近20年中国农业主产区耕地资源质量和产能变化研究

依据全国土地利用图与土地资源质量评价图,分析1980s末至2005年末中国农业主产区内耕地资源数量和空间格局的动态变化,并对由此带来的耕地质量和产能的变化做出宏观评估。主要结论如下:1)2005年农业主产区耕地面积①为9 321.96万hm2,较1980s末增加175.53万hm2。2)耕地在空间上呈现"北增南减"的变化格局。北方的内蒙古东部区、新疆区、松嫩平原区和三江平原区为耕地净增加区,共增加354.41万hm2,各区分别增长10.29%、19.10%、10.91%和14.14%;偏南部的黄淮海区、长江中下游及江淮地区、华南蔗果区和四川盆地区为耕地净减少区,各区分别减少2.17%、2.00%、3.15%和5.61%。3)根据土地资源图对耕地质量的划分结果,20年间农业主产区内耕地面积和空间格局的变化导致一等耕地减少3.24%,二、三等耕地和宜林宜牧地分别增加2.91%、7.81%和14.10%。4)考虑各区耕地复种指数和耕地质量的影响,结合耕地单产数据进行耕地产能的核算,结果显示,在耕地数量净增1.92%的情况下,耕地的总体产能依然下降0.84%。     

四川省耕地地力生产潜力及承载力研究

四川省的耕地地力以土壤质量系数衡量,多数在0.70以下。其中在0.70以上的一、二、三等耕地面积为278.17万hm²,占全省耕地面积(第二次土壤普查面积)的42.5%。而四等及其以下的中低产田土占过半数。四川省耕地粮食作物生产潜力,按第二次土壤普查耕地面积计算为10 715.986×10⁷ kg。按现有耕地面积(2001年)计算为6 981.757×10⁷ kg。按耕地最大生产潜力,在2040年后,四川省的粮食产量与人口需求间将出现亏缺,分别以线性模型和指数模型预测,预计分别缺口粮食523.702×10⁷ kg和168.442×10⁷ kg,那时四川将超载人口386.34万人至1 201.20万人。按耕地现实粮食生产力(单产)计算的四川省耕地承载力,从2000年后,出现粮食缺口和人口超载。预计未来50年,粮食亏缺将在887.425×10⁷ kg至2 982.280×10⁷ kg,人口超载达到2 035.4万人至6 840.1万人。表明四川省的耕地超载、粮食危机将不可避免,形势是严峻的。     

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。     

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。     

广西耕地资源可持续利用与粮食安全问题研究

1978～ 1999年 ,广西耕地总量相对稳定 ,但人均耕地面积下降趋势明显 ,人地矛盾突出。耕地利用程度、集约经营程度和利用效益偏低 ,粮食安全形势严峻。预测 2 0 10年耕地总面积可保有 2 5 8 2 3× 10 4hm2 ,仅可满足耕地总需求量的下限要求。采取保护耕地、促进耕地可持续利用和加大对耕地的投入等有效措施 ,是提高粮食单产水平和粮食产量 ,实现粮食安全保障的关键。     

省域耕地资源数量安全底线测算的实证研究——以江苏省为例

文章通过对耕地安全内涵的研究，提出耕地资源数量安全底线测算方法。耕地资源数量安全底线具有时间性、区域性和条件限制性，与人口、粮食自给率和人均粮食需求量成正比，与耕地综合生产能力成反比。文章以江苏省为例，在确保省域粮食安全的基础上对人均420kg（2010年）和437kg（2020年）粮食需求量下不同的耕地安全底线进行了测算．并与预测的耕地面积进行比较，得出结论：耕地安全底线呈快速上升趋势，预测耕地面积2010年比耕地安全底线低2．06万hm^2，2020年比耕地安全底线低33．24万hm^2。最后针对江苏省耕地资源数量安全保障提出相关政策建议。     

珠江三角洲地区未来海平面上升及风暴潮增水的耕地损失预测

珠江三角洲地区是中国海岸带中风暴潮灾害最集中的区域之一。在全球气候变化和海平面上升的影响下,风暴潮灾害将对该地区农业生产造成巨大的损失。在借鉴相关经验与研究的基础上,建立风暴潮增水灾害耕地产量损失评估模型,选择广东省珠江三角洲地区为研究区域,以该地区的DEM、土地利用等数据为基础,通过实地调研获取当地的作物种植结构、轮作方式、作物单产、不同淹没高度下不同作物的损失率等数据资料,基于未来海平面上升及风暴潮增水的不同时间情景,估算并分析了2030、2050及2100年珠三角地区耕地受灾范围的空间分布特征及产量损失变化情况。结果表明：受气候变化的影响,未来珠三角地区风暴潮影响下的耕地淹没面积比重不断上升,其中阳江、佛山和东莞等地耕地淹没面积从2030年到2100年增加较为明显,广州和珠海的耕地淹没面积增加幅度则较为缓和。从耕地淹没造成的农业产量损失来看,蔬菜、稻谷和花生等主要作物的损失产量比重呈现增加趋势,且蔬菜的增幅最大,其次是稻谷。其中广州、江门、阳江等地稻谷、花生、蔬菜的损失产量比重均表现为持续上升。     

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。     

近年来的黄土高原耕地时空变化与口粮安全耕地数量分析

基于遥感调查数据集定量分析了1990—2015年中国黄土高原地区耕地的时空变化特征和口粮绝对安全最小耕地保障面积的数量变化。结果表明：黄土高原耕地面积从1990年的192 529.65 km²至2015年的182 688.50 km²，净减少了9 841.14 km²，幅度达5.11%，其中2000—2010年的减幅最大，净减少8 483.00 km²；较大的耕地动态变化图斑主要分布于中部和西部区域，细碎的变化图斑广泛分布；耕地地类转出面积（31 875.82 km²）大于转入面积（21 815.25 km²），耕地面积的增加主要由草地和林地转化而来，主要分布在灌溉农业区和东南部平原区，减少的耕地主要转化为草地和林地，主要分布在中部沟壑区的雨养农业区。此外，该时期耕地转化为建筑用地和交通用地等人工表面的面积逐渐增加，主要分布在东南部低海拔平原地区；黄土高原口粮绝对安全所需最小耕地保障面积呈明显减少特征（从1990年的70 913.37 km²下降到2015年的33 981.64 km²），占该区耕地总面积比例呈明显缩减态势（从1990年的36.83%缩减到2015年的18.60%），目前耕地总量的净减少未对口粮绝对安全的耕地保障数量造成大的影响。     

中国城镇化与耕地变化时空耦合研究

利用全国(港澳台地区除外)1985—2013年的面板数据,分析各省份城镇化水平的演进态势及耕地数量的动态变化,并分不同时段测算各省份城镇化发展水平与耕地资源变动的耦合协调程度。结果表明:(1)1985年以来,全国大部分地区的城镇化水平整体上都呈现上升的变化趋势,东三省城镇化水平稳定上升但活力不足,西北多省份上升中波动较大,西南地区水平偏低。(2)全国耕地资源在20世纪80年代普遍减少,后期多省份有所增加,但京、津、沪、苏、粤等地的耕地面积一直在以一定的速率减少。(3)全国城镇化与耕地资源关系的协调度呈现西高东低、北高南低的空间格局。较多地区在快速城镇化进程中城镇化发展与耕地资源的协调度呈恶化趋势。     

基于地块尺度的重庆山区耕地撂荒风险研究

城乡劳动力转移背景下耕地撂荒风险的研究是土地利用覆被变化的重要组成部分,辨明耕地撂荒的风险与发展趋势是预测耕地未来发展的重要依据。本文选择重庆市石柱、巫山和酉阳3县作为研究区,基于地块尺度对山区耕地撂荒现象的特点与影响因素的调查分析,确定经验模型,评估现有耕地(尚未撂荒的)未来撂荒的风险大小。结果表明,2011年重庆市3县耕地地块为21.71万个,处于低、中、高三级撂荒风险水平的耕地面积依次为6.3万hm~2、13.2万hm~2和5.8万hm~2,比例分别为25%、52%和23%。通过对比村级尺度撂荒风险耕地分布图、高程图与坡度图发现,高撂荒风险的耕地主要集中分布在海拔高且坡度陡的地区。     

新疆昌吉绿洲耕地适宜规模研究

干旱区内耕地急剧扩张导致水资源严重超载,进而引发一系列生态问题,因此对干旱区绿洲耕地适宜规模进行科学评估,将为干旱区农业可持续发展与生态保护提供重要参考。本文以水资源为约束条件,选择2000年、2005年、2010年、2015年和2018年5个研究时段,分别测算了适宜当地社会经济发展和生态环境需求的“三生”用水量;并基于绿洲水热平衡原理,耦合作物种植结构、不同生长期内的作物系数以及灌溉保障率、耕地覆膜等因素,构建了干旱区耕地水热平衡估算模型,探讨了不同情景下新疆昌吉州耕地适宜规模及其超载程度。结果表明,5个时段中,临界耕地适宜规模情景下的种植业可用水量由2000年的31.75亿m3波动下降至2018年的24.83亿m3,而最佳耕地适宜规模情景下则由27.63亿m3波动下降至21.10亿m3。棉花和小麦在当地种植业结构中占比之和由43.58%提高到2018年的59.08%,两种作物的低耗水特性使其种植占比的提高有利于当地种植业向耕地规模扩张的方向演进。各时段中,保障充分生态用水的最佳耕地适宜规模在28.93万~48.97万hm²间波动,而保障最低生态用水的临界耕地适宜规模在42.63万~67.83万hm²间波动。虽然两种用水情景下的适宜耕地规模波动变化,但耕地面积超载程度始终呈上升趋势,超载程度分别由2000年处于不超载水平的-55.15%和-39.41%提高到2018年的接近于严重超载级别的19.92%和远超严重超载级别的71.37%,表明当地耕地规模已明显呈现过度开发的趋势。     

耕地利用转型中的生物灾害脆弱性研究

学术界迫切需要探索新的领域以提升耕地利用转型综合研究水平。本文从农业生物灾害切入,耦合耕地利用“趋利避害”动机与农业诱致性生产替代行为,基于“经济社会环境—耕地利用活动—生物灾害反馈—灾害防治应对”社会生态交互逻辑,建立了耕地利用生物灾害脆弱性转型理论框架。在国家、农业区、省级尺度开展了1988—2017年脆弱性转型研究。结果表明：① 脆弱性在国家、省级尺度发生了转型。在国家尺度,1988—2009年,脆弱性值从15.33%增长到22.45%,而2010—2017年从22.40%下降到19.49%。在省级尺度,脆弱性存在2条典型转型路径;② 在农业区尺度,脆弱性转型主要源自因城乡收入比缩小和劳均耕地提升而带来的暴露度下降,其次源自因生物灾害损失挽回率提升和生物灾害防治失控率下降而带来的应对能力提升。脆弱性转型后,主要源自作物多样性下降和化肥使用强度上升带来的敏感性继续增强。本文发展了耕地利用转型研究的综合性,论证了耕地利用生物灾害脆弱性有望成为耕地利用转型综合研究的新领域,并探讨了脆弱性管控政策。     

1990-2010年中国耕地变化对粮食生产潜力的影响

1990年以来,在国家生态环境保护工程实施、经济快速增长等因素的影响下,中国耕地数量与空间格局发生了巨大变化,对粮食生产潜力造成了巨大影响。本文采用GAEZ模型,结合中国气象、地形、土壤等因素,定量分析了中国耕地粮食生产潜力空间特征以及1990-2010年中国耕地变化对粮食生产潜力的影响。主要结论如下：① 2010年全国耕地粮食生产潜力总量为10.55亿t,全国耕地平均粮食生产潜力为7614 kg/hm²。中国耕地粮食生产潜力存在显著的空间差异,总体表现为东部高而西北部较低的趋势,并且高值区主要分布在长江中下游地区和华南区。② 1990-2010年的20年间,中国耕地粮食生产潜力变化表现出明显的时空差异,总体呈现南减北增、总量减少的基本特征。新增耕地粮食生产潜力的重心逐步由东北向西北转移。耕地粮食生产潜力总量净减少297万t,占2010年全国实际粮食总产量的0.29%。③ 在1990-2000年与2000-2010年两个时期,耕地变化对耕地粮食生产潜力影响差异明显。前10年,耕地粮食生产潜力总量净增加1011万t,主要集中在东北平原区和北方干旱半干旱区;后10年,耕地粮食生产潜力总量净减少1308万t,主要集中在长江中下游地区和黄淮海平原区。从总体看,近20年来耕地粮食生产潜力总量增加主要是由林、草地和未利用土地开垦所导致,而耕地粮食生产潜力总量减少主要是由城市扩展和退耕还林还草所导致。     

西藏雅鲁藏布江中游河谷地区1830年耕地格局重建

通过收集、整理《铁虎清册》中记录的雅鲁藏布江中游河谷地区1830年的耕地税收数据,将其换算为现代耕地面积,在此基础上运用网格化模型重建出该区1 km×1 km空间分辨率的耕地格局。结果显示：① 从耕地数量分析,1830年研究区耕地面积约895 km²,其中政府占有耕地39%,贵族占有耕地31%,寺庙占有耕地29%。② 从耕地分布格局分析,研究区内耕地分布较少,只有27.4%的网格具有耕地分布,且呈分散分布状态,耕地主要分布在雅鲁藏布江干流及主要支流宽阔的河谷地区。③ 从垦殖程度分析,全区垦殖程度较低,其平均垦殖率仅有0.6%,其中垦殖率最高的地区是拉萨,平均垦殖率为6.3%;日喀则、江孜、乃东、琼结等地垦殖率均达到3%左右;工布地区和西部县区垦殖率均在1%以下,耕地垦殖率区域差异明显。     

1990-2015年中国工矿用地扩张及其对粮食安全的潜在影响

中国城市化和工业化进程所带来的粮食安全问题一直是政府和学术界关注的焦点。中国近25年来快速的城市化与工业化导致耕地资源减少和环境污染加剧,对国家粮食安全和农业可持续发展产生一定影响。本文基于中国土地利用/覆盖变化最新解译结果和中国分县粮食产量数据,重建了中国1 km分辨率的粮食产量空间数据,分析了中国1990-2015年工矿用地扩张及其对粮食产能的影响。结果表明：中国工矿用地面积在1990-2015年间增长了326%,扩张速率从1990-2000年的288 km²/a增加到2000-2010年的1482 km²/a,近5年(2010-2015年)扩张速率最快,达2600 km²/a。过去25年间工矿用地扩张导致耕地面积减少1.7×10⁴ km²,直接导致粮食产能损失约6.49 Mt(10⁶ t),因工矿用地扩张可能会对周边耕地污染等间接影响的粮食产量达83.20 Mt。经评估,国家工矿用地扩张对粮食产能潜在影响总体上是当前粮食总产能的17%。在空间分布特征方面,工矿用地扩张对粮食产能的直接影响呈现由东部沿海地区向西北地区逐渐减小趋势;间接影响在中部和西部地区相对较大。     

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.     

未来10年我国不同生态区居民点建设占用耕地预测

通过以生态区为单位分析 ,预测 2 0 0 0～ 2 0 10年 10年间人口增长和居民点建设用地需求及其占用耕地面积。研究表明 :全国未来 10年人口净增加 12 6 96万 ,因人口增长造成的居民点建设用地需求 12 6 6 571hm2 ,其中占用耕地达 6 4 5545hm2 。耕地减少最多的是淮北平原、华北平原、长江下游平原、四川盆地丘陵、长江中游平原、闽粤丘陵平原、汾渭谷地等平原区。     

河南省耕地集约利用时空分异及分区研究

通过构建耕地集约利用评价模型,采用Kernel密度曲线等深入分析1990年、2000年和2010年河南省126个县域的耕地集约利用程度及其时空规律,并采用双重自组织模型进行耕地集约利用分区。结果表明:1县域耕地集约利用度的Kernel密度曲线呈现典型的单峰分布模式,分布曲线由"尖峰形"向"宽峰形"发展并整体向右移动,表明河南省耕地集约利用整体水平上升,县域差异扩大。2耕地集约利用水平空间差异显著,"北高南低"、"东高西低"、"平原区高,山地丘陵区低"的特征明显;大多数县域耕地集约利用度随时间变化稳步提高,但提高水平差异较大;耕地投入强度和耕地产出效率的提升幅度较大,耕地利用强度和可持续性状况提升较慢。3采用双重自组织模型将126个县域划分为东部黄淮平原区、北部平原区、东南丘陵平原区、中南平原区、西部山地丘陵区等5个耕地集约利用区,并提出了相应的发展策略。