基于重心模型的粮食生产与水资源时空耦合分析

随着水资源面临越来越大的压力，水资源约束下的粮食安全问题也愈发受到关注。为更加清晰地认识粮食生产与水资源之间的矛盾，文章首先对全国粮食产量与水资源总量进行了时空分布分析，其次运用重心模型从全国和区域层面对1999—2018年粮食生产重心与水资源重心的演变趋势、时空耦合程度进行分析。结果表明：1）我国粮食生产重心在1999—2018年间整体上向东北方向移动了238.78 km，在全国和区域层面均出现了北移的趋势；我国水资源重心始终位于粮食生产重心西南方向，移动范围不大。2）从全国层面看，研究期间粮食生产与水资源双要素重心的空间距离增加，整体上空间重叠性下降，但近几年空间距离增加趋势趋于平缓；双要素重心的变动一致性指数均值为－0.06，呈较不匹配状态，但2014—2018年间指数均值为0.14，耦合性略有增强。3）从区域层面看，结合双要素重心的空间距离与变动一致性指数，东北地区和西南地区时空耦合程度较强，西北地区较弱。通过合理规划粮食生产与水资源利用格局、提高农业水资源利用效率等途径，有利于缓解粮食生产与水资源之间的紧张形势。     

江西省粮食生产重心转移特征的探讨

以江西省地级市为研究单元,根据2003 ～ 2012年江西省各地区的粮食生产、耕地面积和人口统计数据,通过计算各市粮食产量的比重,分析该地区粮食供需格局的变化特征,揭示江西省粮食生产与耕地变化的时空动态特征及原因,对比分析耕地面积重心和粮食产量重心动态关系.结果表明：江西省粮食生产重心和耕地分布重心在空间上均表现为“北进”的态势,在移动方位上大致具有同向性.耕地重心沿着正北方向移动了4.23 km,粮食产量重心沿着相似的轨迹移动了9.00 km,区域粮食产量增长受粮食单产、粮食播种面积等非耕地总量因素的影响日益明显,粮食增产对耕地资源的依赖性也日益增强.因此,保障粮食安全与耕地保护亟需创新机制和政策.     

中国粮食生产与耕地变化的时空动态

 【目的】揭示1990-2005年中国粮食生产与耕地变化的时空动态特征,以及粮食生产对于耕地变化的敏感性。【方法】构建重心拟合模型和敏感度分析模型,对比分析耕地面积重心和粮食产量重心动态关系。【结果】中国粮食生产重心和耕地分布重心在空间上均表现为“北进中移”的态势,在移动方位上大致具有同向性。耕地重心沿着“西北—西南—东北”的轨迹共移动了17.3 km,粮食产量重心沿着“东北—西南—东北”的轨迹移动了223.3 km,两个重心之间的距离和粮食产量大致呈反向变化。当两者距离拉近时,粮食产量减少,当两者距离增大时,粮食产量增长。【结论】区域粮食产量增长受粮食单产、粮食播种面积等非耕地总量因素的影响日益明显;粮食产量变化对耕地变化的敏感性呈增强趋势。化肥、农药等物质投入的报酬递减趋势日益明显,粮食增产对耕地资源的依赖性也日益增强。保障粮食安全与耕地保护亟需创新机制和政策。     

江西省粮食生产时空变化特征及影响因素分析

根据江西省2005—2019年粮食生产数据及相关影响因素数据，采用空间自相关分析和相关分析方法，分析近15年来江西省粮食生产时空变化特征及影响因素。结果表明：（1）2005—2019年江西省粮食产量总体呈现增长趋势，主要粮食作物产量依次为：稻谷>玉米>小麦；（2）宜春市和吉安市粮食产量在江西省各市位居前列，新余市、萍乡市、鹰潭市及景德镇市粮食产量一直相对偏少，市域粮食产量在空间分布上呈现相似类型集聚分布特征，且随着时间变化空间集聚特征愈发明显；2005—2019年江西省的粮食高产集聚区由抚州逐步聚集于上饶；（3）农业肥料、播种面积和农业塑料薄膜与粮食产量呈显著正相关，对粮食生产均具有显著性正向效益。     

基于地貌分区的湖北省粮食生产格局与耕地资源匹配关系研究

【目的】研究不同地貌区粮食生产格局与区域耕地资源的匹配关系,为粮食生产布局和耕地资源保护提供决策依据。【方法】采用集中度、变异系数、重心模型、匹配度和LMDI模型等研究湖北省1990—2020年不同地貌区粮食生产格局变化与耕地资源的匹配关系。【结果】1990—2020年鄂西山地、鄂中岗地、鄂东丘陵、江汉平原粮食产量占湖北省粮食总产量的比重逐步调整为11.2%、30.6%、26.2%、32.0%。近30年湖北省各地貌区粮食作物生产集中度及变化趋势存在显著差异,粮食生产向鄂中岗地集中的趋势明显,以小麦和玉米为主,大豆生产则向江汉平原集中。湖北省粮食播种面积重心和粮食产量重心向西北方向移动了5.37和14.63 km,但鄂中岗地粮食生产重心向东北方向移动,江汉平原和鄂西山地则向西南移动。近30年来,鄂西山地、鄂中岗地、鄂东丘陵、江汉平原粮食生产与耕地资源重心的平均空间距离为6.20、3.35、10.57、6.82 km,变动一致性平均指数分别为0.49、0.44、0.40、0.27。湖北省粮食生产与耕地资源的基尼系数均大于0.5,且有增加趋势,鄂西山地和江汉平原不平衡指数为正,鄂中岗地与鄂东...     

山东省县域粮食生产格局演变及其影响因素

利用1995—2015年山东省县域粮食产量等数据资料,运用ESDA、重心迁移模型和多元回归模型等方法,分析山东省粮食生产格局演变及其地理集聚特征,探索影响粮食生产格局变迁的关键因素。结果表明:研究时段内,山东省粮食生产波动较大,粮食产量由1995年的4 245万t减少到2002年的3 293万t,然后通过十三连增,到2015年达到4 713万t;县域尺度上,山东省粮食生产的空间集聚程度不断增强,但西部地区产量增长明显快于东部地区,重心向西移动显著,逐步形成了"西热东冷"的空间格局。研究表明,农业机械总动力、有效灌溉面积和年末总人口等因素对粮食产量有着显著地正向影响,而人均地区生产总值和农村用电量表现为负向影响,共同推动粮食生产及其空间格局的演变。因此,提出加强高标准农田建设、推动土地适度规模化发展和建立粮食主产县利益补偿机制等建议,有效保障粮食产能。     

河南省粮食生产时空格局变化及其驱动因素

【目的】河南省作为粮食生产大省,研究其粮食产量时空格局变化及其驱动因素对稳定粮食安全具有重要的现实意义。【方法】以1999—2018年河南省123个县域粮食产量为基本数据,借助趋势产量模型、空间自相关、标准差椭圆以及地理加权回归模型等方法对河南省粮食产量的时空变化以及驱动因素进行分析。【结果】从时间上看,河南省粮食产量呈现线性增长趋势,2003年粮食产量波动最大,2005—2006年粮食产量增长率最高。从空间上看,河南省粮食产量在空间上呈现出显著的正相关性,具有明显的空间集聚特征,高—高、低—低是主要的空间聚类模式,且粮食生产重心向东南方向转移。从驱动因素上看,粮食播种面积是河南省粮食增产的关键因素,化肥提纯量、农药使用量、农业机械总动力、总人口以及第一产业从业人员对粮食生产有正向作用也有负向作用,除化肥提纯量和总人口外,其他影响因素的回归系数高、低值区在空间上发生明显转移。【结论】为继续保障河南省粮食安全,推动粮食增产,需进一步加大对粮食生产的政策扶持力度;维持耕地面积基本不变,加强耕地质量保护;积极发展农业适度规模经营,实现资源利用最大化。     

2009—2017年中国耕地资源与粮食产量时空变化特征

基于2009—2017年全国各省的耕地资源和粮食生产统计数据,通过构建重心模型、粮耕敏感度模型等,得出中国2009—2017年的耕地面积重心与粮食产量重心的移动轨迹,以及各省的粮耕敏感度,并使用ArcGIS 10.2软件实现结果数据的空间表达。结果表明,中国耕地面积总体呈减少趋势,东部地区持续减少,西部地区波动增加;粮食产量总体呈增长趋势,北方地区粮食产量占比逐年提高,南方则呈下降趋势;耕地重心表现为“西移北上”,粮食产量重心表现为“北上东移”,耕地重心移动距离年变化波动要小于粮食产量重心;全国粮耕敏感度总体呈下降趋势,粮耕敏感度较大的省份主要分布在自然条件相对较差以及耕地系统较为脆弱的地区,且有向中部和一些经济发达省份转移的趋势。基于以上结果,应及时调整农业政策,以更好地保护耕地资源与保障粮食安全。     

基于LMDI模型的新疆粮食生产时空变化特征及其成因分析

以新疆为研究区,基于对数平均迪氏分解法(LMDI),研究了2000～2019年新疆粮食生产时空变化特征及其影响因素。结果表明:(1)2000年以来,新疆粮食增产1.77倍;2009年增速高达38.01%;但2016～2017年连续2年产量下降,累计产量降幅为7.89%。(2)2000～2019年20年间粮食产量重心向东北转移距离125414 m;北疆与南疆相比,粮食增产数量多、速度快,导致粮食重心北移。(3)耕地规模增加对粮食增产贡献度最大;粮食单产、复种指数作为科技影响因子能够起到促进作用;粮耕比例调整对粮食生产产生较大负向效应。新时期粮食生产既要"藏粮于地"合理增加保持耕地面积,又要通过科技创新"藏粮于技"不断提高粮食作物的复种指数及单产,以稳定粮食生产,保障粮食安全。     

基于LMDI模型的新疆粮食生产时空变化特征及其成因分析

以新疆为研究区,基于对数平均迪氏分解法(LMDI),研究了2000～2019年新疆粮食生产时空变化特征及其影响因素.结果 表明:(1) 2000年以来,新疆粮食增产1.77倍;2009年增速高达38.01％;但2016～2017年连续2年产量下降,累计产量降幅为7.89％.(2) 2000～ 2019年20年间粮食产量重心向东北转移距离125414 m;北疆与南疆相比,粮食增产数量多、速度快,导致粮食重心北移.(3)耕地规模增加对粮食增产贡献度最大;粮食单产、复种指数作为科技影响因子能够起到促进作用;粮耕比例调整对粮食生产产生较大负向效应.新时期粮食生产既要"藏粮于地"合理增加保持耕地面积,又要通过科技创新"藏粮于技"不断提高粮食作物的复种指数及单产,以稳定粮食生产,保障粮食安全.