第七章土地承载力分析.

第七章土地人口承载力分析第一节概述是单位面积土地人口承载潜力一定条件下，单位面积土地的生产潜力与一定生活水平下的人均消费标准之比。在一定生产条件下，土地资源的生产力承载一定生活水平下的人口限度土地人口承载潜力在一定的区域范围内，根据其土地资源的自然生产潜力，用不同的投入（物质的、技术的）水平所能生产的食物总量，可以供养一定生活水平的人口数量。即1.土地承载力的四个要素生产条件土地生产力被承载人口的生活水平土地承载人口的限度反比决定正比因此：影响土地人口承载潜力（PSCL）的因素为单位面积的生产潜力、土地面积和平均人口的基本粮食需求P（e）—单位面积的生产潜力A—土地面积N—平均人口的基本粮食需求PSCL=[P（e）×A]/N①土地能够而且也只有土地才能够生产出人类赖以生存的食物；②土地具有生物生产力，并且不同类型的土地其生产力不同，相同类型的土地生产不同生物产品的能力也不同；③在一定生产条件下，土地生产力是有限的；④不同社会文化背景的人口，其食物结构及生活方式不同,对土地的需求利用不同，但对最低热量和蛋白质的生理需求是一致的，并且是可比的。2.土地承载力研究的必要前提3.土地资源人口承载力研究的目的和意义⑴目的：①在土地资源调查的基础上，查明发展中国家不同的投入水平下土地的潜在人口承载力;②将这些估算资料与现在的和预测的人口资料进行比较，以便确定出有问题的地区;③土地资源及其潜力的数量资料是提出合理的农业政策和人口政策的先决条件⑵意义：土地资源人口承载力对于土地、人口、食物与发展均有一定的预警功能。进行土地人口载力研究，测算出区域内不同消费水平下所能持续供养的人口数量，对指导农业生产和经济建设，编制国民经济发展规划，加强土地管理，合理利用土地，保证土地资源的持续利用具有重要意义。4.土地资源人口承载力研究的历史回顾⑴国外土地人口承载力的研究分为两个阶段：①前期的土地承载力研究(1970年前)早期的土地承载力研究，首先是与生态学密切相关的。早在1921年，帕克和伯吉斯就在有关的人类生态学研究中，提出了承载力的概念。1）威廉·府格特的《生存之路》1948年出版后，曾一版再版。用作者的话说，他之所以撰写此书，是因为世界人口过剩，全球及各国人口的数量已超过其土地承载能力C=B:E表达式式中:C代表土地负载能力(土地能够供养的人口数量);B代表土地可以提供的食物产量；E代表环境阻力(环境对土地生产能力所加的限制)。2）威廉·阿伦的土地资源人口承载力研究在1965年提出了以粮食为标志的人口承载力公式。其目的是计算出某个地区传统的农业生产所提供的粮食能养活多少人口，即承载人口的上限。他主要考虑总土地面积，耕地面积和耕作要素等，不考虑人口对农业的反馈作用②后期的土地资源人口承载力研究（1970年以后）1）澳大利亚的土地承载力研究采用多目标决策分析法，从各种因素对人口的限制角度出发讨论了该国的土地承载力。他们的研究考虑了澳大利亚的土地资源，水资源，气候资源等限制因素，除种植业外还考虑了畜牧业的发展潜力，分析了集中发展策略和相应的发展前景。2）发展中国家土地的潜在人口承载能力研究联合国粮农组织（FAO）与教科文组织（UNESCO）在1971—1981年间，合作完成并出版了全套世界土壤图（1978年）。同时，粮农组织还制定了《土地评价纲要》，提出土地评价原则。在此基础上粮农组织尝试把评价原则应用于世界土壤图，以估算发展中国家适合于生产各种特定作物的土地资源数量，这就可以评估作物产量和投入水平。这是一种综合探讨农业规划和人口发展的方法，它将气候生产潜力和土壤生产潜力相结合，来反映土地用于农业生产的实际潜力，并考虑了对土地的投人水平和社会经济条件，对人口、资源和发展之间的关系进行了定量评价。指出不同的土地利用方式（投人水平）下，可以有不同的人口承载量。3）资源承载力研究的ECCO模型•提高承载力的策略模型（EnhancementofCarryingCapacityOptions）20世纪80年代初，在联合国教科文组织的资助下，ECCO模型开始设计，并在非洲试运行。它是由英国科学家斯莱瑟教授提出的一种承载力估算的综合资源计量技术，它采用系统动力学方法，综合考虑人口、资源、环境与发展之间的关系，可以模拟不同发展策略下，人口变化与承载力之间的动态变化（2）国内土地资源承载力的研究土地资源的人口承载能力问题在我国也受到广泛的关注。全国农业区划委员会于1986年9月委托中国科学院自然资源综合考察委员会主持“中国土地资源生产能力及人口承载量研究”项目，在此项目的带动下，国内众多学者纷纷开展不同区域不同层次的土地资源人口承载力研究，最有影响的当推《中国土地资源生产能力及人口承载量研究》第二节土地资源人口承载力的研究方法从土地资源承载力与土地生产力的关系出发，可以认为土地资源承载力的核心就是土地生产力。第一步是根据“一定的生产条件”计算出土地生产力；第二步根据“一定的生活水平”计算出土地资源人口承载数量，即土地资源承载力。联合国粮农组织（FAO）所执行的农业生态区法（AgriculturalEcologyZone，简称AEZ）公认方法因此1、农业生态区法的内涵(AEZ法)土地农业生态区（单元）土地评价单元和制图单元按比例尺，通过气候图、土壤图、地形图、水文图和土地利用现状图件的叠加或借助于地理信息系统软件完成。生产条件、气候、土壤、地形、水文等相对一致，作物种类与种植制度相似,自然生产潜力相似。特征划分为人口承载力农业生态区内，自然生产潜力、灌溉条件、投入水平和人均粮食消耗。取决于2、农业生态区法的步骤(AEZ法)土地资源调查包括气候资源、土壤资源、土地数量、作物种植制度、土地利用现状等。由气候图、土壤图、地貌图和行政界线图手工或计算机软件叠加，或用地理信息系统软件在计算机上生成。划分农业生态区包括光温土生态区图和光温水土生态区图在农业生态区图的基础上，叠加作物种类与种植制度分区图，以便匹配、修正与计算出两个生态区图的某个生态单元的作物产量，即光温生产力（灌溉农业生产力）与光温水生产力（旱作农业生产力）。计算生态区的生产力统计出每个行政区内的土地生产力在光温土生态区图与光温水土生态区图及其生产力计算的基础上，分别叠加耕地资源调查图，一方面是在生态区图中输入了行政区的内容，另一方面是在每个基础行政区内，根据其灌溉地（水浇地、水田）、非灌溉地（旱地）、草地、水域等的面积统计，以及相应生态单元的匹配而计算出耕地、草地、水域等的土地生产力，最后可以统计出每一个行政区的土地生产力。进一步考虑经济投人的水平，使土地生产潜力的计算与一定的社会经济条件紧密联系。确定投入水平按人均（含不同年龄、性别、不同工种）统计每人每年所需热量、蛋白质折合为平均粮食量，并按一定行政区内的土地生产潜力，并通过投入水平系数修正来计算所能承载的人口数量。计算一定行政区内的土地人口承载力3、农业生态区法的特点及应用中需注意的问题(AEZ法)a.农业生态区法所需的有关参数要根据实际情况修订；b.我国目前的土地资源评价结果不能满足土地资源承载力研究的要求；c.投入水平只是生产条件的标志，而不同于一般意义上试验田式的投人产出。（1）农业生态区法的特点a.农业生态区法方法先进，结果比较准确c.农业生态区法机制合理、思路严谨b.农业生态区法简便易行，可操作性强（2）农业生态区法在应用中需注意的问题第三节土地生产潜力的测算1.土地资源生产潜力的层次光合生产潜力作物的光合潜力是在假设各种环境因素均处于最适宜条件下高光合效能作用组成的群体所能产生的生物量（干物质），即仅把光照作为惟一的考察因素，而假设其他因素都不起任何限制作用。光温生产潜力是土地生产潜力的上限，需要在光合生产能力的基础上进行温度衰减，即乘以温度订正系数，得到光温生产潜力。光温水生产潜力（气候生产潜力）光温生产潜力进行水分衰减，乘以水分订正系数，得到光温水生产潜力已经讲解光温水生产潜力进行土壤衰减，即乘以土壤订正系数，得到光温水土生产潜力。是土地自然生产力，即现实条件下人类对土地植物生长无负作用，亦无正作用条件下的土地生产力，它是现实条件下可达到的最低生产力，是土地生产潜力的下限。根据某一作物生长发育的生理需求，人为地创造作物生长的最佳环境，通过田间实际栽培，来取得作物最高产量；再通过对该地区土地生态条件（包括辐射平衡、热量平衡、水分平衡、养分平衡等）的定位观测，研究各种因素对作物产量的影响，推算出一定地区土地的生产潜力。（1）实验法气候—土壤生产潜力农业生产潜力光温水土生产潜力2.土地资源生产潜力的测算方法是通过广泛的社会经济调查和自然综合考察，发现土地高产稳产典型，以此作为参照系，来计算作物的生产潜力。（2）典型调查分析（3）机制法即根据作物生产力形成的机理，考虑光、温、水、土等生态因子及作物截光持征和光合途径的综合作用来估算作物生产潜力。它一般根据作物将自然界和人工投入的能源转化为化学潜能的层次，进行逐步“衰减”计算Pa＝Pf·T·W·S=PT·W·S=PW·S式中：Pa为土地生产潜力；T，W，S分别为温度、水分与土壤有效系数；Pf是光合潜力；PT是光温潜力；PW为光温水生产潜力或称气候生产潜力。3.土地生产潜力的计算(已经在相关章节介绍)投入水平订正系数尚未见特定的计算公式。一般考虑一些主要的投入因素（如化肥投入量）由于不能满足作物生长要求而造成减产的程度，主要依靠投入因素与产量的相关分析，生产经验或专家打分等方式确定订正系数。注:投入水平订正系数4.土地利用结构与土地资源生产潜力土地利用结构土地资源承载力土地利用效益密切相关影响影响5.土地投入水平与土地资源生产潜力劳动、技术投入土地储存质量和生产能力提高提高土地资源承载力第四节土地资源人口承载力的测算1.测算方式(1)按粮食生产总量与每年人均消费粮食的数量来计算(2)按每人每天需要多少焦耳的热量和多少克蛋白质计算不考虑年龄、性别、职业和粮食品种，是一种概算将按不同的年龄、劳动强度和性别的人折合为一个“平均人”，并将不同粮食品种的产品分别折合成热量与蛋白量并计算为相应的农业生态区的单位面积的生产量，两者相除即得到单位面积土地所承载的人口数量上限。2.计算标准依据：一般粮食的热量转换系数与蛋白质含量和人均需要作物热量（KJ/Kg）蛋白质（g/Kg）水稻1450573玉米1513285小麦1479799大豆17222363高梁1521577谷子1095297甘蔗530918马铃薯321923主要粮食作物热量／蛋白质转换人体各种营养物质的日消耗量类别热量（KJ）蛋白质（g）成年男子（65Kg）轻体力劳动10.975中体力劳动12.580重体力劳动15.090成年女子（55Kg）轻体力劳动10.070中体力劳动11.775重体力劳动14.285少年（13－16岁）男10.980女10.575儿童7－10岁8.4603－5岁5.945根据我国的实际情况，可以将人均消耗水平标准分为温饱型、营养型、能量型三类3.土地资源人口承载力计算（1）计算粮食生产总量式中：Y是粮食生产总量；P是土地生产潜力（单位面积产量）水平；A是耕地面积；R是粮食用地占耕地的百分数。Y＝P·A·R（2）计算人均社会粮食占有量人均社会粮食占有量应包括人口口粮、种子粮、饲料粮、本地工业用粮及仓储等其他用粮。一般可根据近几年人均社会粮食占有量，并考虑到经济发展水平确定可制定几个不同消费水平，以便求出几个人口承载力方案。式中：T是土地所能承载的总人口数量；Y是土地生产潜力；O是区域外调入粮食数；S是人均社会粮食占有量；C是土地人口承载力（人／km2）；L是土地总面积（km2）。（3）计算土地人口承载力T＝（Y—O）／SC＝T／L4.土地资源承载力的统计（按行政区）(1)根据土地资源生产潜力分析方法，计算出某一农业生态区不同投入水平的土地生产潜力，(2)再按不同生活标准计算出人均生活需要和人口承载数量。一般以行政单位进行统计，如以省、市或县，即能统计出不同行政区在不同投入水平、不同生活水平下所能养活的人口。第五节粮食安全与耕地保护