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。     

中国人口分布的土地资源限制性和限制度研究

以人口分布的土地资源限制性评价为核心,建立土地资源限制性与限制度模型,从全国、分省、分县等三个不同尺度,全面评估近10年中国人口分布的土地资源限制度及其时空耦合规律,定量揭示中国人口分布的土地资源限制程度及其空间格局与变化规律。结果表明：① 1949年以来中国的土地资源承载力趋于增强; 2010年与2000年相比,人口分布的土地资源限制度由42.87下降到34.50,土地资源限制度在降低。② 分省的人粮关系趋于好转,大多省份人口分布的土地资源限制度处于较低水平; 2010年与2000年相比,分省人口分布的土地资源限制度整体呈降低趋势。③ 2000-2010年分县粮食盈余地区在增加,人口超载地区在减少,人粮关系趋于改善; 2010年和2000年相比,基本不受土地资源限制的分县单元由60.27%增至70.63%,基于人口分布的土地资源限制度整体较低,且近10年呈降低趋势;土地资源限制度整体上东部强于西部、南部强于北部、泛黄河流域强于长江流域。     

Studies on frozen ground of China

Permafrost in China includes high latitude permafrost in northeastern China, alpine permafrost in northwestern China and high plateau permafrost on the Tibetan Plateau. The high altitude permafrost is about 92% of the total permafrost area in China. The south boundary or lower limit of the seasonally frozen ground is defined in accordance with the 0 oC isothermal line of mean air temperature in January, which is roughly corresponding to the line extending from the Qinling Mountains to the Huaihe River in the east and to the southeast boundary of the Tibetan Plateau in the west. Seasonal frozen ground occurs in large parts of the territory in northern China, including Northeast, North, Northwest China and the Tibetan Plateau except for permafrost regions, and accounting for about 55% of the land area of China. The southern limit of short-term frozen ground generally swings south and north along the 25o northern latitude line, occurring in the wet and warm subtropic monsoon climatic zone. Its area is less than 20% of the land area of China.     

Studies on frozen ground of China

1ThestatusoffrozengroundinChinaBased on previous studies, Zhou and Guo (1982) summarized the distribution characteristics of permafrost in China and indicated that the permafrost area in China is about 215×104 km2, in which about 163.4×104 km2 is on the Tibetan Plateau. After mapping and zonation of frozen ground in 1983, Xu and Wang suggested that the areas of permafrost, seasonally frozen ground and temporal frozen ground in China were 206.8×104 km2, 513.7×104 km2 and 229.1×104 km2 …     

中国冻土研究进展

Permafrost in China includes high latitude permafrost in northeastern China, alpine permafrost in northwestern China and high plateau permafrost on the Tibetan Plateau. The high altitude permafrost is about 92% of the total permafrost area in China. The south boundary or lower limit of the seasonally frozen ground is defined in accordance with the 0 ℃ isothermal line of mean air temperature in January, which is roughly corresponding to the line extending from the Qinling Mountains to the Huaihe River in the east and to the southeast boundary of the Tibetan Plateau in the west. Seasonal frozen ground occurs in large parts of the territory in northern China, including Northeast, North, Northwest China and the Tibetan Plateau except for permafrost regions, and accounting for about 55% of the land area of China. The southern limit of short-term frozen ground generally swings south and north along the 25° northern latitude line, occurring in the wet and warm subtropic monsoon climatic zone. Its area is less than 20% of the land area of China.     

中国近30年气候要素时空变化特征

利用1971~2000年中国603个气象站点逐日平均温度和降水量数据,借助ArcGIS空间分析工具,采用自组织特征映射模型(SOFM),对中国气候变化的时空特征进行分析。研究结果表明:近30年中国气候变化的总体特征以增温为主,增温增湿的地区面积最为广大;季节变化构型也以增温增湿为主,秋季略有异常;从年代际变化来看,1971~1980年间,中国的气候以降温为主,而从1981年开始的20年间,全国的气候变化转为增温占主导。SOFM网络分类结果可以描述为缓增温少降水、剧增温平降水、缓增温缓降水和剧增温剧降水等四种类型。     

中国人地关系综合评价的理论模型与实证

人地关系是地理学研究的经典问题,也是中国人文—经济地理学在国际地理学研究中具有突出贡献的命题。人地关系在动态演变过程中不断出现新的时代内涵,如何科学表征中国现代人地关系的状态,是精准认知现代人地关系进而寻求协调人地矛盾路径的基础。基于人地关系地域系统理论,在梳理中国现代人地关系时代特征的基础上,构建人地关系综合评价的理论框架,从人类活动的施压强度、核心资源要素的承压能力、生态环境系统的约束力度以及人—地系统的开放程度4个层面选取表征指标,秉承分级评价、逐级修正的思想,以县级单元为基础对全国层面的人地关系状态进行综合评价。结果发现：中国的人类活动强度具有明显的东西分异性及依托核心城市群布局的特征,而核心资源要素的综合支撑能力空间布局较为分散,且土地、水、核心能矿资源以及人类活动强度四者之间的空间错配度较高,在一定程度上增加了区域人地关系的紧张状态。生态环境系统的约束紧密区多集中在胡焕庸线两侧及青藏高原西南部,全国层面上人—地系统的开放程度不高,开放程度较高的区域主要集中在中国经济发达地区。综合评价结果显示,全国大约85.56%的区域人地关系状态以宽松为主,但是局部地区尤其是东南沿海地区人地矛盾突出,西部地区人地关系相对宽松,但人地系统演进的等级也相对较低。     

基于GIS 的中国人居环境指数模型的建立与应用

以1km×1km 栅格为基本单元, 选取地形、气候、水文、植被等自然因子, 构建了基 于人居环境指数的中国人居环境自然适宜性评价模型, 运用GIS 技术, 定量评价了中国不同 地区的人居环境自然适宜性, 揭示了中国人居环境的自然格局与地域特征。研究表明： 中国 人居环境指数整体呈现由东南沿海向西北内陆递减的趋势; 人居环境指数与人口密度显著相 关, 二者的对数曲线拟合度R² 值高达0.87, 人居环境指数可以综合反映区域人居环境的自然 适宜程度。中国人居环境自然适宜性评价结果显示, 中国人居环境适宜地区430.47×10⁴ km² , 接近国土面积的45%, 相应人口占全国的96.56%, 其中3/4 以上的人口集聚在约占1/4 人居 环境高度适宜和比较适宜地区; 中国人居环境临界适宜地区225.11×10⁴ km² , 占国土面积的 23.45%, 相应人口4112 万, 占全国的3.24%, 人口密度每平方公里18 人, 是中国人居环境 适宜与否的过渡地区; 中国人居环境不适宜地区304.42×10⁴ km², 人口249 万, 不到全国的 0.2%, 人口密度每平方公里不足1 人, 大片地区沦为“无人区”。     

面向可持续发展目标的西部水土资源评估北大核心CSCDCSSCI

新时代西部大开发要形成新格局,解决西部发展不平衡不充分的问题,就要提高西部水土资源的利用效率,走可持续发展的道路。计算水土资源承载能力和水土资源对可持续发展目标实现的贡献情况,对制定合理的资源开发策略支撑西部发展十分重要。本文从水土资源承载压力和水土资源对可持续发展目标实现的贡献两个方面构建西部水土资源评估体系,选取水土资源承载力评价、水土资源匹配度评价和水土资源可持续发展贡献评价方法,评估西部13个省份的水土资源承载压力、水土资源匹配度、水土资源可持续发展贡献状态和潜力。结果显示西部水土资源压力指数在0.44~0.98之间,低于全国平均水平。水土资源匹配度指数为1.66,高于全国平均水平。对比全国,西部水土资源可持续发展贡献指数为0.49,接近全国平均水平,可持续发展水平趋势向好,整体存在很大潜力,但不同省市内部差异较大,水土资源可持续发展需要提高水土资源的可持续利用管理水平。西部整体评估对西部大开发战略政策制定具有一定的借鉴意义,西部各省份水土资源状况评估结果可对西部水土资源利用政策制定提供一定参考。     

Net Primary Productivity Increased on the Loess Plateau Following Implementation of the Grain to Green Program

The spatio-temporal characteristics of net primary productivity (NPP) since implementation of the Grain to Green Program (GTGP) are important for understanding ecological restoration of the Loess Plateau in China. Here, we conduct spatio-temporal analysis of NPP using MODIS datasets (500 m, 8-day intervals) and VPM (Vegetation Photosynthesis Model) from 2000-2015. We found that NPP on the Loess Plateau increased significantly from 2000 to 2015 (p<0.05). Significant increases in NPP were observed in core areas of the GTGP, including northern Shaanxi and Lüliang Mountain in Shanxi. NPP in alluvial plains decreased due to urban expansion into cropland. Significant increases in NPP from 2006-2010 were located north of the area of change in 2000-2005. NPP increased across three vegetation types and four slope gradients. In hilly-gully regions prone to soil erosion, such as central and southeastern parts of the Loess Plateau, obvious vegetation restoration was detected.     

中国贫困地区环境类型研究

本文指出贫困是困惑人类发展的世界性难题.中国存在592个重点扶贫县,按照环境特点可分为三大类型,即:(1)中部山地高原环境脆弱贫困带,包括蒙古高原东南边缘风蚀沙化贫困区、黄土高原沟壑水土严重流失贫困区、秦巴山地生态恶化贫困区、喀斯特高原丘陵环境危急贫困区、横断山脉高山峡谷封闭型贫困区等类型;(2)西部沙漠高寒山原环境恶劣贫困带,包括新疆、青海及西藏三省区的沙漠地区及青藏高原高寒区等类型;(3)东部平原山丘环境危急及革命根据地孤岛型贫困带,包括东北沿边地区、华北平原低洼盐碱地区;东部岛状分布的丘陵山区革命根据地贫困区.文中还论述了环境与贫困度的关系,即环境愈脆弱,贫困度愈高,脱贫难度愈大.但致贫因子又错综复杂,在某些特殊情况下,自然环境较好,而交通闭塞,信息不灵,技术落后,也阻碍致富.同一环境不同的政策机制,可以引发不同的结果.环境改造与脱贫,一定要有宏观战略规划和分类指导的方案,并有切实可行的操作办法.贫困地区即使解决了温饱,依然是低标准,向贫困开战仍将是21世纪中国的一项艰巨工程,只不过那时的贫困线划定标准有所变化而已.     

基于资源环境承载力的农业生产空间评价与布局优化——以福建省为例

基于资源环境承载力的农业生产空间评价是新时期国土空间规划中农业空间优化调整的前提,是科学划定农业空间和永久基本农田的必要依据,对保障国家粮食安全和生态安全具有重要意义.构建基于资源环境承载力的农业生产空间评价指标体系,提出资源环境承载力集成方法和农业生产适宜性评价模型,并以福建省为案例开展应用研究.研究表明:农业生产功...     

青藏高原人口地域分异规律及“胡焕庸线”思想应用

青藏高原是中国乃至全球典型的人口稀疏区之一,但内部人口地域分异明显。通过构建青藏高原乡镇街道尺度的人口空间数据集,系统核算青藏高原人口数量及其空间密度,从经度、纬度、极向和垂直4个维度解析青藏高原人口地域分异规律,并基于“胡焕庸线”思想,提出青藏高原的“祁吉线”人口地理划分方案。结论包括：① 青藏高原人口空间分布不均衡,具有“东南密、西北疏”的总体空间分布特征,距离“寒旱核心区”近疏远密的极向地域分异明显;② 青藏高原人口地域分异与海拔、土壤、水资源、气候、植被等自然环境本底具有高度耦合关系,自然因素间交互作用加强了人口地域分异;③ 青藏高原人口地域分异可以通过连接祁连县与吉隆县的“祁吉线”体现,两侧地域面积大致相同,但是东南半壁与西北半壁人口比例达到93∶7的悬殊;④ “祁吉线”长期稳定,但是东南半壁人口持续微降,西北半壁人口持续微增,未来时期,东南半壁依然是青藏高原城镇化及人类活动的主要区域,而西北半壁应当重视人口增长与生态环境压力的矛盾。     

1.8 Ma BP以来陇西断岘黄土剖面沉积特征及其反映的腾格里沙漠演化

 六盘山作为青藏高原的东北构造边界，东西两侧有着明显的风成沉积差异。通过对陇西盆地六盘山西侧山麓剥蚀面上厚约223 m的断岘黄土-古土壤剖面的古地磁、磁化率和粒度分析，该剖面具有1.8 Ma BP以来完整的风成沉积旋回。主要应用砂粒百分含量(＞63 μm)作为指示风成物质来源区沙漠范围和气候干旱的直接指标，初步发现腾格里沙漠自1.8 Ma BP以来至少有2次大的扩张与变化过程，分别发生在1.1和0.8 Ma BP前后。研究表明腾格里沙漠的扩张与变化可能同全球性的冰量增加和冬季风增强以及区域性的青藏高原隆升有成因上的联系。     

基于GIS的青藏高原史前交通路线与分区分析

青藏高原自然环境恶劣,但并非是生命的禁区。确切证据表明,末次冰消期人类已扩张至高原地区,并通过长期实践形成了较为稳定的交通路线格局。通过构建自然因子模拟—遗址分布校正方法,利用GIS得到青藏高原史前交通路线模拟结果,再结合考古证据对模拟路线进行印证。依据模拟结果将高原分为以下4个区：东北区、东南区、西南区以及西北无人区。其中东北区路线遗址点密度高,落入路线内的遗址点数量占总数的88.56%。路线形成于旧石器时期,其方向为东西向,密切联系东北区的内部,并向外沟通黄土高原与北方地区,其形成与发展为彩陶、粟黍、小麦的传播以及丝绸之路的形成奠定了基础。东南区路线为南北走向,北与黄河上游地区连接,南与四川盆地、云贵高原沟通,加强了南北方地区的文化交流,是民族融合与交流的大走廊。西南区位于高原的腹心地带,模拟的路线体现了人类对青藏高原主体的征服,其线路总长度4602.32 km为3个区域内最长,是人类向高原进军的第2条重要通道。西北无人区主要为高寒荒漠区,其自然环境极端恶劣不适宜人类生存,故无路线分布。     

陕西省生态安全及空间差异定量分析

利用生态足迹的理论与方法,提出了生态压力指数的概念,建立了生态压力指数测算模型和生态安全等级划分体系,以及不同地区生态足迹、生态承载力、生态盈余及生态安全度变化预测模型。据此对1986~2002年陕西省三大自然区 (陕北黄土高原、关中渭河盆地、陕南秦巴山区) 的生态足迹、生态承载力、生态盈余/亏损进行了测算和分析。研究结果：① 各地区生态承载力均呈减少趋势,减少幅度差异明显,陕北黄土高原最快,陕南秦巴山区最慢,关中渭河盆地居中;② 各地区生态足迹均呈现增加趋势,增加幅度大小不一,由小到大依次为陕北黄土高原、关中渭河盆地、陕南秦巴山区;③ 1986~2002年生态压力指数：陕北黄土高原从0.44增加到0.91,增加幅度0.47;关中渭河盆地从0.75增长为1.20,增长幅度为0.45;陕南秦巴山区从0.19增长为0.22,增长幅度为0.03。年平均压力指数关中渭河盆地最大,是陕南秦巴山区的5.37倍,是陕北黄土高原的1.30倍;④ 各区生态安全状况：陕南秦巴山区处安全状态;关中渭河盆地已严重超载,处于不安全状态;陕北黄土高原处于临界状态,压力指数增长最快。     

青藏高原国家生态安全屏障保护与建设

青藏高原对我国乃至亚洲生态安全具有重要的屏障作用。在全球变化和人类活动的综合影响下,青藏高原呈现出生态系统稳定性降低、资源环境压力增大等问题,突出表现为:冰川退缩显著、土地退化形势严峻、水土流失加剧、生物多样性威胁加大与珍稀生物资源减少、自然灾害增多等。这些问题严重影响了青藏高原区域生态安全屏障功能的发挥。针对当前高原生态安全状况,在总结相关研究成果和生态建设实践经验的基础上,提出了加强青藏高原国家生态安全屏障保护与建设的对策建议：加强气候变化对青藏高原生态屏障作用影响及区域生态安全调控作用的基础研究;系统开展高原生态安全屏障保护和建设关键技术研究与示范推广;部署建设生态屏障功能动态监测体系,加强生态安全屏障保护与建设成效评估,构建评估体系和标准,并凝练经验,以系统提升国家生态安全屏障的总体功能,在应对全球变化中占据主动地位。     

1990-2010年中国土地利用变化对生物多样性保护重点区域的扰动

基于人类土地利用活动对不同生态系统生物多样性保护服务的影响,构建生态系统综合人类扰动指数,结合不同级别的生物多样性保护区域 (一般重要、中等重要、重要、极重要四个级别) 从全国尺度及区域尺度分析了中国1990-2010年土地利用变化对生物多样性保护重点区域的扰动。结果表明：就2010年现状而言,我国中东部地区人类扰动程度较大,西部地区人类扰动程度较低,全国生物多样性保护中等重要、重要、极重要区域的人类扰动程度低于全国整体 (包括所有级别) 均值。就20年来人类扰动程度变化态势而言,全国中东部人类扰动程度变化幅度总体高于西部,生物多样性保护中等重要、重要、极重要区域人类扰动程度均呈轻微上升趋势,但增加幅度低于全国整体增加幅度。随着东部地区的快速城市化以及东北、新疆等地区的农田开垦等土地利用活动,生物多样性保护中等重要、重要、极重要区域等重点区域人类扰动程度呈现上升趋势,应引起重视;而随着黄土高原等地区退耕还林还草工程的实施,人类扰动程度整体则呈现一定的下降趋势。青藏高原区扰动变化幅度很小,几乎没有变化。总体而言,中国目前陆地国土开发利用的空间格局与生物多样性保护保护重要区域的空间分布是相互匹配的,这有利于国家生物多样性保护的整体布局。同时,20年来生态系统综合人类扰动指数变幅的区域分异也与生物多样性保护重要性空间格局相吻合,说明20年来针对生态保护的各项政策与措施在减少生物多样性保护重点区域人类扰动方面产生了积极的成效。     

40 kaBP来亚非季风演化趋势及青藏高原泛湖期

基于18个黄土/古土壤序列 (黄土高原与青藏高原) 与27个湖泊沉积序列 (青藏高原、新疆、云南与赤道非洲及其以北的非洲季风区) 对比分析了东亚季风区、印度季风区与非洲季风区40 ka以来的区域环境演变特征。结果显示：上述区域在对应岁差周期的高太阳辐射阶段,也就是40~24 kaBP与14~4 kaBP分别经历了一次环境湿润期,而在末次冰期最盛期,除中国云南、青藏高原及新疆部分地区外,其他地区则较为干燥。青藏高原及其北侧的新疆区,40~24 kaBP比14~4 kaBP气候更为湿润,湖泊呈现40 ka以来的最高最大湖面,高原进入一次泛湖期。而非洲区及黄土高原,则与此相反;14~4 kaBP气候比40~24 kaBP更为湿润、适宜,湖面更高,成壤作用更强。40~24 kaBP,印度季风强盛,加强了对高原的水汽与潜热输送,同时,由于北方冰盖的存在,西风气流则相对南移,增加了对高原的影响,两种气流交互作用引起的强降水,可能是造成湖泊显著扩张的主要原因。     

区域生态安全动态变化及空间差异定量分析:以陕北黄土高原为例

1 Introduction Ecological security is defined as the goal of stakeholders to create a condition where the physical surroundings of a community provide for the needs of its inhabitants without diminishing its natural stock (Chen, 2002; Wachernagel et al.,…