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实现粮食生产的稳定增长，确保国家粮食安全，是长期以来我国农业与经济发展的主要目标之一。随着我国粮食生产能力不断提高的同时，粮食生产中化肥、农药、电力和农用柴油等高耗能物质投入也显著增长。在我国经济快速发展过程中能源消耗缺口与对外依存度不断提高的背景下，如何减少农业与粮食生产中的能源消耗，提高能源利用效率，将对我国实现现代农业的可持续发展，推进农业与粮食生产的节能减排具有重大的现实意义。本文在系统综述国外有关农业能源消耗核算方法的基础上，以水稻、小麦和玉米3种主要粮食品种为例，采用2004-2008年粮食生产投入与成本数据，对我国不同粮食产区的粮食生产能源消耗进行科学的核算，并采用DEA方法分别小麦和玉米两种粮食生产的能源效率进行估计，探讨粮食生产能源效率的地区差异。
本研究分为六个部分：第一章阐述了本文研究背景与意义、研究目标与内容、研究方法与技术路线和数据资料与来源，并对本文的创新与不足也给出了详细的说明。第2章比较全面地回顾了国内外相关研究成果，归纳整理了农业能源消耗的能量形式及其核算方法，在此基础上提出由单要素能源效率和全要素能源效率构成的农业生产能源效率的一般指标体系。第3章在描述性分析我国水稻、小麦和玉米等三种主要粮食作物生产发展情况的基础上，从全国层面上阐述了我国粮食生产中耗能性物质投入的变化情况。第4章在借鉴国外相关文献的基础上，提出农业生产中农药、化肥、燃料和电力等耗能性物质投入的计量方法，并据此对水稻、小麦和玉米生产的直接能源消耗进行了估计，并从单位种植面积和产量二个维度对粮食生产的能源消耗进行了区域比较，估计了三种粮食作物生产的总能耗。第5章在提出全要素农业能源效率DEA估计方法的基础上，本文分别小麦和玉米两种粮食生产的能源效率进行实证估计，并从时间和区域二个不同的角度对小麦和玉米生产的能源效率变化进行深入的探讨。第6章归纳总结了本文研究的主要结论，并进一步提出后续研究中值得关注的主要问题。