基于大食物觀下河北省土地資源承載力空間分異及影響因素

關鍵詞：土地資源承載力；大食物觀；膳食營養；河北省

中圖分類號：X321；F301.2 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2025）05-0042-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.05.007 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：口

Spatial differentiation and influencing factors of carrying capacity of land resources in Hebei Province based on broad food concept

MA Xiao-qian，SUNLei-gang，ZUO Lu，LU Jun-jing，HAO Qing-tao （InstituteofGogaicalSiencs，HebeiAcadeyofiences/HbeiTchologovationCenterforGogaicInformatioApplcatio Shijiazhuang 050021，China）

Abstract：FoodndutritionsecurityisanimportantpartoffoodsecurityTfindoutthecarryingcapacityoflandresourcsHebei Provincebasedonthebroadfoodconceptisveryimportant toensureregionalfoodsecurity.Thecarryingcapacityoflandresources in HebeiProvinceasestimatedbasedonthedietarynutrionrequirementsofresidents，thespatialdiferentiationasanalyedbyTeil index，andthemaininfluencingfactors wereanalyzedbythegeogapicaldetector.Theresultsshowedthatthelandcarringcapacity indexofthe wholeprovincein2O22showedaspatialdistributionof“twoareas withhighvaluesandoneareawithalowvalue\"，that was，theeastandnorth were highandthesouth waslow.Teoverallspatialdiferenceofthelandcaryingcapacityindexwalarge， which mainlycaefromintra-regionaldiferencs.IntraregionaldierencesweremainlyrefltedinurbaniedaeasFrotheper spectiveofloadtype，theoverloadarea was mainlydistributedin Taihang Mountain，YanshanMountain，Bashangandurbancenter， thebasic balanceareawasscatered，andthesurplusareawasmainlydistributedinthesouthernplainareaandthecoastalplaiarea ofeasternHebeiProvince.Theresultsofthegeographicdetectorshowedthattheurban-ruralincomegapwas themostimportantfctor affecting tespatialdiferenceoflandcarringcapacitinteprovince，ndteaininfueningfactrsvariedindiferentsubrgions. Key Words： carrying capacity of land resources； broad food concept；dietary nutrition； Hebei Province

土地資源作為食物生產的重要空間載體，是糧食安全的關鍵。隨著城鎮化進程的加快，人多地少的問題日益突出，2012—2022年河北省耕地面積累計減少約54.7萬 hm² ，人均耕地面積不足 867.1m² 耕地資源面臨著數量減少和質量衰退的雙重困境。同時，隨著生活水平的提升，居民膳食結構不斷由溫飽轉向營養均衡，食物安全的目標也由“吃飽\"轉向“吃好”，這對當下食物安全與資源合理配置提出新的挑戰。習近平總書記在中共二十大報告中提出“要樹立大食物觀”，2023年中央一號文件中強調“樹立大食物觀，加快構建多元化食物供給體系\"[2]“大食物觀\"意味著土地資源承載力不再局限于單純的人糧關系，非糧食作物也應納人其考慮的范圍。因此，探討基于大食物觀下的河北省土地資源承載力，對河北省保障糧食安全有著重要的借鑒意義。

國外關于土地資源承載力的研究起步較早，其中較有影響力的是 Vogt^[3] 的《生存之路》和Allan[4的計算方法，主要是圍繞人口與糧食的適應關系，強調的是土地的糧食產出能夠供養多少人口[5.6]。20世紀70年代，FA0評價了117個發展中國家土地生產潛力的人口支撐力[7]。中國于20世紀90年代開始也開展了土地資源承載力研究[8-14]，基于土地糧食生產潛力測算可供養的人口數量，很難達到理論產量。封志明等[15]、劉東等[1分別在2008年、2011年以糧食為判據，基于人糧關系，從縣域尺度測算中國土地資源承載力；張超等基于糧食指標，測算“一帶一路\"沿線國家土地資源承載力。基于糧食的土地資源承載力研究較多[18-20]，但是通過糧食指標去測評土地承載力的本質是圍繞“耕地-糧食-人口”開展的，在空間上以耕地為承載體，難以反映出林地、草地、園地等非耕地的食物產出情況。在此基礎上，部分學者開始從消費端出發[21-23]，開展基于膳食營養的土地資源承載力研究，其本質是圍繞“土地-食物-人口\"開展的，在空間上以全部國土資源為承載體，對上述方法進行了改進。結合大食物觀的內涵，綜合考慮土地產出的多種食物產量，采用滿足人體日常生理活動的營養需求標準[24]，開展基于營養當量平衡的土地資源承載力研究，與“大食物觀\"更為契合。

河北省是集山地、平原、丘陵、高原等多種地貌于一體的省份，在自然環境的影響下各地區食物產出與消費之間必然存在差異。綜上，本研究以河北省167個區縣為研究對象，基于大食物觀，以人和食物的關系為基礎，從膳食營養角度綜合測算土地資源承載力，進而摸清河北省土地資源承載力水平，并從全省及各地級市尺度分別分析其空間分異特征，再運用地理探測器探究空間分異的主要影響因子，并針對不同地區的影響因子提出相應的調控政策，以期為緩解河北省不同區域間的人地矛盾提供科學支撐。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

1.1.1土地資源承載力評價方法按照食物所包含的營養成分，將區域內生產的糧食、植物油、食糖、蔬菜、水果、肉類、蛋類、奶類、水產品等全部食物轉化為熱量和蛋白質2種營養素；按照每天人體所需的熱量和蛋白質，計算該區域內的土地資源承載力。進一步對比2種營養素可承載人口的數量，選擇最低的一種營養素的承載人口作為區域最終的土地資源承載力。其算式如下[22]

P_f=F/C_f

LCC_i=P_a/P_f

式中， P_f 為區域內食物所能承載的人口規模，即土地資源承載力； F 為區域內所有食物轉化的營養素量； C_f 為人均年所需營養素量。 LCC_i 為土地承載指數； P_a 為人口數量。參考文獻[22，23]，根據 LCC_i 將不同地區的土地資源承載力劃分為盈余、基本平衡和超載3種類型和6種承載狀態，劃分標準見表1。

1.1.2土地資源承載力空間分異泰爾指數運用泰爾指數反映縣域間、三大主體功能分區間和各地級市間的土地資源承載力的空間差異[25，26]，其算式如下。

式中， T_a?T_b 及 T_w 分別表示總體、區域間及區域 內土地資源承載力的泰爾指數，數值越大，表明土地 資源承載力空間差異越大； n 為縣級地區數量； K 為 劃分區域數量； V_i 為第 i 個縣的土地承載指數； 為全 省縣級地區的土地承載指數的平均值； Y_k 為第 k 個 區域各縣級地區土地承載指數之和與全省所有縣級 地區土地承載指數之和的比值; G_k 為第 k 個區域內 縣級數量與全省縣級數量的比值； Y_k^′ 為第 k 個區域 內第 n 個縣級地區土地承載指數與區域內各縣級 地區土地承載指數之和的比值； G_k^′ 為第 k 個區域內 第 n 個縣級數量與區域內縣級數量之和的比值。

1.1.3地理探測器為了探究影響土地資源承載力空間差異的關鍵因子，參考文獻[27，28」，并充分考慮自然條件、農業生產條件及社會經濟因素對土地資源承載力可能產生的影響，選取地形位指數[29]、氣候生產潛力、機械化水平、化肥投入水平、地均勞動力、農業產業化經營率、城鎮化水平、經濟水平、城鄉收入差9個代表性因子構建影響因子指標體系。運用地理探測器分析這些影響因子對河北省全省及各分區的土地承載指數的影響，探究其空間分異的主要因子及各因子間的相互關系，算式如下[30]

式中， q 為探測因子對各分區土地人口承載力空間分異的解釋強度； N 和 N_i 分別代表總樣本數和分區樣本數； σ²，σ_i² 分別代表總方差和分區的方差；L 為自變量或因變量分層。

1.2 數據來源與處理

① 食物數據。將居民消費的食物劃分為糧食、植物油、食糖、蔬菜、水果、肉類、蛋類、奶類和水產品。為了降低單個年度的產量不穩定性對結果的影響，采用2020一2022年的平均值進行計算，數據來自《河北農村統計年鑒》。 ② 主要食物營養含量。參考文獻[21-24]，以《中國食物成分表》為基礎，結合河北省近10年食物結構的實際情況進行調整，確定主要食物營養含量（表2）。 ③ 人均膳食營養素需求。參照《中國居民膳食營養素參考攝人量》（2023年版）中給出的居民膳食營養素需求量，采用中等身體活動水平的成年男性和女性的平均值，即每天每人所需熱量 10 041.6kJ 蛋白質 60g 。 ④ 耗糧數據。依據《全國農產品成本收益資料匯編2023》中給出的耗糧數據，估算出2022年河北省各地區肉類、蛋類、奶類等消耗的糧食數據，在計算食物總量時予以扣除。 ⑤ 影響因子數據。氣候生產潛力數據來源于《農用地質量分等規程》，坡度及高程數據來源于中國科學院資源環境科學數據中心網站上下載的SRTM數據，其他數據來源于《河北農村統計年鑒》及《河北統計年鑒》。

2 結果與分析

2.1土地承載指數的空間分異特征

通過泰爾指數測度河北省及各分區土地資源承載力的空間分異特征，結果如表3所示。全省土地資源承載力的泰爾指數為0.940，表明全省土地資源承載力分布整體區域差異較大，在空間上呈“兩高一低”的分布特征，即東部和北部土地承載指數高，南部地區土地承載指數低（圖1）。具體表現為，土地承載指數的高值區主要分布在東部太行山及北部燕山、壩上等地區，這些地區受制于自然條件限制，食物生產能力較低，食物供給不足，呈高載荷狀態；土地承載指數的低值區主要分布在河北省南部平原區及東部濱海平原區，這些地區耕作條件優良，食物產出能力較強，食物供給相對充足。

從主體功能分區來看，不同功能分區間的泰爾指數為0.260，各主體功能區內泰爾指數為0.680，區域內泰爾指數的貢獻率為 72% ，表明不同主體功能分區內的差異是導致河北省土地承載指數空間分異的主要原因。具體表現為，農產品主產區的泰爾指數為0.003，明顯低于其他功能分區，說明農產品主產區內土地資源承載力空間分異最小；城市化地區的泰爾指數為0.541，明顯高于其他功能分區，說明城市化地區內的縣域之間差異非常突出；重點生態功能區的泰爾指數為0.131，表明重點生態功能區內的縣域之間的土地資源承載力存在一定的空間分異性。

從不同地級市來看，不同地級市間的泰爾指數為0.230，各地級市內泰爾指數為0.710，區域內泰爾指數的貢獻率為 76% ，表明各地級市內部差異是導致河北省土地資源承載力空間分異的主要原因。具體表現為，石家莊市、張家口市、邯鄲市等地區的泰爾指數明顯高于其他地區，表明在這些地區內縣級地區的土地資源承載力差異非常突出，如石家莊市和邯鄲市的土地承載指數呈西高東低的空間分異格局，張家口市土地承載指數呈中間高四周低的空間分異格局；其他地級市的泰爾指數較低，表明這些地區內縣級地區的土地資源承載力差異相對較小。

2.2土地資源承載力狀態的空間分布特征

將2022年河北省土地資源承載力劃分為超載、基本平衡和盈余3類，分別包含55個、8個和104個區縣。從空間布局（圖2）看，超載區主要分布在氣候條件欠佳、耕地資源有限、水資源不足的太行山、燕山、壩上及城市中心區等地區；基本平衡區分布較為零散;盈余區主要分布在水熱條件好、地勢平坦、耕地資源連片性好的南部平原區及東部濱海平原區。從不同主體功能分區來看，城市化地區土地資源承載力處于超載的地區最多，處于超載、基本平衡和盈余的縣級地區分別為36、4、34個；重點生態功能區內土地資源承載力處于超載的地區也最多，處于超載、基本平衡和盈余的縣級地區分別為17、2、16個；農產品主產區土地資源承載力以盈余狀態為主，處于超載、基本平衡和盈余的縣級地區分別為2、2、54個。

進一步分析發現，可將超載的縣級地區劃分為3種類型。一，水土資源約束型，這類縣級地區氣候干旱、地形條件差，糧食生產受水資源和耕地資源匱乏的約束性強，主要分布在西北部張家口地區、太行山、燕山等重點生態功能區；二，耕地人口雙重約束型，這類縣級地區內社會經濟發展較快，人口聚集，人口數量大，但可耕作的耕地數量少，食物生產受地少人多的制約性強，主要分布在長安區、運河區、裕華區等城市化地區；三，種植結構約束型，這類地區耕地資源相對充足，但是非糧作物占比相對較高，食物生產受種植結構的約束較大，主要分布在農產品主產區內的威縣和隆化縣，縣域內糧食作物占農作物播種比例較低，均不足 55% ，遠低于全省平均水平（ 79.42% ）。

2.3土地資源承載力空間分異的影響因素

2.3.1因子探測全省、主體功能分區及地級市尺度上土地資源承載力水平的驅動因子探測結果見表4。

從全省尺度來看，全省土地資源承載力空間分異的主要驅動因子呈多元化特征，其中城鄉收入差是最主要的影響因子，此外還受農業產業化經營率、城鎮化水平、地形位指數、化肥投入水平和機械化水平的影響。

從主體功能分區來看，城鄉收人差和機械化水平是城市化地區和重點生態功能區內土地資源承載力空間分異的共同驅動因子，此外城市化地區還受農業產業化經營率和化肥投入水平的影響。由于農產品主產區空間分異性較小，因子探測結果未通過顯著性檢驗。

從地級市尺度來看，各因素在不同地級市對土地資源承載力的影響呈現出差異性。首先，石家莊市、張家口市和滄州市土地資源承載力的主導因素呈多元化特征。其中，對于石家莊市來說，機械化水平、化肥投入水平、農業產業化經營率位于前三位，其次分別為城鎮化水平、地均勞動力，這表明機械化水平、化肥投入水平、農業產業化經營率等農業生產條件對石家莊市土地資源承載力空間分異起到重要作用。對于張家口市，地均勞動力、機械化水平和農業產業化經營率是土地承載力差異化的顯著影響因素。對于滄州市，機械化水平、農業產業化經營率和城鎮化水平是土地資源承載力差異化的顯著影響因素。相較而言，其他地區的土地資源承載力影響因素類型較為單一，唐山市的主導因素為農業產業化經營率和城鎮化水平，秦皇島市的主導因素為農業產業化經營率，邯鄲市的主導因素為地均勞動力，邢臺市的主導因素為城鎮化水平和城鄉收入差，保定市的主導因素為城鎮化水平和經濟水平，承德市、廊坊市和衡水市的主導因素均為城鎮化水平。

2.3.2交互作用探測任意2個自變量協同對縣域土地資源承載力水平的交互作用結果（圖3）表明，各因子之間的交互作用均為增強關系，表明任意2個因子的交互作用都會增強土地資源承載力的空間分異。其中，交互類型為雙因子增強的有6對（占16.67% ， q 平均值為0.381），非線性增強的有30對（占 83.33% ， q 平均值為0.419）。在雙因子增強的組合中，交互解釋力最大值為0.495（地形位指數∩城鄉收入差）。在非線性增強組合中，交互解釋力最大值為0.865（經濟水平門城鄉收人差）。此外，城鄉收入差與各因子交互作用的 q 均較高，驗證了其是全省土地資源承載力空間分異的主導因子，且該因子與其他因子的交互作用能較大程度地解釋土地承載力水平的空間分異。

3 小結與討論

3.1 小結

1）從河北省全省土地資源承載力空間分異來看，2022年全省土地承載指數在空間上呈“兩高一低\"的分布特征，即東部和北部土地承載指數高，南部地區土地承載指數低。全省土地承載力的泰爾指數為0.940，整體區域差異較大，其差異主要來自區域內差異。

2）從主體功能分區視角看，城市化地區的空間分異最大，農產品主產區的空間分異最小；從地級市視角看，石家莊市、張家口市、邯鄲市等地區土地資源承載力空間分異較大，其他地級市內部的空間分異相對較小。

3）2022年河北省全省土地資源承載狀態呈超載、基本平衡和盈余3種類型，超載區主要分布在太行山、燕山、壩上及城市中心區等，基本平衡區分布較為零散，盈余區主要分布在河北省南部平原區及東部濱海平原區。

4）影響因子探究結果表明，城鄉收入差是影響全省土地資源承載力空間分異的主要因子，也是城市化地區內部差異的主導驅動因子。各因子在不同地級市對土地資源承載力的影響呈現出差異性，石家莊市、張家口市和滄州市土地資源承載力的主導因子呈多元化特征，其他地區影響因子較為單一。

3.2 討論

土地資源承載力分析是了解一個區域土地、人口和食物之間關系的主要方式，也是推動區域可持續發展的重要抓手。河北省是土地資源富集和水土矛盾問題區，改善人和食物的關系面臨著人口增加與土地資源約束的雙重影響。位于河北省西北部的張家口市面臨著嚴重的水資源短缺問題，隨著人口增加，其食物需求進一步增長的可能性較大，對糧食市場依賴性將進一步提升；在東部太行山及北部燕山地區，受地形等因素影響，耕地資源有限，但該區域內人口數量較少，人口增長趨緩，可通過推廣農業技術不斷提升現有耕地質量，不斷拓寬食物來源，以調整人與食物的供需關系；在城市化地區，實現人和食物關系緩和的空間有限，同時也面臨著人口不斷增長的壓力，難以通過自身來調整人和食物的緊張關系，可加強與南部平原食物盈余區的合作，通過糧食市場解決超載問題。對于農產品主產區內的超載區，要通過適當調整糧食作物與經濟作物的比例，不斷優化種植結構，緩解人和食物的關系。在基本平衡區域內，要注重依靠農業生產技術，挖掘食物生產潛力，以緩解人口供養壓力。在盈余區，要進一步挖掘土地資源潛力，提高食物盈余水平，為全省超載地區開展糧食交易提供條件。

本研究基于膳食營養需求，實現了耕地食物產出和非耕地食物產出的統一，促進土地資源承載力評價范圍從耕地資源向整個國土空間轉變。同時，從自然條件、農業生產條件、社會經濟等方面探討了土地資源承載力產生空間分異的影響因子，為土地資源承載力驅動機制研究提供了理論支撐。此外，土地資源承載力驅動受多重因素影響，未來還需從更多方面探究承載力背后的驅動機制。

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（責任編輯 呂海霞）