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GEOGRAPHICAL RESEARCH >

2014 , Vol. 33 >Issue 8: 1395 - 1405

DOI: https://doi.org/10.11821/dlyj201408001

Orginal Article

Research on land resources restriction on population distribution in China, 2000-2010

  • FENG Zhiming ,
  • YANG Yanzhao ,
  • YOU Zhen
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  • Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China

Received date: 2013-12-25

  Request revised date: 2014-05-03

  Online published: 2014-08-20

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《地理研究》编辑部
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Abstract

Population, resources, environment and development are the most important global issues the world is facing today. With population surge, the consequents such as shortage of resources, environmental pollution and other issues are increasingly attracting attention. As an important theme of regional sustainable development, the relationship between population distribution and resources, environment, and socio-economic development has attracted much attention for a long time. The resources restriction on population distribution becomes more significant for population growth in China, especially the land resources. This paper established a series of index system and models for evaluating land resources restriction on population distribution. The spatial-temporal features of land resources restriction on population distribution in China were assessed comprehensively in recent ten years at national, provincial and county scales. The limited degree, spatial pattern and changing law of land resources restriction on population pattern were also revealed quantitatively. The results showed that: (1) At the national level, the carrying capacity of land resources has been enhanced since 1949. The limited degree of land resources on population distribution in China declined during 2000-2010, down to 34.50 from 42.87. (2) At the provincial level, the relationship between population and grain production in China was improved from 2000 to 2010. The land resources restriction on population distribution had significant differences on provincial scale, and most of provinces were in low level. The restriction degree of land resources on population distribution overall showed a downward trend at the provincial level during 2000-2010. (3) At the county level, the relationship between population and grain production tended to be harmonious from 2000 to 2010. About 60% and 70% of the counties in China were not affected by land resources restriction respectively in 2000 and 2010. The restriction degree of land resources on population distribution was overall in low level at the county level and showed a downward trend in recent ten years. The basic spatial pattern of land resources restriction on population distribution showed that the eastern region surpassed the western region, that the southern region was superior to the northern region, and Yellow River Basin was higher than Yangtze River Basin.

Key words： population; land resources; carrying capacity; restriction degree

Cite this article

FENG Zhiming , YANG Yanzhao , YOU Zhen . Research on land resources restriction on population distribution in China, 2000-2010[J]. GEOGRAPHICAL RESEARCH, 2014 , 33(8) : 1395 -1405 . DOI: 10.11821/dlyj201408001

1 引言

人口、资源、环境与发展是当今世界面临的最重大的全球性问题。随着人口骤增,由此引发的资源短缺、环境污染等问题益发受到瞩目。中国土地、粮食与人口关系长期以来处于紧张状态。据有关预测,即使在严格控制人口的情况下,中国人口峰值也将在2030年代达到15亿左右[1],而相对紧缺的资源,特别是耕地资源与淡水资源的不足,将严重制约中国的可持续发展。由此,中国的粮食生产潜力[2,3]、土地资源承载能力[4,5],以及土地资源的持续利用水平[6-9]等成为政界和学界普遍关注的热点问题。诸多学者从理论体系[10-12]、研究方法[13-15]到实证分析[16-19],围绕土地资源对区域人口规模的承载能力与保障水平进行了探讨。其中,基于耕地与粮食的人口承载力研究始终是人口、资源、环境与发展综合研究领域的重要命题之一。较有影响的研究包括早期中国科学院自然资源综合考察委员会开展的中国土地资源生产能力与人口承载力工作,以及近年党安荣、封志明、鞠正山等学者[20-22]对中国及典型地区开展的土地资源生产潜力与人口承载能力的研究工作。上述研究从多视角探讨了中国不同区域的人粮关系问题,为从不同尺度系统研究中国土地、粮食与人口之间的协调性与协调度问题奠定了理论基础与技术支撑。
基于此,以人粮关系为核心,立足于土地资源对人口分布的约束作用,构建土地资源承载指数等模型,从全国、分省、分县等三个不同尺度,以2000年和2010年为代表年份,系统评估中国不同地区的土地资源承载能力,全面揭示不同地区土地资源的支持能力与保障水平;在此基础上,建立土地资源限制度模型,从全国、分省和分县等三个不同尺度,系统评估近10年中国人口分布的土地资源限制度及其时空变化,定量揭示人口分布的土地资源限制度及其地域格局与变化趋势,试图为促进不同地区的人口与资源环境协调发展提供科学依据和量化支持。

2 数据来源与研究方法

人口分布的土地资源限制性与限制度反映的是人口与土地资源之间的适应关系。土地资源限制性表征了不同地区土地资源承载水平,揭示了土地资源超载或盈余的状态,具体通过土地资源承载力模型进行评价;土地资源限制度则表征了不同地区人口与土地资源的相互关系,揭示了生活在土地资源超载地区的人口规模与比例,在土地资源承载指数的基础上,采用土地资源限制度模型给予度量。计算公式如下：
式中：LCCi为i分县土地资源承载力;Gi为土地生产力;Gpc为人均粮食消费标准,以达到营养安全的400 kg/人计量;LCCi为i分县土地资源承载指数。根据区域土地资源承载力评价标准,按LCCI < 0.875、0.875 ≤ LCCI < 1.125、LCCI ≥ 1.125,可以将不同地区的土地资源承载力划分为粮食盈余、人粮平衡和人口超载三种类型,从而揭示区域土地资源对人口发展的限制性。
PLIi为i分县土地资源限制度;Pai为i分县人口总量;Prli为i分县土地资源超载人口数量;PRIi值介于0~100之间,PRIi值越大,表明i分县人口分布的土地资源限制性愈强,反之则弱。
根据上述模型,以分县为基本研究单元,采用土地资源承载力计算模型与评价标准,将不同地区土地资源承载水平划分为土地超载、人粮平衡、粮食盈余三种类型,定量评估2000年和2010年分县、分省和全国等三个尺度的土地资源支持能力与保障水平,揭示土地资源限制性的地域格局与时序演变规律;在此基础上,根据土地资源限制度模型,首先以分县为基本单元,定量计算2000年和2010年分县人口分布的土地资源限制度;然后以分省和全国为汇总单元,采用自下而上的方法,集成评价2000年和2010年分省和国家尺度的土地资源限制度,揭示不同地区土地资源限制度的地域格局与变化趋势。研究技术路线如图1所示。
Fig. 1 Flow chart for land restriction in China

图1 研究技术路线图

研究数据主要涉及2000年和2010年全国、分省、分县的人口、资源和基础地理数据等。2000年分县、分省及全国常住人口数据均来源于第五次人口普查公报;2010年分县、分省及全国常住人口数据源于分省和地市公布的第六次人口普查公报。全国分县土地面积、粮食和肉类产量等统计数据源于2000年和2011年中国和分省统计年鉴。此外,研究还应用了2000年和2010年分省、分县数字化行政区划图等基础地理数据。2000年数字化行政区划图来源于国家科学数据共享网;2010年数字化行政区划图是以2006年全国1:25万分省、分县数字化行政区划图为基础,根据2010年分省行政区划图,经扫描、配准、校对、修改后拼接形成。

3 基于土地资源承载力的土地资源限制性

3.1 全国尺度

全国尺度的土地资源承载力研究表明,近60年来土地资源承载力趋于增强,人粮关系趋于平衡,但由于人口持续稳定增加,土地资源承载力与人口规模相比较,人粮关系目前仍处在营养安全水平上的紧平衡状态(图2)。具体来看,以人均粮食消费达到营养安全(人均400 kg)为标准：
(1)1949-1983年的30多年间,全国粮食生产能力低于粮食需求量,人均粮食占有量大多在300~375 kg,土地承载指数LCCI一直大于1.125,土地资源承载力基本表现为粮食短缺、土地超载状态。
Fig. 2 Land carrying capacity in China from 1949 to 2010

图2 1949年以来中国土地资源承载能力演变趋势

(2)1983-2000年随着粮食产量的逐步上升,土地资源承载能力随之提高,人均粮食占有量介于375~400 kg,土地承载指数开始低于1.125,人粮关系趋于平衡。其中,粮食产量最高的1996年、1998年、1999年土地资源承载力超过现实人口,人均粮食占有量超过400 kg,土地承载指数低至1.00以下,土地资源承载状况表现为平衡有余。
(3)2000年之后受退耕还林政策影响,粮食产量再度回落,2003年创历史新低只有4.3亿t,人均粮食占有量不到365 kg,土地承载指数再次突破1.20,土地资源承载力再次表现出粮食短缺、土地超载状态。
(4)2004年以后,全国粮食产量又开始持续稳定增长。2007年粮食总产再次超过5亿t,2010年达到5.5亿t,到2012年连续9年人均粮食占有量介于375~400 kg,甚至超过400 kg,土地承载指数介于1.125~1.00,甚至低于1.00,土地资源承载力再次表现出人粮平衡、甚至平衡有余的状态。

3.2 省级尺度

分省土地资源承载力研究表明,2000年和2010年分省土地资源承载力以土地超载和人粮平衡为基本特征,2010年与2000年相比粮食盈余省份增多,土地超载省份减少,人粮关系趋于好转(图3)。具体来看：
2000年,土地超载、人粮平衡和粮食盈余的省份个数依次为15个、12个和4个,分省土地资源承载力呈现出土地超载和人粮平衡双重格局。其中,粮食缺口较大、土地超载严重的省份中：第一类是北京、天津、上海、浙江和广东等城市化水平较高、人口集聚效应明显的省市,自给能力较弱,粮食需要大量跨区调入;第二类是贵州、云南、陕西、甘肃、青海、海南、山西和福建等省区,粮食生产水平较低,人粮关系也以土地超载为主要特征。人粮关系较好、粮食盈余的省份主要是地广人稀、粮食产量较高的黑龙江、吉林和内蒙古等省区。
Fig. 3 Spatial distribution of land carrying capacity in China at province level in 2000 and 2010

图3 2000年和2010年中国分省土地资源承载力

2010年,土地超载省份14个、人粮平衡省份10个、粮食盈余省份7个,较2000年粮食盈余省份增多,土地超载省份减少,人粮关系趋于好转。就空间分布格局而言,京津沪等城市化水平较高地区和陕甘青云贵等粮食生产力较低省份依旧以土地资源超载为主要特征,吉林、黑龙江、内蒙古、河南、安徽、宁夏、新疆等省区的土地资源承载力以粮食盈余为主要特征。

3.3 县级尺度

分县土地资源承载力研究表明,土地资源承载力以粮食盈余和土地超载为基本特征;2010年与2000年相比,粮食盈余地区在增加,土地超载地区在减少,人粮关系趋于改善(表1、图4)。具体来看：
2000年分县土地资源承载力以土地超载和粮食盈余为基本特征。统计结果表明,粮食短缺、土地超载分县单元有944个,占全国的39.73%;相应土地面积321.41万 km2,占全国的33.61%。人粮基本平衡、发展潜力有限的分县单元有587个,占全国的24.71%;相应土地181.03万 km2,占全国的18.93%。粮食平衡有余、具有一定发展空间的分县单元有845个,占全国的35.56%,相应土地453.86万 km2,占全国的47.46%。
Tab. 1 Land carrying capacity in China at county level in 2000 and 2010

表1 2000年和2010年中国分县土地资源承载力评价统计表

年份 承载力评价 土地 分县单元
数量(104km2) 比例(%) 数量(个) 比例(%)
2000 粮食盈余 453.86 47.46 845 35.56
人粮平衡 181.03 18.93 587 24.71
土地超载 321.41 33.61 944 39.73
2010 粮食盈余 592.33 61.94 1262 53.63
人粮平衡 137.13 14.34 400 17.00
土地超载 226.83 23.72 691 29.37
Fig. 4 Spatial distribution of land carrying capacity in China at county level in 2000 and 2010

图4 2000年和2010年中国分县土地资源承载力空间格局

2010年分县土地资源承载力仍以土地超载和粮食盈余为基本特征。统计结果表明,土地超载、人粮平衡和粮食盈余的分县单元分别为691个、400个和1262个,依次占全国的29.37%、17.00%和53.63%;相应土地面积分别为226.83万 km2、137.13万 km2和592.33万 km2,依次占全国的23.72%、14.34%和61.94%。与2000年相比,粮食盈余地区在增加,土地超载地区在减少,土地资源承载能力在增强,人粮关系趋于改善。

4 基于人口分布的土地资源限制度

在不同尺度土地资源承载能力评价的基础上,建立土地资源限制度模型,从全国、分省到分县三个尺度计算2000年和2010年人口分布的土地资源限制度,定量揭示人口分布与土地资源之间的适应程度和耦合关系。

4.1 全国尺度

基于人口分布的土地资源限制度研究表明,2000-2010年随着以粮食产量为标志的土地资源生产能力稳步提高,全国人口分布的土地资源限制度由42.87下降到34.50,人口分布的土地资源限制度在降低(图5)。具体来看：
2000年,约有5.43亿人生活在土地资源超载地区,土地资源限制度约为42.87,有40%以上的人口生活在土地资源超载地区,超载人口2.19亿,超载率为17.30%。
2010年,仍有4.62亿人生活在土地资源超载地区,与2000年相比减少8000万人;土地资源限制度约为34.50,限制度的下降表示近10年人口与土地之间的适应程度在提升。2010年全国三分之一以上人口生活在土地资源超载地区,超载人口2.42亿,较2000年略有上升,超载率为18.04%。
Fig. 5 Trends of land resource restriction in China in 2000 and 2010

图5 2000年和2010年中国土地资源限制度变化趋势

4.2 省级尺度

分省土地资源限制度研究表明,2000年和2010年大部分省份人口分布的土地资源限制度处于较低水平,省区差异显著;2010年与2000年相比,分省人口分布的土地资源限制度整体呈现降低趋势(图6)。具体而言：
2000年,分省人口分布的土地资源限制度两极分化严重,有15个市区处于40以下的较低水平,也有12个省市处于60以上的较高水平(图6a)。具体来看：① 土地资源限制度大于60、土地资源限制度较高的省份除京津沪外,还有浙江、海南、广东、福建、广西、云南、贵州、山西和青海等省区,这些省市区或者是城市化水平较高、人口集聚效应明显;或者是受资源环境制约、粮食产量有限。② 土地资源限制度介于40~60、土地资源限制度中等的省份有河北、江西、辽宁和陕西4个,受粮食生产水平的影响,人均粮食占有量均在300~350 kg左右,土地资源承载力处于中等水平。③ 土地资源限制度低于40、土地资源限制度较低的省份有15个,其中宁夏和黑龙江两省土地资源限制度不足10,土地资源基本不构成人口发展的限制性要素。
2010年,分省人口分布的土地资源限制度大多处于40以下(图6b)。具体来看：① 土地资源限制度大于60、土地资源限制度较高的省份除京津沪外,只有广东、浙江、海南、福建、广西和青海等六个省份,这些省市区或者是城市化水平较高、人口高度集聚,或者是粮食生产水平普遍较低、人口承载力有限。② 土地资源限制度介于40~60、土地资源限制度中等的省份,只有人均粮食占有量较低的云南和陕西两省。③ 土地资源限制度低于40、土地资源限制度较低的省份有20个,占绝对优势。这表明2010年大部分省份人口分布的土地资源限制度处于较低水平,其中宁夏、黑龙江、山东、湖南、吉林、内蒙古、安徽、新疆、四川和湖北等省区土地资源限制度不足10,土地资源基本不构成人口分布的限制性要素。
2000年和2010年土地资源限制度分省对比研究表明(图5、图6),分省人口分布的土地资源限制度较高的省份在减少、较低的省份在增加,土地资源限制度整体呈现降低趋势。2010年与2000年相比,随着粮食生产水平的提高,有21个省份土地资源限制度呈降低趋势,其中：甘肃、山西、贵州、山东、湖北、辽宁、河北等省的土地资源限制度下降了20以上,人口分布的土地资源限制度大大降低。土地资源限制度呈上升趋势的省份中,除上海市、重庆市、河南省及西藏自治区外,其他广西、广东、福建、浙江、海南五省区集中分布于东南沿海地区。
Fig. 6 Spatial distribution of land resource restriction in China at province level in 2000 and 2010

图6 2000年和2010年中国分省土地资源限制度空间格局

4.3 县级尺度

分县人口分布的土地资源限制度研究表明,2000年和2010年,分别有60%和70%的分县单元基本不受土地资源限制,分县人口分布的土地资源限制度整体处于较低水平;2010年与2000年相比,基本不受土地资源限制的人口大幅增加,分县人口分布的土地资源限制度整体呈降低趋势(表2)。具体而言：
2000年,60%以上分县单元基本不受土地资源限制,土地资源限制度超过60、受土地资源高度限制的分县单元有367个(表2)。具体来看：① 基本不受土地资源限制的分县单元有1432个,占全国的60.27%;相应人口7.23亿,占全国的57.13%;土地面积631.25万 km2,占全国的66.01%。② 土地资源限制度介于0~40、土地资源限制度较低的分县单元有411个,占全国的17.30%;相应人口2.13亿,占全国的16.84%;土地面积145.45万 km2,占全国的15.21%。③ 土地资源限制度介于40~60、土地资源限制度中等的分县单元有166个,占全国的6.99%;相应人口9126.63万,占全国的7.21%;土地面积54.13万 km2,占全国的5.66%。④ 土地资源限制度介于60~80、土地资源限制度较高的分县单元有93个,占全国的3.91%;相应人口4708.89万,占全国的3.72%;土地面积19.89万 km2,占全国的2.08%。⑤ 土地资源限制度高于80的分县单元274个,占全国的11.53%;相应人口1.91亿,占全国的15.10%;土地面积105.57万 km2,占全国的11.04%。
2010年,70%以上的分县单元基本不受土地资源限制,土地资源限制度超过60、受土地资源高度限制的分县单元有318个(表2)。具体来看：① 基本不受土地资源限制的分县单元有1662个,占全国的70.63%;相应人口8.78亿,占全国的65.50%;土地面积729.46 万km2,占全国的76.28%。② 土地资源限制度介于0~40、土地资源限制度较低的分县单元有286个,占全国的12.15%;相应人口1.39亿,占全国的10.38%;土地面积96.77万 km2,占全国的10.12%。③ 土地资源限制度介于40~60、土地资源限制度中等的分县单元为87个,占全国的3.70%;相应人口4220万,占全国的3.15%;土地面积42.75 万 km2,占全国的4.47%。④ 土地资源限制度介于60~80、土地资源限制度较高的分县单元有59个,占全国的2.51%;相应人口2679.45万,占全国的2.00%;土地面积13.77万 km2,占全国的1.44%。⑤ 土地资源限制度高于80的分县单元259个,占全国的11.53%;相应人口2.54亿,占全国的18.97%;土地面积73.54万 km2,占全国的7.69%。
Tab. 2 Land resource restriction in China at county level in 2000 and 2010

表2 2000年和2010年中国分县土地资源限制度评价统计表

土地
资源
限制度		 2000 2010
土地 人口 县区 土地 人口 县区
数量
(104km2)		 比例
(%)		 数量
(万人)		 比例
(%)		 数量
(个)		 比例
(%)		 数量
(104km2)		 比例
(%)		 数量
(万人)		 比例
(%)		 数量
(个)		 比例
(%)
0 631.25 66.01 72316.87 57.13 1432 60.27 729.46 76.28 87752 65.50 1662 70.63
0~20 35.57 3.72 7189.91 5.68 135 5.68 41.50 4.34 4220.13 3.15 94 3.99
20~40 109.88 11.49 14126.66 11.16 276 11.62 55.27 5.78 9686.21 7.23 192 8.16
40~60 54.13 5.66 9126.63 7.21 166 6.99 42.75 4.47 4220.13 3.15 87 3.70
60~80 19.89 2.08 4708.89 3.72 93 3.91 13.77 1.44 2679.45 2.00 59 2.51
80~100 105.57 11.04 19114.03 15.10 274 11.53 73.54 7.69 25414.6 18.97 259 11.01
2010年与2000年相比,基本不受土地资源限制的分县单元增加了10.36%,土地资源限制度大于40的分县单元、占地面积和人口比例分别下降了5.21%、5.18%和1.91%,分县人口分布的土地资源限制度整体有所降低。需要指出的是,2010年土地资源限制度高于80的分县单元有所减少,但人口规模却提高了4左右,值得关注。
就空间分布来看,土地资源限制度整体呈现出东部强于西部、南部强于北部、泛黄河流域强于长江流域的基本格局(图7)。其中,土地资源限制度较低的地区主要遍布在东北平原、内蒙古高原、长江中游和青藏高原等地区;土地资源限制度较高的地区主要集中在人口众多或耕地资源短缺的华北平原、黄土高原、长三角、浙闽沿海和云贵高原等地区,已出现集中、连片分布态势。
Fig. 7 Spatial distribution of land resource restriction in China at county level in 2000 and 2010

图7 2000年和2010年中国分县土地资源限制度空间格局

5 结论

以人口和土地资源的互动关系为主线,构建土地资源承载指数等指标,从全国、分省、分县等三个不同尺度,系统评估了2000年和2010年中国不同地区的土地资源支持能力与保障水平,定量揭示了土地资源承载能力的空间格局与地域差异。在此基础上,建立土地资源限制度模型,从全国、分省和分县等三个不同尺度,全面评估了近10年人口分布的土地资源限制度及其时空规律,定量揭示了人口分布的土地资源限制程度、空间格局与变化规律,主要结论如下：
(1)全国土地资源限制性和限制度评价表明：1949年以来土地资源承载力总体呈现增强态势,人粮关系趋于平衡。随着以粮食产量为标志的土地资源生产能力稳步提高,2000-2010年,人口分布的土地资源限制度由42.87下降到34.50,人口分布的土地资源限制度在降低。
(2)分省土地资源限制性和限制度评价表明：分省土地资源承载力以土地超载和人粮平衡为基本特征。2010年与2000年相比,粮食盈余省份增多,土地超载省份减少,人粮关系趋于好转。大部分省份人口分布的土地资源限制度处于较低水平,省区差异显著。分省人口分布的土地资源限制度整体呈现降低趋势。
(3)分县土地资源限制性和限制度评价表明：分县土地资源承载力以粮食盈余和土地超载为基本特征。2010年与2000年相比,粮食盈余地区在增加,土地超载地区在减少,人粮关系趋于改善。2000年和2010年,分别有60.27%和70.63%的分县单元基本不受土地资源限制,分县人口分布的土地资源限制度整体处于较低水平。2010年与2000年相比,基本不受土地资源限制的人口大幅增加,分县人口分布的土地资源限制度整体呈降低趋势。就空间分布来看,土地资源限制度整体上呈现出东部强于西部、南部强于北部、泛黄河流域强于长江流域的基本格局。

The authors have declared that no competing interests exist.

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