提高耕地综合生产能力保证粮食安全

粮食是保障国家经济安全的重要战略物资，我国政府一直高度重视粮食安全问题。关注粮食安全问题，不能只重视粮食流通体制的改革，应更多地重视粮食生产领域，即粮食综合生产能力。而粮食综合生产能力又与耕地综合生产能力密切相关。只有稳定提高耕地的综合生产能力，才能提高粮食综合生产能力，保证粮食安全。实行最严格的耕地保护制度，大力实施“沃土工程”，培肥地力，进一步加强农田水利基本建设，改造中低产田，提高耕地综合生产能力，是保证粮食安全的有效措施。     

中国土壤资源特点与粮食安全问题

土壤资源是粮食生产的基础，也是粮食安全的核心。文章在研究我国土壤资源特点的基础上，系统阐述我国粮食安全正面临着耕地减少、粮食减产的挑战。提出要解决我国耕地土壤和粮食安全问题，必须实施“藏粮于土”的行动计划，全面提高我国土壤资源的综合生产能力，其主要内容是：稳定耕地面积和粮食播种面积，实施基本农田严格保护机制；开发土壤潜力，提高粮食综合生产能力；加强生态环境建设，建立有弹性有应变能力的种植制度；防治土壤污染，保障粮食安全；适度开荒复垦，充分利用非耕地资源。     

中国重金属污染区耕地轮作休耕制度试点进展、问题及对策建议

土壤重金属污染严重威胁农产品质量安全和人体健康,开展重金属污染区耕地轮作休耕制度试点工作对重金属污染农田土壤治理修复和保障农业绿色发展具有重要意义。文章在实地调研考察和专题研讨的基础上,系统地总结了湖南省重金属污染地区耕地轮作休耕制度试点工作进展和成效,分析了存在的问题,并提出相应的对策建议,为开展中国重金属污染地区耕地轮作休耕制度试点工作提供决策依据。试点工作取得如下的进展:2016年长沙、株洲、湘潭等3市13县区实施治理式休耕面积10.01万亩(0.667 3×10~4 hm~2),2017年以整村推进方式新增并落实10万亩(0.666 7×10~4 hm~2)中度至重度重金属污染休耕耕地。通过治理式休耕,大面积水稻(Oryza sativa)镉含量达标,农产品降镉效果明显,土壤酸化得到有效缓解,土壤有效态镉含量总体上呈现降低的趋势。建立了轮作休耕模式,包括实行分区治理,形成"休治培"三融合技术模式,建立以农艺调控为主、边生产边修复的非工程性技术路径,探索了水稻与绿肥的轮作模式。建立了建设机制与体制:突出政府责任主体,强化绩效管理;突出补贴政策保障,强化资金落实;突出农民自愿休耕,强化过程监管;突出组织模式探索,强化产业培育。试点工作中也发现了若干问题:农产品质量安全与耕地质量下降的矛盾仍然十分突出;重金属污染区休耕制度的科技支撑明显不足,体制机制还不够完善。文章提出了若干对策建议:加强重金属污染区轮作休耕制度顶层设计;加强重金属污染区轮作休耕的科学技术研究;加快推进重金属污染区轮作休耕制度的体制机制建设,如资金保障机制、生态补偿制度和管理机制等。     

轮作休耕问题探讨

轮作休耕制度是中国农业供给侧结构性改革的有效手段,也是现代农业可持续发展的有效途径之一,如何实施轮作休耕成为了中国当前农业发展的重要议题。因此,文章首先对轮作休耕的提出、内涵进行了分析。其次,从恢复地力、农业供给侧结构性改革和农产品质量方面分别分析了轮作休耕的必要性、重要性和紧迫性。再次,对国内外轮作休耕的发展及其成效进行了论述。最后,从加强认识、确定面积、分区实施、补偿到位、规范管理和开展研究六大方面,提出了中国实行轮作休耕的对策和措施。文章对当前中国各地正在进行的轮作休耕试点具有参考价值。     

海河冲积平原区农用地综合生产能力空间差异

以海河冲积平原区为例,通过典型样点调查建立样点标准粮和相应的农用地自然质量等级指数的函数方程,求算理论生产能力;结合近3a(2003-2005年)的粮食实际产量,分析农用地的粮食增产潜力、农用地利用强度及其整理优势.结果表明:全区耕地粮食理论总生产能力为3.03×107t,远高于近3a1.49×107t的粮食平均实际产量,目前该区粮食安全的耕地资源保障程度较高.通过整理优势分析,划定了区域的不同整理优势级别,整理优势大的区域主要集中在冀中南冲积平原区,受灌溉条件、农田基础设施、管理水平的限制,粮食生产能力的开发程度低,粮食生产有较大的增产空间.     

太湖地区典型轮作与休耕方式对稻田水稻季N2O和CH4排放量的影响

轮作休耕是实现"藏粮于地、藏粮于技"的重要途径之一,目前在太湖稻田区域主要推广紫云英(Astragalus sinicus L.)-水稻(Oryza sativa L.)、油菜(Brassica napus L.)-水稻和休耕-水稻典型轮作与休耕方式。在太湖地区典型稻田水稻生长季设置了6个处理:(1)紫云英-水稻轮作,不施N肥处理,MRN0;(2)紫云英-水稻轮作,当地常规施肥量(300 kg·hm^-2,以纯氮计,下同),MRN300;(3)油菜-水稻轮作,不施N肥处理,RRN0;(4)油菜-水稻轮作,当地常规施肥量(300 kg·hm^-2),RRN300;(5)休耕-水稻轮作,不施N肥处理,FRN0;(6)休耕-水稻轮作,当地常规施肥量(300 kg·hm^-2),FRN300。通过田间试验,研究了不同轮作与休耕方式对水稻产量、氮肥利用率及稻田温室气体CH₄和N₂O排放的影响,从而为综合评价轮作休耕方式提供科学依据。田间试验结果显示,与不施氮肥处理相比,在不同轮作休耕方式下施氮300 kg·hm^-2,可增加53.7%—60.0%的水稻产量,以MRN300处理水稻产量最高,与RRN300和FRN300处理相比,水稻产量分别提高了1.6%和6.0%。在不施氮水平下,MRN0、RRN0和FRN0各轮作处理间N₂O排放通量和累积排放量均值差异不显著(P>0.05)。而在施氮300 kg·hm^-2下,紫云英-水稻轮作可降低N₂O排放通量和累积排放量,与RRN300和FRN300处理相比,N₂O排放通量分别降低了36.0%(P<0.05)和2.1%(P>0.05)。在同一施氮水平下,紫云英-水稻轮作CH₄排放通量和累积排放量最小,与RRN300和FRN300处理相比,MRN300处理CH₄排放通量分别降低了1.1%和6.7%,CH₄和N₂O的全球增温潜势(GWP)分别降低了3.3%和6.5%,单位水稻产量温室气体排放强度(GHGI)分别降低了4.6%和11.6%。综上,紫云英-水稻轮作对提高水稻产量,降低温室气体排放效果最好。     

农业科技发展态势与面向2020年的战略选择

1.至2020年农业领域科技发展新趋势新特点。世界农业科技发展新趋势将体现在如下5个方面：（1）植物种质资源与现代育种科技,如大规模植物种质资源发掘,光合作用研究的突破将加快现代育种大变革速度,系统生物学将为大规模基因资源发掘和利用提供系统的理论与技术基础,分子设计育种将产生突破性品种并催生智能品种诞生,第二代生物质原料生产将成为大农业的重要组成部分;（2）动物种质资源与现代育种科技,如大规模动物种质资源发掘,传统育种和基因工程相结合培育新品系是动物遗传育种发展方向,动物克隆技术和转基因动物将进一步取得突破,良种化和健康养殖科技发展迅速;（3）源节约型农业科技,如耕地资源集约利用与耕地质量定向培育科技发展,农田生态系统节水技术体系和建设流域水资源保障体系,高效新肥料研制和集成农田生态系统养分技术,低碳农业技术将成为未来的重要技术;（4）农业生产与食品安全科技,如支撑食品安全的生产技术发展迅速,更加关注营养保健功能食品的科技和食品安全监控技术,危险性快速评估技术体系技术得到广泛应用;（5）农业信息化和精准农业科技,如农业信息服务网络化科技和种养业管理信息化科技将加速发展,精准农业科技进入新的发展阶段,农业装备制造技术向大型和复式作业等方向发展。2.中国农业发展和粮食安全面临的挑战和对科技的重大需求。（1）农业发展面临新的挑战。在生产上,小规模经营与大市场和现代化的矛盾更加突出;耕地刚性下降和水资源短缺对农业形成的威胁越来越严峻;科技体系不能适应市场发展和农民对技术的需求;许多农业资源的利用和管理与农业食物系统的可持续性相悖。在市场上,对食品质量和安全将提出更高要求;整个农产品供应链系统正经历着历史性变化;贸易自由化使农产品进口压力进一步加大。（2）国家粮食安全面临的挑战：我国粮食安全于2008年已经突破了95%自给率目标,2010年更下降到90.6%;我们预测,我国粮食需求在2020年将达到6.7亿t,在现有政策下需求增长将高于生产增长,粮食自给率到2020年将下降到87%左右。（3）农业科技创新是发展农业和保障国家粮食安全的重大需求：面对农业发展和粮食安全的挑战,我国急需在植物种质资源利用与现代育种、动物种质资源利用与现代育种、资源节约型农业、农业生产与食品安全、农业信息化和精准农业等五大科技领域实现突破。为此,国家最近对农业科技发展提出了新的要求,特别是构建＂生态高值农业＂技术体系。中国科学院的优势在于多学科联合,能够在科技综合研究和集成基础上实现重大突破。如果把以上五大科技领域联合起来,在＂生态高值农业＂科技发展上将能起到国家科技发展的引领作用。3.面向2020的农业科技战略选择：构建我国生态高值农业产业体系。生态高值农业含义：所谓＂生态＂,就是要体现农业既能为社会提供安全、优质的农产品,又能实现农业资源的永续利用;所谓＂高值＂,就是要体现农业有很高的土地产出率、投入产出率、劳动生产率。因此,＂生态高值农业＂是集约化经营与生态化生产有机结合的现代农业。它以健康消费需求为导向,以提高农业市场竞争力和可持续发展能力为核心,是转变农业增长方式、提高农业综合生产能力的集中体现。生态高值农业科技的发展目标：到2020年,通过重点农业科技领域的重大创新突破,为不断满足日益增长的农产品总量、质量、安全和多功能的需求以及改善农业生产结构、生态环境和农业资源永续利用等生态高值农业体系提供科技支撑。生态高值农业研发内容：（1）提升＂中国至2050年农业科技发展路线图＂的理念与五大科技领域的研究水平;（2）建立生态高值农业的综合技术体系;（3）研发六大城市圈（如北京、上海、重庆、武汉、沈阳、南京等）、十大典型区域生态高值农业发展模式及其技术支撑体系（长三角城市群郊区生态高值农业模式,华中种养加一体化农业圈层模式,西南山地立体农业生态高值农业模式,南方亚热带特种农林果综合开发模式,滨海滩涂农业综合开发利用模式,黄土高原水土保持及农林果流域开发模式,黄淮海平原粮养加农业综合模式,东北平原粮食基地综合开发利用模式,西北寒旱区农牧综合开发模式,北部漠境盐湖综合整理开发模式）;（4）建设农产品产业化、加工产业化和综合产业化三大体系。最后在上述4个层次研发基础上,全面建立我国生态高值农业产业化网络体系。我国生态高值农业技术体系的构建：根据我国的现状,目前应主要从以下几个方面进行技术创新,（1）无公害农产品种养殖技术;（2）农产品加工技术;（3）我国传统农业精华技术;（4）标准化生产技术;（5）高新农业技术。对中国科学院提出的建议：（1）将＂生态高值农业＂列为中国科学院＂十二五＂的重大研发项目;（2）组织＂农业领域战略研究组＂和中国科学院有关单位提出生态高值农业建设的项目规划,并通过院部将此项目向国家有关部委推荐;（3）组织全院农业科研力量,联合全国的有关力量,首先在城市郊区农业与经济相对发达的地区,建立我国＂生态高值农业＂模式及其配套技术体系。     

农业生产措施对土壤碳库的影响

在陆地碳平衡日益成为全球变化科学和生态科学中最为前沿与热点问题的前提下,农业碳平衡问题也受到了强烈的关注,从而促进了农业生产措施对土壤碳库影响的研究。文章综述了农业生产措施对土壤碳库的影响及其效率。从全球不同地区的研究得出,农业措施决定了现阶段农业生态系统是C源还是C汇。目前,影响农田土壤碳库的措施主要有:农业用地面积的扩张;耕地的休耕与利用;农业施肥;耕作方式;作物类型与轮作;秸秆还田。平均不同地区的研究结果,各种措施提高土壤碳积累的效率(CMg·hm-2·a-1)分别为:施用动物肥料0.6(肥料用量10Mg·hm-2·a-1)、施化肥-0.71、耕地转换为草场0.825、改善轮作0.21、实施免耕0.315、秸秆还田0.3。目前研究存在的问题及将来的研究重点应主要集中在:通过改善农业措施提高土壤碳库的可行性;土壤有机碳积累与农业措施间的关系的地区差异性;农业措施提高土壤碳库所产生的环境效益与经济效益。     

当前我国农业发展中存在的深层次问题及对策

农业现代化是保障国家粮食安全、农民持续增收、缩小城乡发展差距的重要举措之一。文章结合我国农业发展的现状,分析了当前农业发展中暴露出的一些深层次的问题,如土地流转不规范、耕地污染日益突显、盐碱地增产潜力不够、种子创新能力较弱、农业科技投入较少、农业发展理念有待革新等,并针对性地提出了相应的对策建议,为进一步推动我国农业转型发展和提高农村社会生产力提供决策依据。     

我国耕地地力评价研究进展

耕地是农业生产最基本的资源,耕地地力的好坏直接影响到农业生产的发展。随着我国经济社会快速发展,耕地面积与质量变化对粮食安全构成了严峻挑战,受到社会各界的日益关注,对耕地地力评价的研究越来越多。文章简要回顾了近十年来,我国耕地地力评价的历程、耕地地力评价的方法和GIS技术等现代研究手段在这一领域的应用。现有研究结果表明,现代信息技术在耕地地力评价中的作用日益突出,尤其是GIS技术的应用全面提升了传统耕地调查与评价的方式和方法,不仅省时、省力,评价结果准确可靠,而且可以做到适时更新、快速统计、制图,是今后耕地质量管理技术的发展方向。     

广东耕地资源的人口承载力研究

在总结广东省耕地资源特征的基础上,分析预测了2010年广东人口的发展趋势和消费水平,广东耕地资源的现实生产力、潜在生产力,以及2010年耕地的发展规模和粮食生产力。分析得出结论:2010年广东人口突破8300万人的可能性较大;届时人均消费水平将有较大的提高;广东粮食自给率为70%时,将会出现耕地承载力严重超载。本文最后提出了提高耕地资源的人口承载力的对策。     

Temporal and spatial patterns and driving factors of cultivated land change in Qinghai-Tibet Plateau北大核心CSCD

随着经济快速发展、城镇化进程加快以及人口基数不断增加,在城市用地不断向外扩张以及生态退耕措施的影响下,耕地面积呈逐年减小的趋势.这一现象加剧了农业发展与其他要素间的矛盾,对区域粮食安全也产生重要影响,因此,探讨耕地面积时空变化及其驱动机制对保障区域粮食安全具有现实意义.分析青藏高原地区1980年、1990年、2000年、2010年、2018年的耕地面积数据,结合户籍人口、地区生产总值(GDP)、粮食单产等统计年鉴资料解析影响其变化的主要驱动因子.结果表明:(1)青藏高原近40年耕地面积变化总体经历缓慢增加、显著增加和缓慢递减3个阶段,整个变化过程中耕地主要流失方向为林地和草地,分别占总流失面积的50.99%和32.02%,主要原因为退耕还林还草等政策的实施,其次为建设用地和水域增加.(2)耕地转为非耕地的地区主要集中在四川西部、云南西北部、青海东部,而耕地转入地区主要集中在青藏高原中部.以地市州来看,拉萨、海东、海西、阿坝、林芝等地区耕地面积变化特征以缓慢递增为主;西宁、黄南、甘孜、甘南等地区的耕地面积则呈缓慢递减的变化趋势.(3)主成分分析和结构方程模型结果显示影响耕地面积减少的主要驱动因素包括经济社会发展和粮食生产.其中经济和社会因素对耕地面积变化产生的影响为负值,社会因素产生的负影响最大,为-0.224,人口基数增长、建设用地扩张、土地利用转型要求以及二、三产业红利的吸引都会导致耕地面积减小.本研究揭示了青藏高原地区近40年耕地变化情况及流失方向,耕地面积波动主要受到经济社会因素以及政策因素的影响;上述结果可为今后国家粮食安全及当地生态环境可持续发展提供理论参考.(图7表8参45)     

基于GA-BP神经网络的珠三角耕地质量评价

耕地及耕地质量对于中国粮食安全、经济良性发展及社会和谐稳定至关重要。科学的耕地质量评价有利于准确把握耕地质量现状及空间布局特征,对指导有限耕地资源合理利用和保护以及实现耕地数量-质量综合平衡与管理具有重要意义。构建合理的评价指标体系、探寻有效的评价方法已成为当前耕地质量评价研究的重要内容。文章旨在探寻一种智能化耕地质量评价方法,避免设定指标权重,同时提高评价效率。以珠三角耕地为研究对象,从自然质量、经济质量、利用质量、生态质量4个方面构建适用于该区域的耕地质量综合评价指标体系,在BP(Back Propagation)神经网络模型的基础上引入遗传算法,设计基于GA-BP(Genetic Algorithm-Back Propagation)神经网络的评价方法,选择珠三角具有代表性的4 000个样本,其中3 000个作为训练样本,500个作为测试样本,500个作为检验样本,利用建立的GA-BP神经网络模型进行训练,通过仿真输出耕地质量评价结果,分析珠三角区域耕地质量等级分布。通过试验得出GA-BP神经网络模型的训练次数明显小于BP神经网络,且均方误差的最大与最小差值也比BP网络模型的差值小0.105 1,与实际耕地质量等级更接近,用于耕地质量评价更稳定,适应度更好。耕地质量评价的结果表明:珠三角区域耕地质量总体较好,其中2、3等地所占比重最大,占耕地总面积的52.94%,耕地质量等别基本符合正态分布的态势,呈现出明显的地域分布规律,整体表现为中部高,四周低的特点;各区域耕地质量的分布等级差别也较大。该文丰富和完善了大尺度区域耕地质量评价指标体系及方法研究,为实现珠三角耕地资源的合理持续利用提供依据,也为其他类似研究提供一定的借鉴与参考。     

西藏尼洋河区域宜垦荒地资源开发研究

尼洋河区域在藏东南社会、经济总格局中占有极为重要的中心地位，是西藏自治区重点开发区域之一。针对区域宜垦荒地资源总量较大、总体质量较高、开发难度较低的突出特点，并结合农村经济薄弱、资源严重闲置等实际，提出了宜垦荒地资源开发原则、开发构想和以商品畜牧业及果品业为主的开发方向。     

基于生态安全和粮食安全的高标准农田建设研究

高标准农田建设是保障国家粮食安全的基础,是实现储粮于地的先决条件。以河南省原阳县为研究区域,以基本农田斑块为评价单元,进行基本农田生态安全评价和粮食安全评价,运用二维关联矩阵综合两者评价结果,据此进行原阳县高标准农田建设分区。结果表明,原阳县基本农田生态安全等级分布具有区域差异性,东部与西部乡镇的生态安全水平高于中部地区。基本农田粮食安全空间差异显著,整体呈周围高、中间低的格局,粮食安全级别以二级、三级为主,其中东部乡镇最优,西部乡镇次之,中部乡镇较差。原阳县高标准农田建设主要分为优先建设区、次级建设区、一般建设区、后备建设区,其基本农田面积分别为7 302.04、14 755.29、24 473.36、21 889.54 hm~2。研究结果能在一定程度上指导原阳县高标准农田的建设区域划分及时序安排,可为河南省其他类似地区高标准农田建设提供参考。     

基于移民调查的三峡库首地区人口、耕地资源及生态环境状况分析

对三峡库首地区秭归、兴山、巴东等县人口、耕地资源和农业生产力状况进行了统计,并选择库区典型乡镇移民户作为调查对象,点面结合地分析了移民安置对三峡库首地区人口、耕地资源和生态环境状况的影响。结果表明,移民搬迁过程中,库首地区各县乡镇总人口降低,蓄水影响到的移民户基本都得到了妥善安置,农村劳动力资源未明显下降;三峡工程蓄水后,库首地区低海拔区域的耕地被淹没,农村可用耕地总量减少,人地资源矛盾比较突出;在耕地总量和人均耕地面积降低情况下,秭归县粮食、柑橘和蔬菜种植面积和产量仍稳步提高,库区农业生产保持稳步发展;移民搬迁以后,库首地区农村的居住环境、住宅条件、生活条件和交通条件均较移民前有明显改善,农户普遍评价较好,淹水对农村生态环境状况有一定影响,存在自然灾害和病虫害增多、农村废弃物处理设施不足等问题,库区生态环境问题应引起政府的足够重视。     

安徽省耕地资源利用分析

根据安徽省生态环境现状调查的结果 ,耕地是安徽省主要的土地利用类型。由于经济建设、生态建设、经济利益的驱动和有限的后备资源 ,耕地面积逐年减少 ;肥力不足、土壤退化、水土流失等因素影响了安徽省耕地资源质量 ;低的生态占用表明该省人口数量已给环境造成巨大的生态压力 ,人地矛盾日趋突出。粮食的安全保障依赖于耕地的高强度利用、化肥的大量施用和有效灌溉面积的扩大。加强土地管理 ,严格执法 ,合理规划用地 ,以科学技术来提高粮食的单产水平和土地利用的集约化程度 ,是耕地可持续利用的保证。     

广东在经济发展中存在的土壤问题及其对策

讨论了广东在经济发展中出现的土壤问题;其主要问题可概括为耕地面积锐减,后备耕地资源缺乏,人、地、粮矛盾日益加剧;忽视耕地养护,土壤肥力下降;水土流失和土壤污染严重.文章针对这些问题,提出了几点对策.     

维护农业生态平衡,促进粮食稳中求高

要实现上海郊区粮食稳中求高,持续增产,达到低成本高收效,就必须充分利用当地的农业资源,合理的作物布局和先进的技术措施,建立一个适宜的能量转移和物质转化的农业生态系统的动态平衡,这是发展粮食生产的重要基础。     

不同轮作方式对马铃薯根际土壤真菌群落结构的影响

土壤中真菌含量状况是评价土壤肥力变化的重要指标之一,对土壤养分含量和作物根系的活力具有较大的影响,对于保持土壤生态系统的平衡以及土壤质量方面都具有重要的作用。昭通是中国马铃薯的主产区之一,常年种植面积在20×104hm2以上;荞麦和赤小豆也是该市的重要作物,在当地种植面积较大;马铃薯连作和这3种作物之间的轮作在生产上时有发生。为揭示这3种作物不同轮作方式对其根际真菌群落结构的影响,于2017年和2018年在云南省昭通市昭阳区将3种作物按照不同组合和顺序轮作2年,在2018年9月中旬收获时取9种轮作方式的根际土壤进行真菌群落分析。结果表明,共检测出10个真菌门类和32种真菌属,优势真菌门类是Ascomycota(子囊菌门)、Basidiomycota(担子菌门)和Mortierellomycota(被孢霉门)。在各处理中,马铃薯连作、赤小豆-马铃薯和赤小豆-荞麦含量最丰富,而马铃薯-荞麦和荞麦-马铃薯的轮作方式含量最低。真菌属水平以轮作方式不同其优势属的种类和丰度差异较大;真菌属多样性连作明显高于轮作处理;真菌多样性和丰度较低的是马铃薯和荞麦的轮作,马铃薯和赤小豆轮作其优势属的多样性和丰度较大,其次是荞麦和赤小豆。不同的轮作方式对根际土壤真菌群落结构有不同的影响,所以生产中应根据当地的农业生产实际情况选择适宜的耕作制度和轮作方式,以实现对耕地资源的保护和可持续利用,同时促进马铃薯生产水平的不断提高。