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。     

改革开放以来中国耕地利用与粮食生产安全格局变动研究

利用农业统计数据,分析自改革开放以来我国耕地集约利用水平的时空动态格局,构建“粮耕弹性系数”来反映耕地资源变化与粮食生产的互动关系。揭示出：①耕地投入的增加和质量的提升在一定程度上缓解了改革开放以来我国耕地资源严重流失给粮食生产安全带来的压力;②自改革开放以来,全国耕地集约利用水平呈现由经济快速发展带来的普遍性提升局面,并随着经济发展程度及其增长速率由东南沿海向内陆递减,耕地集约利用水平的提升速率也呈现由东南沿海向内陆梯级递减态势,同时这种提升态势将随着时间和经济发展而出现由沿海地区向内地的推移;③耕地集约利用程度的不断提升,并不一定会带来粮食产量的持续稳定增长。耕地集约利用增长的边际效用递减特性,使得在经济较发达的情况下,粮食生产安全的保障已逐步由耕地集约利用水平的提升转向了耕地面积的保护,由此导致耕地资源的数量成为了左右粮食生产安全的关键,这也为当今制定严格的耕地保护目标和战略提供了现实的科学依据。     

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。     

中国粮食作物种植结构调整及其水土资源利用效应

粮食种植结构调整会影响农业资源的消耗需求。20世纪90年代中后期以来,玉米在我国粮食生产中的地位明显提升。以粮食种植结构无调整为参照情景,一定产量下,1996-2015年,在国家层面,因粮食种植结构调整对水土资源消耗的节省量约占现期需求量的4%左右。在区域层面,从结构调整对种植面积的减省效应看,耕地资源相对丰富的北方地区明显高于南方地区;从对水资源消耗的减省效应看,北方贫水区也普遍高于南方地区,干旱度最高的西北地区最高。期间区域分品种粮食生产广泛受到作物种植比例变化的影响。研究结果表明,要充分利用好南方水热资源,恢复水稻生产,主要取决于稻米需求及其种植效益,而北方地区则要尽可能按降水规律调整农作制度,合理控制水稻、小麦的种植面积。     

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。     

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。     

“耕地总量动态平衡”政策驱动下中国的耕地变化及其生态环境效应

土地政策是影响土地利用及生态环境变化的一个重要的驱动因素。论文分析了“耕地总量动态平衡”政策对中国的耕地变化及其生态环境效应的影响,结果表明,“耕地总量动态平衡”政策对中国耕地的数量变化产生了积极作用,主要表现为:非农建设占用耕地的势头总体上得到遏制,全国及各省(市、区)基本实现耕地占补平衡,促进了农地整理工作的开展。但是,该政策对中国耕地的质量变化的影响却相反,在全国实现耕地占补平衡的情况下,耕地的总体生产能力呈下降趋势,同时,对生态环境产生了一定的负面效应。在此基础上,论文提出了重新审视“耕地总量动态平衡”政策的可行性,以“保护和提高耕地综合生产能力”替代“耕地总量动态平衡”以及根据土地资源区域差异采取不同的具体措施等对该政策加以调整的思路。     

中国粮食主产区耕地土壤重金属时空变化与污染源分析

土壤重金属污染威胁着农田生态系统安全和人类健康.基于2000年以来中国五大粮食主产区3 006个耕地样点的土壤重金属实测数据和20世纪80年代的土壤重金属历史数据,采用单因子指数法评估了粮食主产区耕地土壤重金属的污染现状和变化趋势,并基于地累积指数,结合区位环境污染探讨了其污染来源.结果表明,中国粮食主产区耕地土壤重金属点位超标率为21.49%,整体以轻度污染为主,其中轻度、中度和重度污染比重分别13.97%、2.50%和5.02%.四川盆地、长江中游及江淮地区、黄淮海平原、松嫩平原和三江平原的耕地点位超标率分别为43.55%、30.64%、12.22%、9.35%和1.67%,南方耕地污染重于北方.主要污染物为Cd、Ni、Cu、Zn、Hg,超标率分别为17.39%、8.41%、4.04%、2.84%、2.56%.自20世纪80年代以来,耕地土壤重金属含量呈增加趋势,整体上点位超标率增加了14.91%,其中Cd、Ni、Cu、Zn和Hg的污染比重分别增加了16.07%、4.56%、3.68%、2.24%和1.96%.除三江平原外,其他4个粮食主产区耕地土壤重金属点位超标比重增加趋势显著,且南方地区的Cd、Ni和Cu重金属超标比重变化量高于北方,而Hg和Cr增速低于北方.Cd、Hg以人为污染源为主,其他6种重金属以自然污染源为主,但Pb、Zn和Cu约有20.00%的点位受人为活动的影响.矿业、工业、污灌水是主要的污染源,除污灌水来源北方重于南方外,其余污染来源均是南方污染重于北方,污染物种类也多于北方.     

未来10 a长江三角洲地区耕地数量变化对区域粮食产能的影响——基于耕地质量等别的视角

基于全国农用地分等工作成果,采用定量分析法和对比分析法,研究了未来10 a长江三角洲地区耕地变化对区域粮食产能的影响。研究结果表明:①长江三角洲地区耕地利用等别处于全国中等偏上水平,耕地质量总体较优;②根据新一轮土地利用总体规划,未来10 a内长江三角洲地区耕地数量和质量均存在下降趋势,减少的耕地主要集中在利用等别较高、 质量较优的区域;③长江三角洲地区最高等别、 最低等别耕地的标准面积与统计面积相比,减少和增加耕地的比例为0.1∶1,减少和增加标准粮产量的比例为0.52∶1。相对于低等别耕地,高等别耕地数量变化对粮食产能影响更大;④耕地占补平衡中,由于占优补劣原因使耕地质量下降,导致补充耕地的粮食产能大大降低。     

现阶段中国农地利用专业化的主要限制因素

中国农地利用专业化发展缓慢,落后于西方发达国家,成为其农产品国际竞争力不足的一个重要影响因素。对其原因,目前学术界仍存争议,尚无令人信服的结论。论文利用1991—2013年全国、省域,以及2001—2013年县域（杭嘉湖地区）3个尺度的种植面积数据,采用赫芬达尔专业化指数（SHHI）,并结合关联政策的资料分析,重点检验主粮生产对农地利用专业化的主控性和限制性,探讨现阶段中国农地利用专业化的主要限制因素。结果显示：1）现阶段中国农地利用专业化水平受主粮播种面积占比的控制,全国和省域尺度上,无论时间维度还是空间维度,两变量均在5%以下显著性水平上呈正相关关系;县域尺度上,两变量在空间维度上呈显著高度正相关,时间维度上76%的区县呈显著正相关。2）粮食生产保护政策约束了粮食作物的退出,压缩了非粮作物的增长空间,限制了农地利用专业化的发展。结果表明,国家对粮食（尤其是主粮）生产的保护是现阶段中国农地利用专业化的主要限制因素。因此,论文提出转变“粮食安全”观、优化农业生产布局等促进农地利用专业化的政策建议。     

我国耕地利用效率的区域差异及其收敛性研究

基于地均种植业产值、地均劳动力及各种农业生产物质的投入情况,以耕地利用效率为主要研究对象,运用随机前沿生产函数方法计算了1990-2008年间中国各省区的耕地利用效率并对其时空变化规律进行了分析。研究表明:现阶段我国耕地利用仍以物资成本的投入为主,我国耕地产出的提高主要依赖于化肥使用量的增加,机械化程度的提高对其影响不大;我国耕地利用效率的整体水平不高,大部分地区耕地的实际产出与现有投入水平下的潜在产出之间存在较大差距,说明现阶段我国农业生产中存在着物质投入的严重浪费;近20 a来,我国耕地利用效率虽然逐渐提高,但提高的速率有着下降的趋势;省际间耕地利用效率有着明显的差异,而且表现出东、中、西部聚集的特征,与地区间经济发展差异不同的是,东部地区耕地平均效率最高,西部次之,中部地区的耕地利用效率最低;最后,在中国过去的近20 a里,全国范围内耕地利用效率虽有收敛的迹象,全域性的β-收敛特征并不显著,但中国的东、中、西三大地带内部却表现出较强的β-收敛特征。从区域收敛的稳态值看,东、西部地区的结果非常接近,而且均显示东部地带高于西部地带、西部地带高于中部地带的基本特征,这意味着随着时间的推移,中国的三大经济带将各自收敛于一个更高的耕地利用效率上。     

我国农产品主产区土地可持续利用评价

农产品主产区土地利用的可持续性状况直接关乎国家的粮食安全。综合资源环境、经济和社会要素,构建了以县域为单元的土地可持续利用评价指标体系,基于变权理论,评价分析了我国8个农产品主产区土地可持续利用现状及其动态。结果表明:各农产品主产区的土地资源环境、经济和社会可持续性的空间分布呈现明显差异。资源环境优良、人均GDP较高的四川盆地、黄淮海平原和长江中游及江淮地区的土地资源环境和经济可持续性均明显高于其他地区,尤其是生态脆弱的新疆和内蒙古东部地区;黄淮海平原、长江中游及江淮地区和松嫩平原90%以上的县域土地利用社会可持续性达到较高度及以上水平。2000-2008年间,各农产品主产区的土地经济和社会可持续性变幅要高于资源环境可持续性的变幅。四川盆地、松嫩平原、三江平原和黄淮海平原土地资源环境可持续性增强,其较高度及以上水平的县域个数比例增加10个百分点以上,华南蔗果区、新疆和内蒙古东部区则减弱,而各农产品主产区土地经济可持续性均有不同程度的提高。同时,黄淮海平原的水资源负载指数增加,四川盆地和长江中游及江淮地区进一步激化的人地矛盾和华南蔗果区城乡收入差距增大等现象值得关注。     

耕地整理的景观效应分析

论文通过对不同耕地类型区的典型样区调查获得的小尺度耕地景观现状特征与各耕地类型在不同整理水平下的耕地景观细部规划设计下的景观特征进行对比分析来研究北京市延庆县耕地整理的景观效应。选用斑块平均面积、平均周长、密度、边界密度、平均斑块周长面积比等指标来描述整理前后耕地景观斑块特征的变化;采用廊道类型、廊道占耕地景观面积的比例、各类型廊道占总廊道长度的比例、密度、网络连通度、网络环通度等来表达整理前后廊道特征的变化。研究结果表明,通过耕地整理明显提高了斑块平均面积、平均周长,降低了斑块密度、边界密度、平均斑块周长面积比,提高了景观粒度,减小了耕地景观破碎化程度和耕地景观被边界分割程度。整理后廊道占耕地景观面积比例减小;整理后耕地廊道系统中各廊道类型占总廊道长度的比例趋于合理;廊道类型中增加了农田防护林带,改变了耕地内单一类型景观格局;提高了道路、沟渠等廊道的网络连通度和环通度,有利于农田生态系统中物质和能量流动。     

城乡过渡区土地利用变化模拟与生态风险时空异质性特征

以1998年和2009年的TM/ETM影像及各种土地利用驱动因子数据为基础,采用Binary Logistic及CA-Markov模型对延安市宝塔区城乡过渡区的土地利用类型进行了模拟和预测,并用GS+9.0和ArcGIS 9.3软件对该城乡过渡区1998年、2009年和2020年的土地利用生态风险指数进行了时空异质性分析. 结果表明:①以Binary Logistic模型得到的2009年的各土地利用类型概率图作为CA-Markov模型中的适宜性图集,模拟2020年各土地利用类型的ROC值(Logisti C回归检验值)均达到0.70以上. ②由2020年土地利用模拟结果可知,建设用地和耕地变化最为明显,其中建设用地增幅18.64%,耕地减幅15.42%,二者增减的幅度相近. ③对土地利用生态风险异质性的分析可知,以人类活动为主导的土地利用方式改变了原有土地利用空间结构,严重危害了土地利用的景观完整性和结构性. ④2009─2020年该城乡过渡区整体生态风险呈高风险分布态势,生态风险指数由2009年的0.06增至2020年的0.66.      

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。     

小流域土地利用结构对氮素输出的影响

以丹江口库区的胡家山小流域为研究区,以资源二号卫星影像图为底图,通过实地调查获取胡家山小流域土地利用图,利用ArcGIS的水文模拟、空间分析模块提取15个集水区,并分析其土地利用结构.根据2008年1～12月各个集水区的出口的总氮、硝态氮浓度的监测数据,定量地分析土地利用结构对氮素输出时空变化的影响.结果表明,胡家山小流域内旱地、居民地对氮素输出起显著源作用,与TN、NO-3-N的Pearson相关系数分别为0.869、0.856和0.826、0.867.林地、疏林地、草地等对氮素输出起汇作用,其中林地、草地汇作用显著,与TN、NO-3-N的Pearson相关系数分别为-0.820、-0.851和-0.602、-0.518.土地利用结构是氮素输出空间变化的关键因素,土地利用类型的空间分布使得汇土地利用类型旱地、居民地对小流域氮素输出影响最大;在不同时间尺度上,土地利用结构对氮素输出浓度影响有所不同.年度上,对氮素输出影响最大的是旱地,季节上,春、夏、秋、冬四季对氮素输出影响最大的分别是旱地、居民地、居民地、旱地;土地利用结构对氮素输出浓度的影响受到降雨、气温、人为等因素的作用.