中国粮食生产效率空间分异特征及驱动机理

[目的]在耕地面积有限、城镇化高速发展的背景下,合理评价粮食生产效率,认清粮食生产现状,探索提高粮食生产效率的有效途径。[方法]基于数据包络法（DEA）分别测算了2006—2015年中国31个省（市、自治区）的粮食生产效率,同时借助探索性空间数据分析（ESDA）对其时空格局演变特征进行解析,并通过空间计量模型揭示其驱动机理。[结果]中国粮食生产效率整体偏低,东部沿海地区和西部地区粮食生产效率出现大面积、大幅度下降趋势;粮食生产效率空间集聚效应显著且具有跃迁性,但主要以类型Ⅵ为主,其空间结构具有一定的路径依赖特征;经济增长与粮食生产效率存在正N形的Kuznets曲线,目前大部分地区经济增长的产粮效率呈现边际收益递减特征,未来的粮食生产势必强调其他政策手段的重要性。[结论]中国粮食生产效率空间异质特征显著,应充分发挥有利的“被扩散”的区位优势,制定具有区域联动特点的粮食生产策略。     

红黄壤地区粮食生产持续性分析

从支持人类生存的基本需求出发,对红黄壤地区粮食生产持续性进行了农田粮食单产、区域粮食总产量及区域粮食供需平衡3个层次的分析.结果表明,红黄壤地区粮食生产持续性呈现系统层次和区域分异性,从粮食单产水平的可持续,到粮食总产量水平的弱持续,再到粮食供需系统的不可持续;沿海经济发达地区农田粮食单产持续性较高但区域粮食总产量持续性较差,西南地区农田粮食单产和区域粮食总产量均呈较弱持续性.因此对区域粮食生产持续性进行多层次综合分析,同时对区域农业资源进行综合管理是促进区域农业持续发展的保证.     

红黄壤地区粮食生产持续性分析

从支持人类生存的基本需求出发,对红黄壤地我粮食生产持续性进行了农田粮食单产、区域粮食总产量及区域粮食供需平衡３个层次的分析,结果表明,红黄壤地区粮食生产持续性呈现系统层次和区域分异性,从粮暗水平的可持续,到粮食总产量水平的弱持续,再到粮食供需系统的不可持续;沿海经济发达地区农田粮食单产持结尾一较高的区域粮食总产量持续性较差。西南地区农田粮食单产和区域粮食总产量均呈较弱持续性,因此对区域粮食生产持续     

基于GlobeLand30数据的中国耕地与粮食生产的时空变化分析

21世纪初期,中国耕地与粮食产量变化区域差异明显,为了解21世纪初期中国耕地与粮食生产的时空变化及粮食生产对耕地面积变化的响应,该文利用2000年和2010年两期30 m分辨率的全球地表覆盖数据(Globe Land30),借助统计分析手段对2000-2010年中国耕地和粮食生产的时空变化和粮食生产对耕地面积的依赖程度进行分析。结果表明:1)中国耕地主要分布在东部地区,研究时段内,耕地与林地、草地和人工表面之间的转换最多,耕地变化的特点是"西增东减,总量减少",面积净减少了104.03万hm2,年均减少10.4万hm2。2)中国的粮食生产主要集中在东北、华北和南方地区。粮食产量变化的特点是"北增南减,总量增加"。3)中国耕地分布的集中程度会影响粮食生产的集中程度,且粮食生产分布的集中程度普遍高于耕地。中国耕地分布重心和粮食生产分布重心的移动方向相反,耕地面积的分布表现出了"南退西移"的趋势,粮食生产的重心则是"北上东移",中国的粮食生产格局已转变为"北粮南调"。4)全国有32.24%县(市)的粮食生产都表现出了对耕地数量的依赖,主要分布在东北、华北、西部、长城沿线、西南和东南沿海地区。中国耕地保护政策的制定和粮食生产的可持续发展应该遵循因地制宜的原则,在粮食生产对耕地变化敏感性高的地区,应该加强对耕地数量、质量的保护和农户种粮积极性的提高,更要重视不敏感地区耕地地力的保护和单产水平的提高,以保障中国的粮食安全。     

基于GIS的县域粮食生产资源利用效率评价

该文通过构建生产潜力计算模型,利用GIS技术,定量计算了县域尺度的中国(台湾省除外)粮食生产潜力,以此为基础,结合收集到的全国县域尺度粮食现实产量数据,计算了中国不同地区粮食生产的资源利用效率.结果表明:中国的粮食生产潜力普遍表现为东南高于西北的空间分布格局;县域平均光合、光温、光温水、水资源、土地生产潜力依次为65.12,16.82,13.74,15.27和11.07 t/(hm2·a);县域平均光合资源、光温资源、水资源和土地资源利用效率分别为10.93%、41.43%、46.93%和65.4%,粮食生产的资源利用效率还有进一步提高的空间.中国县域之间粮食生产资源利用效率差异显著,内蒙古高原及长城沿线以及黄土高原地区为县域粮食生产资源利用效率较低的区域,西北、黄淮海、四川盆地区为资源利用效率较高的地区.     

基于粮食湿热平衡模型的吉林省粮食储藏生态区划

为了达到粮食安全储藏的目的,该文以玉米为研究对象,通过粮食湿热平衡理论与模型融合了温度和相对湿度对粮食储藏的影响,计算出粮食平衡水分(equilibrium moisture content,EMC),采用聚类分析方法和GIS空间数据分析手段,划定了吉林省粮食储藏生态区域,克服了单因素划分存在的弊端,为粮食储藏安全提供可靠的科学依据。结果表明,吉林省粮食储藏区域可划分为3个区:Ⅰ区为中西部平原区,包括白城、长春、四平等地区;Ⅱ区为中东部半山区,包括吉林、辽源、梅河口、通化、白山部分地区等;Ⅲ区为东部山区,包括延边地区、长白等地区。该文分析了各区域年平均空气相对湿度、年平均温度、年平均风速、年平均降水量以及年平均日照时数的变化特点,对采用适宜粮食储藏方法提出建议。通过粮食储藏区域划分,提出了不同的生态储粮模式。该研究为加强相应的储粮措施提供参考。     

中国粮食生产水土资源配置效率及其影响因素——基于农地流转视角的研究

[目的] 研究中国粮食生产水土资源配置效率及其影响因素,为保障粮食安全提供理论支持。[方法] 结合农地流转对粮食生产水土资源配置效率的作用机制,基于2005—2020年30个省份的面板数据,利用DEA模型测度了粮食生产水土资源配置的综合效率,探究了农地流转对水土资源配置的影响。[结果] 从时间序列来看,中国的粮食生产水土资源配置效率大体上呈现波动性上升趋势。从省份来看,其中河南和吉林等省区在研究期间效率值都为1,实现了DEA有效。安徽、甘肃、宁夏3个省份的粮食生产水土资源配置效率的上升趋势在1%的显著性水平下显著。重庆、浙江、青海和广西4个省份的下降趋势明显;基于空间分布分析得出,地区上水土资源配置效率大致呈现：东北地区＞东部地区＞中部地区＞西部地区。其中河南和吉林省的水土资源配置效率最高,青海省最低。[结论] Tobit回归结果表明农地流转对粮食生产水土资源配置效率有显著影响,并且是有利于提高水土资源配置效率的。     

河南省粮食生产成本收益变化趋势研究

保障粮食安全的关键是不断农民种粮的积极性,而提升农民种粮的积极性是最根本的途径是降低粮食生产成本,提高种粮的收益。分析2004年以来河南省粮食生产成本和收益的变化趋势是粮食生产成本上升的幅度大于种粮收益增长的幅度,目前河南粮食生产正在逐步进入高成本时代,粮食价格大幅度提价的可能性有较小,今后一段时间粮食生产比较效益低的问题日益突出。为此,在分析的基础上,提出解决的对策,为进一步探究河南粮食生产的影响,保护农民的利益,促进粮食生产有着重要意义。     

黄土高原小杂粮作物生产态势与地域分异

分不同地区和作物,对黄土高原小杂粮生产情况进行了系统研究,表明小杂粮在黄土高原旱作农区粮食生产中居重要地位。山西省小杂粮播种面积最大,甘肃省次之,宁夏回族自治区播种面积虽不及陕西省,但所占粮食播种面积的比重却较高。在不同小杂粮作物中,以马铃薯分布面积最大,谷子次之,其后依次是荞麦、绿豆,其他作物则分布相对较少。同时对小杂粮分布最为集中的黄土高原水土流失区主要小杂粮作物区域分布进行了研究,将该区分为3个区,10个亚区,评述了各区主要小杂粮生产和分布特点,为合理开发小杂粮资源提供决策依据。     

宁夏粮食生产地域格局变化分析

区域粮食供需平衡是确保民族地区粮食安全的重要前提。应用地理信息系统技术和空间统计分析方法,探讨了1985-2006年宁夏粮食地域格局变化特征及其原因。结果表明:宁夏粮食产区粮食产量总体呈增加态势,人均粮食占有量逐渐增加,在空间上余粮区和重要余粮区仍分布在沿黄县市;粮食生产区域差异及与人口分布的地理差异减小,粮食生产均衡性增加;在空间上引黄灌区是宁夏粮食生产布局的重点区域,但正向中部地区扩展。水利工程及生态退耕和移民等工程的实施是粮食生产格局变化的主要原因。     

1980-2015年中国农田生态系统的N素平衡

Surface nitrogen （N） balances for China＇s crop production systems was estimated using statistical data collected from 1980 to 2004 at the national and provincial scale and from 1994 to 1999 at the county level. There was a surplus N balance throughout these periods, but the surplus was nearly stable in recent years. Projections using nonseasonal Box-Jenkins model or exponential models show that the N surplus for the total cultivated land in China was likely to increase from 142.8 kg ha^-1 in 2004 to 168.6 kg ha 1 in 2015. The N balance surplus in the more developed southeastern provinces was the largest, and was slightly less in the central region, which caused the nitrate pollution in the ground water. The N surplus was much less in the western and northern provinces because of lower synthetic fertilizer inputs. The region with high N risk includes Beijing Municipality and Jiangsu, Zhejiang, Fujian, Guangdong, Hubei, and Shandong provinces for 2002-2004. The projections suggested that 15 provinces （or municipalities） in the middle and southeastern part of China except Jiangxi and Shanxi provinces would become the high-risk region by 2015. The level of economic development, transportation, and labor force condition had an important effect on the N balance surplus at the county level, but the last two factors showed remarkable impact at the provincial level. To decrease the nonpoint pollution （Npp） risk from crop production, the authors suggested to reduce the target level for national grain self-sufficiency to 90%-95% and change the regional structure of grain production by moving some of the future grain production from the high Npp risk areas of eastern China to parts of the central and western provinces where the Npp risk was much less.     

中国耕地利用强度分化特征及影响因素研究

中国耕地利用正在发生转型，呈现耕地集约化与边际化同时存在的现象，而这种双向变化会引起耕地利用强度发生分化。因此，在对耕地利用强度分化过程进行理论解释的基础上，通过修正变异系数构建区域耕地利用强度分化测度模型，测度中国2000-2014年耕地利用强度分化演变特征及区域差异影响因素。研究结果表明：全国及区域尺度耕地利用强度分化时间上基本呈扩张趋势，仅中部地区呈收缩特征，空间上呈"中部低，四周高"的分布特征；省域尺度耕地利用强度分化特征在时间上表现为大部分省份分化扩张，少部分省份收缩，而在空间上省域耕地利用分化程度弱于全国与区域尺度分化程度，省际之间耕地利用强度分化差异显著；农药化肥要素投入分化扩张特征更明显，其均衡性发展有助于区域耕地利用强度的提高；省域尺度耕地利用强度分化区域差异主要受耕地流转、劳均耕地规模等经营管理因素的影响，受耕地质量、地形起伏等自然条件影响相对较弱，同时，社会经济状况因子的作用效应较耕地经营状况和自然基础状况空间分异特征更明显。基于研究结果该文认为一方面需加强农业基础设施建设和农药化肥等生物化学投入管控，另一方面应不断完善土地市场、培育多种经营主体，整合农业生产要素，提高农民收入水平。     

气候和土壤质地对中国东北地区旱地土壤有机碳影响的尺度效应

Understanding how spatial scale inffuences commonly-observed effiects of climate and soil texture on soil organic carbon (SOC) storage is important for accurately estimating the SOC pool at different scales. The relationships among climate factors, soil texture and SOC density at the regional, provincial, city, and county scales were evaluated at both the soil surface (0-20 cm) and throughout the soil profile (0-100 cm) in the Northeast China uplands. We examined 1022 profiles obtained from the Second National Soil Survey of China. The results indicated that the relationships between climate factors and SOC density generally weakened with decreasing spatial scale. The provincial scale was optimal to assess the relationship between climate factors and SOC density because regional differences among provinces were covered up at the regional scale. However, the relationship between soil texture and SOC density had no obvious trend with increasing scale and changed with temperature. There were great differences in the impacts of climate factors and soil texture on SOC density at different scales. Climate factors had a larger effect on SOC density than soil texture at the regional scale. Similar trends were seen in Heilongjiang and eastern Inner Mongolia at the provincial scale. But, soil texture had a greater effect on SOC density compared with climate factors in Jilin and Liaoning. At the city and county scales, the inffuence of soil texture on SOC density was more important than climate factors.     

西部耕地有效灌溉发展及影响因素的省区分异

耕地有效灌溉面积是影响西部粮食综合生产能力和国家粮食安全的重要因素。运用曲线估计法研究西部省区1997—2010年有效灌溉面积和有效灌溉程度的发展变化过程、趋势特征和区域分异。结果表明:西部有效灌溉面积比重低、省区差异大、其年变化和增长趋势呈现出不同特点,有效灌溉程度和利用率的省区差异大,机井报废和建设占用对有效面积的影响在加强,生态退耕、工程老化、其他因素的影响力在弱化。增加西部有效灌溉面积绝对数量、消除灌区有效灌溉能力的制约因素是提升耕地综合生产能力的重要途径。     

中国粮食产量变化的时空格局与影响因素

基于1990-2011年分省面板数据,应用均值、标准差与区位基尼系数揭示了中国粮食产量的阶段特征与主导类型,进而利用空间面板计量经济模型探讨了中国粮食产量变化的影响因素。结果表明:中国粮食产量变化可分为3个阶段,主要年份各粮食主导类型包含的省份存在较大差异;土地投入的影响由强转弱,劳动力依次表现为正显著、不显著与负显著,不同类型的资本投入存在迥异的影响效应;粮食产量同时受到农业结构调整、非农产业发展等宏观背景以及空间随机误差溢出效应的影响;不同主导类型的粮食产量变化机制存在差异,体现要素边际报酬递减、规模效应、政府调控等内在规律与外在因素的综合作用。该文揭示了全国及各主导类型的粮食产量波动原因及其作用规律,有助于确定各区域粮食增产的主要制约因素与提升途径,该研究为中央制定差别化的粮食生产支持政策提供参考。     

基于县域尺度的中国土地整治新增耕地空间差异分析

为探索中国土地整治新增耕地在数量及来源上的空间分布特征,利用2006-2012年土地整治项目信息,基于县域尺度,采用空间自相关方法,对近年来中国土地整治新增耕地数量及来源结构的空间差异进行分析,结合自然资源条件、经济发展水平、土地利用政策等分析了差异产生的原因,得到以下研究结论：在空间分布上,土地整治新增耕地总体呈现东部高于西部、经济发达区高于欠发达区、粮食主产区高于非粮食主产区、平原地区高于山地丘陵区;在空间关联性上,县域尺度下新增耕地在空间分布上存在较为显著的空间正相关性,东部沿海经济发达区、土地开发重点区为新增耕地高-高集聚区,中、西部欠发达、自然资源条件较差及后备资源有限的地区为新增耕地低-低集聚区;在新增耕地来源结构上,具有显著的区域及省际间差异。东部发达地区主要以整理和复垦来源为主,北方地区的新增耕地多由土地开发和整理获得,中部地区来源复杂,四川、重庆以整理来源居多,陕西中部、湖北大部多为整理、复垦类型;南方广东、广西、贵州、湖南、江西多为开发类型。经济水平及资源条件相似的广东与浙江、辽宁与吉林等省份之间具有明显的省际差异。该研究结果为相关宏观决策提供数据参考。     

中国省际耕地利用效率时空格局分异与机制分析

科学剖析省际耕地资源利用效率时空格局分异及机制,对推进省际耕地资源集约利用具有重要的理论及实践意义。该文以中国省域(除港、澳、台)作为研究案例区,从投入和产出2个维度构建指标体系,运用改进DEA(data envelopment analysis)模型测度1994—2012年中国省域单元耕地利用效率值;综合利用ESDA(exploratory spatial data analysis)关联模型、R/S(rescaled range analysis)分形模型等方法分析省际耕地利用效率时空格局分异特征,并通过Tobit回归模型揭示效率时空分异的驱动机制。结果表明:1994—2012年中国省际耕地利用效率DEA最优比例相对较小,空间表征出东部高、中西部低的分布格局;东部沿海、北部沿海、东北地区综合效率较高,呈上升发展趋势,技术效率与综合效率变化较相似,而规模效率呈现先上升后下降态势;全局上省际耕地利用效率呈现空间正自相关,以空间集聚为主要分布模式;局部上可划分4种类型:H-H(high-high)效率区、H-L(high-low)效率区、L-H(low-high)效率区、L-L(low-low)效率区,其中H-H效率区主要分布在长三角、京津地区,并逐渐向珠三角演化,而L-L效率区主要集聚在中国西北地区;未来省际耕地利用效率将表现出继续增长的分形特征,且增长高值区集聚在中国东部、北部沿海;经济发展水平、农业科技进步是影响效率空间分异的重要因素,自然环境条件是效率发展差异的基础因素,而农户自身特征也会对效率时空分异产生一定冲击;最后,从推动技术进步、调整产业结构、耕地整理流转、补偿激励机制等方面提出省际耕地集约利用政策建议。     

中国省域生态效率时空格局变化及优化策略研究

为了深入研究不同区域生态效率的优化路径,采用Malmquist-超效率SBM模型测度了2005—2016年中国省域生态效率和Malmquist指数及其构成,并结合要素投入产出松弛率分析探讨了效率低效成因,再运用空间自相关方法揭示了区域生态效率空间关联格局的时空动态特征,最后提出了相应的区域生态效率改进策略。结果表明:(1)区域生态效率整体呈现“东部>中部>西部”的梯度分布格局; 随时间推移,除北京、上海、湖南和重庆外,绝大多数省(市)生态效率整体呈下降趋势。(2)从Malmquist指数分解情况看,技术效率变化和技术进步变化对区域生态效率整体提升作用不明显。但四川、云南、青海、新疆4个西部区域省市的技术效率变化对生态效率具有明显的正向效应; 且北京、贵州的技术效率进步和技术进步均对生态效率有正向效应。(3)从投入产出要素冗余度看,生态效率低下是由于劳动力、能源、土地和水资源投入冗余以及非期望产出过量,其情况在西部最为严重,中部次之,东部最小。(4)区域生态效率呈现明显的空间正相关性,其空间关联格局随时间推移整体较为稳定,但存在局部变化。各省市投入产出要素存在不同方面和程度的改进空间,可以从加强管理与科技创新、优化投入产出结构、分区协同治理等方面出发,优化区域生态效率。     

粮食生产潜力中长期预测的验证

应用全国、31个省、6个典型地区和16个典型县的数据对粮食生产潜力中长期预测的"综合预测模型"进行了系统性的验证和讨论。研究结果如下:(1)预测误差大小反映中长期生产潜力的预测精度,预测误差大的主要原因是经济发达地区高产农田被大量占用或蔬菜、水果面积大幅度增加而短期内使粮食单产下降;(2)就"综合预测模型"中长期生产潜力预测精度而言:国家级大于省级和地区级、省级和地区级大于县级;不同省、不同地区、不同县之间预测精度差别比较大,这与境内气候的互补性和农田抗御自然灾害的能力有关;(3)粮食生产潜力中长期预测"综合预测模型"是科学的、准确的和实用的,可作为今后粮食生产潜力预测的理论和方法基础。     

1978-2015年中国多尺度耕地压力时空差异分析

为充分认识中国耕地压力的现状、变化趋势和空间分布差异,以保障中国的粮食安全,该文利用修正的耕地压力指数模型计算了中国31个省级行政区域1978－2015年的耕地压力指数,并在此基础上从国家、四大经济区域、省域3个尺度分析了耕地压力指数的时序变化和空间分布差异;该文借鉴力学原理,引入耕地压力重心的概念,通过计算耕地压力重心坐标,进一步揭示了耕地压力指数的空间变动情况。研究发现,中国耕地压力指数表现出明显的地域差异性,耕地压力重心随时间推移逐渐向东南方向移动,具体表现为东部地区耕地压力逐渐增加,西部地区耕地压力始终较高,而中部和东北地区耕地压力基本稳定在安全状态;通过对各省耕地压力指数进行系统聚类,可将中国31个省级行政区分为4种类型,分别为高压力型、中压力型、低压力型和无压力型。最后该文基于上述研究结果,对于不同耕地压力程度和类型的地区提出针对性的建议来缓解耕地压力,以更有效地保障各地区的粮食供给。