中国地级行政单元耕地利用生态效率评估与空间网络分析

《Land》:Evaluation and Spatial Network Analysis of Cultivated Land Use Eco-Efficiency in Prefecture-Level Administrative Units of China

【字体: 时间:2026年06月14日 来源:Land 3.2

编辑推荐:

  提高耕地利用生态效率(CLUE)对于实现可持续土地利用和农业绿色转型至关重要。本研究基于2013年至2021年中国353个地级市的数据,采用基于松弛的测量(SBM)-非期望模型、社会网络分析(SNA)和模糊集定性比较分析(fsQCA),测量并分析了地级行政单元

  
提高耕地利用生态效率(CLUE)对于实现可持续土地利用和农业绿色转型至关重要。本研究基于2013年至2021年中国353个地级市的数据,采用基于松弛的测量(SBM)-非期望模型、社会网络分析(SNA)和模糊集定性比较分析(fsQCA),测量并分析了地级行政单元耕地利用生态效率的空间格局、网络特征及非高效率的多重驱动路径。结果表明:(1)2013—2021年,研究区域内CLUE呈现空间异质性,多数效率值处于中等水平,并随时间呈波动下降趋势。(2)九大农业区形成了复杂的关联网络,整体网络连通性较弱但效率较高,层级结构逐渐扁平化,区域间合作增加。(3)个体网络在影响力、控制力和可达性方面存在显著差异,协作网络正发展为“多核心-层级”结构。(4)非高效率的形成涉及多重并发机制,识别出四条典型的非高效路径,不同农业区之间存在显著异质性。未来应根据各农业区的空间网络特征和非高效驱动路径,实施差异化的土地利用与生态保护政策,以促进CLUE的协同提升。
论文解读文章

研究背景:耕地高效利用是保障粮食安全和社会生产的基础。然而,中国耕地利用存在高强度、低效率的问题,伴随着大量碳排放,影响生态文明建设。现有研究多基于地理邻近性分析空间关系,缺乏对远距离跨区域网络协作和分区差异的深入探讨。为此,研究人员聚焦于中国353个地级行政单元(2013—2021年),旨在科学测量耕地利用生态效率(CLUE),揭示其空间格局与网络关联,明确驱动路径,为促进粮食安全与生态安全协调发展提供依据。该项研究发表在《Land》。

研究方法(不超过250字):研究人员构建了涵盖投入(耕地、劳动力、农药、化肥、农膜、有效灌溉面积、农业机械)、期望产出(农业总产值、粮食总产量)和非期望产出(农业碳排放)的指标体系。采用基于松弛的测量(SBM)-非期望模型测算效率值;利用修正引力模型构建空间关联矩阵,借助社会网络分析(SNA)分析整体网络(密度、效率、层级)和个体网络(度数中心度、中介中心度、接近中心度)特征;运用模糊集定性比较分析(fsQCA)识别非高效率的组态路径。样本数据来源于2013—2021年中国农村统计年鉴及各省、地级市统计年鉴,缺失数据按耕地面积加权分配或按省级比例推算。

研究结果:
3.1 时空演变:通过SBM-非期望模型测算,2013—2021年CLUE呈现空间异质性,东部高、西部低,北部优、南部散,整体效率值处于中等水平并波动下降(从0.550降至0.409)。高值区集中东北平原、华南和长江中下游,低值区分布于新疆、青海等西部省份,部分东南沿海城市因工业化导致效率降低。
3.2 整体网络特征:基于重力模型构建的空间关联矩阵显示,全国网络密度较低(<0.14),但网络效率较高(>0.80),层级结构极低(接近0),呈扁平化趋势。九大农业区中,黄淮海平原和长江中下游网络密度相对较高,青藏高原和黄土高原网络稀疏。整体网络从“核心-边缘”向“多核心-互联”转变。
3.3 个体网络特征:通过度数中心度、中介中心度和接近中心度分析,长三角城市(上海、苏州等)保持高影响力与控制力;西部和南部城市(如成都、深圳)的网络地位提升,部分传统农业区(如东北平原)中心度下降。中介中心度显示华南和黄淮海平原控制力增强,而青藏高原等地区中介功能减弱。接近中心度显示长江中下游等地区可达性提高,而北方干旱半干旱区下降。
3.4 非高效率驱动路径:利用fsQCA识别出四种非高效组态:网络边缘化路径(非省会城市缺乏接近中心度或度数中心度)、过度连接路径(高度数中心度与低中介中心度并存)、地方枢纽路径(高中介中心度与低度数、低接近中心度)以及中心失效路径(省会城市低接近中心度或低中介中心度)。这些路径在不同农业区存在显著异质性。

讨论总结:研究人员讨论了空间关联网络特征与组态类型的理论意义。网络低密度表明行政边界和地理障碍对跨区域效率流动制约较强,且个体网络中心度之间出现系统性错配。网络层级与效率的背离(如黄淮海平原层级为零但效率不高)提示扁平化未必带来高效,需强化中介节点。四种网络结构原型(边缘化、过度连接、地方枢纽、中心失效)揭示了节点角色分化和结构瓶颈,表明CLUE的空间分层不仅取决于资源禀赋,还与网络位置相关。政策启示包括:核心区需差异化管控化肥农药强度并提升网络质量;加强跨区域技术扩散与协作机制;改进外围城市的可达性与吸收能力。研究局限包括未考虑小世界特征、未深入解析微观机制,以及fsQCA基于截面数据无法严格确立因果关系。

研究结论翻译:(1)CLUE处于中等水平,呈现“东高西低、北优南散”的空间格局,与九大农业区基本一致;碳排放约束下整体效率下降,反映耕地利用与生态保护间的持续张力。(2)效率空间网络具有高效率和结构扁平化特征,区域协作超越地理限制,网络结构从“核心-边缘”向“多核心互联”转变;长三角城市持续主导,西部和南部地区信息与资源可达性显著提升。(3)低生态效率的组态路径具有显著异质性;网络边缘化类型最为普遍,涵盖大多数非省会城市;过度连接类型集中于经济密集区;地方枢纽和中心失效类型受特定地理条件制约,需采取差异化的政策干预。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号