張悅,鄧偉,2*,張少堯,2
(1. 四川師范大學(xué)地理與資源科學(xué)學(xué)院,四川 成都 610101;2. 川西資源環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究中心,四川 成都 610101)
改革開放以來,隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展,廣大的鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)發(fā)生了顯著改變,在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施進(jìn)程中,鄉(xiāng)村發(fā)展步入轉(zhuǎn)型升級(jí)的新階段[1]。鄉(xiāng)村轉(zhuǎn)型發(fā)展表征為村鎮(zhèn)空間組織結(jié)構(gòu)、農(nóng)村地區(qū)資源利用方式、農(nóng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式、農(nóng)民就業(yè)路徑等方面的轉(zhuǎn)變[2]。其中,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整和土地利用轉(zhuǎn)型與鄉(xiāng)村轉(zhuǎn)型發(fā)展聯(lián)系緊密,兩者伴隨著鄉(xiāng)村景觀的再造和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的重構(gòu),是鄉(xiāng)村重構(gòu)和轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?/p>
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)是一定地域范圍農(nóng)業(yè)內(nèi)部各生產(chǎn)部門的組成及其相互關(guān)系,通常用農(nóng)、林、牧、副、漁各業(yè)總產(chǎn)量所占比重或總產(chǎn)值所占比重來表示,對(duì)于與土地直接相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)業(yè),也可以用其播種面積所占比重來表示[3]。目前針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整的研究,主要集中于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整的趨勢(shì)變化[4]以及影響因素[5]等。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)永遠(yuǎn)是動(dòng)態(tài)的,其不斷地在適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民生活水平的變化。同時(shí),土地利用轉(zhuǎn)型也是動(dòng)態(tài)的,中國(guó)最初將其引入國(guó)內(nèi)時(shí),是指與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展階段的轉(zhuǎn)型相對(duì)應(yīng)的土地利用形態(tài)在時(shí)序上的變化[6],后來國(guó)內(nèi)學(xué)者不斷以土地利用轉(zhuǎn)型為視角,結(jié)合中國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境特點(diǎn),開展了從單一土地類型到多地類轉(zhuǎn)型的研究[7-9]。
土地作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最基本且不可替代的生產(chǎn)要素,土地利用轉(zhuǎn)型直接影響和改變了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的發(fā)展演替,農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化必然也會(huì)在土地利用上得到響應(yīng),土地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整創(chuàng)造了廣闊的發(fā)展空間和推動(dòng)力,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化又為合理利用土地提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和原動(dòng)力[10],即區(qū)域的土地利用轉(zhuǎn)型與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整研究之間存在一定的交互關(guān)系,具有互饋關(guān)聯(lián)和交叉耦合的重要特征。目前,國(guó)內(nèi)將土地利用轉(zhuǎn)型與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整聯(lián)系起來進(jìn)行實(shí)證研究的案例還比較少。
而網(wǎng)絡(luò)作為系統(tǒng)與系統(tǒng)之間連接的一種結(jié)構(gòu)方式,有利于認(rèn)識(shí)系統(tǒng)之間的復(fù)雜性和整體性特征。其中,貝葉斯網(wǎng)絡(luò)是對(duì)不確定知識(shí)表達(dá)與推理的一種新方法,已多應(yīng)用于與水-食物-能源網(wǎng)絡(luò)[11-13]、土地利用功能劃定[14]、水資源管理[15]、生態(tài)環(huán)境脆弱性評(píng)估[16]等相關(guān)研究中,均獲得了很好的效果。本文基于客觀的土地利用變化和經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),建立研究土地利用轉(zhuǎn)型與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整影響關(guān)系的貝葉斯網(wǎng)絡(luò),從網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)性的角度來研究土地利用轉(zhuǎn)型與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整之間的復(fù)雜關(guān)系,對(duì)深化土地利用轉(zhuǎn)型與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整的關(guān)系研究具有一定的創(chuàng)新意義。
四川省位于中國(guó)的西南地區(qū),總面積約4.86×107hm2, 其地形復(fù)雜多樣,地貌東西差異大,其中東部為盆地和丘陵,川西南和川西北為山地和高原,使得過渡性地理空間多樣化,是土地多功能性的自然基礎(chǔ),也為農(nóng)業(yè)多樣化發(fā)展奠定了條件。根據(jù)四川省城鄉(xiāng)格局特征、區(qū)位條件、資源環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,四川省政府確立了五大經(jīng)濟(jì)區(qū)(圖1),是其土地利用和國(guó)土空間發(fā)展走向的重要遵循依據(jù)。隨著四川省城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加速,以及鄉(xiāng)村勞動(dòng)力大量流出,對(duì)全省鄉(xiāng)村土地利用和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整產(chǎn)生了明顯的影響。因此,基于鄉(xiāng)村振興和城鄉(xiāng)融合發(fā)展,科學(xué)優(yōu)化土地利用格局和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,充分利用好全省山水林田湖草地域功能綜合體的優(yōu)勢(shì),因地制宜,因勢(shì)利導(dǎo),是實(shí)現(xiàn)四川省經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要方面。
貝葉斯網(wǎng)絡(luò)(Bayesian Network,BN)是用概率測(cè)度的權(quán)重來描述不確定條件下變量間相關(guān)性的一種分析工具,它既可以用來發(fā)現(xiàn)和探究變量間的潛在關(guān)系并進(jìn)行預(yù)測(cè)分析,又有機(jī)結(jié)合了圖形表示和概率知識(shí)[17],是表達(dá)和推理不確定知識(shí)最有效的理論模型之一[18]。構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的任務(wù)通常稱為學(xué)習(xí),包括網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)(Directed Acyclic Graph, DAG)和參數(shù)學(xué)習(xí)(Conditional Probability Table, CPT)兩大部分,體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)變量間的定性和定量關(guān)系。其中,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中所有節(jié)點(diǎn)變量的選取必須體現(xiàn)研究對(duì)象內(nèi)在的邏輯關(guān)系[19]。
圖1 2018 年四川省土地利用與區(qū)域劃分Fig. 1 Land use and regional division in Sichuan Province in 2018
因此,針對(duì)本文的研究?jī)?nèi)容,首先分析土地利用轉(zhuǎn)型與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整兩大系統(tǒng)變量之間以及與外圍環(huán)境系統(tǒng)的互饋關(guān)系。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整涉及影響因素眾多,不僅受到政策目標(biāo)導(dǎo)向、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素的影響,同時(shí)與區(qū)域的自然資源稟賦、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件密切相關(guān)[20]。例如農(nóng)村勞動(dòng)力的減少會(huì)促進(jìn)農(nóng)戶機(jī)械采納行為,農(nóng)戶會(huì)選擇通過增加農(nóng)業(yè)機(jī)械投資或購(gòu)買生產(chǎn)性服務(wù)兩種途徑來應(yīng)對(duì)勞動(dòng)力資源不足的現(xiàn)狀[21],進(jìn)一步刺激機(jī)械、化肥的使用,促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)發(fā)生調(diào)整。其次,隨著國(guó)土空間高質(zhì)量發(fā)展的驅(qū)動(dòng),專家們指出土地利用轉(zhuǎn)型主要受到國(guó)家及地方政策、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和人口變遷等人文因素的驅(qū)動(dòng)[22-24],特別是城鎮(zhèn)化進(jìn)程伴隨著大量的人口流遷,農(nóng)村剩余勞動(dòng)力涌入城市,使得從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的青壯年勞動(dòng)力數(shù)量在減少,土地流轉(zhuǎn)快速推進(jìn),耕地的“非糧化”和“非農(nóng)化”趨勢(shì)愈加明顯[25],對(duì)農(nóng)村土地利用狀況、農(nóng)業(yè)景觀和農(nóng)戶生計(jì)以及區(qū)域生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)造成極大的負(fù)面影響。
圖2 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)Fig. 2 Bayesian network model structure
基于以上分析,歸納兩種因果關(guān)系來建立貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),包括直接的系統(tǒng)關(guān)系和間接的環(huán)境關(guān)系(圖2)。直接的系統(tǒng)關(guān)系是基于直接的供應(yīng)關(guān)系所驅(qū)動(dòng),例如用地類型面積與農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量之間的關(guān)系,林地面積的增加驅(qū)動(dòng)林產(chǎn)品產(chǎn)量的增加;間接的環(huán)境關(guān)系如經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展、人均GDP 的增長(zhǎng)等,都會(huì)驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的變動(dòng)和土地利用的轉(zhuǎn)型。
貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型的參數(shù)學(xué)習(xí)是指在已知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)條件下,通過樣本數(shù)據(jù)來學(xué)習(xí)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的概率分布。本文通過領(lǐng)域?qū)<抑R(shí)確定節(jié)點(diǎn)和結(jié)構(gòu)后,從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)[26]的方式來構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò)。
敏感性分析是貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的主要功能之一[18],可以對(duì)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型中各節(jié)點(diǎn)變量之間的關(guān)系進(jìn)行有效衡量。敏感性分析通過改變輸入變量的狀態(tài),觀察目標(biāo)變量條件概率的變化幅度來評(píng)價(jià)和衡量某個(gè)輸入變量對(duì)目標(biāo)變量的影響大小[27],這種變化程度可以通過方差縮減(Variance Reduction, VR)來表示,其計(jì)算過程見公式(1)所示。為了直觀比較影響力大小,分析結(jié)果一般用方差縮減的百分比表示,值越大表示該輸入變量的變化對(duì)目標(biāo)變量信度的改變程度越大,也即對(duì)目標(biāo)變量的影響力越大,反之則越小[14]。本文使用Netica 軟件來構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò)和實(shí)現(xiàn)對(duì)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的敏感性分析,該軟件已廣泛應(yīng)用于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)建模的相關(guān)研究中[28]。式中:VR 表示方差縮減;V(ES)表示變量ES 的方差;V ( ES | I )表示已知變量I 情況下變量ES 的方差;s表示輸出變量的狀態(tài)。
土地利用轉(zhuǎn)型主要指區(qū)域土地利用形態(tài)的變化,可以從“數(shù)”與“質(zhì)”兩個(gè)層面來考察,“數(shù)”層面的相關(guān)研究集中在數(shù)量和空間結(jié)構(gòu)方面的變化上[29];而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整可以從不同產(chǎn)業(yè)或產(chǎn)量在整個(gè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)占比情況的比重指標(biāo)(產(chǎn)量占比)和反映產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動(dòng)情況的速度指標(biāo)(產(chǎn)量年際變化率)兩個(gè)層面來考察[20]。由于數(shù)據(jù)的可獲取性以及研究方法的可操作性,選取了四川省土地利用情況、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量以及外圍環(huán)境變量15 個(gè)指標(biāo)來建立貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其中,1980—2018 年的社會(huì)經(jīng)濟(jì)年度數(shù)據(jù)(包括各農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量、人均GDP、鄉(xiāng)村人口數(shù)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件)來自《四川省統(tǒng)計(jì)年鑒》《四川農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》以及四川省各市州的統(tǒng)計(jì)年鑒和統(tǒng)計(jì)公報(bào)等;其次,土地利用類型數(shù)據(jù)來自中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心,數(shù)據(jù)為時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù),本文使用線性插值進(jìn)行了填補(bǔ),最終將所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理為年尺度;此外,本文使用常數(shù)i 來衡量農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件水平,常數(shù)i 的定義為i=a+b+c,式中,a 為農(nóng)村機(jī)械總動(dòng)力,b 為農(nóng)村用電量,c 為化肥施用量。
貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型處理離散變量的效果較好,因此確定好節(jié)點(diǎn)變量之后需要確定網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài),所以對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理[30],離散標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。
表1 變量的狀態(tài)分級(jí)Table 1 Variable classification
3.1.1 土地利用轉(zhuǎn)型分析 土地利用形態(tài)的變化是土地利用轉(zhuǎn)型研究的核心內(nèi)容[2]。結(jié)合四川省土地利用變化率(表2)和土地利用轉(zhuǎn)移矩陣(表3),我們可以發(fā)現(xiàn):在1980—2018 年期間,四川省草地和水田減少最多,其土地利用變化率分別為-0.72%和-0.64%,同時(shí),城鄉(xiāng)、工礦、居民用地的增加最多,其土地利用變化率為0.81%;其中在轉(zhuǎn)入城鄉(xiāng)、工礦、居民用地的面積中,水田轉(zhuǎn)入的面積是最大的,其次為旱地;另外,草地在近40 a 間轉(zhuǎn)為林地的面積最多,高達(dá)1 062 633 hm2,表明四川省近40 a 的土地利用類型變化較為頻繁,土地利用轉(zhuǎn)型活躍。
表2 1980—2018 年四川省土地利用變化率Table 2 Land use change rate in Sichuan Province from 1980 to 2018
表3 1980—2018 年四川省土地利用轉(zhuǎn)移矩陣(hm2)Table 3 Land use transfer matrix of Sichuan Province from 1980 to 2018 (hm2)
3.1.2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整分析 結(jié)合四川省農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量年際變化率(圖3)和產(chǎn)量所占比重變化(圖4), 分析四川省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整特征。其中,水果、蔬菜、林產(chǎn)品不包含在經(jīng)濟(jì)作物中,經(jīng)濟(jì)作物包含了油料、棉花、甘蔗、煙葉等作物。由圖3 可知,各產(chǎn)品產(chǎn)量年際變化率在絕大多數(shù)年份都大于0,表明各產(chǎn)品產(chǎn)量總體均呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。林產(chǎn)品產(chǎn)量的增長(zhǎng)最為顯著,尤其是2015 年的年際變化率已經(jīng)超過40%,相對(duì)而言,糧食產(chǎn)量增速較為平緩。近40 a 以來,除糧食作物產(chǎn)量占比下降以外,其余農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量占比均上升,其中糧食作物產(chǎn)量占比下降35.99%,蔬菜產(chǎn)量占比從1980 年的21.14%上升到2018 年的41.57%,增加了20.43%,其次為水果。盡管各農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的絕對(duì)值受到氣候影響、物種差異、市場(chǎng)調(diào)控、耕作方法等因素的影響,但農(nóng)業(yè)產(chǎn)量結(jié)構(gòu)的變化表明糧食作物在農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)中的比重和重要性下降,而經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜、水果以及畜產(chǎn)品的比重都在上升,尤其是蔬菜和水果,表明1980—2018 年期間四川省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生著調(diào)整,非糧化現(xiàn)象顯現(xiàn)。
利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的正向推理能力,將土地利用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)各個(gè)特征變量分別作為目標(biāo)變量進(jìn)行敏感性分析,以體現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)對(duì)目標(biāo)變量的影響力大小。敏感性分析結(jié)果顯示,方差縮減百分比越大,表明目標(biāo)變量對(duì)其敏感性越高,即對(duì)目標(biāo)變量的影響力越大。分析結(jié)果如圖5 所示。
“水域面積”對(duì)“水產(chǎn)品產(chǎn)量”影響作用極其顯著,其方差縮減百分比高達(dá)15.2%,并且“水產(chǎn)品產(chǎn)量”對(duì)“水域面積”的概率作用為7.73%,而“林地面積”與“林產(chǎn)品產(chǎn)量”相互之間的概率作用也較高,說明了“水產(chǎn)品產(chǎn)量””和“水域面積”,“林產(chǎn)品產(chǎn)量”和“林地面積”之間高度敏感,相互影響程度大,反映出較強(qiáng)的因果關(guān)系。隨著生態(tài)安全社會(huì)的建設(shè),使得林地、水域等生態(tài)用地類型在土地利用轉(zhuǎn)型中占據(jù)優(yōu)勢(shì),并且林產(chǎn)品本身就具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,林業(yè)的加快發(fā)展自然能夠提高農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)收入,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更加強(qiáng)勁的動(dòng)力,促使生態(tài)用地類型與其農(nóng)產(chǎn)品在土地利用轉(zhuǎn)型和 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的相互影響關(guān)系尤其突出。
圖3 農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量年際變化率Fig. 3 Interannual change rate of agricultural product output
圖4 農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量所占比重變化Fig. 4 Changes in the proportion of agricultural output
相對(duì)而言,“草地面積”和“畜產(chǎn)品產(chǎn)量”之間的概率作用卻較小,“草地面積”對(duì)“畜產(chǎn)品產(chǎn)量”的概率作用為0.77%,而“畜產(chǎn)品產(chǎn)量”對(duì)“草地面積”的概率作用也僅為0.13%,反映出的因果關(guān)系相對(duì)較弱。雖然家畜生產(chǎn)與飼草生產(chǎn)有關(guān),但并非唯一,飼料的多元化(人工牧草、青儲(chǔ)飼料玉米、跨區(qū)調(diào)運(yùn)等)和畜牧業(yè)形態(tài)(放牧、舍飼和半舍飼)多樣化對(duì)“畜產(chǎn)品產(chǎn)量”有直接影響,況且草地因超載而大面積退化,草地生態(tài)服務(wù)也相應(yīng)下降,支撐畜牧業(yè)發(fā)展的能力越發(fā)有限。
對(duì)于水田和旱地兩種用地類型的轉(zhuǎn)型來說,其驅(qū)動(dòng)因子較復(fù)雜。對(duì)于“旱地面積”而言,對(duì)其影響相對(duì)較大的前三個(gè)因素為“蔬菜產(chǎn)量”、“鄉(xiāng)村人口”以及“人均GDP”,其方差縮減百分比分別為8.03%、6.83%和2.91%,而且“糧食作物產(chǎn)量”對(duì)“旱地面積”的概率作用要比“經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量”小,“經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量”概率作用為1.81%,“糧食作物產(chǎn)量”為1.22%,結(jié)果說明蔬菜、經(jīng)濟(jì)作物等產(chǎn)量的變化,對(duì)旱地面積變化的影響要大于糧食作物產(chǎn)量變化的影響。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和勞動(dòng)力大量遷移的背景下,耕地流轉(zhuǎn)規(guī)模也逐漸擴(kuò)大,企業(yè)或合作社為追求經(jīng)濟(jì)利益的最大化,會(huì)選擇在有限的耕地上種植經(jīng)濟(jì)收益高的農(nóng)產(chǎn)品,加劇了耕地的“非糧化”和“非農(nóng)化”,促使那些具有較高產(chǎn)量以及高收益的農(nóng)作物品種將在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整中具有比較優(yōu)勢(shì),從而對(duì)土地利用的結(jié)構(gòu)和方式變化造成明顯的影響。
綜上所述,土地利用轉(zhuǎn)型與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整兩大系統(tǒng)之間互饋關(guān)聯(lián)的特征突出,尤其是“林地面積”和“林產(chǎn)品產(chǎn)量”、“水域面積”和“水產(chǎn)品產(chǎn)量”之間表現(xiàn)出的因果關(guān)系強(qiáng),“旱地面積”和“蔬菜產(chǎn)量”、“經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量”之間的相互影響關(guān)系也較突出,而相比之下與“糧食作物產(chǎn)量”之間的因果關(guān)系較弱。
四川省作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大省,農(nóng)業(yè)的作用非常重要,但由于四川省地貌類型多樣,過渡性地理空間特征凸顯,在區(qū)位、地形、水熱條件等因素的影響下,農(nóng)業(yè)發(fā)展受到不少限制和約束。根據(jù)四川省五大經(jīng)濟(jì)區(qū)的自然與經(jīng)濟(jì)情況,對(duì)四川省五大經(jīng)濟(jì)區(qū)的土地利用轉(zhuǎn)型與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整的網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)性做了對(duì)比分析(圖6)。
3.3.1 川西北生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū) 川西北生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)“草地面積”和“畜產(chǎn)品產(chǎn)量”之間相互影響的概率作用在五大經(jīng)濟(jì)區(qū)中最為突出。該區(qū)海拔較高,土地利用程度和價(jià)值較低,所以種植業(yè)等在該區(qū)發(fā)展較慢,而是長(zhǎng)期把草地牧業(yè)作為主要的經(jīng)濟(jì)支柱,使得該區(qū)出現(xiàn)草地沙化、退化等生態(tài)問題。因而,川西北生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)亟待改進(jìn)該區(qū)傳統(tǒng)農(nóng)牧業(yè)的生產(chǎn)方式,加大對(duì)天然濕地、野生動(dòng)植物等資源以及草原生態(tài)的保護(hù),發(fā)展具有高原特色的生態(tài)旅游業(yè),努力探索生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)與提高的路徑和保障機(jī)制。
圖5 不同目標(biāo)變量的敏感度分析Fig. 5 Sensitivity analysis of various target variables
3.3.2 川南經(jīng)濟(jì)區(qū) 對(duì)于川南經(jīng)濟(jì)區(qū)來說,其“林地面積”和“林產(chǎn)品產(chǎn)量”相互之間的影響關(guān)系在五大經(jīng)濟(jì)區(qū)中表現(xiàn)得最為顯著,其中“林地面積”對(duì)“林產(chǎn)品產(chǎn)量”的概率作用高達(dá)12.40%,川南經(jīng)濟(jì)區(qū)以中低山地和丘陵為主體,匯入長(zhǎng)江、金沙江和岷江的支流眾多,水熱條件充分,有益于該區(qū)優(yōu)良木竹植物的生長(zhǎng)繁殖。所以,該區(qū)擁有堅(jiān)實(shí)的竹產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)以及豐富的竹文化,為其發(fā)展鄉(xiāng)村休閑旅游提供了良好的條件,而川南經(jīng)濟(jì)區(qū)林業(yè)的發(fā)展,對(duì)實(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”也具有重要的意義。此外,還要以科技創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng)力,提升農(nóng)業(yè)的綜合性和現(xiàn)代化發(fā)展水平。
圖6 四川省五大經(jīng)濟(jì)區(qū)網(wǎng)絡(luò)敏感性分析Table 6 Network sensitivity analysis of five economic zones in Sichuan Province
3.3.3 成都平原經(jīng)濟(jì)區(qū) 成都平原經(jīng)濟(jì)區(qū)是四川省重要的糧食主產(chǎn)區(qū)和“菜籃子”,敏感性結(jié)果表明,其種植業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量與“水田面積”、“旱地面積”的影響關(guān)系在五大經(jīng)濟(jì)區(qū)中均較顯著,尤其是“水田面積”與“糧食作物產(chǎn)量”。成都平原經(jīng)濟(jì)區(qū)與其他區(qū)域相比區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯,具有較優(yōu)越的自然地理?xiàng)l件和發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)水平,農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)水平較高,是四川省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綜合優(yōu)勢(shì)最好的地區(qū),該區(qū)在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上,充分發(fā)揮當(dāng)?shù)氐乩韰^(qū)位、資金、技術(shù)優(yōu)勢(shì),應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),大力發(fā)展具有規(guī)?;C(jī)械化、高效化的都市農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。
3.3.4 攀西經(jīng)濟(jì)區(qū) 攀西經(jīng)濟(jì)區(qū)的“旱地面積”與“蔬菜產(chǎn)量”以及“水田面積”與“糧食作物產(chǎn)量”之間的影響關(guān)系在五大經(jīng)濟(jì)區(qū)中較為突出,其中“旱地面積”對(duì)“蔬菜產(chǎn)量”的概率作用為7.39%,“蔬菜產(chǎn)量”對(duì)“旱地面積”的概率作用為6.22%。攀西經(jīng)濟(jì)區(qū)的安寧河流域具有充足的灌溉水源、集中分布的耕地資源以及得天獨(dú)厚的立體氣候優(yōu)勢(shì),是四川省糧食的重要生產(chǎn)區(qū),并且該區(qū)已經(jīng)形成了早熟蔬菜、亞熱帶水果等為特色的農(nóng)業(yè)。
3.3.5 川東北經(jīng)濟(jì)區(qū) 對(duì)于川東北經(jīng)濟(jì)區(qū)來說,該地區(qū)生產(chǎn)的高附加值作物(經(jīng)濟(jì)作物、蔬菜、水果)產(chǎn)量與“旱地面積”、“園地面積”之間的影響關(guān)系較為突出。川東北經(jīng)濟(jì)區(qū)以丘陵為主,農(nóng)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)與潛力較大,農(nóng)業(yè)土地資源豐富,生態(tài)環(huán)境好,促使農(nóng)旅融合在該地區(qū)蓬勃發(fā)展,多地區(qū)通過打造桃、橘、梨等果品采摘以及花卉觀光的特色鄉(xiāng)村旅游來推進(jìn)鄉(xiāng)村振興。由于川東北經(jīng)濟(jì)區(qū)土地細(xì)碎化嚴(yán)重,使得機(jī)械化、規(guī)?;钠皆l(fā)展模式在該地區(qū)推廣起來較難,該區(qū)在挖掘當(dāng)?shù)赜刑厣⑶腋邇r(jià)值的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的同時(shí),通過技術(shù)不斷升級(jí),提升產(chǎn)品品質(zhì),打造特色的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群。
綜上所述,四川省五大經(jīng)濟(jì)區(qū)的土地利用與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)性空間分布格局差異大,主要表現(xiàn)為:川西北生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)“草地面積”和“畜產(chǎn)品產(chǎn)量”、成都平原經(jīng)濟(jì)區(qū)的種植業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量與“水田面積”和“旱地面積”、攀西經(jīng)濟(jì)區(qū)的“旱地面積”與“蔬菜產(chǎn)量”以及川東北經(jīng)濟(jì)區(qū)高附加值作物產(chǎn)量與“旱地面積”和“園地面積”之間的影響關(guān)系較為顯著,而相比之下其余的關(guān)聯(lián)性較弱。
1)1980—2018 年期間,四川省土地利用轉(zhuǎn)型活躍,草地和水田減少的面積最多,其土地利用變化率分別為-0.72%和-0.64%,而城鄉(xiāng)、工礦、居民用地和林地呈大幅增加;同時(shí),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生著調(diào)整,糧食作物產(chǎn)量占比下降35.99%,而蔬菜產(chǎn)量占比大幅上升。
2)土地利用轉(zhuǎn)型與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整兩大系統(tǒng)之間互饋關(guān)聯(lián)的特征突出,尤其是林地和水域面積的變化同相對(duì)應(yīng)的農(nóng)產(chǎn)品變化表現(xiàn)出高度的關(guān)聯(lián)性,而旱地變化的關(guān)聯(lián)性具有分異性,更加突出當(dāng)前農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)由糧食向蔬菜與經(jīng)濟(jì)作物轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)。
3)四川省過渡性地理空間特征凸顯,五大經(jīng)濟(jì)區(qū)的土地利用轉(zhuǎn)型與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整的網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)性空間格局分異顯著,表現(xiàn)為區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)品與用地類型相互之間的關(guān)聯(lián)性最為突出,而其余相對(duì)較弱,體現(xiàn)出過渡性地理空間下土地利用轉(zhuǎn)型與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整間的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)效應(yīng)。
基于以內(nèi)循環(huán)為主的新發(fā)展階段,糧食安全自主是頭等大事。因此,在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施的進(jìn)程中,確?;巨r(nóng)田生產(chǎn)功能和生產(chǎn)效率,科學(xué)合理調(diào)控農(nóng)村土地利用轉(zhuǎn)型和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)雙向優(yōu)化,對(duì)于鄉(xiāng)村可持續(xù)發(fā)展十分必要。綜上研究,結(jié)合四川省發(fā)展實(shí)際,提出以下對(duì)策建議。
1)面對(duì)日趨顯現(xiàn)的耕地“非糧化”現(xiàn)象,必須首要明確耕地利用優(yōu)先順序,確保糧食安全自主的基本面,進(jìn)一步完善相關(guān)耕地保護(hù)制度和惠農(nóng)政策,統(tǒng)籌考慮和解決農(nóng)村土地利用的綜合經(jīng)濟(jì)效益與農(nóng)戶致富問題,因地制宜地優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu),加強(qiáng)土地利用效率,提高耕地復(fù)種指數(shù),穩(wěn)定糧食產(chǎn)能,防止耕地“非糧化”、“非農(nóng)化”傾向,從而達(dá)到穩(wěn)固糧食安全的目的。
2)隨著生態(tài)優(yōu)先的不斷推進(jìn),兼顧生態(tài)保護(hù)和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展顯得尤為重要。在大力推進(jìn)集約高效利用土地的同時(shí),要特別注重生態(tài)產(chǎn)品潛力的挖掘和價(jià)值實(shí)現(xiàn)的機(jī)制。其中,林下經(jīng)濟(jì)高效模式、農(nóng)田復(fù)合經(jīng)濟(jì)高效模式等要進(jìn)一步探索、示范和推廣,促進(jìn)生態(tài)與生產(chǎn)功能的協(xié)同演進(jìn)。充分認(rèn)識(shí)山區(qū)農(nóng)業(yè)特點(diǎn),把握過渡性地理空間的國(guó)土特性,夯實(shí)“藏糧于地”的基礎(chǔ),強(qiáng)化山村減碳增匯型農(nóng)業(yè)技術(shù)的研發(fā),極大地支撐美麗山村體系建設(shè)。
3)山村具有構(gòu)建田園綜合體得天獨(dú)厚的自然生態(tài)基礎(chǔ),山、水和農(nóng)田要素充分,凸顯空間組合關(guān)系與層次多樣化,適宜多模式發(fā)展路徑選擇。要深入貫徹落實(shí)“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念,多尺度優(yōu)化山區(qū)國(guó)土空間開發(fā)格局,在鄉(xiāng)村振興中加快山區(qū)生態(tài)、生產(chǎn)、生活空間格局的科學(xué)優(yōu)化,創(chuàng)新探索其價(jià)值實(shí)現(xiàn)路徑與可持續(xù)機(jī)制,以期為鄉(xiāng)村振興過程中的土地利用轉(zhuǎn)型與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供更加充分的科學(xué)指導(dǎo)和決策依據(jù)。