21世纪初中国粮食短缺地区的空间格局和区域差异

利用2000～2003年县级统计数据,揭示了2000年以来中国缺粮地区的空间格局和区域差异。考虑气候波动和自然灾害影响,将缺粮区区分为常年缺粮区和潜在缺粮区,同时运用聚类方法,分别将两种缺粮区划分为不同区域类型,重点分析了缺粮的原因以及影响粮食供需平衡的主要因素。表明:中国的常年缺粮区主要分布集中在胡焕庸线以西地区,潜在缺粮区主要分布在此线以东地区。长江以南地区的常年缺粮总量最多;半湿润、半干旱地带上的常年缺粮区,总数最多、分布广,缺粮总量列第二位,同时还存在着不同特点的潜在缺粮区,这里,粮食安全受环境变化影响大,粮食、耕地、经济、环境矛盾突出。     

中国粮食供需的区域格局研究

粮食安全问题在世界范围内一直被高度关注。本文主要以中国333个地级市为基本研究单元,在粮食供需现状分析的基础上,借助GIS和Geoda空间分析工具,从区域的空间差异和时空变化两个角度,建立粮食供需模型,研究中国粮食供需的结构特征和空间分布规律。结果表明：① 2012年中国粮食供需结构为净余粮,仅有约52%的地级市能通过粮食生产保障基本粮食需求。② 粮食供需的空间分布具有区域差异性,基本呈现西缺粮东余粮,南缺粮北余粮的特点;③ 在省域和地级市两种空间单元尺度上,粮食供需有一定的规律,表现出明显相关性,呈集聚状态。④ 2008-2012年,中国的净余粮量增加,高余粮和高缺粮是主要的变化类型,其中高余粮区对余粮量增长的贡献率达到75.24%。     

关中地区公众气候变化感知的时空变异

公众对气候变化的感知是制定有效适应策略的基础。通过问卷调查和实测数据对比的方式,揭示了关中地区居民对当地气温和降水变化的感知差异。结果表明:(1)从总体趋势上,居民对温度、降水的感知与实测数据相对一致。在温度、降水变率较大的时段,居民的感知差异也较大;(2)关中东、西部地区居民对当地温度的感知强度均随年龄变小而在波动中呈上升趋势,中部地区则相反;对当地降水的感知强度,中、西部在波动中呈下降趋势,东部地区则相反;(3)居民的感知变化与实测数据的变化具有偏差。与实测的数据对比,居民的温度变化感知一致率东、中、西部分别为37.5％、75％、37.5％,而对降水变化的感知的一致率均为50％。     

基于小波分析的粮食产量对气候变化的响应研究——以西藏自治区为例

提取1960-2005年西藏自治区粮食单产数据,选取4个典型气象台站,以粮食耕作面积作为加权因子获取综合气象因子数据,采用小波分析方法分析粮食产量对气候变化的响应关系,并预测后期西藏自治区粮食产量的总体趋势。研究发现,西藏粮食单产、气温、光照、降水均具有明显的25 a特征时间尺度的周期性波动,粮食产量对气候变化响应密切,气温偏暖、光照偏长、降水偏多对粮食生产较为有利。趋势预测表明西藏自治区的粮食生产正由相对丰年向相对贫年转化,需引起重视。     

我国温度绝对变率的分布特征

气候的变动性包括长时期的气候变化趋势和短时间的气候波动。七十年代由于出现世界性的气候异常及其对世界粮食生产带来的巨大影响,使得这种短时期的气候波动(主要是温度和降水)成为人们普遍关心的重大问题。     

1950—2014年印度粮食单产对气候变化的响应

利用1950—2014年印度粮食单产统计资料及气候变化资料,从实证的角度,定量分析了小麦、水稻单产对气候的年际变化和年代内趋势性变化的响应。结果表明：1）年际变化方面,粮食单产与降水量和雨日数呈显著正相关,与温度和潜在蒸发量呈显著负相关,其中小麦单产与四者的相关系数分别为0.35（P＜0.01）、0.24（P＜0.10）、-0.32（P＜0.05）和-0.41（P＜0.001）,水稻的相关系数分别为0.32（P＜0.05）、0.32（P＜0.05）、-0.26（P＜0.05）和-0.33（P＜0.01）。这表明,高温、少雨导致的水分胁迫不利于粮食增产。2）在年代内趋势性变化方面,1996—2005年印度气候呈现暖、干化趋势,全国平均粮食单产呈下降趋势;从变化速率的空间分异看,单产下降速率与暖、干化速率的空间分异规律基本吻合,单产快（慢）速下降区域与降水量快（慢）速减少、潜在蒸发量快（慢）速增加区域基本一致。水稻和小麦单产变化速率与降水量变化速率的空间分异均呈正相关,与潜在蒸发量变化速率的空间分异均呈负相关。由此表明,降水减少和温度升高导致的水分胁迫是印度粮食单产时空变化的主要气象成因。     

极点对称模态分解下陕西气候变化特征及影响因素

全球变暖背景下,受人类活动和气候系统波动共同影响,气候要素响应具有非线性、非平稳特征,如何识别气候变化多时间尺度信息,是当前研究的热点话题。基于1970-2017年气温和降水逐日数据,辅以滑动平均、趋势分析和极点对称模态分解(ESMD)等方法,对陕西3大地理单元气候时空特征进行分析,进而探讨不同海区厄尔尼诺指数与气温、降水变化的响应关系。结果表明:1970-2017年,陕北气候变化经历“暖干-冷湿-暖湿”的变化过程;关中和陕南气候在20世纪80-90年代末呈现暖干化,随后增温停滞,降水增多,近期再次呈现暖干化;利用ESMD对陕西气温和降水变化信号进行分解,发现区域气温响应变暖停滞,是受年代波动影响,周期为9.2~11.5 a左右;从趋势项分析,除陕北气温平稳波动之外,关中和陕南气温增速并未减缓;在影响因素上,不同海区海温异常与陕西气温、降水变化相关性存在差异。其中,气温影响主要在中国东部海区,且与NINO A区、黑潮区海温显著正相关;影响降水变化的关键海区在赤道太平洋,即赤道太平洋中部海温异常偏高时,关中和陕南降水呈现下降,而赤道太平洋东部海温异常偏高,陕北降水减少更为明显。     

甘肃省粮食生产的多尺度及关联分析

采用甘肃省1949-2011年时间尺度的粮食产量历史数据,在对粮食产量时空尺度分析的基础上,基于33 a时间序列的粮食产量及其相关的11个变量的基础数据作为样本,建立粮食生产灰色系统模型对驱动机制进行分析,期望为农业部门粮食生产决策提供科学借鉴。分析结果表明:(1)1949-2011年,甘肃省粮食生产在波动中增长;粮食总产量、人均粮食产量及单产的曲线的动态变化基本吻合;甘肃省粮食产量变化主要存在23 a、15 a左右的年代际振荡周期和准9 a的年际波动周期,其中23 a、15 a左右的振荡周期较强烈;(2)单产、农村从业人口和有效灌溉面积是甘肃省粮食生产的主要驱动力。     

基于柯本气候分类的1961-2013年我国气候区类型及变化

柯本气候分类法是以气温和降水两个气候要素为基础,并参照自然植被分布的一种气候分类法,该分类法系统分明,各气候类型有明确的数量界限,至今仍被广泛采用。近年来,多种气候分类方法被尝试应用于探讨中国气候分类与气候变化,但大多使用的国内的体系和方案,缺乏与国际接轨。采用柯本气候分类法研究近50 a的中国气候,发现中国主要气候带有干带(B)、温暖带(C)、冷温带(D)和以高地气候为主的极地带(E),主要气候型有草原气候(Bs)、沙漠气候(Bw)、冬干温暖气候(Cw)、常湿温暖气候(Cf)、冬干冷温气候(Dw)、苔原气候(ET)。在此基础上,比较了柯本气候分类法与其它气候分类法的异同,并探讨了近50 a中国年代际气候变化过程。结果显示:1961-2010年间全球变暖的趋势在我国表现非常明显,北方地区、西北东部地区出现明显的干旱化趋势,西北西部地区则出现变湿趋势,青藏高原区的干带扩张主要是因为温度升高而不是降水减少,南方地区则表现为季节降水和年际降水分配不均,而无明显的干湿趋势;而2011-2013年,全国大范围出现降温和降水增多。     

过去2000a中国和北半球温度变化及其外部强迫因子重建研究进展北大核心CSCD

对过去2 000a气候变化的研究是解决20世纪气候变暖归因问题的关键途径之一,近年来取得了重要进展。从北半球和中国区域温度变化重建、外部强迫变化及其对温度影响等方面回顾了过去2 000a气候变化的研究历程,论述了代表性的研究成果并总结了新的科学认识。主要认识有:(1)在十年至百年尺度上,过去千年北半球中高纬地区的夏半年温度变化基本同步;(2)在百年尺度上,太阳活动在北半球温度变化中可能扮演了重要角色,而在年际到十年尺度上火山活动是北半球温度变化的主要驱动因子,但频繁的大型火山喷发事件也会造成百年尺度上气候冷暖平均态的转变;(3)温室气体是工业革命以来气候变暖的主导因素之一,但其中的年代际波动受到气候系统内部变率的影响。今后,将模拟与重建结果结合起来量化各驱动因子对气候变化的影响,进而揭示气候变化的机制是过去2 000a气候变化研究的热点。     

1995-2010年山东省粮食单产变化空间分异及均衡增产潜力

以县域为基本空间单元,采用GIS 空间分析和ESDA方法,对山东省1995-2010 年间县域粮食单产空间格局变化进行了分析,在此基础上,结合全国农业生态区划,分析山东省粮食均衡增产潜力。结果表明:① 山东省县域粮食单产水平之间的差异整体上呈现出先增大后减小的趋势。鲁北和鲁西北平原农业生产基础差,单产增长速度最快;鲁西南平原农业生产基础差,单产增长速度较慢;鲁中南丘陵和山东半岛农业生产基础好,单产增长速度较慢;② 县域粮食单产变化的Global Moran's I 值为0.5708,表明单产变化的区域分布并非完全随机,而是表现出明显的空间集聚特征,4 种集聚类型中,“H-H”类型区和“L-L”类型区占主导,“H-H”类型区主要分布在鲁北和鲁西北平原,“L-L”类型区主要分布在鲁西南平原、鲁中南丘陵和山东半岛;③ 全省可划分为4 个一级、9 个二级均衡增产类型区,粮食单产增产潜力鲁北和鲁西北平原>鲁中南丘陵>山东半岛>鲁西南平原;总产量增产潜力约为9.50×10⁶ t,其中鲁中南丘陵>鲁北和鲁西北平原>鲁西南平原>山东半岛。     

过去20年中国耕地生产力区域差异变化研究

依据县域农业统计数据,以单位耕地面积的粮食产量作为衡量耕地基本生产力的指标,对比分析了1985~1987和 2002~2004两个时段的耕地生产力空间变化情况。结果表明:① 过去20年全国大部分地区耕地生产力普遍提高,在农牧交错带及其以西地区耕地生产力增加幅度尤为显著,这些地区耕地生产力的提高对全国粮食总产量增加具有重要意义;② 受中国降水空间分异影响,耕地生产力的东西差异依然显著,农牧交错带耕地生产力最低;农牧交错带以东,自西北向东南耕地生产力逐渐增高,耕地生产力区内差异在2002~2004年已表现得不明显;农牧交错带以西,耕地生产力相对增长速度明显快于东侧和农牧交错带;东部地区,由于北方耕地生产力增幅明显,以温度为主导的南北差异已经缩小。     

中国粮食生产时空演变规律与耕地可持续利用研究

随着全球粮食贸易格局的日益紧张，如何利用有限的耕地资源保证中国粮食安全成为新阶段的难题。本文从耕地可持续利用视角提出粮食稳产、增产策略，以期为粮食安全、耕地保护等国家战略提供理论支撑。基于1985—2015年中国31个省（自治区、直辖市）统计数据，以农业生态区为基本单元，采用比较分析法和GIS空间分析法，对中国粮食生产时空演变及其影响因素进行规律性探究。研究结果表明：（1）中国粮食产量呈“波动-上升”的趋势，但长江中下游区、江南和华南区粮食增长率较低，甚至出现减产现象。（2）中国粮食产量主产区逐渐由长江中下游区、江南和华南区向东北区、黄淮海区转移。（3）中国粮食生产的影响因素呈现阶段性和区域性规律。例如，东北区、西北区粮食生产主要受粮食单产、耕地面积等影响；黄淮海区、内蒙古高原和黄土高原区、云贵高原和横断山区主要受粮食单产影响。（4）中国各区耕地存在不同类型和不同程度的耕地非持续问题，在西北区、内蒙古高原和黄土高原等生态脆弱区域较严重。     

河北省粮食生产灰色关联动态分析

根据 194 9～ 1998年各县 (市 )的统计资料 ,分析了河北省近 5 0年粮食生产的变化历程和空间差异 ,运用灰色系统理论对影响河北省粮食生产的诸因素进行关联动态分析 ,量化了粮食总产量与诸因子的关联程度 ,指出粮食单产、有效灌溉面积和粮食播种面积是影响河北省粮食生产的最重要因素 ,并提出了实现河北省粮食生产可持续发展的基本途径 ,为今后河北省农业可持续发展提供了参考依据     

GIS在中国粮食单产空间变化研究中的应用

依据１９８５与１９９４年两个年份的分县粮食生产统计数据,运用ＧＩＳ为分析手段,从空间变化特征、变化成因及变化趋势三个方面,着重对１９８４年以来我国粮食单产的空间变化进行了定量研究。结果表明：在过去十年里,我国粮食单产增长占绝对优势,其中北方地区增产强度较大、南方地区下滑现象明显;生产条件的改善对北方粮食单产的增长有重要作用,比较利益的驱使导致南方粮食单产下滑。     

东北地区耕地变化对粮食生产能力的影响评价

分析研究当前区域性耕地资源数量与质量的变化格局和态势, 研究其耕地资源变化对粮食生产能力的影响, 具有重要的理论和现实意义。以东北地区为例, 利用“3S”技术, 着 重应用GIS 空间分析优势, 首先分层次开展耕地自然质量评价、耕地利用质量评价与耕地综 合质量评价, 分析耕地自然质量、耕地利用质量与粮食单产的关系, 研究区域耕地数量变化 引起的耕地综合质量空间分布变化; 然后从耕地数量、耕地质量、作物种植制度等方面, 探 讨东北地区耕地变化对粮食生产能力的影响。为本地区耕地资源可持续利用与管理, 制定科学合理的粮食生产发展规划提供借鉴, 为其他地区开展类似研究提供参考。     

河北省粮食生产发展趋势及其地区差异

河北省2002年粮食作物播种面积为6484.4千hm2,其中小麦占37.8%,玉米39.7%;粮食、棉花、油料的种植比例为15.9:1.0:1.6。北部四地市粮食播面占全省的23.3%,南部七地市76.7%。2002年粮食总产2435.8万t,为1949年的5.2倍;粮食单产3756kg/hm2,为1949年的5.8倍;人均粮食362kg,为1949年的2.4倍。北部地区粮食总产占全省的17.2%,南部地区82.8%。据回归分析与双向差分建模分析,2010年粮食总产可达3087.5万t,粮食单产4478kg/hm2,人均粮食460kg。据灰关联分析,影响粮食总产的主要因子有:粮食单产、农副产品收购价格总指数(1978年=100)、农业机械总动力、农村用电量、农田化肥施用量与有效灌溉面积等。根据笔者预测,若2010年农业机械总动力达8989万kw,农村用电量240.8亿kwh,农田化肥施用量356.1万t,有效灌面4549.2千hm2,则其粮食单产可达4664kg/hm2;若2010年仍保持2000年小麦播面所占比例(0.387),玉米播面所占比例达0.439,则其单产可达4387kg/hm2。     

区域土地利用变化及其对粮食生产影响分析——以山东省为例

土地利用变化及其效应是目前全球变化研究的热点之一。本文以山东省为例,在分析土地利用结构特点和粮食总产量的时间变化趋势的基础上,进一步探讨了土地利用变化对粮食生产的影响。其影响主要表现在:土地利用类型变化与粮食播种面积、土地利用程度变化与粮食总产、土地利用集约度与粮食单产等三个方面。针对上述影响进一步探讨了保障粮食生产可持续发展的措施及土地利用分区,可为区域土地利用取向和制定粮食发展政策提供科学依据。     

近40a甘肃省气象灾害对社会经济的影响

利用甘肃省近40 a的气温、降水、各种气象灾害和各种灾情、经济指标资料,分析了甘肃气候对全球气候变暖的响应、气象灾害对社会经济和农业的影响。得出全省平均气温为增温趋势;降水河西(以黄河为界)为增加趋势,河东减少趋势;干旱20世纪90年代在增加,而沙尘暴、冰雹、暴雨90年代在减少;极端气候事件增加;气象灾害对农业的影响明显,气象灾害受灾总面积与粮食单产呈明显的负相关,尤以干旱灾害对全省粮食产量的影响更为显著;洪灾造成的直接经济损失增加。     

河南省耕地和粮食灰色关联分析

收集整理 1 949～ 1 999年河南省耕地、人口、粮食和复种指数等资料 ,定量分析耕地的数量变化、质量状况和耕地减少的形式 ,用一元线性回归法预测人口变化趋势 ,对粮食生产与其影响因素进行灰色关联分析和相关分析 ,提出外延式和内涵式开发耕地资源增产粮食的途径 ,对粮食单产和耕地复种指数进行回归分析.