（土地资源管理专业论文）四川省旱坡耕地特征与生产潜力研究.pdf

摘要 四川是一个典型的农业和人口大省，旱坡耕地在农业生产中具有重要作用。但是近年 来在自然和人为因素的综合影响下，旱坡耕地的生产、生态问题十分突出。耕地土层变薄， 坡薄土比重大，水土流失严重，土壤养分贫乏，这不仅加剧了四川自身的旱、洪灾害，同 时也加重了长江中下游的洪涝灾害。因此，对全省旱坡耕地进行深入综合研究具有十分重 要的现实意义。本文借助四川省坡耕地与耕地后备资源调查平台，对全省旱坡耕地资源分 布、利用状况进行分析，探讨四川省旱坡耕地的利用特征，得出如下结论： l 、旱坡耕地数量较大，占全省耕地面积的5 2 4 1 。2 6 。旱坡耕地3 3 6 7 9 1 9 0h m 2 ， 占全省耕地的5 6 ；6 - - - - 1 5 。旱坡耕地1 2 7 0 6 2 7 1 1h m z ，占全省耕地的2 1 1 3 ；1 5 - - - 2 5 。 旱坡耕地h m 2 ，占全省耕地的1 9 1 4 ，； 2 5 。陡坡旱耕地面积3 8 6 9 4 3 o l h m 2 ，占全省耕 地的6 4 3 。 2 、1 9 9 6 - 2 0 0 4 年的8 年间，共减少旱坡耕地4 3 9 5 2 3 5 7 h m 2 。成都平原区减少的旱坡 耕地主要分布于6 - - 2 5 。；盆周丘陵区减少量集中在6 , - - - 1 5 。以及2 5 。以上坡度部分；川 西南山地区1 5 2 5 。坡地增加2 0 7 1 8 2 2 h m 2 ，基本抵消了其他坡度的减少量；川西高原区 旱地减少量集中在1 5 。以上。 3 、旱坡耕地土壤肥力不高，主要是紫色土和黄壤存在有机质含量低、缺氮、缺磷现 象。 4 、旱坡耕地利用方式多样，复种轮作灵活。旱粮作物以小麦、玉米、红薯为主，多 分布在盆地内部丘陵及盆周山地区，一般为一年两熟或三熟耕作制。 5 、早坡耕地生产能力不高，小麦、红薯、大豆播面单产与全省粮食生产播面单产有 较大差距旱坡耕地各地貌类型区生产能力不同，成都平原区、盆周丘陵区以及川西高原 旱粮作物产量高于川西南山地区。， 6 、采用机制法估算旱粮作物生产潜力，小麦、玉米、红薯、大豆的土地生产潜力分别 是6 4 5 6 8 9 k g h m 2 、8 1 3 8 8 9 k g h m 2 、1 6 8 7 1 7 8 k g h r n 2 、4 5 5 4 3 3 k g h m 2 。土地自然生产潜力与目 前的实际生产水平存在一定差距，旱坡耕地具有较大的增产空间。 根据上述分析，为确保四川省粮食安全，保证旱坡耕地的科学、可持续利用，针对四 川省旱坡耕地实际宜耕情况，提出旱坡耕地资源可持续利用对策。 关键词：早坡耕地基本特征利用特征潜力分析 a b s t r a c t m a h o n g p i n g ( l a n dr e s o u r c e sm a n a g e m e n t ) d i r e c t e db y p r o f d e n gl i a n g j i a sat y p i c a la g r i c u l t u r a la n dp o p u l a t i o np r o v i n c e ，s l o p ed r yc u l t i v a t e dl a n dp l a yav e r y i m p o r t a n te f f e c ti na 鲥c u l t u r ep r o d u c t i o no fs i c h u a np r o v i n c e h o w e v e r ，t h e r ee x i s ts e r o u s p r o d u c t i o na n de c o l o g yp r o b l e m su n d e rt h eg e n e r a li n f l u e n c eo fn a t u r a la n da r t i f i c i a lf a c t o r s t h es i t u a t i o ns u c ha sa t t e n u a t e dc u l t i v a t es o i l ，l a r g ep r o p o r t i o np o o rs o i l ，s e r i o u ss o i la n dw a t e r l o s sa n dl e a ns o i ln u t r i t i o nn o to n l yi n t e n s i f yd r o u g h ta n df l o o do fs i c h u a np r o v i n c e ，b u ta l s o a g g r a v a t et h ed r o u g h ta n df l o o do ft h el o w e ry a n g t z er e g i o n c o n s e q u e n t l y ，f u r t h e rr e s e a r c h s l o p ed r yc u l t i v a t e dl a n do fs i c h u a np r o v i n c eh a sv e r yi m p o r t a n tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e t h i s p a p e ra n a l y z et h ed i s t r i b u t i o na n du t i l i z a t i o nc o n d i t i o no fs l o p ed r yc u l t i v a t e dl a n d ，s t u d yt h eu s e c h a r a c t e r i s t i c sb yt h es l o p ef a r m l a n da n dr e s e r v er e s o u r c e so fc u l t i v a t e dl a n d i n v e s t i g a t i o n p l a t f o r m a f t e ra l l ，t h er e s u l ts h o w e da sf o l l o w ： 1 t h e r ei sab i ga m o u n ts l o p ed r yc u l t i v a t e dl a n di ns i c h u a np r o v i n c ew h i c ha c c o u n tf o r5 2 41 o ft h ew h o l ef a r m l a n d t h e r e i n t o ，2 - - 6 。d r yl a n da m o u n ti s3 3 6 7 9 1 9 0h m 2a n da c c o u n tf o r 5 6 o f f a r m l a n d ；6 1 5 。d r yc u l t i v a t e dl a n da m o u n ti s1 2 7 0 6 2 7 11h m 2a n do c c u p y2 1 1 3 o f f a r m l a n d ；1 5 2 5 。d r yc u l t i v a t e dl a n dq u a n t i t yi s11 5 7 1 5 1 8 3h m 2a n da c c o u n tf o r1 9 1 4 o f f a r m l a n d ；a n dt h eo v e r2 5 。l a n da m o u n ti s3 8 6 9 4 3 0 1h m 2w h i c ho c c u p y6 4 3 o fc u l t i v a t e d l a n d 2 s l o p ed r yc u l t i v a t e dl a n dr e d u c e d4 3 9 5 2 3 5 7h m 2f r o m19 9 6t o2 0 0 4 t h ed e c r e a s ep a r ti n c h e n g d up l a i ni si n6 - 2 5 。s l o p ed r yc u l t i v a t e dl a n d ；t h ed e c r e a s ep a r ti nh i l l ya r e ai si n6 15 。a n dm o r et h a n2 5 。s l o p ed r yc u l t i v a t e dl a n d ；15 2 5 。l a n di n c r e a s e d2 0 7 18 2 2 h m 2i n p l a t e a ur e g i o nw h i c hc a n c e l l a t e dt h ed e c r e a s ea m o u n ti no t h e rg r a d e ；d e c r e a s ep a r ti nm o u n t a i n a r e ai si n1 5 。a n do v e r1 5 。s l o p e 奶，c u l t i v a t e dl a n d 3 l e s sc o n t e n to fo r g a n i cm a t t e r 、n i t r o g e n 、p h o s p h o r u si np u r p l es o i la n dy e l l o ws o i l i n d u c el o w e rs o i lf e r t i l i t yo fs i c h u a ns l o p ed r yc u l t i v a t e dl a n d 4 t h e r ei sv a r i e t yu t i l i z a t i o nm e t h o d sa n dm u l t i p l ec r o p p i n gp a t t e r n si ns l o p ed r yc u l t i v a t e d l a n d t h ed r yc r o pw h i c hi n c l u d ew h e a t 、m a i z e 、s w e e t p o t a t od i s t r i b u t e di nh i l l ya n dm o u n t a i n a r e a ，a n dt w oc r o p say e a ro rt h r e ec r o p say e a ra r et h em a i nf a r m i n gs y s t e m 5 t h e r ei sal o w e r y i e l di nt h el o p ed r yc u l t i v a t e dl a n d ，a n db i gg a p b e t w e e nt h eu n i ta r e ay i e l d o fw h e a t ，m a i z e ，s w e e tp o t a t o ，s o y b e a na n dt h ea v e r a g el e v e lo fs i c h u a np r o v i n c e p r o d u c t i o n c a p a c i t yc h a n g eg r e a t l ya m o n gd i f f e r e n tl a n d f o r ma r e a s t h ed r yc r o pp r o d u c t i o no fc h e n g d u p l a i n 、h i l l ya r e aa n dp l a t e a ur e g i o ni sh i g h e rt h a nm o u n t a i na r e a 6 t h er e s e a r c he s t i m a t e st h el o p ed r yc u l t i v a t e dl a n dp r o d u c t i o np o t e n t i a l i t yb ym e c h a n i s m m e t h o d t h ep r o d u c t i o np o t e n t i a l i t yo f w h e a t 、m a i z e 、s w e e tp o t a t o 、s o y b e a na r e6 4 5 6 8 9k g h m 2 、 8 1 3 8 8 9 k g h m 2 、1 6 8 7 1 7 8 k g h m 2 、4 5 5 4 3 3 k g h m 2 t h e r e i sac e r t a i nd i s t a n c eb e t w e e n p r o d u c t i o np o t e n t i a l i t ya n da c t u a lc a p a c i t y d r ys l o p i n gl a n dh a sl a r g e rp r o d u c t i o ns p a c e b a s e do nt h e s ea n a l y s e s ，s o m ec o u n t e r m e a s u r e sw e r ep o i n t e do u tf o re n s u r i n gt h es i c h u a n f o o ds e c u r i t ya n ds c i e n t i f i c 、s u s t a i n a b l eu t i l i z a t i o no fs l o p ed r yc u l t i v a t e dl a n d k e yw o r d s ：s l o p ed r yc u l t i v a t e dl a n d ，b a s i cc h a r a c t e r i s t i c s ，u t i l i z a t i o nc h a r a c t e r i s t i c sp o t e n t i a l a n a l y s i s 论文独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行研究工作所取得的 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他个 人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得四川农业大学或其它教育机 构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 马红督 妒易年乡月心日 关于论文使用授权的声明 本人完全了解四川农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以 采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意四川农业大学可以用不 同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 硼多年历月西日 纱酊年多月时日 霞阡庸咎 极、五，镄 名 ： 签名生签究师研导 1 绪论 1 1 研究的背景及意义 土地资源是人类赖以生存和发展的重要资源基础，土地的利用与变化，不仅直接影响 社会经济的可持续发展，而且还间接影响到全球环境的变化，因此土地利用研究在国内外 倍受关注，土地利用已成为当今地理学的一个新的研究热点和前沿口1 。耕地是土地资源中 最珍贵的部分，是人类社会食物的主要来源地。我国人口众多，耕地资源十分紧缺，特别 是改革开放2 0 年来所导致的非农用地的急剧膨胀以及各种自然和人为因素导致的各种耕 地退化和流失，使得人口与耕地的矛盾极为突出1 。 四川具有山地、丘陵面积大，平原面积小的地貌特点，山地、高原占7 8 8 2 ，丘陵 占1 8 6 4 ，平原仅占2 5 4 ，人地矛盾一直突出n 1 。但近年来，随着四川省经济社会的发 展以及人口的增加，耕地特别是比较平坦的低坡度优质耕地被大量的建设用地占用，这不 仅导致四川省实际耕地面积的减少，也造成了耕地质量的严重下降。 如何在优质耕地大量占用的情况下，保证四川省的粮食生产，保障全省的粮食安全 呢? 在四川省的耕地构成中，有5 2 4 1 的比重是早坡耕地，这类耕地由于受坡度限制， 建设占用较少，一直是四川省主要旱粮作物如小麦、玉米、红薯等的主要产地。如果能够 科学合理开发这块土地，相信能较好的解决四川省的粮食安全问题。 但是，近年来在自然和人为因素的综合影响下，早坡耕地耕作土层变薄，坡薄土比重 大，水土流失严重，土壤养分贫乏，土质变劣等生产、生态问题十分突出，这不仅降低了 旱坡耕地的粮食生产能力，还加剧了四川省的旱、洪灾害。 因此，借助四川省坡耕地资源及耕地后备资源调查平台，开展四川省旱坡耕地特征以 及生产潜力利用研究，不仅可以了解全省旱坡耕地的基本特征，还能够通过分析旱坡耕地 的利用特征，定量化研究旱坡耕地的生产能力，结合四川省旱坡耕地的生产潜力估算，较 全面的认识四川省旱坡耕地利用中存在的问题以及增产空间，为四川省耕地、特别是旱坡 耕地的综合治理、持续利用提供对策建议，这对于实现四川省的粮食安全以及农业的可持 续发展，改善长江上游的农业生态环境也具有重要意义。 近年来，很多学者针对耕地利用进行了较多的研究，但单独针对旱坡耕地利用特点研 究较少。本文探讨四川省旱坡耕地在不同区域、不同坡度的利用情况，为了更好的研究旱 坡耕地的生产能力，对旱坡耕地生产潜力进行估算，以期对四川省的旱坡耕地有一个较为 全面和深刻的分析。 1 2 相关研究文献综述 1 2 1 坡耕地的利用综述 坡耕地作为耕地的一部分，特指坡度大于2 。的耕地，我国关于坡耕地资源合理开发 利用的探讨，主要开展于2 0 世纪9 0 年代，这段时期内，相关学者对坡耕地利用的研究从 宏观到微观、从全国到地方都提出了各自的观点，并运用到实践中。 1 9 9 3 年，扬瑞珍对全国坡耕地资源及其利用模式作了研究，对我国坡耕地的数量、 类型、分布以及导致坡耕地产量不高的主要障碍因子和成因作了详细评述，提出坡耕地的 5 种利用模式：蓄水覆盖丰产沟模式、粮草轮作间套种模式、坡耕地紫色土改良模式、以 “三合一 水平梯田为例的坡改梯模式、坡耕地发展经济林草和多种经营利用模式，各种 利用模式是针对我国不同气候、地貌区从宏观利用的角度出发总结出来的规律，对各地区 坡耕地的利用有较好的指导作用呻，。 陈奇伯，齐实运用模拟侵蚀方法探讨了宁南黄土丘陵区坡耕地土壤侵蚀对土地生产 力的影响，采用宏观调查和微观实验相结合，测试分析和定位观测相结合的方法研究了黄 土丘陵区坡耕地由于水土流失而造成的土地退化h 1 ；程方民、朱碧岩在分析了黄土高原坡 耕地资源利用现状和存在问题的基础上，通过典型实例论证，提出来该区域坡耕地资源合 理利用的途径哺1 。扬子生所进行的“长江上游滇东北山区坡耕地水土流失与可持续利用研 究 ，取得了丰硕的研究成果，主要是：( 1 ) 研究确定了滇东北山区坡耕地5 个侵蚀因子( 降 雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、地形因子、作物经营因子、水土保持措施因子) 的定量 指标，建立了土壤流失方程；( 2 ) 提出了坡耕地的广义概念；( 3 ) 测算了全区及各县( 市) 坡耕地年均土壤流失量，分析了坡耕地水土保持的严重性和基本特征；( 4 ) 应用环境经济 评价理论和方法，定量测算了滇东北山区坡耕地水土流失的直接经济损失；( 5 ) 应用已建 立的土壤流失方程进行了演东北山区基于可持续利用的耕地适宜性评价，建立了山区耕地 适宜性与可持续性评价等级系统；( 6 ) 提出了合理垦殖指数、垦殖合理度与不合理度3 个 概念及其计算方法，定量评价了现状垦殖指数的合理性程度；( 7 ) 调查分析了滇东北山区 水土流失灾害毁坏耕地的历史和现状；( 8 ) 从可持续发展的角度出发，提出了山区保持耕 地总量动态平衡的特殊内涵以及实现山区耕地总量动态平衡的主要对策和措施旧1 。 坡耕地利用在宏观方向的研究，主要展开于我国西部地区，如云南、贵州、陕西、 宁夏、四川、重庆、辽宁睁3 刀等省。1 9 9 2 年林昌虎对贵州山区坡耕地的利用现状及存在问 2 题进行分析，提出了贵州山区坡耕地的利用方向和改良途径，认为对坡耕地必须保护性地 利用，应注重林、粮间作的应用、坡改梯工程措施的应用及坡耕地免耕技术的应用n 驯。高 岚，王振颖在查清辽宁省坡耕地资源的基础上，论述了坡耕地的分布规律和分布特点羽。 张本家则从水、土、养分流失3 方面论述了辽宁省坡耕地的低产原因，并且针对这些原因 提出了不同坡度坡耕地的治理措施1 。朱世清在综合分析广东省坡耕地的耕作层厚度、土 壤质地、土壤酸度、土壤有机质、养分含量等理化指标的基础上，针对广东省的实际情况 得出了搞好农地整治、用养结合，以地养地、因地制宜，合理利用等4 条治理措施n 。唐 治诚、刘光明等对重庆云阳县坡耕地的特点作了分析，提出提高坡耕地产量的六条措施： 一是坚持坡改梯，陡改缓的农田基本建设；二是植树造林，绿化荒山；三是推广农林复合 经营；四是调整坡面水系；五是多施有机质肥料，适当控制化肥数量，改造培肥土壤；六 是推行合理间套种植制度；七是加强水利基本建设，提高水利资源利用率陷7 1 。刘冰、马德 强等通过土地利用现状调查，摸清了德阳市坡耕地资源的数量、类型及分布及坡耕地开发 利用中存在许多问题，从四川德阳实际出发，借鉴国内外先进经验，对合理保护利用全市 的坡耕地资源提出了五条对策n 刖。吕英华在河北省坡耕地的利用与保护研究中认为在坡耕 地的利用和保护上应注重发挥土壤资源优势、改替农田生态环境、变三跑田为三保田、培 肥改良坡耕地土壤等措施n 制。2 0 0 0 、2 0 0 4 年，林昌虎、解德蕴等按照不同坡度级分析了 贵州省各地、市、州的坡耕地分布以及其特殊性，最后针对各坡度级坡耕地的特性提出了 针对性的利用和整治措施，如在6 。的坡耕地治理中，针对这部分坡耕地主要集中在城、 镇、村周边，是建设用地占用的重点领域，提出了一方面从管理上严格把好建设用地审批 关，另一方面运用价格杠杆来调节耕地资源的措施；而在6 1 5 。的坡耕地治理中，则提 出保护与整治并重的思想n 5 矧。赵燮京、张建华等在对四川省丘陵区坡耕地利用效益的分 析基础上，从坡改梯关键技术、微水下程、防蚀耕作法、覆盖技术等方面提出了一系列治 理方法，以期提高该地区坡耕地综合治理的效益，进而提高该区坡耕地的利用效益n 6 1 。樊 兰瑛，高慧卿在评述了陕西省坡耕地资源面积、类型及分布的基础上，分析了干旱缺水、 土壤贫瘠、耕层浅薄等影响坡耕地粮食产量的主要障碍因素后，提出了坡耕地开发改造的 途径和措施瞄8 1 。2 0 0 2 年，张勇、詹道润研究了陕西省3 3 个国家级生态退耕县的坡耕地， 在综合分析坡耕地的坡级结构、类型结构、生产结构以及生产效益的基础上，提出了加快 退耕还林还草、调整土地利用结构和产业结构的宏观措施瑚3 。邓良基在对四川省土地资 源的现状分析钟，将四川省耕地分为5 个坡度级，并且详细介绍了四川省耕地的坡度构成 m 1 。张丽萍在分析了四川省坡耕地类型、数量及分布的基础上，提出了农耕农艺措施、工 程措施和生物措施等主要几点治理对策嘧6 矧。 坡耕地利用微观方面的研究非常广泛。方继友于1 9 9 2 年对坡耕地聚流集覆盖型改造 和利用技术的研究表明聚流和利用地表径流，保持水土是改造坡耕地的目的良好的植被覆 盖可降低地形和降雨对耕地水土流失的作用利用坡耕地旨在提高产量和增加收入u7 1 。赵晓 光、吴发启于1 9 9 9 年对坡耕地土壤水分主要受控因子进行研究，认为坡耕地土壤含水量 除受蒸发因素影响外，还受地形、坡度、分水岭位置、降水量和土地利用等因素影响，直 接制约了坡耕地的利用途径n 引。李峰、鲍江峰提出了坡耕地利用的另一途径，即建设生态 果园，能够促进经济发展并保护生态环境幢钔。庆季屏于1 9 9 9 年作了褐土坡耕地聚墒保肥 改良试验研究，提出：坡耕地应尽可能种植耐早作物；应适量施用n ，p 肥料，还应施用一 定量k 肥，同时配合施用农家肥料：坡耕地应等高耕作；应采用生物与工程相结合的坡耕 地综合改良措施口0 1 。向万胜于1 9 9 8 年在分析三峡库区自然条件与坡耕地资源特点的基础 上，讨论了坡耕地种植制度与土壤侵蚀的关系，提出通过合理氨基酸作物种类进行多熟制 间套作，一年生农作物与多年生经饲作物( 如黄花菜、饲料牧草) 间作及农作物与木本植 物( 活篱笆) 等高间作等手段来建立坡耕地水土保持种植制，从而达到减轻土壤侵蚀之目 的，认为在目前的社会经济条件下，建立保护性种植制度是减轻坡耕地水土流失最为经济 有效的途径幢。 其次，作为在我国的坡耕地构成中比例较大的旱坡耕地，在这方面的研究几乎与坡 耕地研究一并进行。贵州是我国旱坡耕地分布较多的省份，因此这方面的研究成果也较多。 2 0 0 2 年，林昌虎、张西蒙对贵州山区的旱坡耕地分布做了详细研究，分析了贵州省各地、 市、州旱坡耕地的分坡度表，得出贵州山区的旱耕地以旱坡耕地为主，占全省土地总面积 的1 9 8 0 ，多集中在西部地区，并且得出土地旱化率不仅反映该地区的垦殖状况，还是 评价该区生态环境、水土流失状况的重要指标口射。蒋太明通过对贵州旱坡耕地的专门研究， 提出坡耕地的可持续利用对策，认为坡耕地要实现可持续利用，应从两方面着手，一是保 存耕地数量；二是维护耕地质量嘲。安和平、周家维在研究贵州熔岩山区旱坡耕地现状中， 从旱坡耕地现状、垦殖指数与旱坡耕地分布关系等方面分析了陡坡耕地的危害，从持续发 展的战略角度提出了陡坡退耕对策、合理利用陡坡退耕等措施位4 1 。范厚明在3 年的田间生 产条件下，研究了贵州熔岩山区旱坡耕地梯化的环境效应，得出旱坡耕地梯化可防治水土 流失和石漠化扩展，提高粮食作物产量，为退耕提供物质保障等瞳鄹。肖厚军、蒋太明还针 4 对贵州喀斯特地区降水量时空分布不均所造成的季节性干旱问题，提出了早地耕作覆盖保 墒栽培技术7 1 。2 0 0 1 年，邓良基、侯大斌研究分析了四川省旱耕地的主要特征，如坡度 构成、土壤可蚀性与水土流失的相关性，分坡度提出了四川省旱坡耕地综合治理的措施晗引。 唐治诚通过分析云阳县旱坡耕地土壤退化的原因及其综合性，提出了改土培肥地力、增强 土壤抗逆性，植树造林、绿化荒山，合理间套耕作等方面的具体措施。 1 2 2 土地生产潜力研究 ( 1 ) 土地生产潜力的内涵 随着人口的迅速增长，资源、环境、人口三者的矛盾日益尖锐，由此引起的资源短缺、 环境恶化等问题益发受到注目。全球的土地资源生产能力能否满足未来人口的食物需求， 这个问题理所当然地为有关国际组织和各国政府所瞩目。土地资源生产潜力研究作为土地 资源承载力研究的核心在这种大环境下应运而生并且得到迅速发展。黄秉维曾经多次指出： 农业生产潜力是有意义的课题，研究的对象是植物群体及其环境，研究的结果应当是确定 一地应当得到多少产物及如何得到这么多产物。所确定的生产力应当是持久性的，有生态 的持续性和经济的持续性，要推用于广大的面积。 土地生产潜力系指在一定条件下能够生产某种生物产品( 如粮食、经济作物等) 的内在 能力，一般用单位面积产量来表征。它是反映土地质量高低的重要指标，因而也就成为土 地资源评价的重要内容之一。土地的生产潜力很大程度上受制于自然环境条件、土地资源 的数量和质量，同时也受社会、经济、技术等与土地资源开发有密切关系的社会诸多因素 影响。一个地区的土地生产潜力可以说是上述诸因素综合作用的结果。 ( 2 ) 国外土地生产潜力研究进展 在土地生产潜力及人口承载力研究方面，国外学者作了大量的研究工作。作物生产的 实质就是将太阳能转化为化学潜能的能力，光合作用是作物生产的基础。卢米斯( l o o m i s ) 和威廉斯( w i l l i a m s ) 等在考虑了自然因素和社会因素后指出，一般的农业产量很难表达 一个地区或一种作物的生产潜力。他们认为作物最高产量或最大生产能力需要假设土地的 各个因素和作物因素都处于最佳状态，然后在热量允许的范围内根据光热资源的多少及作 物能量转换效率进行估算汹1 。为此，许多学者从不同角度进行过理论推算，其中影响较大 的是卢米斯( l o o m i s ) 和威廉斯( w i l l i a m s ) 等利用量子效率等概念进行生物学产量的生 产潜力计算。光合生产潜力从理论上分析计算了作物最大的生产能力，即作物高产的上限， 它是研究在一定生产条件下土地的生产能力的基础和依据。因为一定的生产条件实质上是 指人类对光合生产潜力的调节控制程度和水平，为了估算受到“衰减”因素影响后的现实 生产能力，国外学者也进行了多方而的研究。其研究成果可分为两类。一类是适用于全球 范围、综合的生物生产量的数学模型，比较著名的有：用降水量和平均温度估算生物生产 量的迈阿密模型( m i a m im o d e l ) ；用实际蒸散量估算生物生产量的桑斯韦特纪念模型 ( t h o r n t h w a i t ) ；由生长期和生产量的相关性而总结的经验模型( g e s s n e r 和l i e t h 提出) 一。另一类是适用于小范围的估算某些或某种作物生物生产量的数学模型。其中影响较 大的有瓦赫宁根法( w a g e n i n g e nm o d e l ) h 羽，瓦赫宁根法是国际土地开垦与改良协会采用 的一种方法，主要适用于苜蓿、玉米、高梁、小麦等。k a s s a m 为联合国粮农组织农业生 态区域项目研制农业生态区域法( a e z ) h 劓，农业生态区域法是由k a s s a m 为联合国粮农组 织农业生态区域项目研制的模式，是根据荷兰学者d e w i t 的概念建立起来的。 ( 3 ) 中国土地生产潜力研究进展 土地生产潜力是通过植物的转化功能，将水分、二氧化碳及养分合成有机物质来实 现的，合成能力的大小通常取决于土地的潜力结构。潜力结构大体包括三部分h 刖：( 1 ) 气 候潜力结构，指与土地生产过程有关的气候转化因素的强度、组合及分布；( 2 ) 土壤潜力 结构，即土地内部影响植物生长的各种要素的组成、强度和组合形式；( 3 ) 植被潜力结构。 土地生产潜力可以通过以下几个阶段逐步订正来计算：光能生产潜力一光温生产潜 力一气候生产潜力一土地生产潜力。即： y ( q ，t ，w ，s ) = y ( q ) f ( t ) f ( w ) f ( s ) y ( q ，t ，w ，s ) 为土地生产潜力，y ( q ) 为光能生产潜力，f ( t ) 、f ( w ) 、f ( s ) 分别为温度、 水分、土壤影响的订正系数。 光能生产潜力y ( q ) 指作物的温度、水分和养分等条件下均保持最适宜状态时，由太 阳辐射资源所决定的产量，也称光合潜力。竺可祯最早研究我国气候资源与粮食生产的关 系1 ，8 0 年代初期许多学者从小同角度计算了光能转换系数 ，如黄秉维提出了将太阳 辐射q 乘以系数0 1 2 4 便是光合潜力y ( q ) m 3 。龙斯玉根据直接辐射( s ) 和间接辐射( d ) ， 采用莫尔达乌公式q p = o 4 3 s + 0 5 7 d ，计算了我国光合有一效辐射q p ，并取不同的光合有 效辐射利用系数( 2 、5 1 、1 0 ) 估算了我国气温0 。c 、5 。c 、1 0 。c 时期的光 合潜力嘲1 。 于沪宁以河北奕城为例，根据光合作用原理构建模型如下h 9 1 ： y ( q ) = f ( q p ) = q p ( 1 一q ) ( 1 一b ) ( 1 一y ) ( 1 一( ，) ( 1 一p ) 由( 1 一x ) 。1 盯1 6 式中：q 、b 为植被光合有效辐射的反射率和透射率；y 为光饱和率； 为呼吸消耗率；p 为非光合器官无效吸收部分；x 为有机物中含水量；巾为量 子转换率；h 为干物质含热率；o p 为光合有效辐射，以莫尔达乌公式计算 采用于沪宁模型来计算光合潜力的研究包括：侯光良等计算了我国光合潜力及气候生 产潜力并以此为基础为我国进行气候潜力分区唧3 ；方光迪对三江地区光热资源及作物生产 潜力进行估算1 ；刘金铜、周锁拴、张强分别对河北沧州黑龙港地区、陕西宝鸡地区和黄 土高原的光合潜力及生产潜力进行了计算嘞周洲3 。 光温生产潜力是指作物在水肥保持最适宜状态时，由光温两个因子共同决定的产量。 由于光合生产潜力只是估算某一地区山太阳辐射所形成的生物量，因此为了反映光、温资 源对作物生产的影响，则采用温度订正的方法估算作物的光温生产力( 如于沪宁、陈明荣、 侯光良、方光迪等模式) 。基木思路为：估算出作物的光能利用率( 定值或动态变化值) ， 计算出光合生产力，在此基础上根据不同类型的作物，确定不同温度阶段的温度订正系数， 用系数乘以光合生产力，得出光温生产力。即： y ( q ，t ) = y ( q ) f ( t ) 周锁铨、李玉娥、沈思渊也分别采用侯光良等的经验公式计算了陕西宝鸡地区、我国 冬麦区及淮北涡河流域的土地生产潜力旧酷的1 。 作物的气候生产力也称作物的光温水生产力，是指作物在无养分、病虫等危害影响的 条件下，由光、温、水三个因素共同决定的生物产量。也是指一个地区在自然降水优化管 理条件下作物产量能达到的上限。通常对光温生产潜力y ( q ，t ) 进行水分订正就可求得气 候生产潜力y ( q ，t ，w ) ，即： y ( q ，t ，w ) = y ( q ，t ) f ( w ) 邓根云认为水分对产量的影响表现为土壤的供水量对作物的需水量的满足程度，可用 土壤有效水分含量与田间持水量之比来度量侣7 1 。龙斯玉认为降水量与蒸发力的比值，表示 水分供应的满足度。分别得出了湿生作物( 水稻) 及早生作物( 玉米和冬小麦) 的f ( w ) 函数 的解析式呻1 。 。 土地生产潜力是指由光、温度、水分和土壤因子共同决定的产量。通常，对气候生产 力y ( q ，t ，w ) 进行土壤肥力订正就可求算出土壤生产潜力y ( q ，t ，w ，s ) 。即： y ( q ，t ，w ，s ) = y ( q ，t ，w ) f ( s ) f ( s ) 为土壤肥力订正系数，关于f ( s ) 的确定，杨子生，梁荣欣，孙玉亭等1 国内学者 7 根据各自研究区的土壤肥力性质给出了不同的解析式h 3 的删。 气候因子综合模式主要有迈阿密模型、筑后数学模型、瓦赫宁根( w a g e n i n g e n ) 法和农 业生态区域法( a e z ) 等。陈国南利用迈阿密模型来初步估算了我国的生物生产力阳。侯光 良采用筑后数学模型计算我国植物气候生产力刀，周白采用瓦赫宁根法计算了内蒙古武川 旱农实验区的土地生产潜力3 1 。 国内很多学者都采用农业生态区域法对土地生产力和人口承载量进行了研究，如：吴 月良对四j l i 省土地生产潜力进行了估算呻钔；郑剑非对北京市小麦生产潜力的估算嵋6 1 ；周兆 德对海南岛水稻生产力的估算嘲1 ；王恩利对黄淮海地区冬小麦、夏玉米的土地生产力的计 算7 “射；封志明研究了贵州省的土地承载力叩引；王生明研究了安徽省的主要粮食作物的土 地生产力口0 1 。 植被潜力结构估算土地生产潜力是通过遥感手段获得植物的生长信息，并由此推断植 被生产力。因而也称为遥感估产方法。李付琴以北京顺义县为例，以气象因子与垂直植被 指数( p v i ) 作为参数，用灰色模型g ( 0 ，2 ) 和逐段订正模型即阶乘模型，建立了冬小麦遥感 信息气象因子综合模型口。杨星卫的研究将遥感与动力估产方法相结合，根据水稻生 长季内差值绿度指数( d v i ) 求得叶面积的同步绿度值，再通过绿度值与叶面积对应关系估 算水稻群体的叶面积指数，并结合叶片比叶重的变化估算叶片干物重，通过水稻干物重累 积过程中的物质分配规律和环境条件的影响，估算水稻总干物质量和产量口羽。利用遥感可 快速而准确地获取所需资料，将遥感信息与其它非遥感信息结合起来建立的综合估产模型 能够提高估产的准确度，对某区域的土地生产力进行动态估算。 综上所述：( 1 ) 对坡耕地的利用现状研究主要还是集中在较大范围的静态分析，没有 从时间序列上对坡耕地的变化进行详细探讨。其次，坡耕地的坡度变化、分布与所处地貌 类型密切相关，但现有的研究几乎都没有根据地貌特征来分析坡耕地的分布和利用特征。 ( 2 ) 对坡耕地资源的开发利用和保护的研究，日趋成熟和完善，可以总结为坡耕地开发 利用的各种模式。具体有以下五种：蓄水覆盖丰产沟模式、粮草轮作间套模式、坡耕地紫 色土改良模式、以“三合一水平梯田为例的坡改梯模式、坡耕地发展经济林草和多种经 营利用模式。这些坡耕地开发模式是针对我国不同地区坡耕地资源提出的，已被大量实践 证明可行，但仍然存在不足，一方面是各种模式都有各自缺陷，其理论和实践上都有待进 一步发展；另一方面是各种利用模式都是主要针对坡耕地本身进行的改良，而对坡耕地的 生态环境建设方面的重视程度和研究力度不够。 8 2 研究区概况及研究方案 2 1 研究区概况 四川省位于我国西南部，地处长江( 黄河) 上游，东临重庆市，南接黔、滇，西界西 藏自治区，北邻青、甘、陕三省，其范围介于东经9 2 。2 l7 1 0 8 。1 27 ，北纬2 6 。0 3 7 3 4 。1 97 之间，北纬3 0 。线通过本省中部，东距太平洋、西距印度洋均不远，两洋暖湿 气流均能拂及，除西北部高原山地外，大部分地方属温暖湿润的亚热带季风气候，生物资 源丰富多彩。 全省土地总面积4 8 5 ) t k m 2 ，居全国第5 位，境内地势西高东低，由西北向东南倾斜， 相对高差达7 3 0 0 多米，气候条件十分复杂，具有气候垂直带较明显和大气候区域差异明显 的总体特征。 四川地处我国长江上游，是长江流域生态系统重要的生态保护屏障。但随着经济、社 会的快速发展，工业化、城镇化进程的不断推进及人口的激增，生态环境遭到破坏，耕地 减少、退化现象比较严重，使得四川省人地矛盾相当尖锐。这势必影响到四川省社会、经 济、生态持续、协调发展战略目标的实现。 在各区域单元的划定上，主要考虑全省各地经济发展程度、地貌类型的相似性以及水 热条件和光照条件的差异，将研究区划分为成德绵平原区、盆周丘陵区、川西南山地区和 川西北高原山区。各区域单元范围如下： 成德绵地区：成都、德阳、绵阳、眉山市 盆周丘陵区：内江、资阳、遂宁、自贡、广安、广元、达州、巴中、南充市 川西南地区：雅安、乐山、泸州、宜宾、攀枝花市 川西高原山区：甘孜州、阿坝州、凉山州 2 2 研究内容 ( 1 ) 四川省旱坡耕地特征。 四川省旱坡耕地基本特征 四川省旱坡耕地利用特征 ( 2 ) 四川省旱坡耕地的生产潜力。以旱坡耕地的构成和光、温、水、土属性为基础，分 析旱坡耕地的生产潜力。 9 ( 3 ) 结合四川省早坡耕地问