陳 莎，楊潤佳，李 冠

浙江省耕地多功能時(shí)空格局變化、影響因素及空間溢出效應(yīng)

陳 莎1，楊潤佳2，李 冠3※

（1. 浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)公共管理學(xué)院，杭州 310018；2. 浙江大學(xué)公共管理學(xué)院，杭州 310058；3. 寧波大學(xué)法學(xué)院，寧波 315211）

探討耕地多功能的時(shí)空變化規(guī)律、影響因素及其空間上的溢出效應(yīng)或交互作用，對(duì)深化耕地多功能認(rèn)知、提升耕地資源可持續(xù)利用能力具有重要意義。該研究選取浙江省為研究區(qū)域，基于耕地利用、氣象、土壤、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)，綜合運(yùn)用GIS制圖、空間自相關(guān)分析和基于可拓展隨機(jī)性環(huán)境影響評(píng)估（Stochastic Impacts by Regression on Population，Affluence and Technology，STIRPAT）的面板空間計(jì)量模型探討了浙江省2000—2015年耕地多功能的時(shí)空變化特征、影響因素及空間溢出效應(yīng)。結(jié)果表明：1）2000—2015年浙江省各區(qū)縣耕地功能綜合水平呈現(xiàn)“先減少，后增長”的變化趨勢，耕地物質(zhì)產(chǎn)出功能、凈固碳功能和景觀美學(xué)功能均呈上升趨勢，水源涵養(yǎng)功能保持平穩(wěn)，勞動(dòng)力承載功能逐步降低；2）耕地多功能水平的提升對(duì)鄰近地區(qū)有較強(qiáng)的輻射影響作用，本縣域耕地多功能水平每增長1%將導(dǎo)致鄰近縣域耕地多功能水平增長0.224%。農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力、農(nóng)村居民可支配收入和農(nóng)業(yè)機(jī)械水平對(duì)耕地多功能具有顯著的正向效應(yīng)，第二產(chǎn)業(yè)占比和城鎮(zhèn)化水平對(duì)耕地多功能具有顯著的負(fù)向效應(yīng)；3）第二產(chǎn)業(yè)占比、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平、農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力投入對(duì)耕地多功能有直接效應(yīng)，城鄉(xiāng)居民收入、城鎮(zhèn)化水平對(duì)耕地多功能水平有溢出效應(yīng)。研究建議重視區(qū)縣內(nèi)部以及區(qū)縣與鄰近地區(qū)之間的空間交互作用，加強(qiáng)區(qū)域間土地整治、生態(tài)保護(hù)和農(nóng)業(yè)技術(shù)升級(jí)等多方面合作。應(yīng)充分考慮各縣域資源稟賦的特殊性以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的異質(zhì)性，制定針對(duì)性的耕地保護(hù)和農(nóng)業(yè)扶持適應(yīng)策略。

土地利用；耕地多功能；面板空間計(jì)量；空間溢出效應(yīng)；空間杜賓模型；浙江省

0 引 言

耕地作為鄉(xiāng)村土地資源的精華，不但是國家糧食安全的物質(zhì)基礎(chǔ)，更為滿足人類生存和發(fā)展需要提供了多元化的服務(wù)和功能，包括糧食、蔬菜等物質(zhì)供給功能，調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水土等生態(tài)功能，以及提供開敞空間、體現(xiàn)鄉(xiāng)村風(fēng)貌等景觀文化功能[1]。由于耕地資源異質(zhì)性、耕地利用多宜性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及居民消費(fèi)需求轉(zhuǎn)變等綜合作用，耕地功能表現(xiàn)出一定的層次性和階段性[2]。中央一號(hào)文件連續(xù)四年（2018—2021）提出充分挖掘鄉(xiāng)村多種功能和價(jià)值，全面、協(xié)同、系統(tǒng)地發(fā)揮有耕地資源的多種功能，為鄉(xiāng)村振興和雙循環(huán)背景下推進(jìn)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供重要?jiǎng)恿υ?。在此背景下，探討耕地多功能的時(shí)空變化規(guī)律和影響機(jī)理對(duì)深化耕地利用多功能認(rèn)知、推動(dòng)耕地資源保護(hù)和可持續(xù)管理具有重要意義[3]。

21世紀(jì)以來，中國學(xué)者在耕地多功能內(nèi)涵[1]、耕地多功能分類及評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建[4]以及耕地多功能時(shí)空動(dòng)態(tài)及影響因素[5]等方面開展了較廣泛的研究。耕地多功能是指耕地直接或間接地提供滿足人類需要的產(chǎn)品及服務(wù)的自然過程及組分的能力，通常包括產(chǎn)品生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)、生態(tài)調(diào)節(jié)、文化休閑等四項(xiàng)功能[6]。而從中國發(fā)展實(shí)際來看，耕地多功能源于區(qū)域發(fā)展目標(biāo)的多元性、社會(huì)需求的多樣性及土地利用的多宜性，主要發(fā)揮著經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)、糧食生產(chǎn)、社會(huì)保障、生態(tài)服務(wù)等多種功能[7]。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展以及居民生活方式、消費(fèi)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，耕地多功能類型分化[8]、區(qū)域差異[9]、時(shí)空格局演化[10]等都引起了學(xué)者們的高度關(guān)注，耕地各項(xiàng)功能間此消彼長或協(xié)同增長[11]的總體態(tài)勢也得到了初步揭示。目前常用的耕地多功能測度方法包括指標(biāo)替代法[12]、物質(zhì)量法[13]、價(jià)值量法[14]，耕地多功能之間關(guān)系的研究主要采用相關(guān)分析[11]、均方根誤差[15]、耦合協(xié)調(diào)度[16]等定量方法。

在對(duì)耕地多功能變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制的研究中，不少學(xué)者探討了自然稟賦、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、政策干預(yù)等因素對(duì)耕地利用功能演變的影響。黃孟勤等[17]發(fā)現(xiàn)坡度、海拔、起伏度等自然區(qū)位因素將決定耕地的生產(chǎn)稟賦、種植結(jié)構(gòu)以及人地關(guān)系和矛盾；Davis等[18]認(rèn)為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下的農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力析出和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是導(dǎo)致耕地多功能變化的主要外部因素；此外，糧食安全、惠農(nóng)及生態(tài)保護(hù)等政策干預(yù)也已成為影響耕地多功能變化的關(guān)鍵因素[19]?？傮w上看，自然因素對(duì)耕地多功能起著基礎(chǔ)性的主導(dǎo)作用，政策因素能在較短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生明顯的效果，而城鎮(zhèn)化及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的效應(yīng)則是更為復(fù)雜、長期且具有階段性，但目前關(guān)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)耕地多功能的影響機(jī)制剖析不夠深入?？v觀以往研究，學(xué)者們多采用主成分分析[20]、線性回歸[21]等探討各項(xiàng)因素對(duì)耕地多功能的數(shù)量關(guān)系和影響程度，遺憾的是，上述研究并未考慮到區(qū)域之間客觀存在的空間外溢對(duì)耕地多功能演變的影響。

就耕地利用的空間溢出而言，耕地空間位置的相鄰性導(dǎo)致耕地某一利用主體福利受其他利用主體行為的影響，即耕地利用具有外部性[22]。不少學(xué)者從不同角度對(duì)耕地利用表現(xiàn)的空間溢出現(xiàn)象進(jìn)行了探討，例如侯孟陽等[23]運(yùn)用省級(jí)面板數(shù)據(jù)實(shí)證發(fā)現(xiàn)化肥施用強(qiáng)度對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的影響存在空間溢出效應(yīng)，徐清華等[24-25]運(yùn)用空間杜賓模型分別檢驗(yàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)農(nóng)業(yè)碳排放、糧食產(chǎn)量的空間溢出效應(yīng)。隨著外部性理論延伸到空間計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域[26]，空間計(jì)量方法在實(shí)證研究方面已被廣泛運(yùn)用，能夠很好地揭示由某一解釋變量變化對(duì)該地域單元的影響（直接效應(yīng)）以及對(duì)相鄰地域單元的影響（溢出效應(yīng)）。在耕地利用功能研究領(lǐng)域，已有研究對(duì)耕地多功能在地理空間上的溢出效應(yīng)關(guān)注比較缺乏。如何從空間相關(guān)性的角度理解耕地多功能變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)理，各項(xiàng)影響因素對(duì)耕地多功能的影響是否在空間上存在溢出效應(yīng)和互饋?zhàn)饔?，這些是本文擬解決的核心問題。

浙江省是走在改革開放前沿的先行者，在全國范圍內(nèi)屬于經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)，但浙江省的耕地資源表現(xiàn)出“耕地總量少、人均耕地少、耕地后備資源少”的“三少”特征，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與耕地保護(hù)的矛盾十分突出，對(duì)此區(qū)域開展耕地多功能時(shí)空分異及演變驅(qū)動(dòng)機(jī)理研究能為優(yōu)化耕地資源配置和促進(jìn)耕地保護(hù)提供依據(jù)。綜上，針對(duì)目前研究存在的不足和浙江省耕地多功能轉(zhuǎn)型利用的緊迫性，本研究從地理學(xué)重視區(qū)域差異性與空間依賴性的視角切入，以浙江省69個(gè)縣（區(qū)）域單元為研究樣本，在已有研究基礎(chǔ)上，選擇合理的指標(biāo)評(píng)價(jià)耕地的各項(xiàng)功能；隨后，通過GIS制圖和空間自相關(guān)方法識(shí)別耕地功能的空間分異特征，并運(yùn)用基于可拓展隨機(jī)性環(huán)境影響評(píng)估（STIRPAT）的空間計(jì)量方法定量探討社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)耕地多功能變化的直接效應(yīng)和溢出效應(yīng)，為推進(jìn)浙江省耕地資源的合理配置與利用，促進(jìn)耕地資源保護(hù)和可持續(xù)利用提供量化依據(jù)和決策支撐。

1 耕地多功能變化影響機(jī)理分析

結(jié)合已有研究對(duì)耕地多功能驅(qū)動(dòng)因素以及關(guān)于耕地利用空間溢出效應(yīng)的理論線索，本文梳理了社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素對(duì)耕地多功能變化的直接效應(yīng)和間接效應(yīng)，勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、農(nóng)業(yè)技術(shù)升級(jí)能夠深刻改變耕地利用方式從而對(duì)耕地多功能產(chǎn)生直接效應(yīng)，并通過空間鄰近性、區(qū)域競爭與示范以及要素空間流動(dòng)對(duì)耕地多功能形成溢出效應(yīng)。

1.1 社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)耕地多功能變化的直接效應(yīng)

基于系統(tǒng)觀的視角，耕地利用系統(tǒng)是由自然生態(tài)子系統(tǒng)與人工社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)耦合而成的復(fù)合系統(tǒng)，其承載的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)功能具有協(xié)同性，其演變也受到自然條件、耕地資源稟賦、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、政策環(huán)境等多因素影響和制約[27]，其中城鎮(zhèn)化及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)耕地多功能的作用最為顯著，并具有長期性和階段性特征。已有研究表明，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力析出和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是導(dǎo)致耕地多功能變化的主要外部因素[18]，其影響可以從勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、農(nóng)業(yè)技術(shù)升級(jí)三方面具體分析：1）隨著農(nóng)村勞動(dòng)力向非農(nóng)業(yè)部門大規(guī)模轉(zhuǎn)移，土地閑置與農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力老齡化、婦女化現(xiàn)象逐漸凸顯[28]，可能導(dǎo)致耕地利用邊際化；2）城市化推進(jìn)和工業(yè)化快速發(fā)展會(huì)占用大量優(yōu)質(zhì)耕地資源，但能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供一定的技術(shù)、要素支撐，同時(shí)也會(huì)促使石油農(nóng)業(yè)的發(fā)展，增加耕地利用碳排放和污染排放[29]。同時(shí)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提升，城市居民收入不斷增長，公眾對(duì)于綠色生態(tài)產(chǎn)品的意識(shí)和需求提升，促進(jìn)景觀農(nóng)業(yè)、休閑農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)等新型業(yè)態(tài)不斷發(fā)展[30]；3）隨著勞動(dòng)力成本的逐漸上升，更多的剩余勞動(dòng)力得以從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中解放出來，促進(jìn)機(jī)械投入增加替代勞動(dòng)力，進(jìn)而緩解了農(nóng)村勞動(dòng)力缺口對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)帶來的沖擊。隨著農(nóng)民生活水平的提高，農(nóng)戶對(duì)耕地綠色低碳利用、保護(hù)的意愿相對(duì)更強(qiáng)，最終反映在其耕地利用實(shí)踐之中[31]。

1.2 耕地多功能變化的空間溢出效應(yīng)

類似環(huán)境污染具有容易在區(qū)域間擴(kuò)散的特性，在耕地功能方面亦是如此。耕地多功能變化的空間溢出效應(yīng)可通過以下三條路徑產(chǎn)生：1）空間鄰近性。地理空間鄰近的地區(qū)更易形成污染的集聚，而某地區(qū)耕地的多功能變化能夠?qū)︵徑貐^(qū)產(chǎn)生擴(kuò)散效應(yīng)。比如，化肥施用強(qiáng)度較大的地區(qū)不僅能夠?qū)Ρ镜貐^(qū)耕地生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，也會(huì)造成鄰近地區(qū)耕地的生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境受到波及[23]；2）區(qū)域競爭與示范效應(yīng)。耕地多功能水平較高的地區(qū)會(huì)對(duì)周圍地區(qū)形成示范效應(yīng)與輻射帶動(dòng)作用，一些耕地保護(hù)和農(nóng)業(yè)扶持政策，例如建設(shè)農(nóng)業(yè)示范區(qū)，聚焦重點(diǎn)區(qū)縣保護(hù)優(yōu)質(zhì)耕地，基本農(nóng)田集中連片建設(shè)等都會(huì)導(dǎo)致地區(qū)間生產(chǎn)要素投入與農(nóng)業(yè)生態(tài)發(fā)揮鄰里效應(yīng)，使得鄰近地區(qū)耕地多功能可能在空間上存在高度的正向關(guān)聯(lián)[32]；3）人口、資金、信息等要素流動(dòng)。農(nóng)村勞動(dòng)力的空間轉(zhuǎn)移、農(nóng)業(yè)機(jī)械服務(wù)的跨區(qū)作業(yè)等投入要素的空間流動(dòng)性能夠使得本地區(qū)與鄰近地區(qū)耕地生產(chǎn)與生態(tài)功能存在空間上的相互影響[22]。

2 研究方法與數(shù)據(jù)說明

2.1 研究區(qū)域

浙江省位于中國東南沿海，長江三角洲尾部南翼（27°02'E～31°11'E，118°01'N～123°10'N），陸地總面積10.55 萬km2，其中耕地面積為208.17萬hm2。浙江省地形地貌復(fù)雜多樣，地勢自西南向東北呈階梯狀傾斜（圖 1），素有“七山一水二分田”之說，由于人口眾多，人均耕地僅0.04hm2左右，不及全國人均耕地水平的一半。2020年浙江省糧食總產(chǎn)量為606萬t，占全國糧食總產(chǎn)量的0.91%。浙江省是中國經(jīng)濟(jì)最活躍的省份之一，2021年常住人口城鎮(zhèn)化率達(dá)到72.2%，人均GDP達(dá)到10.1萬元。快速工業(yè)化、城鎮(zhèn)化導(dǎo)致浙江省耕地規(guī)模顯著減少和生態(tài)質(zhì)量下降。加之當(dāng)前氣候變化和各類“黑天鵝”事件頻發(fā)、糧食安全系統(tǒng)韌性不足、城鄉(xiāng)空間重構(gòu)以及居民消費(fèi)需求轉(zhuǎn)型等因素，都對(duì)耕地利用和管理進(jìn)一步提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

圖1 浙江省地理位置圖

2.2 研究方法

2.2.1 耕地多功能測算

本文綜合考慮耕地的生產(chǎn)、生態(tài)、社會(huì)和文化功能分類體系，選取目前廣受學(xué)者關(guān)注的物質(zhì)產(chǎn)出、凈固碳、水源涵養(yǎng)、勞動(dòng)力承載和景觀美學(xué)5種重要的耕地功能進(jìn)行定量測算。具體測算過程及計(jì)算式見表1。

1）物質(zhì)生產(chǎn)功能：耕地作為基本的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，核心功能之一是物質(zhì)生產(chǎn)功能。農(nóng)作物的產(chǎn)出規(guī)模是衡量物質(zhì)生產(chǎn)功能的常用指標(biāo)[33]，但這種標(biāo)準(zhǔn)過于零散且無法形成統(tǒng)一的度量尺度，容易導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)作物價(jià)值被低估。考慮到浙江省經(jīng)濟(jì)作物播種面積占比較大（2015年占農(nóng)作物播種總面積的47.6%），只考慮各類作物產(chǎn)量可能造成評(píng)價(jià)結(jié)果失真。本研究采用單位耕地面積的農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值衡量耕地的物質(zhì)生產(chǎn)功能，并對(duì)各年度農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值進(jìn)行消脹處理，轉(zhuǎn)化為2000年基期農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值。

2）凈固碳功能：耕地系統(tǒng)的固碳減排具有巨大潛力，耕地的凈固碳功能與生長周期內(nèi)農(nóng)作物的碳吸收量和碳排放量有關(guān)，二者都受到自然和人為因素的影響。碳吸收量參考陳麗等[34-35]相關(guān)研究成果，基于浙江省的實(shí)際種植情況，考慮稻谷、玉米、薯類、豆類、油料6種作物類型的固碳量。具體參數(shù)值參考陳麗等[34,36-38]相關(guān)研究。耕地碳排放主要表現(xiàn)為施用化肥、農(nóng)藥、地膜等物資引起的碳排放，農(nóng)作物根系分泌物對(duì)土壤表層破壞所致的N2O排放，以及水稻生長過程中CH4的排放。碳排放系數(shù)參考田云等[35,39-40]的研究成果。三類碳的排放量總和即為碳排放量，碳吸收量和碳排放量相減即得耕地的凈固碳量。

表1 耕地功能及定量測算說明

3）水源涵養(yǎng)功能：目前測算水源涵養(yǎng)功能的常用方法有土壤層蓄水能力法、綜合蓄水能力法、水量平衡法等?？紤]到研究區(qū)的實(shí)際情況及地理位置，研究采用綜合蓄水法，對(duì)農(nóng)作物的冠層降水截留和土壤層水分截留作用進(jìn)行估算，計(jì)算方法參考杜勇等[41]的研究成果。

4）勞動(dòng)力承載功能：耕地發(fā)揮著重要的勞動(dòng)力承載功能，也因此被視為緩沖勞動(dòng)力就業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的重要屏障。本文采用單位耕地的勞動(dòng)力投入強(qiáng)度來表征勞動(dòng)力承載功能。

5）景觀美學(xué)功能：耕地景觀美學(xué)功能是耕地文化功能的重要組成部分，其強(qiáng)弱受到供、需兩方面的影響。需求方面，耕地景觀的吸引力取決于居民的支付意愿和欣賞能力，與相鄰近城市的人口規(guī)模、收入水平等因素有關(guān)；供給方面，一般認(rèn)為由連片耕地、林地、水體等形成構(gòu)成的“馬賽克”式景觀組合具有更高的美學(xué)價(jià)值[42]。鑒于此，首先運(yùn)用專家打分法確定供給側(cè)和需求側(cè)指標(biāo)，權(quán)重見表2。隨后采用供給相對(duì)于需求的盈余程度（采用比值形式）來表征景觀美學(xué)功能。

表2 耕地景觀美學(xué)功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

需要說明的是，物質(zhì)生產(chǎn)功能、勞動(dòng)力承載功能和景觀美學(xué)功能的測算均以縣域?yàn)榛驹u(píng)價(jià)單元進(jìn)行，而凈固碳功能和水源涵養(yǎng)功能是基于相關(guān)的原始柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，因此需要轉(zhuǎn)換為以縣域?yàn)榛締卧氖噶繑?shù)據(jù)，具體操作如下：對(duì)浙江省縣域圖層生成相應(yīng)分辨率的漁網(wǎng)（fishnet），提取柵格數(shù)據(jù)值到漁網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)中，最后基于縣域匯總計(jì)算平均值。由于耕地各項(xiàng)功能指標(biāo)的量綱不同，采用極差標(biāo)準(zhǔn)化方法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理。

式中X為第年第項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)值；X, X分別為第個(gè)指標(biāo)的最大值和最小值；Y為標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)值。

對(duì)耕地功能評(píng)價(jià)指標(biāo)完成標(biāo)準(zhǔn)化后，計(jì)算耕地多功能綜合值，計(jì)算式如下：

2.2.2 耕地多功能的影響因素指標(biāo)

根據(jù)本文對(duì)耕地多功能的影響機(jī)制分析并結(jié)合相關(guān)學(xué)者基于STIRPAT模型的研究成果[21,45-46]，最終選取了7個(gè)重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素變量：表征人口維度的農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力（）、表征富裕水平維度的人均GDP（）、城市人均可支配收入（）、農(nóng)村人均可支配收入（），以及表征技術(shù)維度的第二產(chǎn)業(yè)占比（）、城鎮(zhèn)化率（）、農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)力（）。

2.2.3 面板空間計(jì)量模型

a.空間相關(guān)性檢驗(yàn)

在運(yùn)用面板空間計(jì)量模型進(jìn)行分析之前，有必要通過空間自相關(guān)分析檢驗(yàn)耕地多功能的空間集聚特征。采用Global Moran’指數(shù)衡量研究區(qū)耕地功能空間分布的整體狀況。Global Moran’指數(shù)的計(jì)算公式如下：

式中()表示的均值；()表示的方差；當(dāng)值為正且顯著時(shí)，表明存在正的空間自相關(guān)，即相似的觀測值（高值或低值）趨于空間集聚；當(dāng)值為負(fù)且顯著時(shí)，表明存在負(fù)的空間自相關(guān)；當(dāng)值為0時(shí)，觀測值趨于獨(dú)立隨機(jī)分布。

b. 面板空間計(jì)量模型設(shè)定

空間計(jì)量模型可以有效解決線性回歸分析無法處理的空間依賴性問題，本文通過空間滯后面板模型（Spatial Lag Panel Model，SLPM）、空間誤差面板模型（Spatial Error Panel Model，SEPM）和空間杜賓面板模型（Spatial Durbin Panel Model，SDPM）來探討空間溢出效應(yīng)。SEPM假設(shè)誤差項(xiàng)包含空間依賴性，通常用來描述被忽略的變量引起的空間效應(yīng)，這些變量可能同時(shí)影響局部和相鄰單元。SLPM假設(shè)個(gè)體因變量部分地受到相鄰單位因變量的影響。SDPM可以看作是SLPM和SEPM的集成，不僅考慮了因變量受個(gè)體自變量和因變量的影響，而且考察了獨(dú)立變量和因變量在鄰近地區(qū)的影響。

上述3種廣泛使用的空間面板計(jì)量模型需要一系列的檢驗(yàn)來選擇最合適的模型。具體步驟如下：首先采用傳統(tǒng)拉格朗日乘子（Lagrange Multiplier，LM）檢驗(yàn)和穩(wěn)健LM檢驗(yàn)確定空間滯后項(xiàng)和空間誤差項(xiàng)的存在，隨后運(yùn)用Wald檢驗(yàn)和似然比（Likelihood Ratio，LR）檢驗(yàn)決定是采用SLPM、SEPM還是SDPM模型，并采用Hausman檢驗(yàn)來決定是采用隨機(jī)效應(yīng)模型還是固定效應(yīng)模型。由于空間相關(guān)性的存在，回歸系數(shù)不能準(zhǔn)確反映計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型中自變量對(duì)因變量的影響，可利用求偏微分的方法將自變量對(duì)因變量的影響進(jìn)一步分解為直接效應(yīng)、間接效應(yīng)和總效應(yīng)[26]。

2.3 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

本文以2000、2005、2010、2015年浙江省69個(gè)區(qū)縣的面板數(shù)據(jù)為研究樣本，耕地面積數(shù)據(jù)來源于浙江省歷年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫。耕地多功能測度過程和影響因素所涉及的農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)、人口數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)主要來源于歷年的《浙江統(tǒng)計(jì)年鑒》，部分來源于各地級(jí)市統(tǒng)計(jì)年鑒和各區(qū)縣統(tǒng)計(jì)局。氣象數(shù)據(jù)來源于中國氣象數(shù)據(jù)服務(wù)共享網(wǎng)（http://data.cma.cn）。土壤深度與孔隙率數(shù)據(jù)來源于1∶100萬中國土壤數(shù)據(jù)庫?？h域中心距最近地級(jí)市轄區(qū)中心直線距離數(shù)據(jù)通過百度地圖的測距功能獲取。耕地斑塊聚集度、耕地景觀多樣性數(shù)據(jù)通過Fragstats4.2軟件計(jì)算得到。部分?jǐn)?shù)據(jù)由相關(guān)參考文獻(xiàn)獲得。對(duì)所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一行政邊界，基于GCS_Krasovsky_1940地理坐標(biāo)系，采用Albers投影。

數(shù)據(jù)預(yù)處理包括：第一，針對(duì)耕地面積數(shù)據(jù)，為了消除第二次全國土地調(diào)查前后數(shù)據(jù)突變，將第二次全國土地調(diào)查公布的2009年耕地面積減去當(dāng)年土地利用變更調(diào)查中的耕地面積，將差值加到2000、2005年耕地面積上，完成了對(duì)數(shù)據(jù)的校正[47]。第二，針對(duì)部分區(qū)縣個(gè)別年份個(gè)別數(shù)據(jù)的缺失，以歷年數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)通過移動(dòng)平均、趨勢外推等方法進(jìn)行數(shù)據(jù)重建；第三，為了消除價(jià)格指數(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的影響，將各年的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值轉(zhuǎn)化為2000年可比價(jià)；第四，為了使統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)范圍與現(xiàn)有行政區(qū)范圍一致，本文對(duì)部分行政區(qū)進(jìn)行合并處理，最終以69個(gè)區(qū)縣作為研究樣本。

3 結(jié)果分析

3.1 耕地多功能時(shí)空格局分析

2000—2015年間，浙江省耕地物質(zhì)產(chǎn)出功能從14 942元/hm2增長至27 578元/hm2，2010年略有下降（圖 2）。在4個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上，碳固定功能值分別為2.480、2.580、4.062和4.575 t/hm2，呈逐步增加趨勢。耕地保水功能值保持相對(duì)穩(wěn)定，主要是由于降水量在研究區(qū)內(nèi)較為平穩(wěn)。勞動(dòng)力承載功能持續(xù)下降，2000年為11.45人/hm2，2015年降至2.89人/hm2。2000、2005、2010和2015年，耕地景觀美學(xué)功能值分別為1.168、1.166、1.033、1.316，呈先下降后上升的趨勢。浙江省2000、2005、2010和2015年的多功能綜合值分別為1.316、1.311、1.666、1.748，呈現(xiàn)先下降后上升趨勢。

a. 物質(zhì)生產(chǎn)功能a. Agricultural Production Function (APF)b. 凈固碳功能b. Net Carbon Function (NCF)c. 水源涵養(yǎng)功能c. Water Retention Function (WRF)

d. 勞動(dòng)力承載功能d. Labor Carrying Function (LCF)e. 景觀美學(xué)功能e. Aesthetic Service Function (ASF)f. 耕地多功能綜合值f. Multifunction index of cultivated land (MFCI)

就耕地多功能綜合值而言，高值區(qū)域（MFCI >1.6）的縣區(qū)數(shù)量顯著增加（圖3），由2000年的6個(gè)縣區(qū)增加到2015年的52個(gè)縣區(qū)。2005年，浙江省西部地區(qū)在MFCI上表現(xiàn)出絕對(duì)優(yōu)勢，但到2015年，整個(gè)區(qū)域的MFCI呈現(xiàn)相對(duì)均衡的格局。就凈變化而言，浙江南部地區(qū)普遍呈下降趨勢而北部地區(qū)普遍呈上升趨勢（圖4）。特別值得注意的是，2005年后MFCI降低的趨勢在浙江北部地區(qū)基本不再出現(xiàn)，但南部的大部分區(qū)縣在2000—2005和2010—2015年間MFCI都出現(xiàn)了明顯的下降趨勢，反映出耕地綜合功能變化具有差異性的階段特征。2000—2015年間，紹興市區(qū)和江山市的MFCI增幅最大，分別由1.171和1.275增至2.596和2.273。慶元、龍泉、景寧、岱山、遂昌和青田等縣市下降最為明顯，主要集中在浙江省西南丘陵地區(qū)。

3.2 耕地多功能影響因素分析

3.2.1 相關(guān)檢驗(yàn)

全局Moran’s指數(shù)（表3）表明，MFCI值和各項(xiàng)影響因子均表現(xiàn)出顯著的空間依賴性，并且絕大多數(shù)年份在10%水平上顯著。

為了選擇合適的模型以便達(dá)到最佳的擬合效果，在空間面板模型回歸之前需進(jìn)行一系列的檢驗(yàn)。首先，傳統(tǒng)LM 檢驗(yàn)和穩(wěn)健LM 檢驗(yàn)的結(jié)果（表4）均在1%水平上顯著，拒絕了不存在空間被解釋變量和不存在空間自相關(guān)誤差項(xiàng)的原假設(shè)，表明空間滯后模型和空間誤差模型兩個(gè)模型同時(shí)成立。同時(shí)，Hausman檢驗(yàn)結(jié)果在1%水平上拒絕隨機(jī)效應(yīng)（卡方統(tǒng)計(jì)量為44.654，< 0.01），說明應(yīng)采用固定效應(yīng)模型。

a. 2000b. 2005c. 2010d. 2015

圖4 2000—2015年浙江省耕地多功能綜合值變化