粮食安全视角下的土地资源优化配置及其关键问题

土地资源优化配置是提高土地资源利用效率、缓解土地用途冲突、促进人地和谐发展的重要手段。当前中国土地资源优化配置研究在理论探索与实践应用方面均取得积极进展,但面对土地利用急剧变化、土地管理效率低下及生态系统退化等现实问题,传统的以“数量—空间耦合”为核心的优化配置方式已难以满足当前人类追求美好生活的需求和国土空间可持续发展的目标要求。与此同时,全球粮食安全正面临一系列严峻挑战,土地资源优化配置将直接影响并作用于粮食生产与经济发展之间的冲突协调过程。改革开放以来,南京大学立足和服务于国家战略需求与重点区域发展（长三角及沿海地区）,以保障资源安全与粮食安全目标为导向,围绕土地资源优化配置开展了大量研究和实践,主要集中在耕地利用格局优化、耕地集约利用转型、耕地保护与利用规划、土地利用与城乡规划、国土整治与农用地管理、土地利用制度创新、土地经济政策优化等特色研究领域,充分发挥地理学与管理学交叉学科优势,为国家土地资源优化与可持续利用的学科发展和制度创新做出了积极贡献。综上,通过系统梳理土地资源优化配置相关研究进展,总结归纳中国土地资源配置的关键问题,进一步在回顾南京大学学术贡献的基础上提出粮食安全视角下的中国土地资源优化配置面临的机遇与挑战,试图为可持续土地利用优化提供借鉴和参考。     

中国矿产资源基地划定指标体系构建与应用——以铁矿为例

矿产资源基地是优化中国矿产资源勘查开发布局、保障国内资源有效供应的战略核心区域。在分析基地布局影响因素的基础上,从资源基础、开发条件、市场需求和国家战略等方面构建了矿产资源基地划定指标体系。其中资源基础包括预测资源量、查明资源储量和设计开采规模,开发条件包括缺水程度和交通优势度,市场需求包括后续冶炼加工企业布局与产值,国家战略主要体现为区域协调发展战略对矿产资源基地布局的要求。在此基础上,以铁矿为例开展了实证研究,采用聚类分析、核密度估计等方法对各单项指标进行了分析评价,在全国识别了辽宁鞍山—本溪等12个铁矿资源基地。研究结果可以为“十四五”时期中国矿产资源基地调整优化提供参考,对其他矿产资源空间政策区的划定具有一定借鉴意义。     

可持续发展视角下自然资源综合利用效益评估方法与实证

在自然资源统一调查监测评价的背景下,研究制定一套自然资源综合利用效益评价模型,对于监测各地自然资源利用效益状况、诊断自然资源利用问题、提出高效利用对策等具有重要意义。基于可持续发展理论,构建自然资源综合利用效益评价指标体系,并以2018年全国分省的自然资源综合利用效益进行实证,结果发现：（1）全国自然资源利用经济效益呈现东南地区向中部、东北部、西北部递减的趋势;（2）不同区域自然资源利用效益的限制因素不同;（3）评价结果总体上符合各省市的实际情况,指标体系可以结合评价尺度和区域进一步完善。研究成果可以丰富自然资源利用效益的理论体系以及评价的技术手段,并为提高自然资源利用效益、实现资源的可持续利用服务。     

国土空间规划中水生态空间及保护线的多维识别技术与应用

水资源短缺制约了很多城市的发展,而水资源的可持续利用潜力与承载能力与水生态空间密切相关。综合考虑水生态空间的系统性和完整性,以济南市为例界定了水生态系统的功能属性,明晰了水生态空间和水生态保护线的基本概念,利用GIS空间分析技术,并协同多种涉水规划,集成水生态系统的复杂功能,提出了水生态空间和水生态保护线划定技术方法,对于城市水生态系统保护及优化国土空间格局具有重要支撑作用。研究结果表明：济南市水生态保护线面积为1992.2 km²,水生态保护线面积仅占水生态空间的60.2%,两者的保护范围有明显差异。从不同维度表征了济南市水生态系统保护空间的分布特点,其中,陆域空间是保障水生态系统服务功能的重要组成部分,滨水岸线是水生态系统最脆弱的区域,水文化空间还有很大潜力有待挖掘,济南市在保障水安全和改善水环境等保护目标上面临较大压力。     

Natural food resources bank in the form of forestry and grassland: Scenarios to ensure sustainable food security

An evaluation was conducted to establish the feasibility of a Natural Food Resources Bank (NFRB), in the form of forestry or grassland, to achieve both continuous food production and an accumulation of primary nutrients in living perennial plants. The development of an NFRB protects our living environment from deterioration (especially soil erosion) by increasing the surface coverage of the world's land, even in mountainous areas. Additionally a functioning NFRB enhances food sustainably and security, representing a tangible and renewable food resource production system. Research has identified the prospects of cultivating the NFRB in the form of forestry and also grassland. The review investigated the distinct differences of an NFRB from a range of approaches and discusses the environmental advantage and feasibility of cultivating NFRB. The ability of the NFRB to realize sustainable food resources production for ensuring food security is evaluated in terms of environmental and economical feasibility. A NFRB can attenuate climatic change by increasing CO₂ absorption and fixation. It is worth considering the replacement of the annual food production system by the NFRB (especially in steeplands) in environmental law, and replacing the policy of maintaining annual food reserves by the NFRB in food security policy.     

厦门市生态系统供水服务量化与价值评估

突出的水污染问题严重影响生态系统供水服务,针对现有研究对水质影响和供水价值的评估考虑不足,尚无法将水质、供水服务及其价值与管理措施相联系,难以满足水资源和水环境管理的决策需求等问题,综合考虑水资源和水环境,建立了水质水量-供水服务-供水价值的联系,应用于厦门市生态系统供水服务评估并提出管理建议.采用SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型模拟水量,引入主要污染物超标当量和水质当量的概念评估水质,采用市场价值法和环境恢复成本法评估其价值.结果表明:2015年厦门市生态系统供水量为9.26×108 m3,供水价值量为14.82×108元,比2010年分别增加了1.77×108 m3和2.60×108元.2015年和2010年厦门市水质恶化导致供水价值量分别损失0.31×108和0.27×108元.厦门市供水服务具有较强的时空异质性和水体差异性,发掘潜力较大,受到总体下降的水质影响,建议从提升水源涵养能力和改善水质这两方面入手开展研究,以提升供水服务.该研究方法操作简单,评估结果易于比较和被决策者理解,但对经济发展程度的影响和水质定价考虑不足,在今后研究中应将地方经济发展程度纳入评估体系,并修正水污染处理成本.      

我国页岩气开发区域水环境差异及保护政策

页岩气开发过程会对水资源产生消耗和污染。从我国页岩气开发区域水环境自然生态差异角度入手,分析了大规模开发可能给当地工农业、居民及区域生态环境用水带来的影响,建议政府部门在政策方针、影响标准、法规制度、风险评估、应急机制、责任制度和管控机制等方面做好区域水环境管理工作;开发企业做好水环境内化管理工作;社会公众做好监督参与工作等。     

环境污染区域国土资源信息查询系统设计研究

传统系统存在查询速度慢、CPU利用率低、耗费时间长、性能差等问题,为此,对环境污染区域国土资源信息查询系统进行设计.建立信息查询系统框架结构,分析图形信息采集和属性信息采集,设计属性数据库结构;针对系统软件部分,设计图形数据采集,构建查询文件,查询系统页面显示,由此实现国土资源信息的查询.通过实验对该查询系统设计的性能进行测试,并得出实验结论.实验结果表明,该系统具有资源信息查询速度快,CPU利用率高,实用性强等优势,为中国国土资源信息查询带来便利.     

中长链脂肪酸为碳源的Pseudomonas veronii和Pseudomonas alcaliphila反硝化途径亚硝酸盐累积特性

厌氧-厌氧氨氧化组合工艺作为低能耗脱氮工艺,如何提供适宜比例的亚硝酸盐成为研究的关键问题之一.部分反硝化为稳定提供厌氧氨氧化所需的亚硝酸盐提供了可行途径.本文重点针对厌氧工艺中可能产生的中长链脂肪酸对反硝化过程的影响进行研究,筛选出两株具有反硝化能力的细菌Pseudomonas veronii(W-22)和Pseudomonas alcaliphila(W-39),通过批次试验,考察了中长链脂肪酸和常用碳源对菌株反硝化性能的影响.结果表明,在硝酸盐浓度为100 mg·L~(-1),C/N=15,30℃条件下,W-22利用葡萄糖、W-39利用乙醇和葡萄糖,可在36 h内达到稳定的亚硝酸盐累积,亚硝酸盐最大累积速率(R_m)分别为2.50、5.56和8.35 mg·L~(-1)·h~(-1),亚硝酸盐浓度分别维持在57.11、82.14和80.16 mg·L~(-1);W-39利用己酸钠为碳源的R_m为0.99 mg·L~(-1)·h~(-1),亚硝酸盐浓度逐渐升高至72.34 mg·L~(-1);W-22和W-39利用辛酸钠的反应迟滞期在57 h以上,后期伴随硝酸盐浓度降低和亚硝酸盐浓度升高,R_m分别为0.97和7.17 mg·L~(-1)·h~(-1).在本研究条件下,碳源类型对菌株反硝化进程的影响存在差异.     

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。