区域耕地粮食生产保障能力及其风险评价方法

区域耕地粮食生产保障能力是区域耕地对综合食物安全所需粮食的保障程度,受区域耕地资源和社会经济等方面的影响。科学评价区域耕地的粮食生产保障能力及其存在风险,对于解决综合食物安全问题起着关键性的作用。该文以区域耕地的粮食供给能力和粮食生产安全量预测为基础,建立了区域耕地粮食生产保障风险的评价方法,并以洞庭湖区为例开展了以县(市、区)为基本单元的实证研究。结果表明:洞庭湖区耕地资源对全国综合食物安全的保障情况较好,但部分县(市、区)的风险等级较高,且临湖区域的风险较相对远离洞庭湖区域的风险高,需要提高粮食生产水平并控制耕地非农化。该文所提出的区域耕地粮食生产保障能力及其风险评价方法为研究和评估不同区域粮食安全状况与耕地资源之间的相互关系提供参考。     

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.     

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。     

渭南市耕地变化对粮食安全的影响评价

利于最小人均耕地面积和耕地压力指数模型,对渭南市1990-2006年由于耕地面积变化所引发的粮食安全状况进行评价.结果表明:渭南市耕地面积变化经历了逐年减少、波动变化和趋于稳定3个阶段,耕地面积变化的区域差异不明显,人均耕地面积变化呈现明显减少的特点;正常年份渭南市粮食供给处于安全水平,在粮食生产遭遇自然灾害时,粮食安全状况就会受到影响;粮食安全表现出明显的区域差异性,未来8 a内渭南市的粮食安全不会受到威胁.研究结果将为合理解决渭南市耕地利用与粮食安全之间的矛盾提供科学依据.     

基于熵权可拓决策模型的区域粮食安全预警

定量评价区域粮食安全及客观的预警指标权重选取对于区域粮食安全至关重要。该文考虑影响粮食供给和需求等因素构建区域粮食安全预警指标体系,结合熵权和可拓学理论,建立基于熵权可拓决策模型的区域粮食安全预警模型,并对安徽省近11a(2000-2010年)的粮食安全进行预警分析。研究结果表明:安徽省粮食安全状况可以分为3个阶段,分别是重警阶段(2000-2004年)、中警阶段(2005-2006年)和安全阶段(2007-2010年);粮食安全预警安全度变化与单项预警指标值波动基本一致,综合安全度逐渐提高。该文建立的粮食安全预警模型能够提高区域粮食安全预警能力、定量评价粮食安全状态并有效预警,为实施粮食安全过程监管提供了新思路和方法。     

喀斯特山区土地利用/覆被变化情景模拟

该文运用CLUE-S模型模拟研究了贵州中部猫跳河流域在不同情景模式下未来十年内土地覆被的空间变化情况。根据研究区土地覆被结构的现状以及影响土地覆被变化的宏观因素，作者设计了生态安全目标、粮食安全目标、经济发展目标以及综合发展目标等4种可能出现的情景。结果表明，在不同土地利用情景下，猫跳河流域未来十年的土地覆被格局及其效应存在明显的差别。生态安全目标情景能在较大程度上改善流域的生态环境，但会对流域的粮食安全构成较大的威胁。粮食安全目标情景能够保障流域的粮食安全，但会导致区域生态环境质量下降。经济发展目标模式可充分保障经济建设用地的需求，但会威胁到流域的粮食安全。综合发展目标情景比较全面地考虑到了流域经济发展、生态保护以及粮食安全等需要，是研究区未来较为可取的土地利用模式。     

1951－2015年洞庭湖区旱涝演变及典型年份旱涝急转特征分析

旱涝灾害是制约洞庭湖区经济发展的重要因素,为预测湖区旱涝灾害变化趋势,该文选取1951-2015年洞庭湖区及其周边地区35个气象站点的逐月降水量数据,利用标准化降水指数和夏季长周期旱涝急转指数,辅以小波分析方法,分析近65 a来研究区域的旱涝演变及典型年份旱涝急转特征.结果表明:该区旱涝事件发生的频率高,不同时间尺度旱涝事件发生的平均频率为42.62%.在季节尺度上,夏季洪涝事件发生的频率最高,为33.33%,冬季干旱事件发生的频率最高,为41.54%;在年代际尺度上,20世纪70年代干旱事件发生的频率最高,为25.83%,其次是2001-2015年,频率为22.99%,90年代洪涝事件发生的频率最高,为30%.该区域旱涝变化有4个特征时间尺度,分别为4、10、25和31 a,预测湖区在未来几年降水偏多.洞庭湖区3个区域的旱涝变化大抵一致,但在不同时期仍存在一定的差异.湖区近65 a来有15 a的LDFAI绝对值大于1,旱涝急转现象较频繁,不管是旱涝变化还是旱涝急转变化,东、西洞庭湖区的变化趋于一致,南洞庭湖区与东洞庭湖区旱涝急转变化差异较大.     

粮食生产水平的内涵解析及其预测方法

粮食生产水平是粮食安全相关研究的焦点之一,但目前对其内涵的界定仍有不同的理解,也缺少一种相对标准的预测方法。为了准确解析粮食生产水平的内涵并建立合理的预测方法,该文以对比分析和数学估计为主要方法,首先以粮食单产、粮食生产能力与粮食生产水平之间的物理关系为切入点,界定了粮食生产水平的实质内涵;进而依据粮食单产与粮食生产水平间的数学关系,以粮食单产数据为基础建立了粮食生产水平的预测方法。并以洞庭湖区8个县为例,计算2007和2008年粮食生产水平预测值,与粮食单产对比分析进行验证,结果表明粮食生产水平与粮食单产的差值符合当年粮食生产情况。在此基础上,预测了2011－2015年洞庭湖区8个县的粮食生产水平。该文可为粮食生产的相关研究提供理论和方法的参考。     

基于信息扩散理论的中国粮食主产区水旱灾害风险评估

水旱灾害频发是影响中国粮食安全供给的主要制约因素。该文基于信息扩散理论的风险分析模型,根据1986－2008年期间检索得到的共享数据平台资料,对中国13个粮食主产省（区）的水旱灾害开展风险评估,综合对比分析粮食主产区的水旱灾害风险状况及其空间分布特点。结果表明,中国13个粮食主产省份面临的水旱灾害风险压力均较大,且旱灾风险要大于水灾风险。粮食主产区的水灾风险空间分布格局为南部长江中下游省份多以中度风险为主,东北部和中部黄淮海地区主要为低风险区,而旱灾风险则是东北部和中部黄淮海地区以高、中风险为主,南部长江中下游省份的风险相对较低。     

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。     

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。     

洞庭湖的形成、演变与洪涝灾害

洞庭湖是同构造运动奠基基本格局，又叠加了江河作用以及人类活动的多因素的混成湖，以全新世开始为界，洞庭湖演变分为两个阶段，自然演变阶段，人类活动－自然复合作用演变阶段，洞庭湖区的洪涝灾害的时间分布 有一定规律的，荆江北岸大堤堵口是导致洞庭湖烘涝灾害频繁的根源，人类围垦是洪灾加剧的重要因素。     

洞庭湖区农业生态安全评价

生态安全是一定时间尺度内，不同层次、不同类型的生态系统保持其自身正常结构与功能和满足人类持续发展需要的状态。它是农业可持续发展的核心和基础。在分析农业生态安全面临的问题、构建农业生态安全评价指标体系的基础上，运用层次分析法和GIS技术，采用“农业生态不安全指数”对洞庭湖区各县（市）的农业生态安全状况进行了综合评价。结果表明，湖泊调蓄功能衰退，洪涝灾害威胁加剧，水土流失严重，环境蒋染加重是洞庭湖区农业生态安全面临的主要问题。洞庭湖农业生态安全表现出明显的地域分异特征，生态农业生态不安全指数由湖边向丘陵、山地区递减。本研究成果可直接为洞庭湖区生态环境保护及建设提供科学依据，其研究方法可为区域农业生态安全评价借鉴。     

安徽省茶树春霜冻害的风险评估

应用安徽省茶种植区45个气象站点1981−2017年气象资料和1998−2017年茶叶产量资料,选取霜冻害发生综合频率、坡向敏感性指数、茶园面积和灾年减产率变异系数4个因子,利用加权指数求和法构建了茶树霜冻害风险指数,借助ANUSPLIN插值模型和地理信息系统开展了安徽省茶树霜冻害风险评估。结果表明：安徽省茶树春霜冻害高风险、中风险和低风险区域面积为118×104hm2、337×104hm2和 353×104hm2, 分别占评价区域总面积的14.6%、41.7% 和43.7%。高风险区主要分布在大别山茶区的金寨县、霍山县、岳西县、潜山县等和江南茶区南部海拔600m以上的高山区域,零星分布在江北茶区北坡地带。中风险区多分布在大别山茶区和江南茶区海拔低于600m的山区,呈斑块状分布在江北茶区的丘陵和低山区。低风险区集中分布在芜湖−宣城−铜陵−池州沿江一带,零星分布在江南茶区的低山区。构建的风险指数总体能客观反映安徽省茶树霜冻害风险水平,可为茶树霜冻害风险管理提供依据。     

三峡水库蓄水后洞庭湖区农业水旱灾害的风险性及趋势预测

根据洞庭湖区1950-2017年农业水旱灾情资料和1956-2017年的径流量数据,采用水旱灾害受(成)灾率、熵信息扩散理论模型、标准化径流指数(SRI)和重标极差分析(R/S)等方法,分析三峡水库蓄水后洞庭湖区农业水旱灾害的程度、风险性以及趋势。结果表明:在三峡水库蓄水后,(1)水灾受灾率由6.65%降至1.21%,成灾率由2.97%降至0.71%,旱灾受灾率由5.97%降至2.48%,成灾率由2.98%降至0.99%。(2)水旱灾害成灾率在≥5%,≥10%,≥15%和≥20%时,水灾风险概率分别为0.415,0.192,0.057,0.025,旱灾风险概率依次为0.518,0.359,0.037,0.001,水灾风险等级为中低风险(成灾率≥5%,≥10%)、低风险(成灾率≥15%,≥20%),旱灾风险等级为中风险(成灾率≥5%)、中高风险(成灾率≥10%)、低风险(成灾率≥15%,≥20%)。(3)该区水旱灾害风险趋势为水灾风险将呈现减轻趋势,而旱灾风险将呈现增大趋势。     

基于耦合PLUS-SCS模型的城市用地内涝风险预测及优化管控——以湖南省长沙市为例

[目的]预测城市未来土地利用情况及内涝风险强度,并探讨未来城市内涝风险的优化管控措施及实施效果,为提升城市内涝防控水平,优化城市用地布局提供参考依据。[方法]以湖南省长沙市为例,借助PLUS和SCS模型,预测基准情景下城市用地布局及其内涝风险情况,将内涝高风险区域作为PLUS模型中的限制转化因子,耦合PLUS和SCS模型,模拟内涝管控情景下城市用地布局及其内涝风险情况。通过对比两种情景下的内涝风险差异来验证优化管控措施实施的效益。[结果]预测基准情景下2035年长沙市建设用地内涝高风险区面积为96.47 km²,在不减少建设用地面积的前提下,内涝管控情景下城市建设用地的内涝风险总面积相比基准情景减少了36.94 km²,其中新增建设用地中的高风险区全部被规避。[结论]未来城市用地内涝风险呈现出显著增加的趋势,耦合PLUS-SCS模型的优化管控方法能够帮助城市规避内涝风险。     

安徽省粮食安全及现代农业发展战略

安徽省从一个灾害频发的穷省,经过60多年的艰苦奋斗,目前具有350亿kg的粮食生产能力,是解放初期63.9亿kg的5.5倍,已经成为我国五大粮食调出大省之一,粮食总产到2020年有望达到400亿kg,在我国农业区域发展和粮食安全保障中占有重要地位。但安徽省农田水利建设薄弱、多数地区靠雨养农业,中低产田面积占耕地面积的60%左右;农业机械化发展缓慢,农业管理粗放,单产普遍较低;远远没有发挥其自然资源禀赋的生产潜力,是我国未来中低产田重点改造的地区。本文提出安徽省粮食安全和现代农业的发展战略是:在绿色提质增产增效的总体方针指导下,在区域治理方面,重点改造淮北砂姜黑土中低产田面积,扩大建设淮河流域吨粮县市;在区域发展模式方面,主抓沿江淮(水稻-小麦)和淮北平原(小麦-玉米)粮食生产及深加工主体功能区农业现代化建设,拓展江淮丘陵发展经济林果业和特色养殖业,加快发展皖南及皖西大别山区绿色生态产业;在农业基础建设方面,突出农田水利工程建设,加快投资大中型农业机械化普及,创建绿色提质增效防灾减灾体系;在种植业结构调整方面,继续坚持水稻提升,小麦高产、玉米振兴,兼顾油料作物(油菜、大豆)调节;在作物品种优化布局方面,淮南地区减籼稻扩粳稻稳定油菜,沿淮和淮北地区是减弱冬小麦扩半冬性优质小麦,改中晚熟玉米为中早熟籽粒脱水快优质品种。创建出具有安徽省特色、水热资源高效利用(800~1 000 mm降水)、投入少、快速改造大面积中低产田、延伸绿色优质高效农产品产业链,是保障粮食安全的现代农业发展之路。