土地资源人口承载力,中国的土地资源,到底能够养活多少人?,这决定于土地资源的数量和质量,也取决于人口的食物消费水平这方面最有影响的研究要数中国科学院自然资源综合考察委员会在1990年前后所做的估算,其结论是我国粮食最大可能生产能力为8.3亿吨,按人均500千克/年的消费水平计,可承载16.6亿人口这就是著名的“16亿人口说”一、土地资源人口承载力涵义及其研究意义,土地人口承载潜力:在一定的行政区域内,根据其土地资源的生产潜力,及不同的投入(物质、技术的)水平所能生产的食物,能够供养一定生活水平的人口数量 内涵:(1)生物生理特性的人口承载量,把人均食物消费水平压缩到只能满足人们生理需要的最低水平,估算的区域土地最大可供养的人口数;,,(2)基于现实条件的人口承载量,根据现有食物消费水平,参照可预见的生活标准、生产力水平和土地资源消长状况; (3)土地资源的极限(理想)人口承载量,假设影响土地生产力的自然因素处于最有状态,资源管理近乎尽善尽美的理想情况下,土地所能供养的最大人口限度土地承载人口的限度与土地生产力成正比,与人口生活水平成反比,而土地生产力又是由生产关系决定的因此,一定的生产条件和一定的生活水平式计算土地资源人口承载力的关键因素。
土地资源人口承载力研究的目的和意义,①查明不同的投入水平下土地的潜在人口承载能力; ②确定和预测区域性粮食安全; ③为合理的农业政策和人口政策,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,保证土地资源的可持续利用提供科学依据意义,土地资源人口承载力反映的是土地生产力对一定生活水平下人口增长的限制目标,因此,它对土地、人口、食物与发展等均有一定的预警功能进行土地人口承载力研究,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,编制国民经济规划,加强土地管理,合理利用土地,保证土地资源的的可持续利用都具有重要作用影响土地生产潜力的因素,(1)土地资源的数量:主要考虑耕地、草地和可利用水域等土地面积, (2)土地资源的质量状况 :主要由土地资源的各种属性决定,如光照、气温等气候因素;土壤质地、pH值等土壤因素;土地区位等社会经济因素; (3)投入水平:物质和科技,农药、化肥等;改良的种子、科学管理方法; (4)生活水平:食品数量; (5)时间尺度:确定研究所针对的时期,预测相应时期人口、投入水平和生活水平等的变化情况土地资源人口承载力的研究方法,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。
因此: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土地资源人口承载力研究方法,1、ECCO(Enhancement of Carrying Capacity Options)模型 运用资源统计量系统评价一个国家的土地人口承载力,将人口、资源、环境与发展纳入统一系统,综合分析他们之间的相互关系,模拟不同备选方案下人口与承载力之间的动态变化,找出在人口变化的情况下仍能保证国家持续稳定发展的一整套政策 该方法已在肯尼亚、毛里求斯和英国应用ECCO模型不适于一般自然区,通常采用一定尺度的行政区域,对一般自然区不宜使用 自然区的资料获取比较困难,特别是社会、经济方面的统计资料; 模型旨在检验决策者的各种方案长期后果,若自然区则不能抱枕政策完全平衡1、农业生态区法的内涵(AEZ法),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 土地划分为:农业生态区(单元),土地评价单元和制图单元 特征: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 人口承载力取决于农业生态区内,自然生产潜力、灌溉条件、投入水平和人均粮食消耗。
2、农业生态区法的步骤(AEZ法),(1)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 (2)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 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5)确定投入水平 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 (6)计算一定行政区内的土地人口 承 载 力 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。
流程框图,农业生态区法的特点,农业生态区法方法先进,结果比较准确 ; 农业生态区法机制合理、思路严谨; 农业生态区法简便易行,可操作性强 农业生态区法在应用中需注意的问题,农业生态区法所需的有关参数要根据实际情况修订; 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; 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》,土地生产潜力的计算,1、瓦赫宁根(Wageningen)方法: 含义:在作物和谁的管理标准很高、水和营养没有限制、病虫害影响很小的情况下可以获得的产量潜力 其中:主要适用于估算小麦、玉米、高粱、苜蓿等作物的产量,式中: yo—标准作物干物质产量毛重(Kg/hm2·d); F—白日的阴天部分(小数); yc—给定地区的全天阴天时的标准作物下物质产量毛重( Kg/hm2·d ), ye—给定地区的全晴天时的标准作物干物质的毛重; Rse—植彼地面在晴天里吸收的短波幅射最大值(卡/cm2·d); Rs—植被地面实际吸收的短波幅射值(卡/cm2·d); ETM—生育期内日平均最大蒸散量(mm/d) CT—温度订正系数; CH—经济系数;G为生长期(天);Y为光温生产潜力。
土地生产潜力的计算,2、农业生态区AEZ法 依据农业生态区法的土地生产力模拟计算的基本原理,作物的气候生产力可分为光温生产潜力和光温水生产潜力,前者被称为有灌溉保证的水田农业的气候生产潜力;后者是旱地农业的气候生产潜力(或雨养农业的生产潜力) (1)作物的光温生产力 模拟计算作物的总生长率(bgm) 计算时间叶面积下的总生长率(bg) bg=CL*bgm; CL:叶面积系数的订正值,土地生产潜力的计算,计算呼吸速率 R(t)=0.28bg(t)+CT*Bn(t); R(t):t时刻呼吸速率;CT:与温度有关的函数; Bn(t):t时刻的累积生物量; 计算作物的净生物量(Bn) Bn(t)=bg(t)-R(t) 计算光温生产力(Ymp) Ymp=Bn*CH; CH:作物收获指数,可利用部分占总生物量的比例;,土地生产潜力的计算,(2)作物的光温水生产力 亦称作物的气候生产力,即作物在某一地区的一定光、温度与降水条件下的生物产量 试验证明,作物的缺水程度可用时间蒸散量Eta与最大蒸散量Etm之比表示,由此造成的产量的损失可用实际水分条件下生产力Ycp与光温生产力Ymp之比表示: 1-Ycp/Ymp=Ky*(1-Eta/Etm); Ky:为产量反映系数,表示因水分亏损而造成的减产量 (3)作物气候适宜性评价及产量修正 作物的生长过程需要一个最适宜的气候条件才能进行完全正常的光合作用,达到最大光温生产力。
一般情况下,土地生产潜力的计算,现实的每一个农业生态区内的主要作物及其复种制度都处在同样的最适宜气候环境是不可能的,因此需要对其产量进行修正 3、光温阶乘法 从作物截光特征和光合作用入手,依据作物能量转化及产量形成过程,进行逐步“衰减”估算土地生产潜力: YL=Q*f(Q) *f(T) *f(W) *f(S) *f(M) =YQ *f(T) *f(W) *f(S) *f(M) =YT *f(W) *f(S) *f(M) =YW *f(S) *f(M) =YS *f(M),YL:土地生产潜力;YQ:光合生产潜力; YT:稳定生产潜力;YW:气候生产潜力; YS:土壤生产潜力;Q:太阳总辐射; f(Q):光合有效系数;f(T):温度有效系数; f(W):水分供应能力有效系数; f(S):土壤有效系数;f(M):任务经济活动影响,土地利用结构与土地资源生产潜力,土地资源承载力最终计算出的是在一定土地利用结构下土地所能养活的具有一定生活水平的人口数量这种土地利用结构是根据生产力、土地适宜性以及土地所养活的人口的生活水平等通过优化得到的土地利用结构是变化的,因为依据土地利用结构而定的土地资源承载力也是变化的。
投入水平与土地资源生产潜力,土地资源生产潜力的研究一方面是从自然因素方面考虑,另一方面是从社会经济投入来研究 在生产投入中,物质投入是一部分,技术投入也是一部分,技术投入分为:改善土地状况的基础性投入和具体生产过程中的常规生产性投入 只有在前者投入的基础上,创造一个良好的土地资源的生态环境,那些常规生产性投入才能发挥效应也只有这样才能使作物的土地适宜性不断提高,产量也提高,以真正的提高土地人口承载力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不考虑年龄、性别、职业和粮食品种,是一种概算 (2)按每人每天需要多少焦耳的热量和多少克蛋白质计算 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 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 根据中国农业科学院《中国长期食物发展战略研究》,1989年居民膳食热量为11100.54kj/(人*d),蛋白质为69.7g/(人*d),基本为高谷物膳食,将此称为温饱线,营养物质的日消耗量,3、按行政区进行人口承载力的计算与统计 确定了人口承载力的计算方式和标准后,就可以按行政区进行人口承载力的计算。
由于每一农业生态区的投入水平不同、人均生活需要不同,必须以行政单位统计不同投入方案和营养水 平下土地的人口承载力,土地资源人口承载力的区域分析,土地生产潜力的地区差异较大,无论是那种投入,现有的单位面积产量最高、较高以及增产潜力较大者均在东部地区 通过土地生产潜力的全面比较和宏观分析,为国家和地区的土地资源开发及开发措施提供建议如,黄淮海平原具有较大的生产潜力,黄土高原次之,青藏高原潜力较小; 还应根据农业生态区分析的资料,提出解决限制因子的措施,为国家进行重点开发提供依据各省、市、自治区土地 食物生产潜力分析,各省、市、自治区土地 人口常在潜力状况,土地资源人口承载力研究的发展趋势,以粮食为标志的土地承载力研究仍是主流; 由静态分析走向动态预测,日趋模式化 ; 资源承载力。