基于PSR模型的耕地生态安全评价——以长江中下游粮食主产区为例

为探索长江中下游粮食主产区耕地生态安全现状及耕地生态安全影响因素的内在作用机理,基于PSR模型进行耕地生态安全测度,选取了单位面积COD负荷、单位面积SO2负荷、耕地压力指数等36个变量,通过评价值转化、综合评价值计量、协调度测算等方法而剖析研究区域的耕地生态安全问题。结果表明:鄱阳湖平原—赣抚平原—吉泰盆地—赣西粮食高产片位为流域耕地生态安全之首。鄱阳湖平原—赣抚平原—吉泰盆地—赣西粮食高产片的耕地生态安全压力亦在其他区域之上,而除江淮平原(江苏地区以外)各个流域的耕地生态安全响应系统皆相对薄弱,且未来耕地生态安全堪忧。流域内多地呈现出综合评价得分与协调度评价值呈负相关的态势,表明地区隐藏的生态危机广泛存在。由此得出:(1)经济发展方式对耕地生态安全存在关联性影响;(2)地形地貌以及水热条件对耕地生态安全具有内在影响;(3)因地制宜的污染治理是耕地生态缓解与治理的必要环节。     

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....     

2009—2019年山东省耕地生态安全评价及障碍因子诊断

耕地生态安全是国家和区域生态安全的重要组成部分。为了明确认识耕地生态安全及其障碍因子、促进耕地生态与农业发展,利用PSR模型构建耕地生态安全的指标体系,基于第三次国土调查和第二次土地调查数据,评估了山东省2009—2019年的耕地生态安全变化,同时利用障碍度模型,诊断了影响耕地生态安全的障碍因子。结果表明:(1)山东省2009—2019年耕地生态安全整体上呈现下降的态势,生态安全指数由0.27下降至0.14;(2)2009—2019年不同地级市耕地生态安全状况变化不同,5个地级市呈现上升的趋势,4个地级市耕地安全基本稳定,7个地级市出现不同程度的下降;(3)二三产业从业人员比重、二三产业产值比重、农村居民人均可支配收入、耕地平均海拔和复种指数在2009—2019年是影响耕地生态安全的主要障碍因子。综上,2009—2019年山东省耕地生态安全出现下降的趋势,存在多个影响耕地生态安全的障碍因子。研究认为加强耕地污染治理、发展生态农业、缓解产业结构不平衡是改善耕地生态安全的关键措施。     

辽宁省辽河流域粮食主产区耕地粮食生产潜力研究

采用机制法对辽宁省辽河流域粮食主产区的玉米、水稻、大豆3种主要作物生产潜力进行了估算。研究结果表明,该区玉米总生产潜力为8 115 kg·hm-2,水稻为9 765 kg·hm-2,大豆为3 375 kg·hm-2。其中,化肥生产效力玉米为2 599.3 kg·hm-2,水稻为2 549.8 kg·hm-2,大豆为1 902.2 kg·hm-2。主要作物产量限制因素顺序:玉米为温度>水>肥>土壤,水稻为温度>肥>土壤>水,大豆为肥>温度>水>土壤。     

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。     

粮食主产区耕地集约利用及障碍因素诊断

耕地是土地的精华,其集约利用关系着国家粮食安全及经济社会的可持续发展。以河南省为研究对象,从投入强度、利用程度、产出效果和持续状态等方面构建耕地集约利用评价指标体系。采用突变级数模型和熵权系数法定量分析1996—2008年河南省耕地集约利用状况,并诊断耕地集约利用的障碍因素。研究表明:(1)1996—2008年河南省耕地集约利用度总体呈上升趋势,但受自然灾害影响,2002—2004年出现小幅波动;(2)1996—2008年河南省耕地的投入强度、利用强度、产出效果、持续状态等均总体呈增加态势;(3)河南省耕地集约利用的主要障碍因素是地均农电投入、地均农机动力、地均利润、城镇化水平等,因而政府应继续加大农业基础设施投入力度,提高农民积极性,增强农业抗灾能力。     

考虑碳排放的粮食主产区耕地利用效率区域差异与变化

为系统考察中国粮食主产区耕地利用效率的分布特征。该研究将耕地利用碳排放作为非期望产出纳入耕地利用效率的测度框架中,以中国粮食主产区2000—2016年数据为支撑,综合运用SBM-Undesirable模型和核密度估计方法对粮食主产区耕地利用效率的空间格局及演进特征进行定量刻画。结果表明:1)粮食主产区整体和各省份耕地利用碳排放都表现出不同幅度的增长态势,其中河南的绝对增长量最大,由2000年的487.40万t变化至2016年的806.99万t,净增长319.59万t,其次是内蒙古和黑龙江,江西的绝对增长量最低,研究期内共增长了59.64万t;2)考虑碳排放后,粮食主产区整体和各省份耕地利用效率明显降低,2000年和2016年,不考虑耕地利用碳排放时,粮食主产区平均耕地利用效率分别为0.774 4和0.917 9,而考虑碳排放后,平均效率指数分别为0.639 4和0.843 8;3)粮食主产区耕地利用效率表现出明显的区域差异,根据SBM-Undesirable模型测度结果可将13个粮食主产区分为耕地利用效率优势区、平缓区和劣势区3种类型;4)从核密度估计结果来看,粮食主产区整体和不同类型区耕地利用效率都表现出明显的偏态分布及不同程度的极化特征,而且,与2000年相比,粮食主产区整体、平缓区和劣势区2016年密度曲线的变化区间明显变小,表明耕地利用效率的地区差距有所缓解,但优势区的区间变化幅度并不明显。该研究可以为粮食主产区耕地资源高效、低碳利用提供科学依据和决策参考。     

东北粮食主产区耕地资源变化驱动机制及其对粮食产量的影响

以东北粮食主产区巴彦县为研究区,以3S技术为手段,运用Logistic模型识别研究区耕地资源变化驱动因子,采用单因素指标法及通径分析法,探讨了单因子及复合因子对研究区粮食产量的影响。结果表明:(1)研究区耕地资源变化驱动因子主要为坡度、土壤类型、地均GDP等8个敏感性因子,且每个驱动因子对耕地资源变化的驱动机制各不相同;(2)单一驱动因子指标分级变化会引起粮食产量的改变,变化最大值为土壤有机质含量在1—2级间的改变,最小值为政策法规在2—3级间的改变;(3)复合因子对粮食产量主要表现为耕地资源变化驱动因子复合总效应每改变0.1,粮食产量的变化值约在950kg/hm2。耕地资源变化的单因子及复合因子对粮食产量均产生较大影响,粮食生产能力的提高应根据驱动因子的不同特征制定具体措施。     

中国粮食主产区耕地绿色低碳利用转型指数构建及分区

探究耕地绿色低碳转型方法与对策对于解决耕地环境本底问题,助推农业可持续发展,确保国家粮食安全、生态安全以及“双碳”目标的实现具有重要意义。该研究建立耕地绿色低碳利用投入-产出分析模型,基于“现状-目标”对比分析,构建耕地绿色低碳利用转型指数,划分耕地绿色低碳利用转型管控区,提出相应管控路径,并以粮食主产区171个地级市为对象进行实证研究。研究结果表明：1)2000—2020年间,粮食主产区耕地绿色低碳利用水平趋升,呈北高南低态势;2）预测2030年耕地绿色低碳水平会有所提高,但区域间增幅差异明显;3）降污减碳严控区、管控区、防护区和防污固碳保护区各占粮食主产区的9.36%、39.77%、10.52%和40.35%,主要分布在南部、中南部、山东省烟台市及东部沿海、内蒙古以及四川省等市;结合各区社会经济条件,提出相应强化耕地生产要素高效配置、创新耕地固碳减排技术、加强落实生产绿色低碳实践及建立耕地碳汇系统的差别化绿色低碳转型导向建议。研究结果对于拓展耕地绿色低碳利用转型理论与方法研究具有一定借鉴意义,也可为探索耕地绿色低碳转型路径,提出差别化管控建议,推动耕地可持续利用和农业绿色转型提供决...     

黑龙江省耕地资源安全预警及调控研究

本研究从压力、状态、响应三个子系统构建耕地资源安全预警指标体系,结合Matlab编程,采用灰色关联法,引用经济学中敏感度的概念,对2005年以来黑龙江省耕地资源安全进行预警分析,在此基础上进行调控研究。研究结果表明:(1)从各子系统的安全警度来看,2005~2014年,黑龙江省耕地资源安全压力系统的警度经历了"无警-轻警-中警"的变化过程;状态系统警度基本处于"中警"水平,响应系统的警度由"轻警"上升为"中警"。2015~2019年,耕地资源安全压力系统的警度由"中警"转变为"重警",状态系统和响应系统的警度一直维持"中警"水平。(2)2005~2014年,黑龙江省耕地资源安全总体警度呈逐步上升趋势,2015~2019年,黑龙江省耕地资源安全将一直处于"中警"水平,但预警的指标值持续降低,接近"重警"的水平。(3)黑龙江省耕地资源安全需针对城市化水平、水土流失治理、盐碱地治理及防止耕地污染等方面加以调控。     

新郑市耕地生态安全动态预警研究

耕地生态安全预警对改善耕地生态安全水平,保障粮食安全具有重要的意义。以河南省粮食主产区新郑市为研究对象,基于压力、状态、响应(P-S-R)和生态、环境、经济、社会(E-E-E-S)框架模型,构建了耕地生态安全预警指标体系。引入变权理论确定指标权重,运用改进物元可拓模型确定新郑市2001—2010年耕地生态安全预警等级,并采用障碍度模型分析耕地生态安全障碍因子。结果表明:2001—2010年新郑市耕地生态安全水平总体呈现上升趋势,预警等级由Ⅲ级(预警)上升为Ⅳ级(较安全);2009—2010年预警等级虽处于较安全(Ⅳ级),但有下降趋势。制约新郑市耕地生态安全水平的主要障碍因子是地均化肥使用强度、耕地复种指数、人均粮食产量、城市化水平、耕地垦殖率、人口自然增长率、人均水资源量、地均地膜使用强度、第三产业占GDP比重、农业经济比重、未利用土地比重等,这些因子应是今后改善新郑市耕地生态安全的重点。     

基于熵值法和灰色预测模型的耕地生态安全诊断

[目的]弥补已有耕地生态安全诊断中指标体系及评价方法的不足,分析耕地生态安全水平。[方法]在界定耕地生态安全内涵的基础上,构建了基于PSR模型的评价指标体系,采用熵值法和灰色预测模型,对四川省耕地生态安全水平进行了诊断。[结果]1999—2013年四川省耕地生态安全水平总体不断提高,耕地生态安全等级经历了"临界安全—较安全"的演变历程,但2013年"较安全"水平不高;压力指数总体上呈现下降趋势,状态指数呈现波动下降趋势,响应指数呈现上升趋势;单位耕地化肥负荷、人均耕地面积、单位耕地农药负荷、土地垦殖率、水土流失程度等是耕地生态安全等级提升的关键制约因素;2014—2018年四川省耕地生态安全水平呈现稳步上升趋势。[结论]基于PSR模型的评价指标体系能更准确地反映耕地生态安全各要素之间的关系;熵值法和灰色预测模型能有效挖掘耕地生态安全存在的问题,适合用于耕地生态安全评价。     

基于熵权可拓物元模型的耕地生态安全评价

耕地生态安全评价是改善耕地生态系统状况,促进耕地可持续利用的重要基础。在界定耕地生态安全内涵的基础上,构建了基于"压力-状态-响应"(PSR)概念模型的评价指标体系,建立了熵权可拓物元模型,并以四川省为例进行了实证分析。结果表明:(1)2000-2008年四川省耕地生态安全水平呈逐步改善态势,但2008年"较安全"等级关联度很弱;(2)单位耕地农药负荷、单位耕地化肥负荷、人均耕地面积、土地垦殖率、水土流失程度等是耕地生态安全等级提升的关键制约因素。因此,为了促进耕地生态安全等级不断提升,需要进一步转变经济发展方式,降低经济增长对土地资源的过度消耗;大力发展绿色农业,合理施用农药、化肥;加大环境治理力度,有效控制水土流失。     

生态文明视角下的伊犁河谷绿洲土地生态安全评价及障碍因子诊断

[目的]基于生态文明视角对伊犁河谷绿洲生态安全问题进行研究,揭示影响土地生态安全的主要因素,为实现区域土地可持续利用提供合理化建议,促进生态文明建设.[方法]采用PSR—熵权TOPSIS模型对2000-2018年伊犁河谷绿洲土地生态安全进行评价,结合评价结果,建立障碍因子诊断模型,进行障碍度诊断分析.[结果]①总体来看...     

中国粮食主产区耕地利用效率区域差异及影响因素——基于179个地级市的实证研究

[目的] 粮食主产区在实现粮食稳产保供中具有重要的战略地位。研究粮食主产区的耕地利用效率及其时空演变特征,旨在为促进粮食主产区耕地资源高效利用、保障粮食安全及实现农业可持续发展提供参考。[方法] 创新性地运用两阶段动态网络DEA模型,测算粮食主产区2010-2020年179个地级市耕地利用效率,并通过ArcGIS可视化技术和核密度估计分析其时空演变特征,构建Tobit模型并探究耕地利用效率影响因素。[结果] 2010-2020年粮食主产区整体效率水平呈"小幅下降-快速上升-波动增长"的阶段趋势,整体效率水平偏低,仍具有较大提升空间。分阶段来看,生产阶段效率水平始终高于消费阶段,且两阶段效率水平差距有进一步增大的态势;粮食主产区耕地利用效率提升受两阶段效率水平共同作用的影响,生产阶段是效率提升的主要动力,阻力来自于消费阶段效率。分区域来看,松花江流域>长江流域>黄河流域的耕地利用效率,区域不均衡性显著。从空间上来看,整体效率、生产阶段效率高值区呈东北-西南空间分布,并逐渐形成"高-高"集聚和"低-低"集聚的空间格局,消费阶段效率高值区呈离散化分布格局,并未呈现出向提升方向收敛的发展态势。整体、生产阶段和消费阶段的外部影响因素不尽相同,涉及社会经济发展水平、城乡发展水平、科技水平及农业基础设施建设。同时不同因素对不同区域的整体及各子阶段耕地利用效率作用强度及作用方向也存在显著差异。[结论] 未来粮食主产区不但要探索区域差异化耕地利用路径,加强各地级市间合作,更要在提升生产阶段效率的同时,重点关注各地级市消费阶段效率提升收敛速度以及与生产阶段效率差距之间的协调。     

近14年安徽省耕地资源安全的时空特征

[目的]探究近14a安徽省耕地资源安全时空特征,为安徽省社会经济发展和耕地保护提供依据。[方法]从耕地资源数量、质量和生态安全3个方面选取27个评价指标,构建耕地资源综合安全评价体系。[结果](1)安徽省耕地数量和质量安全程度分别呈下降和上升趋势,生态安全等级较为稳定,综合安全呈缓慢上升趋势;(2)耕地资源数量安全总体呈皖东、皖北高于皖南的空间格局;质量安全呈现皖中、皖南高于皖北的特征;生态安全表现为皖中部和皖南较低,其余较高的空间格局;综合安全与数量安全空间分布具有相似性,且在时间上,低安全等级地市呈现"集中—分散"的空间特征,高安全程度地市反之。(3)近14a安徽省耕地资源数量、质量和生态安全的主要障碍因子具有明显的时间变化特征。[结论]安徽省耕地资源安全情况不容乐观,各地区需因地制宜,提高安全保障程度。     

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DPSIR-TOPSIS模型的安徽省耕地资源利用系统健康诊断

[目的]研究安徽省2007—2016年间耕地资源利用系统的健康状况,为今后的工作提供参考。[方法]构建DPSIR指标评价体系,并利用TOPSIS模型测度了10a间安徽省耕地资源利用系统健康状况,同时采用障碍度模型剖析了主要的限制因素。[结果]2007—2016年安徽省耕地资源利用系统健康水平由不健康等级转为亚健康等级,健康状况有了明显改善;总体来看,安徽省耕地资源利用系统健康准则层障碍度最高的是压力子系统,主要障碍因子为GDP增长率、农作物受灾面积、农药使用量、建设占用耕地面积、农用塑料薄膜使用量等。[结论]应用DPSIR模型构建的安徽省耕地资源利用系统评价指标体系和运用TOPSIS法分析耕地资源利用系统的健康水平是合理可行的。虽然安徽省总体健康水平呈现稳步上升趋势,但是受压力子系统的限制,安徽省耕地资源利用系统仍处于亚健康水平。