第二次世界大战后相对稳定的环境条件,人地关系进入了一个全新的阶段。全球相继很快出现的能源危机、资源短缺、环境恶化和人口增长,使刚走出大规模战乱的人们开始越来越关注“地球到底能养活多少人”。土地人口承载力(Population Supporting Capacity of Land)的研究应运而生,人地关系的研究随之进入了一个新的发展阶段。
9.3.1.1 土地人口承载力的概念
土地人口承载力通常被称为土地人口承载量、土地人口容量、土地资源承载能力等。无论采用何种称谓,基本涵义都相近或相同。联合国教科文组织在承载能力评价中将其详尽的定义为:“一国或一个地区的资源承载能力是指在可以预见的时间内,利用该地的能源和其他自然资源及工艺水平、人员素质、技能等条件,在保证与其社会文化准则相符的物质生活水平下能够持续供养的人口数量。”而我国目前使用的定义是:“在一定生产条件下土地资源的生产能力及在一定生活水平下所能持续供养的人口数量。”比较这两种表达方式,可以发现其基本相似之处,后者提到的“一定生产条件”,主要是指特定时期的土地资源开发利用水平和能量的投入水平,而这种水平无疑受科学技术水平的制约。“一定生活水平”必然要求符合适宜的膳食结构和标准。但前者的范围更为广泛,突出了技术、经济等因素,更有可取之处。《中国土地资源生产能力及人口承载量研究》一书将土地资源承载力解释为:“在未来不同时间尺度上,以可预见的技术、经济和社会发展水平及与此相适应的物质生活水准为依据,一个国家或地区利用其自身的土地资源所能持续稳定供养的人口数量。”换句话说,就是一个国家或地区在一定的生产条件下,土地资源持续的食物生产潜力及其所能供养的一定营养水平的人口数量。它包括时空范围(区域或国家、一定的生产条件)、土地生产潜力、一定的生活水平的人口等要素。其中,“一定的生产条件”必然限定在一定的时段内,因为它是处在不断变化之中,不同时段是不同的,所以说该定义不但有空间而且有时间范围限制,大多数此类研究,都是限定在既定的“时空”中。土地资源人口承载力反映的是土地生产力对一定生活水平下人口的限定,因此,它向我们明示了土地资源环境的利用阈值。
9.3.1.2 土地人口承载力研究进展
承载能力的概念出现于20世纪20年代,由于1948年美国学者威廉·福格特(Willam Vagt)的《生存之路》的出版使该项研究引起重视。1965年,英国的威廉·阿伦(Willam Aron)提出了以粮食为标志的土地资源人口承载力计算公式,其目的在于计算某个地区农业生产所能够养活的人口上限。1973年,澳大利亚科学工作者充分考虑本国的土壤、气候和水等限制因素,采用多目标分析法研究了其土地承载力水平。1976~1983年,FAO在促进世界土地评价工作广泛开展的基础上,相继在非洲、南亚、南美和拉丁美洲的117个发展中国家开展了“发展中国家土地的人口承载能力”的研究,提出的农业生态区域法(Agro-ecological Zone Project,AEZ),到目前仍被认为是最为完善和系统的方法。在此期间,英国学者斯莱塞等还提出了一种承载力估算的综合资源计算技术,叫做“提高承载力的策略模型”(Enhancement of Carrying Capacity Option,ECCO)。
我国土地人口承载力研究,开始于1981年由FAO资助的“西北黄土高原土地资源利用”项目。1984年,许牧等提出了以省为单位计算土地人口承载量的基本方法和步骤,并对黑龙江省三江平原地区土地生产力及人口承载量进行了系统分析与估算。1986~1989年,由全国农业区划委员会立项并完成了“中国土地资源生产能力及人口承载量研究”项目。1989年,在“联合国开发计划与中国政府项目”的带动下,启动了中国土地人口承载潜力合作项目,无论从研究方法上还是预测结果,均为后来的研究提供了借鉴。
9.3.1.3 土地人口承载力研究的基本依据
一个特定的范围的土地资源究竟能承载多少人口,主要取决于它能生产可供人类食用的物质的多少。土地人口承载力研究的核心是土地的生产力,即在土地各种组成要素综合作用下能持续稳定向人类提供生物产品的能力。大家知道,土地所以具有生产为人类所必需的生物物质的能力,是由于植物把土地上的太阳辐射能、热能、水分、CO2和土壤中的养分,通过光合作用转化为碳水化合物、纤维素、蛋白质、脂肪、糖类及微量元素等必要的食物。这些食物可供给人类,也可供给人类需要的家畜、家禽和其他动物满足营养需要。其反应式为:
石家庄市土地资源
由此可见,土地生产能力的大小是通过植物生产力的大小(第一性生产力)表现出来的。土地第一性生产力的高低,是由于农作物与气候、土壤、水及其他土地资源要素相互适应和满足程度及作物自身的特征决定的。在作物生产性能相对稳定的条件下,只有作物生长发育条件得到满足时,才可能获得最高产量。
当然,人类需求也是一个变数,它随条件的不同,其生态需求也会不断变化。研究必须在限定的时空条件下,通过人类需求的调查统计分析来决定。
生产条件一般以投入水平分析,可分为低投入、中投入和高投入;人类消费分为温饱型、富裕型和营养型。前者是低水平的消费标准,后者是高水平消费标准。标准如此,在不同的国度、不同的种族,其消费习惯、饮食结构等往往有明显差异,应因地区制宜。
9.3.1.4 土地人口承载力研究的思路与方法
人类生存发展的一切物质需要都离不开土地资源的开发和合理利用。土地上生产的任何一种物质相对于人类需求,均是无法替代的,没有或不足则必然形成人类正常生存和发展的障碍。在进行承载力计算时,通常有3条途径。资源途经:通过资源总量与资源的人均占有量比例求取;环境途径:通过环境自净能力与人均排污、制污能力的平衡来计算;生产途径;通过土地的物质生产能力与一定的人均消费标准来求取。目前,人们对土地人口承载量计算多是通过生产途径。
由于土地上生产的物质多种多样,所以计算方法也有很多。在众多计算方法中,以粮食为约束条件来计算,最为简捷和方便。土地的粮食生产能力是农用地最主要的产出能力,且粮食不仅为人类食用,还有畜用、工业用等,它是一切生活资料的基础。土地粮食生产力的计算具体可采用下列几种方法。
时间序列法:根据区域农业生产的历史资料估算各种作物产量,也称趋势外推法,具体可用图像法和函数法(回归分析、指数平滑、灰色系统预测等)。
投入产出法:利用投入-产出关系,立足于资源平衡、物质能量转化平衡、人口与农产品供求平衡等,计算资源投入的消耗系数或粮食生产的投入产出比率,按照农地规划布局,计算粮食生产潜力。
系统动力学方法:根据资源组成要素及农业生产系统的诊断分析,勾绘系统动力学流程图,确定其流位变量、流速变量、辅助变量及相关参数,建立动态方程,计算出结果。
区域比较法:按照不同经济发展水平确定土地生产潜力,测定其粮食生产水平。
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