承德食物供给能力分析

成福伟， 张月丛， 孟宪峰， 杨依天

(1.河北民族师范学院，河北 承德 067000 2.中科院地理科学与资源研究所，北京 100101)

承德食物供给能力分析

成福伟1， 张月丛1， 孟宪峰1， 杨依天2

(1.河北民族师范学院，河北 承德 067000 2.中科院地理科学与资源研究所，北京 100101)

根据承德各类型生态系统(农田、草地、水域、森林)实际食物生产量，按食物营养成分转化率，将各类食物折算成人类生存所需的3大营养成分(热量、蛋白质、脂肪)产量，得出承德实际食物供给能力。结果表明：3大营养成分均供给有余，但供给能力有所不同。玉米、猪肉为主要食物供应来源，食物供应结构与消费结构不一致。农田生态系统的贡献长期占据绝大部分；草地生态系统所占的比例远远高于中国草地生态系统食物供给比例；水域生态系统所占比例很小，平均为0.53%；森林生态系统食物所占比例增长速度在加快。承德农田生态系统3大食物营养成分人均供应能力均低于中国人均供应能力；草地生态系统远高于全国人均供应能力；水域生态系统均远低于全国人均供应能力。应调整优化产业结构，改善居民食品营养结构，提高承德人民生活水平。

承德；食物供给；食物营养；食物供需平衡

1 引言

食物是人类生存和发展的基础，食物安全是区域发展和社会进步的前提，食物安全问题被各国政府和国际社会广泛关注。国内外学者对全球/区域食物安全作了大量研究[1-6]。对食物供给能力的研究，现有方法分两类：一是从自然生产力出发的食物资源潜力研究[7-9]；二是对作物实际产量或人均占有量等指标的分析或预测[10-14]。而将食物产量结合人口营养需求水平的实际供需平衡分区研究，还比较少。以往的研究在考虑农田生态系统粮食供给能力方面的比较多。而实际上，人类的食物来源远不止粮食，还包括能提供人类生存所需营养成分的其他产品，如油、糖、肉、蛋、奶、水产品等。因此畜产品和水产品以及林产品，也都是食物供给的重要来源。随着居民生活水平提高和消费结构改变，耕地以外生态系统食物供给能力得到重视，人均粮食消费量减少，水果、蔬菜、畜产品和水产品消费增加[11]。然而，不同来源的食物给人类提供的营养成分有很大差别。因此，单纯把“粮食”相关指标作为食物安全的唯一评判标准不能满足决策需要，“食物营养安全”的重要性日益显现。全面掌握承德食物供给的历史、现状和未来，从食物营养角度评估承德食物供给能力，是制定区域发展相关政策的必要前提。

2 数据来源和研究方法

数据来源于承德统计年鉴。本研究采用广义的食物概念，即所有能为人类提供食物的来源，包括农田、草地、水域和林地的食物产品。利用食物营养转化模型计算实际供给能力，通过将承德农田、草地、水域和森林生态系统各来源的食物营养供给量进行计算，得出承德总的实际食物营养供给能力。据中国营养学会在《中国食物与营养发展纲要(2001-2010年)》[15]中提出的2010年营养发展目标，结合居民不同生活水平下的营养需求标准，计算承德实际人口供给能力。比较承德食物供应能力与中国平均食物供应能力，找出差异。

2.1 食物营养转化计算模型

按照下面的食物营养转化模型进行折算[16-19]：

式中：NUTRi是指生态系统主要食物产品折算的第i种食物营养总产量(热量kcal，蛋白质kg，脂肪kg)；i=1，2，3，分别代表热量、蛋白质、脂肪；Mj为第 j种食物产品总产量(kg)；j=1，2，3…，n，n 为食物产品种类数；QNij为第j种食物产品转化成第i种食物营养的折算系数(热量kcal/kg，蛋白质kg/kg，脂肪kg/kg)。

2.2 食物供给能力计算模型

20世纪末，中国中长期食物发展研究组提出了中国在温饱、宽裕、小康、富裕四个阶段人民膳食营养与主要食物消费需求目标[20]。另外，有的学者还从其它角度对中国的生活标准进行了划分，设定了营养参考值[21]。根据以上划分标准，结合中国在十七大报告中提出的2020年建设全面小康社会的要求，将中国人民生活标准分为三级，由低到高分别为温饱型、小康型、富裕型，各生活标准型下的营养物质需求见表1。根据不同生活水平下对三类营养成分的摄入量以及食物营养可供给总量，计算出中国食物供养能力。

式中：FPi为食物供给能力(人)；Fi为食物总产量(i=1,2,3 分别代表热量 kcal、蛋白质 kg、脂肪 kg)；Fpi为食物消费标准(kcal/人、kg/人)。

表1 不同生活水平每人每天所需营养成分[21]Tab.1 Nutrition requirements per-capita per day among different living standards

3 结果分析

3.1 农田生态系统食物供给能力

农田生态系统是人类食物最主要的来源。本文中农田生态系统食物产量计算了40种耕地种植作物(包括粮食作物、豆类、薯类、油料作物、蔬菜、食用菌、瓜果、大棚蔬菜)。据中国疾病预防控制中心营养与食品安全所编著《中国食物成分表》，将农田生态系统主要作物的产量(t)按照不同食物成分折算系数代入式（1），折算成三大营养成分(热量、蛋白质、脂肪)产量。表2为2001-2008年农田生态系统食物供给计算结果。以2008年为例，承德农田生态系统主要食物生产量折合热量45229.71×108kcal，蛋白质15.16万t，脂肪5.25万t。在小康生活水平下，这些营养分别可以供给539.94万人、512.73万人和212.93万人口生活。2008年承德市人口369.38万人，可见，农田生态系统食物热量、蛋白质供应有余，而脂肪供应不足。

对比2008年和2001年，承德食物热量、蛋白质和脂肪的供应水平分别增长了37.24%、40.40%、和41.28%。国家粮食政策的调整，种植结构得以逐步优化，蛋白质、油脂作物的种植和产量增加，如胡麻子和葵花子2008年产量比2001年分别增加了94.20%和76.95%，因此食物脂肪供应量增加相对较快。

表2 承德农田生态系统食物供给能力Tab.2 Food provision of cropland in Chengde

3.2 草地生态系统食物供给能力

草地生态系统也是人类食物的重要来源。草地生态系统主要生产牧草，为人类提供畜肉产品和奶制品等。将草地生态系统主要产品的产量（t）按照不同食物成分折算系数代入式（1），折算成三大营养成分（热量、蛋白质、脂肪）产量，计算结果如表3所示。2008年草地生态系统主要食物生产量折合热量9434.41×108kcal，蛋白质 6.22 万 t，脂肪 6.97 万 t。在小康生活水平下，这些营养分别可以供给112.63万人、210.43万人和283.02万人口生活。脂肪的供应能力较强，可以弥补农田生态系统脂肪供应不足的状况。对比2008年和2001年，承德草地生态系统食物热量、蛋白质的供应水平分别增长了6.93%、23.33%，而脂肪供应水平降低了3.54%。因为主要肉类产品牛肉、鸡肉、牛奶的产量2008年比2001年分别增长了26.14%、82.16%、66.91%，而高脂肪含量的猪肉产量下降了27.78%。

表3 承德草地生态系统食物供给能力Tab.3 Food provision of grassland in Chengde

3.3 水域生态系统食物供给能力

水域生态系统食物生产，包括内陆水域捕捞和内陆水域养殖。按照不同水产品的食物成分折算系数（参照《中国食物成分表》），代入式（1）计算，得到水产品三类营养成分产量（表4）。可见，水域生态系统食物供给能力较低，但有增长趋势。

表4 承德水域生态系统食物供给能力Tab.4 Food provision of aquatic in Chengde

3.4 森林生态系统食物供给能力

在地球陆地上，森林生态系统是最大的生态系统。与陆地其他生态系统相比，森林生态系统有着最复杂的组成，最完整的结构，能量转换和物质循环最旺盛，因而生物生产力最高，生态效应最强。森林不仅能够为人类提供大量的木材和多种林副业产品，而且在维持生物圈的稳定、改善生态环境等方面起着重要的作用。承德2001年至2008年林地覆盖率为43.8%～48.56%，提供了一定量的食用林产品和园林水果，将其产量代入式（1）计算，得到三类营养成分产量（表5），承德森林生态系统食物供给能力有较明显的增长趋势。

表5 承德森林生态系统食物供给能力Tab.5 Food provision of forest in Chengde

4 承德食物供给总量和可供养人口

4.1 承德食物供给总量

将农田、草地、水域、森林生态系统四大来源的食物营养成分总供给量相加，得到了2001-2008年承德实际食物营养成分总供给量(表6)。

表6 承德实际食物营养成分总供给量Tab.6 Total actual food provisions of Chengde

以2008年为例，承德实际食物供给能力为：热量6.186×1012kcal， 蛋白质22.718万t， 脂肪13.294万t。根据中国营养学会提出的2010年营养发展目标，可计算出食物营养需求(表7)。通过对比可见，热量、蛋白质和脂肪的总供给已达到并超出了2008年营养总需求量。按小康生活水平计算2008年承德食物需求量占供应量的比例为热量50.02%、蛋白质48.07%、脂肪68.46%。按富裕生活水平计算2008年承德食物需求量占供应量的比例为热量51.15%、蛋白质51.04%、脂肪73.02%。

表7 2008年承德食物需求量Tab.7 Total food demand of Chengde in 2008

从食物供应结构来看，以2008年为例，玉米供给量占农田生态系统的比例为热量66.89%、蛋白质51.83%、脂肪65.42%；玉米供给量占食物供应总量的比例为热量48.91%、蛋白质34.58%、脂肪25.81%。猪肉供给量占草地生态系统的比例为热量52.85%、蛋白质26.78%、脂肪66.98%；猪肉供给量占食物供应总量的比例为热量8.06%、蛋白质7.33%、脂肪35.13%。鱼类供给量占水域生态系统的比例分别为热量98.41%、蛋白质98.15%、脂肪98.83%；鱼类占食物供应总量的比例很小。板栗供给量占森林生态系统的比例为热量22.83%、蛋白质36.25%、脂肪6.06%；板栗供给量占食物供应总量的比例为热量2.58%、蛋白质1.59%、脂肪0.45%。苹果供给量占森林生态系统的比例为热量22.47%、蛋白质6.04%、脂肪6.06%；苹果供给量占食物供应总量的比例为热量2.54%、蛋白质0.27%、脂肪0.45%。红果供给量占森林生态系统的比例为热量29.10%、蛋白质10.71%、脂肪12.89%；红果供给量占食物供应总量的比例为热量3.29%、蛋白质0.47%、脂肪0.97%。山杏仁和杏扁供给量占森林生态系统的比例为：热量11.98%，蛋白质33.47%、脂肪68.48%。

可见，玉米、猪肉、为主要食物供应来源，占食物供应总量的比例为热量56.97%、蛋白质41.91%、脂肪60.94%。板栗、苹果、红果、山杏仁和杏扁为森林生态系统中主要食物供应来源占比例为热量86.38%、蛋白质86.48%，脂肪93.49%，山杏仁和杏扁的脂肪供应量为森林生态系统供应量的68.48%。4.2 承德食物可供养人口

结合不同生活水平下人类生活所需营养成分，利用2.2中的食物供给能力模型（式2）计算得到温饱、小康和富裕水平下的人口供给能力（表8）。三种营养成分均供给有余，但供给能力有所不同，其中蛋白质供给能力最强，可供给人口在447.2万～808.3万人之间；脂肪供应能力最弱，在397.1～543.6万人之间，2008年温饱水平才增长到543.6万。事实上，目前承德食用植物油基本从区域外进口，市场供给易受区域市场影响。因此需要稳定油料作物种植面积和产量，注重提高植物脂肪的供给能力。

表8 不同生活水平下各类营养实际可供养人口（单位：106人）Tab.8 Population-providing-ability among different living standards(unit:106individuals)

4.3 各来源食物在总供给中所占比例

将农田、草地、水产、森林生态系统食物的热量、蛋白质、脂肪各自所占三大食物营养成分总量的百分比加以平均，得到农田、草地、水产、林地食物占食物供给总量的平均百分比（图1）。承德食物总供给中，农田生态系统的贡献长期占据绝大部分，从2001年到2008年平均占54.31%；草地生态系统所占的比例平均为40.37%，远远高于中国草地生态系统食物供给比例。水域生态系统所占比例很小，平均为0.53%；森林生态系统食物所占比例初期较小，2001年为2.63%，2005年以后增长加快，2007年达到7.92%，整体而言，承德食物供给中林产品所占的比例有所增长，而且近年增长的速度在加快。

图1 承德食物总供给能力百分比Fig.1 Food provision percentage of each food source

4.4 承德与中国食物供应能力比较

将共有数据2001～2004年承德各生态系统食物供应能力求平均值与同年份中国各生态系统食物供应能力平均值比较，如表9。

表9 2001～2004年各生态系统平均食物供应能力比较Tab.9 Comparison of the average food provision of ecosystems from 2001 to 2004

由表9可以看出，承德农田生态系统各食物营养成分（热量、蛋白质、脂肪）人均供应能力均低于全国人均供应能力；草地生态系统各食物营养成分人均供应能力均远高于全国人均供应能力；水域生态系统各食物营养成分人均供应能力均远低于全国人均供应能力。

5 结论与讨论

承德农田生态系统食物热量、蛋白质供应有余，而脂肪供应不足以满足总需求。草地生态系统脂肪的供应能力相对较强，可以弥补农田生态系统脂肪供应不足的状况。各来源食物在总供给中所占比例，农田生态系统的贡献长期占据绝大部分，从2001年到2008年平均占54.31%；草地生态系统所占的比例平均为40.37%，远远高于中国草地生态系统食物供给比例。水域生态系统所占比例很小，平均为0.53%；森林生态系统食物所占比例初期较小，2001年为2.63%，2005年以后增长加快，2007年达到7.92%，整体而言，承德食物供给中林产品所占的比例有所增长，而且近年增长的速度在加快。

从食物供给总量和可供养人口看，3大营养成分均供给有余，但供给能力有所不同，其中蛋白质供给能力最强，可供给人口在447.2万～808.3万人之间；脂肪供应能力最弱，在397.1～543.6万人之间。从食物供应结构来看，玉米、猪肉为主要食物供应来源，占食物供应总量的比例为热量56.97%、蛋白质41.91%、脂肪60.94%。

与中国人均食物供应能力比较，承德农田生态系统3大营养成分人均供应能力均低于全国人均供应能力；草地生态系统各食物营养成分人均供应能力均远高于全国人均供应能力；水域生态系统各食物营养成分人均供应能力均远低于全国人均供应能力。

承德应大力发展玉米深加工及其产品出口，提高产品附加值。利用区位优势，增加荞麦、莜麦等绿色无污染农产品产量。增加猪肉出口和水产品进口或努力提高水产品产量。不断提高时差菜、食用菌、马铃薯等十大主导产业农产品产量，提供无公害、优质、安全产品。保护森林生态系统的同时，继续提高森林食物的供应量，并发展板栗出口，红果、山杏仁和杏扁深加工及相关产业，提高承德市人民生活水平，改善营养结构。

[1]陈百明.中国农业资源综合生产能力与人口承载能力[M].北京:气象出版社,2001.

[2]Macer Darryl R J,Bhardwaj Minakshi,Maekawa Fumi et al.Ethical opportunities in global agriculture,fisheries,and forestry:The role for FAO.Journal of Agricultural and Environmental Ethics,2003,16(5):479-504.

[3]Yue Tianxiang,Tian Yongzhong,Liu Jiyuan et al.Surface modeling of human carrying apacity of terrestrial ecosystems in China [J].Ecological Modelling,2008 214(2-4):168-180.

[4]封志明,杨艳昭,张晶.中国基于人粮关系的土地资源承载力研究:从分县到全国 [J].自然资源学报,2008,23(5):865-875.

[5]李玉平,蔡运龙.区域耕地-人口-粮食系统动态分析与耕地压力预测 [J].北京大学学报 (自然科学版),2007,(2):230-234.

[6]辛良杰,李秀彬,谈明洪.中国区域粮食生产优势度的演变及分析[J].农业工程学报,2009,25(2):222-227.

[7]Tao Fulu,Yokozawa M,Zhang Zhao et al.Remote sensing of crop production in China by production efficiency models:Models comparisons,estimates and uncertainties.Ecological Modelling,2005,183(4):385-396.

[8]Xiong Wei,Lin Erda,Ju Hui et al.Climate change and critical thresholds in China's food security.Cli matic Change,2007,81(2):205-221.

[9]Ye Liming,Ranst E V.Production scenarios and the effect of soil degradation on long-term food security in China.Global Environmental Change,2009,19:464-481.

[10]毕继业,朱道林,王秀芬等.基于GIS的县域粮食生产资源利用效率评价.农业工程学报,2008,24(1):94-100.57(2):127-134.

[11]蔡运龙,傅泽强,戴尔阜.区域最小人均耕地面积与耕地资源调控.地理学报,2002,57(2):127-134.

[12]封志明,杨艳昭,张晶.中国基于人粮关系的土地资源承载力研究:从分县到全国.自然资源学报,2008,23(5):865-875.

[13]殷培红,方修琦.中国粮食安全脆弱区的识别及空间分异特征.地理学报,2008.63(10):1064-1072.

[14]吕新业.我国食物安全及预警研究[D].北京:中国农业科学院,2006.

[15]国务院.中国食物与营养发展纲要(2001-2010年).营养学报,2002,24(4):337-341.

[16]Yue Tianxiang,Tian Yongzhong,Liu Jiyuan et al.Surface modeling of human carrying capacity of terrestrial ecosystems in China.EcologicalModelling,2008,214(2/3/4):168-180.

[17]田永中.基于栅格的中国陆地生态系统食物供给功能评估[D].北京:中国科学院地理科学与资源研究所,2004.

[18]卢良恕,刘志澄.中国中长期食物发展战略.北京:农业出版社,1993.

[19]Yue Tiangxiang,Wang Qing,Lu Yimin et al.Change trends of food provisions in China.Global and Planetary Change,2010(in Press).

[20]封志明,陈百明.中国未来人口的膳食营养水平.中国科学院院刊,1992,(3):21-26.

[21]王情,岳天祥,卢毅敏等.中国食物供给能力分析.地理学报,2010.65(10):1229-1240.

An Analysis of the Capacity of Chengde's Food Provision

CHENG Fu-wei1,ZHANG Yue-cong1,MENG Xian-feng1,YANG Yi-tian2
(1.Hebei Normal University for Nationalities,Chengde,Hebei,067000 China;2.Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research,Chinese Academy of Sciences,Beijing,100101 China)

According to the actual food production of various types of ecosystems(cropland,grassland,aquatorium,forests)in Chengde and the food nutrition conversion table,if we convert various types of food into three major nutrients(heat,protein,fat)needed by the survival of humans,we come to the actual food supply capacity in Chengde.The results show that:The supply of the three major nutrients is enough,but the supply capacity is different.With corn and pork as the main source of food supply,the food supply structure is inconsistent to the consumption structure.The contribution of cropland accounts for the vast majority;The proportion of food supply from grassland is much higher than that of China;The proportion of food supply from aquatorium is low,with an average of 0.53%;The proportion of food supply from forests is fast growing.The per capita food supply capacity of three major nutrients from cropland in Chengde is lower than that in China,with that from grassland far higher and that from aquatorium far lower.We should adjust and optimize the industrial structure,improve the nutrition structure and the living standards in Chengde.

Chengde;food provision;food nutrition;food supply and demand balance

S216

A

2095-3763（2012）02-0031-06

2012-03-17

成福伟（1973-），男，满族，河北丰宁人，河北民族师范学院副教授，主要从事统计学研究。

河北省社会科学发展研究课题(201101353)