我国粮食主产区耕地利用变化的粮食与生态效应研究

综合运用土地利用转移矩阵、土地利用变化图谱模型、动态修正的生态系统服务价值模型等方法,测度2000—2018年我国粮食主产区耕地利用变化下的粮食产量变动和生态系统服务价值损益,进而探清制约粮食增产和生态服务能力提升的主要耕地利用变化类型,并形成针对性的优化路径。研究发现:我国粮食主产区的耕地面积整体呈现“北增南减”的空间分异特征和“减大于增”的数量变化特征。2000—2018年间,耕地净转出205.98万hm^(2),建设用地是耕地转出的主要地类。根据耕地利用变化的产出效应,划分4种类型——生态增值-粮食增产型(Ⅰ型)、生态减值-粮食减产型(Ⅱ型)、生态增值-粮食减产型(Ⅲ型)和生态减值-粮食增产型(Ⅳ型),在省级层面上,我国粮食主产区Ⅰ~Ⅳ型面积的占比依次为18.30%、13.36%、33.19%和35.05%,共计造成4.171×10^(10)元的生态系统服务价值损失和9.253×10^(6)t的粮食减产。建设用地占用耕地、未利用地补充耕地分别是最有损、最有益粮食与生态安全的耕地利用变化类型。建议要严控耕地“非农化”“非粮化”,加强对未利用地的生态改良,积极发展林下经济、草原经济等复合型经济农业。

基于生态系统服务价值的中国粮食主产区农业-生态协调性实证测算与预警

区域的粮食生产与生态价值存在相互促进和制约的特殊关系。本研究基于生态系统服务价值ESV范式构建了生态农业协调度EAH模型,进而对中国粮食主产区(河北、内蒙古辽宁、吉林、黑龙江、江苏、安徽、江西、山东、河南、湖北、湖南、四川)粮食生产与生态环境的协调性进行实证研究和预警预测。研究发现,2017年中国粮食主产区总体协调度为1.27,处于中度协调水平,粮食主产区农业-生态协调性较差,错位现象较为严重。从动态属性看,研究期间农业-生态协调性形成了以2013年为拐点的倒U型趋势,当前粮食生产与生态服务价值协调性逐年下降,灰色系统GM(1,1)预测显示,相比2011-2017年,2019-2025年农业-生态协调性呈逐渐弱化趋势。从空间属性看,粮食生产与生态服务价值存在较为突出的地理空间分异和不协调现象。

基于粮食安全贡献度的中国粮食主产区粮食供求格局演变

基于粮食安全贡献度的FSP模型分析框架,从省际粮食供需平衡的角度测算中国粮食主产区对国家粮食安全的贡献,并探究了粮食主产区粮食供求格局的演变特征。结果表明:除2000—2003年粮食产量骤降造成粮食供给缺口外,1991—1999年、2004—2018年中国粮食主产区粮食盈余(调出量)呈“稳中有降—绝对增长”的U型变化趋势,历年粮食安全贡献度均高于85%,粮食主产区的粮食地位相对稳固。粮食主产区的粮食供求格局经历了省际间的分化和重组。一方面,粮食供给向中北部地区集聚,而南部地区粮食产需紧平衡,粮食供需错配严重;另一方面,粮食供需空间分异明显,2000年后黑龙江、河南、吉林3省的粮食安全贡献度合计达50%左右,而湖南、江西、江苏、河北、湖北、四川、辽宁7省的历年粮食安全贡献度均低于5%,粮食调出总量合计仅占粮食主产区粮食调出总量的10%~20%。

粮食主产区农田生态系统服务价值动态演化与空间分异

生态系统服务价值是评价区域资源环境可持续发展的综合性指标。文章基于生态系统服务价值研究范式,采用动态化的Costanza修正模型从时间和空间两个维度对我国13个粮食主产区2003—2017年农田生态系统服务价值进行了实证分析。研究发现:粮食主产区粮食产能、农田生态系统供给当量价值与耕地资源储量存在偏离,农田生态系统的生态服务价值贡献率逐年下降,粮食主产省(区)间生态系统服务价值与生态效率差异显著、空间分异明显。

基于生态安全的我国粮食安全评价与预警

文章应用生态足迹模型对我国粮食主产区基于生态安全的粮食安全状况进行了动态评估与预测。研究发现,当前我国粮食主产区整体表现为"粮食盈余、生态赤字"的粮食安全发展格局;粮食主产区内的13个省份所面临的粮食安全生态状况各不相同,实现空间均衡的难度较大;我国粮食主产区长期处于粮食安全的生态不可持续状态,并且粮食安全指数呈现增长趋势,生态安全指数存在一定的下降趋势。为保障粮食安全,需要转变农业生产方式,全面推进农业高质量发展,同时发展农业科学技术,利用技术提高粮食单位产出量,进一步缓解粮食生态矛盾。

生态足迹视域下中国粮食主产区粮食生产安全态势的时空属性研究:2007-2025

粮食主产区在肩负稳定国家粮食生产重要责任的同时,也面临着日趋严重的农业生态问题。本试验基于生态足迹视域,对中国粮食主产区2007-2016年粮食安全态势进行了时空维度的实证研究,并利用GM(1,1)模型对粮食主产区2017-2025年的粮食产能和生态足迹指数进行了预测。结果表明,粮食主产区生态足迹和生态承载力省(区)间空间差异较大,变化趋势不一致。生态赤字最为严重的地区主要集中在河南省、安徽省和江苏省,辽宁省、吉林省、黑龙江省、湖北省和内蒙古自治区生态状况良好。GM(1,1)模型预测2025年生态足迹指数为0.65%,粮食安全的生态支撑形势严峻。

鄱阳湖流域碳排放敏感性人类发展指数空间差异及驱动机制

【目的】在不断提升人类福祉水平的同时降低碳排放,是人类发展的核心内涵。本文对鄱阳湖流域碳排放敏感性人类发展指数的空间差异与驱动机制进行分析,以期为“双碳”战略下鄱阳湖流域提升人类福祉水平提供理论依据。【方法】本文嵌入人均净碳排放量指标,构建碳排放敏感性人类发展指数(CHDI)。运用空间马尔科夫链、Dagum基尼系数、LMDI方法和空间杜宾模型对1990—2020年鄱阳湖流域碳排放敏感性人类发展指数的空间差异演变进行实证分析。【结果】研究表明:①鄱阳湖流域的碳排放敏感性人类发展指数由1990年的0.5415提高到2020年的0.7922,实现了由低人类发展水平向高人类发展水平的跃迁。②1990—2020年鄱阳湖流域碳排放敏感性人类发展指数的空间差异整体趋于缩小。其中,各子流域内差异稳步缩小,子流域间差异先降后升。因此,缩小子流域间差异是解缓鄱阳湖流域人类发展水平空间差异的关键。③鄱阳湖流域碳排放敏感性人类发展指数的提升主要由经济效应和技术效应双轮驱动,社会效应及环境效应则显现出减量效应。空间计量模型回归发现,富裕程度提升、产业结构升级、公共财政支出增加和城镇化对鄱阳湖流域人类发展水平提升具有显著的促进作用,而能源强度和人口密度提高则具有显著的负向作用。【结论】1990—2020年鄱阳湖流域人类低碳发展在迈向高人类发展进程中不断均衡发展,缩小子流域间差异及加强经济与技术效应的双轮驱动是进一步推进鄱阳湖流域人类福祉均衡的着力点。

我国粮食主产区粮食安全保障的生态代价评估:2000-2018年

采用土地利用遥感监测数据,基于动态化的当量因子模型和功能价值法,评估2000-2018年粮食主产区保障粮食安全付出的生态代价。结果表明:我国粮食主产区连年增长的粮食产量背后是巨大的生态代价。2018年,粮食主产区保障粮食安全造成的生态系统服务价值(ESV)损失总量为3.4885×10^(12)元,其中耕地与其他地类转化、维持不变耕地面积、粮食生产过程造成的ESV损失量之比为1.12%:82.90%:15.98%,单位粮食产量的生态成本达6738.56元/t;据此,要加快实施高标准农田建设等举措,提升种粮效率,有效控制林草湖"逆生态化"和耕地非农建设。