中国广义农业水土资源匹配及利用状况动态评价

作为农业发展的核心要素,水土资源匹配态势与利用程度决定着中国农业可持续发展及食物安全。为优化中国农业水土资源配置,该研究基于2000—2020年全国31个省市的统计数据,采用基尼系数评价中国农业水土匹配状况,提出广义农业水土匹配系数揭示各省农业水土资源匹配状况及配比程度,联合匹配特征与水土利用状况确定各省农业水土资源利用类型区。结果表明：1）研究期内,中国灌溉水与耕地分布差距较大（基尼系数均值0.424）,匹配情况变差;广义农业水资源与耕地资源分布相对合理（基尼系数均值为0.360）,无显著变化趋势。地理区及省际间农业水土匹配程度存在较大差异。华北、西北和东北地区匹配状况为“土多水少”,华东、华中和西南地区匹配状况为“水多土少”,广东（广义农业水土匹配系数均值为2.06）和云南（广义农业水土匹配系数均值为1.02）匹配程度分别为各省市最低和最高,匹配状况均为“水多土少”;2）农业水土资源利用程度空间异质性明显,垦殖率东南高西北低,农业水资源利用程度北高南低;3）吉林、新疆、江苏水土资源配置情况变差（转为低匹配高开发区）,北京水土资源配置情况有所好转（转为高匹配低开发区）。研究结果能够为国家农业水土资源优化配置相关决策提供支撑,对实现国家食物安全及农业可持续发展具有重要意义。     

河南省农业水土资源时空分异与匹配格局

水土资源是人类生产、生活的核心资源,其空间分布对区域粮食生产和耕地可持续利用有重要影响。河南省是我国重要的粮食主产区,为了解河南省水土资源的空间分布与匹配状况,在构建农业水土资源匹配模型的基础上,对河南省18个地市1999—2013年水土资源时空匹配程度进行了分析评价。结果表明:(1)研究期内,河南省耕地面积增加了19%,净增131.3万hm~2,农业用水比重降低了13%、净减少23.8亿m~3;河南省耕地资源优势明显,而水资源匮乏;水土资源数量不匹配。(2)河南省水资源主要分布在河南省北部和南部,耕地资源主要分布在河南省东部和南部,水土资源空间不匹配。(3)河南省水土资源匹配系数为0.21万m~3/hm~2,仅为全国平均水平(0.56万m~3/hm~2)的38%;研究期内河南省水土资源匹配系数降低了25%。(4)河南省水土资源匹配空间差异显著,呈现出"北部最优、南部东部优于中部和西部"的格局。全省76%耕地水土资源匹配程度为"较差"(0.33R≤0.50)或"极差"(0.09R≤0.15),仅有6%的耕地水土资源匹配程度"较优"(0.33R≤0.50)。水资源是河南省农业的主要限制因子,全面加强水利基础设施建设、加强节水农业技术综合运用、优化农业水土资源配置是提高河南省水土资源匹配程度,保障粮食生产的重要途径。     

关中地区农业节水分区研究

农业节水分区是促进区域水资源高效利用,缓解农业用水短缺的有效方法之一。针对关中地区水资源短缺、农业用水量大的现状,进行了该地区农业节水分区。收集分析了关中地区的地形地貌、气候特征、水资源利用状况以及农业结构方面的资料,采取系统聚类法结合主成分分析的方法展开关中地区农业节水分区的研究。结合关中地区农业相关的自然社会特点,构建了由气候指标、地形地貌指标、水资源及缺水程度指标、耕地灌溉程度指标、社会经济情况指标和农业结构指标等组成的农业节水分区指标体系;对指标进行变异分析和相关分析,筛选出13个原始指标;借助主成分分析法将原始指标表示成6个主成分以提高计算效率;运用系统聚类法把研究区内的42个县级区域划分成6个农业节水区,并结合自然、社会和经济情况对各区进行了水资源利用情况分析,对各区农业节水措施给出相应的对策建议。     

河套灌区农业水土资源时空匹配格局研究

为了客观地评价内蒙古河套灌区农业水土资源时空匹配情况,在分析灌区水土资源利用现状和空间分布格局的基础上,以灌溉用水量作为水资源量的表征参数,构建了农业水土资源匹配测算模型,评价了河套灌区及5个县域的农业水土资源匹配程度,并对其匹配程度进行了划分。结果表明:河套灌区农业水土资源匹配一般,耕地资源优势明显,水资源问题突出;10a来农业水土资源匹配程度逐渐降低,匹配程度空间差异性较为显著,总体呈现出"自西向东依次变差"的特点。针对河套灌区农业水土资源匹配程度差、区域差异明显的情况,应加强该区水利工程建设和加快水务管理体制改革,同时兼顾农业水土资源优化配置,提高河套灌区农业水土资源匹配程度。     

流域"地-矿"土地水资源利用冲突测度确定及土地整治策略

量化区域煤炭开采与水土资源相互影响程度,有助于把握土地利用过程中的主要限制因素,提高土地整治的针对性与有效性。该文以山西省泽州县长河流域为研究区,提出煤炭开采与水土资源利用相互影响测度与土地整治策略的思路和方法。首先提出煤炭开采与水土资源相互影响分析框架,并将土地、水和煤炭作为主要的相互影响对象,将土地利用系统作为影响载体,借助数学模型和GIS空间分析技术,依次评价土地损毁累积作用指数、水资源匮乏指数和煤炭资源损失指数;然后确定综合影响值及其等级空间分布,并据此将流域划分为重点生态修复区、重点生态保护区、损毁土地复垦区、耕地资源保护区、水资源匮乏修复区、水资源与耕地资源保护区和耕地质量提升区等七大土地利用功能区,并根据主要限制因素提出相应的土地整治策略。研究结果表明综合影响高值区及中值区面积占研究区总面积的分别是20.21%和33.39%,主要分布在流域西部,是煤炭开采活动集聚区,煤炭压覆及土地损毁是冲突主要表现特征,划分为重点生态修复区、重点生态保护区、损毁土地复垦区和耕地资源保护区;综合影响低值区及(基本)无影响区分别占24.24%和22.16%,主要分布在流域东部,水资源匮乏是冲突主要表现特征,划分为水资源匮乏修复区、水资源与耕地资源保护区、耕地质量提升区,以上分区与土地利用总体规划中土地用途分区基本吻合。综合影响测度模型有利于定量分析"煤炭-水土"相互利用影响等级与主导限制因素,为制定有效的土地整治策略提供依据。     

陕西关中地区农业水土资源时空匹配格局研究

为了分析关中地区农业水土资源的时空匹配情况,应用农业水土资源匹配系数,评价了关中地区及所辖5个地级市的农业水土资源匹配程度。结果表明:关中地区水资源短缺、人水矛盾和人地矛盾突出;农业水土资源匹配格局的时间变化不明显,而空间匹配存在明显的差异,宝鸡市和西安市的匹配程度优于其他市区,咸阳市的匹配程度最差。因此,应该通过跨流域调水工程、提高有效灌溉面积、改进农业结构等措施,提高关中地区农业水土资源的匹配程度。     

延安市农业水土资源匹配及承载力

为客观分析延安市农业水土资源空间匹配状况,根据耕地、水资源量等数据,在分析延安市水土资源空间分布格局的基础上,通过构建洛伦兹曲线以及农业水土资源匹配计算模型,对延安市及其13个区县农业水土资源的匹配程度进行评价。结果表明:延安市农业水土资源匹配系数0.26×104 m3/hm2,匹配程度较差,低于全国同期平均水平0.54×104 m3/hm2,并且空间匹配程度存在明显的差异,总体上呈现出南优北差的匹配格局。在全面分析影响农业水土资源承载力多种因素的基础上,建立延安市农业水土资源承载力评价体系,将粒子群优化算法与投影寻踪模型结合在一起,对延安市各区县农业水土资源承载力进行了评价。结果表明,子长县和延长县农业水土资源承载力最低,承载力IV级;黄龙县农业水土资源承载力最高(II级),其他大部分区县农业水土资源承载力处于中等偏低水平(III级),研究可为提高粮食生产效益及区域农业水土资源可持续利用提供依据。     

区域基尼系数及其在区域水土资源匹配分析中的应用

水土资源的匹配对于农业生产非常重要,因此如何定量测度区域水土资源的总体匹配 程度,对于合理开发利用水资源和耕地资源具有战略意义.通过区域基尼曲线及系数的构建 ,为区域水土资源的匹配研究提供了新的思路.研究结果表明,我国(省际间)的水土资源 匹配程度与世界(国际间)的水土资源匹配程度以及亚洲(国际间)的水土资源匹配程度相当.     

微观尺度分析挠力河流域耕地利用水土资源匹配时空动态

该文基于供给与需求视角,构建了微观尺度下的水土资源匹配指数测算模型,在综合考虑区域气候和水资源变化、耕地利用结构调整、作物各生育期需水量差异等因素基础上,研究2000—2015年挠力河流域作物全生育期和各生育期耕地利用水土资源匹配的时空动态。结果表明:除作物生育前期需水量围绕2.92×10~9 m~3上下波动和作物生育后期耕地利用水资源有效供给量波动降低外,作物全生育期和各生育期需水量和水资源有效供给量均呈增长态势。作物全生育期耕地利用水土资源匹配程度总体较低,其指数主要分布在0.45以下,但呈现出升高趋势且差异化增强。作物各生育期耕地利用水土资源匹配指数变化复杂,以2010年为界,表现出明显的阶段性特征;作物需水量、水资源有效供给量和水土资源匹配指数均呈现出其高值区由流域中游东部向流域中游西部和流域下游转移并扩张的空间动态特征。研究可为挠力河流域耕地利用水土资源高效利用提供参考。     

黄土高原重点水土流失区土地利用分区

该以合理利用重点水土流失区土地资源、防治水土流失、保护耕地和发生经济为目的，应用模糊聚类分析方法进行土地利用分区。划分出３个区、７个亚区，并简述了各区概况和土地利用方向。     

陕西省农用地资源禀赋的格局演变及空间分异

了解区域土地资源的禀赋是合理组织土地资源利用的前提和基础,探讨土地资源禀赋的评价并对具体区域的土地资源禀赋进行研究具有十分重要的理论与现实意义。基于2001年-2014年陕西省农用地利用及国民经济发展相关数据,以陕西省11个地市农用地资源为研究对象,从农用地数量、质量、结构和效益4个维度构建指标体系评价陕西省农用地资源禀赋度并揭示其演变过程和空间分异特征。结果表明:（1）陕西省农用地资源禀赋总体发展趋势呈先下降后上升状态且等级格局变动明显,下降幅度最大的是商洛市,上升幅度最大的是铜川市,杨凌示范区农用地资源禀赋度在研究时段内保持最高。（2）陕西省农用地资源禀赋空间分异显著且与陕西省自然地理分区呈耦合关系,关中地区的农用地资源禀赋度最高,其次是陕北地区,陕南地区最低。今后应根据区域特点,采取针对措施,提高区域农用地资源禀赋。     

陕西省土地资源开发利用的战略思考

根据区域地貌特征,陕西省土地被分为5个开发利用区,即:风沙旱滩区,黄土丘陵沟壑区,黄土高原沟壑区,渭河平原区,秦巴山区,并对每区的开发利用战略进行了讨论。最后提出,人类必须遵循生态学原理,把现代农业技术和传统经验相结合,因地制宜,分区建立良好的区域经济生态系统。     

黄河流域九省区农业水资源利用效率评价和障碍因子分析

为了解黄河流域九省区农业水资源利用现状,明晰提高九省区农业水资源利用效率障碍因子。基于熵权Topsis模型,以黄河流域九省区为评价单元,从资源利用效率、经济效益、生态效益准则层中选取14个评价指标,构建九省区的农业水资源利用效率的综合评价指标体系,评价黄河流域九省区2004年、2009年、2014年、2019年的农业水资源利用效率,并对九省区的农业水资源利用效率进行障碍因子诊断。结果表明:(1)2004—2019年,青海、内蒙古、河南、山东的农业水资源利用效率较高,陕西、甘肃、山西的农业水资源利用效率相对较低。(2)2004—2019年,各省区的农业水资源利用效率整体提高,且九省区之间的农业水资源利用效率差异逐渐减小。(3)地均水资源占有量(A6)、人均生态环境用水量(A13)是山西、山东、河南、四川、陕西、甘肃、宁夏的主要障碍因子,人均生态环境用水量(A13)、农业水资源利用效率系数(A4)是青海的主要障碍因子,地均水资源占有量(A6)、用水的农业生产总值(A9)是内蒙古主要障碍因子。因此,九省区水资源禀赋及生态环境用水量是影响其农业水资源利用效率的主要因素。     

陕北黄土高原农业自然资源与利用方向

通过陕西省北部黄土高原三个自然经济单元的资源环境特点分析,论述了农业自然资源开发利用方向和途径:长城沿线风沙区靠牧业的系统开发致富,粮食力争自给;黄土丘陵区充分利用其土地的多宜性,走种植、养殖、经济林多头发展的道路;渭北高原应以种植业为主,致力于粮经果的深层开发。实施后陕北黄土高原将成为高效农业生态经济区域。     

基于评估模型的陕西省水资源气候影响分析

利用陕西省1961—2009年96个观测站的年降水、气温资料以及1997—2006年水利部公布的水资源资料,基于线性拟合、水资源丰枯评价指标、变差系数及产水模数等方法和指标,对陕西省近50 a来的水资源状况进行了气候影响分析。结果表明,基于降水、气温的水资源评估模型能够对陕西省水资源状况进行评估,且评估效果好于只考虑降水的评估模型。近50 a来陕西省气候趋于暖干,年平均气温自20世纪90年代升高,1996年前后发生突变;年降水自20世纪80年代中后期减少,1988年前后发生突变。受气温升高,降水减少影响,近50 a来陕西省水资源量呈减少趋势,1991年前后发生突变,水资源量显著减少。20世纪90年代之前,陕西省水资源量正常偏多,之后水资源正常偏枯,且年际变化显著,年水资源量不稳定。陕西省属于旱年缺水类型,天然供水量的减少增加了水资源利用率,水资源供需压力增大。     

基于主成分分析法和GIS的土地利用综合分区研究——以黑龙江省红兴隆垦区五九七农场为例

对黑龙江省农垦总局五九七农场进行土地利用综合分区研究,旨在为土地规划、农业区域规划提供依据,实现土地资源的可持续利用。利用综合评价法从土地资源利用的结构、投入、产出、生态和动态5个方面对土地综合利用程度进行评价,并结合空间聚类分析对研究区进行管制分区。结果表明:五九七农场土地利用的综合水平在空间上存在明显差异。按照研究区域土地利用综合水平的空间分异特征将其划分为4个综合分区,分别为:西南城镇发展区、完达山北麓林牧业土地利用区、三江平原中部农业土地利用区、三江平原南缘湿地土地利用区,并根据分区结果制定差别化土地管理方案。     

基于因素法和修正法的农用地综合定级研究

以陕西省神木县农用地定级研究为例,论述了因素法和修正法两种方法的定级过程,通过空间重叠度分析,有效地将两种方法进行综合,确定农用地级别,并对定级结果进行了验证,定级结果符合当地实际,该研究成果以期为加强农用土地资源管理与土地资产管理打下良好基础。     

农业土地资源利用效率评价及改善路径研究——以江西省11个设区市为例

土地资源是世间万物生存与发展的根本,科学评估农业土地资源利用效率时空演变特征,厘清其效率损失原因与改善路径,对缓解人地矛盾、保障粮食安全和实现农业可持续发展有着十分重要的意义。本文以江西省11个设区市为研究区域,将土地资源生态价值纳入投入产出指标体系,利用VRS-DEA模型与Malmquist指数对1990—2016年江西省农业土地资源利用效率时空特征进行分解分析,定量分析农业土地资源利用效率损失原因,并给出改善农业土地资源利用效率的有效路径。结果表明：1）江西省农业土地资源整体利用效率较高,1990—2016年呈现“先下降后上升”的变动趋势,效率均值为0.889;2）从效率分解情况来看,综合技术效率是纯技术效率和规模效率共同作用的结果,但规模效率影响能力强于纯技术效率;3）从空间格局演变角度来看,区域间效率变化轨迹差异显著,非均衡发展趋势较为突出,呈现“大聚集-小分散”的分布特征,梯形层次明显;4）从全要素生产率动态变化情况来看,江西省农业土地资源利用全要素生产率整体呈增长趋势,技术进步贡献最大,且全要素生产率增长属于技术进步“单轨驱动”模式;5）从效率损失原因来看,种植业产值产出不足是效率损失的主要原因,农药化肥、种植业从业人员等要素投入冗余是次要原因;6）从效率改善路径来看,优化资源要素配置,规范减少农药化肥使用,逐步转移农村剩余劳动力,提高土地生产机械化、规模化水平是改善农业土地资源利用效率的关键路径。该研究结果可为深入了解江西省农业土地资源整体利用形势、识别存在问题和优化发展路径提供参考,同时为未来政府制定农业土地资源高效利用与管理决策提供科学依据。     

县域尺度农业资源管理决策支持系统研究

该文根据实际需要,在ArcView和FoxPro支持下建立了县域尺度的农业资源管理决策支持系统。它的组成不仅包括构成系统基础的土地资源、水资源、气候资源、生物资源,同时涉及依赖这些资源而存在的各种作物、牲畜、果木,以及为这些产品所投入的生产资料。然后介绍了该系统在山东省宁津县的应用实例。县域农业资源管理决策支持系统将计算机和地理信息系统技术与当地自然地理、社会经济条件结合,根据相关的专家知识库,实现农业资源的合理利用,提高农业生产资料生产效率,同时还有效减轻农业生产造成的环境问题。