沿黄九省水土资源对粮食生产的阻尼效应测度及时空分异特征

粮食生产的根本在耕地,命脉在水利,水土资源的投入数量短缺及空间匹配错位在一定程度上限制了粮食产业的增长速度。文章基于沿黄九省2009—2018年的相关数据,将水资源、土地资源和水土匹配特征同时纳入增长阻尼模型,针对粮食产业机械化发展的特点选择以劳动生产率增长率和资源实际增长率分别衡量不受约束的资源增长率和受约束的资源增长率,利用岭回归测度沿黄九省水资源、土地资源及水土匹配特征对粮食生产的阻尼效应,并分析其时间演变特征和空间布局特征。研究结果表明:(1)由于粮食产业劳动力存在"农转非"的趋势,若以劳动力增长率衡量不受约束的资源增长率,会在一定程度上低估水土资源对粮食生产的约束作用,甚至得出水土资源对粮食生产不存在约束作用的结论。(2)研究期间内,沿黄九省水土资源对粮食生产的阻尼效应呈现波动特征,其中水资源阻尼系数波动较为平稳且小幅度下降,即水资源对粮食生产的约束作用一直存在但并不突出;土地资源阻尼系数在长时间下降后快速上升,且其近年来对粮食生产的限制最为显著;水土匹配阻尼系数近年来下降趋势明显且对粮食生产不再具有约束作用。(3)水资源和水土匹配阻尼效应的空间分布特征较为相似,高约束区均集中在沿黄九省的东部;土地资源阻尼效应较大的省份集中在沿黄九省的西南部,空间差异性明显。从各省份内部看,除河南、山东以及内蒙古水资源对粮食生产的阻尼效应最大外,其余省份土地资源对粮食生产的约束均大于水资源和水土匹配特征的约束。为了缓解沿黄九省粮食生产所受到的资源约束,一方面要严格落实年度水量分配计划,推进灌溉节水水利工程的建设,确保流域供水安全。另一方面要坚持最严格的耕地保护制度,强化耕地数量保护和质量提升,遏制耕地"非农化",防止"非粮化",积极划定粮食生产功能区和重要农产品生产保护区。此外,还要完善农业科技创新体系,加强农业机械的研发应用,发挥科学技术对资源投入的替代作用。     

中国农业温室气体排放:现状及挑战

该文从农业生产过程和化肥、能源等投入方面计算了中国农业温室气体排放.2009年,中国农业总计排放温室气体158 557.3万t CO2当量,比1980年增长52.03％,年均增长1.46％.其中,CH4占总排放的25％,N2O占总排放的52％,CO2占总排放的23％.按来源分析,在2009年排放的温室气体中,水稻种植排放14 264.45万t,占9％;畜牧生产排放42 709.94万t,占26.94％；土壤排放47 457.81万t,占29.93％；化肥、能源、农药、农膜等投入引起的排放54 125.11万t,占34.14％.2009年农业GDP排放的温室气体为2.98 kg/元,粮食排放的温室气体为1.5 kg/kg.在2008年,牛肉排放的温室气体为28.54 kg/kg,羊肉为15.5 kg/kg,猪肉为1.49kg/kg,禽肉为0.54 kg/kg,牛奶为1.04 kg/kg,禽蛋为0.83 kg/kg.由于技术进步和生产效率提高,单位粮食、肉类和牛奶排放的温室气体都有较大幅度降低.对于种植单季粮食的土地,CO2交易价格为80元/t将使23.27％的耕地退出粮食生产；当CO2交易价格为100元/t时,这一比例高达63.31％.对于种植双季粮食的土地,CO2交易价格为130- 140元/t时,将有50％的耕地退出粮食生产.由于中国粮食生产利润率过低,CO2较低的价格使严重影响粮食生产面积和产量.     

基于要素成本核算的水资源管理研究

基于虚拟水理论,以玉米和小麦为例,运用生产函数模型分析水资源要素成本,结果显示:我国现行生产成本核算指标体系和方法低估了旱作粮食生产过程中的水资源投入,造成了水资源成本忽略,其中小麦亩均水资源忽略成本为23元,玉米为169元,;考虑虚拟水投入,小麦生产中水资源要素成本(32元/亩)远低于玉米(174元/亩),从资源利用的经济成本考虑,我国一方面可以通过贸易途径满足国内对玉米的需求缺口,另一方面可以用小麦替代饲用玉米;水资源要素成本忽略的空间差异较大,地表水资源相对丰富的长江、淮河和海河流域水资源要素成本忽略程度最高,导致这些地区农业生产用水粗放,加剧了农业面源污染态势,不利于绿色农业发展和资源节约型社会建设;新疆等地表水资源较少的区域水资源利用成本高,间接地提高了资源利用效率。因此,建议未来旱作粮食生产要素成本核算中充分考虑虚拟水含量及由此引起的水资源要素成本增加,有利于提高水资源利用效率,促进资源节约型社会建设。     

水足迹视角下黑龙江粮食生产用水绿色效率研究 ——基于三阶段SBM-Malmquist指数分析法

黑龙江省作为中国粮食安全“压舱石”，其水资源的合理有效使用为粮食生产提供了重要保障。基于水足迹理论对2000~2017年间黑龙江省14个区域内粮食生产水足迹和灰水足迹进行测算，以此作为投入产出指标，运用三阶段超效率SBM-Malmquist模型分析黑龙江省粮食生产用水绿色效率的时空特征。结果表明：黑龙江粮食生产水足迹总量呈现先上升再下降特征，各地区差异较大，主要受各区域粮食产量、种植结构和单位面积产量的变化而引起；受粮食增产对化肥的需求以及化肥零增长政策的影响，粮食灰水足迹总量整体呈现先上升后下降的特征；在剔除了随机误差和环境影响因素后，外部因素对纯技术效率的抑制作用明显，规模投入不足是扼制粮食生产用水绿色效率提升的瓶颈；黑龙江粮食生产用水绿色效率呈现由上升到平稳的趋势，除哈尔滨和农垦总局外，各区域之间效率值较低；粮食生产用水绿色全要素生产率变化主要依赖于技术进步变化，受纯技术效率变化的限制影响。建议黑龙江省应进一步发展现代化大农业，依据各区域特点扩大生产规模，加大科技投入和技术创新，从粮食生产结构、化肥施用量入手，优化调整生产过程中的投入、产出要素是提高粮食生产用水绿色效率的重要途径。     

石家庄市主要农作物灌溉节水潜力研究

利用田间作物灌溉试验数据，对作物单产产量与需水量的关系进行了模拟，并据此以县域为单元，计算了1984～2001年石家庄市主要农作物冬小麦、夏玉米和棉花获得逐年实际产量的理论总需水量、理论灌溉总需水量、实际灌溉用水量，测算了3种作物灌溉节水的空间。结果表明，1984～2001a。按照节水高效试验所得的产量需水模式。获得石家庄市3种主要作物产量的理论需水总量为23-29亿m^3／a，理论灌溉需水总量为8．8-13．8亿m^3／a，实际灌溉用水量平均约为17亿m^3／a，农业年均超采地下水5．67亿m^3／a。按照目前的种植结构和产量水平，石家庄市今后作物灌溉节水的理论上限为9亿m^3／a。即使加大节水投入，实现最大节水潜力的一半。仍不能弥补目前地下水的超采量。在2010年实现南水北调，部分城市用水归还农业用水，且实现最大节水潜力的一半的情况下，水资源方能勉强维持平衡。因此，石家庄市今后应一方面加大农业节水投入和管理。另一方面，也应根据水资源承载力适当减少高耗水的冬小麦播种面积，同时全面建设节水型社会，方能实现可持续发展。     

中国省际水资源利用的公平性研究

水资源低效利用成为目前各省经济发展中要素投入的"新常态"问题,由此产生层出不穷的跨界用水纠纷和水污染事件,因此必须协调经济社会发展与水资源消耗的关系,改善地区间用水的公平性。选取水资源禀赋量、人口数量、GDP总量和用水总量等指标,借助对比柱形图、加权变异系数、基尼系数和泰尔指数等多种方法,对中国各省份水资源利用的差异性进行分析,并根据水资源消耗的主要用途及水资源污染的严重态势,从经济和生态两个视角分别构建用水匹配指数,通过指数矩阵对各省水资源消耗的公平性进行评价,从而从总体上对全国各省水资源利用情况进行判断。研究表明,基于人口加权的全国生活用水基尼系数为0.311,且各省的基尼系数值差异较小,生活用水相对公平;但上海、江苏、宁夏等省份水资源禀赋与用水量严重不协调,西藏、四川、广东等省份资源禀赋优势没有得到有效发挥;各省经济用水差异性较明显,且东部用水泰尔指数的地区间差异要明显高于地区内差异,东部地区用水泰尔指数的地区间差异贡献率占主要地位,达到62.92%,大约为西部地区的10倍;水资源经济与生态效益双强型省份仅只有5个,而23个省份都是经济效益或生态效益单强型,经济效益与生态效益双弱型省份有3个,这也充分表明我国绝大多数省份的经济产出或水污染排放物相对于其水消耗总量是不对称和不公平的。根据研究结果得出如下建议:针对不同类别的省份,国家有必要制定相应的政策来改变目前各省份用水的差异性,不断促进用水分配趋于公平。另外,各省份应积极响应国家宏观政策,根据自身经济发展和资源禀赋的差异,大力发展优势产业,以优化地区间用水的公平性。     

中国粮食生产中不同类型技术要素投入的时空分异与影响因素

以粮食作物为研究对象，利用核密度函数系统分析 2002~2016 年中国粮食生产中土地节约型与劳动节约型两类农业技术要素投入的时空分异特征，并选用多元线性回归方法分析其影响因素。结果显示：(1)2002~2016 年中国粮食生产农业技术要素投入逐年增加。其中，土地节约型技术要素投入变化较为平稳,劳动节约型技术要素投入则大幅上升。(2)土地节约型技术要素投入高值省份集中在华北地区，低值省份主要分布在南方地区。劳动节约型技术要素投入高值地区主要位于我国北方，其中以东北为最高，低值省份则多分布于西南；劳动节约型技术要素投入增幅高于土地节约型。(3)土地节约型技术要素投入的空间差异呈减小趋势，而劳动节约型技术要素投入的空间差异则显著扩大。(4)耕地经营规模和劳动力转移率对两类型技术要素投入均作用显著。同时，土地节约型技术要素投入还易受种植业比重的影响，而劳动节约型技术要素投入则受劳动力素质和城乡收入差距的影响较大。应施行差别化的农业发展政策，提高技术要素投入的效用水平，促进农业生产率的整体增长。     

中国农产品虚拟耕地与资源环境经济要素的时空匹配分析

计算出1999~2009年中国各地区农产品虚拟耕地与人口、水资源、耕地资源、水土流失治理以及GDP等要素的基尼系数以及全国8大区域2009年农产品虚拟耕地 资源环境经济要素的不平衡指数。结果表明：(1）我国农产品虚拟耕地与各资源环境经济要素的地域分布匹配程度都不高；其中农产品虚拟耕地与人口、耕地的地域匹配程度相对较高，与水土流失治理之间的地域匹配状况次之，与GDP和水资源的地域匹配程度相对较低；(2）我国农产品虚拟耕地与各资源环境经济要素的外部公平性不高，黄淮海地区为农产品虚拟耕地 资源环境经济要素不公平性最突出地区，其次是华南、西北和东北地区     

基于社会经济发展水平的济南市水资源资产与负债研究

考虑到唯GDP论考核中存在的缺陷,以及资源短缺、环境污染、生态恶化可能带来的影响,本文从社会经济发展水平视角,联合考虑水资源的水质、水量问题,以全国各省(自治区、市)为参照构建全国平均用水水平、先进用水水平的计算标准,开展水资源资产的价值量计算。以产值与用水的关联为依据划分农业、工业、建筑与服务业和虚拟生态业,以综合用水效率系数判断用水效率高低,以综合水质系数判别水质状况的好坏,结合区域拥有的水资源量,构建了完整、全面、可适用于全国的水资源资产与负债计算体系,并以山东省济南市为研究对象,计算用水效率与水质作用下的相应系数,得到资产与负债综合系数,并以此为基础对济南市的水资源总资产与负债以及人均资产与负债进行了详细的分析计算。结果表明:2005—2015年,济南市的综合用水效率不断提高,均高于全国平均用水水平,但与全国先进用水水平相比仍有一定差距;整体的水质状况正在逐年改善;基于全国不同用水水平的水资源总资产与人均资产变化情况趋于一致,资产整体呈上升趋势,但存在波动。以全国平均用水水平为计算标准时,2006年水资源总资产以及人均资产最低,分别为55. 25亿元、924. 85元; 2013年水资源总资产以及人均资产最高,分别为171. 99亿元、2 878. 75元。以全国先进用水水平为计算标准时,2006年水资源总资产以及人均资产最低,分别为47. 96亿元、802. 76元; 2013年水资源总资产以及人均资产最高,分别为143. 82亿元、2 407. 27元; 2014年水资源总负债以及人均负债最低,分别为40亿元、669. 51元; 2005年水资源总负债以及人均负债最高,分别为168. 20亿元、2 815. 34元。     

基于敏感度分析的江苏省粮食生产与耕地数量变化动态响应研究

江苏省作为我国重要的粮食生产基地,其耕地资源变化不仅影响区域的可持续发展,更关系国家的粮食安全。以江苏省55个县域为研究单元,结合数理统计和GIS空间分析,研究2000～2015年江苏省耕地与粮食生产的时空演变及粮食生产对耕地资源变化的敏感程度。结果表明:(1)江苏省耕地总体呈减少趋势,其中耕地相对稀疏区主要分布在苏锡常地区,而集聚区主要分布在苏北;粮食生产的空间格局与耕地分布基本一致,但总量呈增加趋势,2015年江苏省粮食产量达到3561×10~4 t,为2000年的1.15倍。(2)耕地重心与粮食产量重心的移动方位大致相同,均表现为向北偏西方向移动。(3)对比2000～2009年和2009～2015年两个时期,江苏省粮食产量对耕地资源变化的敏感性逐渐减弱。随着农业技术的发展,区域粮食生产对耕地面积的依赖程度逐渐降低,保护耕地与保障粮食安全亟需因地制宜,针对不同敏感性地区合理布局粮食生产。     

我国耕地生态安全评价及障碍因子诊断

耕地生态安全评价及障碍因子诊断是改善耕地生态系统状况、促进耕地可持续利用的重要基础。在界定耕地生态安全内涵的基础上,构建了基于PSR模型的评价指标体系,采用熵值法和障碍度模型,对我国耕地生态安全进行了评价。研究表明：（1）1996~2010年我国耕地生态安全水平总体不断提高,综合指数从0484 4增加到0626 9,安全等级经历了“临界安全-较安全”的演变历程;（2）压力指数总体上呈现下降趋势,状态指数和响应指数总体上呈现上升趋势;（3）长远来看,系统压力是影响耕地生态安全的首要因素,1996~2010年系统压力和系统状态的障碍度分别以年均533%和052%的速度增加,而系统响应的障碍度以年均802%的速度下降;（4）影响耕地生态安全的主要障碍因子包括单位耕地面积农药负荷、单位耕地面积化肥负荷、人均耕地面积、土地垦殖率、水土流失程度等。为了促进耕地生态安全水平不断提高,需要进一步转变经济发展方式,加强土地利用监督管理,降低经济增长对土地资源的过度消耗;大力发展绿色农业,合理施用农药、化肥;积极开展农村土地整治,加强高标准基本农田建设;加大环境治理力度,有效控制水土流失程度     

红壤稻田系统水分和养分转换效益研究

田间模拟施肥和水分管理模式的定位试验结果表明：施肥和水分管理模式显著地影响水分和养分的转化和生产效益。单施N的产量效应为4.5 kg/kg,而NP或NPK配施养分的产量效应分别为8.8 kg/kg和8.0 kg/kg;有机物料循环的增产率为56.5%;在有机物循环的基础上配施NPK化肥最大的增产率可达79.8%。常规灌溉年需水量为5 838 m3/hm2,田间水分分配为：蒸散占1/2,翻耕整地占1/6,植物构成占1/21,田间渗漏占1/14,其它环境耗水(维持)占1/5。晚稻灌溉占全年的71%,7～9月是灌溉需水高峰期,占全年灌溉量的68%。生产灌溉效率：生物量3.67 kg/m3,精谷量1.48 kg/m3。双季稻生产的灌溉,以早稻保持水层灌溉,晚稻按需配额灌溉的模式比较适宜。     

我国人口资源与食物问题

人口增多,耕地减少,部分地区供水不足,是我国人口与资源矛盾的基本格局。由于人口的压力,对资源实行超强度的利用,使较大范围的地区生态环境恶化,严重威胁农业生产,并成为许多地区多灾、低产、贫困的根本原因,较低的食物人均占有水平,将继续成为中国国民经济发展和人民生活水平提高的严重限制因素。增加食物,必须挖掘资源的潜力,开源与节流相结合,以内涵挖潜为主。首先是要立足现有的耕地,致力于提高单产;同时,合理开发水域、山地、草地等资源,广辟食物来源,提高非耕地资源的生产力,提高林牧渔业的发展水平。耕地应以深度开发为主,走资源节约型(节地、节水、节时、节能)的集约化道路。     

基于能值分析的武穴市耕地利用效益时空特征分析

开展耕地利用效益评价,对实现农业生态文明和耕地高效持续利用具有指导意义。结合能值分析、自相关等方法,评价和分析了2002~2011年武穴市耕地利用效益的时空演变特征。结果表明:近10a来武穴市耕地利用效益的能值投入和产出处于上升趋势,增长速度分别达58.17%和61.29%;能值投入中工业能值所占比重最大,超过总量的70%以上,2011年达到82.17%;耕地集约度增加6.60×1015sej的同时环境压力也在变大,耕地环境负载率由2002年的2.88上升至2011年的4.61;农业生产能力和农民生活水平不断提高;空间自相关结果显示武穴市各乡镇单位面积耕地能值投入和产出具有较明显的东高—南低—西平的聚集特征。研究结果对优化武穴市农业生产物化投入结构、提高产出效果,实现耕地高效持续利用具有一定的指导意义。     

中国未来的粮食安全与生态可持续性问题研究——基于粮食生产过程生态足迹的实证分析

自然资源与农业生态可持续开发是保障农业生产与粮食安全可持续发展的基础。随着我国人口的增长以及人们生活水平的提高,粮食需求量逐年增加。这不但加剧了我国人多地少的矛盾,还给我国农业资源与生态的可持续发展带来了挑战。利用计量模型测算出我国人口高峰时粮食安全背景下粮食生产活动的生态足迹,然后依据生态足迹指数法判断其生态可持续性状况。结果显示,按照目前的粮食生产模式依靠自给实现粮食安全,我国人均生态足迹指数将出现负值。这意味着我国农业生态将处于不可持续的状态。解决我国“粮食 耕地”矛盾与“粮食 生态”矛盾,实现粮食安全与农业生态的协调可持续发展,一方面需要把我国目前依靠要素投入的粗放式粮食生产模式转向生态友好型的种植模式;另一方面需要改变我国依靠自给的粮食安全保障模式,通过适当降低我国的粮食自给率、增加粮食进口缓解我国农业资源与生态环境的压力。这对我国未来的农业发展道路以及粮食安全政策都具有重要的参考价值     

南京地区农业耗水量估算与分析

结合南京地区的农业生产状况 ,采用Penman -Montieth法计算参考作物的潜在蒸散 ,建立了本地区农业耗水的物理模型 ,计算了南京地区历年的农业用水量 ,并根据实际资料对模型进行了检验 ,结果表明该模型具有较高的精度 ,能够反映农业用水的实际情况。在分析该地区历年农业用水量变化及其用水现状的基础上 ,对影响农业用水量的因素和该地区的农业用水效率进行了分析和计算。南京地区农业用水量的大小很大程度上取决于耕地面积和各类作物播种面积的变化 ,同时也受当年气候状况的影响。南京地区多年的农业用水效率计算结果表明 ,该地区的灌溉水利用率较低。最后对该地区的水资源可持续利用提出了相应的建议     

繁昌县后备土地资源多宜性评价

合理评价后备土地资源适宜性是有效进行后备土地资源的开发利用和农业结构调整的前提。以繁昌县后备土地资源为例,以区域自然与人为因子对其进行初步筛选,在此基础上建立适宜性评价指标体系,结合生态位适宜度理论构建多宜性评价模型,运用加权平均模型和限制因子模型,对后备土地资源评价单元耕地、园地和林地3种土地利用类型的生态适宜度及限制性生态因子进行评价。结果表明:(1)繁昌县59.38%的后备土地资源不能进行开发,能够开发且对生态环境影响较小的后备土地资源为387.03hm2;(2)繁昌县生境环境较为良好,对各土地利用类型的适宜性较强;单一土地利用类型评价中后备土地资源生态位适宜度值最大值为0.966 5。其中,耕地适宜性最高,林地次之,园地最低;(3)多宜性评价表明繁昌县后备土地资源中耕地适宜性面积最大,林地次之,园地最小;(4)限制繁昌县后备土地资源开发利用的生态因子主要为:排水条件、pH值、障碍层深度。为改善后备土地资源开发利用的生境条件,今后应重视土地质量管理,加强农田水利设施建设,使其适合开发利用的需要。     

鄱阳湖生态经济区农业循环经济发展综合评价

发展农业循环经济是鄱阳湖生态经济区建设的关键，农业循环经济发展的目标是实现农业生产经济效率和生态环境效率的双赢。应用DEA方法以评价循环农业发展的经济效率，采用农业生产的生态足迹以反映农业循环经济发展的生态效率。在此基础上，为同时体现农业循环经济发展的经济效率和生态效率，构造了区域农业循环经济发展评价的综合指数，并对鄱阳湖生态经济区的农业循环经济发展进行评价分析。结果表明，大部分地区存在农药化肥投入冗余、粮食单产不足以及农业生产的耕地足迹和牧草地足迹所占比重偏大等问题，为此必须在推广猪－沼－粮的同时，调整农业产业结构，着力发展猪（牛）－沼－果（渔）等循环农业模式，进而提高鄱阳湖生态经济区农业生产的投入产出效率，降低农业生产的生态占用     

江西省农用地生态效率时空差异及影响因素分析——基于面源污染、碳排放双重视角

科学剖析农用地生态效率时空差异及影响机制,对实现农用地利用与资源环境协调发展以及制定农业可持续发展政策具有重要的理论与实践意义。将农用地面源污染、碳排放作为非期望产出纳入农用地生态效率评价指标体系,借助SBM-Undesirable模型对1990～2017年江西省农用地生态效率进行测度并对其时空差异特征进行分析,在此基础上运用Tobit模型探讨相关因素的影响机制。结果表明:(1)1990～2017年间江西省农用地生态效率呈现"先下降后上升"的变化趋势,均值为0.749,总体呈现上升的趋势;(2)各设区市农用地生态效率空间格局演变轨迹呈现先下降后上升的扁平"U"型特征,高效率地区由"连片"分布向"点状"分布再向"连片"分布变化,空间格局趋于非均衡化发展;(3)农村居民人均可支配收入、复种指数、农村劳动力文化程度和劳均播种面积对农用地生态效率产生显著正影响,城乡收入差距则产生显著负影响。最后,从优化资源要素配置、加强农业科技创新应用、健全农村土地流转制度、摒弃过度依赖资源要素投入与环境污染的粗放型发展模式、走"精耕细作"和可持续发展的农业生态文明发展道路等方面提出了提高农用地生态效率的政策建议。