中亚地区粮食生产潜力及发展潜力分析——基于GAEZ方法

中亚地区因特殊的地理位置和高粮食生产能力,对维护世界粮食安全意义重大,发掘中亚地区粮食生产潜力有助于全球粮食危机缓解。采用GAEZ方法,结合联合国粮农组织数据库,定量分析了中亚地区5个国家、9种粮食作物的潜在单产及潜在面积,并通过控制粮食单产和生产面积的变化提出三种假设,测算出不同假设下中亚地区的粮食生产潜力、发展潜力和发展潜力幅度。结果表明：中亚地区的哈萨克斯坦粮食生产潜力和发展潜力大;小麦、大麦产量有较大提升空间,高粱、黑麦、谷子、燕麦、荞麦产量提升空间小且潜力集中在哈萨克斯坦,但高粱的发展潜力幅度很大。     

改革开放以来中国粮食生产空间重构

粮食生产空间重构不仅事关我国粮食安全,而且深刻影响着区域经济发展与生态保护。从数量、生产潜力和空间格局三个维度出发,采用GAEZ模型、景观格局指数与重心迁移模型探讨了1980—2018年中国粮食生产空间重构。研究表明：（1）就数量来看,南减北增,总量基本持衡,但其内部转换频繁。粮食生产空间转出面积约达6458万hm²,其中退耕还林还草与建设用地扩张占到90%左右;粮食生产空间转入面积为6680万hm²,毁林垦草占到75%。（2）从生产潜力上看,其总量整体呈下降趋势,同时表现出由东向西降低的梯度差异。生产潜力总量减少主要是由退耕还林还草与城市扩张所导致,使得中低潜力、中潜力与中高潜力等级的粮食生产空间减少。而增加的主要原因是毁林垦草,使得中潜力与中高潜力等级的粮食生产空间大量增加。（3）由于人类活动的加剧,空间格局发生了显著变化。粮食生产空间的规模逐渐变小,形状趋于复杂,相隔距离逐渐变远。同时,粮食生产空间的数量重心整体向南运动,但迁移距离不大。而生产潜力重心不断向东北移动,迁移幅度相对较大。研究结果丰富了土地系统研究体系,为保障粮食安全及实现粮食生产空间的可持续集约化发展提供依据。     

呼和浩特市气候资源潜力分析

利用呼和浩特市1961—2008年气象资料,采用迈阿密模型和Thamthwaite emorial模型,计算了该地的温度生产潜力、降水生产潜力和气候资源潜力,分析了48年来三种生产潜力的变化规律。对比分析了近30年来该地粮食产量的变化和三种气候资源潜力的利用效率。指出：（1）该地光热资源丰富,降水资源不足,水热在时间上匹配不合理和降水年变率大限制了光热资源的生产潜力的发挥,导致粮食产量低而不稳。（2）目前呼和浩特农业生产的气候资源的综合利用率仍较低,开发潜力较大,特别是温度生产潜力的开发有很大的空间。     

中国粮食主产区耕地撂荒程度及其对粮食产量的影响

耕地撂荒严重地影响着我国的粮食安全。以我国粮食主产区为研究区域,在识别撂荒地分布的基础上,测度了撂荒地空间分布格局,并建立耕地撂荒中介效应模型,探究了耕地撂荒对区域粮食产量的影响机制。结果表明：（1）中国粮食主产区耕地撂荒规模为405.53万hm²,撂荒率约为5.85%;空间上撂荒地规模分布呈“T”字形空间格局,黑龙江东北部、吉林西北部以及内蒙古南部地区为撂荒地主要集聚区。（2）耕地撂荒对于粮食主产区粮食产量具有显著负向影响,2017年我国粮食主产区因耕地撂荒损失的农田生产潜力达到1339.15万t,损失的粮食产量高达2265.6万t,损失比例达4.69%;内蒙古自治区成为粮食产出损失量和损失比例最大的地区。（3）粮食播种面积、农田生产潜力和农业技术投入均发挥了部分中介作用,系数分别为-0.194、-0.025和0.006。（4）应遵从城乡融合以及农业农村发展态势,强化粮食主产区农业生产现代要素投入与政策扶植,构建粮食生产—耕地休耕空间转换弹性机制,保障我国粮食安全。     

水土资源匹配视角下中国省域农产品供需平衡分析及其政策启示

粮食安全关系到中国稳定与发展和国际贸易秩序。以省级行政区为基本单位,基于2016—2018年各省份常住人口、农产品消费量、农业数据及相关参数,采用生态足迹和水足迹评价方法,在只考虑食用和再生产消费且不考虑地区耕地质量差异的条件下,核算各省份农产品自给的水土资源需求,评价中国省域水土资源承载力状态。结果显示：（1）中国现有耕地资源总量可满足自身耕地总需求（前者是后者1.81倍）,但省际差异大,东部沿海省市耕地不足。（2）农业可用水资源总量亦可满足农业可持续生产需求,但区域严重不平衡,华北平原与宁夏水资源赤字严重,而青藏高原地区、长江以南省份农业可用水资源丰富。（3）水土资源空间不匹配制约了中国农业的粮食生产潜力,不考虑环境净化用水,水土资源匹配状态可满足全国粮食自给需求;但考虑环境净化用水,中国粮食难以实现自给,承载力赤字达33715.50万人。以资源环境可持续为导向,未来中国应从农业生产布局优化、农业结构调整、农业科技、产业与人口转移、农产品进口和农业国际合作等方面着手,解决中国农产品需求问题。     

中国基于人粮关系的土地资源承载力研究:从分县到全国

论文以人粮关系为基础,构建了土地资源承载指数(LCCI)模型,从全国、分省、分县3个空间尺度定量评价了1949~2005年中国土地资源承载力演变的时空格局,并以2005年为代表年份,分类讨论了中国264个牧区(半牧区)县、663个城市地区和592个贫困县(区)的土地资源承载力。研究结果表明:①1949~2005年,中国土地资源承载力逐步增强,人粮关系趋于均衡;②1980~2005年,中国粮食盈余省份增多,人口超载省份减少,人粮关系趋于改善;③1980~2005年,中国粮食盈余县域在增加,人口超载县域在减少,人粮关系总体趋于平衡;中国分县土地资源承载力格局基本稳定,粮食主产区的空间集聚效应越来越明显,对区域乃至全国的人粮平衡作用日益突出;④草地畜牧业大大提高了中国牧区、半牧区的土地资源承载力,受人口集聚效应影响的城市地区以人口超载、粮食调入为主要特征,中国贫困地区2/3以上的县域仍处于人口超载或临界超载状态,人粮矛盾突出。     

哈萨克斯坦粮食生产效率动态演进及区域差异

曾为苏联粮仓的哈萨克斯坦是粮食生产大国,对于粮食生产效率问题的研究可以评价其未来粮食生产潜力和粮食生产水平,为推进中哈粮食合作提供参考。基于2005—2017年哈萨克斯坦州际数据,采用三阶段DEA-Windows方法,在控制环境因素基础上测算了该国的粮食生产效率,分析了其动态演变和区域差异。结果发现：剔除外生环境因素后,除北部地区,哈萨克斯坦其他地区粮食生产效率大幅度下降,全国效率均值从0.755下降到0.286;哈萨克斯坦粮食生产效率地区分异显著,北部为0.857,西部仅有0.112,粮食生产效率提升空间很大;调整后全国和各地区的粮食生产效率都呈上升趋势,但与北部的效率差距不断增大,地区内各州粮食效率变化趋于一致。     

近50a气候变化背景下我国玉米生产潜力时空演变特征

以2010年我国耕地空间分布遥感监测数据为基础,在1960—2010年的长时间序列气象数据、土壤数据等数据基础上,采用GAEZ(Global Agro-Ecological Zones)模型综合考虑光、温、水、CO2浓度、农业气候限制、土壤、地形等多方面因素,估算了中国玉米生产潜力,进而分析了近50 a来气候变化背景下我国玉米生产潜力的时空格局特征。研究表明:12010年中国玉米生产潜力总量是8.34×108t,玉米生产潜力空间差异显著,总体呈现东高西低的趋势,东北平原区的玉米生产潜力总量最高,达到1.97×108t,青藏高原区玉米生产潜力总量最小;2近50 a来中国玉米单产潜力和生产潜力总量整体呈现减少的趋势;3中国玉米单产潜力和生产潜力总量变化的区域差异较大,东北平原区的平均玉米单产潜力和生产潜力总量的增长趋势都最为明显,其他各区的变化趋势都相对较小。研究揭示了近50 a来气候变化背景下我国玉米生产潜力的时空演变特征,这为探究如何适应气候变化、提高中国玉米产量水平、科学指导玉米生产经营提供了科学依据。     

太湖流域粮食生产时空格局演变与粮食安全评价

太湖流域既是中国传统粮食高产区又是当前经济发展的前沿阵地。论文从宏观视角探讨了该区1985-2010年27个县域粮食生产时空变化格局及粮食安全水平,结果表明:时间演化上该区粮食产量不稳定,但总体呈下降趋势,历经波动发展-急剧减少-稳步增长三阶段;空间差异亦较显著,除西北4个县域,其余地区粮食产量均有不同程度下降,粮食生产重心逐渐由中部向西北偏移,县域粮食生产相对优势弱化,整体粮食生产能力降低;粮食总产变异系数和70%以上年份波动系数超全国平均水平,粮食安全风险大;粮食不安全县域增多,2010年59%的县域粮食不安全。未来该区仍受到耕地数量减少和质量退化威胁,完善耕地保护政策并提出保障粮食安全的区域差别化措施具有重要的现实意义。     

新时期中国粮食供需平衡态势及粮食安全观的重构

粮食安全是保证任何人在任何时候都能得到为了生存和健康所需要的足够食物。新时期（2015-2050年）我国国内农业资源开发潜力已接近极限,中国粮食安全的总体思路正在面临重构。粮食安全在个人层面是营养安全,在国家层面是国家粮食的可获得能力,国家粮食可获得能力包括粮食生产能力和粮食进口能力,论文从个人营养安全和国家粮食可获得能力视角,对新时期我国粮食供需平衡进行分析,结果表明,在维持现有粮食生产能力的情况下,我国粮食安全保障程度为110.88%~117.49%,粮食具有保障平衡的基本能力,口粮安全保障程度为158.57%~168.02%,口粮具有保障充分平衡的能力,而饲料粮的保障程度只有79.41%~84.15%,保障程度不足。这一有所宽裕的粮食供需平衡态势为允许小幅度市场波动来实现粮食供需动态平衡提供了弹性空间,也为国家粮食政策调整提供了契机和条件。为建立我国新时期粮食安全保障体系,确保粮食供求基本平衡,建议：1）在资源端建立基本农田制度,维持粮食可持续生产能力;2）在生产端逐步发展经营规模较大的专业化粮食生产实体;3）在流通环节充分利用现代网络技术和电子商务模式,培育全国性和区域性现代粮食市场体系,融入国际市场,确保国家粮食安全的有效供应;4）在储备环节完善粮食储备体系,调整粮食储备的结构和规模。     

河北沧州黑龙港地区粮食作物生产潜力估算

本文采用屡次分析法,运用1∶10万TM卫星图象对黑龙港类型区(沧州区域为例)农业生产水平类型划分的结果,分析计算了该区各种类型土地(高、中、低产田)的各级生产潜力和粮食作物生产潜力。得出沧州区域提高粮食生产潜力着眼点在高、中产田,主要措施是增加能量投入,合理用水,改良土壤。     

中国区域性耕地变化与粮食生产的关系研究——以东北地区为例

以东北地区为例,结合监测数据和农业统计数据,利用GIS技术分别开展耕地数量变化对粮播面积的影响分析、高中低产田内部各县粮食单产变化趋势分析、高中低产田内部耕地数量变化对粮食总产的影响以及粮食作物种植结构变化对粮食生产能力的影响评价与分析。结果表明:①东北地区耕地数量增加了188.8×10⁴hm²,总体呈北增南减趋势;②粮播面积增加了162.67×10⁴hm²,高产区的粮食单产多呈上升趋势,中产区的粮食单产稳中有升,低产区各县的粮食单产有增有减,但多数仍呈上升趋势;③高产田的粮食单产和低产田作物种植面积扩大促进了东北地区粮食总产的增加;④东北地区玉米生产进一步向吉林省集中,大豆、水稻、小麦向黑龙江集中,粮食生产的专业化、区域化趋势明显。     

面向粮食产量空间化的多元回归分析模型中的两个关键问题探讨

为比较不同区域尺度变量对模型拟合效果的影响,在全国不分区和分区两种情况下,分别基于县级和地市级两个区域尺度上的样本构建粮食产量与水田、水浇地、旱地面积之间的多元线性回归模型,结果显示,用地市级数据作分析样本比用县级数据作分析样本好,分区建模比不分区建模效果好。因此,将全国划分为7个区,以地市级数据作为区域尺度的变量,在区域、栅格、亚栅格三个尺度上探讨变量（因变量、自变量）尺度和常数项取值这两个因素对模型应用的影响。得到以下结论：1）基于区域尺度样本构建的多元回归模型,如果常数项不为0,则不能用于空间化计算;如果常数项为0,则可以用于空间化计算;2）基于栅格尺度样本构建的多元回归模型,不论常数项是否为0,均可应用于空间化计算;3）基于亚栅格尺度样本构建的多元回归模型,不论其常数项是否为0,也均可用于空间化计算,但需要将计算结果乘以一个系数,该系数等于栅格单元面积与亚栅格单元面积的比值。上述结论对其他类型的统计数据空间化具有指导和参考价值。     

北方旱农区玉米自然降水生产潜力研究

针对我国北方水资源匮乏日益严重的状况,利用CERES-Maize作物模型模拟分析了北方旱区玉米自然降水生产潜力及其时空分布规律。研究表明,我国北方旱区玉米的水分生产潜力大小排序依次是半湿润区>半干旱区>干旱区,半湿润区的玉米自然降水生产潜力大约为11000kg/hm₂,干旱区大约在5000kg/hm₂,但同时半湿润区潜力的年际间波动性也最显著,干旱区则相对较为稳定。我国北方旱区东部的玉米生产潜力高于西部,但南北方向潜力差异不明显。     

县域国土空间主体功能区土地资源空间配置效率及管制策略——以江苏赣榆为例

从县域出发,深化主体功能区概念应用,探究土地资源空间配置效率及其管制策略对深化我国国土空间治理体系具有重要意义。通过梳理主体功能区与土地资源空间配置理论关系,借助C-D生产函数考察江苏赣榆主体功能区土地资源空间配置效率,并差别化提出管制策略。研究表明,主体功能区建设实质是“以地为本”,功能区划理念下土地资源空间配置应遵循边际净收益相等的转化度,具有增进用地效率、减少自发优势竞争效率损失的可能。对赣榆区研究发现,不同主体功能区农用地转为建设用地数量存在过量配置,具有帕累托改进空间,其根源在于现行土地计划管理缺乏弹性机制调节指标,造成实际落地中的空间错配。因此,赣榆区应从全区统筹主体功能定位,协调国土空间发展格局,其中优化开发区“革新土地空间结构,转变经济与产业发展方式”、重点开发区“助力城镇工业化进程,确保土地资源利用效益”、限制开发区“着力粮经产品安全,创新农业生产用地经营模式”、禁止开发区“划定生态空间红线,探索农旅生态用地结构布局”。     

基于“三生”适宜性的县域土地利用冲突识别与分析

精准识别潜在土地利用冲突有利于预警权衡和协调冲突用地,有利于科学进行国土空间规划。以“三调”修正数据为基础,基于生产、生活、生态视角,构建高植被覆盖率县域生产、生活、生态即“三生”适宜性评价模型与土地利用冲突识别矩阵,并选取横峰县进行实证分析。结果表明:（1）横峰县“三生”适宜性用地的空间分布与面积构成差异显著,且存在明显的空间叠加特征,暗示着研究区土地利用存在冲突;（2）从潜在冲突识别的结果来看,土地利用适宜区、冲突激烈区、冲突中度区、冲突一般区及冲突微弱区面积占比分别为64.02%、9.66%、17.19%、1.66%、7.48%;（3）各个冲突类型区空间分布、表现形式的差异性决定了冲突和解的对策也需因地制宜。研究结果可为相关及类似县域的国土空间规划提供理论参考。     

控释肥条件下沿南四湖农田水稻吸氮特征

氮素是水稻必需营养元素中限制植物生长和形成产量的首要因素,同时也是南四湖水体主要营养性污染物之一.通过施用树脂包膜控释尿素不同氮肥量处理大田试验,研究了南四湖流域鱼台农田控释肥条件下水稻生育期的吸氮特征.结果表明,树脂包膜控释尿素对水稻产量有明显的促进作用,但并不随施氮量的增加呈线性增长,施用中氮量337.5 kg/h...     

三江平原湿地不同土地利用方式下土壤有机碳储量研究

选取东北三江平原沼泽湿地5种土地利用方式,共16个土壤剖面,对土壤有机碳储量分布特征进行了研究.结果表明,不同土地利用方式下,土壤剖面有机碳含量与有机碳密度均呈自上而下降低的趋势,且随着深度的增加,垂直差异变小.开垦降低了土壤有机碳含量和有机碳密度,并改变了其在表层的分布结构特征.初步估算5种土地利用方式下土壤有机碳储量分别为:沼泽湿地1.58×104t/km2、退耕还湿地1.23×104t/km2、林地1.01×104t/km2、水田0.85×104t/km2、旱田0.99×104t/km2.开垦降低了湿地土壤有机碳储量,且对耕地的影响大于林地,而退耕还湿有利于土壤有机碳的固定及储量的增加.