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。     

中国粮食生产时空变化及其耕地利用效应

基于粮食产量计量模型,运用LMDI方法,分解中国粮食生产时空变化的耕地利用四因素（规模、结构、强度、程度）,结果表明：1978-2012 年,耕地利用变化对粮食生产的累积效果表现为强度效应最大,结构效应和程度效应其次,规模效应最小。其间,造成粮食增量的强度效应逐步减弱,程度效应由负转正并渐强;造成粮食减量的结构效应逐步加大,规模效应后期显著放大。1996-2008 年,粮食生产出现从东南沿海地区向北部和西部内陆地区的空间转移,主要是因为沿海地区城镇密集,耕地利用结构变化与规模变化对粮食的减量效应更为明显,甚至有复种下调出现程度负效应,而耕地利用强度变化对粮食的增量效应相对较小,内陆农区耕地利用效应则呈相反趋向。由此论文最后探讨国家粮食可持续增产的耕地利用策略。     

青藏高原粮食生产、消费及安全风险格局变化

青藏高原是中国粮食短缺地区之一,提高其粮食自给能力和确保粮食安全一直受到中央和地方政府的高度重视。在修订牧业区和半农半牧地区人均粮食消费需求量标准的基础上,利用1985-2015年青藏高原县级行政单元粮食产量和消费数据,采用波动系数法、分级法、重心模型以及粮食短缺指数模型,分析青藏高原粮食生产和消费的时空变化特征,并评估114个县市的粮食安全风险状况。结果表明：青藏高原粮食生产与消费空间分布不均衡,粮食生产呈环形分布在青藏高原东部湟黄谷地、藏东和藏南沿江河谷地带,中部和西部粮食产量较低,粮食消费呈东高西低格局;本地粮食生产不能满足居民消费需求,区域粮食缺口量达21.04万~121.69万t,相当于粮食消费需求的8.22%~40.11%,考虑旅游人口的影响,2015年区域粮食缺口达132.92万t;青藏高原粮食安全风险较高的地区广泛分布在藏北高原、青南高原、祁连山地以及城市化水平较高的拉萨市辖区和西宁市辖区,旅游业发展对林芝市的粮食安全风险影响显著;单纯依靠粮食增产不能解决区域粮食问题,建立完善的粮食储备和交通物流体系、加强与内地及周边国家的粮食贸易合作,是保障青藏高原粮食安全的关键。     

江苏省耕地安全问题探讨

江苏省自然条件优越,经济发展处于全国前列,但在耕地安全上存在不少问题,如耕地减少与人口增加的反差日益明显,非农建设对耕地保护的强烈冲击,耕地肥力降低和退化加剧,耕田环境污染日趋严重。出现这些问题的主要原因是,种植业收入与成本倒挂,城镇与农村居民点建设失控,此外,也有政策和管理方面的原因。为实现江苏耕地安全,应全方位地改善农业生产的软环境,正确处理和协调城镇、乡村居民点建设与耕地保护的关系,大力进行农业结构调整,加大对城镇与农村土地的管理力度,并加强全民土地安全意识。     

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。     

现阶段我国耕地利用集约度变化及其政策启示

近年来,随着社会经济的快速发展和市场经济的不断完善,我国耕地利用中,农户利益最大化的个体追求逐步由耕地产出最大化向劳动力效益最大化方向发展,粮食生产对于农户的重要性在下降,导致我国粮食生产中耕地、资本和劳动力投入在1998年后出现下降趋势,北京、天津、上海、浙江、福建、江西、湖北、广东等省(市)区甚至出现耕地利用集约度总体下降的情况。耕地利用集约度的这一变化对我国粮食安全将产生深远的影响。文章在分析上述情况后认为,为实现我国粮食安全的国家目标,需要在耕地保护政策的基础上,进一步采取政策措施提高粮食生产的规模效益,以缓解粮食安全的国家目标与个体利益最大化的农户目标之间的冲突。     

改革开放以来我国粮食生产转型分析及展望

粮食生产转型是乡村生产体系演变的核心内容,以粮食生产转型研究为突破口能够清晰反映区域乡村人地关系的演化过程,为深化城乡融合发展和乡村转型发展研究提供新的视角。本文聚焦我国改革开放以来粮食生产转型历程,并尝试构建我国粮食生产转型的分析框架。研究发现,改革开放以来我国粮食生产转型呈现出“以粮为纲—农业结构调整—综合转型—城乡互动”四个差异化阶段特征。利用GL-RL模型,构建了我国粮食生产转型的分析框架。研究发现,改革开放以来我国粮食生产由Green Loop阶段演化到Red Loop阶段,粮食生产逐渐由本地生产融入到城乡生产网络,驱动粮食生产转型的扰动因素具有多时空尺度特征和跨尺度效应。城乡融合发展、乡村振兴战略、乡村人地关系协调和全球化等因素将会对未来粮食生产转型产生重要影响。此外,优化粮食生产转型与乡村转型发展的关系,将为保障粮食生产有序转型,完善乡村生产体系创造条件。     

中国耕地资源面临的挑战与可持续利用对策

耕地是土地资源中的精华,也最易受到毁坏。耕地保护是关系到我国经济和社会可持续发展的全局性战略问题。本文在研究我国耕地资源现状及特点的基础上,系统阐述了耕地污染、退化的原因,进而提出了全面加强耕地资源保护及其可持续利用的对策。     

长江中下游粮食主产区耕地利用生态效率区域差异与空间收敛

基于耕地利用生态效率内涵构建其评价指标体系,并运用SBM-Undesirable模型、核密度估计法及空间收敛模型,对长江中下游粮食主产区71个市（州）耕地利用生态效率区域差异及收敛态势定量刻画。结果表明：（1）2007—2018年长江中下游粮食主产区耕地利用生态效率整体水平中等,各粮食主产区效率差异明显,效率损失主要源于投入冗余所带来的投入非效率,其中劳动力投入冗余度最高;（2）时间维度上看,长江中下游粮食主产区整体耕地利用生态效率始终存在两级分化的现象,整体内部差异呈扩大趋势,但逐步趋于稳定,各粮食主产区内部差异演变具有较大分异性;（3）空间维度上看,考虑空间溢出效应的情境下,长江中下游粮食主产区整体存在显著的绝对β收敛,且在科技水平、农户收入水平、灌溉水平及空间溢出效应等因素的共同影响下以1.01%的速度条件收敛,但各粮食主产区收敛态势具有区域差异性。应建立粮食主产区协同机制,因地制宜,分区施策以提升长江中下游粮食主产区耕地利用生态效率水平。     

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。     

中国灌区粮食生产水足迹及用水评价

以1998、2005 及2009 年459 个灌区资料为基础,从区域尺度计算粮食生产水足迹,建立粮食生产用水水平综合评价指标I对灌区粮食生产与水资源利用之间的关系进行评价。结果显示:粮食生产水足迹及其组成的区域间差异均较大,大值省区主要分布于东北、华南,小值省区以黄淮海平原为核心集中分布;全国粮食生产水足迹多年均值为1.336 m³/kg,蓝、绿水比例分别为63.7%和35.8%,有35.1%的水足迹损失于粮食生产过程。空间自相关分析表明,粮食生产用水水平综合评价指标I相似的省区在空间上显著地聚集,局部自相关属性为HH和LL的省区超过了20 个,不同年份总体和局部的空间分异特征随时间变化均不明显;省区间粮食生产综合用水水平差异大,I值介于0.079~0.889 之间,变异系数为0.59,黄河中下游省区用水水平较高而东北及西北大部分省区则相反。结合人均粮食占有量与I值在全国的地位,对各省区粮食生产与农业用水发展方向进行了讨论。     

东北商品粮基地粮食生产的区域分异

论文以商品粮基地县为研究单元,运用数理统计和GIS空间分析结合的方法,揭示东北商品粮基地县粮食总产的区域差异。研究结果表明:①粮食总产低于平均水平的商品粮基地县占多数,高于平均水平的基地数量仅占36.36%,但粮食产量占全部基地县粮食总产量的64.74%;②粮食生产基本上形成了以玉米、大豆、水稻为主的生产能力格局,粮食总产的区域差异小于分品种粮食作物内部的区域差异;③从省域尺度看,粮食总产高于平均水平的基地县84.6%分布在黑龙江和吉林两省,粮食生产布局的区域化、专业化趋势明显,大宗粮食作物进一步向产粮大县集中;④从区域尺度看,粮食总产的空间格局高低交错,集中在以松嫩平原中部黑土区、辽河平原和三江平原为重心的平原地区,有由中部平原地区向周边递减的趋势。回归分析表明,播种面积的区域差异是导致商品粮基地县粮食总产区域分异的主要原因,农业现代化水平对其具有重要影响。应加强商品粮基地建设,加大中低产田的改造力度,走以提高粮食单产来提高粮食综合生产能力的内涵式发展道路。     

黑龙江省粮食生产的时空格局及动因分析

采用空间自相关、聚类分析和多元回归模型等方法,论文探讨了2000 年以来黑龙江省粮食生产的时空动态及其主要影响因素.结果表明:① 黑龙江省粮食生产规模持续扩大,其中,大豆播种面积及其占农作物总播种面积的比重均经历了“上升-下降”的波动过程,玉米和水稻播种面积不断扩大,但其占农作物播种面积的比重分别在2009 和2011 年超过大豆;② 黑龙江省粮食生产具有一定的空间相关性,大豆空间集聚最显著,玉米次之,水稻最不明显;③ 粮食生产区域化和专门化态势增强,松嫩平原北部及大小兴安岭地区、松嫩平原东南部和三江平原北部分别形成了以大豆、玉米和水稻为主的粮食生产类型区;④ 多元回归分析表明,农业投入、经济环境、技术水平、市场因素是影响黑龙江省粮食生产及其结构时空变化的主要因素.     

江苏省粮食生产时空变化及影响因素分析

为了研究江苏省农用地粮食生产的时空变化及其影响因素,论文分析了2000年和2006年江苏省农用地粮食单产和总产的空间格局及其变化情况,同时,分析了人为影响因素和气象因素对江苏省农用地粮食单产的影响。结果表明:江苏省农用地粮食单产空间分布差异表现为由南往北不断减少的格局,这个格局2006年与2000年相比没有发生改变,但是,随着近年表现出苏北和苏中粮食单产增加大于苏南的趋势,苏南地区的粮食单产优势在渐渐消失,苏中地区成为江苏省粮食单产的另一个高值区,局部地区接近苏南的单产水平。2000年粮食总产分布表现为高值区多中心的格局,高值区主要分布在苏中和苏北地区,但到2006年后粮食总产高值区在苏北和苏中连片,其他地方的高值区消失。从论文分析结果来看,人为影响因素和降水变化是江苏省近年农用地粮食生产空间格局变化的主要影响因素。粮食生产格局的时空变化需要引起有关部门的注意,其结论可以为相关部门提供决策参考。     

中国粮食生产区域集中化的演化趋势

农业生产的区域专业化与地域分工是农业现代化的一个重要标志,也是未来中国农业发展的必由之路。受农业生产市场化程度以及耕地保护、农业补贴、价格保护等政策因素的影响,中国目前区域专业化的方向和地域分工取向尚不清晰,不过农产品生产的集中化趋势却为回答这一问题提供了重要线索。论文以稻谷、小麦和玉米3种主要粮食作物为研究对象,利用省域单元1981—2013年的产量数据,运用集中化指数方法揭示1980年以来中国粮食生产区域集中化程度的演变特征和演化趋势。结果表明：中国粮食生产的集中化程度明显上升,3种粮食作物中小麦生产的集中化程度最高,并呈相对稳定的集中化趋势,而稻谷和玉米生产的集中化程度则经历了一个“U”型变化过程,意味着稻谷和玉米生产在这一阶段发生了空间重组;依据集中化趋势,稻谷生产向黑龙江、湖南、江西等地集中,小麦生产向河南、山东、安徽等传统小麦产区集中,玉米生产则向黑龙江、内蒙古等地集中,预示未来极有可能在这些地区及其周边形成专业化粮食产区。加强这些地区的农田基本建设将有助于推进中国粮食生产的地区专业化与地域分工。     

21世纪初我国粮食供需的新空间格局

利用2000-2003年县级统计数据,揭示21世纪初我国粮食供需的空间格局。我国粮食供需平衡以东西分异规律为主,其次是南北分异。地势第二级阶梯以东,主要余粮区分布最广,北方明显多于南方;胡焕庸线以西,常年缺粮区为主;两线之间,潜在缺粮区居多。东北地区、华北平原生产全国近70%的余粮。长江中下游以南地区既是我国温饱水平缺粮总数最多的地区,也是第三大余粮生产区。地势第二级阶梯上的农牧交错带,温饱水平缺粮总量列第二位,是我国粮食安全最脆弱的地区。上述地区主要位于环境变化敏感地带,粮食安全自然风险最大。因此,加强环境变化对粮食供需平衡的影响研究,对深入认识我国粮食供需平衡的稳定性具有重要的现实意义和理论价值。     

华北植被的净初级生产力研究及其时空格局分析

在CASA模型的基础上,建立了利用NOAA/AVHRR 1B卫星资料和气象资料估算植被净初级生产力(NPP)的技术方法,该方法有3个特色:直接利用NOAA/AVHRR 1B卫星数据,不需要经过大气校正和方向反射率校正来实现NPP估算;考虑了植被覆盖类型对光能利用率的影响;考虑了植被反照率在计算净辐射中的差异。利用该方法对2007年华北地区的NPP模拟结果表明:2007年华北地区植被的年总NPP为3.68×1014gC/a,各省总的NPP贡献率依次为:内蒙古64%、山西20%、河北13%、北京2%和天津1%,各季的贡献率大小依次为:夏季67%,秋季17%、春季15%,冬季1%。不同植被类型年NPP分别为:森林灌丛为271~560 gC/m2.a,草原为97~278 gC/m2.a,农田为363~376 gC/m2.a,建筑居民地为216 gC/m2.a,荒漠裸地为14 gC/m2.a。受物候和气候因素影响,不同植被类型NPP具有不同的年变化。     

三峡库区景观格局粒度效应及其对土地利用变化过程的响应

1992—2012年,受大型水利工程建设影响,三峡库区土地利用/覆被发生剧烈变化,论文选取工程建设重要时点1992、2002、2006和2012年的土地利用覆被图,探讨景观格局指数在30~1 000 m粒度范围内的粒度效应及其对土地利用变化过程的响应。结果表明：1）所选取的27个景观指数中,有14个对空间粒度变化高度敏感、3个中度敏感、7个低敏感、3个不敏感;不同类型景观（除裸地外）粒度效应规律相似。2）景观格局指数随粒度变粗呈5种变化规律：单调下降、单调上升、阶梯状上升、无明显变化、先增大后迅速下降。形状指数粒度效应对土地利用变化过程的响应明显,聚集度指数、面积-边缘指数、多样性指数随土地利用变化的特征不受粒度粗细影响。因此,景观格局分析最适宜粒度范围为30~60 m。3）1992—2012年三峡库区整体景观异质性增大、优势度降低、呈小斑块密集格局;耕地面积急剧下降、破碎化加剧,林地面积稳步提升,连通性提高。