柯新利， 馬艷春， 宋小青， 唐蘭萍， 劉世超， 金 瑩

〔1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院， 湖北 武漢 430070； 2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)公共管理學(xué)院，湖北 武漢 430070; 國(guó)土資源評(píng)價(jià)與利用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 湖南 長(zhǎng)沙 410007〕

習(xí)近平總書記在十九大報(bào)告中指出，我國(guó)社會(huì)的主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭嗣袢找嬖鲩L(zhǎng)的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾”。隨著社會(huì)主要矛盾的轉(zhuǎn)變，人民對(duì)耕地的需求已經(jīng)從單一的生產(chǎn)功能轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)、生態(tài)、社會(huì)保障、文化等多種功能[1-2]。為了更好地應(yīng)對(duì)人們對(duì)耕地功能需求的變化，為耕地管理者提供決策參考，越來(lái)越多的學(xué)者開始關(guān)注耕地多功能。目前關(guān)于耕地多功能的研究主要集中在以下幾個(gè)方面： ①耕地多功能的層次性[2]和內(nèi)涵[3]； ②不同尺度上耕地多功能的時(shí)空演變[4-7]和空間異質(zhì)性[8-9]；③從耕地多功能角度探討耕地保護(hù)[10]、耕地利用[11]、耕地補(bǔ)償[12]及耕地轉(zhuǎn)型[13]等； ④耕地單一功能[14-16]及多功能評(píng)價(jià)[17-18]； ⑤耕地多功能管理[19-20]； ⑥耕地多功能價(jià)值測(cè)算[10,21]； ⑦耕地功能權(quán)衡與協(xié)同[22-24]。這些研究對(duì)耕地的多功能管理與利用提供了許多有價(jià)值的參考。

科學(xué)認(rèn)識(shí)耕地功能之間的沖突與協(xié)同關(guān)系是耕地多功能的管理與利用的前提。存在協(xié)同關(guān)系的耕地功能，一種耕地功能的增強(qiáng)，另一種耕地功能也會(huì)增強(qiáng)，對(duì)耕地功能協(xié)同關(guān)系的識(shí)別有利于通過管理充分發(fā)揮耕地的多種功能。但存在沖突關(guān)系的耕地功能，一種耕地功能的增強(qiáng)是以另一種耕地功能的減弱為代價(jià)的，如果不能科學(xué)認(rèn)識(shí)耕地功能的沖突關(guān)系，在耕地多功能管理和利用過程中可能會(huì)因?yàn)楦毓δ艿臎_突產(chǎn)生一些意想不到的后果[25-26]。當(dāng)前關(guān)于耕地功能之間沖突與協(xié)同關(guān)系的研究較少。楊雪等[5]通過對(duì)北京市耕地多功能關(guān)聯(lián)性的研究發(fā)現(xiàn)耕地功能指標(biāo)之間存在正負(fù)關(guān)聯(lián)性；羅成[6]通過分析湖北省農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)耕地資源的時(shí)空演變，發(fā)現(xiàn)耕地多種功能呈現(xiàn)協(xié)同發(fā)展趨勢(shì)。彭建等[24]對(duì)京津冀地區(qū)縣域耕地景觀多功能進(jìn)行Spearman秩相關(guān)分析，得出耕地景觀多功能之間存在協(xié)同與權(quán)衡關(guān)系。王成等[22]采用ArcGIS空間分析工具中的波段集統(tǒng)計(jì)工具測(cè)算了耕地功能之間的權(quán)衡與協(xié)同。趙志尚采用相關(guān)分析法測(cè)算了耕地功能之間的權(quán)衡與協(xié)同[23]。雖然已有部分學(xué)者探尋了耕地功能之間沖突與協(xié)同關(guān)系的測(cè)度方法，但很少有研究提出耕地功能沖突與協(xié)同關(guān)系識(shí)別的新的方法體系。本文擬論證一種耕地功能沖突與協(xié)同關(guān)系的識(shí)別方法：主成分分析法(PCA)[27]。以湖北省為例，識(shí)別耕地各功能之間的沖突與協(xié)同關(guān)系及各耕地功能的強(qiáng)弱，旨在為耕地的多功能利用與管理提供技術(shù)支撐及決策信息。

1 研究方法

1.1 耕地功能及指標(biāo)選取

根據(jù)《土地利用現(xiàn)狀分類(GB/T21010-2007)》，耕地是指種植農(nóng)作物的土地，包括熟地，新開發(fā)、復(fù)墾、整理地，休閑地(含輪歇地、輪作地)；以種植農(nóng)作物(含蔬菜)為主，間有零星果樹，桑樹或其他樹木的土地；平均每年能保證收獲一季的已墾灘地和海涂。耕地的功能可以大致分為耕地固有的功能和因人類需求產(chǎn)生的功能。根據(jù)耕地的定義耕地上現(xiàn)在或未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)會(huì)種植有農(nóng)作物，農(nóng)作物可以調(diào)節(jié)生態(tài)環(huán)境，維護(hù)生態(tài)安全；而農(nóng)作物的產(chǎn)出會(huì)對(duì)國(guó)家和農(nóng)戶家庭產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)，因此耕地自身固有生態(tài)和經(jīng)濟(jì)方面的功能。其次社會(huì)還賦予耕地了一些社會(huì)屬性，隨著人口的城鎮(zhèn)化和國(guó)家對(duì)糧食安全的重視，耕地作為農(nóng)民工外出打工的退路和糧食安全實(shí)現(xiàn)的載體，耕地又具有了就業(yè)保障、基本生活保障和糧食安全保障等社會(huì)功能。本文參考已有的耕地多功能文獻(xiàn)，選出當(dāng)前大家認(rèn)可的一些能較好衡量耕地功能的指標(biāo)，同時(shí)從數(shù)據(jù)的可獲得性出發(fā)，結(jié)合耕地的社會(huì)功能、經(jīng)濟(jì)功能和生態(tài)功能3個(gè)方面最終構(gòu)建了指標(biāo)體系(表1)。其中耕地的社會(huì)功能包括：糧食安全保障功能、就業(yè)保障功能、基本生活保障功能和社會(huì)安定維護(hù)功能；耕地的經(jīng)濟(jì)功能包括國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能和家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能；耕地的生態(tài)功能即生態(tài)安全維護(hù)功能。

糧食安全保障功能指一個(gè)地區(qū)糧食產(chǎn)量保障該地區(qū)居民糧食需求的能力，用糧食自給率來(lái)衡量。當(dāng)糧食自給率為1時(shí)，表示該地區(qū)糧食產(chǎn)量剛好滿足該地區(qū)居民糧食需求；當(dāng)糧食自給率小于1時(shí)，說(shuō)明該地區(qū)糧食產(chǎn)量無(wú)法滿足該地區(qū)居民糧食需求；當(dāng)糧食自給率大于1時(shí)，表明該地區(qū)糧食產(chǎn)量大于該地區(qū)居民糧食需求量。糧食自給率中的人均糧食需求量設(shè)定為滿足小康水平下居民糧食消費(fèi)量400 kg/(a·人)[28]。就業(yè)保障功能指耕地承載農(nóng)村勞動(dòng)力的能力。農(nóng)村中從事農(nóng)林牧漁業(yè)的農(nóng)村勞動(dòng)力大部分是以耕地為依托，可以用農(nóng)村農(nóng)林牧漁業(yè)勞動(dòng)力來(lái)表示耕地承載農(nóng)村勞動(dòng)力的數(shù)量。因此本文用農(nóng)村農(nóng)林牧漁業(yè)勞動(dòng)力占比來(lái)衡量耕地的就業(yè)保障功能?；旧畋Ｕ瞎δ苤皋r(nóng)民用耕地生產(chǎn)的物資來(lái)滿足自身生活需要的能力。農(nóng)村居民家庭人均消費(fèi)支出可以分為兩部分，一部分為現(xiàn)金支出，一部分為消費(fèi)自己勞動(dòng)生產(chǎn)所得物資的支出。對(duì)廣大農(nóng)民來(lái)說(shuō)勞動(dòng)生產(chǎn)所得物資主要來(lái)源于耕地，因此本文用農(nóng)戶消費(fèi)自給率來(lái)衡量耕地的基本生活保障功能。社會(huì)安定維護(hù)功能指耕地通過影響農(nóng)村居民收入來(lái)減少城鄉(xiāng)收入差距，實(shí)現(xiàn)社會(huì)分配公平的能力。本文以鄉(xiāng)城居民收入比來(lái)衡量耕地的社會(huì)安定維護(hù)功能。國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能指以耕地為基礎(chǔ)生產(chǎn)資料，以耕地的產(chǎn)出為商品所形成產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)總值對(duì)國(guó)民生產(chǎn)總值貢獻(xiàn)的能力。本文用農(nóng)業(yè)增加值占地區(qū)生產(chǎn)總值的比例來(lái)衡量耕地的國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能。家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能指以耕地為生產(chǎn)資料獲得的產(chǎn)出對(duì)農(nóng)戶家庭經(jīng)濟(jì)收入的貢獻(xiàn)能力。本文用農(nóng)村居民人均經(jīng)營(yíng)性收入占比來(lái)衡量耕地的家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能。生態(tài)安全維護(hù)功能指耕地在外力影響下維護(hù)自身生態(tài)安全的能力。本文用單位耕地面積化肥折純量來(lái)衡量耕地的生態(tài)安全維護(hù)功能。

表1 耕地功能評(píng)價(jià)指標(biāo)

注：“+” 表示指標(biāo)為正向指標(biāo)，指標(biāo)越大代表的功能越強(qiáng)；“-”表示指標(biāo)為負(fù)向指標(biāo)，指標(biāo)越大代表的功能越弱。

1.2 主成分分析法

主成分分析法是一種多變量分析方法，用于分析一個(gè)觀測(cè)值由幾個(gè)相互關(guān)聯(lián)的變量所描述的高維數(shù)據(jù)表，它可以從表中提取重要的信息，將高維數(shù)據(jù)表達(dá)為少數(shù)幾維正交變量(主成分)，達(dá)到降維的目的，并可以運(yùn)用所得的正交變量(主成分)很好地表達(dá)數(shù)據(jù)表中變量之間的相關(guān)結(jié)構(gòu)[29]。目前主成分分析法多用于主要影響因子選取[30-32]、指標(biāo)權(quán)重確定[33-35]等。本文則采用PCA方法對(duì)高維的耕地功能數(shù)據(jù)進(jìn)行降維，用兩維方差貢獻(xiàn)率最高的正交主成分表達(dá)耕地功能，并用這兩個(gè)二維正交主成分形成主成分分析圖來(lái)表示耕地功能的沖突與協(xié)同關(guān)系[29]。

1.2.1 主成分分析法的基本原理 設(shè)有n個(gè)樣品，每個(gè)樣品觀測(cè)p項(xiàng)指標(biāo)(變量)：X1，X2，…，Xp得到n行p列的原始資料矩陣X(n>p)。

X=(X1,X2,…,Xp)

(1)

對(duì)X做主成分分析，得到其主成分F1，F(xiàn)2，…，F(xiàn)p。以第一主成分F1為橫軸，以第二主成分F2為縱軸可以組成一個(gè)二維平面，指標(biāo)向量X1，X1，…，Xp可以對(duì)應(yīng)投影到此二維平面中。根據(jù)向量的特點(diǎn)，指標(biāo)向量X1，X2，…，Xp之間的關(guān)系，可以用指標(biāo)向量之間的夾角表示。指標(biāo)向量X1和X2之間可以表示為：

X1=cX2cosβ

(2)

其中β為指標(biāo)向量X1和X2之間的夾角，c為正實(shí)數(shù)。

當(dāng)β<90°時(shí)，ccosβ>0，說(shuō)明指標(biāo)X1增加時(shí)，指標(biāo)X2會(huì)同時(shí)增加，反之亦然，因此指標(biāo)X1和X2之間呈現(xiàn)協(xié)同關(guān)系，且當(dāng)β越小時(shí)，ccosβ越大，這種協(xié)同關(guān)系越明顯。當(dāng)β=90°時(shí)，ccosβ=0，說(shuō)明指標(biāo)向量X1和X2之間是正交向量，所以指標(biāo)X1和X2之間互不相關(guān)。當(dāng)β>90°時(shí)，ccosβ<0，說(shuō)明指標(biāo)向量X1增加時(shí)，X2會(huì)同時(shí)減小，反之亦然，因此指標(biāo)X1和X2之間呈現(xiàn)沖突關(guān)系，且當(dāng)β越大時(shí)，ccosβ的絕對(duì)值越大，指標(biāo)X1和X2的沖突關(guān)系越明顯。以圖1為例，指標(biāo)X1與指標(biāo)X2之間呈現(xiàn)協(xié)同關(guān)系，指標(biāo)X1與指標(biāo)X3之間互不相關(guān)，指標(biāo)X1與指標(biāo)X4之間呈現(xiàn)沖突關(guān)系。

圖1 向量間沖突與協(xié)同識(shí)別原理示意圖

1.2.2 耕地功能間沖突與協(xié)同識(shí)別的原理 耕地功能之間的沖突與協(xié)同關(guān)系與上文所闡述的向量之間的沖突與協(xié)同關(guān)系相對(duì)應(yīng)。因此，可以用同一坐標(biāo)系下耕地功能向量之間的沖突與協(xié)同關(guān)系來(lái)表征耕地功能之間的沖突與協(xié)同關(guān)系。向量長(zhǎng)度越長(zhǎng)則表示該向量代表的耕地功能越強(qiáng)。當(dāng)向量之間夾角小于90°時(shí)，可以認(rèn)為向量代表的耕地功能之間呈現(xiàn)協(xié)同關(guān)系，向量之間夾角越小，說(shuō)明向量代表的耕地功能之間的協(xié)同關(guān)系越強(qiáng)。當(dāng)向量之間夾角為90°時(shí)，說(shuō)明兩個(gè)向量之間互不相關(guān)，則認(rèn)為向量代表的耕地功能之間無(wú)相關(guān)關(guān)系。當(dāng)向量之間夾角大于90°時(shí)，則認(rèn)為向量代表的耕地功能之間具有沖突關(guān)系，向量之間夾角越大，說(shuō)明向量代表的耕地功能之間的沖突關(guān)系越強(qiáng)。

2 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 研究區(qū)域

湖北省位于長(zhǎng)江中游，洞庭湖以北，介于29°05′—33°20′N，108°21′—116°07′E。境內(nèi)除長(zhǎng)江、漢江干流外，省內(nèi)各級(jí)河流長(zhǎng)5 km以上的有4 228條，素有“千湖之省”之稱，水資源豐富，十分有利于水田的形成。湖北省地勢(shì)西高東低，擁有山地、丘陵、崗地和平原等多種地貌形態(tài)，西—北—東三面環(huán)山，中部為江漢平原。中部平原地區(qū)耕地比較集中，呈片狀分布；北部和東部丘陵地區(qū)，耕地相對(duì)集中，部分呈片狀分布；西部山區(qū)海拔較高，耕地較少，分布較為零散。2015年湖北省耕地面積為3.44×106hm2，糧食種植面積達(dá)4.47×106hm2，比上年增加9.57×104hm2(湖北省統(tǒng)計(jì)年鑒)。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文使用的數(shù)據(jù)為湖北省2005—2015年的社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和耕地利用數(shù)據(jù)。社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括：戶籍人口(萬(wàn)人)、鄉(xiāng)村從業(yè)人員數(shù)(萬(wàn)人)、農(nóng)村農(nóng)林牧漁業(yè)從業(yè)人員數(shù)(萬(wàn)人)、地區(qū)總產(chǎn)值(億元)、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值(億元)、人均GDP(元)、農(nóng)民人均可支配收入(元)、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入(元)、農(nóng)村人均經(jīng)營(yíng)性收入(元)、人均生活消費(fèi)現(xiàn)金支出(元)、人均生活消費(fèi)支出(元)；耕地利用數(shù)據(jù)包括：耕地面積(103hm2)、人均耕地面積(hm2)、糧食產(chǎn)量(t)、糧食播種面積(103hm2)、農(nóng)村化肥施用量(折純量、104t)、有效灌溉面積(103hm2)、農(nóng)機(jī)總動(dòng)力(104kW)。本文數(shù)據(jù)均來(lái)源于湖北省統(tǒng)計(jì)年鑒。為了消除不同指標(biāo)量綱的影響，本文在對(duì)負(fù)向指標(biāo)單位耕地面積化肥折純量進(jìn)行正向處理后，采用Z-score標(biāo)準(zhǔn)化方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了歸一化處理。

3 結(jié)果分析

3.1 主成分分析

主成分分析可以通過降維的方法將一些需要用許多相關(guān)變量表達(dá)的信息轉(zhuǎn)變?yōu)橛幂^少的相互獨(dú)立的主成分來(lái)表達(dá)。因此在進(jìn)行主成分分析之前，先進(jìn)行7個(gè)耕地功能指標(biāo)的相關(guān)性檢驗(yàn)，來(lái)判斷本文數(shù)據(jù)是否適用于主成分分析法。相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果詳見表2。

表2 7個(gè)耕地功能指標(biāo)的相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果

注：非括號(hào)內(nèi)值為相關(guān)性系數(shù)，括號(hào)內(nèi)值為t檢驗(yàn)值；*，**，***分別表示在10%，5%，1%水平下顯著。

從表2可以看出，7個(gè)耕地功能指標(biāo)中的任意一個(gè)都與其他一個(gè)或者幾個(gè)耕地功能指標(biāo)存在較強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系。因此本文的數(shù)據(jù)可以用于主成分分析法識(shí)別耕地功能之間的沖突與協(xié)同。對(duì)7個(gè)耕地功能所對(duì)應(yīng)的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，得到指標(biāo)數(shù)據(jù)的第1主成分和第2主成分(表3)。其中第1主成分可以解釋指標(biāo)數(shù)據(jù)的71.83%，第2主成分可以解釋指標(biāo)數(shù)據(jù)的23%，2個(gè)主成分累加可以解釋指標(biāo)數(shù)據(jù)的94.83%。說(shuō)明這2個(gè)主成分可以解釋指標(biāo)數(shù)據(jù)的大部分變化，可以很好地反映7個(gè)耕地功能之間的關(guān)系。

表3 耕地功能指標(biāo)主成分分析結(jié)果

3.2 耕地功能的沖突與協(xié)同

把7個(gè)耕地功能的第1主成分作為坐標(biāo)軸橫軸，第2主成分作為坐標(biāo)軸縱軸，可以得到一個(gè)二維平面(圖2)。通過該二維平面可以清晰地識(shí)別出耕地功能間的沖突與協(xié)同關(guān)系。

圖2 湖北省耕地功能沖突與協(xié)同關(guān)系

3.2.1 耕地功能的強(qiáng)弱 從圖2中可以看出代表基本生活保障功能的向量是最長(zhǎng)的，代表生態(tài)安全維護(hù)功能的向量是次長(zhǎng)的，代表社會(huì)安定維護(hù)功能的向量是第3長(zhǎng)的，代表就業(yè)保障功能的向量是最短的。說(shuō)明在湖北省耕地功能中最強(qiáng)的是基本生活保障功能，其次是生態(tài)安全維護(hù)功能，然后是社會(huì)安定維護(hù)功能，最弱的是就業(yè)保障功能。湖北省耕地功能中最強(qiáng)的是基本生活保障功能，說(shuō)明耕地的基本生活保障功能在湖北省仍然是耕地功能的主要方面，耕地保護(hù)對(duì)農(nóng)村居民基本生活保障具有十分重要的意義，耕地依然是農(nóng)村居民基本生活物資主要來(lái)源，是保障農(nóng)村居民基本生活穩(wěn)定的重要保障，這可能是因?yàn)檗r(nóng)戶風(fēng)險(xiǎn)承受能力較弱，對(duì)耕地的依賴性較強(qiáng)。生態(tài)調(diào)節(jié)功能的強(qiáng)度在第2位，說(shuō)明耕地除了為人們提供農(nóng)產(chǎn)品外，還具有很強(qiáng)的生態(tài)調(diào)節(jié)功能，這與羅成[6]湖北農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)耕地資源生態(tài)安全維護(hù)僅有小幅增長(zhǎng)，耕地資源生態(tài)安全維護(hù)功能地位逐漸提升的結(jié)果相一致。就業(yè)保障功能最弱，可能是由于農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，勞動(dòng)效率增加，造成耕地所能承載的勞動(dòng)力減少。

3.2.2 耕地功能的協(xié)同關(guān)系 第1象限中的基本生活保障、生態(tài)安全維護(hù)和就業(yè)保障3種功能對(duì)應(yīng)的向量?jī)蓛芍g夾角都小于90°，說(shuō)明3種功能兩兩之間存在協(xié)同關(guān)系。其中基本生活保障和生態(tài)安全維護(hù)功能的對(duì)應(yīng)向量之間夾角更小，說(shuō)明基本生活保障和生態(tài)安全維護(hù)功能之間的協(xié)同關(guān)系更強(qiáng)?；旧畋Ｕ?、生態(tài)安全維護(hù)和就業(yè)保障3種功能的任意一種功能增強(qiáng)，另外兩種功能都會(huì)在一定程度增強(qiáng)，其中基本生活保障功能和生態(tài)調(diào)節(jié)功能彼此之間的這種影響更明顯。這一結(jié)果可以與楊雪、談明洪[5]的化肥強(qiáng)度波動(dòng)上升，就業(yè)保障功能和生活保障功能顯著減弱的結(jié)果相互印證。基本生活保障功能的增強(qiáng)會(huì)使生態(tài)調(diào)節(jié)功能和就業(yè)保障功能在一定程度上增強(qiáng)，可能由于農(nóng)村居民可以自給自足更多的基本生活物資后，生活比較穩(wěn)定豐富，會(huì)吸引更多的勞動(dòng)力從事第一產(chǎn)業(yè)，從而增強(qiáng)了就業(yè)保障功能；同時(shí)人們?yōu)榱吮Ｕ献约旱纳铒嬍迟|(zhì)量，會(huì)合理降低對(duì)耕地的農(nóng)藥化肥施用量，從而增強(qiáng)了生態(tài)調(diào)節(jié)功能。生態(tài)調(diào)節(jié)功能的增強(qiáng)會(huì)使基本生活保障功能和就業(yè)保障功能在一定程度上增強(qiáng)，可能由于態(tài)環(huán)境質(zhì)量的提高，增加了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，從而增加農(nóng)村居民對(duì)農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)量的增加，從而增強(qiáng)了基本生活保障，同時(shí)良好的環(huán)境和自給自足的優(yōu)質(zhì)基本生活物資會(huì)吸引更多的農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力。從而增強(qiáng)了就業(yè)保障功能。就業(yè)保障功能的增強(qiáng)會(huì)使基本生活保障功能和生態(tài)調(diào)節(jié)功能在一定程度上增強(qiáng)，可能由于勞動(dòng)力是基本生活物資的主要消費(fèi)者，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力增加，增加了農(nóng)村居民對(duì)基本生活物資的消耗，需要從耕地中自己自足更多的農(nóng)產(chǎn)品，從而增強(qiáng)了基本生活保障功能；農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力為了增加自己消費(fèi)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，會(huì)減少化肥農(nóng)藥的施用量，也可能是農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力增加后，農(nóng)業(yè)中的優(yōu)質(zhì)勞動(dòng)力會(huì)增加，優(yōu)質(zhì)勞動(dòng)力會(huì)合理施用化肥農(nóng)藥，其他勞動(dòng)力會(huì)模仿這一行為，從而降低了化肥農(nóng)藥施用量，提高了生態(tài)調(diào)節(jié)功能。

第2象限中的社會(huì)安定維護(hù)和糧食安全保障2種功能對(duì)應(yīng)的向量之間夾角小于90°，并且兩種功能對(duì)應(yīng)向量之間的夾角很小，兩種功能存在很強(qiáng)的協(xié)同關(guān)系。說(shuō)明耕地的社會(huì)安定維護(hù)功能的增強(qiáng)有利于糧食安全保障，耕地的糧食安全保障功能增強(qiáng)有利于提高社會(huì)安定維護(hù)功能。這也說(shuō)明目前我國(guó)現(xiàn)行的糧食安全保護(hù)政策確實(shí)有利于促進(jìn)社會(huì)的安定，同時(shí)一個(gè)穩(wěn)定的社會(huì)環(huán)境也有利于保障糧食安全。

第4象限中的家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能對(duì)應(yīng)的向量之間夾角小于90°，并且二者之間的夾角很小，說(shuō)明兩種功能之間存在很強(qiáng)的協(xié)同關(guān)系；就業(yè)保障功能與這2種功能對(duì)應(yīng)的向量之間夾角也小于90°，說(shuō)明就業(yè)保障功能與這兩種功能也存在協(xié)同關(guān)系。湖北省耕地的家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能之間也存在協(xié)同關(guān)系，耕地家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能的增強(qiáng)會(huì)促進(jìn)耕地的國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能，同時(shí)耕地國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能的增強(qiáng)也會(huì)促進(jìn)耕地家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能。這說(shuō)明耕地的經(jīng)濟(jì)功能具有同向性，農(nóng)戶通過耕地得到的收入增加，會(huì)促進(jìn)耕地對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)，而耕地國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)的增強(qiáng)也會(huì)促進(jìn)農(nóng)戶在耕地方面的收入。這也從側(cè)面反映農(nóng)業(yè)GDP的提高與農(nóng)戶耕地收入息息相關(guān)，也只有農(nóng)戶耕地收入增加了農(nóng)業(yè)才會(huì)真正的振興。

3.2.3 耕地功能的沖突關(guān)系 第2象限中的2種功能和第4象限中2種功能對(duì)應(yīng)的向量之間夾角接近180°，說(shuō)明第2象限中的2種功能和第4象限中2種功能存在顯著的沖突關(guān)系。這意味著社會(huì)安定維護(hù)和糧食安全保障功能束與家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能束之中一個(gè)功能束的增加要以另外一個(gè)功能束的減弱為代價(jià)，家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能束與社會(huì)安定維護(hù)和糧食安全保障功能束之間呈現(xiàn)此消彼長(zhǎng)的關(guān)系。湖北省耕地的社會(huì)安定維護(hù)和糧食安全保障功能束與家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能束之間存在顯著的沖突關(guān)系。耕地的社會(huì)安定維護(hù)和糧食安全保障功能增強(qiáng)的同時(shí)，耕地的家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能會(huì)減弱，反之亦然。這可能是因?yàn)閲?guó)家的糧食安全保護(hù)政策是強(qiáng)制性的，該政策在促進(jìn)社會(huì)穩(wěn)定的同時(shí)，也限制了農(nóng)民從事其他收益更高行業(yè)的機(jī)會(huì)，犧牲掉了一定的經(jīng)濟(jì)利益。這說(shuō)明雖然現(xiàn)行的耕地保護(hù)政策促進(jìn)了社會(huì)的安定，但耕地糧食安全保障功能的增強(qiáng)是以犧牲部分耕地的家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能為代價(jià)的。這提醒政府部門在耕地保護(hù)的同時(shí)要考慮對(duì)農(nóng)戶或農(nóng)業(yè)行業(yè)進(jìn)行補(bǔ)貼，以彌補(bǔ)因?yàn)楦丶Z食安全保障功能增強(qiáng)造成耕地經(jīng)濟(jì)功能的衰退。

3.2.4 耕地功能的弱相關(guān)關(guān)系 生態(tài)安全維護(hù)功能對(duì)應(yīng)的向量與第2象限的社會(huì)安定維護(hù)和糧食安全保障功能對(duì)應(yīng)的向量之間夾角幾乎為90°；與第4象限的家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能對(duì)應(yīng)的向量之間夾角也幾乎為90°。說(shuō)明生態(tài)安全維護(hù)功能與第2象限的社會(huì)安定維護(hù)和糧食安全保障功能之間存在較弱的相關(guān)關(guān)系；生態(tài)安全維護(hù)功能與第4象限的家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能之間也存在較弱的相關(guān)關(guān)系。這可能是由于農(nóng)戶對(duì)耕地生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與自身的認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，而認(rèn)知與經(jīng)驗(yàn)對(duì)一個(gè)農(nóng)民來(lái)說(shuō)短期內(nèi)很難改變，因此無(wú)論第2象限和第4象限的功能怎樣變化，都不影響生態(tài)調(diào)節(jié)功能。第2象限和第4象限的功能之間是沖突的，而生態(tài)調(diào)節(jié)功能與這2個(gè)象限功能之間沒有任何關(guān)系，也說(shuō)明生態(tài)調(diào)節(jié)功能可以在這2個(gè)象限功能沖突的同時(shí)實(shí)現(xiàn)自身的最大化。

4 討 論

4.1 對(duì)耕地多功能管理和利用的啟示

要在耕地多功能管理和利用中建立耕地功能沖突與協(xié)同識(shí)別機(jī)制。本文的研究證明耕地具有多功能，并且耕地功能之間存在沖突與協(xié)同關(guān)系。存在協(xié)同關(guān)系的耕地功能，一種耕地功能的增強(qiáng)，另一種耕地功能也會(huì)增強(qiáng)，但存在沖突關(guān)系的耕地功能，一種耕地功能的增強(qiáng)是以另一種耕地功能的減弱為代價(jià)的。在制定耕地多功能管理策略或者決定耕地利用方式時(shí)，如果忽略了耕地功能之間的沖突與協(xié)同關(guān)系，可能會(huì)因?yàn)殄e(cuò)估制定的策略和利用方式產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)和預(yù)期收益而導(dǎo)致一些不必要的損失。建立耕地功能沖突與協(xié)同識(shí)別機(jī)制，可以在決策之前把握耕地功能之間的關(guān)系，更加精準(zhǔn)的預(yù)估耕地多功能管理和利用決策產(chǎn)生的后果，有效避免因決策失誤而產(chǎn)生重大損失。

在耕地多功能管理和利用中，要充分利用耕地功能之間的沖突與協(xié)同關(guān)系。在識(shí)別耕地功能之間的沖突與協(xié)同關(guān)系后。涉及耕地功能存在協(xié)同關(guān)系時(shí)，管理者可以依據(jù)耕地功能的協(xié)同關(guān)系通過制定相關(guān)政策充分發(fā)揮耕地的多種功能。涉及耕地功能存在沖突關(guān)系時(shí)，管理者可以首先對(duì)沖突的耕地功能進(jìn)行權(quán)衡，然后對(duì)因沖突關(guān)系而產(chǎn)生的后果進(jìn)行相應(yīng)的彌補(bǔ)，以減少因耕地功能沖突產(chǎn)生的損失。就湖北省來(lái)說(shuō)，其耕地的基本生活保障、生態(tài)安全維護(hù)和就業(yè)保障三種功能之間存在協(xié)同關(guān)系。我們可以根據(jù)其協(xié)同關(guān)系制定大力發(fā)展有機(jī)農(nóng)場(chǎng)的政策，既保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，又提供了就業(yè)崗位，同時(shí)還能滿足很多人的基本生活保障。湖北省的糧食安全保障功能與農(nóng)戶的家庭經(jīng)濟(jì)收入功能存在沖突關(guān)系。很多農(nóng)戶在保護(hù)耕地的糧食安全的同時(shí)損失了一部分經(jīng)濟(jì)收益。對(duì)此管理者應(yīng)制定耕地保護(hù)經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償政策，或者在鄉(xiāng)鎮(zhèn)創(chuàng)造更多的兼業(yè)崗位來(lái)彌補(bǔ)農(nóng)戶因保護(hù)耕地而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失。進(jìn)而也可以激勵(lì)農(nóng)戶更好的保護(hù)耕地。

4.2 對(duì)其他政策的啟示

推動(dòng)耕地流轉(zhuǎn)和規(guī)模經(jīng)營(yíng)的速度要適度。湖北省耕地功能中凸顯最明顯強(qiáng)的是基本生活保障功能。在農(nóng)村社會(huì)保障的機(jī)制還不健全，對(duì)于農(nóng)村中的低收入人群來(lái)說(shuō)，其生活保障仍然主要依靠耕地。對(duì)外出務(wù)工的農(nóng)民來(lái)說(shuō)，由于生存技能及物價(jià)收入等因素，其在城市的生活風(fēng)險(xiǎn)較高，此時(shí)耕地還是許多外出務(wù)工農(nóng)民的一條穩(wěn)定的生存就業(yè)的退路。在這個(gè)背景下，政府不能盲目推動(dòng)農(nóng)地流轉(zhuǎn)和規(guī)模經(jīng)營(yíng)，這很可能會(huì)導(dǎo)致一些農(nóng)民失去賴以生存的耕地，進(jìn)而引發(fā)社會(huì)動(dòng)蕩。

要堅(jiān)定耕地保護(hù)策略，維護(hù)國(guó)家糧食安全，同時(shí)要盡可能的維護(hù)社會(huì)的穩(wěn)定。湖北省的研究表明，耕地的糧食安全保障功能與社會(huì)安定維護(hù)功能之間具有協(xié)同關(guān)系。說(shuō)明保護(hù)耕地的糧食安全，在一定程度上可以促進(jìn)社會(huì)安定和諧。同時(shí)社會(huì)穩(wěn)定程度的提高，有助于農(nóng)戶預(yù)估市場(chǎng)行情，保證農(nóng)戶的穩(wěn)定收入，進(jìn)而激發(fā)農(nóng)戶的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)積極性，維護(hù)國(guó)家糧食安全。

要促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)和種植模式的發(fā)展，增加農(nóng)民在耕地上的收入。湖北省耕地的家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能和國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能之間存在很強(qiáng)的協(xié)同關(guān)系。當(dāng)農(nóng)戶在耕地上的收入增加時(shí)，才會(huì)吸引更多的勞動(dòng)力留在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的活力才會(huì)迸發(fā)，進(jìn)而促進(jìn)農(nóng)業(yè)GDP的增長(zhǎng)。因此農(nóng)業(yè)繁榮要從增加農(nóng)民在耕地上的收入著手。

5 結(jié) 論

隨著人民生活水平的提高，耕地多功能利用與管理的需求日益增加。而耕地功能沖突與協(xié)同關(guān)系的識(shí)別是耕地多功能利用與管理的基礎(chǔ)。為此，本文提出了采用PCA進(jìn)行耕地功能沖突與協(xié)同關(guān)系識(shí)別的方法體系，并以湖北省為例開展耕地功能沖突與協(xié)同關(guān)系的識(shí)別。

(1) PCA方法適合用于耕地功能沖突與協(xié)同關(guān)系識(shí)別。PCA方法可以用少數(shù)正交變量表達(dá)高維變量之間的關(guān)系，因此，不僅可以非常直觀地表達(dá)耕地功能沖突與協(xié)同的關(guān)系，而且可以表達(dá)耕地功能間沖突與協(xié)同的程度。此外，PCA方法還可以用于表達(dá)各耕地功能的強(qiáng)弱程度。

(2) 在湖北省的耕地功能中，基本生活保障功能最強(qiáng)，耕地對(duì)保障農(nóng)村居民基本生活具有十分重要的意義。此外，湖北省的耕地還具有較強(qiáng)的生態(tài)安全維護(hù)功能，但其就業(yè)保障功能最弱。

(3) 湖北省耕地功能之間的沖突與協(xié)同關(guān)系十分顯著。其中基本生活保障、生態(tài)安全維護(hù)功能和就業(yè)保障3種功能兩兩之間存在協(xié)同關(guān)系，社會(huì)安定維護(hù)和糧食安全保障功能之間存在協(xié)同關(guān)系，家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能之間存在協(xié)同關(guān)系。社會(huì)安定維護(hù)和糧食安全保障功能束與家庭經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)功能束之間存在顯著的沖突關(guān)系。

湖北省耕地功能間存在顯著的沖突與協(xié)同關(guān)系，意味著耕地多功能管理將會(huì)面臨由于這種沖突與協(xié)同關(guān)系而產(chǎn)生的巨大風(fēng)險(xiǎn)和機(jī)遇。管理者既可能由于耕地功能的協(xié)同關(guān)系充分發(fā)揮耕地的功能，提高管理效率；又可能面臨因忽視耕地功能的沖突關(guān)系而產(chǎn)生的巨大損失。因此管理者在進(jìn)行耕地多功能管理時(shí)需要在識(shí)別耕地功能沖突與協(xié)同關(guān)系的基礎(chǔ)上對(duì)耕地功能進(jìn)行權(quán)衡，根據(jù)沖突功能重要性的不同作出相應(yīng)決策，在達(dá)到管理目的的同時(shí)盡可能地降低損失，進(jìn)而提高管理效率。