天柱縣耕地生產(chǎn)潛力與人口承載力研究

1、JournalofAnhuiAgriSci2011，39（16）：1002210024安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，責(zé)任編輯徐麗華責(zé)任校對況玲玲天柱縣耕地生產(chǎn)潛力與人口承載力研究劉芯榕，周德全（貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，貴州貴陽550001）摘要以天柱縣為例，估算2020年耕地生產(chǎn)潛力，并進(jìn)行了耕地人口承載力的分析。結(jié)果表明，天柱縣的糧食增產(chǎn)潛力在理論上較大，10，在未來年內(nèi)耕地資源數(shù)量將延續(xù)持續(xù)減少伴隨著未來人口增加是不可逆轉(zhuǎn)的這兩者的矛盾尖銳，未來耕地承載力面臨的形勢還。很嚴(yán)峻關(guān)鍵詞天柱縣；耕地生產(chǎn)潛力；人口承載力中圖分類號F32311文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號05176611（2011）16100220

2、3StudyontheProductionPotentialityandPopulationCarryingCapacityofFarmlandsinTianzhuCountyLIUXin-rongetal（CollegeofGeographyandEnvironmentalSciences，GuizhouNormalUniversity，Guiyang，Guizhou550001）AbstractWithTianzhuCountyforexample，itsfarmlandproductionpotentialityin2020isestimatedandthepopulationcarry

3、ingcapacityofitsfarmlandsisanalyzedStudiesshowsthatthepotentialofincreasinggrainproductionislargeItisirreversibleofthefactthatthedecreasingfarmlandquantitywillcoexistwiththeincreasingpopulationinthefuture11years，duetotheirfierceconflicts，thesituationfacedbythefarm-landcarryingcapacityremainssevereKe

4、ywordsTianzhuCounty；Farmlandproductionpotentiality；Populationcarryingcapacity耕地生產(chǎn)潛力是指耕地資源在一定的生態(tài)條件下，通過一定的經(jīng)營管理措施可能達(dá)到的某種生物生產(chǎn)量的能力。耕地生產(chǎn)潛力的估算以聯(lián)合國糧農(nóng)組織對非洲及發(fā)展中國家土地人口承載力的研究工作為參考，主要采用高、中、低3種投入水平，以及現(xiàn)狀和優(yōu)化的兩種作物結(jié)構(gòu)來估算作物產(chǎn)并換算成熱量和蛋白質(zhì)，除以人均年需求量，即得出土地量，人口承載力。天柱縣地處黔東南向湘西低山丘陵過渡斜坡地帶，屬中年平均氣溫16，年日照時間11509亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，h，年降雨量平均值12

5、80mm，日照充足，雨水充沛，農(nóng)業(yè)氣候但地形條件較差，山高坡陡，水土流失較為嚴(yán)條件較為優(yōu)越，重。縣域坡耕地所占比重大，人均耕地較少，人地矛盾日益研究天柱縣耕地生產(chǎn)潛力及人口承載力對天柱尖銳。因此，縣制定縣域規(guī)劃意義重大。11112數(shù)據(jù)來源與研究方法數(shù)據(jù)來源研究方法耕地生產(chǎn)潛力。逆向因子修正法是依據(jù)作物生產(chǎn)該研究數(shù)據(jù)主要來源于天柱縣統(tǒng)計年鑒承載率比的概念2。承載率比SR的表達(dá)式為：SR=預(yù)測人口數(shù)/承載力人口數(shù)當(dāng)SR094時，表示承載力人口大于預(yù)測人口，為承載情況良好；當(dāng)SR=（1005）時，表示滿載；當(dāng)SR106時，表示承載力小于預(yù)測人口，為超載221結(jié)果與分析耕地生產(chǎn)潛力分析34。211光合

6、生產(chǎn)潛力。天柱縣農(nóng)作物主要為水稻，經(jīng)濟(jì)系數(shù)E取水稻的平均水平045，F(xiàn)最大理論值為1568%，該研究6借鑒文獻(xiàn)的取值5%，多年平均太陽輻射總量Q為35500kJ/cm27。天柱縣光合生產(chǎn)潛力為2227562kg/hm2。212213光溫生產(chǎn)潛力。水稻在生長期時天柱縣平均溫度為氣候生產(chǎn)潛力。天柱縣多年平均降水量為12802226，計算得出光溫生產(chǎn)潛力為1678097kg/hm。mm，多年平均可能蒸發(fā)量為875mm。計算得出氣候生產(chǎn)潛2力為1419191kg/hm。（19962007）1。121214耕地生產(chǎn)潛力。選取與土地生產(chǎn)潛力緊密相連的10個影響因子，首先利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行單因子分析評價；然后

7、參照聯(lián)合國糧農(nóng)組織于1971年提出的土地生產(chǎn)力指數(shù)模型，取10個單因素的幾何平均值，得到土壤有效系數(shù)f（s）為054588，從而得出天柱縣耕地生產(chǎn)潛力為774595kg/hm2。用19972005年天柱縣的平均糧食產(chǎn)量480979kg/hm2作為實(shí)際生產(chǎn)水平，對比耕地生產(chǎn)潛力，表明天柱縣糧食增產(chǎn)尚有3791%的增產(chǎn)空間。22人口預(yù)測結(jié)果以19962007年天柱縣的人口數(shù)據(jù)作采用回歸分析法預(yù)測20112020年天柱縣的為樣本（表1），人口規(guī)模。分別采用線性、指數(shù)、對數(shù)、冪、二次多項式、三次多項式等函數(shù)對其進(jìn)行預(yù)測（表2）。采用和歷史人口曲線擬合最好的方程二次多項式方程作為預(yù)測方程，表示為：y=2

8、02860x+703x2+37041482其人口預(yù)測結(jié)果見表3。從人口的歷史數(shù)據(jù)和預(yù)測數(shù)據(jù)可以看出，人口在逐年增長，由2005年的390078人（表1）增加到2020年的425524考慮光、溫、水、土、氣（其中，空氣因子一般力形成的機(jī)理，認(rèn)為能夠滿足作物生長需要，并且地區(qū)差異不明顯，故主要考慮前4種因子）等自然生態(tài)因子及施肥、灌溉、耕作、育種等農(nóng)業(yè)技術(shù)因子，從作物截光特征和光合作用入手，依據(jù)作“衰減”逐步來估算耕地物能量轉(zhuǎn)化及糧食生產(chǎn)形成過程，生產(chǎn)潛力。1221）灰色模型進(jìn)行人口預(yù)人口預(yù)測。主要采用GM（1，測，為使預(yù)測的結(jié)果更客觀、科學(xué)，同時結(jié)合人口綜合增長率時間人口線性回歸法和年均增長數(shù)法

9、等3種方法來預(yù)法、測天柱縣的總?cè)丝冢俳Y(jié)合計生部門的控制目標(biāo)進(jìn)行修正，最后確定較為合理的人口控制規(guī)模。123人口承載率。為了直觀地反映人口承載情況，引入劉芯榕（1986），女，河南駐馬店人，碩士研究生，研究方：，E-mail：mylane163com。向自然資源保護(hù)與開發(fā)管理03-07收稿日期2011-作者簡介39卷16期劉芯榕等天柱縣耕地生產(chǎn)潛力與人口承載力研究10023人（表3），期間共增加35446人。表119962007年天柱縣的人口數(shù)量Table1PopulationinTianzhuCountyfrom1996to2007人1）模型預(yù)測后，年的歷史數(shù)據(jù)。通過采用GM（1，對殘差子系

10、列和后驗差比值的檢查顯示，模型的預(yù)測結(jié)果良好，預(yù)測結(jié)果見表6。表520112020年天柱縣耕地面積的預(yù)測值Table5PredictedvalueoffarmlandareainTianzhuCountyfrom2011to2020hm2表2Table2模型名稱人口數(shù)量各曲線擬合結(jié)果CurvefittingresultsofpopulationR2值標(biāo)準(zhǔn)值誤差X系數(shù)X2系數(shù)常數(shù)StandardNameofmodelConstantXfactorX2factorR2valueerror0974712891037020149212003線性Linear對數(shù)Logarithmic0893826458

11、036785196968402703二次曲線Conic0974912561337041482202860S曲線Scurve0653100136617374003090000011287060冪Power表6Table61）對20112020年天柱縣糧食產(chǎn)量預(yù)測結(jié)果灰色GM（1，PredictionresultsofthegrainyieldinTianzhuCountyfrom1）2011to2020bygrayGM（1，t表320102020年天柱縣人口預(yù)測結(jié)果Table3PopulationpredictionresultsofTianzhuCountyfrom2010to2020人為使預(yù)

12、測結(jié)果更科學(xué)精確，在對天柱縣遠(yuǎn)期糧食產(chǎn)量預(yù)同時使用回歸分析方法，其中線性函數(shù)擬合效果最好，測時，表達(dá)式為：Y=118309286+2200016x預(yù)測結(jié)果見表7。表7Table7線性函數(shù)對20112020年天柱縣糧食產(chǎn)量預(yù)測結(jié)果t23耕地預(yù)測以天柱縣19962005年的耕地數(shù)量（表4）1）模型來預(yù)測耕地的未來變化。通作為樣本，用灰色GM（1，過對殘差子系列和后驗差比值的檢查顯示，模型的預(yù)測結(jié)果良好，預(yù)測結(jié)果見表5。表419972005年天柱縣糧食產(chǎn)量和耕地面積Table4GrainyieldandfarmlandareaofTianzhuCountyfrom1997to2005年份Year19

13、9719981999200020012002200320042005糧食產(chǎn)量Grainyieldt119176123867126136127776128605122954126051130184135002耕地面積Farmlandareahm2268519726815862681167267672326753722661627255819625519672548472PredictionresultsofthegrainyieldinTianzhuCountyfrom2011to2020bylinearfunction1）預(yù)測的結(jié)果平均就可以得到將該預(yù)測結(jié)果和GM（1，天柱縣20112020年

14、的糧食產(chǎn)量，其結(jié)果見表8。表820112020年天柱縣糧食產(chǎn)量預(yù)測值Table8PredictedvalueofgrainyieldinTianzhuCountyfrom2011to2020t2020年天柱縣人口為425524人（表3），耕地為2418669hm2（表5），人均耕地為0057hm，接近聯(lián)合國糧2農(nóng)組織提出的0053hm/人的警戒線。24糧食產(chǎn)量預(yù)測結(jié)果以19972005年天柱縣糧食產(chǎn)量25耕地人口承載力預(yù)測結(jié)果參照全國人均用糧方案、（表4）作為樣本，1）模型來預(yù)測糧食產(chǎn)量。觀察采用GM（1，各年糧食產(chǎn)量（表4）可以看出2002年的糧食數(shù)據(jù)特異，原因是由于2002年天柱縣遭受了較

15、為嚴(yán)重的自然災(zāi)害，導(dǎo)致糧1）模型預(yù)測中剔除2002食產(chǎn)量大幅度減少，因此在GM（1，聯(lián)合國糧農(nóng)組織和中國專家的營養(yǎng)方案，制定了適合天柱縣情的4種糧食標(biāo)準(zhǔn)：溫飽型（300kg/人a）、寬裕型（383kg/人a）、小康型（420kg/人a）和富裕型（460kg/人a）。再結(jié)合承載率比公式，估算出了天柱縣不同糧10024安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2011年食消費(fèi)類型下的人口承載量情況（表9）。表9Table9天柱縣不同糧食消費(fèi)類型下的人口承載量情況PopulationcarryingcapacityofTianzhuCountyunderdiffer-entgrainconsumptionpatterns2010

16、年（預(yù)測人口402000人）消費(fèi)類型Consumpti-onpattern可承載盈虧人數(shù)人口IncreasedPopulationanddecr-couldbeeasedpo-carriedpulation3659053609533367168329304656973442020年（預(yù)測人口423200人）可承載盈虧人數(shù)人口IncreasedPopulationanddecr-couldbeeasedpo-carriedpulation409003141973729715022934053982661強(qiáng)耕地保護(hù)。（3）天柱縣的耕地糧食生產(chǎn)完全可以滿足人們溫飽型糧食消費(fèi)、基本滿足人們寬裕型糧食消

17、費(fèi)、很難滿足人們小康而富裕型糧食消費(fèi)水平在現(xiàn)有生產(chǎn)力基礎(chǔ)上型的糧食消費(fèi)、很難實(shí)現(xiàn)。參考文獻(xiàn)SRSR溫飽型寬裕型小康型富裕型Well-offBetter-offRich1101201321031131243結(jié)論與討論（1）天柱縣耕地生產(chǎn)潛力為774595kg/hm2，天柱縣實(shí)2際生產(chǎn)水平為480979kg/hm，對比于耕地生產(chǎn)潛力，表明天柱縣糧食增產(chǎn)尚有3791%的耕地生產(chǎn)潛力可通過提高土壤肥力和養(yǎng)分利用率、改良農(nóng)作物品種和改善農(nóng)田水利設(shè)施等措施來發(fā)掘。（2）預(yù)測2020年天柱縣人均耕地為0057hm2，接近聯(lián)2故天柱縣應(yīng)加合國糧農(nóng)組織提出的0053hm/人的警戒線，1天柱縣人民政府天柱縣統(tǒng)計年

18、鑒（19962007）Z天柱縣人民政19962007府，2易光斌永修縣生態(tài)承載力和生態(tài)足跡的研究D南昌：南昌大學(xué)，20053劉長運(yùn)，J南都學(xué)壇：楊豐華，蔣國富河南省土地資源承載力研究1988，18（6）：7275自然科學(xué)版，4胡新艷，J國土劉一明，牛寶俊東南沿海地區(qū)耕地資源承載力研究2001（1）：2124與自然資源研究，5許振柱，J自然科周廣勝陸生植物對全球變化的適應(yīng)性研究進(jìn)展2003，13（2）：113119學(xué)進(jìn)展，6黃秉維自然條件與作物生產(chǎn)：光合潛力C黃秉維文集編號小：黃秉維文集北京科學(xué)出版社，組自然地理綜合工作六十年19937馬樹慶東北區(qū)農(nóng)業(yè)氣候土壤資源潛力及其開發(fā)利用研究J地理科，1

19、995，15（3）：243252學(xué)8貴州省黔東南州土壤普查辦公室天柱縣第二次土壤普查報告R貴1918州省天柱縣人民政府，9田丹，J貴州周運(yùn)超，周炎，等沿河縣耕地生產(chǎn)潛力及人口承載力2009，37（5）：173175農(nóng)業(yè)科學(xué)，檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪（上接第10018頁）平均每年增加252%。水域預(yù)測面積也有所增加，與1995年相比凈增443264hm2，占1995年總面積的951%，平均每年增長038%。各類型土地利用變化趨勢見圖1所示。加強(qiáng)建設(shè)用地的審批管嚴(yán)格控制建設(shè)用地的增加量和總量，特別是農(nóng)用地向建設(shè)用地的轉(zhuǎn)用；三挖掘已有建設(shè)用地理，的利用潛力，克服城市建設(shè)過程中土地多占少用，粗放經(jīng)營、低效利用和土地閑置的現(xiàn)象，合理提高城市建筑密度和容積率，發(fā)展土地立體利用；四在保證生態(tài)環(huán)境不被影響的前提積極開發(fā)未利用土地，提高土地利用率。下，馬爾柯夫模型屬于經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷囊环N，其應(yīng)用的基本條件是假設(shè)起始年份至預(yù)測年份的土地利用變化規(guī)律和研究時土地利用變化間段內(nèi)的土地利用變化規(guī)律保持一致。但是，不僅受到眾多自然因素的影響，而且