供需平衡视角下“食物—土地利用—水”的时空变化过程、匹配关系及优化调控

作     者：孙梦华 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：于强;张蚌蚌

授予年度：2022年

学科分类：12[管理学] 120301[管理学-农业经济管理] 1204[管理学-公共管理] 1203[管理学-农林经济管理] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 082802[工学-农业水土工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 120405[管理学-土地资源管理] 

主      题：食物安全 虚拟水 虚拟土地 农业水土资源匹配 

摘      要：随着社会经济发展,食物的可获得性上升,城乡居民生活水平得到提高,食物消费结构不断升级。我国居民食物消费结构从以植物性食物为主转变为动植物食物并重。粮食安全的研究已经不能满足当前食物安全的内涵,逐渐转化为对食物安全的研究。水土资源是制约食物生产的主要资源,水土资源总量短缺及其空间上匹配的不平衡,直接影响着区域农业和食物安全的可持续发展。本文从食物供需视角出发,基于食物生产、土地利用、水资源利用情况,测算食物生产和食物消费的虚拟水、虚拟土地总量,探讨农业水土资源匹配及其驱动机制,为水土资源的合理利用及优化调控提出对策。主要结果如下:(1)我国食物生产在时间上呈现增长的趋势,1990-2020年,食物产量由7.01亿吨增长至18.53亿吨,30年间增长了164.17%,年平均增长率为3.29%。粮食主产区、粮食平衡区、粮食主销区食物产量变化存在明显差异。我国食物生产重心总体上呈“北上西移的趋势。我国农用地面积在时间上呈现减少的趋势。农用地面积从大到小依次为:草地、耕地、园地。我国水资源变化在时间上呈现明显的“上升-下降两阶段特征,空间上呈现南丰北欠、西多东少的空间特征。(2)2000-2020年,我国食物生产的虚拟水总量以及食物生产的虚拟土地总量均呈现增长的趋势。南方食物生产的虚拟水土资源小于北方。通过分区比较发现,我国食物生产的虚拟水土含量由大到小依次为:粮食主产区粮食平衡区粮食主销区。从食物种类上看,各区植物性食物与动物性食物生产所含的虚拟水总量、虚拟土地总量的差异逐渐减小。我国各省的食物虚拟水、虚拟土地的流动方向基本一致,主要从粮食主产区向粮食主销区流动。(3)设定动物性食物为主型(情景1)、动植物食物平衡型(情景2)、膳食指南推荐(情景3)的三种食物消费情景,发现三种情景下的相同之处:在户籍人口、常住人口两种人口口径下测算的虚拟水土具有明显的差异性,人口流动导致粮食主产区、平衡区的虚拟水、虚拟土地的消费减少,粮食主销区虚拟水、虚拟土地的消费量增加;导致南方虚拟水、虚拟土地的消费减少,北方虚拟水、虚拟土地的消费量增加;两种口径下南方虚拟水、虚拟土地的消费量均多于北方。不同之处:三种情景的虚拟水、虚拟土地消费差异较大,其中情景1中动物性食物消费量过高,导致其消费的虚拟水、虚拟土地相对较多。(4)通过基尼系数和洛伦兹曲线均可看出,我国各省的农业水土资源呈现出显著的不均衡性,但整体呈现出小幅度波动下降的向好趋势。通过农业水土资源匹配系数可以看出,我国各省农业水土匹配程度表现东南部优于西北部、粮食主销区优于粮食主产区和粮食平衡区的空间分布格局,在时间上呈现剧烈的波动变化。(5)分析农业水土资源匹配的驱动机制。地理探测器结果显示,降水和温度对水土匹配空间分异的贡献最大,处于主导优势地位,而农业社会经济因素贡献大于非农业会经济因子的贡献,随着时间的变化,有效灌溉面积、农用塑料薄膜使用量等农业社会经济因素的影响逐渐凸显,是产生我国水土匹配空间分异的次要影响因子。多元线性逐步回归分析的结果显示,人口、城镇化率、城镇居民人均收入、第一产业比重、第三产业比重与水土资源匹配程度呈现正相关关系,农作物播种面积、农用化肥施用量、有效灌溉面积、农用塑料薄膜使用量与我国水土资源匹配程度呈现负相关关系。基于驱动机制的研究结果,为水土资源优化调控提出建议。提高农业水资源利用效率,保持耕地生产力的稳定,建立耕地质量保护机制,减少化肥农药的危害;考虑非农经济要素的影响:调整产业结构,促进绿色生态发展。