第七章 土地承载力分析

1、第七章第七章 土地人口承载力分析土地人口承载力分析 第一节第一节 概述概述 是是 单位面积土地单位面积土地 人口承载潜力人口承载潜力 一定条件下，单位面积土地的一定条件下，单位面积土地的 生产潜力与一定生活水平下的人均生产潜力与一定生活水平下的人均 消费标准之比。消费标准之比。 在一定生产条件下，土地资源的生产在一定生产条件下，土地资源的生产 力承载一定生活水平下的人口限度力承载一定生活水平下的人口限度 土地人口土地人口 承载潜力承载潜力 在一定的区域范围内，根据其土地资源的自然生产潜在一定的区域范围内，根据其土地资源的自然生产潜 力，力，用不同的投入（物质的、技术的）水平所能用不同的投入（物

2、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。，可以供养一定生活水平的人口数量。 即即 1 .1 .土地承载力的四个要素土地承载力的四个要素 生产条件生产条件 土地生产力土地生产力 被承载人口的生活水平被承载人口的生活水平 土地承载人口的限度土地承载人口的限度 反反 比比 决决 定定 正比正比 因此：影响土地人口承载潜力（因此：影响土地人口承载潜力（ PSCL PSCL ）的因素为单）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 P（e e）单位面积的生产潜力单位面积的生产潜力 A A土地面积土地

3、面积NN平均人口的基本粮食需求平均人口的基本粮食需求 PSCL=PPSCL=P（e e）A/NA/N 土地能够而且也只有土地才能够生产出人类赖以生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；存的食物； 土地具有生物生产力，并且不同类型的土地其生产力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；不同，相同类型的土地生产不同生物产品的能力也不同； 在一定生产条件下，土地生产力是有限的；在一定生产条件下，土地生产力是有限的； 不同社会文化背景的人口，其食物结构及生活方式不不同社会文化背景的人口，其食物结构及生活方式不 同同,对土地的需求

4、利用不同，但对最低热量和蛋白质的生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。理需求是一致的，并且是可比的。 2.2.土地承载力研究的必要前提土地承载力研究的必要前提 3.3.土地资源人口承载力研究的目的和意义土地资源人口承载力研究的目的和意义 目的：目的：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; 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; 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 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

5、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。 4.4.土地资源人口承载力研究的历史回顾土地资源人口承载力研究的历史回顾 国外土地人口承载力的研究国外土地人口承载力的研究 分为两个阶段：分为两个阶段： 前期的土地承载力研究前期的土地承载力研究(1970年前年前) 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

6、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 后期的土地资源人口承载力研究后期的土地资源人口承载力研究 （19701970年以后）年以后）

7、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。 联合国粮农组织（联合国粮农组织（FAOFAO）与教科文组织（）与教科文组织（UNESCOUNESCO） 在在1971197119811981年间，合作完成并出版了全套世界土壤图年间，合作完成并出版了全套世界土壤图 （19781978年）。同时，粮农组织还制定了年）。同时，粮农组织还制定了土地评价纲土地评价纲 要要，提出土地评价原则。在此基础上粮农

8、组织尝试把，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。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、

9、资源和发展之间的关系进行了定量评价。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。人口承载量。 提高承载力的策略模型（提高承载力的策略模型（Enhancement of Carrying Capacity Options） 2020世纪世纪8080年代初，在联合国教科文组织的资助年代初，在联合国教科文组织的资助 下，下，ECCOECCO模型开始设计，并在非洲试运行。它是由模型开始设计，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英国科学家斯莱瑟教授

10、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展策略下，人口变化与承载力之间的动态变化 土地资源的人口承载能力问题在我国也受到广泛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的关注。全国农业区划委员会于19861986年年9 9月委托中国月委托中国 科学院自然资源综合考察委员会主持科学院自然资源综合考察委员会主持“中国土地资源中国土地资源 生产能力及人口承载量

11、研究生产能力及人口承载量研究”项目，在此项目的带动项目，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，最有影响的当推资源人口承载力研究，最有影响的当推中国土地资中国土地资 源生产能力及人口承载量研究源生产能力及人口承载量研究 从土地资源承载力与土地生产力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。承载力的核心就是土地生产力。 第一步第一步是根据是根据“一定的生产条件一定的生产条件”计算出土地生产力；计算出土地生产力； 第二步第二步 根据根据

12、“一定的生活水平一定的生活水平”计算出土地资源人口承计算出土地资源人口承 载数量，即土地资源承载力。载数量，即土地资源承载力。 联合国粮农组织（联合国粮农组织（FAOFAO）所执行的农业生态区法）所执行的农业生态区法 （Agricultural Ecology ZoneAgricultural Ecology Zone，简称，简称 AEZAEZ） 公公 认认 方方 法法 因此因此 1 1、农业生态区法、农业生态区法的内涵的内涵( (AEZAEZ法法) ) 土土 地地 农业生态区（单元）农业生态区（单元） 土地评价单元和制图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

13、和土地按比例尺，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。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，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作物种类与种植制度相似, ,自然生产潜力相似。自然生产潜力相似。 特征特征 划分为划分为 人口承载力人口承载力 农业生态区内，自然生产潜力、灌农业生态区内，自然生产潜力、灌 溉条件、投入水平和人均粮食消耗。溉条件、投入水平和人均粮食消耗。 取决于取决于 2 2、农业生态区法、农业生态区法的步骤的步骤( (AEZAEZ法法) ) 土

14、地资源调查土地资源调查包括包括 气候资源、土壤资源、土地数量、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。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。软件叠加，或用地理信息系统软件在计算机上生成。 划分农业生态区划分农业生态区 包括包括 光温土生态区图和光温水土生态区图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、修正与计算出种植制度分区图，以便匹配、修正

15、与计算出 两个生态区图的某个生态单元的作物产量，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）。生产力（旱作农业生产力）。 计算生态区计算生态区 的生产力的生产力 统计出每个行政区统计出每个行政区 内的土地生产力内的土地生产力 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行政区的内容，另一

16、方面是在每个基础行 政区内，根据其灌溉地（水浇地、水田）、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。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。力的计算与一定的社会经济条件紧密联系。 确定投入水平确定投入水平 按人均（含不同年龄、性别

17、、不同工种）统计按人均（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，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。入水平系数修正来计算所能承载的人口数量。 计算一定行政计算一定行政 区内的土地人区内的土地人 口口 承承 载载 力力 3 3、农业生态区法、农业生态区法的特点及应用中需的特点及应用中需 注意的问题注意的问题( (AEZAEZ法法) ) a.a.农业生态区法所需的有关参数要根据实际情况修订；农业生态区法所需的有关参数要根据实际情况修订

18、； b.b.我国目前的土地资源评价结果不能满足土地资源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；承载力研究的要求； c. 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。的投人产出。 （1）农业生态区法的特点）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）农业生态区法在应用中需

19、注意的问题 第三节第三节 土地生产潜力的测算土地生产潜力的测算 1.土地资源生产潜力的层次土地资源生产潜力的层次 光合生产潜力光合生产潜力 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。起任何限制作用。 光温生产潜力光温生产潜力 是土地生产潜力的上限，是土地生产潜力的上限，需要在光合生产需要在光合生产 能力的基础上进

20、行温度衰减，即乘以温度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。订正系数，得到光温生产潜力。 光温水生产潜力光温水生产潜力 （气候生产潜力）（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，得到光温水土生乘以土壤订正系数，得到光温水土生 产潜力。产潜力。 是土地自然生产力，即是土地自然生产力，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

21、地生产作用，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。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）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，推算出一定地区土的定位观测，研究各种因素

22、对作物产量的影响，推算出一定地区土 地的生产潜力。地的生产潜力。 （1 1）实）实 验验 法法 气候气候土壤生土壤生 产产 潜潜 力力 农业生产潜力农业生产潜力 光温水土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。典型，以此作为参照系，来计算作物的生产潜力。 （2 2）典型调查分析）典型调查分析 （3 3）机制法）机制法 即根据作物生产力形成的即根据作物生产力形成的 机理，考虑光、温、水、机理，考虑

23、光、温、水、 土等生态因子及作物截光土等生态因子及作物截光 持征和光合途径的综合作持征和光合途径的综合作 用来估算作物生产潜力。用来估算作物生产潜力。 它一般根据作物将自然界它一般根据作物将自然界 和人工投入的能源转化为和人工投入的能源转化为 化学潜能的层次，进行逐化学潜能的层次，进行逐 步步“衰减衰减”计算计算 P Pa aP Pf fT TWWS S = P= PT TWWS S = P= PW WS S 式中：式中：P Pa a为土地生产潜力；为土地生产潜力； T T，W W，S S分别为温度、水分与土壤分别为温度、水分与土壤 有效系数；有效系数； P Pf f是光合潜力；是光合潜力；

24、P PT T是光温潜力；是光温潜力； P PW W为光温水生产潜力或称气候生产为光温水生产潜力或称气候生产 潜力。潜力。 3. 3. 土地生产潜力的计算土地生产潜力的计算( (已经在相关章节介绍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。相关分析，生产经验或专家打分等方式

25、确定订正系数。 注注: :投入水平订正系数投入水平订正系数 4.土地利用结构与土地资源生产潜力土地利用结构与土地资源生产潜力 土地利用结构土地利用结构土地资源承载力土地资源承载力 土地利用效益土地利用效益 密切相关密切相关 影响影响影响影响 5.土地投入水平与土地资源生产潜力土地投入水平与土地资源生产潜力 劳动、技术劳动、技术 投投 入入 土地土地 储存储存 质量和生产能力提高质量和生产能力提高 提高提高 土地资源土地资源 承载力承载力 第四节第四节 土地资源人口承载力的测算土地资源人口承载力的测算 1.测算方式测算方式 (1)(1)按粮食生产总量与每年人均消费粮食的数量来计算按粮食生产总量与

26、每年人均消费粮食的数量来计算 (2)(2)按每人每天需要多少焦耳的热量和多少克蛋白质计算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将按不同的年龄、劳动强度和性别的人折合为一个 “平均人平均人”，并将不同粮食品种的产品分别折合成热量与，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，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。两者相除即得到单位面积土地所承载的人

27、口数量上限。 2.计算标准计算标准 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 作物作物 热量（热量（KJ/KgKJ/Kg） 蛋白质（蛋白质（g/Kgg/Kg） 水稻水稻 14505 73 玉米玉米 15132 85 小麦小麦 14797 99 大豆大豆 17222 363 高梁高梁 15215 77 谷子谷子 10952 97 甘蔗甘蔗 5309 18 马铃薯马铃薯 3219 23 主要粮食作物热量蛋白质转换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人体各种营养物质的日消耗量 类类 别别 热量（热量（KJKJ） 蛋白质（蛋

28、白质（g g） 成年男子（成年男子（65Kg65Kg） 轻体力劳动轻体力劳动 10.9 75 中体力劳动中体力劳动 12.5 80 重体力劳动重体力劳动 15.0 90 成年女子（成年女子（55Kg55Kg） 轻体力劳动轻体力劳动 10.0 70 中体力劳动中体力劳动 11.7 75 重体力劳动重体力劳动 14.2 85 少年（少年（13131616岁）岁） 男男 10.9 80 女女 10.5 75 儿儿 童童 71010岁岁 8.4 60 35 5岁岁 5.9 45 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、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、营养型

29、、能量型能量型三类三类 3.土地资源人口承载力计算土地资源人口承载力计算 （1 1）计算粮食生产总量）计算粮食生产总量 式中：式中：Y Y是粮食生产总量；是粮食生产总量；P P是土地生产潜力（单位面积产量）是土地生产潜力（单位面积产量） 水平；水平；A A是耕地面积；是耕地面积；R R是粮食用地占耕地的百分数。是粮食用地占耕地的百分数。 YPAR （2 2）计算人均社会粮食占有量）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。便求出几个人口承载力方案。 式中：式中：T T是土地所能承载的总人口数量；是土地所能承载的总人口数量；Y Y是土地生产潜力；是土地生产潜力； O O是区域外调入粮食数；是区域外调入粮食数；S S是人均社会粮食占有量；是人