化肥施用强度对中国粮食单产的影响分析——基于省级面板数据的分位数回归

在分析中国粮食作物化肥施用特征的基础上,运用分位数回归模型探究了1994年以来化肥施用强度对早籼稻、中籼稻、晚籼稻、粳稻、小麦、玉米6种粮食单产水平的影响。研究表明:1)中国粮食作物的化肥施用强度增长具有明显的阶段性特征;6种粮食作物的化肥施用强度持续增加,且均超出国际安全施用标准;小麦与玉米的化肥施用强度显著高于水稻;部分品种的化肥施用强度已出现优势产区和非优势产区、东中西部的区域差异。2)粮食作物的化肥施用强度与其单产水平具有显著的关联效应。3)晚籼稻、粳稻和玉米的化肥施用强度对其单产仍存在正向作用,但已呈现边际效用递减特征;小麦、早籼稻和中籼稻的这种影响不再显著,已有过度施用特征。今后在坚持化肥施用零增长前提下,注重科学施用化肥、有效提高化肥利用率,在保障粮食安全与促进农业可持续发展之间达成平衡,是坚持中国特色农业现代化道路的必然要求。     

中国蔬菜种植化肥施用强度时空演变及影响因素

为探究现阶段中国蔬菜种植中的化肥施用情况,利用2009—2018年中国省级面板数据(统计数据未含港、澳、台地区,下同)分析了蔬菜化肥施用强度的时空演变特征及空间相关性,构建个体固定效应下的空间杜宾模型分析了蔬菜化肥施用强度的影响因素及其空间溢出效应。结果表明:在时间上,蔬菜化肥施用强度总体呈现基本平稳后波动上升的变化趋势,蔬菜种植中依然存在较大的化肥减量潜力;在空间布局上,各省份蔬菜化肥施用强度存在显著的空间自相关性,呈现出一定程度的空间集聚特征。东南沿海省份的蔬菜化肥施用强度总体高于内陆省份,华北地区省份主要表现为“高—高”集聚特征,少量东南沿海省份表现为“低—低”集聚特征;农村居民人均收入、蔬菜规模化经营程度及农业现代化水平对蔬菜化肥施用强度有显著的负向影响;非农业劳动力占比对蔬菜化肥施用强度有显著的正向影响;农村居民人均收入、蔬菜规模化经营程度和非农业劳动力占比具有显著的空间溢出效应。     

江苏省化肥施用强度时空演变及差异分析

[目的]研究江苏省化肥施用规律并为化肥减量提出建议。[方法]以江苏省2000—2016年化肥施用量及农作物播种面积为原始数据,计算得到该时期江苏省化肥施用强度,并在此基础上计算化肥施用的变异系数及泰尔指数以研究其时空变化。[结果]江苏省化肥施用强度经历了受城镇化影响上升后受农业结构及相关政策影响下降的过程,在2007年达到最大值,为463.40 kg/hm~2;变异系数与泰尔指数变化趋势基本相同,2000—2014年逐年上升,近年有下降趋势,表明江苏省化肥施用强度区域差异经历了一个先上升后下降的过程;江苏省化肥施用强度受自然条件、社会经济发展及农业发展水平影响在空间上呈"北高南低"的特征;随着时间延长,大多数城市的化肥施用强度逐渐下降。[结论]从发展节肥技术、加快推进农业现代化、加强政府引导3方面提出化肥减量的建议。     

环鄱阳湖地区农业经济空间差异分析——基于探索性空间数据分析(ESDA)方法

区域是一个开放的系统,区际相互作用和相互影响可以导致区域在许多特性上存在高度的相关性.本研究通过对环鄱阳湖地区43个县(市)第一产业增加值(1995-2007年)的全局空间自相关性和局部空间自相关分析,结果表明:①1995-2007年环鄱阳湖地区县域农业经济之间的空间差异总体上大致呈现缩小趋势;②环鄱阳湖地区县域农业经济局部空间差异不断缩小,特别是该地区的北部和南部,表现出与周边地区同步发展态势;③自1995年以来环鄱阳湖地区的南部县域对整个区域的极化效应明显大干其扩散效应,其南部和北部地区内部分别形成了与周边地区显著相似的区域.     

经营规模、土地转入与化肥减量增效——基于全国4745个农户的调查数据

【目的】探索经营规模、土地转入与化肥减量增效的关系。【方法】基于2017年全国4 745个农户的调查数据,利用普通最小二乘和工具变量回归方法实证检验经营规模、土地转入对化肥施用强度和化肥利用效率的影响。【结果】经营规模对化肥施用强度有显著的负向影响,对化肥利用效率有显著的正向影响;平均来看,经营规模每扩大1倍将引致化肥施用强度降低30%、化肥利用效率提高14%。土地转入对化肥施用强度有显著的正向影响,对化肥利用效率无显著影响;转入土地农户的化肥施用强度较未转入土地农户高出14%。【结论】推动土地流转实现适度规模经营可以有效促进化肥减量增效;进一步保障土地流转的规范性和土地经营权益的稳定性将有助于促进转入土地农户降低化肥施用强度。     

陕西省化肥施用时空分异及面源污染环境风险评价

【目的】明确陕西省化肥施用现状,科学评价化肥施用环境风险,为该区域农业面源污染防控提供参考。【方法】基于陕西省1987-2016年30年化肥施用相关统计数据,分析了该省化肥施用时空分异特点,并采用相关分析模型对其化肥施用面源污染环境风险进行评价。【结果】1987-2013年陕西省化肥施用量、施用强度整体呈现递增趋势,而2013年之后全省化肥施用量、施用强度稳中有降。1987-2016年氮肥比例呈下降趋势,而磷肥和钾肥比例稳步提高,氮磷钾施用比例由1987年的1∶0.20∶0.06逐步调整为2016年的1∶0.41∶0.46。2016年陕西省化肥施用强度达799.48 kg/hm²,属于高度过量水平;陕西省化肥施用强度空间分异明显,其中关中化肥施用强度最高,陕南次之,陕北最低。2016年陕西省总肥施用风险指数为0.76,化肥施用风险总体属于重度风险等级,其中关中风险最大,陕南次之,陕北最小。【结论】陕西省化肥施用强度高,面源污染环境风险大,且不同区域空间分异明显。在确保作物产量的基础上,为有效实施面源污染环境风险管控,陕北可基本维持现有施肥强度,但在施肥结构上应注意减氮增磷补钾;关中应以降低化肥施用强度为抓手,在减肥的基础上注意稳氮提磷减钾;陕南应在降低化肥施用强度基础上继续优化施肥结构,注意减氮增磷补钾。     

化肥投入变化对粮食生产效率的影响——基于贵州省县域面板数据的实证分析

[目的]探究化肥投入变化对贵州省粮食生产效率的影响,为贵州省实现农业绿色化、现代化发展和保障粮食安全提供理论参考.[方法]构建随机前沿生产函数模型,基于2001、2006、2011和2016年贵州省粮食总产量及其生产要素投入的面板数据,测算贵州省粮食生产效率,运用空间自相关法分析其空间分布态势和集聚态势,利用重力模型分析化肥投入与粮食生产效率的空间耦合关系,并以Tobit模型实证分析化肥投入变化对粮食生产效率的影响.[结果]2001—2016年期间,贵州省粮食生产效率均值为0.8355,效率总体上虽呈下降趋势,但提升空间较大;粮食生产效率空间地理分布呈西北向东南方向递减趋势,空间集聚态势呈离散分布;化肥投入对粮食生产效率的正向影响显著,但增产的边际效用总体较低,且即将进入"内卷化"阶段.[建议]充分考虑贵州省实际情况,采取测土配方施肥、加大农业生产科研投入、区域良种和技术研发有偿合作、粮食分区生产政策,既能防止化肥施用"内卷化",又能提高粮食生产效率.     

江西省县域农业化肥施用差异及其驱动机制

本文运用ESDA空间相关分析理论,结合GIS技术和GWR模型,探讨了2000-2010年江西省农业化肥施用的地域格局变化规律及其驱动机制。结果表明:研究期内化肥施用负荷量各年均值表现为先升后降,2000年各县(市)的单位耕地化肥施用负荷量集中于225-675 kg/hm2,2005与2010年则在411-675 kg/hm2和675 kg/hm2两级较为集中,高负荷量值呈增加趋势,高负荷量地区由南至北范围扩大;县域化肥施用具有明显的正相关性,空间聚集分布显著;3个年份中,热点区范围由北到南移动、先收缩后扩大,冷点区则表现为由西向东迁移、发展变化;各类驱动因素对不同时间、地区化肥施用的影响程度和方向存在较大差异,总体而言,收入和劳动力起推动作用,人口、种植结构和农业技术对化肥施用多为抑制作用。     

中国化肥施用强度的驱动因素分解与控制路径研究

20世纪90年代以来,中国(不含港、澳、台,下同)化肥施用量呈现持续增长的态势,直至2016年首次出现负增长,但化肥施用强度并没有实质性的下降。当前,中国的化肥施用强度仍明显高于国际安全标准。在分析1990—2018年中国化肥施用量与施用强度的基础上,利用因素分解模型,从高耗肥农作物和高强度区域2个层面剖析结构份额和效率份额同化肥施用强度变动之间的关系。结果表明:研究时段内,中国化肥施用量与化肥施用强度整体呈上升趋势,不同区域间农作物种植结构的差别是造成宏观层面不同区域化肥施用强度存在差异的重要原因之一。在高耗肥农作物层面,种植业结构偏向水果、蔬菜是造成高耗肥农作物上化肥施用强度增长的主导因素,结构驱动率高达66.74%。在高强度区域层面,结构份额和效率份额共同促使化肥施用强度增加,但2017年以来,效率份额的驱动作用明显提高。经济发展水平、农业劳动力转移、城镇化发展水平等因素对化肥施用强度具有显著(P<0.1)影响。未来,应进一步调整优化农作物种植结构,适当减少高耗肥农作物种植面积,同时不断推进节肥技术推广,注重提高化肥投入的技术效率。     

基于GIS和EMA的县域农业生态系统空间差异研究——以福建省为例

为了从根本上了解区域内部生态系统的网络运行效率和发展潜力的空间差异,采用EMA(能值分析)方法,以福建省县域单位农业生态系统为研究对象,建立反映农业生态经济系统4大层面的13项能值指标,并运用主成分分析法筛选出主要能值评价指标,结合G IS(地理信息系统)技术,对该省67个县(市)样本的农业各层面综合发展水平进行等级划分和空间差异分析。结果表明:沿海与内陆县(市)在农业发展各层面上都存在着明显的空间差异;沿海低地县(市)在农业经济发展水平上和农民生活水平上有绝对优势,但这种优势可持续力很弱;山区贫困县(市)在农业自然环境条件与可持续发展性能上有明显的区域比较优势。分析结果为区域农业生态规划管理与决策提供客观的数据依据,对区域产业布局与可持续发展战略有一定的实际意义。     

南水北调中线工程水源地化肥施用时空分布特征及其环境风险评价

为全面认识南水北调中线水源地农业化肥施用的时空分布差异及对生态环境的潜在威胁,加强化肥施用风险管控,以南水北调中线水源地县级2002—2014年化肥施用量及耕地面积年鉴数据为基础,结合实地调查,运用化肥污染环境风险评价模型,对水源地化肥投入的时空变化分布特征和环境风险进行分析和评价。结果表明:2002—2014年水源地化肥施用明显过量且逐年增加,净增长214.44 kg·hm~(-2),年平均增长率为3.03%。水源地化肥施用强度是发达国家化肥施用安全标准上线的2.74倍,是全国化肥施用强度平均值的1.50倍,是我国生态县建设化肥施用负荷标准的2.47倍,且区域间存在差异。水源地整体化肥施用的风险指数呈逐年增加趋势,从2002年的0.67增至2014年的0.74,增幅为10.45%。多数地区化肥施用风险程度处于中等风险水平,其中西峡县、城固县、汉滨区和邓州市处于严重风险状态,宁陕县、神农架林区和紫阳县处于安全状态。水源地氮肥施用整体处于中等风险状态,磷肥施用风险整体处于低风险和尚安全状态。研究区化肥施用负荷过高是由体制、政策、技术、观念以及经济发展水平等多方面原因造成的,种植模式、施肥技术及管理方式是其直接原因,而农业体制和政策是其内在原因。相关部门应采取有效措施对化肥施用进行"控量增效"管理,如实行农业集约化经营,优化种植结构,加强农民环保意识和农技知识教育,提高农民科学施肥技术,普及推广配方施肥及测土施肥等。     

山东省小麦施肥特征与评价

【目的】进入21 世纪,人口、资源、环境的矛盾日益突出,中国农业生态环境面临多个方面的严峻挑战,施肥对环境的影响受到越来越多的关注。山东省是中国北方典型的高投入高产出集约农业区,对该省施肥状况的研究分析,对全国农作物施肥管理具有参考借鉴作用。论文针对山东省主要粮食作物--冬小麦的施肥状况进行系统分析,旨在理清其施肥特征与问题,为冬小麦的施肥决策与管理提供科学依据。【方法】以山东省测土配方施肥项目数据和统计资料为数据源,采用调查分析与统计分析相结合的方法,摸清小麦施肥现状及特征,并通过MATLAB建模分析建立最佳施肥模型,明确小麦施肥参数。【结果】2015年山东省冬小麦化肥消耗系数（Fec）较2010年减少了5.71 %。冬小麦氮、磷、钾肥的平均施用量高于全国平均水平,施用比例存在磷肥比重较大,钾肥比重不足的状况。冬小麦基肥与追肥中多元素肥料占比增加,单质肥料占比总体减少。全省施肥总量、氮肥、磷肥的施用量呈自西向东递减的趋势,皆为鲁西和鲁北平原区最高,鲁东丘陵区最低。钾肥的施用量则与之相反。潮土地区小麦施氮、磷量最高,其次为砂姜黑土、褐土和棕壤,盐碱土区较低,钾素的投入则以棕壤最高,其次为砂姜黑土和褐土,盐碱土和潮土区钾素投入量较少。氮磷钾肥施用量与土壤全氮、有效磷和速效钾含量之间存在一定的不匹配状况,可适当增加东部丘陵区氮素用量,减少高产区肥料投入,增加低产区施肥水平。山东省以产量为目标的冬小麦氮磷钾肥最佳施用量分别为182.02、82.58和83.22 kg·hm^-2,与此相比,目前氮肥、磷肥分别超25.60 kg·hm^-2和37.77 kg·hm^-2,钾肥亏3.84 kg·hm^-2。【结论】山东省冬小麦施肥状况正在向良性发展,但仍存在施肥量偏高,施肥方式及比例不够合理问题。     

农产品安全视角下农户化肥施用决策研究

化肥是农产品生产的必要投入要素之一,在促进农产品生产数量的同时,污染土壤环境、水环境以及危 害农产品的品质安全等负外部效应也逐渐彰显。以安徽省5 个县区的126 个农户为样本,对农户的化肥施用行为 进行分析,结果表明,施肥农户农民年龄偏大,受教育程度偏低耕作习惯固化家庭种植规模小等现象普遍,此外, 农户希望得到施肥技术等培训指导,但真正参加过农技培训的农户却很少,同时,农户的个人特征和家庭特征因素 对农户的化肥施用行为有显著影响,且对施肥的不同阶段的行为其影响的显著程度不同,因此,提高农户的文化教 育水平,加强农业技术培训和推广,加快农户间土地流转,对规范农户化肥施用行为进而改善农产品质量安全水平 具有基础性的作用.     

浙江省农户测土配方施肥技术采纳意愿及其影响因素研究

从我国化肥使用的实际情况出发,根据对浙江省农户的问卷调查结果,分析农户对测土配方施肥技术的采纳现状,并运用Logistic模型对影响农户采纳测土配方施肥技术意愿的因素进行分析。结果表明,农户的学历、家庭收入以及耕地面积对其是否愿意采纳测土配方施肥技术有较为显著的影响。提出增加农业技术培训、给予相关农业补贴等对策建议以促进农户对测土配方施肥技术的采纳。     

腐植酸类复合肥料的生产和应用

青海地区大部分县市都有着丰富而高质量的草炭资源,在不造成生态环境破坏的前提下适度开发和利用,可为农业生产发挥较好的作用,本文仅从利用草炭资源生产腐植酸类复合肥料的方法和施用效果做一些探讨。其生产方法的工艺、设备简单,流程短,操作方便,宜在乡镇企业推广。施用情况证明,在等价施肥和等养分量施肥的条件下,腐植酸类复合肥料有较好的增产效果。     

东北地区农田土壤氮、磷平衡及其对面源污染的贡献分析

采用农田生态系统氮、磷平衡计算方法,对东北地区土壤氮、磷养分平衡状况及其对面源污染的贡献进行了研究。结果表明,东北三省农田化肥用量随时间的增加而增大,但不同种植区间化肥投入差异较大;氮、磷肥用量是造成农田土壤氮、磷平衡空间差异的直接因素,两者呈极显著相关关系;由于化肥投入量的增加,东北三省农田土壤氮、磷平衡均由建国初期的亏缺转为盈余,赢余量呈现随时间增加而增大的趋势,但区域间差异较大。与80年代相比,2002年由东北三省农田土壤总氮平衡和总磷平衡进入水体环境的氮、磷负荷均有所增加,各省农田进入水体环境氮、磷负荷的升高幅度分别为:辽宁,氮负荷29%,磷负荷3%;吉林,氮负荷93%,磷负荷229%;黑龙江,氮负荷39%,磷负荷125%。果树蔬菜种植面积比例的增加是造成农田土壤氮素盈余增加的原因之一,两者呈极显著相关关系。随着辽河流域果树、蔬菜种植面积的逐年增加,果树和蔬菜农田土壤养分过度累积对辽河水体面源污染的贡献不容忽视。     

中国化肥投入区域差异及环境风险分析

【目的】为了全面认识中国各省区农业化肥使用的区域差异及对生态环境的潜在威胁,准确把握其环境风险程度,加强风险管理,促进农业可持续发展,对中国化肥投入的分布特征和环境风险进行分析。【方法】考虑氮磷钾3种化肥不同的环境污染效应,建立带有权重系数的化肥使用环境风险指数计算模型,评价中国化肥投入的环境风险。应用定性定量相结合的层次分析法,确定氮磷钾三因子的权重系数。根据原国家环境保护总局2007年设定的生态县建设化肥使用强度小于250 kg·hm^-2 的标准,按照目前发达国家氮磷钾比例1﹕0.5﹕0.5的施肥实践,确定氮磷钾三元素的环境安全阈值。【结果】目前中国农田化肥使用量平均达到480 kg·hm^-2, 大多数省区农田化肥投入过量。其基本趋势是东南投入高,西北投入少。2012年化肥使用强度最大、超过690 kg·hm^-2 的前5个省份是福建、广东、河南、湖北、江苏;化肥使用强度低于200 kg·hm^-2 的7个省区是西藏、青海、甘肃、黑龙江、贵州、内蒙古、山西。总化肥使用强度最大的福建（908.7 kg·hm^-2）是西藏自治区（137.99 kg·hm^-2）的6.6倍。氮肥使用强度的区域差异与氮磷钾总肥一致,其中氮肥使用强度最大的广东省（448.5 kg·hm^-2）是西藏自治区（62.59 kg·hm^-2）的7.2倍;氮磷钾施肥不平衡的现象普遍存在,磷肥使用强度最大的河南省（259.8 kg·hm^-2）是最小的贵州省（44.04 kg·hm^-2）的6倍;钾肥使用强度最大的福建省（264.73 kg·hm^-2）是最低的青海省（30.83 kg·hm^-2）的8.6倍,钾肥的使用在青海、西藏、甘肃、贵州等省区明显不足。中国农业化肥使用环境污染的潜在风险较大,仅有西藏、青海、贵州、甘肃和黑龙江5个省区属于尚安全状态,河南、福建、广东和湖北属于重度风险状态,其他省区属于轻度风险和中度风险状态。近10年来,中国的化肥消费量以每年3%的速率增加,高环境风险区域扩大较快。2012年与2005年相比,尚安全的省区减少了3个,重度风险的省区增加了3个,总体环境风险进一步加剧。【结论】中国化肥使用强度大,环境风险高,区域分异明显。其原因有多种,其中土壤条件、施肥技术和管理不当是直接原因,农业政策和经营体制等深层次问题是根本原因。     

中国农业科研人才空间分布及其对农业高质量发展的影响

科研人才是农业自主创新能力提升的关键,也是农业高质量发展的重要驱动力。基于我国农业科研人才数据,使用空间统计与局部自相关分析方法探究其空间分布与收敛性,在此基础上构建回归模型检验农业科研人才空间分布对农业高质量发展的影响,并探索影响路径。结果表明：①我国农业科研人才空间分布表现出不均衡特征,总体呈现出东部地区密集、西北地区稀疏的特点,北京、山东和广东是农业科研高水平人才的集聚区域。②我国农业科研人才分布呈现一定的空间相关性,总体来看,我国农业科研人才的冷点集中在甘肃、青海等西部地区,无明显的热点区域。博士人才的热点区域包括上海、江苏、北京、天津,冷点区域则主要集中在西部地区;硕士人才热点区域包括江苏、上海与安徽,冷点区域集中在西部地区;本科农业科研人才未表现出明显的冷热点变化。③我国全体农业科研人才、博士及硕士人才集聚情况未表现出落后地区追赶领先地区的收敛趋势,但本科农业科研人才存在落后地区向领先地区收敛的趋势。④农业科研人才对地区农业高质量发展有显著的提升作用,且这种提升作用是基于农业科研人才空间分布带动了当地技术进步水平这一路径实现的。上述结果对于培养和引进人才战略提供参考,对推动农业高质量发展具有重要的现实意义。     

山东省粮食生产时空格局演变及安全评价

采用重心迁移模型、探索性空间数据分析和波动指数等方法，对1995—2015年山东省粮食生产时空格局变化及粮食安全状况进行研究。结果表明:1)1995—2015年，山东省粮食总产经历了从波动下降到稳步上升2个阶段，而粮食单产整体呈上升趋势；在主要粮食作物中，小麦的总产量和播种面积占比最高，玉米次之，而甘薯和大豆占比呈持续下降的趋势；2)山东省粮食生产存在明显的空间差异，鲁西地区大部分县(市、区)已发展为全省主要粮食高产区，粮食生产重心向西迁移；粮食生产空间集聚态势增强，鲁西地区成为大规模稳定性热点，鲁北、鲁中山区以及鲁东沿海地区成为稳定性冷点；3)从粮食安全状况看，山东省粮食生产能力逐渐提高，粮食安全状况整体趋于好转，但粮食供给稳定性较差，形势依然严峻。     

不同农业气候区域小麦施肥效应模拟及其双标图分析

分析了山西省278个试验点的农业气候区域及其不同土地肥力的小麦施肥试验数据,收集了10 a(2001—2011年)逐日天气资料以及土壤资料,并将这些数据输入CERES─Wheat小麦生长模拟模型,用试错法确定各农业气候区域及其不同土地肥力下小麦品种的遗传参数。将调好的遗传参数、逐日天气资料、土壤资料、施肥处理等输入CERES─Wheat模型,模拟山西省8个农业气候区域及4个土地肥力等级的小麦施肥效应,并对试验结果进行双标图(GGEbiplot)分析。用图解法分别建立了山西省农业不同气候区域及不同土地肥力小麦施肥增产效应模式、产投比模式、施肥利用率模式,旨在揭示不同施肥处理间和不同区域及不同地力间的增产效应和产投比差异,提出合理的施肥方案。