【目的】对西北地区主要粮食作物碳足迹和水足迹进行评估，并基于碳足迹和水足迹建立多目标种植结构优化模型，对各省（区）粮食作物进行空间布局调整，为减少碳排放量和强化水资源管理提供理论依据。【方法】以西北地区小麦、玉米和水稻种植面积、产量和农资投入量等为基础数据，利用生命周期法（LCA）对碳足迹进行评估；以蒸散量和有效降水量为基础数据，利用Penman-Monteith公式对水足迹进行评估；基于熵权法对西北五省（区）三大粮食作物布局进行多目标优化。【结果】1999—2020年西北地区小麦、玉米、水稻的碳足迹和水足迹在不同省（区）表现出明显的差异性。西北地区3种粮食作物小麦、玉米、水稻碳排放呈现出东西部较高，中部较低的分布特点，其单位产量碳足迹（PCF）的范围分别为：0.36—0.63、0.33—0.56、0.57—0.97 t CO_2-eq·t~(-1)，单位面积碳足迹（FCF）分别为：（2.46±0.77）、（3.21±0.49）、（5.57±0.91)t CO_2-eq·hm~(-2)。2010—2018年西北地区小麦、玉米绿水总量呈平稳上升趋势，水稻绿水总量变化不显著。平均绿水总量较高的地区分布在陕西、甘肃和宁夏。蓝水总量在2010—2015年呈上升趋势，2016—2018年呈现下降趋势，平均蓝水总量较高的地区分布在甘肃、宁夏和新疆。玉米是西北地区三大粮食作物中蓝水足迹最小的作物，平均蓝水足迹为0.45 m~3·kg~(-1)；水稻的蓝水足迹最大，平均蓝水足迹为0.77 m~3·kg~(-1)。基于碳足迹和水足迹进行粮食作物种植结构优化，以各省（区）不同作物种植面积为决策变量，并根据不同权重设置重点减少碳排放（生态效益）和重点增加绿水利用（水资源效益）的优化情景。情景1碳排放总量减少1.9%，绿水利用总量增加5.0%；情景2碳排放总量减少11.8%；情景3绿水利用总量增加6.7%。【结论】西北地区三大粮食作物碳排放和水总量时空差异显著。碳足迹方面，该地区三大粮食作物平均FCF呈现增加，PCF呈现降低的变化趋势。水足迹方面，该地区三大粮食作物绿水足迹高于全国均值，其中玉米绿水足迹最大，水稻绿水足迹最小。在粮食作物安全保障的前提下，小麦种植面积增加6.7%、玉米和水稻种植面积分别减少5.8%和8.0%，经济、资源和生态效益均有一定的改进。综上所述，多目标优化后可以提高绿水资源利用，减少碳排放量，缓解环境压力。

水足迹是度量水资源利用效率改进的工具,中国农业的水资源紧缺使计算从单一粮食作物到国家等不同层面的水足迹值的重要性凸显。文章基于彭曼公式对单种粮食作物绿水和蓝水水足迹值进行计算,介绍了省际范围、国内生产、国际贸易以及国内消费水足迹值的计算方法,测算了1978-2010年共33年内的稻谷、小麦、玉米、大豆和高粱等5种主要粮食作物的上述4种水足迹值。结果表明:33年间中国稻谷种植消费了48%的水足迹值,是水足迹消费量最大的粮食作物。相对于绿水更加稀缺的蓝水在此期间利用效率提高了40%,而中国国内生产粮食作物水足迹总量却不降反升,2010年比1978年增长了2.01%。中国是5种粮食作物的水足迹净进口...

本文结合农业新阶段我国粮食生产形势,以基于GIS的中国耕作制度分区为基础,系统分析1985年以来我国粮食作物生产的区域变化,为目前及未来一段时间内的农业区域布局提供决策依据。本文研究结果即各主要粮食作物的区域变化趋势为:水稻主要产区长江中下游区、东南区和华南区,虽然播种面积呈下降趋势,而且在作物总播种面积中占的比例有所下降,但仍然处于绝对优势地位,分别占各区总播种面积的60%—70%,作为首要产区的长江中下游区的区位生产系数有所下降,东南区和华南区的区位系数呈上升趋势;小麦主产区黄淮海区和西北区在作物总播种面积中处于绝对优势地位,分别占总播种面积的50%左右,尤其黄淮海区占有绝对的优势地位,区...

水足迹是衡量农作物生产对水资源利用的重要指标,可以准确计量农作物在生产全过程中对于水资源的利用效率。海林农场主要粮食作物(水稻、玉米、大豆)中,水稻的生产水足迹最大,玉米最低,三种作物中绿水足迹均占绝对优势,水稻、玉米的灰水足迹保持波动上升的态势,大豆的灰水足迹保持稳定。

水足迹是衡量农作物生产对水资源利用的重要指标,可以准确计量农作物在生产全过程中对于水资源的利用效率。海林农场主要粮食作物(水稻、玉米、大豆)中,水稻的生产水足迹最大,玉米最低,三种作物中绿水足迹均占绝对优势,水稻、玉米的灰水足迹保持波动上升的态势,大豆的灰水足迹保持稳定。

[目的]农业碳排放是影响生态环境的重要因素之一，促进我国省际间农业碳排放的相对均衡发展，对加快农业生产中“双碳”目标实现具有重要的现实意义。[方法]文章基于1991—2019年粮食作物农用物质投入等统计数据，运用IPCC碳排放系数法，测算粮食主产区和主销区农业碳排放量，运用固定效应模型分析检验我国农业碳排放量的影响因素。[结果]（1）我国粮食作物播种面积整体稳定，播种区域逐渐向粮食主产区集中；（2）我国农业碳排放总量持续增加但增速下降，化肥、柴油是主要碳源，碳排放量、碳源及碳排放强度在粮食主产区和粮食主销区差异明显；（3）粮食作物种植面积比重增加对农业碳排放量有明显增进作用，农业效率提高和农业结构优化对碳排放有抑制作用，农业经济发展水平则促进农业碳排放量增长。[结论]应加快农业现代化进程，提高农业生产效率；强化化肥、农药、柴油等化学生产要素投入科学标准和使用技术，提高使用效率；实施碳排放补贴政策，建立碳排放区域间补偿机制。

本文基于历年粮食统计数据,分析粮食托收政策改革对主要粮食品种种植格局分布的影响,研究表明,在粮食托收政策改革出台以来,一方面,从新一轮的粮食托收政策改革在2015-2016年的作用来看,基本实现了调减玉米种植面积、扩大豆类种植面积,适当增加优质稻谷,稳定稻谷增收的政策目标。另一方面,主产区在体现政策改革效应明显,表现为稻谷、小麦、玉米、大豆和薯类的主产区总量波动贡献率分别为-91.05%、176.96%、73.73%、30.72%和55.78%,且大于时间效应,即主产区与非主产区增加值远大于随时间推移的增收量。这表明:粮食托收政策改革优化了主要粮食作物种植格局。

哈尼稻作梯田系统作为全球重要农业文化遗产(GIAHS),具有极高的生态、经济、文化价值。近年来,以粮食产量增长为导向的农耕技术和作物品种单一化趋势,给哈尼梯田地区带来了严重的生态和食品安全问题。论文以农户生产行为作为切入点,从主要粮食作物的经济效益、耕地资源特征、村落发展类型、农户的家庭特征与资源禀赋进行实证研究,分析了哈尼梯田地区农户粮食作物种植结构现状及驱动因素。结果表明:1)调查涉及的41.23 hm2有效耕地中,按种植总面积排序,杂交稻、玉米、水果类作物位居前三。2)本地传统粮食作物——梯田红米,

哈尼稻作梯田系统作为全球重要农业文化遗产(GIAHS),具有极高的生态、经济、文化价值。近年来,以粮食产量增长为导向的农耕技术和作物品种单一化趋势,给哈尼梯田地区带来了严重的生态和食品安全问题。论文以农户生产行为作为切入点,从主要粮食作物的经济效益、耕地资源特征、村落发展类型、农户的家庭特征与资源禀赋进行实证研究,分析了哈尼梯田地区农户粮食作物种植结构现状及驱动因素。结果表明:1)调查涉及的41.23 hm~2有效耕地中,按种植总面积排序,杂交稻、玉米、水果类作物位居前三。2)本地传统粮食作物——梯田红米,种植总面积和户均种植面积远小于经济效益较高的杂交稻和兼有饲料用途的玉米。同时,农户倾向于将其种植在质量较差、海拔较高的耕地上。3)作物的经济效益和耕地海拔及质量对替代性作物(如杂交稻和红米)的种植选择影响较大;个体农户层面上,农户特征与资源禀赋在不同程度上对不同作物的种植选择产生影响。

粮食种植结构调整会影响农业资源的消耗需求。20世纪90年代中后期以来,玉米在我国粮食生产中的地位明显提升。以粮食种植结构无调整为参照情景,一定产量下,1996-2015年,在国家层面,因粮食种植结构调整对水土资源消耗的节省量约占现期需求量的4%左右。在区域层面,从结构调整对种植面积的减省效应看,耕地资源相对丰富的北方地区明显高于南方地区;从对水资源消耗的减省效应看,北方贫水区也普遍高于南方地区,干旱度最高的西北地区最高。期间区域分品种粮食生产广泛受到作物种植比例变化的影响。研究结果表明,要充分利用好南方水热资源,恢复水稻生产,主要取决于稻米需求及其种植效益,而北方地区则要尽可能按降水规律调整农作制度,合理控制水稻、小麦的种植面积。

从农作制分区角度,采用聚类分析法研究东北农作区种植结构及其空间分布的演变情况,利用综合比较优势法探讨种植结构变化的主要影响因素,并对主要作物的发展趋势进行判断。结果表明:1985-2005年粮食作物种植结构变化主要表现为小麦种植比重的减少和大豆种植比重的增加,种植结构整体上从多元化向专业化方向发展,各农作亚区形成了特色种植结构。主要粮食作物空间变化呈现较强的规律性,生产呈现集中趋势,形成了各自主要的生产区域。主要变化为:水稻和玉米种植区域增加,小麦种植区域大幅缩减,大豆种植范围重心北移和种植区域增加。资源、技术和市场等因素共同影响粮食作物种植结构的变化,而作物综合比较优势是种植结构变化的内在动...

果树的区域布局调整与优化是果树产业化发展的要求。文章运用生态学原理,提出了西北地区果树区域布局调整与优化的原则、目标和依据,并对该区果树区域布局进行了区划分区,最后提出了调整与优化的对策。

探究气候变化背景下作物水热资源利用效率变化情况是挖掘粮食高产潜力、实现农业可持续发展的基础,对于优化粮食作物布局以及应对未来气候变化趋势具有重要意义。本文基于1993-2013年吉林省24个气象站点的逐日气象数据和农业统计数据,按照作物积温需求划分出水稻、玉米和大豆的气候种植界限,对因气候变暖而增加的种植区域(敏感区)内水、热资源有效利用情况进行评估。结果表明:①1993-2013年吉林省积温带明显东扩,水稻和玉米的气候种植界限东扩到敦化-靖宇-临江一线,大豆的气候种植界限东扩到吉林省最东部的长白县;②三种作物敏感区内热量资源利用效率低于非敏感区,但水资源利用效率均高于非敏感区。1993-2013年作物敏感区内水热资源利用效率均呈现出增长趋势,年均增长率显著高于非敏感区;③水稻和玉米敏感区内水热资源产出效率均高于非敏感区,但大豆敏感区内产出效率低于非敏感区。结论:气候变暖对研究区内水热资源效率的提高表现出明显的正效应。从水、热资源优化利用的角度,研究区可适当向东扩展玉米和水稻的种植面积,但要加强农田灌溉系统和灌溉技术,降低水稻的水资源约束情况。同时避免研究区最东部安图、长白等地粮豆的盲目扩种,减少热量资源的约束风险。

探究气候变化背景下作物水热资源利用效率变化情况是挖掘粮食高产潜力、实现农业可持续发展的基础,对于优化粮食作物布局以及应对未来气候变化趋势具有重要意义。本文基于1993-2013年吉林省24个气象站点的逐日气象数据和农业统计数据,按照作物积温需求划分出水稻、玉米和大豆的气候种植界限,对因气候变暖而增加的种植区域(敏感区)内水、热资源有效利用情况进行评估。结果表明:①1993-2013年吉林省积温带明显东扩,水稻和玉米的气候种植界限东扩到敦化-靖宇-临江一线,大豆的气候种植界限东扩到吉林省最东部的长白县;②三

为提高农业生产用水效率,促进环境与经济的协调可持续发展,以粮食生产"虚拟水"与"农业总产值"比值定义"粮食作物水足迹强度"这一指标。通过FAO推荐的标准彭曼公式测算黑龙江省(1988—2017年)粮食水足迹,应用探索性空间数据分析(ESDA)方法分析其空间关联格局,采用空间杜宾模型(SDM)对影响因素分解。结果表明:(1)近30年来黑龙江省水资源利用效率有所提高,整体"粮食作物水足迹强度"值约下降88.55%;(2)相邻地区该指标值呈相对集聚状态,由高低聚集区(H-L)逐渐向低高聚集区(L-H)转移;(3)农业机械总动力、化肥施用量、教育水平对整体农业生产用水效率的提高有正向影响,而人均GDP、有效灌溉面积则有反向作用,未来黑龙江省农业生产应对这几种要素重点关注。