典型粮食主产区耕地集约利用的环境风险预警及优化调控研究

The intensive arable land use pattern has made contribution to the high yields, but also brought about the excessive material input and the exorbitant environmental risk, especially in the major grain producing area. Discussing the early warning and control of the environmental risk during the intensive arable land use process is significant meaningful. This study aims to systemically construct the environmental risk controlling system by “estimation of arable land use intensity (risk identification)-pollutant discharging calculation and environmental risk assessment (risk assessment)-simulation of environmental risk based on future land use scenario analysis (risk warning)-the construction of moderate intensive land use pattern based on pollution reduction model (risk control)” process. The moderate arable land use pattern is discussed in three pathways: agricultural production planning、material input reduction and pollution discharging potential. This study could bring the control of environmental risk from “after it happens” to “before it happens” during the intensive land use process, and give a guidance to the environmental risk control and arable land use management in the major grain producing area.

集约化耕地利用方式在高产的同时，面临着投入过度、高环境风险的挑战，尤其在面临国家粮食安全和地区经济发展双重考验的典型粮食主产区，探讨如何在集约化耕地利用模式下实现对环境风险的预警及优化调控，具有重要意义。本研究基于风险管理理论，采用“耕地利用集约度测度【风险识别】--耕地集约化利用过程的污染排放测算及环境风险评估【风险评价】--基于情景分析的未来时段耕地集约化利用过程污染排放模拟【风险预警】—基于多目标污染减排模型的适度集约化耕地利用模式构建【风险调控】”的研究思路，建立完备的集约化耕地利用的环境风险管理体系。本研究率先提出耕地“适度集约化”利用模式，并从对农业生产目标、物质投入控制量、污染物削减量三方面对该模式的实现进行差异化管理，将耕地集约化利用的环境风险调控从“发生后”转变为“发生前”，为耕地集约利用的环境风险防范、粮食主产区的耕地利用管理政策提出提供理论和方法支持。

在典型粮食主产区耕地资源及农业环境风险双重压力下，本课题基于能值分析、优势度指数、故障树分析、参数估计、参与式入户调查、农户分化指数、空间重心分析等手段，对山东省及洞庭湖粮食主产区耕地利用集约度、农业环境风险进行了定量评估及空间可视化，并耦合农户微观数据，对耕地集约利用模式的差异性进行了细化探索，在农户分化理论的基础上，对农户间耕地利用异质性的形成机制进行了更为细致的剖析。为解决耕地在资源总量、空间错配上的问题，在保障现有耕地资源基础上，对未来耕地资源空间整合优化进行合理预测，为快速城市化的粮食主产区面临的土地资源压力进一步释放空间。本项目阶段性研究成果共发表论文7篇，其中SCI一区1篇，SCI & SSCI二区3篇，CSSCI论文2篇。项目培养硕士生3名（在读）。在本项目开展期间，针对本项目课题进展及研究工作，主持人赴美国北达科他州立大学（North Dakota State University）访问交流6个月。主持人及项目成员参与国内外学术会议多次，并多次做学术报告。项目投入经费240000元，支出154085.58元，各项支出与预算基本相符。剩余经费85914.42元，剩余经费计划用于本项目研究后续支出。