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土地资源人口承载力
第七章土地资源人口承载力
第一节土地资源人口承载力的涵义及研究意义
1.土地资源人口承载力的涵义及研究意义
1.土地人口承载力的概念
土地人口载力是在一定时期，不同消费水平下，单位面积的土地所能持续供养的人口数量。
它反映一个地区，在一定消费水平下，单位面积的土地所能供养的最大人口数量。
2.土地资源人口承载力的目的及意义目的：
（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得先
决条件
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,
测算岀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，保证土地资源的永续利用具有重要意义。
二.土地资源人口承载力研究的历史回顾
（一）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
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》于1948年岀版后，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。
用一个方程式来说明这一论据，即：
C=B:
E
式中：
C代表土地负载能力，即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，即环境对土地生产能力所加的限
制。
这与目前的标准公式基本一致。
2）威廉•阿伦的土地资源人口承载力研究，他在1965年提出了以粮食为标志的人口承载力公式。
其目的是计算岀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（1970年以来）的土地资源人口承载力研究
1）.澳大利亚的土地承载力研究澳大利亚的科学工作者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FAO把评价原则应用于世界土壤图，提供了确定世界农业土地生产潜力的新途径，即农业生态区域法
（AEZ）这是一种综合探讨农业规划和人口发展的方法，他将气候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土地的投入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，指岀不同的土地利用方式下可以有不同的人口承载量。
3）.资源承载力研究的ECCO模型，即提高承载力的策略模型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。
它把承载力研究与持续发展策略相结合，强调长期性和持续性，为制定切实可行的长期发展计划提供了一条行之有效的途径。
（二）国内的土地承载力研究其中最有影响的当推《中国土地资源生产能力及人口承载力研究》。
该项研究的内容分为5个基本层次，确定2000年和2025年为研究的时间尺度，并探讨了无具体时间尺度的理想承载力。
它以《中国1：
100万土地资源图》划分的九大土地潜力区为基础，以资源一资源生态一资源经济科学原理为指导，以综合、协调、持续性为原则，从土地、粮食（食物）与人口相互关系的角度出发，讨论了土地与食物的限制性；从可能性角度出发回答了我国不同时期的食物生产力及其能供养的人口
规模，并提出了提高土地承载力缓解我国人地矛盾的主要措施
第二节土地资源人口承载力的研究方法
目前，土地人口承载潜力的研究法常采用农业生态区法。
（一）农业生
态区法的概念
农业生态区法是联合国粮农组织协同联合国基金会和国际应用系统分析研
究为进行土地适宜性评价,
计算作物光温生产潜力和计算土地生产潜力而创
建的一种方法。
农业生态区是指按气候、土壤、地形、水文等土地自然特征的异同原则而划分的一个区域（亦可称为农业生态单元、土地评价单元、制图单元），每个生态区内的自然特征基本一致。
农业生态区是通过气候图、土壤图、地形图、水文图和土地利用现状图件的叠加而成的；农业生态区的划分，主要借助于地理信息系统Arc/Info、MapInfo、MapGIS等软件完成。
（二）农业生态区法研究的步骤
1・土地资源清查
土地资源清查，主要包括土地数量清查、气候清查和土壤清查。
（1）土地数量清查
主要是指土地利用类型和面积的调查与核实。
（2）气候调查气候调查有三个目的，即为了划分农业生态单元；为了进行农
作物的气候适宜性评价;
为了计算最大潜力产量和气候产量。
具体做法是：
第一，根据热量条件划分气候带和热量区；第二，根据温度
和水分条件计算温度生长期和水分生长期；第三，综合温度和水分生长期,计算水热生长期；第四，进行灾害性气候的分析，并按以上要求编制热量区图，温度生长期图和水热生长期图，为划分农业生态单元提供依据。
（3）土壤清查
土壤清查是在土壤普查的基础上进行的。
根据土壤普查的结果和近年来的变化情况进行修正，归纳出各土壤类型的土壤理化性质、肥料水平、生产性能等因素。
在土壤普查中，同时对地形地貌、地下水位、农田建筑等自然和人为因素进行清查。
2.划分农业生态区
农业生态单元的生成方法有两种：
（1）手工叠加而成；
（2）用计算机
各类软件叠加。
农业生态单元图可以用地理信息系统如ARC/INFO、
MAPINF.0MAPGIS等软件在计算机上完成。
3•计算生态区的生产力
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）。
4.统计岀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砒上，分别叠加耕地资源清查图，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。
5・确定投入水平
在上述有关土地生产潜力自然因素量化计算的基础上，进一步考虑经济投入的水平问题，从而使土地生产潜力的计算与一定的社会经济条件联系起来。
6.计算一定行政区内的土地人口承载力
按人均（包括不同年龄、性别、不同工种的统计）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来计算所能承载的人口。
（三）农业生态区法在我国应用中需注意的问题
根据我国的实际情况进行修正、发展农业生态区法，主要可似考虑以下
几点：
1.FAO研究的国家灌溉面积较小，对灌溉地产量的研究很粗，重点放在旱地作物生产上。
而我国灌溉面积大，水浇地产量在总产量中占有举足轻重的地位，需作详细研究。
2.农业生态区法在计算土地生产力时，采用的一系列参数是根据10年前在非洲国家的实验结果确定的。
除了我国自然环境和作物品种与这些国家不同外，随着作物育种的进步，作物品种的特性也有很大的变化，必须采用通过我国自己的实验得出的参数来计算作物的潜在产量才能符合我国的实际。
3.农业生态区法在土地资源开发前景中没有考虑大型土地改良措施的作用，而我国人多地少，农业开发历史悠久，许多边际土地在外国能被认为是不适耕作的土地，在我国都采取了多种大型土地改良措施。
4•一个农业生态单元的土地并不都是用来生产食物。
在计算土地资源的食物总产量时，就发生土地总面积中有多少是用来生产粮食的问题。
这就涉及到土地利用结构问题。
我们应用这种方法时，要根据我国的实际情况进行分析，确定较为合理的土地利用结构参数。
5•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。
6.投入水平只是生产条件的标致而不同于一般意义上试验田式的投入产出，所以具体到一个地块或一种土地利用方式上高投入并不意味着高产出，也不能根据投入水平直接定量的得出土地的产出。
第三节土地资源生产潜力估算
1.土地生产潜力的概念
土地生产潜力是指土地的生产力，它表明人们对资源利用的可程度，反映一个地区生产所能达到的最大水平。
土地生产力又可分为土地自然生产力和土地经济生产力。
土地自然生产力是指土地依靠自然水、月巴、热等自然供给条件所能生产的物质产品数量，也就是说在没有人类任何物质投入情况下，土地所具有的自然生产能力，一般用单位土地面积自然生产的干物质数量表示。
土地经济生产力是指在一定技术条件下土地的生产能力，即在投入人类劳动后，水肥基本满足，经营管理合理的条件下，以种植当地几种主要当家作物而形成的生产能力。
2.土地生产潜力分析的方法
（一）土地自然生产潜力分析的方法
近所来国内外科学家对土地自然生产力的测算进行了大量研究，相继提出许多计算模型。
根据国内有关单位的应用研究经验，结合我国具体情况，现仅介绍计算比较简单的迈阿密模型。
迈阿密模型是研究地球上不同地带大量生物生产量实测值与年降雨量、年均温之间的关系后得岀的粗略计算公式，它反映大范围作物生物产量的地带性分布，它采用的指标主要是年均温和年降雨量，其计算方法如下：
1.通过年平均气温计算光温生产潜力假设在作物生长期中，除光温条件外，不在受其它条件的限帛，也就是说在土壤养分、水分等都能满足条件下的土地最大生产潜力。
一般地区难以达到，但在灌溉条件下有可能实现。
计算模型为：
Yt=3000/（l+e142-0141t）式中：
Yt是光温生产潜力（g/m?
•年）；t是年平均气温（°C）；e是自然对数的底数，为
2.718281828
这种计算方法比较简单，只要选取若干年的平均气温，取其平均值代入公式计算，即可得到光温生产潜力。
2.通过年平均降雨量计算降雨气候生产潜力
它是在光温和土壤养分都能在整个作物生长周期满足需要的情况下，只受
雨量的限制而计算土地自然生产潜力的一种方法。
计算模型为:
Yp=3000/（l-e_0-00065p）
式中：
Yp是土地生产潜力（g/m2•年）
P是年平均降雨量（毫米）
选取若干年降雨量的平均值代入分式计算，即可得到降雨条件下的土地生产潜力。
（二）土地经济生产潜力分析的方法土地经济生产潜力是以土地自然生产潜力为基础，投入人类劳动，包括活劳动和物化劳动情况下，考虑水、土壤及投入水平等因素的影响下，土地所具有的生产潜力。
1.气候灌溉生产潜力计算它是在光温生产潜力计算基础上，考虑到人类灌溉
水平因素的影响，而计算土地经济生产潜力的方法。
其先决条件是土壤肥力
状况较适宜。
在灌溉农业较发达的地区可选用这种方法。
计算模型为:
Yw=g（wi）•Yt
式中：
Yw是土地经济生产潜力（g/m2•年）
Yt是光温生产潜力
g（wi）是灌溉条件下水分影响函数
g（wi）=（Ws+Wi）/EO
2.气候土壤生产潜力计算
它是在自然生产潜力的基础上，又考虑到土壤因素的影响而形成的一种生产潜力。
应该是在光、温、水、肥、气综合作用下的土地生产潜力，是比较接近实际产量的一种生产潜力。
计算模型为：
Ys=K・Yt或Ys=K・Yp
式中：
Ys是土地生产潜力（g/m‘•年）
K是土壤修正系数土壤主要是通过土壤肥力对作物发生作用，土壤肥力的高低是土壤水、月巴、气、热综合用的结果。
因此，土壤修正系数K应尽量反映土壤肥力的综合状况。
土壤修正系数K的求取，可以是首先确定不同土壤类型对作物的适宜程度，最好的土壤适宜度为1,其他土壤类型按其对作物的适宜度不同逐渐降低，从而确定所有土壤类型对作物的适宜度，然后把不同土壤类型的面积与总土壤面积的比值作权重系数，土壤类型对作物的适宜度为基值，采用加权平均的方法，计算出该地区土壤修正系数K,即：
nn
K=工pi・Ai或K=Ebi・Ai/C
i=li=l
式中：
Pi是各土壤类型与总土壤面积的比值
Pi=Bi/c
Ai是各土壤类型对农作物的适宜度
Bi是各土壤类型面积
C是土壤总面积
则气候土壤生产潜力为：
nn
Ys=Yt•K=Yt•Spi•Ai=Yt•Zbi•Ai/C
i=li=l
nn
Ys=Yp•K=Yp•Spi•Ai=Yp•Sbi•Ai/C
i=li=l
第四节土地资源人口承载力的计算
一•测算的方式
具体计算土地人口承载力有两种方式：
一种方式是按每年人均消费多少千克粮食计算，另一种方式是按每人每天需要多少卡的热量和多少克蛋白质，并将按不同的年龄、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潜力。
一般粮食的热量转换系数与蛋白质含量和人均需要可参见表7—1和表7—2O
表7-1主要粮食作物卡/蛋白质的千克转换系数表
作物
热量（kcal/kg）
蛋白质
水稻
3470
73
玉米
3620
85
小麦
3540
99
大豆
4120
363
高梁
3640
77
谷子
2620
97
甘薯
1270
18
马铃薯
770
23
表7-2人体各种营养物质的日消耗量
类别
热量（cal）
蛋白质
成年男子（65公斤）
轻体力劳动
2600
75
中体力劳动
3000
80
重体力劳动
3600
90
成年女子（55公斤）
轻体力劳动
2400
70
中体力劳动
2800
75
重体力劳动
3400
85
少年（13-16）
男
2600
80
女
2500
75
儿童
7-10岁
2000
60
3-5岁
1400
45
・土地人口承载力的概算方法
1•粮食型：
概算土地人口承载力可以通过测算一定区域内粮食生产总量和人均社会占有量，概算该区域所能承载的人口数量。
这种方法简单易行，具体方法步骤如下：
（1）计算粮食生总量
在土地生产潜力分析的基础上，根据规划的耕地面积及粮食作物用地占耕地总面积的百分比，计算粮食生产总量。
即：
Y=P・A・R
式中：
Y是粮食生产总量
P是土地生产潜力（亩产）水平
A是耕地面积
R是粮食用地占耕地的百分数
（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。
（3）计算土地人口承载力
T=（Y—0）/S
C=T/L
式中：
T是土地所能承载的总人口数量
Y是土地生产潜力
0是国家下达的商品粮外调任务
S是人均社会粮食占有量
C是土地人口承载力（人/平方公里）
L是土地总面积（平方公里）
2.能量型：
将各种物质产品转化为蛋白质总量，求其与人均应消费量的比值。
转化可参考表7—1、7-2
三、按行政区进行人口承载潜力的统计
方法
首先，根据《土地利用总体规划》中专题研究“土地生产潜力分析”方法，计算出某一农业生态区不同的投入水平的土地生产潜力。
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
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