经济快速发展地区耕地质量时空变化格局研究

随着城镇化过程持续加速,太湖流域高产耕地流失形势日趋严峻。该文基于遥感、土壤和气象数据,利用AEZ模型和GIS对流域耕地质量演变格局进行分析。结果表明:流域持续经济增长导致耕地数量递减背后是高产耕地分布大幅缩减,尤为明显表现在城镇周边与交通沿线。不同阶段耕地质量变化不同,但总体上高产田减少比例显著大于增加比例,而中低产田增加比例明显高于减少比例,且各等级耕地增加量显著小于减少量,新增耕地数量和质量都远不能与减少耕地达到平衡,"高产耕地锐减-低产耕地缓增"格局导致流域整体耕地质量水平下降。今后应统筹耕地数量和质量双重保护,因地制宜实施区域耕地保护差别化策略,并根据流域发展战略动态调整和更新耕地保护决策。     

太湖流域粮食生产格局变化及影响机制研究

太湖流域是中国传统粮食高产区,其粮食生产演变对我国粮食安全意义重大。该文从宏观视角探讨了该区1985-2010年27个县域粮食生产的时空变化及其影响机制,结果表明:该区粮食产量波动较大,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,粮食总产变异系数和波动系数均超过全国平均水平,区域粮食安全风险较大;空间分布上高产区不断减少,低产区范围扩大,粮食生产重心移动与人口重心移动方向相反,粮食供需矛盾加大。耕地数量、质量、结构和方式等的变化是驱动粮食生产时空变化的重要机制,其中不同质量水平的耕地数量和耕地利用方式变化是影响粮食生产的重要因子。落实差别化耕地保护政策、避免耕地资源隐性流失、转变耕地利用方式等具有重要现实意义。     

中国粮食主产区耕地利用碳排放与粮食生产脱钩效应研究

深入分析耕地利用碳排放与粮食生产的脱钩效应,可为协调粮食安全与生态环境关系提供理论依据.该文在系统梳理碳排放源的基础上,对2000-2019年中国13个省域粮食主产区的耕地利用碳排放进行核算,探索其时空格局演进过程,进而依托T apio脱钩理论分析碳排放与粮食生产的长期关系.结果表明:考察期间,粮食主产区耕地利用碳排放量均值为16459.942万t,历经波动下降、匀速增长、平缓下降3个阶段.排放结构中,秸秆燃烧碳排放量占比最高,而土壤碳排放量占比最低;高排放省域主要聚集在华中地区,低排放省域多分布于东北地区.碳排放与粮食产量的关系经历了"弱负脱钩—扩张负脱钩—增长连接—弱脱钩"的演变历程.根据碳排放与粮食产量的双重特征,可将13个省域划分为高排高产区、低排低产区及高排低产区3类.经过20年演化,河北、辽宁、吉林等10个省域已稳定保持弱脱钩状态,内蒙古、河南、湖南尚处于增长连接状态,粮食主产区总体呈现以弱脱钩为主、增长连接为辅的脱钩格局.     

确保中国粮食安全的根本途径

以浙江省、河南省和陕西省为例,运用耕地压力指数模型,对我国东、中、西部粮食安全状况进行了定量分析.结果显示:人均耕地面积自东向西依次增大,但耕地压力指数中部最小,粮食安全水平高于东、西部,原因在于东部地区主要是由于耕地资源流失严重,导致人均耕地面积过度降低;西部地带尽管人均占有较多的耕地资源,但因自然、经济、技术条件等因素的限制,耕地生产率水平较低且提高缓慢,人均所需耕地面积较大,致使耕地仍然承受了相当大压力,粮食安全状况形势严峻.由此可见,耕地资源数量的丰缺,并不能全面反映粮食安全水平,即使拥有数量充足的耕地资源,但由于耕地生产率水平低下也将使粮食处于不安全状态.这并不是否认耕地保护的作用,在保护耕地占补平衡的同时,更要保护耕地的生产力水平,即保护耕地的质量.因此,在保持耕地面积相对稳定的基础上,依靠科技进步,增加物质和技术的投入,提高粮食单产,是今后中国保证粮食安全的必由之路.     

水平衡下黄淮海平原区耕地可持续生产能力测算

为缓解黄淮海平原区地下水水位的持续下降,国家提出耕地资源休养生息的战略,而实施耕地资源休养生息的关键,是确保水平衡下的耕地资源可持续生产能力。本文从可持续理论和水平衡的条件出发,将黄淮海划分成12个自然条件、社会经济条件相对均一的农业生态区,采用不同农业生态区代表实验站限水高产的产量和管理经验,以水定产并逐步修正,得到了黄淮海平原区耕地可持续生产能力,并与现实产量对比得到产量差。结果表明：① 水平衡条件下黄淮海平原区耕地的可持续粮食生产能力为1.16亿t/年;② 可持续总产产量差为-67.85万t/年,由于限水灌溉造成的粮食产能损失为小麦331.84万t/年,玉米不存在产能损失;③ 小麦主要压产地区为黑龙港地区、鲁西平原、豫东平原以及京津唐平原,而徐淮低平原、豫东平原以及胶西黄泛平原具有一定的提产潜力。通过测算,进一步认识了黄淮海平原区耕地可持续产能状况,为区域粮食生产的合理布局以及农业限水限产提供可靠依据。     

耕地生产力与粮食安全耦合关系与趋势分析——以河南省为例

粮食是社会经济发展的重要保障。运用耕地、粮食安全测度模型对2005~2014年河南省粮食安全状况进行评估。结果表明：① 2005~2014年,农民种粮积极性上升10%,耕地压力指数下降71%,农民经济收益上升 13%,耕地重心向西南移动。 ② 不同指标对耕地生产力的贡献率具有差异性。2005~2009年粮种比对耕地生产力的贡献率最大,2010~2014年贡献率发生转移,粮食播种面积单位产量对耕地生产力的贡献率最大;10 a间,粮种比的贡献（69.77%）相对粮食单产的贡献（39.28%）更能促进河南省耕地生产力的提高。 ③ 耕地压力受到自然、社会等多方面因素影响。各指标间相关关系较强,种粮积极性与农民耕地保护能力的二者呈现负相关关系。     

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。     

基于耕地压力指数的河南省粮食安全状况研究

利用1978—2012年的统计数据,结合最小人均耕地面积和耕地压力指数模型,分析了河南省总体与17地市耕地压力变化规律及成因。结果显示:研究时段内虽然河南省的人口数量和粮食需求量持续增加,但由于科技进步、农资投入加大使得产量增加从而全省总体耕地压力指数呈波动降低趋势。1998,2005和2012年,郑州、平顶山、三门峡、洛阳和济源耕地压力指数过大,主要原因:(1)复种指数低于全省平均值;(2)受耕地自然条件和农业科技水平限制导致单产水平过低;(3)人均耕地面积低于全省平均值。2003年还有粮食因灾致单产低的因素影响。通过控制人口增长、提高单产与复种指数、制定有利于农业发展和耕地保护的政策制度以及树立科学的消费观念可以有效缓解耕地压力状况。     

中国耕地利用变化驱动下的粮食生产:安全格局分析(英文)

自从1978年改革开放以来,随着经济的迅速发展,中国的耕地利用格局发生了很大的变化。耕地数量和质量的变化直接导致粮食生产的变动。本文利用来自政府部门的农业统计数据,分析了1978-2004年间中国耕地利用水平的时空动态格局,并通过构建"粮耕弹性系数"来反映耕地利用变化与粮食生产的互动关系。研究结果表明:耕地投入的增加和质量的提升在一定程度上缓解了1978年以来我国耕地资源严重流失给粮食生产安全带来的压力;自改革开放以来,中国耕地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由东南沿海向内陆递减,耕地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。然而,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,使得中国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,这也为当今中国制定严格的耕地保护目标和战略提供了现实的科学依据。     

京津冀地区生态系统服务权衡的多尺度特征与影响因素解析

对2000年和2015年京津冀地区四类生态系统服务(净初级生产力、粮食生产、水源涵养、土壤保持)进行估算,采用多层次空间统计法、相关分析法和玫瑰图法对生态系统服务权衡关系进行多尺度分析,利用多元回归模型定量揭示土地利用因素、社会因素、经济因素对生态系统服务权衡与协同关系的影响。结果表明:(1)净初级生产力(NPP)、水源涵养、土壤保持高值区集中分布于京津冀北部和西北部山区,低值区分布于东南部平原区,粮食生产呈东南高西北低的空间格局。2000—2015年仅粮食生产服务上升,净初级生产力、水源涵养、土壤保持服务均下降。(2)粮食生产与水源涵养、粮食生产与土壤保持表现出权衡关系,水源涵养与土壤保持表现为协同关系,这3对生态系统服务的权衡与协同关系均呈增强趋势。(3)耕地的粮食生产服务上升,土壤保持服务下降,各地类的净初级生产力均呈下降趋势。(4)生态系统服务权衡与协同关系的增强主要归因于土地利用因子,耕地减少、建设用地大幅增加、林地和草地增加是最直接的影响因素。     

基于农户土地利用行为的北京大兴区耕地质量评价

基于农户土地利用行为变化的相关理论, 创建了基于农户土地利用行为的“压力-状态-效应-响应”的耕地质量变化框架模型, 构建了基于农户土地利用行为的“耕地质量评 价指标体系”。以北京市大兴区为研究样区, 通过农户调查和土壤化验分析, 获得大兴区1982 年、2000 和2006 年的农户土地利用和土壤肥力变化数据。依据构建的耕地质量评价指 标体系, 对三个时期的压力、状态、效应和响应指标进行了研究。结果表明: 1982 年到2006 年, 耕地压力指数由63.19 增加到73.57, 又减少到67.85, 而方差从13.92 增加到41.12, 到 2006 年高达58.59, 同时耕地压力指数空间变异性增加; 耕地状态指数从56.52 增加到76.46, 最后达到81.20, 状态指数方差从58.39 增加到111.42, 2006 年达到209.45, 空间变异性增 加; 耕地效应指数从42.39 增大到64.34, 2006 年与2000 年基本持平, 而耕地效应指数方差 和空间变异性增加。1982 年家庭联产责任制刚刚开始, 农户耕地投入差异不明显; 1982-2000 年家庭联产承包责任制的深入, 农户耕地利用差异性增加, 国家的农业基础设施投入也显著提高, 是耕地效应指数整体增加和空间变异性增大的原因; 2000-2006 年农户的土地利用目标转型, 土地投入差异进一步扩大, 导致耕地质量提高幅度降低, 耕地质量的空间差异性进一步增强。为了促进耕地质量整体提高, 需要进行土地产权机制创新, 以促进土地投入水平的整体均衡增加。     

太湖流域土地利用变化对流域产水量的影响

根据土地详查和土地利用总体规划资料，分析太湖流域近２０年土地利用的现状特点和将来变化趋势。并以 １９９１年降雨类型分别计算了 １９８６、１９９６和 ２０１０年土地利用状况下流域的产水量。结果表明，太湖流域土地利用变化的主要特点是耕地面积的减少和建设用地面积的增加。同样降雨类型，１９９６年流域下垫面状况下的产水量比 １９８６年的多１０．１８ × １０８ ｍ３，２０１０年产水量将比 １９８６年多 １２ × １０８ｍ３。太湖流域土地利用变化对流域产水量有较大影响，这与２０世纪９０年代以来太湖持续高水位的现象相吻合。     

太湖流域重污染区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

通过对太湖流域重污染区1999年、2007年遥感影像数据解译结果的分析,获取了太湖流域重污染区主要土地利用类型的信息,分析了8 a来研究区内土地利用与覆被变化趋势,对区域土地利用类型的生态系统服务价值进行评估。结果表明,1999~2007年,太湖流域重污染区内耕地面积从2 033.53 km2减少到1 401.04 km2,而林地、建设用地、园地、水域总体呈增加的趋势,其中减少的耕地主要转化为建设用地。1999~2007年太湖流域重污染区的生态系统服务价值呈减少趋势,土地利用变化使研究区生态资产减少了2.40亿元,除气体调节和原材料以外,各单项服务功能的价值量均呈现递减的趋势。     

长江三角洲土地利用变化与粮食安全分析

定量描述粮食产量对土地资源波动响应的程度对理解区域土地利用变化与粮食生产关系具有重要意义。分析长江三角洲地区耕地面积变化与粮食生产相关性及耕地质量变化对粮食单产的影响,分析粮食生产对土地利用变化响应的敏感性。结果表明:粮食产出与土地利用变化具有强相关性,耕地质量和数量的变化对粮食生产的影响及粮食安全敏感系数在不同时间段呈规律性变化,且在波动中平衡,耕地数量与质量变化是粮食安全的重要制约因素。     

黄土台塬区土地利用转移流及空间集聚特征分析

提出了土地利用转移流和土地利用活跃度的概念,基于Landsat 遥感影像数据,采用土地利用变化测度模型,以5 年和25 年两种时间尺度对黄土台塬区土地利用时空动态特征进行分析,并将密度制图法应用到土地利用变化的空间集聚特征识别中.研究表明：① 黄土台塬区耕地占绝对优势,后备耕地资源严重不足,林地、草地、水域比例较低,存在较大生态风险;② 耕地与建设用地、草地、林地之间的转移关系是黄土台塬区土地利用转移的关键关系,决定着台塬区土地利用变化特征;③ 1985-2010 年耕地转建设用地流高达26668.80 hm²,占土地转移流40.75%,草地转耕地流18923.90 hm²,占28.91%,建设占用耕地情况严重,耕地占补平衡主要通过挤占草地实现;④ 25 年以来,土地利用变化对水域扰动最大,其次为森林,草地第三;⑤ 土地利用变化存在阶段性,1990-2000 年土地利用变化速率高于其他时段;⑥不同时间尺度下土地利用变化的空间集聚特征不同,25 年尺度下城镇附近土地变化幅度较高,5 年尺度下土地利用变化热点区由台塬中部向东西边缘区推移.     

土地利用变化对土地生产力的影响研究进展

土地利用变化对土地生产力的影响是土地利用/覆被变化(LUCC)效应研究的重要内容之一。本文基于对土地利用变化和土地生产力概念的辨析, 着重从土地利用变化对土地生产潜力、粮食生产能力和土壤质量3 个方面的影响, 总结梳理了当前的主要研究内容和方法, 探讨了研究的影响尺度特征。最后指出今后的研究应加强土地利用结构、方式和强度变化对小尺度范围内耕地生产力的影响, 强化不同尺度的综合以及空间分析和动态评估方法的应用。     

黑龙江省耕地时空变化及驱动因素分析

以黑龙江省1980年、1990年、2000年、2010年、2015年5期土地利用数据为基础,综合利用GIS手段和地理探测器模型,确定1980—2015年4个时期黑龙江省耕地变化的时空分异特征及主要驱动因素。研究结果表明,1980—2015年黑龙江省耕地数量总体增加,增加的耕地主要来源于林地、草地和未利用地。各时期耕地数量变化具有明显差异,以1990—2000年耕地数量变化最多。各时期耕地变化空间差异特征明显。1980—2015年黑龙江省耕地利用动态度呈现出先升高后降低的趋势,耕地利用动态度活跃区域集中在三江平原和松嫩平原地区。各时期驱动因子的解释能力不同,人口数量、政策因素、GDP以及城镇化水平是解释能力较强的驱动力因子。驱动因子对耕地时空变化的影响是通过各个因子之间的交互作用实现的,表现为双因子增强和非线性增强。     

科尔沁沙地的土地利用与沙漠化

根据1985年和2000年的土地利用数据和从相同时期的TM影象上提取的土地沙漠化数据, 运用ARC/INFO软件和Access统计软件, 分析科尔沁沙地近20a来土地利用和沙漠化土地的构成及变化特点、土地利用与土地沙漠化之间的关系得出: 草地和耕地是土地利用的主要类型, 未利用地面积较大, 其他利用类型面积较小; 15a来, 耕地和林地增加幅度最大, 草地减少幅度最大, 土地利用转移的主要方向是草地变为耕地和林地。科尔沁沙地沙漠化土地比例大, 占一半左右, 以中度类型为主; 变化趋势是沙漠化面积增加, 程度减轻。在持续强度利用条件下, 面积广大的草地和耕地发生退化, 由潜在沙漠化土地发展为轻度和中度为主的沙漠化土地; 而土地利用方式变化所形成的沙漠化土地面积较小, 在新增沙漠化土地中的比例亦很小。所以, 草地、耕地等土地利用强度的增大是沙漠化土地面积扩大的最主要原因, 而土地利用方式的改变则能加快土地沙漠化的进程。     

基于农户行为的耕地质量评价指标体系 构建的理论与方法

从农户土地利用目标变化相关理论出发, 依据在不同经济发展阶段下, 农户土地利用目 标的产量最大化、产量与利润最优化和利润最大化三个阶段的变化特征, 创建了基于农户土地利 用目标变化的“压力- 状态- 效应- 响应”逻辑框架模型; 并据不同经济发展阶段下的“压力- 状态- 效应- 响应”的变化特征, 构建了基于农户土地利用目标变化的耕地质量评价指标体系。这一评价 指标体系的建立为我国在不同经济发展阶段下, 从农户尺度上进行耕地质量保护提供政策依据。     

基于农户行为的耕地质量评价指标体系 构建的理论与方法

从农户土地利用目标变化相关理论出发, 依据在不同经济发展阶段下, 农户土地利用目 标的产量最大化、产量与利润最优化和利润最大化三个阶段的变化特征, 创建了基于农户土地利 用目标变化的“压力- 状态- 效应- 响应”逻辑框架模型; 并据不同经济发展阶段下的“压力- 状态- 效应- 响应”的变化特征, 构建了基于农户土地利用目标变化的耕地质量评价指标体系。这一评价 指标体系的建立为我国在不同经济发展阶段下, 从农户尺度上进行耕地质量保护提供政策依据。