1980-2010中国耕地复种时空格局变化研究

发布时间：2020-05-05 09:02

【摘要】：耕地是人类生存的基本资源和条件。中国人多地少,且人地矛盾日益突出,耕地面积锐减,已成为影响中国粮食安全的重大问题。随着社会经济的快速发展,工业化和城镇化进程不断加速,中国耕地面积的减少将成为长期发展趋势。在保障中国粮食安全的目标下,耕地集约利用状况、时空差异及其影响因素值得高度关注。复种作为农作物种植制度的重要特征,是耕地集约利用的重要表现之一。改革开放以来,提高耕地的复种指数,已成为粮食增产的重要途径,因复种而增产的粮食占到了中国粮食总量的三分之一,使中国成功地以占全球百分之九的耕地养活了全球将近五分之一的人口。而且,增加已有耕地的复种水平,其效益比开垦荒地要好,这是因为此类耕地的水、土、热、肥条件都比较好,荒地的开发可能会带来水土流失等生态环境问题。从以上背景不难看出,复种水平的提高对于粮食增产发挥着至关重要的作用,是保障粮食安全的重要举措。在此背景下,探讨中国耕地复种指数的时空差异及其影响因素,对于保障中国家粮食安全有着非常重大的现实意义。本文利用1980-2010年中国分县农业调查数据和中国地面气候日值数据,基于统计数据算法和“积温-降水”复种模型,分别估算了1980年代、1990年代及2000年代的中国县级实际复种指数(MCI)和潜力复种指数(PMCI);获取了中国过去三十年实际复种格局及潜力复种格局的时空变化信息,在全国、种植农业分区、及熟制分区等不同尺度上对其变化特征进行了分析;然后,结合上述结果提取了过去30年中国耕地复种可提升潜力(PIMCI)的空间格局变化,进而研究了复种可提升潜力对全国粮食增产潜力的贡献大小。论文的主要结论如下:1、中国耕地实际复种指数在1980年到2010年先增后降,从150.9%增加到159.6%又减少到151.3%,MCI的分布与水热资源的分布表现出空间上的一致性,从北到南的递增特征,水热资源丰富的南方地区MCI明显较高。复种的主要区域重心有向西南方向位移的趋势,就全国种植农业分区来看,复种指数的变化存在明显的空间分异。北部高原区,南方丘陵区,西北绿洲区在30年内的MCI增幅均达到了20%以上,东北区、黄淮海区、川陕区、青藏高原区、云贵高原区较为稳定,变化率不超过10%,而长江中下游区、华南区的MCI变化表现出剧烈的波动性,30年内的最高复种指数与最低复种指数相差30%以上。总体而言,水热资源较为丰盈的南方多熟区域的变化程度更高。2、1980年代到2000年代,我国耕地潜力复种指数在近30年受气候变暖影响持续增加,20世纪1980年代全国潜力复种指数为201.1%,到了1990年代,我国的耕地潜力复种指数达到了208.3%,在这10年间发生了显著的提升,而本世纪初PMCI继续增加到的210.9%。我国的耕地潜力复种格局受气候资源的主要影响,表现出显著的从东南沿海向西北内陆的纵深变化规律,一熟区与二熟区界线由东北辽河流域向西南太行山脉,途径秦岭,川北直至横断山脉。二熟区与三熟区界线从长江中下游平原沿长江向西南武夷山,四川盆地以南,直到云南南部。在潜力复种指数为200%至300%的区域,30年内发生了剧烈的变化和波动,100%复种界线及200%复种界线均由向西北方向扩展的趋势。三熟区面积明显扩大。3、从时间尺度上来看,中国耕地PIMCI从1980年代的50.2%减少到1990年代的48.7%,之后受PIMCI与MCI逆向变化的影响,到本世纪初耕地可提升复种指数扩大到59.6%。而从不同地理区域看,中国不同农业种植区耕地PIMCI变化具有明显的地理空间差异。黄淮海区和云贵区的PIMCI低于10%,且三十年内变化相对稳定;西北区和北部高原区的PIMCI有减少的趋势;东北区、川陕区及青藏区连续增加;水热资源充沛的南方农业区波动剧烈。4、在现有耕地面积保持不变的基础上,通过提高土地集约化利用强度,充分挖掘耕地的复种潜力,可以新增约30%的农作物播种面积,粮食增产潜力达到全国粮食总产的32.2%。其中潜力较高的区域主要集中在东南沿海的三个农业区(长江中下游区、华南区、南方丘陵区)及青藏区,这四个区域的粮食增产潜力可达到全国增产总潜力的70%。但该潜力的实际利用需要充分考虑区域的资源禀赋、技术水平、生态环境和经济政策等因素。总体而言,中国耕地复种系统格局在过去30年中发生了显著的变化,这与近30年的气候剧烈变化和经济高速发展发展密不可分。复种水平变化反映了土地的利用程度,它的提高对于粮食增产发挥着至关重要的作用,是保障粮食安全的重要举措。在此背景下,探讨中国耕地复种指数的时空差异及其影响因素,对于保障中国家粮食安全有着非常重大的现实意义。未来仍需要结合更多自然经济社会特征解析复种系统时空分布格局的影响机制。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S344.3

【参考文献】