基于缺口率模型的区域粮食安全风险评估

深入分析各区域的粮食供需趋势对于保障中国未来的粮食安全至关重要。该文首先分析了影响中国粮食供需安全的风险源,提出了粮食主产区、粮食主销区和产销平衡区的粮食缺口率风险评估模型并划分了相应的风险等级,然后以洞庭湖区为例进行了实证分析。结果表明:自然灾害是影响洞庭湖区粮食供给安全的最主要因素,人口增长则是影响该区域粮食安全的普遍因素;对于大多数的县/市,资源和投入要素对未来的粮食供给将产生积极的影响。当自然灾害为一般情景或乐观情景时,洞庭湖区的粮食安全状况较为乐观;当自然灾害为悲观情景时,湖区部分县/市的粮食安全形势非常严峻。但就湖区整体而言,通过湖区内部调剂即可以满足高风险县/市的粮食需求。研究结果可为相关部门的政策制定提供客观依据,为粮食安全的风险预警和防范提供参考。     

基于灰水足迹的洞庭湖区粮食生产环境效应评价

灰水足迹从稀释水量的角度评价水污染的总体程度,直观反映了粮食生产对区域水环境的影响。为评估粮食生产对区域环境的负面影响,该文以洞庭湖粮食主产区35个县(市、区)为案例区,应用灰水足迹理论,分析了1994-2012年粮食生产灰水足迹的时空变化特征,以水环境压力(water environment pressure,WEP)和离散型灰色(discrete grey model)DGM(1,1)模型为支撑建立了多年平均径流量情景下粮食生产对水环境负面影响的评价方法,评价了2015年和2020年县域尺度粮食生产灰水足迹的环境效应。结果表明:1)1994-2012年洞庭湖区粮食生产部门灰水足迹为273.00~438.08亿m3,19a平均值为347.65亿m3。总体上,洞庭湖粮食生产部门灰水足迹经历了先下降后回升的过程;2)洞庭湖各县(市、区)粮食生产部门灰水足迹为1.19~23.61亿m3,粮食生产灰水足迹为1.06~5.58 m3/kg;3)未来几年洞庭湖区大多数县(市、区)粮食生产部门灰水足迹呈逐步增高的态势,2015年和2020年全区粮食生产部门灰水足迹总量分别达到431.16和498.54亿m3;4)在多年平均径流量情景下,洞庭湖区因粮食生产导致的水环境压力由1994-2012年均值0.60提高至2015年0.76和2020年0.87,该区域水环境受粮食生产的负面影响持续增强。该文评价结果可为制定农业可持续发展规划及农业产业政策提供参考。     

聊城市土地生态安全评价

土地生态安全评价对实现区域土地生态系统的安全性和可持续性具有重要意义。以山东省聊城市作为研究区域,在综合考虑土地利用现状的基础上,从影响土地生态安全的自然因素、社会因素和经济因素3个方面选取了20个指标,构建了聊城市土地生态安全的评价指标体系,通过目标方差和变异系数求平均来确定各指标的权重,根据加权求和方法计算出分县(市)的土地生态安全综合得分,对聊城市各县(区、市)的土地生态安全进行了分级和评价。研究结果表明,除东昌府区和高唐县的土地生态安全处于良好级外,其余6县(市)均处于风险级。通过分析研究区土地生态安全存在的问题,对研究区土地资源的可持续利用具有一定的参考价值。     

东北粮食主产区耕地资源时空变化及其对粮食生产能力的影响

为了揭示耕地资源时空变化对粮食生产能力的影响,该文以东北粮食主产区巴彦县为研究区,以1991年土地详查数据库、2006年土地利用变更数据库和2009年SPOT5影像为基本信息源,以粮食单产等统计数据为基本数据源,运用遥感及地理信息手段,采用土地综合指数评价法分析研究区耕地资源数量、质量时空变化及其对粮食生产能力的影响,结果表明:1991-2009年研究区耕地资源数量呈持续增加的趋势,耕地向非耕地的转换主要发生在林地和其他用地之间;1991-2006年研究区增加耕地资源中三等地耕地面积增加最多,一等地增加最少。减少的耕地资源中二等地和三等地耕地减少最多,而一等地减少最少;2006-2009年增加耕地中二等地耕地增加最多,一等地耕地增加最少;减少的耕地资源中,三等地耕地减少最多,一等地耕地减少最少;位于北部岗平原农牧区的二等地耕地是影响粮食生产能力最大的区域,三等地和四等地耕地面积虽占到总耕地面积的50%左右,但受到自然因素和土壤因素的制约,粮食生产能力也受到影响。     

基于故障树分析的区域粮食安全风险因子识别和分类

区域粮食安全是国家宏观粮食安全的基础.该文运用故障树法对影响中国粮食供需安全的风险因子进行了定性识别,建立了粮食安全风险因子识别的指标体系;在此基础上,提出风险系数法对区域粮食安全风险因子进行定量识别.该文以湖南省洞庭湖区为例进行了实证分析,并依据各风险因子风险来源的不同对它们进行分类,建立了风险因子的分类体系.结果表明:自然灾害、耕地资源约束、水资源约束、劳动力短缺、农药和化肥投入成本约束、人均粮食消费量变化、收入水平变化、人口数量变化是影响该区域粮食安全的主要风险因子.研究的结果可以为相关部门的政策制定提供客观依据,也能为讲一步开展粮食安全风险评估奠定基础.     

松嫩高平原黑土区耕地资源安全及其驱动力分析——以黑龙江省巴彦县为例

耕地资源安全是保护耕地和保障国家粮食安全的基础。选取我国重要的商品粮食基地——松嫩高平原黑土区巴彦县为研究区,从自然、经济、社会和生态共4个方面构建耕地资源安全评价指标体系,运用最优组合赋权法确定指标权重,利用综合指数法定量评价巴彦县2000—2009年间耕地资源安全状态,并采用SPSS软件对耕地资源安全驱动力进行主成分分析,引入Cubic曲线,通过非线性回归分析建立耕地资源安全变化模型,对研究区耕地资源安全值及其驱动力进行结果验证。研究结果表明,2000—2009年,巴彦县耕地资源安全状态存在一定差异。2000年研究区耕地资源安全处于较不安全等级;2001—2003年处于极不安全等级;2004—2005年处于较不安全等级;2006年处于稍不安全等级;2007—2009年处于相对安全等级。研究期间耕地资源安全级别转换呈先负向后正向发展。科技经济社会发展动力、自然干扰力和生态质量影响力是促使巴彦县耕地资源安全变化的驱动力。巴彦县耕地资源安全与3类驱动力表现出非常显著的Cubic曲线关系,说明构建的耕地资源安全变化模型符合研究区实际。     

中国粮食主产区耕地生产能力空间分布特征

核算区域耕地资源生产能力,揭示耕地生产能力层次差异,分析耕地资源生产潜力的空间分布特征,对于科学确定区域耕地利用与保护对策,特别是支撑区域土地整治以及高标准农田建设,保障国家耕地资源安全战略具有重要意义。该文以中国粮食主产区(黑龙江省、吉林省、辽宁省、河北省、山东省、江苏省6省)乡镇尺度的耕地资源生产能力核算数据为基础,核算了粮食主产区理论生产能力、可实现生产能力和实际生产能力差值以及生产能力特征,并分析了耕地生产能力在省级及二级区尺度上的分布特征,揭示了耕地区县级利用强度与利用潜力。研究结果表明:中国粮食主产区(6省)的耕地理论生产能力、可实现生产能力和实际生产能力分别为5.12、4.03和3.28亿t。江苏省的江淮平原区理论单产、可实现单产和实际单产均最高,黑龙江省的大小兴安岭山地区理论单产最低,河北省的后山坝上高原区可实现单产、实际单产最低。河北平原区及山东省理论利用潜力明显高于其他地区。耕地资源理论生产能力较高表明通过实施高标准农田建设,粮食主产区增产潜力巨大;而6省区可实现利用潜力普遍较低,表明通过政策提升耕地生产能力的空间有限。该文为粮食主产区耕地资源数量、生产能力并重管理提供了决策依据。     

基于MODIS的沿黄粮食主产区耕地利用水分盈亏特征分析

明确中国核心粮食主产区耕地水分盈亏状况，有利于区域灌溉策略制定及保障国家粮食安全。为探讨沿黄粮食主产区耕地利用下水分盈亏规律，该研究基于土地利用现状数据、MODIS遥感数据和常规气象数据，在Priestley-Taylor公式、区域遥感蒸散模型支持下构建水分盈亏评价模型，揭示2000-2020年原阳县、封丘县、延津县、长垣市、滑县和濮阳县沿黄6县的气候水分平衡状况及耕地利用下水分盈亏效应。结果表明：1)2000-2020年沿黄6县耕地及其子类型面积均缓慢下降，垦殖率由2000年81.46%降至2020年的79.34%，耕地变化过程类型以稳定型、前后期萎缩型以及前期新增型为主；2）研究区常年水分盈亏指数为-0.60，整体气候水分亏缺，以原阳县西南部、滑县、濮阳等地最为突出，同时在各研究时点呈现趋势性变化规律；3）研究区耕地多处于较为严峻的气候干旱状态，缺水类型主要为中度、重度和严重干旱，无正常和轻度干旱区，且在变化状态效应上，稳定型耕地处于严重干旱状态，前期和后期萎缩型耕地重度干旱，前期新增型耕地为严重干旱。当地需通过“以水定产，量水而行”并在保障粮食安全生产前提下，积极谋划和推行面向水...     

考虑粮食安全和耕地质量的县域基本农田空间布局优化

基于粮食安全优化区域耕地空间布局,以期为粮食安全和耕地保护提供参考。该研究以河南省柘城县为例,从人口发展的角度出发,建立灰色-BP网络组合模型,预测1999-2025年柘城县人口数量以及耕地需求量;其次,从六种粮食消费途径采用折算法计算粮食需求量与粮食安全系数;随后,根据基本农田空间布局优化的要求,从生产条件、区位条件、景观条件以及政策条件4个方面构建耕地质量评价体系,并使用加权指数和法计算耕地综合质量分;最后,根据粮食安全对耕地数量的要求以及质量评价结果,优化柘城县基本农田空间布局。结果表明:1)柘城县在1990-2005年属于粮食紧张阶段,2005-2019年属于粮食盈余阶段,虽整体上实现粮食安全,但从粮食消费结构上看依然存在"隐性饥饿"风险;2)柘城县耕地综合质量分在29.57～92.87之间,均值为59.53,综合质量较优;3)粮食安全保护区耕地质量较好,是保障粮食安全的核心,建议纳入基本农田范畴;粮食安全缓冲区虽然耕地质量优势相对减弱,但限制因素较为单一,也应纳入基本农田范畴;城镇发展规划区围绕城镇中心环状布局,建议作为城镇建设空间;土地综合整治区分布零散、集聚度不高,不适宜作为基本农田,建议作为基本农田的备选区。     

沧州市人口-耕地-粮食协调发展关系时空变异

人口、耕地和粮食的协调发展是区域可持续发展的重要保障,也是当今社会的关注热点。以沧州市为研究对象,应用协调度函数模型对沧州市14个县（市）的人口—耕地—粮食系统协调发展度进行综合评价,以确定和识别沧州市2003—2012年该系统的演进态势,研究分析了各区域协调发展关系的时空变异。结果表明:沧州市人口—耕地—粮食系统协调发展水平总体不高,协调发展度D值约为0.52,处于基本协调水平。从时间序列上看,沧州市人口—耕地—粮食系统协调发展水平呈波动起伏变化,无明显规律可循,但总体上呈上升态势。所辖14个县（市）由2003年的以极不协调为主发展为2012年以比较协调和高度协调为主。从空间分布来看,沧州市所辖14个县（市）人口—耕地—粮食系统协调发展水平及年平均增长率均存在显著差异,吴桥县协调发展水平在沧州市始终最高,海兴县最低,协调发展度平均增长率青县最高,为8.60%;吴桥县最低,为0.33%。协调发展水平总体上呈现出西南部最高,中部地区次之,西部再次,东部最低。研究为制定区域粮食安全预警机制,制定差异化三农政策,推动区域内各地区农业生态经济系统的均衡发展提供参考依据。     

粮食安全与生态安全双约束下江苏省耕地休耕规模探讨

实施耕地休耕是巩固提升粮食产能和促进农业可持续发展的重要举措，亟需科学合理地确定我国可休耕耕地规模，为深入实施"藏粮于地"战略和扩大耕地休耕制度试点提供理论依据。该研究基于粮食安全与生态安全双重约束构建粮食主产区耕地休耕最大规模测算仿真模型，同时提出休耕规模弹性边界的确定方法并以江苏省为实证区域进行仿真预测。结果表明：当前江苏省在兼顾粮食主产区的粮食调配任务且考虑区域耕地资源可持续利用状况的基础上，仍能保有10.16%的耕地资源来支撑耕地休耕制度的实施；仿真期内区域耕地资源面积可能会由于城市快速扩张和耕地保护不力出现大幅减少，并对区域耕地休耕条件环境产生影响；同时耕地资源可持续利用状况和休耕规模适宜程度的恶化导致江苏省休耕规模弹性边界从2017年的9.93%缩减至2036年的4.81%，区域粮食安全稳定状态终将被打破。建议充分利用粮食主产区的耕地资源基础积极有序推广开展耕地休耕工作，深入部署"藏粮于地"战略以巩固提升粮食产能；建立休耕规模与生态安全挂钩的指标预警体系以实现对休耕实施方案的宏观动态调节；统筹休耕与其他耕地保护政策的正向联动，创造耕地保护政策体系内部的正向溢出效应。     

黑龙江省宝泉岭垦区粮食生产动态分析与预测

保持一定数量的耕地资源是实现区域粮食安全的重要保障.以黑龙江省宝泉岭垦区为研究区,从耕地压力角度出发,采用耕地压力指数模型,基于商品粮基地具有向国家提供商品粮的特殊地位,综合考虑国家粮食安全和区域粮食安全的关系,对1989-2008年宝泉岭垦区耕地与粮食生产状况进行了分析,运用时间序列、灰色系统模型及DPS数据处理系统软件,对2011-2020年宝泉岭垦区的粮食安全状况进行了预测.结果表明:20 a来宝泉岭垦区粮食一直处于安全状态,宝泉岭垦区粮食安全动态变化情况大致分为三个不同阶段:1989-2000年耕地压力指数波动上升,2001-2003年耕地压力指数下降,2004-2008年耕地压力指数波动上升.在未来10 a,在满足商品率为91%的条件下,年末总人口、耕地面积、粮食总产量逐年增加,耕地压力指数持续降低,在满足区域粮食安全的基础上,粮食商品率有很大的提升空间.最后,提出继续加强政策支持力度、依靠科技进步、严格保护耕地等建议以进一步提高宝泉岭垦区的粮食生产能力.     

黄淮海平原耕地变化及对粮食生产格局变化的影响

研究区域耕地资源时空变化特征及其对粮食生产格局变化的影响是保障区域粮食安全的重要基础。该研究采用耕地变化强度模型、分异指数模型、粮食生产空间转移模型等方法,分析黄淮海平原2000-2008年间耕地资源数量、质量时空变化及其对粮食生产格局变化的影响。结果表明,2000-2008年黄淮海平原耕地数量净减少38.49万hm2,形成北京-保定-石家庄-邯郸-新乡-郑州和天津-沧州-济南-济宁-徐州-连云港2条耕地锐减廊道,造成粮播面积净损失46.45万hm2,而耕地质量降低则造成粮食产量净损失270.37万t。粮食播种面积和高等地的增加主导海河平原东、东南部和黄淮平原东、南部县域粮食生产能力增强,而粮食播种面积减少和低等地补充大量被占用的高、中等地则主导海河平原西、北部和黄淮平原东北、西北部县域粮食生产能力退化,为黄淮海平原粮食安全政策制定和土地利用规划提供重要依据。     

基于GlobeLand30数据的中国耕地与粮食生产的时空变化分析

21世纪初期,中国耕地与粮食产量变化区域差异明显,为了解21世纪初期中国耕地与粮食生产的时空变化及粮食生产对耕地面积变化的响应,该文利用2000年和2010年两期30 m分辨率的全球地表覆盖数据(Globe Land30),借助统计分析手段对2000-2010年中国耕地和粮食生产的时空变化和粮食生产对耕地面积的依赖程度进行分析。结果表明:1)中国耕地主要分布在东部地区,研究时段内,耕地与林地、草地和人工表面之间的转换最多,耕地变化的特点是"西增东减,总量减少",面积净减少了104.03万hm2,年均减少10.4万hm2。2)中国的粮食生产主要集中在东北、华北和南方地区。粮食产量变化的特点是"北增南减,总量增加"。3)中国耕地分布的集中程度会影响粮食生产的集中程度,且粮食生产分布的集中程度普遍高于耕地。中国耕地分布重心和粮食生产分布重心的移动方向相反,耕地面积的分布表现出了"南退西移"的趋势,粮食生产的重心则是"北上东移",中国的粮食生产格局已转变为"北粮南调"。4)全国有32.24%县(市)的粮食生产都表现出了对耕地数量的依赖,主要分布在东北、华北、西部、长城沿线、西南和东南沿海地区。中国耕地保护政策的制定和粮食生产的可持续发展应该遵循因地制宜的原则,在粮食生产对耕地变化敏感性高的地区,应该加强对耕地数量、质量的保护和农户种粮积极性的提高,更要重视不敏感地区耕地地力的保护和单产水平的提高,以保障中国的粮食安全。     

2007-2017年洞庭湖平原耕地生态安全评价及障碍因子诊断

[目的] 研究洞庭湖平原耕地生态安全状况,并诊断其障碍因子,为区域耕地合理利用和耕地污染治理提供参考依据。[方法] 基于DPSIR模型构建洞庭湖平原耕地生态安全评价指标体系,从县域尺度,采用基于熵权的改进TOPSIS模型测度洞庭湖平原2007—2017年耕地生态安全指数,并采用障碍度模型诊断耕地生态安全状态的主要障碍因子。[结果] 2007—2017年洞庭湖平原整体耕地生态安全程度处于临界状态,整体安全指数在研究期内波动上升但增速缓慢;不同县（区、市）耕地生态系统安全变化特征不一;中低产田改良比例、秸秆还田比例、测土配方施肥比例、农药使用强度、地膜使用强度、化肥施用强度、农业自然灾害成灾比例等是制约耕地生态安全的主要障碍因子。[结论] 为改善洞庭湖平原耕地生态安全状况,应大力实施全域土地综合整治,加强农业面源污染治理。     

洞庭湖平原化肥面源污染生态环境风险及脱钩效应

[目的]推动实现农业经济增长与化肥面源污染生态环境风险的脱钩,为有效治理耕地面源污染和耕地可持续利用提供理论支持。[方法]基于生态环境风险评价模型,从县域尺度评价洞庭湖平原各地区化肥面源污染生态环境风险程度,采用非参数核密度估计洞庭湖平原化肥面源污染生态环境风险区域差异,进而采用脱钩模型进一步分析了洞庭湖平原农业经济增长与耕地化肥面源污染生态环境风险的脱钩关系。[结果](1) 2009—2019年洞庭湖平原化肥面源污染生态环境风险指数呈现先升后降的趋势,化肥面源污染生态环境风险指数先由2009年的0.749升至2014年的0.762,然后降至2019年的0.732,经历了由中度风险转为高度风险,后又降为中度风险的过程;中部地区污染更严重;(2)化肥面源污染生态环境风险区域差异明显,呈现两极分散化集聚特征,内部差距先扩大后缩小;(3)洞庭湖平原农业经济增长与化肥面源污染生态环境风险的脱钩关系呈现出明显的阶段性特征：第一阶段为波动期(2009—2013年),第二阶段为强脱钩期(2014—2019年)。[结论]在面源污染治理工作的推进下,洞庭湖平原化肥面源污染生态环境风险经历了先上升后下降的...     

区域虚拟休耕规模与空间布局研究

在分析国内耕地利用现状和国外休耕研究成果的基础上,提出开展土地休耕是中国未来耕地保护的可选模式,以提高耕地质量,改善区域生态环境,促进耕地可持续利用,保障国家长期的粮食生产能力和食品安全。结合中国粮食安全需求保障确定休耕现实规模,并综合自然质量条件、耕地利用强度和经济保障水平3个方面进行休耕区域适宜性空间评价,确定休耕空间布局。以江苏省通州市为例对不同发展情景下休耕规模和布局的虚拟实证分析结果表明,不同发展情景下通州市休耕现实规模在661～6 410hm2之间,休耕区域主要分布在石港镇、骑岸镇、川姜镇等镇。虚拟研究为中国未来开展土地休耕提供了有益的参考。     

基于人粮关系的湖南省耕地资源人口承载力研究

从人粮关系角度估算土地生产潜力,对耕地资源人口承载力进行研究,对保障国家粮食安全和区域可持续发展都具有十分重要的意义。通过应用土地资源人口承载力和土地资源人口承载指数模型研究了湖南省2000—2008年耕地资源的人粮关系状况,结果如下:(1)在现有生产力水平下,湖南省耕地资源可承载人口7 423.38万人,人口承载力指数为0.922,人粮关系基本平衡,但人粮关系状况分布不均衡,地区差异较大。(2)湖南省中北部、西部和南部3大区域耕地资源人口承载力2000—2004年处于逐年下降趋势,之后则逐年上升。(3)中北部人粮关系2004年后由盈余状态转为富裕状态,西部一直处于超载和临界超载的边缘,南部则多为盈余状态。表明湖南省耕地资源人口承载力地区差异较大,人口增长空间十分有限,今后应加强土地综合整治,改善土地生产条件,提高农业科技水平,以实现区域资源、人口与环境的可持续发展。