第6章_土地人口承载潜力分析

第6章土地人口承载潜力分析主要内容6.1土地人口承载潜力研究概述6.2土地资源生产潜力的计算6.3土地资源人口承载力分析6.4粮食安全与耕地保护6.1土地人口承载潜力研究概述6.1.1土地人口承载潜力研究的由来世界人口的急剧增长给土地资源造成了越来越大的压力，并导致了一系列的生态环境问题，针对此问题，开始研究土地承载潜力问题。土地人口承载潜力，是指在一定的行政区域内，根据土地资源的自然生产潜力，及不同的投入（物质的、技术的）水平所能生产的食物，可能供养一定生活的人口数量。以单位面积土地人口承载潜力为计算基础。6.1.2土地资源人口承载力•土地资源人口承载潜力3层次内涵：生物生理特性的人口承载量；基于现实条件的人口承载量；土地资源的极限（理想）人口承载量。土地人口承载潜力分析一般具有3个特点：①它针对一个特定的行政区域，可以是一个国家，也可以是一个省或一个县；②其主要的过程是要计算这一行政区域的食物生产能力，它取决于这一区域的土地自然生产潜力和物质、技术等方面的投入水平；③需要考虑分析预测期的生活水平，因为对于一定的食物生产量，生活水平不同，能够养活的人口数量是不一样的。6.1.2土地资源人口承载力6.1.3影响土地承载力的因素土地人口承载力（populationsupportingcapacityofland）C是由多种因素所决定的，其中最主要的是土地单位面积的生产潜力P、土地面积A和平均人口的基本粮食需求N，其计算公式为：C=P×A/N影响土地承载力的因素主要有：1）土地资源的数量；2）土地资源的质量状况；3）投入水平；4）生活水平；5）时间尺度。二、影响因素土地人口承载力投入水平生活水平土地资源数量土地资源质量土地人类时间尺度6.1土地人口承载潜力研究概述6.1.3研究方法简介联合国粮农组织（FAO）所建立的农业生态区（agriculturalecologicalzone简称AEZ）法是一种比较合理的研究区域土地资源人口承载力的方法。所谓AEZ法，是根据比例尺将地面划为一些在农业生产条件、气候和土壤大致相对一致的生态单元，在同一生态单元内，其作物种类与种植制度也相似，因而其土地的生产潜力进一步就决定于灌溉条件的有无和投入的高低。6.1.3研究方法简介1土地生产力模拟计算的基本原理在服务于土地人口承载潜力研究的土地生产潜力计算中，主要考虑光、温、水、土和植物种类。在确定作物种类的基础上，采取分层次的模拟方法：1）模拟作物的光合过程；2）模拟水分条件对作物生长的影响；3）模拟土壤条件对作物生长的影响。6.1土地人口承载潜力研究概述根据以上的原理，土地生产潜力估算一般分为两部分，1）为气候生产潜力，包括光温生产力和光温水生产潜力的计算；2）是将气候生产潜力进行土壤适宜性修正而演变为土地生产潜力。对于旱作农业（或称雨育农业）来说，土地生产潜力的计算过程是光温生产力光温水生产力光温水土生产力；对于水作农业（或水田）来说，土地生产潜力的计算过程是光温生产力光温土生产力。2工作程序和步骤应用农业生态区法进行区域土地资源人口承载潜力的研究和预测，一般经历3个阶段：1）土地资源清查；2)土地资源物质生产力计算；3)土地资源人口承载潜力计算和分析。6.1土地人口承载潜力研究概述AEZ法根据具体的内容和工作流程，分为6个步骤：1）查清农业区的农业资源包括气候资源、土壤资源、作物资源及耕地资源，并分别绘制出所要求的、相同比例吃的资源图幅；2）将气候资源清查中分别计算光温生产力图与光温水生产力图，并与土壤资源图叠合，并形成以各个农业生态小区单元为单位的农业生态区图；3）在上述生态区图的基础上，叠加作物种类与种植制度分区图，进行匹配、修正与计算两个生态区图的每个生态单元的作物产量，即光温土生产力（灌溉农业的生产力）与光温水土生产力（旱作农业的生产力）；6.1土地人口承载潜力研究概述4）在上述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，分别叠加耕地资源清查图；5）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相联系；6）按平均每人平均每天以至每年所需热量、蛋白质量，而折合为平均粮食量，并按每一定行政单位内的土地生产潜力，来计算所能支持的人口数量。气候资源调查土壤资源调查作物资源调查土地利用现状清查气候资源图土壤资源图作物种类及种植制度分区图耕地分布图(行政区)光温土生态区光温水土生态区作物的土地适宜性评价光温土生产力光温水土生产力投入水平耕地生产力人均营养水平人口承载力土地人口承载力区域分析太阳辐射温度降水土壤类型土层性状坡度土相作物种类种植制度水田水浇地旱地草地水域人口承载力计算农业生态区与生产潜力计算土地资源清查第二节土地资源生产潜力的计算一、作物气候生产潜力计算二、作物的光温（水）土生产潜力三、投入水平与土地生产潜力土地资源生产潜力的计算，是土地承载力分析中的重要内容。在AEZ法中，主要是针对作物，特别是粮食作物来计算土地资源生产潜力。6.2.1作物气候生产潜力计算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作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作物的光温生产力作物的光温生产力只决定于作物的品种和当地的辐射、温度条件，不受其他条件限制。其计算主要包括以下几个步骤：1）模拟计算作物的总生长率（bgm）；2）计算实际叶面积下的总生长率（bg）；3）计算呼吸速率；4）计算作物的净生物量（Bn）；计算光温生产力（Ymp）。1.光温生产力1）模拟计算作物总生产率（bgm）当Pm20kg/（km2·h）时bgm=F(0.8+0.01Pm)b0+(1-F)(0.05-0.25Pm)bc[kg/hm2·d]当Pm20kg/（km2·h）时bgm=F(0.5+0.025Pm)b0+(1-F)(0.5Pm)bc[kg/hm2·d]2）计算实际叶面积下的总生长率CL=2.47570×10-3+0.32241×LAI+0.83616×10-3×(LAI)2-0.01328×LAI3+1.33047×10-3×LAI4Bg=CL×bgm3）计算呼吸速率R(t)=0.28bg(t)+CT×Bn(t)4）计算净生物量(bn)bn(t)=bg(t)-R(t)Bn(△t)=∫t+△tbg(t)-R(t)5)计算光温生产力(Ymp)Ymp=Bn×CH6.2土地资源生产潜力的计算2作物的光温水生产力作物的光温水生产力也称作物的气候生产力，即作物在某一地区的一定光、温度与降水条件的生物产量。当地区降水量不能满足作物生育期的水分需要时，作物生长就会受到水分亏缺的影响，作物的产量就会降低。6.2土地资源生产潜力的计算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环境条件才能进行完全正常的光合作用，达到最大的光温（水）生产力。而一般情况下，要使现实的每一个农业生态区的主要作物及其各种制度都处在同样的最适宜的气候环境是不可能的，因此需要对作物气候适宜性评价进行修正。可以根据当地已有的作物及种植制度，或今后要推广的作物及种植制度，以及常见的灾害性气候，进行气候适宜性评价。6.2土地资源生产潜力的计算6.2.2作物的光温（水）土生产潜力作物在上述气候生产潜力的基础上，进一步要受到具体区域的土壤和地形等地学条件的限制，因此也就要对上述的气候生产潜力进行土壤修正。一般来说，对于灌溉保证的土地，认为其水分条件能够充分满足作物生长的需要，直接根据作物的光温生产潜力进行土壤因素的限制性修正，所获得的生产潜力，称为光温土生产潜力；对于没有灌溉保证的土地，需要根据光温水生产潜力进行土壤因素的限制性修正，所获得的生产潜力，称为光温水土生产潜力。土壤修正，实际上是针对有光土壤及相关地学因素所作的作物生长限制性分析或适宜性评价。所考虑的因素一般包括：土壤剖面构型、土壤厚度、有机质及化学性状、坡度。地下水位等。二、光温（水）土生产潜力——土壤因素修订1.光温土生产潜力：灌溉有保证，修订光温生产潜力；2.光温水土生产潜力：灌溉没保证，修订光温水生产潜力。6.2.3投入水平与土地生产潜力以上的计算方法都是单纯从土地生产力的自然因素方面来考虑的，这仅是一个基础性的方面，还有另外一个社会经济投入方面，即土地生产潜力的发挥与一定的经济投入成正比的。投入基本分为两个方面：一是改善土地状况的基础性投入，主要是农田基本建设如丘陵坡地修筑梯田、平原地区的土地平整和排水等；二是具体生产过程中的常规生产性投入，主要是肥料（包括有机肥）、农药、良种、农机等，还包括技术投入。只有在前者投入的基础是上，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单向的和综合性效应，才能使土地适宜性不断提高，产量稳步提高，才能真正的提高土地人口承载能力。表6.4投入水平及有关说明评估的作物内容低投入水平中等投入水平高投入水平生产体制现有作物搭配的旱作栽培部分改为最适作物搭配的旱作栽培最适作物搭配的旱作栽培使用的技术本地栽培品种，不施化肥或不进行病虫害及杂草的化学防治、无休闲期、无长期的土壤保护措施有改良的栽培品种，施有限的化肥，简单的推广一些措施包括病虫害及杂草的化学防治、有一定的休闲期、某些长期的土壤保护措施高产品种，最适的化肥施用量，病虫害及杂草的化学防治、有一定的最短的休闲期、完全的土壤保护措施动力来源人力、手工工具人力、手工工具或畜力牵引，改良工具包括收割在内的完全机械化劳动强度高，包括未计成本的家庭劳力高，包括本分计算成本的家庭劳力低，使用家庭劳力则计入成本资本密集程度低中等，可以获得的条件贷款高销售方针自给性生产自给性生产加商业销售剩余产品商业性生产所需的基本设施不一定进入市场，咨询服务不足需要某些进入市场的机会及得到示范田和服务的机会进入市场机会是必须具备的条件，高水平的咨询服务并应用研究成果土地占有情况分散的有时是合并的合并的光温(水)生产力土壤适宜性修订气候适宜性修订投入水平修订VS：80%-100%S1：60%-80%S2：40%-60%S3：20%-40%NS：＜20%农田基本建设与常规生产性投入同时每升一级，土壤适宜性等级升一级；常规生产投入单独升两级，土壤适宜性升一级。VS：80%-100%S1：60%-80%S2：40%-60%S3：20%-40%NS：＜20%6.3土地资源人口承载力分析土地资源人口承载力的研究，实际上就是在一定区域内的土地生产的自然潜力和一定投入条件下，可能生产的食物总量与一定的人均消耗量的总和之比的一个动态估算。6.3.1土地资源人口承载潜力的计算1人口承载潜力的计算方式一种方式是按每年人均多少千克粮食计算，是一种概算；一种方式是按每人每天需多少卡的热和多少克的蛋白质，按不同年龄、不同劳动强度与不同性别的人折合为一个“平均人”，并将不同作物产品分别折合成热量与蛋白质量，并折算为相应的农业生态区内的单位面积的生产量，两者相除即得单位面积土地所能承载的土地潜力。6.3土地资源人口承载力分析2人口承载潜力的计算标准人口承载潜力的计算标准，也就是生活水平的高低或评价人口的基本需求，如果生活水平标准定的较高，则土地承载人口的能力即下降，反之，则升高。另外还要考虑副食消耗、种子、饲料以及工业用粮等。目前，我国人均粮食为380kg，而发达国家，人均粮食为500～550kg。在考虑人均粮食水平的基础上，可根据我国的情况，再将人均消耗水平综合分为贫困型、温饱型、小康型、发达型等不同的综合指标。3按行政区进行人口承载潜力的计算和统计对于每一农业生态区按不同的投入水平（高、中、低）计算出的土地生产力，以及按不同的生活标准的人均生活需要而计算出的人口承载数，必须以行政单位进行统计，如以省或县。6.3土地资源人口承载力分析6.3.2人口承载潜力的区域分析表6.8,6.9找出一些区域土地生产潜力的限制因素及解决途径，提高区域土地生产潜力是提高土地人口承载力的基础，主要的工作内容包括：（1）绘制耕地现实生产分级图；（2）绘制