新型城镇化对农业生态效率的影响研究
——以河西走廊地区为例

杨学莲，陈秉谱，莫琪江

(甘肃农业大学 财经学院，甘肃 兰州 730070)

一、引言

乡村振兴战略指出，要坚持乡村振兴和新型城镇化双轮驱动，加快形成城乡融合发展格局，以此满足人民日益增长的美好生活需要。随着新型城镇化迅猛发展，农村劳动力、耕地等资源减少，农业生产环境恶化等问题逐渐突出。绿色发展理念下，新型城镇化与农业生态环境的改善相互协调逐渐成为现阶段重点关注的内容，而农业生态效率作为衡量农业可持续发展的重要指标，能够准确评价农业生态系统的现实水平，故研究新型城镇化对农业生态效率的影响有利于发现农业环境问题以便针对性解决，对农业可持续发展有一定意义。

国内学者对新型城镇化和农业生态效率的研究较丰富，新型城镇化研究主要涉及其内涵[1]、发展水平测度[2]、影响因素[3]及与其他主体之间关系[4]等。农业生态效率主要是利用DEA模型[5]、SBM-Undesirable模型[6-7]、Malmquist指数[8]等方法对其进行测算及影响因素研究。两者关系研究较少，仅有少量篇幅对中国13个粮食主产区二者关系进行研究[9]。综上，全方面讨论新型城镇化对农业生态效率影响的专门研究较少，研究区域单一。因此，本文选取甘肃省河西走廊地区为研究对象，采用熵值法、Super-SBM模型分别测算2012—2021年河西地区新型城镇化水平、农业生态效率，进而探究河西走廊新型城镇化对农业生态效率的影响，有利于发现区域内农业生产中存在的环境问题，从而提出对策建议，为河西地区农业可持续发展提供参考。

二、研究区概况与影响机理

(一)研究区概况

河西走廊位于甘肃省西北部，是甘肃省乃至西北地区重要的商品粮基地，生产全省2/3的粮食。区域内耕地少产出多，年均降水量200 mm左右，生态环境脆弱。尽管河西地区降水稀少，但农业发展的其他条件较好，祁连山冰雪融水形成的黑河、石羊河、疏勒河等水系哺育着较为发达的绿洲农业。2012—2021年，河西走廊地区农业总产值从284.43亿元增加到566.54亿元，占地区生产总值的21.42%。

(二)新型城镇化对农业生态效率的影响机理

现有研究发现，新型城镇化从人口、经济、土地、社会、生态环境等方面潜移默化地影响着我国农业农村可持续发展，同样也对农业生态效率产生重要作用。

人口城镇化过程中，农村劳动力逐渐向城市转移，农民以机械投入代替人力，产生大量碳排放，使得农业生产环境恶化，但提高农业劳动的效率。经济城镇化过程中，二三产业发展迅猛，农业机械投入增加，能源消耗增加，在提高农业生产效率的同时对生产环境造成不良影响[10]。另一方面，人均GDP的增加推动消费升级，人们对绿色农产品的需求增加，使农民增强环保意识，减少化肥等使用。土地城镇化对土地资源的需求逐渐提高，建成区面积的扩张在逐渐缩小农村耕地面积[11]，影响农作物产出的同时也对生态效率起到负面作用。社会城镇化过程中，教育水平的提升会加强劳动者的素质和专业技能，一方面使有能力的劳动者向二三产业转移，农业劳动力减少，此时机械投入增加，从而污染环境，另一方面，高素质的农业劳动者生态环保意识强，可能会减少农业生产中化学品投入。随着生态文明建设的深入，以绿色发展为主的生态环境城镇化逐渐成为一条可持续发展的道路，在国家环保政策实施力度加强的情况下，地方政府环境治理意识逐渐提升，废水、废气、废渣污染程度降低，空气质量达标率升高，积极影响农业生产。

三、指标选择、测算方法与数据来源

(一)指标选择

1.新型城镇化指标

为客观、系统反映新型城镇化对农业生态效率的影响，本文参考相关研究[3-4]和河西地区发展状况，从人口、经济、土地、社会、生态五个层面综合测度河西走廊新型城镇化水平，具体指标见表1。

表1 新型城镇化评价指标体系及权重

2.农业生态效率投入产出指标

参考已有研究成果[6、8]和河西走廊地区现状，遵循数据可获得性原则，选取劳动力投入、土地投入、机械总动力投入、农业灌溉投入、化肥投入、农膜投入作为农业投入要素指标。农业产出分为期望产出和非期望产出，期望产出由农业总产值表示；非期望产出由农业面源污染和农业碳排放组成，具体指标表示见表2。

表2 农业生态效率投入产出指标

根据吴小庆[5]的研究，农业面源污染由化肥污染量、农膜残留量的总和表示，其中化肥污染量=化肥施用折纯量*化肥流失率，农膜残留量=农膜使用量*地膜残留率，化肥流失率、地膜残留率分别取65%、10%。农业碳排放量用表2中各碳源相应指标乘以相应碳排放系数的总和表示，借鉴李波[12]和张艳芳[13]等研究，设置化肥、农膜、农业机械、农业灌溉、农业翻耕碳排放系数分别为0.8956 kg·kg-1、5.18 kg·kg-1、0.18 kg·kW-1、20.476 kg·hm-2、312.6 kg·km-2。

(二)测算方法

1.熵值法

为避免人为因素带来的偏差，使计算结果更客观准确，采用熵值法确定指标权重，并测算新型城镇化综合发展指数，具体操作如下：

首先，进行标准化处理，为防止处理后的数据出现0的情况，在标准化后加上0.0001。

(1)

其次，求标准化后各指标的比重Pij和熵值ej：

(2)

(3)

再次，计算各指标的指标权重Wj：

(4)

最后，采用线性加权法，结合指标权重Wj和比重Pij计算新型城镇化的综合发展指数：

(5)

2.Super-SBM模型

农业生态效率测算由多个变量组成，为解决非期望产出问题和投入产出变量的松弛性情况，采用Kaoru等[14]提出的能同时反映期望产出和非期望产出的Super-SBM模型，弥补了SBM模型的缺陷，允许效率值大于1，使多个决策单元同时有效时可进行比较。由于河西走廊地区各市的投入和产出规模报酬不一定保持不变，参考舒晓波等[15]的研究，本文采用规模报酬可变(VAR)条件下的Super-SBM模型测算河西走廊地区农业生态效率值。具体公式如下：

(6)

(7)

其中，ρ为农业生态效率值，x、y、b分别为投入、期望产出、非期望产出，m、r1、r2分别为投入、期望产出和非期望产出指标个数，n为决策单元，λ为权重。当ρ≥1时，决策单元相对有效；当ρ<1时，决策单元相对无效。

(三)数据来源

本文以甘肃省河西走廊地区(武威市、张掖市、金昌市、酒泉市、嘉峪关市)为研究对象，探究城镇化对农业生态效率的影响，由于嘉峪关市为新兴工业城市，城市大，农村小，农业占比仅有1.8%，故剔除嘉峪关市，以河西走廊地区的武威市、张掖市、金昌市、酒泉市为研究区域，整理数据进行探究。涉及原始数据主要来源于2013—2022年的《甘肃发展年鉴》《甘肃农村年鉴》《中国城市统计年鉴》及4市的统计年鉴和官方网站。

四、新型城镇化及农业生态效率发展特征

(一)新型城镇化综合发展特征分析

使用stata17.0软件，采用熵值法确定新型城镇化各指标权重(表1)，再利用综合分析法测度新型城镇化综合发展指数来反映河西走廊地区新型城镇化总体发展状况(表3)。从整体看，2012—2020年，河西走廊地区新型城镇化综合指数均值呈增长趋势，从2012年的0.295增长到2020年的0.546，可见河西地区新型城镇化发展迅速，与国内整体趋势保持一致。2021年末综合指数下降至0.482，可能原因是受国际国内社会经济环境影响，全球经济复苏缓慢，当时新冠疫情处在上升期，各地政府开启管控，生产生活暂时性停滞，经济出现下行趋势。从不同地市看，金昌市城镇化综合指数远高于其他地区，酒泉市、张掖市仅随其后，武威市最低。

表3 河西走廊地区新型城镇化综合发展指数

(二)农业生态效率特征分析

使用MATLAB R2022b软件，利用Super-SBM模型测算规模报酬可变(VRS)条件下河西走廊地区农业生态效率值如表4所示，年均农业生态效率变化趋势见图1。从整体看，基于Super-SBM模型的河西走廊农业生态效率值均大于1，说明决策单元有效。从时间上看，2012—2021年，河西走廊4市年均农业生态效率经历了先增后降的过程，总体趋势线呈下降趋势。可将研究区间分为两个阶段：2012—2014年为农业生态效率增加阶段，从1.73增加到2.11，增幅达21.96%；2014—2021年为农业生态效率下降阶段，从2.11下降至1.57，降幅25.59%；十年间，农业生态效率整体下降9.24%，可见河西走廊地区需高度重视农业生态环境，进一步提高当地农业生态效率。从空间上看，河西走廊各地区农业生态效率存在差异，年均生态效率值排序为金昌>武威>张掖>酒泉。在研究期内，金昌农业生态效率常年远高于其他地区且变化幅度较大，可能原因是与河西其他地区相比，金昌耕地面积小，化肥、农药投入少，使得非期望产出偏小，农业生态效率值会偏大。酒泉农业生态效率最低且较稳定，张掖农业生态效率与酒泉基本保持一致。

图1 2012—2021年河西走廊地区年均农业生态效率

表4 河西走廊地区农业生态效率测算结果

五、新型城镇化对农业生态效率的影响因素分析

(一)变量选取

被解释变量：以Super-SBM模型测算出的农业生态效率为被解释变量。

解释变量：选择两组变量作为解释变量。第一组以熵值法得出的新型城镇化综合发展指数为解释变量，反映河西走廊地区新型城镇化总体水平对农业生态效率的影响；第二组以反映新型城镇化综合发展水平的10项指标为解释变量，即常住人口城镇化率、二三产业就业人口比重、人均生产总值、二三产业产值比重、建成区面积比重、人均建成区面积、每千人职业(助理)医师数、教育支出占GDP比重、建成区绿化覆盖率、污水集中处理率。

(二)模型构建

Tobit回归模型又称为受限因变量模型，是用于解决被解释变量存在上限、下限等情况的计量模型。由于Super-SBM模型测算出的农业生态效率值大于零，为避免参数估计出现不一致问题，采用Tobit回归模型，探究新型城镇化对农业生态效率的影响。Tobit面板数据模型如下：

其中，yij为农业生态效率值，xij为解释变量，β0为常数项，βi为各解释变量的回归系数，εij为残差项。

(三)Tobit模型回归结果

在前文实证结果的基础上，使用stata17.0软件，借助2012—2021年河西走廊4市的面板数据进行Tobit回归分析，为全面了解河西走廊地区新型城镇化对农业生态效率的影响，以农业生态效率为被解释变量，分别以新型城镇化综合指数和新型城镇化10项指标为解释变量进行两组Tobit回归，结果见表5。整体看，两组解释变量的LR chi2值分别为38.43和120.21，且P值均等于0.000，在1%水平上显著，说明回归不存在多重共线性和序列相关性等因素的影响，各组解释变量结果能够有力地解释被解释变量。

表5 河西走廊地区农业生态效率Tobit回归结果

一组回归结果可知，新型城镇化综合指数在1%水平上正向显著，新型城镇化水平每提高1%，农业生态效率值将提高4.6845%，说明新型城镇化整体的快速发展有利于促进河西走廊地区农业生态效率的提高，也表明河西地区在城镇化过程中对生态环境的治理有所成效。二组回归结果可知，河西走廊地区新型城镇化各项指标对农业生态效率的影响程度不同。

人口城镇化中，常住人口城镇化率和二三产业就业人口比重均在5%水平上正向显著，表示河西地区人口城镇化对农业生态效率有促进作用，这与现有研究不一致，可能是随着绿色生产的倡导、科技进步和教育培训的推广，河西地区农业机械化生产更倾向于在保护环境的基础上使用新科技、新能源，从而减少污染。

经济城镇化中，人均生产总值在1%水平上通过显著性检验，负向影响农业生态效率，说明人均生产总值的提高对农业生态效率产生抑制作用，可见河西走廊地区在提高经济水平的同时对环境带来的负面影响依然存在，还需进一步改善；二三产业产值比重没有通过显著性检验，说明二三产业产值比重对农业生态效率的负面影响不显著，反映出近年来高新技术的投入使用以及政府对生态护环境保护的大力宣传降低了二三产业的环境污染力度。

土地城镇化中，建成区面积比重在1%水平上负向显著，人均建成区面积在10%水平上负向显著，表明河西走廊地区建成区面积的扩张会降低农业生态效率，原因是建成区面积的扩张减少了农业用地，农民为保证产量过多投入化肥、农药等化学品和机械动力，加剧了环境污染，这与河西地区耕地少产出多的农业特征一致。

社会城镇化中，每千人职业(助理)医师数在10%水平上显著，教育支出占GDP比重在1%水平上显著，二者均正向影响农业生态效率，表示每千人职业(助理)医师数和教育支出占GDP比重的增加均能促进河西走廊地区农业生态效率的提升，一方面医疗水平的提高有助于农民定期做身体检查，在保证身体健康的同时加大了劳动力投入，从而减少机械总动力带来的污染，另一方面河西地区教育支出的增加提高了农民的综合素质，加大了农民专业培训，使农民环保意识增强。

环境城镇化中，建成区绿化覆盖率和污水集中处理率未通过显著性检验，二者对农业生态效率负向影响不显著，证明河西地区在城镇化过程中对城市环境治理有一定效果，对农业生产影响不明显。

六、结论与建议

(一)结论

基于2012—2021年河西走廊地区4市的面板数据，分别测度了河西地区新型城镇化程度和农业生态效率水平，运用Tobit模型分析新型城镇化对农业生态效率的影响。得出结论如下：第一，研究期内河西走廊地区新型城镇化综合指数呈增长趋势，城镇化发展讯速；第二，河西走廊整体年均农业生态效率经历了先增后降的过程，总体呈下降趋势线，区域上排序为金昌>武威>张掖>酒泉；第三，河西走廊新型城镇化发展有利于促进农业生态效率的提高；第四，河西走廊人口城镇化与社会城镇化对农业生态效率产生促进作用，经济城镇化、土地城镇化对农业生态效率产生抑制作用，环境城镇化的影响不显著。

(二)建议

1.促进人口城镇化与社会城镇化同步发展

人口城镇化与社会城镇化同步发展对农业生态效率有促进作用。随着人口城镇化加快，农业劳动力减少，影响农业正常生产。因此，首先要做好人口城镇化中农业社会化服务，以弥补农业劳动力短缺可能造成的弃种抛荒问题，其次要加大农村医疗和教育投入，在保证劳动力质量的同时对农民进行素质和专业培训，进而引入绿色高新技术作用于农业生产，代替劳动力，提高生产生态效率。

2.推动经济城镇化绿色发展

经济城镇化一定程度上阻碍了农业生态效率的提高，在西部欠发达地区，农业属于劳动密集型或资源密集型产业，农业生产中难免以过度消耗资源和牺牲环境获得更高的经济效益。故在经济城镇化过程中应高度重视生态环境问题，促进产业结构升级，倡导农业绿色生产，落实生态治理。

3.引导土地城镇化适度高效发展

土地城镇化抑制农业生态效率的提升，如若土地城镇化发展速度过快，且不考虑农业的发展空间，会造成严重的耕地压力，影响到粮食安全。故首先应重视土地城镇化的效率问题，避免以城市空间扩张为目的的低效发展，发挥土地集约化优势，保障农业发展空间，引导土地城镇化高效发展，其次适度调整农田、水渠、道路等来改善耕地的生态环镜。