贵州省土地资源承载力多尺度时空差异研究

安方乾 王倩 梅再美

摘要基于人粮关系，运用土地资源承载力（LCC）模型和土地资源承载力指数（LCCI）模型，从全省、分市、分县3个空间尺度定量评价了2000—2015年贵州省土地资源承载力的时空变化过程。结果表明：从全省水平上看，贵州省土地资源承载力一直处于人口超载、粮食短缺的状态；分市格局上看，粮食盈余市（州）增加，人粮超载市（州）减少，人粮关系趋于改善，遵义市土地资源承载力指数最低，贵阳市最高；分县尺度上看，全省大部分县域的土地承载力状态有明显改善，北部地区土地资源承载力明显高于其他地区，目前粮食盈余县主要分布在遵义市，贵阳—安顺—六盘水—黔西南一带的人口超载县最为集中。

关键词人粮关系；贵州省；土地资源承载力；土地资源承载力指数

中图分类号S-9文献标识码A文章编号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

粮食安全是国家安全战略的基础，是实现经济持续发展的重要保障。我国是人口大国，人均土地資源占有量少，随着工业化和城市化不断地推进，耕地资源数量减少，土地退化，人地矛盾日益突出[1-2]。20世纪60年代以来，由于全球人口快速增长、资源短缺、生态环境恶化等问题愈演愈烈，世界各国广泛展开土地资源承载力的研究。80年代中期中国科学院从土地、粮食（食物）与人口相互关系的角度出发对中国土地资源生产能力及人口承载量进行了研究[3-4]。

近年来，研究土地资源承载力的方法层出不穷，如系统动力学模型[5-6]、农业生态区域法模型[7]、灰色模型和线性规划模型[8]、生态足迹法模型[9-10]、潜力估算模型[11]、GIS和RS技术[12]、土地资源承载力指数（LCCI）模型[13]等。其中LCCI模型一直被广泛运用，因此，笔者基于人粮关系，利用土地资源承载力（LCC）模型和LCCI模型，从全省、分市、分县3个空间尺度定量评价了2000—2015年贵州省土地资源承载力的时空变化过程，试图为确保国家粮食安全与有效推行贵州省土地资源可持续利用提供理论依据和决策支持。

1数据来源与研究方法

1.1研究区域概况

贵州省位于我国西南腹地，云贵高原东部，长江水系与珠江水系的上游地区，现辖9个市（州）88个县（市、区），介于103°31′～109°30′ E、24°30′～29°13′ N，土地面积17.62万km2，全省地势西高东低，地形以山地与丘陵为主，是我国唯一没有平原的省份。气候温和，降水丰沛，雨热同期，但由于喀斯特强烈发育，山高坡陡，工程性缺水严重，生态环境脆弱，耕地质量较差，抗干扰能力弱，环境容量低，粮食自给率低，人地矛盾突出。

1.2数据来源

数据来源于《贵州统计年鉴》（2000—2015），主要包括2000—2015年贵州省全省、各市和各县的常住人口、粮食产量等数据。在分县尺度下，为减少年际误差，用连续3年粮食产量的平均值代表研究年份农业生产水平。

1.3研究方法

1.3.1土地资源承载力（LCC）模型。

土地资源承载力一般是指一定区域内的土地所能持续供养的人口数量，即土地资源人口承载量，其实质是研究人口消费与食物生产、人类需求与资源供给间的平衡关系问题[14]。土地资源承载力（LCC）模型主要反映区域土地、粮食与人口的关系，可以用一定粮食消费水平下区域土地生产力所能持续供养的人口规模来度量[15]。其公式表示为：

LCC=G/Gpc

式中，LCC为土地资源承载力（人）；G为粮食总产量（kg）；Gpc为人均粮食消费标准（kg/人）。参照相关研究并结合研究区的实际情况，人均粮食消费400 kg即可达到营养安全的要求[16-17]，所以该研究将其作为贵州省的粮食消费标准。

1.3.2土地资源承载力指数（LCCI）模型。

为揭示区域现实人口数量与土地资源承载力之间的关系，该研究构建土地资源承载力指数（LCCI）来表征贵州省的实际人口与理论人口承载能力的相互关系，利用LCCI来衡量贵州省土地资源承载力状况。其公式表示为：

LCCI=Pa/LCC

式中，LCCI为土地资源承载力指数；Pa为现实人口总数（人）。

根据LCCI的大小将研究区域划分为以下3种类型区：

（1）粮食盈余区，LCCI ≤0.875。该类型区特征为粮食充裕，具有一定的开发潜力。

（2）人粮平衡区，0.875< LCCI ≤1.125。该类型区特征为当地人口的粮食消费与粮食供给处于相对平衡状态，开发空间有限。

（3）人口超载区，LCCI >1.125。该类型区特征为粮食需求超过农业生产能力，粮食短缺严重，人地关系紧张。

依据盈余、超载的程度可进一步将土地资源人口承载力细分为8个级别（表1）。

2结果与分析

2.1全省土地资源承载力评价

2000—2015年贵州省土地资源承载力评价结果见图1。由图1可知：

（1）2000—2015年土地资源承载力呈周期性波动特征，具有明显的不确定性，波动周期为4～6年，长短不一。诸如2000年粮食产量为1 161.3万t，LCC为2 813.03万人，2002年粮食产量跌至1 034.2万t，LCC减至2 585.50万人，2005粮食产量则增至1 152.06万t，LCC为2 880.15万人；2006年受粮食播种面积减少影响，粮食产量减至1 038万t，减幅10%，LCC跌至2 595.00万人，此后粮食产量逐步回升，2009年达到1 168.27万t，LCC增至2 920.68万人；2011年由于全省大面积受到旱灾的严重影响[18]，粮食比上一年减产235.4万t，降幅达20%，LCC达到最低值2 192.25万人，2011年以后，随着粮食播种面积和农作物单产的增长，粮食产量不断增加，土地资源承载力逐年增长，2015达到最高点2 950.00万人。

（2）2000—2015年LCCI介于1.196～1.582，土地资源承载力一直处于人口超载，粮食短缺的状态。尽管2011年以来粮食产量不断增长，土地资源承载力指数呈下降趋势，人粮关系有所缓和，但仍没有改变人口超载状态，现实人口数远高于土地资源承载力。相关研究普遍认为，一个国家或地区的粮食自给率在100%以上，就是完全自给；自给率在95%～100%，为基本自给；自给率在90%～95%，是可以接受的粮食安全水平；自给率一旦在90%以下，粮食安全的风险会显著增加[19]。贵州省粮食自给率一直处于90%安全线之下，粮食亏缺严重，供求关系严重失衡，粮食安全风险较大。

2.2贵州省各市（州）土地资源承载力评价

2000—2015年贵州省各市（州）土地资源承载力评价结果见图2。由图2可知：

（1）2000—2015年粮食盈余与人粮平衡市（州）增加，人口超载市（州）减少，人粮关系趋于改善。2000年仅遵义市和铜仁市2个市表现为人粮平衡状态，其他7个市（州）均为人口超载状态，到2015年，出现了1个粮食盈余市，人粮平衡市（州）增至4个，人口超载市（州）减至4个。

（2）区域土地资源承载力状态差异明显，其中遵义市土地资源承载力指数最低，贵阳市最高。遵义市人口密度较低，粮食播种面积大，且单产较高，土地资源承载力最高，以粮食盈余和人粮平衡为主要特征；贵阳市作为贵州省省会城市，人口集聚效应明显，人口增长迅猛，粮食从最初年产6345万t下降到45.39万t，降幅达28.5%，仅拥有全省234%的耕地，生产了全省3.85%的粮食，却供养了全省1309%的人口，土地资源承载力最低，土地资源承载力指数明显高于其他地区，土地资源承载力一直处于人口严重超载状态，人粮矛盾突出，粮食缺口较大。

2.3贵州省各县土地资源承载力评价

该研究采用2000—2003年、2006—2008年、2013—2015年各县粮食产量的平均值依次代表了2000、2007、2015年各縣的农业生产水平，以此评价2000—2015年贵州省各县土地资源承载力，结果见表2和图3。由表2和图3可知，2000—2015年全省大部分县域的土地资源承载力状态有明显改善，粮食盈余和人粮平衡县明显增加，人口超载县大幅减少，土地资源承载力逐步增强，人地矛盾有所缓和；空间上，全省北部地区的土地资源承载力明显高于其他地区。

（1）2000年贵州省大多数县域的土地资源承载力状态以人口超载为主要特征。全省73.56%的县域，72%的人口存在不同程度的粮食亏缺，粮食盈余县仅有花溪区、余庆县、湄潭县以及绥阳县4县，粮食平衡县也仅有19个，占全省21.84%。空间上，贵州省北部地区土地资源承载力高于其他地区，六盘水市、安顺市以及黔南州所辖各县域都处于人口严重超载状态。

（2）2007年贵州省大多数县域的土地资源承载力状态与2000年相比有明显好转，粮食盈余和粮食平衡县的数量及其所辖人口数大幅增加，人口超载县的数量及其所辖人口数显著减少，但人口超载县占比仍较大。其中，粮食盈余县为19个，占全省21.59%，比2000年增加了15个，增幅达375%；人粮平衡县为39个，占全省44.32%，比2000年增加了20个，增幅为105.26%；人口超载县为31个，占全省3409%，比2000年减少了34个，减幅为53.13%。

（3）2015年贵州省土地资源承载力状态较2007年略有下降，全省以人粮平衡和人口超载为主要特征。其中，粮食盈余县为14个，占全省15.91%，比2000年减少了5个；人粮平衡县为39个，占全省44.32%，与2000年持平；人口超载县为35个，占全省39.77%，比2007年增加了5个。空间上，粮食盈余县集中分布于遵义市；贵阳—安顺—六盘水—黔西南一带由于人口密度大，播种面积小，农业在经济中的占比小，土地资源承载力低，人口超载县最为集中。

3结论

基于贵州省资源禀赋差异显著、人口分布不均的现实，从人粮关系角度出发，运用多个空间尺度系统衡量了2000—2015年贵州省土地资源承载力的时空演变。结果表明：

（1）从全省水平看，2000—2015年土地资源承载力呈周期性波动特征，具有明显的不确定性，波动周期为4～6年，长短不一；LCCI介于1.196～1.582，土地资源承载力一直处于人口超载，粮食短缺的状态。

（2）从分市格局看，2000—2015年粮食盈余市（州）与人粮平衡市（州）增加，人口超载市（州）减少，人粮关系趋于改善；区域土地资源承载力状态差异明显，其中遵义市土地资源承载力指数最低，贵阳市最高。

（3）从分县尺度看，2000—2015年全省大部分县域的土地承载力状态有明显改善，粮食盈余和人粮平衡县明显增加，人口超载县大幅减少，土地资源承载力逐步增强，人地矛盾有所缓和；空间上，全省北部地区的土地资源承载力明显高于其他地区。目前贵阳—安顺—六盘水—黔西南一带的人口超载县最为集中。

从以上研究可以看出，土地资源承载力在不同的研究尺度下，其结果存在一定的差异。从全省水平上看，贵州省现实人口数远高于土地资源承载力，粮食短缺严重，但随着选取尺度的不断缩小，在分市、分县尺度下部分区域存在着粮食盈余与人粮平衡的现象。利用土地资源承载力（LCC）模型和土地资源承载力指数（LCCI）模型能简明直观地反映出贵州省土地资源承载力的状况，为当地人口政策的制定与土地利用的优化提供科学依据。

参考文献

[1] 潘佩佩，杨桂山，苏伟忠，等.太湖流域粮食生产时空格局演变与粮食安全评价[J].自然资源学报，2013，28（6）：931-943.

[2] 聂英.中国粮食安全的耕地贡献分析[J].经济学家，2015，1（1）：83-93.

[3] 封志明.土地承载力研究的过去、现在与未来[J].中国土地科学，1994，8（3）：1-9.

[4] 李旭东.贵州乌蒙山区资源相对承载力的时空动态变化[J].地理研究，2013，32（2）：233-244.

[5] 方创琳，余丹林.区域可持续发展SD规划模型的试验优控：以干旱区柴达木盆地为例[J].生态学报，1999，19（6）：87-89.

[6] 哈斯巴根，李百岁，宝音，等.区域土地资源人口承载力理论模型及实证研究[J].地理科学，2008，28（2）：189-194.

[7] 石玉林.中国土地资源的人口承载能力研究[M].北京：中国科学技术出版社，1992.

[8] 罗雁文，魏晓，王良健，等.湖南省各市（州）土地资源承载力评价[J].经济地理，2009，29（2）：284-289.

[9] REES W E.Ecological footprints and appropriated carrying capacity：What urban economics leaves out[J].Environment and urbanization，1992，4（2）：121-130.

[10] 张志强，徐中民，程国栋，等.中国西部12省（区市）的生态足迹[J].地理学报，2001，56（5）：599-610.

[11] 孟庆香，刘国彬，常庆瑞，等.陕北黄土高原农牧交错带土地生产潜力及人口承载力[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2006，34（12）：135-141.

[12] 熊利亚，夏朝宗，刘喜云，等.于RS和GIS的土地生产力与人口承载量：以向家坝库区为例[J].地理研究，2004，23（1）：10-18.

[13] 封志明，楊艳昭，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.

[14] 张晶.中国人粮关系的区域差异和国家粮食安全[J].经济地理，2009，29（11）：1894-1897.

[15] 吴林筱，任志远，赵胜男，等.山西省土地资源人口承载力多尺度时空差异分析[J].山东农业科学，2015，47（6）：83-86.

[16] 卢良恕，刘志澄.中国中长期食物发展战略[M].北京：农业出版社，1993：107-112.

[17] 梅方权.21世纪前期中国粮食发展分析[J].中国软科学，1995（11）：99-101.

[18] 洪名勇，周欢，刘洪.自然灾害对贵州省粮食波动的影响研究[J].农业现代化研究，2016，37（1）：35-42.

[19] MELISSA A.Focus on thailand，government takes lead in setting rice exporter：Cartel amid stiff competition，low prices[J].World grain，2002，12：20-24.