糧食主產(chǎn)區(qū)耕地生態(tài)安全主要要素研究

摘要：糧食主產(chǎn)區(qū)是全球糧食供應(yīng)的關(guān)鍵地區(qū)，其耕地生態(tài)安全對于糧食生產(chǎn)和全球食品安全至關(guān)重要。通過分析土地質(zhì)量、水資源管理、生物多樣性、氣候變化、土地利用規(guī)劃等因素在糧食主產(chǎn)區(qū)的作用，以確定這些要素對農(nóng)作物生產(chǎn)、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和環(huán)境可持續(xù)性的影響，同時提出土地管理、政策制定和資源分配等建議，從而為實現(xiàn)糧食主產(chǎn)區(qū)的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)安全提供支持。

關(guān)鍵詞：耕地； 生態(tài)安全； 糧食主產(chǎn)區(qū)； 要素

中圖分類號：F323.211 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2024）06-0018-02

糧食主產(chǎn)區(qū)是我國糧食供應(yīng)的關(guān)鍵地區(qū)，其耕地生態(tài)安全對于我國糧食安全至關(guān)重要[1-2]。然而，這些區(qū)域目前面臨著日益加劇的生態(tài)挑戰(zhàn)，包括土地退化、水資源短缺、生物多樣性喪失、氣候變化等，這對糧食主產(chǎn)區(qū)的生態(tài)安全構(gòu)成了威脅。土地質(zhì)量、水資源管理、生物多樣性、氣候變化、土地利用規(guī)劃等因素是影響糧食主產(chǎn)區(qū)生態(tài)安全的主要指標[3]，結(jié)合土壤、水資源、生物多樣性、氣象、土地利用規(guī)劃等多源數(shù)據(jù)，有助于深入研究糧食主產(chǎn)區(qū)的耕地生態(tài)安全狀況。

1影響糧食主產(chǎn)區(qū)耕地生態(tài)安全的要素分析

生態(tài)安全作為耕地“三位一體化”的核心保護任務(wù)，得到了政府、公眾及學術(shù)界的廣泛關(guān)注，耕地生態(tài)安全評價已被視為關(guān)鍵技術(shù)及重要依據(jù)[4]。土地質(zhì)量對糧食主產(chǎn)區(qū)的耕地生態(tài)安全極其重要，土壤養(yǎng)分含量、負荷平衡和酸堿度直接影響農(nóng)作物的生長和產(chǎn)量。以東北黑土區(qū)為例，通過輪作、覆蓋作物等農(nóng)業(yè)管理措施，不僅可以顯著提高土壤有機質(zhì)含量，還能改善土壤水分保持能力，有助于提升土地質(zhì)量、確保糧食主產(chǎn)區(qū)的耕地生態(tài)安全。

水資源管理在前期研究中強調(diào)了水資源供應(yīng)和管理的重要性，特別是關(guān)于干旱地區(qū)灌溉、水資源分配和水權(quán)政策方面的研究已取得初步進展[5-6]，但仍面臨水資源短缺和水資源浪費的雙重挑戰(zhàn)；生物多樣性對維持糧食主產(chǎn)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要，多樣性的植被可以提供棲息地、有利于控制害蟲及自然授粉，進而增加農(nóng)作物產(chǎn)量，然而，當前存在生物多樣性喪失、物種入侵和生態(tài)系統(tǒng)崩潰等問題，破壞了部分地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；氣候變化尤其是溫度升高和降水模式改變已經(jīng)對糧食主產(chǎn)區(qū)產(chǎn)生了重大影響，前期研究強調(diào)了氣候適應(yīng)策略的必要性，包括開發(fā)耐旱農(nóng)作物、預測氣象數(shù)據(jù)等，然而全球氣候變化的不確定性正在增加，需要更為深入的研究來加以解決；土地利用規(guī)劃在政策方面對維護糧食主產(chǎn)區(qū)的耕地生態(tài)安全起著保護作用，前期研究了土地規(guī)劃對農(nóng)業(yè)可持續(xù)性的影響，但政策實施和監(jiān)管仍存在不足，需進一步研究如何改善土地利用規(guī)劃和政策支持，以促進土地管理可持續(xù)。

2糧食主產(chǎn)區(qū)耕地生態(tài)安全的研究方法

耕地是維系國家糧食安全的基本保障，掌握耕地生態(tài)安全水平規(guī)律及其變化，有助于政府對耕地實施“三位一體”的保護[7]。采用多種數(shù)據(jù)采集方法，以深入分析糧食主產(chǎn)區(qū)耕地生態(tài)安全的主要要素。研究收集了2000—2020年的有關(guān)數(shù)據(jù)，包括東北黑土區(qū)土壤有機質(zhì)含量、水分保持能力、生物多樣性指數(shù)等關(guān)鍵指標，并在東北黑土區(qū)選取了30個代表性樣本點進行土壤采樣。此外，還結(jié)合當?shù)貧庀髷?shù)據(jù)和農(nóng)作物產(chǎn)量記錄來評估改良措施對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的影響。

1） 土地質(zhì)量評估：開展土壤采樣，利用土壤質(zhì)地、養(yǎng)分含量、pH值等標準土壤分析技術(shù)來評估糧食主產(chǎn)區(qū)的土地質(zhì)量。

2） 水資源管理分析：收集水資源供需數(shù)據(jù)，包括降水量、河流流量和灌溉用水數(shù)據(jù)，用以評估水資源管理的有效性。有關(guān)研究表明，通過實施滴灌技術(shù)，不僅有效減少了水資源浪費，還提高了灌溉效率，滴灌區(qū)域的作物產(chǎn)量比傳統(tǒng)灌溉區(qū)域高，同時用水量少，這體現(xiàn)出水資源管理對提升耕地生態(tài)安全和農(nóng)作物產(chǎn)量的重要性。

3） 生物多樣性研究：通過野外生態(tài)調(diào)查，記錄糧食主產(chǎn)區(qū)的植物和動物種類，用以評估生物多樣性水平。江蘇省農(nóng)業(yè)部門提供的數(shù)據(jù)表明，通過種植綠肥作物和增加生物多樣性，不僅使當?shù)剞r(nóng)田的害蟲數(shù)量明顯減少，還使土壤質(zhì)量得到顯著改善，這表明增加生物多樣性是提高農(nóng)作物產(chǎn)量和保護生態(tài)系統(tǒng)的有效策略。

4） 氣候變化評估：收集長期氣象數(shù)據(jù)，包括溫度、降水和氣象事件歷史記錄，用以分析氣候變化趨勢。云南省氣候變化適應(yīng)性研究結(jié)果表明，通過選育耐旱和耐熱品種、優(yōu)化播種時間等措施，不僅可以提高糧食產(chǎn)量，還能增強農(nóng)業(yè)系統(tǒng)對氣候變化的適應(yīng)能力。

5） 土地利用規(guī)劃分析：使用地理信息系統(tǒng)（GIS）工具分析了土地利用規(guī)劃和土地開發(fā)政策文件及地理空間數(shù)據(jù)。

6） 研究地點和樣本：研究地點包括糧食主產(chǎn)區(qū)的多個代表性地區(qū)，其涵蓋了不同的地理條件和氣候特征。在每個地區(qū)選擇多個樣本區(qū)域，以涵蓋不同的土地類型和土地利用模式。

7） 數(shù)據(jù)時間范圍：數(shù)據(jù)時間范圍包含多個年度，以用于考察長期趨勢和季節(jié)性變化。收集到的歷史數(shù)據(jù)包括幾十年的氣象數(shù)據(jù)和土地利用規(guī)劃記錄，以用于識別長期趨勢和變化。

3結(jié)果與分析

研究結(jié)果表明，土地質(zhì)量對糧食主產(chǎn)區(qū)的耕地生態(tài)安全至關(guān)重要，土壤質(zhì)量在樣本區(qū)域中與農(nóng)作物產(chǎn)量相關(guān)。在東北黑土區(qū)的實證研究中，實施輪作和覆蓋作物管理措施后，土壤有機質(zhì)平均含量從2%提升至4%，水分保持能力提高了15%，而小麥和玉米產(chǎn)量均有顯著增加。這些數(shù)據(jù)表明，通過土地管理措施來改善土地質(zhì)量，對提升耕地生態(tài)安全和農(nóng)作物產(chǎn)量具有正面影響，有助于提高糧食生產(chǎn)的穩(wěn)定性。有效的水資源管理對糧食主產(chǎn)區(qū)的灌溉和生態(tài)系統(tǒng)維護至關(guān)重要，采用高效灌溉系統(tǒng)的地區(qū)具有更高的農(nóng)作物產(chǎn)量和水資源利用效率。生物多樣性對維護農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有幫助，生物多樣性好的區(qū)域表現(xiàn)出更好的害蟲控制能力和生態(tài)系統(tǒng)恢復能力，有助于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。氣候變化（包括溫度升高和降水模式變化）已對糧食主產(chǎn)區(qū)產(chǎn)生顯著影響，且對農(nóng)作物生產(chǎn)和水資源管理構(gòu)成威脅，對此需要采取有針對性的措施。有效的土地利用規(guī)劃和政策支持對于維持糧食主產(chǎn)區(qū)的耕地生態(tài)安全至關(guān)重要，制定出合理的土地利用規(guī)劃的地區(qū)往往展現(xiàn)出更好的土地管理和資源分配效果，有助于促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。