我国“耕地农业”应向“粮草兼顾”转型

近30年来我国人均直接消费的粮食从1986年的207kg降到2010年的148kg,降幅为28.5％,但间接消费的粮食却大幅增长,如饲料用粮.这说明,我国居民的饮食结构发生了深刻变化.据科学估算,中长期内我国城乡居民的口粮需求约为2亿t“食物当量”,而家畜饲料需求则为5亿吨“食物当量”.为保障13亿人口大国的食物安全,中国工程院任继周、李文华、张子仪等九位院士近日联名倡议我国 “耕地农业”应向“粮草兼顾”转型.     

2000—2020年中国城乡食物消费碳-水足迹及其驱动因素分析

随着经济发展与城镇化快速推进,中国居民膳食模式发生显著转变,并产生了严重的资源环境后果。为识别城乡居民食物消费碳-水足迹的关键驱动因素,缓解水资源消耗,助力双碳目标实现,该研究测算并对比分析了中国31（30）省市2000-2020年城乡居民人均食物消费碳-水足迹,通过对数平均迪式指数算法（logarithmic mean index method,LMDI）对碳-水足迹进行了驱动因素分解。结果显示：2000-2020年中国城镇人均食物消费碳足迹（水足迹）增加了29.63%（32.94%）,农村碳足迹（水足迹）增加了4.59%（7.91%）。从空间演变来看,城镇人均食物消费碳-水足迹较高的地区由沿海省份逐渐扩散至内陆,而农村呈南北高-中间低的分布格局。从驱动因素来看,经济水平是城乡居民食物消费碳-水足迹增加的主要动因,且消费水平表现为抑制作用;人口城镇化驱动城镇居民食物消费碳-水足迹增加,而在农村起到抑制作用。该研究从促进食物消费结构转型,多渠道拓宽食物来源等方面提出建议,旨在促进中国城乡居民食物可持续消费。     

中国食物消费随人口结构变化分析

中国目前正在经历快速的人口年龄结构调整,其必会对中国食物消费产生巨大的影响。该文利用中国健康与营养调查(China health and nutrition survey,CHNS)数据,对中国不同年龄居民的消费特征进行了分析,在此基础上,根据生命周期理论与Leslie人口模型,预测2030年前中国各年龄的人口规模,进而判断人口年龄结构变化对中国主要食物消费量的影响。研究结果显示:1)不同年龄段居民的不同类别的食物消费规律明显,大致可分为4种类型:倒"U"型曲线消费(口粮、水产品、白酒)、"U"型曲线消费(牛奶)、阶段性直线消费(肉类3阶段消费规律、禽类2阶段消费规律)、无差异消费(禽蛋)。2)人口年龄结构对中国食物消费总量产生了明显的影响,包括正向影响(口粮、水产品、白酒)、负向影响(肉类、禽类)、先负后正影响(牛奶)、无明显影响(禽蛋)。3)在影响程度上,中国人口年龄结构的演变对肉类、禽类消费量的负向影响最为明显,至2030年,分别达到4.9%与11.2%的程度,对白酒的正向影响也达到8.2%的程度。对口粮、水产品、牛奶的影响程度相对较小,而对禽蛋几乎没有影响。由此可见,人口年龄结构的变化会使中国居民肉类消费需求增长及由此带来的粮食需求压力趋缓。     

模拟氮沉降对一年生香椿幼苗生长和光合特性的影响

为研究氮沉降对一年生香椿(Toonasinensis)幼苗夏季生长以及光合特性的影响,通过在夏季模拟氮沉降控制试验,以尿素为氮源供体,设置0kg(N)×hm~(-2)×a~(-1)(CK)、20kg(N)×hm~(-2)×a~(-1)、40kg(N)×hm~(-2)×a~(-1)、80kg(N)×hm~(-2)×a~(-1)、120 kg(N)×hm~(-2)×a~(-1)、180 kg(N)×hm~(-2)×a~(-1)不同氮添加水平以模拟氮沉降,对香椿幼苗地径、苗高、生物量及其分配和光合作用等进行研究。结果表明:1)不同氮添加量均促进了香椿幼苗地径、苗高和生物量的增加,地径、苗高和生物量均以氮添加水平180kg(N)×hm~(-2)×a~(-1)下最高,分别较CK高42.5%、64.4%和304.9%,且生物量向根、叶分配较多; 2)香椿幼苗叶片相对叶绿素含量(SPAD)随氮添加水平的增加而增加,在180 kg(N)×hm~(-2)×a~(-1)下最高,较CK增加73.9%;3)香椿幼苗表观量子效率(AQY)、最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)以及暗呼吸速率(Rd)随氮添加水平的增加均呈现先升高后降低的趋势,其中LCP以80 kg(N)×hm~(-2)×a~(-1)下最高, AQY、Pnmax、LSP和Rd均以120kg(N)×hm~(-2)×a~(-1)下最高。结果表明,适量氮沉降能够促进香椿幼苗生长和光合能力的提高,但更高水平的氮沉降可能对香椿幼苗产生一定抑制作用。     

基于人粮关系的云南粮食产能安全动态分析

运用土地资源承载力模型构建人粮关系状态指数,分别按温饱型、小康型和富裕型粮食消费标准分析2000~2012年云南人粮关系状态,并在此基础上通过灰色系统GM(1,1)模型对未来粮食产量与人口数量进行预测,从而对未来人粮关系状态与粮食产能安全状况进行评估。研究表明:按温饱型粮食消费标准评价,人粮关系处于人粮平衡状态;按小康型粮食消费标准计算,人粮关系处于由人口超载向人粮平衡过度的状态;按富裕型粮食消费标准计算,人粮关系处于人口超载的状态;未来云南土地资源提供的粮食能满足全省居民温饱型和小康型的粮食消费需求,但提供富裕型粮食消费的压力较大。     

土地的人口承载潜力研究中作物生产力估算方法评价

<正> 人口、资源和环境是当今面临的重要问题.土地资源能否满足未来人口对农业生产的需求也是世界上日益受到关注的重大问题,而要回答这些问题就必须对土地资源、食物生产以及人口的承载潜力进行定量研究.一个地区,在一定的生产技术条件下,人类对资源利用的程度,反映了土地的生产力,     

基于供给生态服务价值的云南土地资源承载力评估方法研究

以往土地资源承载力的评估方法研究多倾向于综合研究,而关注某种承载力的评估则少有研究。本研究构建的土地资源承载力评估方法仅侧重于土地资源的供给生态服务价值,以卫星遥感影像为基础数据源,进行土地覆盖分类,并参考Costanza的生态系统服务价值计算方法,利用面积加权方法计算特定研究区域内的生态系统服务价值。利用统计年鉴人口数据,结合年食物消费价值总量需求对生态服务价值进行量化,最终建立了基于供给生态服务价值的土地资源承载力评估参数及标准。并以云南省为例进行了土地资源承载力评估,以期扩展和补充土地资源承载力的评估方法。根据研究区特点及研究需要,将土地覆盖/利用类型分为6种类型:农田、林地、草地、湿地、人工表面和未利用地。在收集覆盖云南省全境的2010年Landsat TM遥感影像及研究区地形图数据等的基础上,基于分类软件e Cognition 8.7,应用面向对象的土地利用自动分类方法,得到云南省6大土地覆盖类型的整体分布情况。结果表明,本研究构建的土地资源评估方法能够对生态服务价值进行有效量化,综合考虑土地资源供给服务价值和区域人口食物消费,2010年云南省北部的迪庆、怒江和丽江,以及南部人口稀少地区西双版纳、普洱的土地资源状况较为乐观,而其他地区由于开发历史悠久、人口众多等原因,土地资源供给服务价值量相对人口更显不足。本文所构建的基于供给生态服务价值的土地资源承载力评估方法是对承载力相关评估方法的拓展和有益尝试,可为省域区域土地资源承载力评估及可持续发展规划提供科学依据。     

绿色无公害蔬菜种植与管理技术要点

随着社会经济的快速发展,我国各地居民的生活质量水平和需求都在不断提高,人们对于食物本身的质量问题也越来越关注。人们追求和喜爱的是纯绿色无公害的营养食物,所以绿色无公害食品的市场占有率越来越大。绿色无公害蔬菜是现代化的一个产物,其营养丰富、安全食用性较高,因此创造了很高的经济收益,不仅可以推动我国农业技术和社会经济的发展,而且还可以为人们的饮食健康和饮食安全提供一定的保障。基于此,对绿色无公害蔬菜的种植技术和管理技术进行了一定的探讨。     

滩涂开发利用及评价式浅析

沿海滩涂作为海岸带的重要组成部分，是我国重要的后备土地资源，而随着我国经济的发展和人口的增加,对滩涂地区的开发利用也将成为我国经济发展新的增长点，在分析国外滩涂利用模式的基础上，从土地资源，生物资源和淡水资源等角度探讨滩涂的开发模式，剖析滩涂的内在功能评价指标以及外在经济评价指标。     

作物秸秆对中国居民食物安全的支撑能力

近年来全球粮食供需矛盾不断加剧,粮价持续上涨引起国外学者对中国人的食物结构变化中肉类食品迅速增长是否能够造成全球粮食紧张的顾虑。该文利用能量和能值理论分析中国种植业作物秸秆资源对畜牧业和居民食物安全的支撑能力,通过分析认为中国居民食品消费结构变化要求其农业生产也由过去的口粮生产为主要向以食物营养为基础的农业生物量综合生产模式转变。作物秸秆和籽粒一样都是重要的农产品,但目前中国多半秸秆资源未被充分利用,据计算中国主要农作物秸秆能量数量非常大,2006年中国未被充分利用的主要作物秸秆可以转化为肉类食品5952.76万t,相当于当年中国肉类食品生产量的73.93%,因此中国农业综合生产能力完全能够自我满足近期居民食品消费变化对农产品增长的需求,当前关键问题是如何集约利用农产品资源和提高农产品生物量的综合利用率。同时中国秸秆资源在空间分布上呈现不均衡性的特征,由于气候、土地和种植制度等原因各地作物秸秆资源在数量上呈现南北差异和东西差异,整体上看中国东北部地区秸秆资源相对比较丰富,西南部地区比较贫乏。     

基于改进三维生态足迹模型的张家口市生态可持续性评价

[目的]定量分析张家口市2003—2013年的生态可持续发展状态,并对未来生态可持续发展趋势进行预测,以期为张家口市生态系统结构优化及生态建设和管理提供决策依据。[方法]应用改进三维生态足迹模型,核算张家口市各土地利用类型的三维生态足迹,并运用GM(1,1)灰色预测模型预测其未来生态可持续变化趋势。[结果]2003—2013年张家口市人均生物承载力整体不断减少,人均生态足迹、人均生态赤字、人均生态足迹深度与人均生态足迹广度均呈整体增加趋势;化石燃料土地、建筑用地、水域、耕地、草地与林地的人均生态足迹均呈增加趋势;除草地和林地外,其他生物生产性土地人均生物承载力不断减少;建筑用地、耕地与林地表现为生态盈余,人均生态足迹深度处于自然原长;化石燃料土地、草地与水域呈生态赤字状态,草地与水域人均生态足迹深度不断增加;2014—2020年人均生态足迹将逐年增加,人均生物承载力将逐年减少,张家口市生态发展处于不可持续状态。[结论]未来应采取开发新型能源,发展生态农业、旅游业,增加生态用地面积等措施来缓解生态环境压力,提高区域可持续发展能力。     

武汉市耕地资源的社会生态价值估算

耕地利用存在的外部性,除了给国家和农户带来经济效益外,还具有社会生态效益。在构建耕地资源价值体系的基础上,探讨了耕地资源社会稳定价值、社会保障价值和生态效益价值的估算方法。研究结果表明:(1)武汉市耕地资源社会稳定效益逐年增长,由1996年的1.50×10⁸元增长到2009年的4.24×10⁸元;(2)耕地资源社会保障效益逐年递减,由1996年的7886.65元/(hm²·a)下降到2009年的6618.74元/(hm²·a),表明农村社会保障体系亟待建立。(3)耕地资源生态效益价值呈现先下降后上升的趋势,耕地数量的变动是重要的影响因素。武汉市耕地资源的社会生态价值总体变动趋势为上涨。基于我国城市土地利用中存在外延式扩张和粗放、低效利用并存的现象,有必要全面考虑耕地资源的价值。     

2009-2015年中国耕地资源利用时空格局变化研究——基于粮食安全与生态安全双重视角

[目的]研究2009—2015年中国及其31个省（不含港澳台地区）耕地资源利用的时空格局变化,为优化和完善中国耕地保护政策,促进区域可持续发展提供科学参考。[方法]基于粮食安全和生态安全双重视角,利用粮食供需平衡法和生态足迹法,分析耕地资源的供需盈亏和生态盈亏,并结合耕地保护红线和行星边界框架,探讨中国耕地资源利用的安全区间。[结果]从粮食供需盈亏来看,中国耕地利用处于供需不平衡状态,省际差异明显,盈余省份主要分布在中部和东北地区,东南沿海省份赤字系数较高;从生态足迹盈亏来看,中国耕地利用总体处于生态赤字状态,赤字系数较高的省份主要位于中东部人口集聚和经济发达地区及西北地区,少数盈余省份分布在南部和西南地区;行星边界框架提出的耕地转化率不超过15%,具有一定合理性。结合耕地保护红线讨论中国耕地规模的安全区间,认为1.20×10⁸~1.44×10⁸ hm²是相对合理的设定。[结论]今后在完善区域差别化耕地保护政策的过程中,应当关注耕地规模区间的设定和变动,遵循粮食安全与生态安全协调并举的可持续发展原则。     

人口和经济增长对耕地资源影响的计量分析

在对贵州省毕节地区耕地面积、城镇化率、区域经济增长趋势变化分析的基础上,运用多元回归分析,探讨耕地面积与固定资产投资额、工业生产总值及城镇化率之间关系。结果表明,该区耕地面积从1988年的4.02×105hm2下降到2008年的3.65×105hm2,年平均递减率为0.48%。人均耕地面积由1988年的0.069 hm2下降到了2008年的0.047 hm2,年均递减率为1.90%;固定资产投资、工业发展、城镇化率对耕地面积的减少都有显著影响,弹性系数分别为-0.030,-0.002和-0.046,其中人口城镇化对耕地面积减少的影响最大。20 a间毕节地区城镇化的发展导致耕地非农化的产生,仍然是以牺牲耕地资源为代价,城市土地的集约节约利用水平有待提高。     

基于灰色系统理论的挠力河流域净耕地面积预测

[目的] 研究如何精准提取净耕地利用信息,为农田管理与耕地科学利用提供理论支持。[方法] 基于灰色系统理论提出净耕地预测思路,以典型粮食产区挠力河流域为研究区,在土地利用变更调查数据支持下,运用净耕地系数、突变检测模型、灰色动态模型（GM）等数理模型,提取并验证净耕地（包括旱地和水田）利用信息。[结果] 挠力河流域土地利用斑块面积变化表现出显著的“灰色”特征,对20 hm²等额面积区间的非旱地和非水田斑块面积累加处理,可增强数据列的规律性特征;GM （1,1）灰色系统模型和多项式预测方法均可较为准确地提取非旱地和非水田面积信息。2018年,挠力河流域旱地和水田的净面积分别是1.06×10⁶ hm²和3.87×10⁵ hm²,对应的净系数为97.65%和98.07%。[结论] 耕地斑块面积变化具有灰色特征,可采用灰色系统理论进行净耕地面积预测。     

农地非农化过程中农民土地权益损益研究——以吉林省四平市为例

[目的]对在农地非农化过程中农民土地权益损益进行研究,为国家制定新的补偿标准提供科学依据。[方法]以吉林省四平市为例,从价值的哲学概念入手,构建农用地综合价值体系,运用收益还原法、当量因子法和影子价格法对四平市农地综合价值进行量化和评估。[结果](1)农地综合价值为1.33×106元/hm2。其中,经济价值为4.56×105元/hm2,生态价值为3.74×105元/hm2,社会价值为2.87×105元/hm2,农地发展权价值为2.18×105元/hm2;(2)农地非农化实际补偿价值为4.50×105元/hm2;(3)农地非农化过程中农民土地权益损益为8.84×105元/hm2,损益价值占农地综合价值的66.3%。[结论]2012年四平市的农地非农化实际补偿价值仅占农地综合价值的33.7%,证明被征地农民的土地权益受到严重侵害,认为对农地价值认识的局限、征地补偿标准不合理、征地制度不完善、农地产权不清晰是造成农地非农化过程中失地农民土地权益受损的主要原因。     

安徽省1995-2013年粮食生产与耕地压力动态变化特征及驱动因素

[目的]探索安徽省粮食安全与耕地压力动态变化及驱动因素,为管理层制定粮食安全政策提供决策参考.[方法]运用耕地压力指数模型、C-D生产模型,采用偏最小二乘回归方法,对安徽省1995-2013年粮食生产与耕地压力的动态特征及驱动因素进行综合分析.[结果](1)人口增长与耕地面积减少的矛盾突出.人口由1995年6 000万,增至2013年6 929万,呈线性增长态势,而耕地面积则由1995年4.29×106 hm2减少至2013年4.19×106 hm2,呈下降态势;(2)研究时序内,耕地压力指数均值为0.345,承载力指数均值为0.747,耕地资源禀赋尚处盈余状态,为全国商品粮盈余地区,平均盈余率达25.32％;(3)粮食作物播种面积、农业固定资产投资对粮食生产具有正向影响,边际弹性系数分别为0.001 458,0.116 508,有效灌溉面积、劳动力、农机总动力、化肥、农膜、农药、农村用电量对粮食生产具有弱负向影响.[结论]加大财政支持力度,加快推进农业现代化进程,增强科技对粮食生产的贡献率,是保障安徽省粮食生产可持续发展的重要途径.     

基于RS和GIS的县域土地利用变化特征分析

基于RS和GIS技术,结合土地利用变化指数模型定量分析了江西省新建县1991—2000年(分两个时段)的土地利用变化时空特征。结果表明,研究期间耕地面积减少2199.181hm2,林地面积增加1655.375hm2,建设用地面积增加1880.467hm2,未利用地减少1290.016hm2,草地和水域面积变化不大。6种土地利用类型中建设用地变化动态度最大,其次为未利用地,再次为林地和耕地,且研究区1991—2000年区域综合土地利用动态度为0.165%。土地利用程度综合指数1991年、1996年、2000年分别为243.687、244.084、244.868,呈上升趋势。土地利用空间动态度仍以建设用地为最大,其次为未利用地和草地,耕地最小。同时,研究得出了各土地利用类型在研究时段的“涨势”或“落势”状态。新建县1996—2000年区域土地利用变化空间动态度比1991—1996年有所下降,且土地利用变化逐渐由双向转移向单向不平衡转移转化。     

基于组合模型的安徽省城镇化演进对耕地影响前景研究

[目的]探索安徽省城镇化演进对耕地影响的前景,为管理层制定协调城镇化发展与耕地保护政策提供依据。[方法]运用LMDI分解模型对城镇化进程引致的耕地面积减少份额进行了计算;借助SPSS分析软件,采用最佳拟合优度曲线估计方法,对城镇化与耕地变化间耦合函数关系进行了考察;基于Logistic模型对城镇化演进趋势进行了预测;依据城镇化与耕地耦合关系及城镇化演进趋势,测算了城镇化发展对耕地影响的前景。[结果]1996—2011年,安徽省城镇化进程引致耕地面积年均减少1 097.87hm2,人口城镇化率每提升1个百分点,耕地面积减少795.20hm2;城镇化与耕地变化间以二次曲线拟合最优;安徽省2020,2030年人口城镇化率分别达到58.44%,68.25%;2020年前,城镇化发展将导致耕地年均减少3 804.94hm2,城镇化水平每提升1个百分点,将导致耕地减少2 549.37hm2,2021—2030年,城镇化演进将导致耕地年均减少11 179.42hm2;城镇化水平每提升1个百分点,将导致耕地减少11 395.94hm2。[结论]未来城镇化演进对耕地的影响将日趋激烈,耕地保护与生态安徽建设将面临较大挑战。     

气候变化对四川盆地主要粮食作物生产潜力的影响

基于四川盆地1961—2018年63个气象台站的逐日气象资料和1981—2018年46个农业气象观测站的主要粮食作物(水稻、玉米和冬小麦)生育期资料,利用逐级订正的方法计算作物气候生产潜力,分析太阳辐射、气温、降水及气候变化对四川盆地主要粮食作物气候生产潜力的影响,研究旨在为提高区域农业生产力并保障农业可持续发展提供科学依据。结果显示:1961—2018年四川盆地作物多年平均气候生产潜力的分布为水稻由西向东递增,玉米在盆地北部和西南偏高、其他地区偏低,冬小麦南北高、中部低。辐射量减小对3种作物气候生产潜力的影响为负效应;平均气温升高对作物气候生产潜力的影响为正效应;降水量变化是作物气候生产潜力变化出现空间差异的主要原因,降水量增加对作物气候生产潜力的影响为正效应,而降水量减少为负效应。气候变化对水稻气候生产潜力的影响在盆地西南部和北部的部分地区为正效应,其余地区为负效应;气候变化对玉米气候生产潜力的影响在盆地南部和东部的部分地区为正效应,其余地区为负效应;气候变化对冬小麦气候生产潜力的影响在盆地东北部的部分地区为负效应,其余大部地区为正效应。总体来看,气候变化对四川盆地冬小麦气候生产潜力的影响最大,为9.9kg·hm~(-2)·a~(-1),而对玉米和水稻的影响分别为-1.4 kg·hm~(-2)·a~(-1)和0.5 kg·hm~(-2)·a~(-1)。为了适应气候变化,四川盆地应选育光合效率高和抗旱性强的作物品种,并加强农田管理,以提高农业生产水平并保障粮食安全。