Published October 1, 2023
| Version v1
Publication
Towards sustainable management of agricultural resources: A framework to assess the relationship between water, soil, economic factors, and grain production
Creators
- 1. Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation
- 2. Hohai University
- 3. State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering
- 4. Changzhou University
- 5. Guizhou University
Description
As the requirements for environmental protection and high-efficiency economies increase, grain production (GP) across the globe faces more stringent ecological constraints and economic pressure. Understanding the relationships between natural resources and economic and agricultural factors in grain-producing regions is paramount for ensuring global food security. This paper proposes a methodological framework to explore the relationships between water and soil resources (WSRs), economic input factors (EIFs), and GP. We employed the northeast region of China as a case study to advance our understanding of the factors driving the development of grain-producing capacity. We first constructed and calculated the region's water and soil comprehensive index (WSCI) to describe water-soil properties. We then used hotspot analysis to explore the spatial agglomeration characteristics of WSRs, EIFs, and GP. Finally, we used threshold regression analysis to understand the effects of EIFs and GP with the WSCI as the threshold variable. With the improvement of the WSCI, the positive impact of fertilizer and irrigation on GP shows a U-shaped curve in elasticity coefficients. The positive effect of agricultural machinery on GP decreases significantly, and the impact of labor input on GP is insignificant. These results provide new insights into the relationship between WSRs, EIFs, and GP and a reference for improving GP efficiency globally. This work thus contributes to advancing our capabilities to enable food security while considering aspects of sustainable agriculture in important grain-producing regions across the globe.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
مع زيادة متطلبات حماية البيئة والاقتصادات عالية الكفاءة، يواجه إنتاج الحبوب في جميع أنحاء العالم قيودًا بيئية وضغوطًا اقتصادية أكثر صرامة. إن فهم العلاقات بين الموارد الطبيعية والعوامل الاقتصادية والزراعية في المناطق المنتجة للحبوب أمر بالغ الأهمية لضمان الأمن الغذائي العالمي. تقترح هذه الورقة إطارًا منهجيًا لاستكشاف العلاقات بين موارد المياه والتربة (WSRs) وعوامل المدخلات الاقتصادية (EIFs) والمشتريات العامة. استخدمنا المنطقة الشمالية الشرقية من الصين كدراسة حالة لتعزيز فهمنا للعوامل التي تدفع تطوير القدرة على إنتاج الحبوب. قمنا أولاً ببناء وحساب المؤشر الشامل للمياه والتربة في المنطقة (WSCI) لوصف خصائص المياه والتربة. ثم استخدمنا تحليل النقاط الساخنة لاستكشاف خصائص التكتل المكاني للمناطق الريفية الغربية، و EIFs، و GP. أخيرًا، استخدمنا تحليل انحدار العتبة لفهم آثار EIFs و GP مع WSCI كمتغير العتبة. مع تحسن مؤشر مرونة العمل، يُظهر التأثير الإيجابي للأسمدة والري على الممارس العام منحنى على شكل حرف U في معاملات المرونة. ينخفض التأثير الإيجابي للآلات الزراعية على الممارس العام بشكل كبير، وتأثير مدخلات العمالة على الممارس العام ضئيل. توفر هذه النتائج رؤى جديدة حول العلاقة بين WSRs و EIFs و GP ومرجعًا لتحسين كفاءة GP على مستوى العالم. وبالتالي يساهم هذا العمل في تعزيز قدراتنا على تمكين الأمن الغذائي مع مراعاة جوانب الزراعة المستدامة في المناطق الهامة المنتجة للحبوب في جميع أنحاء العالم.Translated Description (French)
Alors que les exigences en matière de protection de l'environnement et d'économies à haut rendement augmentent, la production céréalière (GP) à travers le monde est confrontée à des contraintes écologiques et à des pressions économiques de plus en plus strictes. Comprendre les relations entre les ressources naturelles et les facteurs économiques et agricoles dans les régions productrices de céréales est primordial pour assurer la sécurité alimentaire mondiale. Cet article propose un cadre méthodologique pour explorer les relations entre les ressources en eau et en sol (WSR), les facteurs d'intrants économiques (EIF) et la médecine générale. Nous avons utilisé la région nord-est de la Chine comme étude de cas pour mieux comprendre les facteurs qui déterminent le développement de la capacité de production céréalière. Nous avons d'abord construit et calculé l'indice global de l'eau et du sol (WSCI) de la région pour décrire les propriétés de l'eau et du sol. Nous avons ensuite utilisé l'analyse des points chauds pour explorer les caractéristiques d'agglomération spatiale des WSR, des EIF et des GP. Enfin, nous avons utilisé l'analyse de régression de seuil pour comprendre les effets des FEI et des MG avec le WSCI comme variable seuil. Avec l'amélioration du WSCI, l'impact positif des engrais et de l'irrigation sur la GP montre une courbe en forme de U des coefficients d'élasticité. L'effet positif des machines agricoles sur la GP diminue considérablement, et l'impact de la main-d' œuvre sur la GP est insignifiant. Ces résultats fournissent de nouvelles informations sur la relation entre les WSR, les EIF et les médecins généralistes et constituent une référence pour améliorer l'efficacité des médecins généralistes à l'échelle mondiale. Ce travail contribue ainsi à faire progresser nos capacités à assurer la sécurité alimentaire tout en tenant compte des aspects de l'agriculture durable dans d'importantes régions productrices de céréales à travers le monde.Translated Description (Spanish)
A medida que aumentan los requisitos para la protección del medio ambiente y las economías de alta eficiencia, la producción de granos (GP) en todo el mundo se enfrenta a restricciones ecológicas y presiones económicas más estrictas. Comprender las relaciones entre los recursos naturales y los factores económicos y agrícolas en las regiones productoras de granos es primordial para garantizar la seguridad alimentaria mundial. Este documento propone un marco metodológico para explorar las relaciones entre los recursos hídricos y del suelo (RSH), los factores de insumos económicos (FEI) y la PG. Empleamos la región noreste de China como un estudio de caso para avanzar en nuestra comprensión de los factores que impulsan el desarrollo de la capacidad de producción de granos. Primero construimos y calculamos el índice integral de agua y suelo (WSCI) de la región para describir las propiedades del agua-suelo. A continuación, utilizamos el análisis de puntos calientes para explorar las características de aglomeración espacial de los WSR, EIF y GP. Finalmente, utilizamos el análisis de regresión de umbral para comprender los efectos de los EIF y GP con el WSCI como variable de umbral. Con la mejora del WSCI, el impacto positivo de los fertilizantes y el riego en GP muestra una curva en forma de U en los coeficientes de elasticidad. El efecto positivo de la maquinaria agrícola en la GP disminuye significativamente, y el impacto del insumo de mano de obra en la GP es insignificante. Estos resultados proporcionan nuevos conocimientos sobre la relación entre WSR, EIF y GP y una referencia para mejorar la eficiencia de GP a nivel mundial. Por lo tanto, este trabajo contribuye a mejorar nuestras capacidades para permitir la seguridad alimentaria al tiempo que consideramos aspectos de la agricultura sostenible en importantes regiones productoras de granos en todo el mundo.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- نحو إدارة مستدامة للموارد الزراعية: إطار لتقييم العلاقة بين المياه والتربة والعوامل الاقتصادية وإنتاج الحبوب
- Translated title (French)
- Vers une gestion durable des ressources agricoles : un cadre pour évaluer la relation entre l'eau, le sol, les facteurs économiques et la production céréalière
- Translated title (Spanish)
- Hacia una gestión sostenible de los recursos agrícolas: un marco para evaluar la relación entre el agua, el suelo, los factores económicos y la producción de granos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4381847906
- DOI
- 10.1016/j.jenvman.2023.118401
References
- https://openalex.org/W1591827176
- https://openalex.org/W1607241334
- https://openalex.org/W2046033369
- https://openalex.org/W2058240375
- https://openalex.org/W2081908573
- https://openalex.org/W2084212722
- https://openalex.org/W2086755414
- https://openalex.org/W2088112850
- https://openalex.org/W2091982178
- https://openalex.org/W2110335236
- https://openalex.org/W2131586477
- https://openalex.org/W2134588139
- https://openalex.org/W2136166384
- https://openalex.org/W2142035352
- https://openalex.org/W2145489626
- https://openalex.org/W2158535548
- https://openalex.org/W2165309580
- https://openalex.org/W2396654588
- https://openalex.org/W2564747588
- https://openalex.org/W2584423918
- https://openalex.org/W2589393817
- https://openalex.org/W2741259814
- https://openalex.org/W2744755404
- https://openalex.org/W2783096042
- https://openalex.org/W2790391221
- https://openalex.org/W2802973933
- https://openalex.org/W2803174684
- https://openalex.org/W2902918193
- https://openalex.org/W2908941153
- https://openalex.org/W2921501262
- https://openalex.org/W2925185335
- https://openalex.org/W2944085935
- https://openalex.org/W2953203364
- https://openalex.org/W2953628787
- https://openalex.org/W2972071924
- https://openalex.org/W2989788549
- https://openalex.org/W3007480455
- https://openalex.org/W3010323725
- https://openalex.org/W3011218743
- https://openalex.org/W3033117817
- https://openalex.org/W3036278736
- https://openalex.org/W3042502559
- https://openalex.org/W3044658422
- https://openalex.org/W3048893402
- https://openalex.org/W3087872483
- https://openalex.org/W3093210245
- https://openalex.org/W3096116491
- https://openalex.org/W3108102192
- https://openalex.org/W3133001403
- https://openalex.org/W3197038783
- https://openalex.org/W3206682228
- https://openalex.org/W3211971035
- https://openalex.org/W4220852367
- https://openalex.org/W4224441872
- https://openalex.org/W4280613088
- https://openalex.org/W4307855404
- https://openalex.org/W4313399201
- https://openalex.org/W761107498