貴州省土地資源承載力多尺度時空差異研究

安方乾 王倩 梅再美

摘要基于人糧關系，運用土地資源承載力（LCC）模型和土地資源承載力指數（LCCI）模型，從全省、分市、分縣3個空間尺度定量評價了2000—2015年貴州省土地資源承載力的時空變化過程。結果表明：從全省水平上看，貴州省土地資源承載力一直處于人口超載、糧食短缺的狀態；分市格局上看，糧食盈余市（州）增加，人糧超載市（州）減少，人糧關系趨于改善，遵義市土地資源承載力指數最低，貴陽市最高；分縣尺度上看，全省大部分縣域的土地承載力狀態有明顯改善，北部地區土地資源承載力明顯高于其他地區，目前糧食盈余縣主要分布在遵義市，貴陽—安順—六盤水—黔西南一帶的人口超載縣最為集中。

關鍵詞人糧關系；貴州省；土地資源承載力；土地資源承載力指數

中圖分類號S-9文獻標識碼A文章編號0517-6611（2018）05-0223-04

AbstractOn the basis of mangrain relationship， using the land carrying capacity （LCC） and land carrying capacity index （LCCI） models， the spatialtemporal variation of land carrying capacity was quantitatively evaluated in Guizhou Province from 2000 to 2015 on basis of 3 spatial scales which were province， city and county. The results showed that： Observed from Guizhou Province level， the land carrying capacity has been in states of population overloads and food shortages；Observed from spatial patterns， the cities （states） of food surplus were increased and mangrain overloads were decreased， the mangrain relationships was improved， the land carrying capacity was lowest in Zunyi and highest in Guiyang. Observed from counties scale， the land carrying capacity of most countries were obviously improved， the land carrying capacity of northern countries were significantly higher than other countries， the food surplus countries mainly distributed in Zunyi， and the population overloads countries mainly concentrated in Guiyang-Anshun-Liupanshui- Qianxinan.

Key wordsMangrain relationship；Guizhou Province；Land carrying capacity；Land carrying capacity index

糧食安全是國家安全戰略的基礎，是實現經濟持續發展的重要保障。我國是人口大國，人均土地資源占有量少，隨著工業化和城市化不斷地推進，耕地資源數量減少，土地退化，人地矛盾日益突出[1-2]。20世紀60年代以來，由于全球人口快速增長、資源短缺、生態環境惡化等問題愈演愈烈，世界各國廣泛展開土地資源承載力的研究。80年代中期中國科學院從土地、糧食（食物）與人口相互關系的角度出發對中國土地資源生產能力及人口承載量進行了研究[3-4]。

近年來，研究土地資源承載力的方法層出不窮，如系統動力學模型[5-6]、農業生態區域法模型[7]、灰色模型和線性規劃模型[8]、生態足跡法模型[9-10]、潛力估算模型[11]、GIS和RS技術[12]、土地資源承載力指數（LCCI）模型[13]等。其中LCCI模型一直被廣泛運用，因此，筆者基于人糧關系，利用土地資源承載力（LCC）模型和LCCI模型，從全省、分市、分縣3個空間尺度定量評價了2000—2015年貴州省土地資源承載力的時空變化過程，試圖為確保國家糧食安全與有效推行貴州省土地資源可持續利用提供理論依據和決策支持。

1數據來源與研究方法

1.1研究區域概況

貴州省位于我國西南腹地，云貴高原東部，長江水系與珠江水系的上游地區，現轄9個市（州）88個縣（市、區），介于103°31′～109°30′ E、24°30′～29°13′ N，土地面積17.62萬km2，全省地勢西高東低，地形以山地與丘陵為主，是我國唯一沒有平原的省份。氣候溫和，降水豐沛，雨熱同期，但由于喀斯特強烈發育，山高坡陡，工程性缺水嚴重，生態環境脆弱，耕地質量較差，抗干擾能力弱，環境容量低，糧食自給率低，人地矛盾突出。

1.2數據來源

數據來源于《貴州統計年鑒》（2000—2015），主要包括2000—2015年貴州省全省、各市和各縣的常住人口、糧食產量等數據。在分縣尺度下，為減少年際誤差，用連續3年糧食產量的平均值代表研究年份農業生產水平。

1.3研究方法

1.3.1土地資源承載力（LCC）模型。

土地資源承載力一般是指一定區域內的土地所能持續供養的人口數量，即土地資源人口承載量，其實質是研究人口消費與食物生產、人類需求與資源供給間的平衡關系問題[14]。土地資源承載力（LCC）模型主要反映區域土地、糧食與人口的關系，可以用一定糧食消費水平下區域土地生產力所能持續供養的人口規模來度量[15]。其公式表示為：

LCC=G/Gpc

式中，LCC為土地資源承載力（人）；G為糧食總產量（kg）；Gpc為人均糧食消費標準（kg/人）。參照相關研究并結合研究區的實際情況，人均糧食消費400 kg即可達到營養安全的要求[16-17]，所以該研究將其作為貴州省的糧食消費標準。

1.3.2土地資源承載力指數（LCCI）模型。

為揭示區域現實人口數量與土地資源承載力之間的關系，該研究構建土地資源承載力指數（LCCI）來表征貴州省的實際人口與理論人口承載能力的相互關系，利用LCCI來衡量貴州省土地資源承載力狀況。其公式表示為：

LCCI=Pa/LCC

式中，LCCI為土地資源承載力指數；Pa為現實人口總數（人）。

根據LCCI的大小將研究區域劃分為以下3種類型區：

（1）糧食盈余區，LCCI ≤0.875。該類型區特征為糧食充裕，具有一定的開發潛力。

（2）人糧平衡區，0.875< LCCI ≤1.125。該類型區特征為當地人口的糧食消費與糧食供給處于相對平衡狀態，開發空間有限。

（3）人口超載區，LCCI >1.125。該類型區特征為糧食需求超過農業生產能力，糧食短缺嚴重，人地關系緊張。

依據盈余、超載的程度可進一步將土地資源人口承載力細分為8個級別（表1）。

2結果與分析

2.1全省土地資源承載力評價

2000—2015年貴州省土地資源承載力評價結果見圖1。由圖1可知：

（1）2000—2015年土地資源承載力呈周期性波動特征，具有明顯的不確定性，波動周期為4～6年，長短不一。諸如2000年糧食產量為1 161.3萬t，LCC為2 813.03萬人，2002年糧食產量跌至1 034.2萬t，LCC減至2 585.50萬人，2005糧食產量則增至1 152.06萬t，LCC為2 880.15萬人；2006年受糧食播種面積減少影響，糧食產量減至1 038萬t，減幅10%，LCC跌至2 595.00萬人，此后糧食產量逐步回升，2009年達到1 168.27萬t，LCC增至2 920.68萬人；2011年由于全省大面積受到旱災的嚴重影響[18]，糧食比上一年減產235.4萬t，降幅達20%，LCC達到最低值2 192.25萬人，2011年以后，隨著糧食播種面積和農作物單產的增長，糧食產量不斷增加，土地資源承載力逐年增長，2015達到最高點2 950.00萬人。

（2）2000—2015年LCCI介于1.196～1.582，土地資源承載力一直處于人口超載，糧食短缺的狀態。盡管2011年以來糧食產量不斷增長，土地資源承載力指數呈下降趨勢，人糧關系有所緩和，但仍沒有改變人口超載狀態，現實人口數遠高于土地資源承載力。相關研究普遍認為，一個國家或地區的糧食自給率在100%以上，就是完全自給；自給率在95%～100%，為基本自給；自給率在90%～95%，是可以接受的糧食安全水平；自給率一旦在90%以下，糧食安全的風險會顯著增加[19]。貴州省糧食自給率一直處于90%安全線之下，糧食虧缺嚴重，供求關系嚴重失衡，糧食安全風險較大。

2.2貴州省各市（州）土地資源承載力評價

2000—2015年貴州省各市（州）土地資源承載力評價結果見圖2。由圖2可知：

（1）2000—2015年糧食盈余與人糧平衡市（州）增加，人口超載市（州）減少，人糧關系趨于改善。2000年僅遵義市和銅仁市2個市表現為人糧平衡狀態，其他7個市（州）均為人口超載狀態，到2015年，出現了1個糧食盈余市，人糧平衡市（州）增至4個，人口超載市（州）減至4個。

（2）區域土地資源承載力狀態差異明顯，其中遵義市土地資源承載力指數最低，貴陽市最高。遵義市人口密度較低，糧食播種面積大，且單產較高，土地資源承載力最高，以糧食盈余和人糧平衡為主要特征；貴陽市作為貴州省省會城市，人口集聚效應明顯，人口增長迅猛，糧食從最初年產6345萬t下降到45.39萬t，降幅達28.5%，僅擁有全省234%的耕地，生產了全省3.85%的糧食，卻供養了全省1309%的人口，土地資源承載力最低，土地資源承載力指數明顯高于其他地區，土地資源承載力一直處于人口嚴重超載狀態，人糧矛盾突出，糧食缺口較大。

2.3貴州省各縣土地資源承載力評價

該研究采用2000—2003年、2006—2008年、2013—2015年各縣糧食產量的平均值依次代表了2000、2007、2015年各縣的農業生產水平，以此評價2000—2015年貴州省各縣土地資源承載力，結果見表2和圖3。由表2和圖3可知，2000—2015年全省大部分縣域的土地資源承載力狀態有明顯改善，糧食盈余和人糧平衡縣明顯增加，人口超載縣大幅減少，土地資源承載力逐步增強，人地矛盾有所緩和；空間上，全省北部地區的土地資源承載力明顯高于其他地區。

（1）2000年貴州省大多數縣域的土地資源承載力狀態以人口超載為主要特征。全省73.56%的縣域，72%的人口存在不同程度的糧食虧缺，糧食盈余縣僅有花溪區、余慶縣、湄潭縣以及綏陽縣4縣，糧食平衡縣也僅有19個，占全省21.84%。空間上，貴州省北部地區土地資源承載力高于其他地區，六盤水市、安順市以及黔南州所轄各縣域都處于人口嚴重超載狀態。

（2）2007年貴州省大多數縣域的土地資源承載力狀態與2000年相比有明顯好轉，糧食盈余和糧食平衡縣的數量及其所轄人口數大幅增加，人口超載縣的數量及其所轄人口數顯著減少，但人口超載縣占比仍較大。其中，糧食盈余縣為19個，占全省21.59%，比2000年增加了15個，增幅達375%；人糧平衡縣為39個，占全省44.32%，比2000年增加了20個，增幅為105.26%；人口超載縣為31個，占全省3409%，比2000年減少了34個，減幅為53.13%。

（3）2015年貴州省土地資源承載力狀態較2007年略有下降，全省以人糧平衡和人口超載為主要特征。其中，糧食盈余縣為14個，占全省15.91%，比2000年減少了5個；人糧平衡縣為39個，占全省44.32%，與2000年持平；人口超載縣為35個，占全省39.77%，比2007年增加了5個。空間上，糧食盈余縣集中分布于遵義市；貴陽—安順—六盤水—黔西南一帶由于人口密度大，播種面積小，農業在經濟中的占比小，土地資源承載力低，人口超載縣最為集中。

3結論

基于貴州省資源稟賦差異顯著、人口分布不均的現實，從人糧關系角度出發，運用多個空間尺度系統衡量了2000—2015年貴州省土地資源承載力的時空演變。結果表明：

（1）從全省水平看，2000—2015年土地資源承載力呈周期性波動特征，具有明顯的不確定性，波動周期為4～6年，長短不一；LCCI介于1.196～1.582，土地資源承載力一直處于人口超載，糧食短缺的狀態。

（2）從分市格局看，2000—2015年糧食盈余市（州）與人糧平衡市（州）增加，人口超載市（州）減少，人糧關系趨于改善；區域土地資源承載力狀態差異明顯，其中遵義市土地資源承載力指數最低，貴陽市最高。

（3）從分縣尺度看，2000—2015年全省大部分縣域的土地承載力狀態有明顯改善，糧食盈余和人糧平衡縣明顯增加，人口超載縣大幅減少，土地資源承載力逐步增強，人地矛盾有所緩和；空間上，全省北部地區的土地資源承載力明顯高于其他地區。目前貴陽—安順—六盤水—黔西南一帶的人口超載縣最為集中。

從以上研究可以看出，土地資源承載力在不同的研究尺度下，其結果存在一定的差異。從全省水平上看，貴州省現實人口數遠高于土地資源承載力，糧食短缺嚴重，但隨著選取尺度的不斷縮小，在分市、分縣尺度下部分區域存在著糧食盈余與人糧平衡的現象。利用土地資源承載力（LCC）模型和土地資源承載力指數（LCCI）模型能簡明直觀地反映出貴州省土地資源承載力的狀況，為當地人口政策的制定與土地利用的優化提供科學依據。

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