统默认值。

2 时空层面分析与研究

2.1 研究时段划分及趋势分析

对文献的年发文量进行梳理，有助于分析研究现状与趋势。因此本文对研究时段（2002—2022年）发表的文献情况进行了统计分析。得出我国研究的发文数量大致呈现持续增加的趋势，并在时间脉络上将演进历程划分为三阶段的结论。

第一阶段：2002—2008年（萌芽期），中国耕地利用效率研究的发文量呈现缓慢发展趋势，且每年发文数量低。我国耕地利用效率的研究相较于国外而言起步稍晚，俞勇军等[6]采用主成分分析法等在江阴市进行当地耕地利用效率的估算和影响因素的研究代表我国在该领域研究的起步。还有学者[7]采用数量经济分析方法选取可计量的耕地利用效益指标，计算得出耕地产出效益系数等指标，衡量了农业产出与投入之间的单一关系，为我国耕地利用效率的进一步研究做了铺垫。到2008年有学者[8]将数据包络分析法引入耕地效率的测算中，利用B2C-DEA模型在耕地利用效率的研究上突破单项产出指标与投入指标直接对比的方法，标志着研究进入了新阶段。

第二阶段：2009—2014年（潜伏期），发文量缓慢增加。因文章发表存在一定的科研周期，所以在该阶段并未呈现发文量的明显增长。但却出现了效率测算、影响因素分析、概念的研究探索，如有学者基于MODIS EVI时间序列数据的处理与土地利用现状图叠加分析进行了广西左江流域耕地利用效率的评价[9]；应用SBM-DEA模型，在全要素生产框架下估算耕地利用效率[10]；使用随机前沿生产函数（SFA）测算耕地利用效率[11]。同时出现了我国学者进入国际研究视线的相关研究论文[12]，代表我国在该领域的学术影响力提升。

第三阶段：2015—2022年（发展期），在联合国提出2030年可持续发展议程后，我国研究论文的发文量整体上呈现较大上升趋势且优秀论文国外见刊明显增多，代表我国在该领域的学术话语权提升，涌现出了综合利用数据分析模型提升测算精度进行动态效率评价、引入地理信息科学进行区域耕地利用效率的空间相关性研究和基于生态、经济、社会多种角度度量对耕地利用效率的影响因素等主题的研究。而这些研究成果也表明着我国学者对该研究方向的热情和实现耕地可持续利用研究的研究愿景。

2.2 空间尺度的研究选择

我国学者对耕地利用效率研究的空间视角涵盖面很广，已经形成依于行政划分的“省—市—县—镇（乡）—村”5个层次空间视角数据的研究[13-17]、涵盖华北平原、西藏高原、南阳盆地等多种地形景观（地貌）[18-20]，涉及东北地区、西北地区、西南地区等区域范围[21-23]以及鄱阳湖经济生态区、粮食主产区、武汉城市群、中国陆地边境地区等多种功能地区[24-27]。现阶段，我国对耕地利用效率的空间视角能够做到宏观微观兼备，综合考虑不同区位对耕地利用效率的影响，详见表1。

3 研究热点方向分析与研究

为了更好分析我国耕地利用效率的研究方向和研究热点，运用CiteSpace软件从文献关键词中提取名词性术语（提前进行同义、近义词替换）并进行聚类分析，得到平均轮廓值S=0.94，模块值Q=0.79，CiteSpace根据网络结构和聚类的清晰度，定义Q>0.3就意味着聚类结构是显著的，S>0.7时，聚类是高度令人信服的， S>0.5时聚类一般认为是合理的[5]。现分别对包含关键词数最多的前10个聚类展开分析，详见图1、表2。

通过观察图1、表2可知，从关键词聚类来看，受到学者共同关注的有“农业多功能性”“利用效率”“影响因素”“空间杜宾模型”等；从关键词中心性来看，“技术效率”“影响因素”“管理”“中国”等字眼都在彰显着现如今耕地利用效率的研究已然得到了深入发展，不论是从技术效率的测算、配置效率的考量还是影响因素的甄别分析到耕地利用效率的地理空间相关性分析都得到了一定的发展。基于此，下面将主要针对现阶段效率评价测算、影响因素分析、空间关系分析的研究进行总结。

3.1 效率测算评价

目前我国盛行的耕地利用效率测算评价方法有两大类，其中一类以数学规划构建生产前沿面的数据包络分析法（DEA）为主，该法于1978年由著名运筹学家查恩斯（A. Charnes）等提出，是一种用以评价相同决策单元间相对有效性的方法[28]。值得一提的是，自2008年引入我国耕地利用效率的研究后，20年的研究发展使得我国基于DEA方法的测算方式在该领域的广泛使用，包括了常见数据包络分析的规模报酬不变的C2R模型、规模报酬可变的B2C模型、考虑松弛量的SBM模型以及后续发展的超效率模型、考量非期望产出的测度模型等。同样在我国耕地利用效率测算中还有一种参数化方法，通过构建具体生产函数的随机前沿生产函数方法（SFA）进行分析实验也是屡见不鲜，比如有学者采用具有内生性和异质性的单步随机前沿生产函数方法（SFA）来进行县域视角下的利用效率测算[29]、结合DEA方法提升耕地利用效率测算精度的相关研究[30-31]。除了上述两种常用测算方法以外，我国学者还进行了诸如主成分分析法[6]、熵TOPSIS法[32]等测算耕地利用效率的研究。总而言之，我国在效率测算领域上研究颇深、成果丰硕。

3.2 空间关系分析

探索性空间数据分析方法（ESDA）主要用来描述地理事物的空间集聚性和关联性，基于对空间相关性统计量Morans’I的运算结果进行分析，包括全局空间自相关和局部空间自相关两类。全局自相关主要用以分析空间聚集、离散的分布情况，但不能确切指出具体的集聚地区，局部自相关分析虽可以弥补全局空间自相关不足却不能反映局部聚集的缺陷[33]。因此，学者在进行耕地利用空间相关性研究时，往往是兼而取之，如依托Moran’s I指数探讨净碳排放约束下我国耕地利用效率的空间格局及关联效应[34]；利用全局Morans’I指数进行长江经济带耕地利用效率的空间分布特征研究[35]。

除ESDA方法外，学者们还尝试过其他行之有效的耕地利用效率的空间性分析方法，比如核密度估计法（kernel density estimation），即通过把地理分布的点集合转换为GIS环境中的密度面，来识别空间分布特征[36]。如利用核密度估计法研究了长江经济带区域耕地利用效率的空间分布特征[37]。

我国学者还从其他研究领域引入了许多分析方法，如利用泰尔指数进行浙江省耕地利用效率地区差异的研究[38]；如使用Kohonen神经网络对评价结果进行聚类，分析了河南省耕地利用效率的空间特征[39]；如利用地理集中度进行贵州省耕地利用效率与经济发展水平的空间集中程度的研究[40]；利用Dagum基尼系数衡量我国耕地利用效率的区域差异[41]。

3.3 对影响因素的研究分析

我国学者对于耕地利用效率影响因素的研究，一般与我国耕地利用效率测算评价体系密切相关，在我国耕地利用效率的概念明确为潜在耕地投入和实际耕地投入的比值界定为全要素耕地利用效率后[42]，评价测算系统发生变化并引起了影响因素回归分析的变化。自此，在考虑松弛变量等约束条件下的Tobit回归模型成了研究耕地利用效率的主流方法，形成了与数据包络分析配合的DEA-Tobit研究范式。

当然我国学者在创新耕地利用效率测算评价体系之时也催生了很多影响因素分析的方法应用，比如通过灰色系统理论的关联分析法来确定湘西多民族山区耕地利用变化的重点影响因素[43]；运用FGLS方法研究影响河北省耕地利用效率的主要因素[44]；运用PSM方法构建反事实框架分析土地流转对农用地效率的影响[45]；利用耦合协调度模型分析单一自变量同耕地利用效率的作用、协调关系，如长江中下游粮食主产区城镇化与耕地利用生态效率相互关系的研究[46]；对成渝城市群城市土地利用效率、耕地利用效率耦合协调关系的研究[47-48]；采用地理探测器方法研究各个影响因素对耕地利用效率的解释力及各个影响因子之间的交互作用大小[49]。

同时为量化耕地利用效率的空间影响和空间联系，我国学者以空间相关性为切点探讨地区间存在的空间相互作用，建立空间常系数回归模型如空间杜宾模型，同时考虑自变量和因变量的空间滞后算子，来分析自变量的变化对本地区及其他地区的因变量作用从而进行研究[50]。

或者是以空间异质性为分析点进行高低值区的划分，建立空间变系数回归模型如地理加权回归模型，用GWR方法建立分析变量与耕地利用效率的区域模型进行研究，如利用时空地理加权回归模型（GWTR）分析人均GDP等因素对安徽省耕地利用效率的研究[51]。

综上，我国耕地利用效率影响因素的分析研究基于效率测算评价体系综合考量了社会、经济、生态等多种因素，诸如城镇化、经济发展水平、农户分化、土地流转等社会热点，对我国现阶段耕地利用的进一步发展有着参考意义。

4 内容知识图谱与研究趋势分析

4.1 研究关键词聚类图谱

借助VOSviewer文献可视化软件进行2002— 2022年研究关键词的聚类分析，并对聚类包含关键词数量前10名进行排列展示，以不同竖列代表不同聚类，关键词、关联路径的不同颜色表征不同年份，如图2所示。其中“耕地利用效率”作为该领域研究的核心问题是最大的节点，其次是作为测算方法的“数据包络分析”节点，再次是作为影响因素分析的“Tobit模型”。在较早时间的聚类列，可以发现关键词大多有可能与耕地利用效率相关联的经济社会构成要素，代表着该领域寻找现实存在问题展开研究探索。在最近时间的聚类列可以观察到关键词大多由耕地利用效率的实验分析方法组成，代表着该领域研究在具体解决实际问题后深入发展形成的有效方法。

4.2 研究热点时间线图谱

利用CiteSpace软件通过聚类分析法生成聚类标签对耕地利用效率相关研究的高频关键词进行聚类分析，并通过时间线视图进行聚类标签所含关键词展示，视图则以聚类重要性程度大小自上而下按大小进行排列，以关键词按出现时间从左到右先后进行排列。如图3所示，耕地利用效率的研究热点聚类可以归纳为下列五类，即考虑耕地利用方式的“#1耕地利用”“#4间作”等，体现可持续价值的“#3有机农业”“#6环境约束”等，探索耕地利用发展方向的“#0农696e691fb29d291706fdd1556e5e6fe7dcac65aba9ecbd4fd44325e2f092ab33业多功能性”“#3生态系统服务”等，分析耕地利用与其他系统之间的相互作用的“#7建设用地”“#10生物量”，描述耕地利用发展现状及差异的“#2利用效率”“#8空间杜宾模型”等。

5 研究结论与建议

5.1 研究结论

本文通过文献计量对我国耕地利用效率的相关研究进行分析，以可视化的形式呈现了领域研究现状、演进历程及主题分布，展现了领域研究的基本整体知识框架，希望为未来的研究打好基础。

（1）时间分布

我国耕地利用效率的研究发文量总体表现为波动上升，从时间段上可划分为3个阶段：萌芽期（2002—2008年）、潜伏期（2009—2014年）和发展期（2015—2022年）。自可持续发展理念成为全球普识后，我国发文量快速增长，目前领域研究仍处于发展期，具有广阔的前景，有越来越多的学者关注我国耕地利用效率的研究。

（2）研究方法体系

目前我国学者在该领域的研究已经形成了一定的分析体系，比如在耕地利用效率测算上的以数据包络分析为主的研究方法；结合宏微观角度以解决当地实际问题为驱动的研究空间尺度的选择及区域空间关联的相关研究；在利用效率影响因素的分析上，综合了社会人文、生态环境、经济发展三大视角进行以Tobit回归模型为主的计量分析。未来，则希望在该领域的研究中积极学习创新科学分析方法进行理论研究，实现更多的实证分析和学科交叉融合。

（3）主题词研究趋势

通过关键词共现图谱、聚类图谱的绘制，发现在领域的研究主题上具有层次多、主体多、方法多的演化趋势，研究领域也在不断扩大，可将研究热点粗略归纳为3个主要方向：基础测算与动态评价（包括数据包络分析、Malmquist生产率指数、探索性空间数据分析方法等关键词）、关联作用与影响量化（包括地理加权回归、Tobit模型等关键词）、具体建议与发展指导（包括土地整理、就业非农化、劳动力调控政策等关键词）。

5.2 具体建议

研究结果显示，我国耕地利用效率的研究范围不断扩大、研究视角不断创新，因此促进国际交流和学科融合，探索具体利用效率提升路径；加强实证分析，鼓励引进其他行业先进方法，成为了日后研究的发展方向。如综合考量市场期望产值和非市场期望产值的评价指标体系探索；进行我国本土农业生态系统对耕地利用效率的影响及耕地利用生态效益的量化分析；发挥优势区域带动效力，尝试产学研融合优化耕地利用方式等都需要进一步的研究。然而需要注意的是，学者在考虑提高耕地利用效率的同时除了要注重耕地利用的经济效益提升外，还要去考虑利用效率改进措施的文化和社会的适应性，那么如何采用更合理的方式去推广适合国情发展的新措施也应成为专家学者的研究内容。

参 考 文 献

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