基于农用地分等的粮食生产能力田间质量限制研究

农用地自然质量分能否正确反映耕地田间质量因素对粮食生产能力的作用,是农用地分等成果应用于粮食生产能力核算的关键问题。据此,该文依据天津市农用地分等成果,从自然质量等指数的计算过程出发,将自然质量分视为田间质量限制系数,应用回归分析的方法,探讨了耕地田间质量因素对粮食产量形成的影响,从而为农用地分等成果应用于区域粮食生产能力的核算提供思路。研究得到了以下结论:农用地自然质量等指数与标准粮的相关关系显著,农用地分等成果正确地反映了耕地质量及其粮食生产能力;自然质量分与标准粮产量的相关关系较差,但自然质量分的高低总体上与粮食产量呈正相关,即田间质量限制系数起到了耕地田间质量因素对作物产量的正确"限制"作用;但须设置控制性田间试验,才能在机理上建立各田间质量因子与产量的定量化模型,从而使得耕地质量评价指标体系更精准。     

大都市区农户耕地利用及对粮食生产能力的影响

该文选取北京市为例,以1980～2005年农产品成本收益数据和相关农业统计数据为基础资料,基于新古典经济学和农户经济学对大都市区农户耕地利用进行解释,并探讨其对耕地粮食生产能力的影响.研究表明,大都市区农户耕地利用行为特征为更多选择种植蔬菜、西瓜等集约边际较高的作物,部分农户也会选择粗放利用方式.其耕地利用变化表现为北京市1980年以来粮食作物播种面积先增加后大幅减少,且集约度相对较低.而农户的土地利用目标呈现阶段性变化,从追求粮食产量最大化到粮食产量和利润最优化的双重目标再到更多地关注耕地效益,追求利润最大化,农户粮食作物的选择意愿先增高后降低,这对耕地实际粮食生产能力影响很大.引入粮食单产变动指数对1978～2005年北京市各区县耕地粮食生产能力变化分析,呈现同样阶段性变化.     

基于农用地分等成果的陕西周至县耕地粮食生产能力测算

为了充分利用农用地分等成果合理测算耕地产能,该文提出了基于农用地分等成果的耕地粮食生产能力体系,并对不同层次的生产潜力的测算方法进行了探讨,认为基于农用地分等成果的耕地粮食生产能力测算要充分利用农用地分等成果;耕地粮食生产能力体系包括自然生产潜力、利用生产潜力及现实生产能力3个方面;农用地分等的自然质量等级指数与利用等级指数本质上就是2个不同的生产潜力,分别代表了2种不同情况下潜在的单位面积产量。用分等单元的面积分别乘以该分等单元的自然质量等级指数和利用等级指数,可得到该分等单元相应的生产潜力。把全县所有分等单元的生产潜力相加就得到全县相应的生产潜力。通过理论分析及各种模型的实际模拟,采用Logistic模型对现实生产能力进行测算效果较好。结果表明,周至县耕地自然生产潜力为176.778×104t,利用生产潜力105.0×104t,现实生产能力为54.637×104t。     

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。     

山西省耕地资源合理配置的初步探讨

耕地是农用土地中产出效果最大的一种土壤。耕地资源合理配置关系到国民经济发展速度,关系到粮食生产安全,关系到优质高效农业生产,关系到土地资源的质量保护与数量保护。本文通过对山西省耕地现实生产能力、潜在生产能力、未来生活需求的分析,提出耕地资源合理配置的基本思路,即保留3670.67 km2的耕地,才能保证粮食生产安全,耕地中粮经种植比例以6:4较为适宜。同时,还提出了耕地资源合理利用的意见及建议。     

基于耕地要素的耕地质量评价指标体系研究及其发展趋势

耕地质量评价作为衡量耕地内在基础条件与外在利用水平的重要手段,而科学合理的指标体系是评价的关键。本文在对耕地和耕地质量概念内涵梳理分析的基础上,基于耕地要素特征构建耕地质量评价指标体系,并提出了耕地质量评价的研究趋势。结果表明:耕地是气候、土壤、地貌、权籍、利用和基础设施等要素综合作用而形成的以种植农作物为主的土地利用类型;耕地质量是由自然因素与社会因素综合作用而形成的满足作物生长的适宜性程度,包括气候条件、地貌状况、土壤特性、利用特征、权籍属性和基础设施等方面,并具有保障国家粮食安全、满足公众对高效生产、绿色食品供给等多重效用的能力;基于耕地要素特征,从气候、地貌、土壤、基础设施、权籍和利用等层面构建耕地质量评价指标体系;耕地质量评价研究应注重多目标的综合评价,通过构建时间与空间的多尺度评价体系,借助遥感、地理信息系统等"3S"技术创建耕地质量诊断与评价新模式。     

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。     

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。     

基于耦合协调度模型量化耕地自然质量与立地条件协同关系

耕地自然质量条件与立地系统共同决定了耕地可持续的生产能力,测算二者之间的协同比例关系可为耕地资源的保护分区提供理论和方法借鉴。该文以辽宁省不同地貌区为例,通过构建不同地貌区耕地自然质量评价系统与耕地立地条件评价系统,运用耦合协调度模型量化分析二者之间的协同关系,最后依据二者之间协同关系特征建立耕地资源保护分区。研究结果表明:在辽宁省西部的丘陵地貌区、中部的平原地貌区以及东部的山地地貌区,耕地资源保护优势条件特征存在区域差异,3个地貌区耕地自然质量条件与立地条件协同关系比值分别为4:6、6:4和5:5,应遵循耕地资源条件的地域差异特征实行协同保护。在此基础上,依据耕地资源优势条件特征将辽宁省耕地区域划分为核心保护区、优势整治区以及重点调控区,并提出不同区域耕地资源差异化的利用和保护措施。该研究结果体现了不同地貌区耕地资源优势保护条件特征的差异性与规律性,可为省域尺度耕地资源的永续利用提供参考借鉴。     

平原和丘陵区耕地地力评价及其指标体系衔接研究

耕地资源是粮食生产的重要基础,中国人多地少,科学地评价耕地质量对中国经济社会全面协调发展具有十分重要的意义.由于不同区域间自然和社会经济因素的巨大差异,目前耕地地力评价工作中,不同地区往往采用不同的评价指标体系,使评价结果难有可比性,给耕地的利用管理和保护工作带来不便.该文以山东茌平县和章丘市为代表样区,对平原区和丘陵区耕地地力评价及其指标体系的衔接进行分析研究.通过比较不同指标体系的评价结果,建立了相互转化的线性模型,实现了评价结果的统一可比性;为消除不同评价指标体系之间的差异,该文尝试建立统一的评价指标体系,在保证与原有评价结果一致的前提下,基本实现了不同地貌区域内耕地质量评价结果的统一.     

中国耕地健康产能综合评价与试点评估研究

评价中国耕地健康产能状况,分析危及耕地健康的区域性关键问题,对探索可持续的耕地利用路径,维护国家粮食安全与生态安全具有重要意义。耕地健康产能是耕地自然系统与利用系统综合作用的结果,直接计算耕地健康产能状况是复杂困难的。因此,该文尝试采用一种简化的方法评价耕地健康产能,即分别评价耕地健康与耕地产能状况,并通过耦合耕地健康与产能,分析耕地利用合理程度与生产能力之间的相互作用特征。其中耕地健康状况强调从不同方面评价人对耕地利用的适宜程度并体现区域耕地不合理利用的主导因素。该文以全国范围65个县(市)作为研究对象,应用地形特征、土壤性状、耕作条件、环境状况和生物特性5类指标整合影响耕地健康的关键因子并评价耕地健康状况,在此基础上,通过分析指标标准差收敛特征与评价因子的评分规则定义各指标的临界健康与亚健康阈值,将试点县划分为健康、亚健康与不健康3类,进而分析不同健康状况的分布特征。同时,综合区域气候条件、耕地自然条件与耕作技术水平评价耕地产能水平,并分析区域耕地健康-耕地产能作用特征。结果表明,试点县耕地亚健康及不健康类型表现出显著区域性特征,不同试点县限制耕地健康的关键要素存在差异;一方面,耕作条件的亚健康状况普遍(数量占比约40%),表现为耕地破碎化严重以及农田基础设施不完善,也反映出高标准农田建设的迫切需求;另一方面,生物特性形式严峻,表明在气候条件-土壤结构-耕作技术等因素相互作用下耕地保障动物健康生长的能力正面临退化。此外,通过耕地健康与耕地产能耦合分析,该文将试点县耕地健康产能特征划分为"健康-高产能"、"健康-低产能"、"亚健康-高产能"、"亚健康-低产能"、"不健康-高产能"、"不健康-低产能"6类,并分析不同类型区域耕地保护的重点方向,其中"不健康/亚健康-高产能"区域分布广泛,是中国实施藏粮于地、藏粮于技战略的关键地带,应兼顾耕地健康与耕地产能,加强提升耕地健康状况的方法研究与实践。该项研究为耕地健康产能提升提供科学依据,为不同区域耕地资源保护路径设计提供有效支撑。     

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.     

农田土壤健康评价体系构建的若干思考

健康土壤是保障粮食安全、耕地产能提升和农业高质量发展的基础。目前土壤健康评价已成为全球土壤学领域研究的焦点和热点,国内外学者对于土壤健康评价方法及指标的选择进行了系统总结,然而缺乏具体评价过程中的实操性建议。本文重点剖析了土壤健康的特点与多功能性、评价的通用原则、指标选择的n+X模式及评价方法的选择与落地实现,提出了土壤健康差与基准值、基础指标和约束性指标的选择及指标选择的制宜性,明确了土壤健康指标体系建立需要考虑土壤质地、作物类型、土地利用方式、气候条件等因素,建议土壤健康技术和模式落地实现需要与相关政策结合。未来需要继续开展土壤健康驱动机制和健康土壤培育机理研究;基于长期定位试验和耕地质量长期监测网点,构建基于土壤质地、作物类型、土地利用、管理目标和评价尺度的指标体系和阈值、数据库和决策支持系统;结合相关政策和区域环境的约束性,形成跨区域、跨国家的共识、公约和行动,推动全球土壤健康行动落地和农业可持续发展。     

农牧交错带耕地数量变化对粮食产量影响的时空关联性——以内蒙古乌兰察布市为例

[目的]分析耕地变化和粮食生产的时空动态特征及其相互关联性,为研究区耕地集约利用水平的提高与粮食产量的增加提供科学依据。[方法]利用遥感解译获取的土地利用变化数据和粮食产量等统计数据,采用地理学和经济学理论、技术与方法,分析区域耕地与粮食产量的时空动态格局,构建"粮耕弹性系数"反映农牧交错区耕地资源变化与粮食生产的互动关系,揭示耕地数量变化对粮食产量的影响机理。[结果](1)1990—2000年耕地扩张明显,研究区中部、北部增加而东部减少。粮食产量逐渐上升,四子王旗粮食产量对耕地面积具有高敏感度,其它地区粮食产量对耕地数量变化的敏感度较低。(2)2000—2013年,耕地总量明显减少,耕地利用变化主要发生在研究区中部和南部,粮食产量出现先减少后增加的趋势,乌兰察布市东部和西部地区粮食综合生产能力明显提高,粮食产量对耕地数量变化的敏感度变低。[结论]1990—2013年乌兰察布市耕地数量变化对乌兰察布市粮食产量的影响显著。全市粮食产量对耕地数量变化的敏感度有着明显的区域差异,且2000—2013年的敏感度相对1990—2000年而言较低。     

考虑耕地质量差异影响的江苏省耕地集约利用评价

为了耕地集约利用评价在不同区域间具有可比性,该研究首先阐释了耕地集约利用评价的可比性问题,然后利用耕地可实现产能利用强度指标消除耕地质量差异对粮食产出的影响,分析江苏省不同地区耕地可实现生产能力的发挥程度,在此基础上评价了江苏省的耕地集约利用水平。研究结果表明：耕地质量较优的苏南地区耕地可实现产能利用强度普遍较低,苏中、苏北部分耕地质量较差地区较高;江苏省耕地集约利用水平一般,苏中地区耕地集约度高于苏南和苏北,集约度较高的地区主要集中在沿江、环太湖及盐城、徐州的部分地区。耕地集约利用水平较均衡的是南京、常州、淮安等市,差异较大的是无锡、苏州、盐城等市,苏南各地耕地集约利用水平相比苏中、苏北更不均衡。     

粮食作物种植视角下东北粮食主产区耕地利用的时空分化特征

作物种植是耕地最直接的利用方式。基于粮食作物种植视角研究耕地利用问题,是耕地利用领域研究的进一步细化,也是粮食安全的基础。该研究以东北粮食主产区典型地域为研究区,基于主要粮食作物大豆、玉米和水稻的不同耕地利用方式,以乡镇为单元,综合运用标准差椭圆、重心模型及探索性空间数据分析法,阐明2016—2019年研究区粮食作物的耕地利用空间分化特征。结果表明:1)研究区主要粮食作物的耕地利用结构变化明显,大豆与玉米的耕地种植面积出现明显"剪刀差"变化特征,水稻的耕地种植面积基本保持稳定。2)研究区主要粮食作物的耕地利用空间分布呈现"西北-东南"动态格局,种植大豆和玉米的耕地利用重心位于研究区的中东部地区,分别向东偏南和西偏南方向迁移。3)研究区种植主要粮食作物的耕地利用结构具有较强的正负空间关联性,正相关类型聚集性较强,表现出明显的区域一致性;负相关类型无明显聚集区域,面积较小,且零星分布。研究结果较好地反映了种植结构调整政策实施阶段研究区种植主要粮食作物的耕地区域空间布局分化和耕地种植结构的空间关系,为区域种植结构调整及保障粮食结构性安全提供科学依据。     

土地整治对耕地细碎化影响评价指标适用性分析

为分析土地整治对耕地细碎化影响评价的指标适用性,综合现有研究成果,采用土地利用数据和村域土地权属信息,基于景观指数视角选择27项评价指标,分析了不同数据来源、数据类型和粒度水平下土地整治前后的耕地细碎化状况,探讨了可有效表征项目区耕地细碎化变化的景观指标。研究结果如下:1)受基础数据类型、分析方法选择及空间格网粒度等因素的影响,项目区尺度下耕地细碎化的评价结果存在较大差异;2)基于矢量的景观指数对耕地细碎化的表征能力较强,但考虑到评价指标的全面性,仍需结合栅格数据计算,在项目区尺度粒度以10 m为宜;3)常用的景观指标应用于耕地细碎化评价存在内涵重复、方法依赖、粒度敏感和结果歧义等问题,可有效表征耕地细碎化程度的景观指标包括斑块个数(number of patches,NP)、平均斑块面积(mean patch size,MPS)、边界密度(edge density,ED)、斑块密度(patch density,PD)、斑块面积变异系数(patch size coefficient of variation,PSCOV)和香农均匀度指数(Shannon’s evenness index,SHEI)共6项;4)土地整治对耕地细碎化程度改善效果明显,表示地块数量、形状不规则程度的指标有所降低,NP、PD和ED分别降低了997、0.16和141.73;而表示地块规模和空间分布均衡性的指标有所增加,MPS、PSCOV和SHEI分别增加了0.118 hm~2、23.56和0.004。因此,在进行耕地细碎化景观指数评价时应注重基础数据的选择,筛选适宜指标,确定合理粒度。     

北京平原区粮菜林三地类时空转变特征

该文利用遥感与地理信息系统技术研究北京平原区农用地内部粮田、菜地和林地三大类农地利用类型的变化。结果表明:2004年至2014年这10 a间,粮田转变为林地与菜地是北京平原区农地利用变化主流。粮田转变为林地面积是969.97 km~2,其土地利用变化重要性指数高达72.11%,在各类农地利用变化类型中居首。而粮田转为菜地则主要是粮田转变为设施菜地,10 a间粮田转变为设施菜地面积是163.53 km~2,其土地利用变化重要性指数为12.16%,在各类农地利用变化类型中居次;同时,10 a间北京平原区农地利用变化存在空间分异特征。主城近郊区与远郊平原区农地利用变化主要是粮田转为林地,两大分区中该变化类型土地利用变化重要性指数分别为84.18%、76.21%,明显高于其他农地利用变化类型土地利用变化重要性指数。在城市新区,粮田则分别转为林地与设施菜地;10 a间北京平原区农地利用空间分布均具有圈层特征,由近郊向远郊,农地内部结构都呈现林地为主类型,到粮田、菜地与林地混合利用类型,再到粮田与林地组合利用类型的空间格局。而10 a间随着主城区的外扩,上述农地利用圈层特征出现了由近郊向远郊外移、且林地与蔬菜面积占比增加的现象。研究认为:农地内部粮、菜、林3地类的转变和农地利用圈层外移是农户追求经济效益最大化与政府为改善生态环境所致;而改善生态不应以牺牲粮田为代价,应充分利用粮田的生态系统服务功能以实现生态绿化目的。     

耕地质量多功能技术评价指标研究--以平湖市为例

从耕地质量的内涵出发，构建耕地质量多功能评价的技术平台。在明确评价内容的基础上。建立耕地质量评价的技术指标，定义各指标权重，同时以平湖市为研究区。对评价因子阈值的确定进行了详细阐述，形成具有可操作性的耕地质量评价技术指标。     

近10 a青海高原东部土地利用/覆被变化及碳效应

近年来在人类活动的影响下,青海高原东部土地覆盖变化显著,为揭示区域土地利用/覆被变化及其对环境的影响,促进区域可持续发展,以青海高原东部农业区为研究区,采用多时相Landsat TM卫星遥感数据,分析该区域1999－2009年的土地利用格局转变以及由此引起的碳效应变化,以期为青海高原东部土地利用结构与空间配置的低碳优化、科学管理与规划提供参考。首先,利用土地利用变化强度指数分析了青海高原海东市近10 a来的土地利用类型间的变化强度及方向;其次,对研究区主要的8种土地利用转移类型引起的碳效应进行了定量分析。研究结果表明：近10 a来,退耕还林/草等生态工程与西部开发战略的实施,使区域土地利用呈现"3增2减"的整体变化,即林地、建设用地和未利用地面积呈上升趋势,分别增加约67%、56%和1.14%,耕地、草地面积减少,分别减少30%和12%;由于建设用地的扩张,耕地非农化导致的碳排放量增加373.60万t,生态的正向演变（退耕还林/草;草地转林地）和建设用地的复垦退出引起的总碳汇量增加156.04万t,生态的逆向演变（林地/草地转变成耕地;林地转变成草地）引起的碳汇量损失22.85万t。近10 a来区域土地利用/覆被变化导致的碳排放增量高出碳汇增量240.41万t,说明自然和人文因素共同驱动的土地利用变化对青海高原东部的碳平衡和可持续发展产生显著影响。