碳排放约束下耕地利用推动粮食生产的逻辑关联、现实矛盾与路径优化

耕地利用是国家粮食安全的重要保障,在碳排放约束背景下探究其与粮食生产之间的有机关联有助于揭示“土-碳-粮”三要素复杂的逻辑关系。该研究基于归纳演绎法与理论分析法,在梳理碳约束下耕地利用与粮食生产逻辑关系的基础上,深入分析粮食安全保障与碳减排背景下中国耕地可持续利用面临的挑战,并提出促进耕地绿色转型升级与粮食综合生产能力提高的优化路径。结果表明：1）碳排放约束下耕地利用与粮食生产之间紧密的逻辑关联形成了复杂的“土-碳-粮”要素系统;2）当前农业生产条件下实施耕地利用碳减排对国家粮食安全具有不确定性影响,但粮食稳产与增产仍将造成大量碳排放;3）为有效改善碳排放约束下耕地利用与粮食生产的紧平衡状态,从耕地保护、碳减排、粮食生产三方面通过耕地资源配置优化、碳交易市场构建、粮食生产结构调整等方式实现“土-碳-粮”要素协调路径优化。未来需合理规划耕地空间利用格局,采取多种政策工具,转变耕地利用方式,促进耕地低碳、绿色利用与国家粮食安全的可持续协同发展。     

“耕地保护与粮食安全”专题导读

2020年新冠肺炎在全球蔓延、自然灾害频发、国际形势复杂多变,全球粮食安全面临诸多风险。“仓廪实,天下安”,确保国家粮食安全,把中国饭碗牢牢端在自己手中是事关国家长治久安的重大战略。保障国家粮食安全的根本在耕地,耕地是粮食生产的命根子。因此,开展耕地质量保护与提升行动具有战略性、重要性和紧迫性。 为更好地宣传报道“藏粮于地、藏粮于技”战略,提高农业生产能力,保障国家粮食安全方面的研究成果,本刊特策划“耕地保护与粮食安全”专题。东北黑土区是我国重要的粮食生产优势区,保护黑土地是保障国家粮食安全、促进农业绿色发展的迫切需要。本专题刊发的5篇文章中有3篇是分别关于东北黑土区种植业生产结构调整、保护性耕作技术和农田土壤养分平衡的研究。其中,宋戈等在国家出台的一系列关于统筹调整种植业生产结构政策背景下,研究种植结构调整政策实施期间东北粮食主产区典型地域种植主要粮食作物的耕地利用分化特征,研究结果对于松嫩平原粮食主产区粮食种植结构调整具有一定的参考借鉴意义;邹文秀等通过6年的田间定位试验,较为系统地研究了黑土区耕翻深度和秸秆混合还田深度对土壤物理性质的影响,以及改善黑土物理性质效果最优的农艺措施,研究可为东北黑土区建立以“土壤质量提升、秸秆高效利用”为核心的秸秆还田模式提供理论依据;楚天舒等采用农田土壤养分平衡法从宏观角度对黑龙江垦区2000－2018年农田土壤氮、磷、钾养分资源收支平衡情况进行分析,研究结果对指导当地农田养分管理和面源污染的控制具有重要意义。此外,另外2篇是关于陕西地区耕地细碎化整治和土壤性质空间变异研究。张蚌蚌等系统剖析了陕北榆林市榆阳区的“一户一田”和“一组一田”两种耕地细碎化整治创新模式,通过整合农户土地,对改善农地细碎化问题、提升农地经营效率、推动小农户和现代农业有机衔接具有重要的理论意义和实践价值;王捷等研究了不同田块表层土壤养分的空间变异特征及其原因,结合生产实践进一步明确了表征土壤养分变异度的合理采样方法,研究结果可为田间养分监测设施布设以及农业生产精细化提供重要的科学理论依据。 本专题集中刊发的5篇系列文章,分别来自东北大学、中国科学院东北地理与农业生态研究所、中国农业大学、西北农林科技大学等机构,源于国家重点研发计划专项、国家自然科学基金项目、国家社会科学基金重大项目等的研究成果,研究具有创新性、系统性、实用性等特点,对统筹调整农业生产结构、提升土壤质量、优化土壤养分管理、破解耕地细碎化难题等具有重要参考价值,对促进农业现代化发展、提高农业生产能力,农业绿色发展、保障国家粮食安全等具有重要的理论意义和现实意义。     

西部地区耕地保护压力分析及启示

西部地区生态与环境脆弱,不适宜大规模开发耕地而作为全国的粮食基地,但根据土地的适宜性,优质和中等质量的耕地需要得到应有的保护,以满足当地人们的需求和生产特色产品的需要。在实施生态退耕和建设用地迅速扩展的背景下,西部地区耕地保护主要压力涉及:避免建设用地占用优质耕地,促进低质量或边际耕地的生态退耕,以及防止农业面源污染风险的加剧。     

中国土地资源的可耕性评价及其保护策略

人多地少是中国的基本国情，人均耕地面积大约只有世界平均水平的1/3。突破现有耕地保护内涵对重新认识耕地保护具有重要意义，能更大程度保障国家粮食安全。该研究界定可耕地内涵，运用生态位模型和GIS空间分析法对全国范围内的土地开展可耕性评价，测算可耕地规模和空间布局，分析可耕地与现状耕地空间冲突，并提出耕地保护转型策略。结果表明：1）可耕地数量充足，约为现状耕地的2.05倍，主要分布在胡焕庸线以东区域。2）可耕地质量从东南向西北呈阶层分布，质量逐渐降低。3）可耕地与现状耕地存在空间错配，16.83%的现状耕地分布在不可耕作区。可耕地的提出为耕地保护转型提供了方向，可耕性评价有助于摸清中国可以耕作的土地资源本底，开展可耕地分级分区保护并依据分级分区结果适当调整现状耕地、新增耕地布局，进而实现良田粮用，确保国家粮食出现危机时及时提供足量的耕地投入农业生产。     

大力发展保护性耕作 促进农业可持续发展——保护性耕作与中国实践

保护性耕作是相对于传统翻耕的一种新型耕作方式和技术,是现阶段保障和实现农业可持续发展的重要措施。文章浅述了保护性耕作的基本概念与内涵,并通过其在全球和中国发展状况的概述与比较,指出:思想观念陈旧、技术研究滞后、配套农机具缺乏、推广力度不足等是当前障碍和制约中国保护性耕作技术发展的主要因素;同时提出:强化宣传,更新观念;加强科研,完善技术;抓好示范,力促推广;注重实效,持续实施;加大投入,确保发展等,大力推广保护性耕作,促进农业可持续发展。     

广西加强粮食生产能力建设对策研究

广西通过严格贯彻落实粮食安全首长责任制、着力推动粮食生产转型升级、严格耕地保护制度、创新突破“水稻+”模式、大力实施科技兴粮行动等措施,在粮食生产能力建设方面取得了显著成效。但仍然存在基础保障能力不够强、经营主体缺失、耕地“非粮化”、政策支持力度弱、经营方式有待创新等短板,建议从藏粮于地、藏粮于技、提升效益、加强扶持等方面提出了加强广西粮食生产能力建设。     

我国粮食安全的影响因素分析

粮食是关系民生的基础,粮食安全问题是关系国家战略安全的基石,随着经济全球化的发展,粮食危机成为世界范围内关注的重点话题。基于此,通过分析目前国内影响粮食安全的因素,包括人口数量、耕地资源、科技进步、粮食物流和农业政策五大影响因素,进而给出一些保障我国粮食安全的政策建议。     

基于耗散结构理论的四川省耕地生态安全测度分析

耕地生态安全直接关系到粮食生产,粮食生产是关系到社会和谐发展的重大政策问题,研究四川省耕地生态安全状况,为保护区域粮食安全、促进社会协调发展提供理论指导和决策参考。以我国西部重要商品粮基地四川省为研究区,基于耗散结构理论,运用数学量化模型分析了该省2000—2013年耕地生态安全级别和演变趋势,并探讨其影响因素。结果表明:（1）四川省近14 a间耕地生态安全级别总体较安全;（2）2000—2008年四川省耕地生态安全逐年得以改善,2008—2013年四川省耕地生态状况略呈下降趋势;（3）影响四川省耕地生态安全状况的因素是社会经济压力因素、农业科技因素和生态环境因素。因此提出继续加强耕地保护宣传力度,提高农民生态保护意识;实施耕地生态安全恢复工程;结合“互联网+”建立覆盖全省的耕地生态安全监控网络体系的对策建议。     

粮食安全与生态安全双约束下江苏省耕地休耕规模探讨

实施耕地休耕是巩固提升粮食产能和促进农业可持续发展的重要举措,亟需科学合理地确定我国可休耕耕地规模,为深入实施"藏粮于地"战略和扩大耕地休耕制度试点提供理论依据。该研究基于粮食安全与生态安全双重约束构建粮食主产区耕地休耕最大规模测算仿真模型,同时提出休耕规模弹性边界的确定方法并以江苏省为实证区域进行仿真预测。结果表明：当前江苏省在兼顾粮食主产区的粮食调配任务且考虑区域耕地资源可持续利用状况的基础上,仍能保有10.16%的耕地资源来支撑耕地休耕制度的实施;仿真期内区域耕地资源面积可能会由于城市快速扩张和耕地保护不力出现大幅减少,并对区域耕地休耕条件环境产生影响;同时耕地资源可持续利用状况和休耕规模适宜程度的恶化导致江苏省休耕规模弹性边界从2017年的9.93%缩减至2036年的4.81%,区域粮食安全稳定状态终将被打破。建议充分利用粮食主产区的耕地资源基础积极有序推广开展耕地休耕工作,深入部署"藏粮于地"战略以巩固提升粮食产能;建立休耕规模与生态安全挂钩的指标预警体系以实现对休耕实施方案的宏观动态调节;统筹休耕与其他耕地保护政策的正向联动,创造耕地保护政策体系内部的正向溢出效应。     

中低产田形成的原因与培肥改良对策

中低产田的产生是由自然条件和耕作管理制度等综合因素影响的结果。针对黑龙江省耕地利用和生产力现状,分析了中低产田形成的原因,提出了以防治水土流失、合理调整耕作制度、秸秆还田和增施有机肥等培肥改良土壤,增加土壤有机质含量,提高地力,促进粮食增产,保护粮食基础地位,改造中低产田的有效措施。     

让老百姓吃上放心粮——2014年国家启动重金属污染耕地修复治理

近日从财政部、农业部获悉,2014年国家启动重金属污染耕地修复综合治理工作,先期在湖南省长株潭地区开展试点。通过加强耕地质量建设和污染修复治理,实现重金属污染耕地的稻米达标生产,对确保国家粮食安全和人民群众＂舌尖上的安全＂具有重大意义。财政部农业司卢贵敏巡视员表示,2014年中央财政安排专项资金对湖南省试点地区给予补助,支持耕地保护与质量提升,让农民种上安全粮,让消费者吃上放心粮,推动农业可持续发展新战略的实施。     

基于水土资源状况的中国粮食安全思考

粮食安全是当前国内外关注的焦点,尤其是近年来国内外粮食供需矛盾日益尖锐。该文基于影响粮食生产的两大刚性约束——水资源和耕地资源,在系统阐述中国农业水土资源状况及其对粮食生产影响的基础上,提出保障中国粮食安全应遵循“寓粮于源、保粮于墒”的基本策略。并以海河流域为例,分析了不同灌溉条件下典型作物需水量、农田需水量的构成,从定量上说明“寓粮于源、保粮于墒”在维持中国粮食生产中的重要性。     

发展保护性耕作技术 有效防治耕地土壤侵蚀

 我国是世界上人均耕地最少的国家之一,人均耕地仅为0.093 3 hm2,不到世界平均水平的40%。同时,我国也是世界上耕地土壤侵蚀最严重的国家之一,全国耕地土壤侵蚀面积为4 033万hm2,占耕地总面积的33.15%。仅坡耕地每年产生的土壤流失量约达15亿t,占全国土壤侵蚀总量的33%。耕地土壤侵蚀已对我国的粮食安全、生态安全和经济社会可持续发展构成了严重威胁。论述了水土保持领域发展保护性耕作技术的重要意义、产生与发展、主要技术内容与技术模式及保护性耕作技术的生态、经济和社会效益。发展保护性耕作技术,是水土保持的新理念,对于有效防治耕地土壤侵蚀和非点源污染具有重要意义。     

黑龙江省耕地可持续利用调控机制与粮食安全探讨

黑龙江省是我国重要的商品粮基地和亚麻、甜菜、烤烟等经济作物的主产区。其耕地总面积、人均占有量、粮食商品量及专储量均居全国首位。由于人口的过度增长及长期以来的掠夺式经营,黑龙江省的耕地资源正面临着原有耕地面积减少、耕作土壤严重退化、耕地资源生产力低下、耕地后备资源开发潜力小的危机,不仅制约了本省经济的持续发展,还威胁到我国的粮食安全。水土流失、环境污染、非农建设占地、农业内部结构调整和生态退耕是黑龙江省耕地存在的问题,根据这些问题制定了一系列可持续利用调控机制及粮食安全对策。     

西南喀斯特生态脆弱区实行轮作休耕问题探讨——以贵州省为例

轮作休耕制度是中国农业供给侧结构性改革的有效手段,是探索藏粮于地、藏粮于技的具体实现途径,对推动中国农业绿色发展和保障国家粮食安全具有重要战略意义。西南喀斯特生态脆弱区是轮作休耕制度试点的重点区域之一,贵州作为喀斯特生态脆弱区的典型代表,探讨其实行轮作休耕的现状、问题及对策,对完善该区轮作休耕制度具有重要指导意义。本文从耕地质量和耕地环境两方面分析了贵州实施轮作休耕的必要性;在剖析轮作休耕现状的基础上提出了贵州实行轮作休耕存在的问题,其中最突出问题为轮作模式面积不大、特色不强,休耕为被动休耕、休耕农田不合理。根据存在的问题,提出了实施轮作休耕的措施与对策,重点探讨了不同退化类型耕地实施轮作休耕的技术路径,耕地质量优越区应发展山地高效的特色农作制度,重金属污染区宜实施多年休耕,连作障碍、面源污染及石漠化区应合理实施轮作和休耕,同时与秸秆还田、肥田作物、有机肥、保护性耕作等措施相结合;最后,简要介绍了贵州实施耕地轮作休耕制度的实践。     

综合适宜性与迫切性的非粮化耕地整治分区方法

非粮化耕地治理是实现田块复耕复种的重要措施。科学确定非粮化耕地整治的优先次序及分区对提高非粮化耕地复耕复种治理工程空间布局的合理性具有重要意义。该研究以行政村为评价单元,从立地、耕作和利用状态3个维度建立了非粮化耕地整治适宜性评价模型,以功能管制区内非粮化比率建立了非粮化耕地整治迫切性评价模型,利用四象限分区法,构建了综合整治适宜性和迫切性的非粮化耕地整治分区方法体系,并以陵水县为案例区开展了非粮化耕地整治分区划定和整治策略研究。结果表明：1）恢复耕地用于粮食作物耕作,提高稳定利用耕地规模和质量,满足区域耕地保护任务和保障粮食供给是非粮化耕地整治的核心。2）通过整治适宜性评价筛选出优质耕作地块,利用整治迫切性评价明确整治的优先次序,两者的综合能有效明确复耕复种的工作指向;3）陵水县非粮化耕地整治可分了4个区,即优先整治区、重点整治区、后备整治区和限制整治区,建议基于耕作状态、自然地貌和利用条件的组合差异,制定差别化的非粮化耕地整治策略。研究结果可为编制耕地保护专项规划及引导耕地“进出平衡”空间布局提供科学依据。     

“耕地保护与粮食安全”专题导读

正2020年新冠肺炎在全球蔓延、自然灾害频发、国际形势复杂多变,全球粮食安全面临诸多风险。"仓廪实,天下安",确保国家粮食安全,把中国饭碗牢牢端在自己手中是事关国家长治久安的重大战略。保障国家粮食安全的根本在耕地,耕地是粮食生产的命根子。因此,开展耕地质量保护与提升行动具有战略性、重要性和紧迫性。     

建设现代农业，确保新时期国家食物安全

中国是一个拥有13亿人口的大国,半个世纪以来农业有了很大的发展,以占世界约9％的耕地、生产了占世界约25％的粮食、养活了占全球约22％的人口,已引起大家的关注。但在加快建设现代农业的新形势下,我们正面临着资源紧缺、基础设施薄弱、耕地连年减少、种粮农民收入增长缓慢等情况,因此,重视和加强农业、农村和农民工作,确保国家粮食安全,将是一项事关国家昌盛、民族兴旺的基础性、战略性、长期性任务。党中央、国务院高度重视粮食生产和粮食安全,连续5年颁布涉农的“一号文件”,提出建设现代农业,提高农业综合生产能力,确保国家粮食与食物安全。食物安全既是全面小康社会的重要指标,也将对国民经济和社会的全面、协调、可持续发展起到基础性保障作用。     

免耕播种机在保护性耕作示范区的使用现状研究

随着我国农业生产规模的扩大,社会生态环境压力不断增加,耕地面积逐年减少。发展保护性耕地有利于缓解社会环境压力,对保护耕地起到积极作用。基于此,分析免耕播种机在保护性耕作示范区中使用的重要意义,深入剖析免耕播种机在保护性耕作区中的使用现状,为我国农业工程的发展提供参考,提高我国农作物的产量,推动农业发展。     

基于联立方程组的东北区粮食生产力和耕地变化影响要素分析

东北区是中国粮食主产区,研究其粮食生产力和耕地变化的影响要素对提高粮食生产、保证国家粮食安全具有重要的现实意义。该研究利用土地利用数据、自然环境数据、气象数据、区位和交通数据与社会经济数据,采用联立方程组模型实现了东北区粮食生产力、耕地向建设用地转移及耕地向林/草地转移这3个区域生态过程的内生变量和外生变量之间相互作用关系的定量表达。从人口规模、社会、经济、政策、区位和自然条件等方面进行了定量分析。研究结果表明社会经济因素在较短的时间内对东北区粮食生产力起着显著作用,农业人口增长、生产投入要素的作用也相对显著。在耕地向建设用地转移过程中,人口规模、经济发展、区位条件、坡度及政策是其关键影响因素。耕地向林/草地转移过程主要受农业人口比例、地形坡度、区位和交通条件、政策、气候等关键控制变量的影响。该研究结论将为研究区的土地利用规划和耕地保护政策提供重要的参考信息。