长江上游山丘区土地承载力研究与评价_以四川省宜宾市为例_漆良华

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文章编号:1004-8227(2007)02-0169-06长江上游山丘区土地承载力研究与评价———以四川省宜宾市为例漆良华1,周金星1*,张旭东1,谭显春2,陈文晖3,黄玲玲1(1.中国林业科学研究院林业研究所国家林业局林木培育重点实验室,北京100091;2.清华大学工业工程系,北京100084;3.中国国际工程咨询公司,北京100044)摘 要:我国是一个以山地为主的国家,耕地有限且以山丘坡耕地为主,协调人地关系非常重要。

以四川省宜宾市为例,通过土地资源生产潜力和人口数量预测模型的建立,采用环境容量等级系数计算和等级划分方法,对基于水土流失和生态工程建设作用下的长江上游流域山丘区土地利用类型与格局的变化及其它人类活动对土地承载力的影响进行了研究与评价。

研究结果表明,宜宾市土地资源的生产潜力在2010、2015、2020年时总体上都能承载3种生活类型条件下的人口数量,3种生活类型下的容量等级基本都在“3”以上,即达到“满足”水平,并呈现出向“富余”水平提高的趋势,这表明尚具有较大潜力和空间的土地承载力是宜宾区域经济发展的有利驱动因素,人类活动对土地承载力产生的影响在可承受的生态阈值之内,为长江上游流域及我国广大山丘地区的生态环境建设和区域发展提供了可靠依据。

关键词:长江流域;山丘区;土地资源;土地承载力;宜宾市文献标识码:A 土地承载力也称资源承载力、土地人口承载力或土地资源人口容量,是一定生产条件下土地资源的生产力和一定生活水平下所能承载的人口限度,是近20多年来资源、人口及生态等诸多领域研究的热点问题[1~5]。

中国耕地有限且以山丘坡耕地为主,人地关系尤为紧张[6]。

研究我国山丘区土地承载力可对该区域土地资源生产状况和可承载人口的能力进行科学预测与评价,具有十分重要的意义。

长江流域是我国低山丘陵的主要分布区,其干流在宜昌以上统称上游,属山丘地貌,上游流域面积为1.005×106km2,占长江流域面积的55.83%,占国土面积的10.46%[7,8],具有较为丰富的自然资源和较大的发展潜力。

然而,由于人口急剧增长,对土地资源的掠夺式经营,土地垦殖率的不断提高,生态环境建设发生的土地利用类型与格局的变化,加之不合理的土地利用方式和自然灾害的叠加作用,人类活动已接近甚至超过生态阈值,导致长江上游流域山丘区的土层日益贫瘠,自然灾害频发,生态环境恶化加剧,土地承载力下降等问题[9,10],对流域经济发展和区域生态安全构成严重威胁。

四川省宜宾市是长江上游山丘区的典型代表,本文以之为例,对长江上游山丘区的土地承载力进行研究与评价,以期为该区生态环境的进一步治理与改善、土地资源的合理利用与开发和资源、人口、环境和区域经济的协调发展提供基础数据和科学依据,同时,为我国类似广大低山丘陵区土地资源的利用与开发提供借鉴与参考。

1 研究区概况与研究方法1.1 研究区概况研究区宜宾市位于四川省南部,金沙江、岷江、长江三江汇合处,被誉为“万里长江第一城”。

境内地貌以中低山地和丘陵为主体,岭谷相间,平坝狭小零碎,自然概貌为“七山一水二分田”。

境内海拔在500~2000m的中低山地占46.6%,丘陵占45.3%,平坝仅占8.1%[11],全市土地面积13283 km2,总人口510万人,属中亚热带湿润季风气候类收稿日期:2005-12-01;修回日期:2006-01-04基金项目:国家“十五”科技攻关(2004BA516A14)和国家“十五”科技支撑项目(2006BAD03A16)资助.作者简介:漆良华(1976~ ),男,湖北省潜江人,博士研究生,主要从事林业生态工程及资源环境评价研究. *通讯作者型,低丘河谷兼有南亚热带的气候属性[11]①。

1.2 研究区土地资源利用现状宜宾土地资源相对贫乏,现有土地总面积132.94hm2①。

由于城市的扩张、矿产资源的开发利用、工业的发展和生态环境工程的建设,1995~2003年,宜宾市耕地和未利用地面积逐年减少,尤其水田面积减少趋势明显,城镇村及工矿用地面积增加,林地面积增加趋势明显,而园地、牧草地、交通用地及水域面积变化相对稳定。

1.3 研究与评价方法(1)土地资源生产潜力预测方法:选择趋势外推法[12~14],利用指数平滑、自然增长、回归方程、Lo-g istic曲线等方法,按历史发展趋势顺延外推,通过多模型拟合选优,建立回归模型方程,对宜宾市的土地资源生产潜力进行预测和评估。

(2)土地资源承载能力的预测:运用趋势外推法对宜宾市土地资源生产潜力进行预测,在此基础上,考虑温饱、小康及相对富裕3种生活类型所需的营养标准及人口数量的变化,对宜宾市土地可承载人口进行估算,计算承载差额。

(3)土地资源人口容量评价:应用环境容量等级系数计算和等级划分方法,对宜宾市土地资源人口容量进行总体评价①,得出土地资源在不同时期可承载的不同生活类型人口数量的状态。

(4)数据处理:建模所应用的数据处理程序均采用SPSS统计分析软件中的相关程序。

2 结果与分析2.1 宜宾市人口数量预测根据宜宾市1949~2003年主要年份总人口与非农业人口数①,建立模型方程,对宜宾市2010、2015和2020年的人口数量进行预测,并计算出相应的农业人口数量。

预测模型方程为:总人口:y=-83063+10996.10ln t,(r= 0.9869);非农业人口:y=e45.6761-82532/t,(r=0.9955);上式中:y为人口数;t为年份;r为相关系数;下同。

宜宾市人口数量预测结果见表1。

由表1可知,尽管由于城市化进程加快,宜宾市的农业人口从2010~2020年所占比重略有下降,但表1 宜宾市人口数量预测T ab.1 P opulatio n F or ecast in Y ibin City项目2010年2015年2020年总人口(万人)572.13599.45626.70非农业人口(万人)101.03111.86123.80农业人口(万人)471.10487.59502.90农业人口所占比例(%)82.3481.3480.25仍在80%以上,亦即表明宜宾作为长江上游的一个典型山丘型农业地区,经济的发展与农业人口的增加都对该区域的土地承载力具有较高的要求。

2.2 宜宾市土地资源生产潜力预测分析2.2.1 农作物产量预测根据宜宾市1949~2003年主要年份农作物产量①,建立模型方程。

主要粮食作物与经济作物的产量预测模型方程为: 稻谷:y=3.1×107-6.0×1010/t,(r=0.9418); 小麦:y=-3.52×106+1867.479t,(r=0.9513); 玉米:y=-7.0×107+9248877ln t,(r=0.9581); 红苕:y=e77.3162-129743/t,(r=0.9513) 大豆:y=e15.8982-11544/t,(r=0.8834); 高粱:y=-739304+382.548t,(r=0.9296); 油料:y=1.5×10-16×(e0.0236t),(r=0.9407); 油菜籽:y=-702626+361.254t,(r=0.9028); 花生:y=e-23.61+0.0169t,(r=0.9214); 甘蔗:y=3.0×10-6×(e0.0122t),(r=0.8858); 水果:y=e-154.51+0.0829t,(r=0.9143)。

宜宾市主要农作物预测结果见表2。

表2 宜宾市主要农作物产量预测(104t) T ab.2 Yie ld F o reca st o f M ain Cro ps in Yibin City2010年2015年2020年粮食作物稻谷114.93122.33129.70小麦23.3624.3025.23玉米34.5936.8939.18红苕35.0641.1548.26大豆 2.57 2.61 2.65高粱 2.96 3.15 3.34经济作物油料 5.99 6.74 7.58油菜籽 2.35 2.53 2.71花生 3.15 3.43 3.73甘蔗13.3914.2415.13水果18.3327.7542.00 2.2.2 主要畜产品产量预测根据宜宾全市主要畜产品、蔬菜的统计数据①,建立回归模型,对2010、2015和2020年的畜产品与①宜宾市统计局编.宜宾统计年鉴———2004.170 长江流域资源与环境 第16卷 蔬菜产量进行预测。

预测模型方程为:肉类:y=3.1×10-81×1.1038t,(r=1.000);牛奶:y=-1.0×105+52t,(r=1.000);禽蛋:y=7.0×10-98×(e0.1166t),(r=1.000);蜂蜜:y=-169288+85t,(r=1.000);蔬菜:y=3.9×10-61×(e0.0764t),(r=1.000)。

宜宾市主要畜产品、蔬菜产量预测结果见表3。

表3 宜宾市主要畜产品与蔬菜产量预测(104t)Tab.3 Yield Fo recast of M ain Liv esto ck P ro ductsand V ege tables in Yibin City2010年2015年2020年肉类50.2482.32134.88牛奶0.450.480.50禽蛋 4.267.6213.66蜂蜜0.160.200.24蔬菜191.89281.17411.972.2.3 主要消费食物预测产量汇总根据宜宾市土地生产潜力的预测分析结果,将宜宾市主要消费食物的预测产量汇总于表4。

其中粮食主要包括谷物、大豆和薯类,油料作物主要包括花生、油菜籽、芝麻和向日葵籽等,水果主要包括梨和柑桔,肉类包括猪肉、牛肉、羊肉、兔肉和家禽肉。

表4 宜宾市主要消费食物产出量预测汇总表(104t) T ab.4 Yield F or ecast o f M ain Co nsumerFoo ds in Yibin City2010年2015年2020年粮食259.52293.28331.22蔬菜191.89281.17411.97水果18.3327.7542.00油料 5.99 6.747.58甘蔗13.3914.2415.13肉类50.2482.32134.89牛奶0.450.480.50禽蛋 4.267.6213.66蜂蜜0.160.200.242.3 宜宾市土地资源可承载人口预测2.3.1 主要消费食物所含营养成分的计算依据《主要食物成分表》中每百克食品所含营养成分,制定出宜宾市主要消费食物所含的营养成分标准,见表5。