石家庄市耕地资源人口承载力评价*

张贵军，朱永明，张蓬涛，傅海利

(1.河北农业大学国土资源学院，保定071001;2.石家庄市国土资源局，河北石家庄050000)

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。目前，我国使用的定义是“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”［1］。从威廉·福格特的《生存之路》［2］到发展中国家土地的潜在人口承载能力研究［3］再到《中国土地资源生产能力及人口承载量研究》［4-5］，土地生产潜力和人口承载力的研究一直是国内外科学界研究的热点之一［6］。石家庄市作为河北省的省会所在地，其人口规模不断扩大，合理开发利用土地资源，实现该地区的可持续发展并提升土地资源的人口承载力意义尤其重大。该文以石家庄市为例，主要针对石家庄的土地资源中的耕地资源人口承载力进行了评价。由于数据收集的问题，石家庄耕地资源现状评价以2009年为基础年，对2009年及以前的数据资料进行分析评价;预测评价的近期目标年为2015年，预测评价的远期目标年为2020、2030年。

1 石家庄市耕地资源及人口数量变化概况

石家庄市作为河北省的省会，下辖6区、5市 (县级市)、12县，近些年该辖区常住人口逐年增多，而人均耕地逐年减少。石家庄市2000～2009年耕地、全市常住人口、人均耕地数量［7-10］变化情况见表1。

表1 石家庄市2000～2009年耕地、全市常住人口、人均耕地数量变化

1.1 石家庄市耕地资源变化状况

如表1所示，2000年石家庄耕地面积为60.521万hm2，全市人均耕地为0.068hm2/人，到2009年石家庄耕地面积为58.142万hm2，人均耕地降到0.059/人，远远低于全国平均水平。9年内平均每年减少2 540.13hm2，共减少了2.286 1hm2。同时也可以看出石家庄地区耕地总量及粮食播种面积2000～2009年经历了先降后增的变化趋势，2000～2006年一直处于逐渐减少的状态，而2006年之后开始小幅增加，其原因主要是由于从2005年起，严格执行了耕地占补平衡和基本农田保护措施，并通过土地开发整理、复垦等方式补充了一定数量的耕地，使全市耕地面积基本保持在58万hm2左右，并有小幅增加。

1.2 石家庄市人口变化状况

随着城镇化进程的不断加快，加之外地人口的大量涌入，市区人口和全市常住人口数量都在不断增加，2000～2009年间，市区人口和全市常住人口分别由166.7万人和889.8万人增加到242.78万人和977.41万人，分别增加了76.08万人和87.61万人，平均每年增加8.5万人和9.7万人［7-8］。人口的快速增长，使各种土地资源，尤其是耕地的承载压力越来越大。

2 石家庄市耕地资源现实粮食生产力及人口承载能力评价

耕地人口承载力，即在一定生产条件下和一定生活水平下，耕地资源的生产能力所承载的人口限度。耕地人口承载力评价主要包括耕地生产潜力和粮食消耗量两方面内容。耕地生产潜力估算通常从耕地总量和耕地单位产出量分析，粮食消耗量估算通常包括人口总量和人均粮食消费水平分析［1］。

2.1 按现实粮食生产力评价

(1)耕地人口承载力模型的建立

以粮食为标志的耕地人口承载力按公式P=Y/L来测算，其中:P为一定区域内的土地可承载人口数量;Y为总产量;L为人均粮食消费量［11］。

(2)耕地可承载人口规模的变化

依据耕地人口承载力模型，以人均粮食占有量400kg作为评价标准［1］，可得出石家庄市2001～2009年耕地人口承载力演变情况 (见表2)。石家庄市实际生产粮食可承载的人口规模要高于现有的实际人口规模，并且其潜力空间比较稳定，原因有两个方面:一是虽然2001年至2005年耕地总量有所下降，加上粮食作物与经济作物种植比例的调整，导致粮食作物播种面积也有下降的趋势，但由于粮食单产水平稳步提高，尤其是2008年，粮食每667hm2产量达到有史以来最高水平447kg。另外2005年以后，在取消农业税等扶持农业措施及大面积开展基本农田整治措施的影响下，耕地面积和粮食作物播种面积都有小幅提升。所以虽然人口在持续增长，但耕地生产粮食的人口承载能力并没有明显减弱，且在2006～2008年之间有所上升，2009年由于气候干旱、风雹灾害等对农业生产的不利影响，导致粮食单产水平和总产量有所下降，也使粮食承载力有小幅下降。

表2 石家庄市2001～2009年耕地人口承载力演变

2.2 按土地生产潜力评价

土地生产潜力在受自然因素的影响以外，还要受一系列社会经济因素的影响。随着经济的发展石家庄的农田投入水平有了大幅度提高，近些年粮食单产水平也说明了这一点。2000年，除赞皇、平山、灵寿、行唐属中等投入水平外多数县域投入水平都较高。参照联合国粮农组织对作物生产潜力进行投入水平的订正方法，高投入水平生产潜力订正系数为80%～100%;中投入水平生产潜力订正系数为60%～80%;低投入水平生产潜力订正系数为40% ～60%［1］。

2005年后石家庄市开展了大量基本农田改造工程，进行农用地的综合整治，在很大程度上促进了粮食生产能力，结合2000年测算的农业生产投入水平和近几年投入增加的力度，可将石家庄市农业投入水平订正系数确定在80%～90%之间。所以根据下面公式可测算出2009年石家庄市耕地生产潜力水平。

式中:Yt—t时段土地投入修订后的作物生产潜力，t为2009年;

kt—t时段土地土地投订正系数

yt—t时段作物土地生产潜力

根据石家庄市综合平均单位面积土地生产潜力 (2011，周智)及确定的土地投入修订系数，可计算出石家庄市耕地粮食生产潜力，计算结果见表3。

表3 2009年石家庄市进行农田投入水平修订后的土地生产潜力

进行投入水平的修订后，可见其计算结果与现实生产力相比较，粮食产量提高具备很大空间，仍以人均粮食占有量400kg作为评价标准，石家庄市2009年潜力生产粮食量可承载的人口规模为1 779.14万～2 001.53万人，远远高于2009年实际总人口。但无论怎样修订，按照生产潜力计算的结果仍然是一个理论最高值，对于复杂的土地利用活动而言，仍有许多的影响因素难以考虑和参与测算，所以以此为依据所得计算结果只能作为参考。

3 石家庄市耕地资源人口承载力预测

影响耕地人口承载力大小的因素可分为粮食生产能力和人口数量两个方面，而粮食生产能力主要受耕地资源状况和耕地产量等因素制约，人口数量主要受人口基数和人口增长率影响［12］。该文通过收集石家庄市耕地资源总量、耕地粮食生产能力和人口总量等因素的历史数据总结其变化趋势，利用其变化规律并结合今后耕地资源管理宏观调控政策的影响和石家庄地区的实际情况预测耕地资源人口承载力。

目标期耕地承载力预测的思路:根据目前生活水平提高速度和趋势的情况下，在建立不同粮食消费标准 (营养水平)的情况下，按照一元线性回归预测和GM(1，1)两种方法，进行耕地数量、人口数量等因素的预测，并将两种方法所得预测值进行加权平均作为各因素的预测结果，然后根据该预测结果计算不同时期粮食生产能力，结合设定的营养水平进行耕地资源人口承载力的评估。

3.1 营养水平的确定

大多数学者将营养水平分为贫困型、温饱型、宽裕型和小康型4级。由于不同的地区自然条件、生产发展水平、食物构成等方面差异较大，确定营养水平的级别应充分考虑当地的情况。参照中国医学科学院、中国农业科学院、中国营养学会等单位对河北省的有关测算结果，确定温饱、宽裕、小康三级营养标准，该标准除口粮消耗以外，还考虑了副食、种子、饲料以及工业用粮等粮食的分配，换算结果为:温饱型人均粮食占有量为 354.00kg，宽裕型人均粮食占有量为 400.00kg，小康型人均粮食占有量为 480.00kg［1］。

3.2 耕地播种面积和粮食作物播种面积的预测

由表1可以看出石家庄市耕地总量在2000～2009年之间总体呈下降趋势，虽然2006～2009年期间有小幅回升，但从长远来看，随着人口的不断增加和建设用地不可避免的占用，石家庄耕地总量在未来应该还会有所下降。与之对应的粮食作物播种面积则相对比较稳定，但粮食作物的播种面积始终受耕地总面积的影响和限制，并以其为基础选择经济作物及粮食作物的比例，进而决定每年粮食作物播种面积的大小。该预测是以2000～2009年的数据、资料为基准，预测目标年为2015年、2020年、2030年。

3.2.1 按一元线性回归模型进行耕地面积和粮食作物播种面积的预测

第一步:建立预测模型:

Yt:预测t年的耕地面积;A0:所选定基准年的耕地面积;a:估算的平均每年减少耕地面积数量;Xt、X0:分别为要预测年度、所选定的基准年。

第二步:根据预测模型，对2015年耕地面积数量进行预测

2000～2009年，由于农业产业结构调整和城乡建设用地扩张等原因，石家庄市耕地面积以年均0.42%的速度递减，年均减少0.255万hm2。虽然近些年土地开发整理项目的实施使耕地总量有所回升，但受社会经济及城市化发展、产业结构调整、户籍管理制度改革等影响，一部分耕地还将不可避免被占用。而耕地后备资源数量有限，限制因素多且开发难度大，所以，石家庄市的耕地可能要经历先小幅增加再逐渐减少的变化趋势，对于2015年耕地保有量的预测按2006～2009年年均递增0.057万hm2计算，即a=0.057万hm2。在预测模型:Yt=A0+a× (Xt-X0)中，所选定的基准年X0为2009年，Xt为2015年，A0为2009年的耕地面积58.227万hm2，a=0.057万hm2，所预测的结果为2015年末石家庄市耕地面积将增至58.569万hm2。

第三步:根据预测模型，分别对2020、2030年耕地面积数量进行预测

首先，到2015年石家庄市农业现代化将基本实现，农业种植结构比较稳定，由于农业结构调整造成的耕地减少数量将大幅度降低;2015年以后通过开发整理或基本农田整理增加有效耕地面积的空间将逐渐减小，耕地保护的主要任务将趋于占补平衡和耕地总量动态平衡。但由于人口的继续增长和经济发展的需要，建设将继续占用一定数量的耕地，耕地总面积将趋于缓慢减少。综合考虑上述因素，2020年耕地总量的面积预算，以2015年预测面积为基准，按2000～2015年年平均减少速度0.13万hm2计算，即a=-0.13万hm2，则2020年末石家庄市耕地总面积的预测值为57.9184万hm2。

2020年之后，随着经济水平与土地集约利用技术的提高，建设用地数量的增加将趋于缓慢，直至不变，石家庄市2020～2030年间耕地减少速度将进一步放缓。2030年耕地总量的预测，以2020年预测面积为基准，按2000～2020年年均减少速度0.13万hm2的一半计算，即a=-0.065万hm2，则2030年末石家庄市耕地总面积的预测值为572.68hm2。

第四步:2015年、2020年、2030年粮食作物播种面积的预测

目前，石家庄市耕地种植结构已逐步优化并趋于稳定，2007～2009年石家庄市粮食作物播种面积与耕地面积之比稳定在1.30～1.35之间，该次预测取其比例为1.35，即可预测出2015年、2020年、2030年石家庄市粮食作物播种面积数量，预测结果见表4:

表4 石家庄市耕地面积、粮食作物播种面积一元线性回归预测结果

3.2.2 按GM(1，1)灰色预测模型进行耕地面积和作物播种面积的预测

用GM(1，1)模型进行预测，具有思路简单、数据单纯、运算简便等特点，该文用EXCEL编程编制电子表格，来完成GM(1，1)模型的预测，利用收集的耕地面积数据资料，模拟出预测目标期耕地的面积。

灰色数列模型GM(1，1)预测方法:

设原始数列排成时间数列Xt(t=0，1，2，…，n)，其中Xt表示第t时刻的原始数列。

(1)累加生成

通常原始数据呈现离乱现象，灰色理论将无规律的原始数据按 (1)式累加生成，使其变为较有规律的生成数列Yt。

(2)移动平均数生成

对累加生成数据Yt按下式作移动平均数生成Zt。

(3)建立模型GM(NULL，1)

Yt的一阶线性微分方程为:

上式即为GM(1，1)模型，其中α、μ为特定系数。按微分方程的求解方法得到:

其中X0为初始时刻的原始数据。根据最小二乘法估计参数得:

(4)求预测值

整理2000～2009年石家庄地区耕地面积数据，利用GM(1，1)灰色模型即可预测出2015年、2020年和2030年石家庄地区耕地面积，仍然取2007～2009年石家庄市粮食作物播种面积与耕地面积之比为1.35，即可预测出2015年、2020年、2030年石家庄市粮食作物播种面积数量，预测结果见表5。

3.2.3 目标期耕地面积及粮食作物播种面积的确定

由于GM(1，1)灰色模拟预测方法，没有考虑宏观经济背景及政府可能采取的政策措施对耕地经营行为的影响，更多的根据数据内部变化的规律，所以该文采取加权平均法，通过向多位专家发放调查问卷，最后将回归预测结果权重定位0.6，而将GM(1，1)灰色模拟预测结果的权重定为0.4，加权平均后的结果为见表6。

表5 石家庄市耕地面积、粮食作物播种面积GM(1，1)灰色预测结果

3.3 石家庄市人口规模的预测

根据表1可以看出，2000～2009年石家庄市常住人口增加了87.61万，年均增加约9.73万人口。而石家庄市人口年递增率在2007年之前一直处于递增状态，2007年之后人口增长率逐渐下降，今后由于人们观念的转变，人口增长率还会下降，直至人口高峰期增长率将趋于0。按相关预测，到2030年石家庄市达到人口高峰期，所以如果以2009年的人口递增率1.1%为基础，到2030年人口递增率降为0，则以后每年平均人口递增率将下降约0.052%，按此推算，以2009年人口总数为基准，则可预测出2015年、2020年、2030年石家庄市人口规模，经测算石家庄市2015年、2020年、2030年人口规模将达到1 032.49万人、1 065.53万人、1 091.59万人。

运用GM(1，1)灰色模拟预测方法测算石家庄2015年、2020年、2030年人口规模将达到1 039万人、1 060万人、1 080万人。同样，按照耕地预测使用的加权平均法及所确定的权重，求的石家庄2015年、2020年、2030年的人口规模为:1 035.09万人、1 063.32万人、1 086.95万人。

表6 石家庄市耕地面积、粮食作物播种面积最终预测结果

3.4 耕地人口承载力预测

根据该文确定的不同营养标准，综合考虑石家庄市农业现代化发展速度及耕地生产潜力，以之前的最高单产447kg/667m2作为2015年预测单产，将500kg/667m2作为2020年年均预测单产，将550kg/667m2作为2030年年均预测单产，则可预测出2015年、2020年、2030年石家庄市耕地粮食生产能力和可承载人口数量及超载情况 (表7、表8)。

表7 石家庄市2015、2020、2030年粮食生产能力预测结果

随着社会经济的发展，未来人们的生活水平应该是越来越高，到2030年我国全民应该普遍达到了小康生活水平，虽然目前按照温饱型和宽裕型测算，石家庄未来人口承载能力较强，但考虑人们的生活水平不断提高的因素，目前石家庄市甚至全国都已超越温饱，并达到宽裕型生活水平，所以未来应该以小康型营养标准计算耕地人口承载力更为合理，由表8可以看出，按照小康水平预测的超载量在2015年比较小，而2020年以后稍有宽裕，而这些预测的前提条件必须是一如既往的坚持计划生育政策和严格保护耕地及保证占补平衡措施的执行。尤其是人口政策的调整及耕地生产潜力的稳步提高关系着我国总体以及各区域土地人口承载的压力，出于对土地的可持续利用和尽力提高土地利用效率的考虑，大力提高国民素质水平及发展农业生产技术水平显得更为重要。

表8 2015、2020、2030年石家庄市不同营养水平下人口预测承载量

4 石家庄市土地资源人口承载力评价结果分析

由石家庄市耕地人口承载力评价评价结果可以看出，该预测均以农业用地基本稳定、农田投入水平稳步提高和保证农业、特别是粮食作物正常用地需求为基础，并且以人口数量的控制为条件。鉴于石家庄各县域耕地资源生产潜力差异较大，尤其是部分山区粮食作物产量水平仍较低，而近些年干旱比较频繁，所以各级部门必须坚持采取严格的措施，以减轻人口增加对土地承载能力的压力。从评价结果看虽然根据温饱型和宽裕型营养水平标准测算的人口承载力较为宽裕，但考虑人民实际生活水平提高的速度，按小康型营养标准预测土地承载力应该更接近实际。预测结果显示2015年按小康营养水平测算，石家庄市耕地承载能力刚好满足，稍有宽裕，但空间较小;之后的2020年和2030年，在严格控制人口增长和实施耕地保护措施的前提下，石家庄市的耕地人口承载力预期情况会有好转。

考虑石家庄市当前国土资源利用状况，土地的生产潜力、土地利用技术水平、土地的投入、人口要素等是制约石家庄市人口承载能力的关键环节。城镇用地部分，需要在适度提高集约利用程度的情况下，避免城市无限制的外延，提高存量土地和低效利用土地的承载能力，并在城市和乡村之间发展二级城市或重点城镇，一方面可以解决城市的人口压力，并能提高转移农村人口的生活条件，更重要的是可以减轻农村土地被占用给耕地承载力带来的压力。

石家庄市耕地人口承载能力的评价，没有考虑个各地区耕地资源利用和人民生活水平的差异。所以要想达到预期的效果，保证耕地面积不减少和有效控制人口增长，永远是解决土地负载过重的硬性指标。虽然石家庄市耕地数量降低的趋势逐步得到控制，而且近两年的人口增长也放慢了速度，这个数字并不乐观。要想维持耕地资源的承载能力，只看耕地总量并不能反映问题，必须将目标落实到人均占有耕地数量上;另外考虑到今后土地利用过程中占补平衡的问题，还必须保证土地的质量，也就是单产水平不降低的问题。所以要做到耕地生产能力不减小，必须从人均占有量和质量两个方面去是实现。

［1］河北省土地管理局编.河北土地资源.北京:科学出版社，1990

［2］威廉·福格特.生存之路.北京:商务印书馆，1981

［3］UNESCO ＆ FAO.Carrying Capacity Assessment with a Pilot Study of Kenya.A Resource Accounting Methodology for Exploring National Options for Sustainable Development，Paris and Rome.1985

［4］陈百明.中国土地资源生产能力及人口承载量研究.北京:中国人民大学出版社，1991，1～19

［5］陈百明.中国土地资源生产能力及人口承载量项目研究方法论概述.自然资源学报，1991，6(3):197～205

［6］陈雪萍.基于产能核算的耕地人口承载力动态预测研究——以四川省郫县为例.中国农学通报，2012，28(21):114～118

［7］石家庄统计信息网.石家庄市2000～2010年国民经济和社会发展统计公报.http://sjztj.gov.cn/col/1291098915568/index.html.

［8］石家庄市统计局.2011年石家庄统计年鉴.北京:中国统计出版社，2011，08

［9］石家庄市第二次土地调查领导小组办公室.石家庄市第二次土地调查资料汇编 (第一辑)，2009

［10］石家庄市第二次土地调查领导小组办公室.石家庄市第二次土地调查资料汇编 (第二辑)，2010，4

［11］张晓芳.潍坊市土地生产潜力及人口承载力研究.山东师范大学，2004

［12］高汉琦.基于耕地资源多情景下的人口承载力研究——以焦作市为例.资源开发与市场，2012，28(3):227～230