（土地资源管理专业论文）县域耕地粮食生产能力与人口承载能力研究——以土默特右旗为例.pdf

内蒙古师范大学硕士学位论文 中文摘要 耕地是农业之根基、粮食生产之根本，是人类赖以生存与发展的主 要食物来源。人与耕地的关系本质是粮食生产的问题。随着城乡建设的 飞速发展及工业化导致的土地污染的加重，我国本来就非常有限的耕地 资源数量不断减少、质量逐年下降。而我国的人口数量又在逐年增加， 所以导致我国耕地人口承载能力形势越来越严峻。近十几年来我国耕地 人口承载能力的研究越来越受到社会各界的重视。 本文以内蒙古土默特右旗为例，对县域范围内的农用地不同层次的 粮食生产能力及人口承载力进行研究，得出以下结论： ( 1 ) 在分析土默特右旗农用地分等成果的基础上，构建了包含五个 层次的农用地产能体系，即光温产能，气候产能，理论产能，可实现产 能和实际产能。并按标准粮产量计算得出土默特右旗光温产能是2 4 8x i 0 6 t ，气候产能是i 2 6 i 0 6 t ，理论产能是7 7 6xi 0 5 t ，可实现产能是 6 6 8 xi 0 5 t ，实际产能是5 2 3 i 0 5 t 。 ( 2 ) 运用线性回归模型法，人口自然增长模型法和灰色预测模型法 对土默特右旗人口数量进行科学预测，得出土默特右旗2 0 1 0 年有3 6 2 万人，2 0 2 0 年有3 8 0 万人，2 0 3 0 年有4 0 0 万人。 ( 3 ) 通过参考中国营养学会及相关学者给出的人均对热量、蛋白质、 脂肪的消费量和土默特右旗城乡居民的食物类人均消费量等数据，并结 合土默特右旗居民的饮食习惯特点，运用营养物质折算法和食物标准粮 转化系数法，折算出土默特右旗在三个营养水平级下的人均标准粮消费 i 里o ( 4 ) 在确定土默特右旗粮食生产能力和人均标准粮消费水平的基础 上，测得2 0 1 0 年土默特右旗耕地可承载9 4 5 9 万人，2 0 2 0 年可承载1 0 5 4 1 万人，2 0 3 0 年可承载1 1 4 4 2 万人，这三个时期的人口承载率均在3 9 以 下。土默特右旗农用地产能在2 0 1 0 年、2 0 2 0 年和2 0 3 0 年除供给本旗人 民生活消费外，还可分别为5 8 3 9 万人、6 7 4 l 万人、7 4 4 2 万人提供粮 食保障。得出土默特右旗2 0 1 0 年、2 0 2 0 年和2 0 3 0 年人口承载状况良好 的结论。 内蒙古币范大学硕士学位论文 ( 5 ) 最终提出提高土默特右旗农用地人口承载力的措施：首先，加 快经济发展；其次，加强农田水利建设；第三，提高现有耕地质量；第 四，加大农业投入；第五，继续执行计划生育政策。 关键词：耕地，粮食生产能力，人口承载力，土默特右旗 内蒙古师范大学硕士学位论文 ab s t r a c t f a r m l a n di st h ef o u n d a t i o no f a l s ot h em a i nf o o ds o u r c eo f a g r i c u l t u r ea n df o o dp r o d u c t i o n ，w h i c hi s t h ef u n d a m e n t a ls u r v i v a la n dh u m a n d e v e l o p m e n t t h ee s s e n c eo fr e l a t i o n s h i pb e t w e e np e o p l ea n dl a n di sf o o d p r o d u c t i o n a st h er a p i dd e v e l o p m e n to fu r b a na n dr u r a lc o n s t r u c t i o na n d i n c r e a s i n gl a n dp o l l u t i o nc a u s e db yi n d u s t r i a l i z a t i o n ，t h ea m o u n ta n dq u a l i t y o fo u rl i m i t e da r a b l el a n dr e s o u r c e si sd e c l i n i n g w h i l ec h i n a sp o p u l a t i o nh a s i n c r e a s e d y e a rb yy e a r , w h i c h m a k e st h es i t u a t i o no fo u r p o p u l a t i o n s u p p o r t i n gc a p a c i t ym o r ea n dm o r es e v e r e i nr e c e n ty e a r s ，t h er e s e a r c ho n p o p u l a t i o ns u p p o r t i n gc a p a c i t yo fa r a b l el a n di nc h i n ah a sb e e np a i dm o r e a n dm o r ea t t e n t i o nb yo u rs o c i e t y i nt h i sp a p e r , t a k i n gt u m o t e y o ub a n n e ra sa ne x a m p l e ，w ea c c o u n t e df o r t h eg r a i np r o d u c t i v i t ya n dp o p u l a t i o ns u p p o r t i n gc a p a c i t ya td i f f e r e n tl e v e l s w i t h i nt h ec o u n t yr e g i o n t h er e s u l t sa r es h o w e da sf o l l o w ： ( 1 ) b a s e d o nt h er e s u l t so ft h ec u l t i v a t e dl a n dc l a s s i f i c a t i o no f t u m o t e y o ub a n n e r , i no r d e rt oe v a l u a t et h ec o m p r e h e n s i v ep r o d u c t i v i t yo f c u l t i v a t e dl a n da n da n a l y s ei t ss p a t i a ld i s t r i b u t i o n ，t h ep a p e rb u i l t u pt h es y s t e mo f t h ep r o d u c t i v i t yo fc u l t i v a t e dl a n d ，i n c l u d i n gp h o t o t e m p e r a t u r ep r o d u c t i v i t y , c l i m a t i cp o t e n t i a l p r o d u c t i v i t y , t h e o r e t i c a lp r o d u c t i v i t y , a c c e s s i b l e p r o d u c t i v i t y , c u r r e n tp r o d u c t i v i t y i nt u m o t e y o ub a n n e r , c a l c u l a t e db y s t a n d a r d g r a i ny i e l d ，p h o t o t e m p e r a t u r ep r o d u c t i v i t yo fc u l t i v a t e dl a n d i s 2 4 8 x10 6 t ，c l i m a t i cp o t e n t i a lp r o d u c t i v i t yo fc u l t i v a t e dl a n di s1 2 6 10 6 t ， t h e o r e t i c a l p r o d u c t i v i t y o fc u l t i v a t e dl a n di s7 7 6 x10 5 t ，a c c e s s i b l e p r o d u c t i v i t yo fc u l t i v a t e dl a n di s 6 6 8 x10 5 t ，a n dc u r r e n t p r o d u c t i v i t yo f c u l t i v a t e dl a n di s5 2 3x10 5 t ( 2 ) a p p l y i n gu n a r yl i n e a rr e g r e s s i o nm o d e l ，n a t u r a lg r o w t hm o d e l ， g r e ys y s t e mm o d e lg m ( 1 ，1 ) ，t h ep o p u l a t i o no ft u m o t e y o ub a n n e ri s f o r e c a s t e di nt h i sp a p e r 。r e s u l t ss h o wt h a tt h ep o p u l a t i o nw i l lb e3 6 2 x1 0 i n 2 0 1 0 3 8 0 x1 0 5i n2 0 2 0a n d4 0 0 x1 0 5i n2 0 3 0 内蒙古师范大学硕士学位论文 ( 3 ) b yr e f e r r i n gt ot h ed a t ao nt h ep e rc a p i t ac o n s u m p t i o no fc a l o r i e s ， p r o t e i n ，f a ta n df o o dc a t e g o r i e so fu r b a na n dr u r a l r e s i d e n t si nt u m o t e y o u b a n n e rw h i c hi sg i v e nb yc h i n e s en u t r i t i o ns o c i e t ya n dr e l e v a n ts c h o l a r s ， a n dc o m b i n i n gw i t ht h ee a t i n gh a b i t so fl o c a lr e s i d e n t s ，t h es t a n d a r do fg r a i n c o n s u m p t i o np e rc a p i t a a tt h r e e l e v e ln u t r i t i o ni nt u m o t e y o ub a n n e ri s c o n v e r t e db yu s i n gt h en u t r i e n tc o n v e r s i o nm e t h o da n ds t a n d a r dg r a i n c o n v e r s i o nc o e f f i c i e n tm e t h o d 。 ( 4 ) b a s e do nt h er e s u l t so fg r a i np r o d u c t i v i t ya n dt h es t a n d a r d so fg r a m c o n s u m p t i o np e rc a p i t a ，t h ea r a b l el a n dp o p u l a t i o ns u p p o r t i n gc a p a c i t yi s c o u n t e d ，w h i c ha r er e s p e c t i v e l y9 4 5 9 x10 5 ，1 0 5 4 x10 0a n d1 14 4 x10 0i n2 0 10 ， 2 0 2 0 ，a n d2 0 3 0 i nt h e s et h r e ep e r i o d s ，t h ep o p u l a t i o ns u p p o r t i n gc a p a c i t y r a t e sa r ea l lb e l l o w3 9 t h eg r a i np r o d u c t i v i t yo ft u m o t e y o ub a n n e rc a nn o t o n l ys u p p l yf o rp e o p l ei nt o w n ，b u ta l s oc a np r o v i d ef o d df o r5 8 3 9 x 1 0 5 ， 6 7 4 1 1 0 a n d7 4 4 2 x1 0 p e o p l ei n2 0 1 0 ，2 0 2 0a n d2 0 3 0 a t1 a s t ，t h e c o n c l u s i o ns h o w st h a tt h ec o n d i t i o no fp o p u l a t io ns u p p o r t i n g c a p a c i t yi s g o o d f i n a l l y , t h er e a s o n a b l em e a s u r e so fe n h a n c i n gt h ep o p u l a t i o ns u p p o r t i n g c a p a c i ，t ya r ep r o p o s e d f i r s to fa l l ，s p e e d i n gu p - t h ee c o n o m i c a ld e v e l o p m e n t ； s e c o n d l y , e n h a n c i n gt h ew a t e rc o n s e r v a n c yc o n s t r u c t i o n ；t h et h i r d ，i m p r o v i n g t h eq u a l i t yo fe x i s t i n ga r a b l el a n d ；t h ef o u r t h ，e n l a r g i n gt h ei n v e s t m e n ti n a g r i c u l t u r e ；a tl a s t ，c o n t i n u et oc a r r yo u tf a m i l yp l a n n i n gp o l i c y k e yw o r d s ：a r a b l el a n d ，g r a i np r o d u c t i v i t y ，t u m o t e y o ub a n n e r ， p o p u l a t i o ns u p p o r t i n gc a p a c i t y 4 内蒙吉师范大学硕士学位论文 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果，尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含本人为获得内蒙古师范大学或其它教育机构的学位或证书而使 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感谢。 签名：益丝日期：2 0 10 年6 月功日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解内蒙古师范大学有关保留、使用学位 论文的规定：内蒙古师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送 交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容 和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 切 鲐 导师鲐划幄 日期：矽矽年月圻 第一章引言 1 引言 1 1 研究背景 近年来，随着我国工业化、城镇化的飞速发展，建设用地供求矛盾日益突出，农 用地特别是耕地保护面临更加严峻的形势，耕地资源锐减的趋势暂时难以逆转，加上 人口数量的增加和人们生活水平的提高，以及气候变化和土壤侵蚀等环境问题的出 现，耕地粮食生产能力及地区人口承载力等问题目益引起人们的重视。十七届三中 全会通过中共中央关于推进农村改革发展若干重大问题的决定明确提出，“坚持 最严格的耕地保护制度，层层落实责任，坚决守住十八亿亩耕地红线”，耕地减少的 趋势得到了有效的遏制。现阶段中国土地管理工作正处于由数量管理向数量、质量并 重管理过渡的阶段。所以，在“珍惜和合理利用土地，切实保护耕地 的基本国策下， 作为土地质量评价主要指标的农用地产能研究更有必要，可以达到实现耕地精准化管 理的目的乜3 。2 0 1 0 年中央二号文件再度锁定“三农”，这是首次连续7 年发布关于“三 农”工作的一号文件，+ 依旧把“稳粮保供给、增收惠民生”放于首要位置，并出台了 很多的政策促进粮食生产。国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要提出“坚 持粮食基本自给，稳定发展粮食生产，确保国家粮食安全”。全国粮食生产发展规划 ( 2 0 0 6 - - 2 0 2 0 ) ) ) ，在对未来我国粮食供需格局变化趋势和粮食增产潜力分析的基础上， 从目标、战略、重点、分区定位等方面对未来的粮食生产能力建设做了总体谋划，是 指导各地科学安排粮食生产力布局，着力加强粮食综合生产能力建设，确保国家粮食 安全的基础和行动指南。2 0 0 9 年1 1 月，国家发改委公布了全国新增1 0 0 0 亿斤粮 食生产能力规划( 2 0 0 9 - - 2 0 2 0 年) ，规划提出到2 0 1 5 年，全国粮食生产能力达到5 3 亿吨以上，2 0 2 0 年达到5 5 亿吨以上。 粮食生产一直以来就是各级政府关注的重中之重，这就要求耕地保护应该从外延 式和内涵式两方面入手，不仅要求确保稳定的耕地面积，而且更要强调保护和改善耕 地质量。耕地质量高低一般通过耕地的粮食生产能力差异反映。随着社会经济发展和 科技水平的提高，人类影响耕地资源生产能力的作用将不断增大，从而使耕地生产能 力也将在未来不同时期得以提高1 。利用农用地分等成果，对农用地产能进行核算， 分析农用地的综合产能的总体水平、空间分布规律以及耕地利用强度和利用潜力，从 产能方面摸清区域耕地资源状况，同时通过对地区的粮食人口承载能力进行研究，明 确耕地保护的重点和方向，对实现我国土地资源的可持续发展乃至社会的可持续发展 都具有重大的战略意义。 内蒙古师范大学硕士学位论文 1 2 研究进展 1 2 1 耕地综合生产能力的国内外研究进展 国际上有关农业生产力方面的研究开始于十九世纪，偏重于土地生产潜力研究。 德国化学家j l i e b i g h l 在1 8 4 0 年发表的“有机分子在农业和生理学中的应用”中首 开土地生产潜力研究的先河，研究发现作物的产量常常不是受需求量大的营养物质所 限制，而是受那些需求少的微量的营养物质所限制，提出“最小限制因子率”( l a wo f t h em i n i m u m ) ，即构建了作物生产潜力模型。1 9 0 5 年，英国学者布赖克曼畸1 提出了“限 制因子定律”，认为增加一个因子的供应可使产量增加，但遇到另一个因子不足时， 即使再增加前一个因子也不能使产量继续增加。这为有针对性的改善最关键限制因子 来提高作物生产力提供了很好的思路。m i t h e r l i c h 嫡1 进一步提出“收获量定律”，假 定在理想状态下，作物达到的最高产量为a ，若某种因子缺乏，产量则相应减少，且 减少量与作物最高产量的减少量成比例关系。这是最早尝试用模型来估算农硐作物生 产潜力。2 0 世纪2 0 年代初，有些学者开始通过量子效率理论来研究光合作用过程， 并认为光照量及光能利用效率的高低最终决定着作物生产潜力的大小。日本的村田吉 男盯1 从作物的光合效率及干物质生产潜力的角度研究，利用量子效率理论进行了生产 潜力研究，提出生物生产量( y ) 与太阳总辐射( q ) 之间的估算模式。但由于未考虑其它 因子对生产潜力的影响，所以计算结果往往远高于实际产量。 2 0 世纪7 0 年代，学者们开始考虑温度对光合生产潜力的影响，用温度影响函数 对光合生产潜力进行修正，其中研究较深入的有w a g e n i g e n 模型和联合国粮农组织的 农业生态区法。1 9 7 2 年，l i e t h 根据世界各地植物产量、年平均气温和年平均降水量 之间的关系得出迈阿密模型。此后，研究逐步转向气候生产潜力，即把光、温、水等 因素综合考虑来探讨作物生产潜力。如h a n k s 阻1 等研究的光温水生产潜力模型。进入 2 0 世纪9 0 年代，数值方法研究生产力分布状况己在西方发达国家普遍采用，主要用 于评价土地生产力，利用作物生长模拟模型如c e r e s 模型( 美国) 、w o f o s t 模型( 荷 兰) 对作物产量潜力进行预测。1 9 9 2 年，d r i e s s e n 构建了适用于特定土地利用系统 生产力定量评价的多种作物生产动态模型旧1 。国外学者主要从农业投入或要素投入这 两个角度探讨提高农业综合生产力水平。从农业投入方面来说，需要加强对农业资源 贫乏地区的高产粮食品种培育、交通和水利设施建设等方面的投入。从要素投入方面 来说，主要是农业生产率，特别是全要素的文献较多。 我国早期对于生产能力的研究局限在土地生产潜力方面。2 0 世纪6 0 年代，竺可 祯n 们最早研究了我国气候资源与粮食产量的关系，并推算出不同光能利用率条件下的 第一章引言 不同产能。这时的研究是运用土地生产力的概念进行相关研究，未进行系统的研究。 7 0 年代黄秉维n 提出光合生产潜力的定义，在此基础上，许多学者提出了温度、水 分等订正函数n 引，建立起光温生产力和气候土壤生产力模型，生产潜力研究逐步 形成一个较系统的科学领域，比较有代表性的成果有黄秉维的光能转化系数、龙斯玉 利用莫尔达乌公式估算光合有效辐射、李继由n 3 3 的能量转换模型、于沪宁n 钉以河北栾 城为例构建的光合生产潜力模型、侯光良n 钔计算我国光合潜力及气候生产潜力并进行 气候潜力分区。到了2 0 世纪8 0 年代，我国关于农业综合生产能力的研究倍受关注， 许多专家和学者对农业综合生产能力的概念、指标和评估方法进行了探讨，并取得了 卓有成效的研究成果。特别是f a o 的研究被介绍到中国，土地生产潜力研究更为广泛， 研究手段和方法趋于多样化。邓根云n 6 1 、刘金铜n 、沈思渊n 引、刘立华n 们等人分别对 我国不同区域和作物的光合作用机理及其生产潜力进行了计算。此时的光能生产潜力 估算，基本都是直接选取一个适当的系数乘以太阳总辐射计算而得，所以误差较大。 陈明荣啪1 利用日本长谷川史郎资料，首次将温度做为生产潜力研究的考虑因素，在生 产潜力估算中引入温度系数。此后李世奎在喜温和喜凉两大类中分别给出各种主要农 作物的具体温度订正函数心。侯光良犯2 1 利用自然降水订正法对不同地区的光温生产潜 力进行分析，估算出光热水生产潜力。江爱良等则进一步考虑了灾害因子对生产气候 生产潜力的影响乜引。2 0 世纪9 0 年代以来，g i s 技术得到广泛应用，党安荣等但4 1 基于 g i s 技术对土地生产潜力的研究方法进行了分析，并对土壤有效系数进行重点研究。 贾伟洁等瞳朝以济南市为研究区域建立了以g i s 为平台的土地生产潜力评价模型。随着 空间信息技术的发展，国家或地区空间尺度的粮食生产能力的估算，需要精确的空间 和时间信息，以及准确的粮食产量，同时还要与作物生长发育的土地生态条件与土地 利用空间、时i 只j 信息相结合，数据分析、处理的方法手段逐步发展到与3 s 等技术结 合，以建立多变量的动态分析模型。 2 0 0 6 年，国土资源“十一五”规划( 国土资发 2 0 0 6 3 号) 规定：开展全国农 用地综合生产能力调查与评价，国土资源部启动了河北、河南、湖北3 省的农用地综 合生产能力调查与评价试点工作。2 0 0 7 年，国土资源部下发了关于部署开展2 0 0 7 年农用地分等定级与估价工作的通知( 国土资厅发 2 0 0 7 1 4 3 号) ，部署河北、河南、 湖北、黑龙江等1 0 个粮食主产省开展农用地综合生产能力调查与评价工作。2 0 0 8 年， 按照国土资源部下发了关于部署开展2 0 0 8 年度农用地分等定级与估价工作的通知 文件，内蒙古自治区被确定为丌展农用地综合生产能力调查与评价的七个省( 区、市) 之一。2 0 0 9 年，内蒙古自治区试点旗县产能核算项目基本完成。2 0 1 0 年初，内蒙古 内蒙古师范大学硕士学位论文 自治区全区各盟市及旗县已经基本完成农用地产能核算项目的验收工作。 土地生产潜力的计算方法可概括为三大类：即趋势外推法、潜力衰减法和经验公 式法。每种方法所代表的生产潜力内涵不同，趋势外推法计算结果表示所计算年份的 现实生产潜力，潜力递减法可以根据研究需要对生产潜力的不同层次进行研究，经验 公式法主要针对气候生产潜力进行估算。趋势外推法是基于统计资料中作物产量数 据，利用回归模型、指数模型、灰色模型等方法，按照时间序列顺延外推，最终确定 未来某个时期的土地生产力。此方法把作物的生产机理进行“灰箱处理，所以操作 简便，并且计算结果具有很好的可比性，所以应用广泛。但缺陷是很难提出因子与产 量的关系。潜力衰减法也称机制法，是进行生产力估算的最基本方法，是一种以生理 生态学研究为基础，以绿色植物光合作用理论为依据的生产力估算方法，其中代表性 的有瓦赫宁根法，光温阶乘法，农业生态区域法。基本原理就是运用量子效率的理论， 从物质能量转化的角度来研究土地生产潜力嘶1 。经验公式法通过分析某种因子与产量 的关系而得到的，主要有迈阿密模型和光温水生产潜力模型等。 1 2 2 土地人口承载能力的国内外研究进展 国外入口承载力的研究起步较早，最早可追溯到柏拉图的“适度入口论”。近 代，马尔萨斯的人口与食物、土地保持平衡的思想。但直到1 9 2 1 年，人类生态学领 域的美国学者帕克( p a r k ) 和伯吉斯( b u r g e s s ) 乜7 ) 才确切提出了承载力( c a r r y i n g c a p a c i t y ) 的概念。即某一特定环境条件下，主要指生存空间、营养物质、阳光等生 态因子的组合，某种个体存在数量的最高极限。1 9 4 8 年，威廉富格特( w i l l i a m v o g t ) 首先提出了土地资源人口承载力计算公式，即土地负载能力是土地可提供的 食物产量与环境阻力的比值。强调环境对土地生产能力所加的限制。1 9 6 5 年英国的 土地资源人口承载力研究专家威廉阿伦汹1 提出以粮食为标志来计算土地资源人口承 载力( 给出承载人口的上限) 。其目的是计算出某个地区的传统农业生产所产粮食的承 载人口的上限。但由于对农业投入及系统之间的反馈作用欠考虑，所以只能粗略估计 某地某个时期供养的人口数量上限。7 0 年代以来，在人口剧增( 主要指发展中国家) 和需求猛涨( 主要指发达国家) 的双重压力下，以协调人地关系为中心的承载力研究 再度兴起，并从土地资源领域扩展到整个资源领域。期问有澳大利亚科学工作者渤1 提出了资源综合平衡法，利用多目标决策分析研究，计算得到澳大利亚在不同生活水 平下承载的人口数。1 9 7 7 年，联合国粮农组织开展了土地潜在人口支持能力研究， 并且提出了著名的农业生态区域法( a g r i c u l t u r ee c o l o g i c a lz o n e ，a e z ) 。不久， 该组织又召开“未来人口的土地资源”专家咨询会，提出了一种新方法土地资源 4 第一章引言 分析法扭引，该方法以土壤评价为基础，划分不同农业生态区，根据各种作物的不同特 点计算出各自的产量，并换算成蛋白质和热量，然后与年人均消耗量进行对比，得出 该区域土地资源人口承载力。 1 9 8 3 年，联合国人口基金会委托粮农组织和国际实用系统分析研究所估计“世 界不同地区潜在的人口承载量”，结论是到2 0 0 0 年，在发展中国家( 除中国) ，低投 入时能承载5 6 亿人，而在高投入时能承载3 3 4 亿人。1 9 9 6 年，美国人口学家科恩( j o e l e c o h e n ) 在地球能养活多少入一文中，总结了人类近4 0 0 年来对地球入口承载 力的研究，对有关地球资源人口承载力进行了最系统的研究。自2 0 世纪中叶以来， 随着全球人口膨胀、资源短缺、环境恶化及人地矛盾日趋尖锐促使土地资源人口承载 力研究向纵深发展，可持续发展的思想开始形成，如8 0 年代初由联合国粮农组织( f a o ) 主持的土地资源人口承载力研究等，对全球和区域经济、社会的规划与可持续发展做 出了积极贡献。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一 一e c c o 模型3 1 ( 提高人口承载力的策略模型) ，主要采用系统动力学方法，综合考虑 人口、资源、环境的相互关系，模拟在不同方式下，通过分析人口变化和承载力的动 态变化构建系统动力学模型。这种模型的建立，促使了土地承载力研究由静态走向动 态预测。 国内的人口承载力研究起步较晚，大约兴起于2 0 世纪8 0 年代后期，发展迅速。 1 9 8 1 年宋健等口钔尝试构建一个在社会总需求与农、牧、渔业生产能力之间关系的非 线性不定方程组的数学模型，研究表明我国发展到现代化以后粮食最高能承载7 - 7 5 亿人。田雪原等射对我国理想的适度人口承载能力估算认为应稳定在6 5 - 7 0 亿之 间。张海鱼m 1 运用光合潜力、光温潜力、气候潜力模型计算三江平原地区的土地承载 人口数。周兆德口7 1 采用农业生态区法计算了海南岛水稻的气候生产潜力，运用灰色预 测模型预测未来人口，探讨了1 9 8 5 年和预测年1 9 9 5 年的水稻供求关系。 1 9 8 6 年，由中国科学院、国家计划委员会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 工作会议，该会议创立了适合我国国情的“区 域资源系统生产力方法”，以1 9 9 5 年、2 0 0 0 年、2 0 2 5 年为尺度，系统地研究了中国 不同生态区的土地资源人口承载能力，回答了我国不同时期的粮食生产力及可供养人 口规模，并就提高土地承载力、缓解我国人地矛盾方面进行探讨口引。1 9 8 9 年中科院 国情分析研究课题组提出在现有生产条件下，农业自然资源在不同时期所能承载的人 口数，结论是2 0 0 0 年若按全国入均消费粮食4 0 0 k g 计算，可承载1 1 6 亿人。1 9 8 9 年由中国自然资源研究会、全国农业区划委员会办公室等联合召开了“全国土地承载 内蒙古师范大学硕士学位论文 力学术讨论会”，讨论了土地资源人口承载力的理论、方法、对策及建议。自9 0 年代 开始，国内学者开始运用3 s 技术评价或分析不同地域的土地人口承载力，冷疏影啪】 在g i s 技术支持下分析了全国6 7 1 个气象站和3 0 多年地面气象资料，计算出我国农 业生产潜力。贾伟洁等h 0 1 把g i s 技术与迈阿密模型结合计算出济南市土地生产潜力， 并对济南市土地人口承载力进行测算。杨艳昭等h 利用g i s 技术，计算并分析了内蒙 古县域土地生产潜力。随着对单纯的耕地自然承载力的研究愈加成熟，更多学者如易 光斌h 羽、周纯h 副、靳海亮n 们等已将研究范围延伸到了整个土地资源领域，并且开始考 虑社会经济、生态环境等因素的影响，趋向于综合承载力的研究。王书华等h 司提出“土 地综合承载力”概念，即“在一定的时空条件下，一定的社会、经济、生态条件下， 土地资源所能承载的人类各种活动的规模和强度的阂值，”通过建立土地综合承载力 评价指标体系，评价土地的社会经济承载力，为土地承载力研究开拓了新的思路。与 此同时，还有部分学者专家如封志明h 6 j 、何格h 7 3 等分别从粮食安全角度，更宏观地探 讨了土地人口承载力问题。 1 2 研究进展小结 从上述国内外研究中，总体上看土地生产潜力的研究经历了从光合生产潜力到光 温潜力，再到气候潜力和土地潜力的发展历史，内容日趋完善，范围愈加广泛。随着 研究手段的不断提高，电子信息技术的迅速发展，计算机模型与高新技术的结合成为 研究农田作物生产潜力新的发展趋势。从研究思路与方法上看，研究作物生产潜力应 注重理论计算与宏观区域调查相结合，同时从单纯考虑自然因素转向多因素相结合。 计算方法由静态分析转向动态预测。 过去的人口承载力研究多以耕地承载力或粮食所能承载的人口数为主流，研究的 区域多以行政区域为主，相对封闭，承载力评价的方法、体系尚不够完善，研究方向 有待于进一步综合化。在今后的研究中应注重土地资源人口承载力动态预测研究。同 时，在计算机支持下，将各类成熟的模型分析和遥感、地理信息系统等高新技术手段 相结合的分析方法将会对土地资源人口承载力的研究提供更准确、更全面的定量研究 结果，促使土地资源人口承载力研究更加综合和深入。随着人们生活水平的普遍提高， 膳食营养日益改善，以粮食为主的饮食结构开始改变，必将需要用更加综合的指标体 系才能准确地反映土地资源人口承载力状况。 6 第一章引言 1 3 研究内容、研究方法及技术路线 1 3 1 研究内容 ( 1 ) 在土默特右旗农用地分等成果的基础上，构建了五个层次的产能理论体系， 进行农用地产能核算，最终分别测算出该区域农用地光温产能、气候产能、理论产能、 可实现产能和实际产能。并且进一步分析农用地利用强度和利用潜力。 ( 2 ) 分析该区域耕地粮食生产能力，全面掌握土默特右旗耕地粮食产能的总体 水平和空间分布状况。分析各乡镇农用地单产、产能差异及空间规律，寻求不同区域 提高产能的措施。 ( 3 ) 通过营养学会及相关学者给出的人均日消费蛋白质量和脂肪量等数据并且 结合当地饮食习惯特点，运用营养物质折算法和食物标准粮转化系数法，综合折算出 土默特右旗年人均粮食消费量，最终完成土默特右旗三个营养水平级的人均粮食年消 费量测算。 ( 4 ) 结合土默特右旗历年人口数据资料，利用回归模型法、灰色模型法和人口 自然增长法，并且结合当地实际进行调整，最终完成土默特右旗人口趋势的预测及土。 默特右旗城镇化趋势预测。 ( 5 ) 在测不同层次农用地产能、年人均粮食消费水平及人口预测的基础上，分 别计算出未来时段的理论产能、可实现产能、实际产能所能承载入口数量，并且与 2 0 1 0 年、2 0 2 0 年和2 0 3 0 年的人口预测结果进行对比分析，最终提出提高农用地人口 承载能力的有效措施。 1 3 2 研究方法 ( 1 ) 定性和定量分析相结合的方法。定性分析与定量研究是现代科学分析的重 要组成部分，本文将在对耕地分等理论的基础上，首先选用定性的研究方法对土默特 右旗的农用地综合产能体系进行完善，其次运用定量的研究方法核算出土默特右旗农 用地综合产能及耕地潜力。 ( 2 ) 回归分析法。是研究要素之间数量关系的一种工具，运用这种方法能够建 立反映要素之间具体的数量关系的数学模型，即回归模型。本文利用回归分析法建立 自然质量等指数和理论样本调查值得回归模型，在人口预测中，也用到回归模型进行 预测、分析。 ( 3 ) 实地调查、专家咨询法与统计数据相结合。本文涉及的单产样本值的调查 采用专家咨询法、实地调查等途径。实际单产数据、耕地数量调查是通过农业统计资 7 内蒙古师范大学硕士学位论文 料和年鉴来获得。 ( 4 ) 空间数据的处理：整理农用地分等成果图，应用g s 技术，绘制耕地综合产 能分布图：探讨耕地综合产能的分布、差异规律，分析粮食生产能力的制约因素，提 出提高农用地综合产能的措施，实现土默特右旗耕地资源的可持续利用。 ( 5 ) 多种模型算术平均法。在对土默特右旗人口总量预测时，利用历年人口数 量统计资料，运用回归模型、灰色预测模型及自然增长模型推算预测值，然后运用算 术平均法求得未来不同时期的人口模型预测值。 1 3 3 技术路线 本文首先以土默特右旗农用地分等成果为基础，以农用地产能核算理论为指导， 对农用地产能体系进行完善，利用农用地分等成果和实地调查样本资料，构建了农用 地质量的粮食产能的数学模型。然后，使用模型法核算不同层次的农用地产能及潜力， 并对研究区域的农用地产能与相应潜力的空间分异规律进行分析。最后，通过对土默 特右旗未来人口数量进行预测和人均营养消费水平的确定，最终提出提高农用地人口 承载能力的措施和建议。技术路线见图1 1 。 耕地 粮食 产能 核算 及人 口承 栽能 力研 究 基 础 资 科 收 集 整 理 分 折 光温生产潜力指数卜叫光温单产 _ 光温产能 气候生产潜力指数 _ | _ 磊鬲孬i i 石赢 构建自然质量等指 数与理论样点标准 稂回归模型 构建利用等指数与 可实现样点标准根 回归模型 理论单产 誓懋塞譬h 撕轷 平均单产统计数据l l 一一 水分潜力 耕地人口承载能力计 算及结果动态分析 二二 提出提高耕地人口承 载能力的建议 图1 1 耕地粮食产能及人口承载力研究技术路线图 耕地 粮食 产能 及潜 力分 析 一一一 一一一 理 一一墓一激 垫 一一及费 料 一一食消 心 一一胤删黼 蔓三里圭墅! 查堕堑丝塑堡壁堡蔓墨筮堑 2 土默特右旗耕地粮食产能核算及分析 2 1 土默特右旗概况 2 1 l 自然地理概况 2111 地理位置 土默特右旗位于内蒙古包头市束南 部。东与呼和浩特市的土默特左旗、托克 托县接壤南与鄂尔多斯市的准格尔旗、 达拉特旗隔河相望，西与包头市九原区为 邻，北与包头市的固阳县、呼和浩特市的 武川县毗邻( 见图21 、图22 ) ，地理坐标 为东经1 】0 。1 4 3 2 f t 一1 l l 。0 7 0 2 ”， 北纬4 0 。i 4 3 一4 0 。5 l 0 6 ”。东西 长约7 5 k m 南北宽约6 7 k m ，土地总面积为 2 3 6 8 k 一。 2112 气候条件 圈21 士驮特右旌医位图 内蒙古师范大学硕士学位论文 的辐射量为8 9 ? k c a l c m 2 ，年日照时数为2 9 5 4 5 h ，植物生长期( 4 - - - 9 月) 日照时数 1 6 5 0 9 h ，无霜期平均为1 3 5 d 。年平均降水量3 4 6 r 帆，年平均相对湿度5 3 。降水量 年际变化大，年内分布亦不均匀，6 - 8 月份占年降水量的6 8 8 。历年平均风速 2 6 4 m s ，风沙灾害、春旱夏秋涝是影响农牧业生产最严酷的自然灾害。 2 1 1 3 地形地貌 全旗地貌由北部山区、中部山前冲洪积平原和南部黄河冲积平原三部分构成，平 原区和山区分别占7 9 和2 1 。北部大青山山地，海拔高度1 3 0 0 - - - 2 3 3 8 m ，占全旗总 面积的2 9 6 。山前洪积倾斜平原，地势受河沟切割，从北向南缓慢倾斜，海拔高度 1 0 0 0 1 0 5 0 m ，包括萨拉齐镇、苏卜盖乡的全部及美岱召镇、沟门镇的山前部分，占 全旗总面积的1 5 7 。南部黄河冲积平原海拔高度9 8 8 1 0 0 0 m ，地势开阔平坦，土壤 肥沃，占全旗总面积的5 4 7 。 2 _ i 1 4 土壤状况 据土壤普查资料m 1 ，全旗共有5 个土类，1 0 个亚类，3 1 个土属，1 0 9 个土种。 以灰褐土、草甸土为主，盐土和风砂土零星分布。其中草甸土面积占土壤总面积的 5 5 ，主要分布在黄河冲积平原，具有分布广，图层厚，有机质含量高，保水保肥性 好等特点，是高中产田土壤。但该土类因地下水位高，土壤湿度大，加之气候干燥， 蒸发量大和引黄灌溉不合理，造成土壤盐渍化；灰褐土占土壤总面积的3 2 ，主要分 布在山区洪积平原，土壤肥沃。是封山封山育林、补播灌木牧草的良性土壤。特别是 土壤有机质、氮、磷、钾养分含量较高，缓冲性能好，土壤质地砂壤轻壤，是果 树生长发育的最适宜土壤；盐土面积占总土壤面积的1 0 ，零星分布在黄河冲积平原 地带，土壤利用价值低，含盐成份较高，绝大部分果树不能生长；风砂土占土地总面 积的1 1 ，主要分布在黄河故道两侧，该土类养分少，不利于保肥、保水。全旗实 有各类盐化土壤面积占平原区总面积的7 3 4 9 ，其中盐化的耕地占耕地总面积的 6 8 1 6 。 2 。1 。1 5 水资源状况 土默特右旗地表自产水资源，虽然贫乏，但过境的黄河水比较丰富，黄河流经土 默特右旗1 0 6 k m ，总量达6 4 2 1 0 8 3 m ，年平均径流量2 4 8 1 0 1 0 m 3 ，理论利用量约为 5 6 8 x1 0 8 m 3 ，是中南部地区重要的灌溉水源。分布在大青山山区及山麓地带的二十多 条大小河沟形成沟水，流域面积5 2 2 8 3 k m 2 ，是山区局部灌溉的主要水源。山前洪积 平原富水区，地下水埋深l o - - - 2 0 m ，水质好，已开采，是重要的灌溉水源。 l o 第二章土默特右旗耕地粮食产能核算及分析 2 1 2 社会经济状况 2 0 0 8 年，土默特右旗共辖5 个镇、3 个乡、3 个管委会，总人口3 5 9 l 万，其中 农业人口2 1 5 7 万，人均土地面积0 6 8 6 h m 2 ，生产总值完成1 0 1 9 2 亿元；人均生产 总值达到3 3 0 0 5 万元，城镇居民人均可支配收入达11 5 0 0 元，农民人均纯收入达6 0 8 0 元。三大