干旱绿洲地区（精选6篇）
干旱绿洲地区 篇1
保水剂作为一种新型的高分子节水材料施用到土壤中, 不仅可以保持土壤中灌溉水或天然降水, 防止水分渗漏和流失, 提高水分利用率, 而且可促进土壤团聚体的形成, 改善土壤孔隙结构, 防止肥料、农药和水土流失, 提高肥料的有效利用率[1,2,3,4,5]。农田施用土壤保水剂能取得良好的节水增产效果, 是缓解干旱地区水资源短缺的一种有效途径。本研究在民勤县小坝口试验站开展了小麦保水剂使用方法、合理灌溉制度及施用效果试验研究, 成果为保水剂在该地区生产实际中应用提供了技术支撑。
1 试验材料及研究方法
1.1 试验区概况
试验于2002年在民勤县小坝口试验站进行。试验站多年平均降水量110 mm, 年蒸发量2 644 mm, 地下水埋深为13～18 m。试验区土壤密度1.49 g/cm3, 比重2.683, 孔隙度42.76%, 田间持水量21.83%。试验区0～0.3 m为沙壤土, 0.3～0.5 m为沙质黏壤土, 0.5～0.75 m为沙壤土, 0.75 m以下为轻黏土。试验期间降雨17次, 最大降雨量26 mm, 小麦全生育期降雨量118 mm。试验小区长16 m, 宽4.1 m, 小区面积66.7 m2。试验区土壤物理性质见表1。
1.2 试验设计
试验共设5个处理, 采用相同的保水剂施用量7.5 kg/hm2拌种, 不同的灌溉制度。其中灌溉定额2 400 m3/hm2有2个处理, 分别为灌水3次 (CK1) 与4次 (CK2) ;灌溉定额3 150 m3/hm2设2个处理, 分别为灌水4次 (CK3) 与5次 (CK4) ;灌溉定额3 900 m3/hm2, 灌水5次 (CK5) 。另外, 设计不施保水剂对照2个, 分别为CK01 (灌水次数4次、灌溉定额2 400 m3/hm2) 和CK02 (灌水次数5次、灌溉定额3 900 m3/hm2) 。
试验小麦品种为“永良四号”, 3月27日播种, 下种量375 kg/hm2, 7月16日收获, 全生育期112 d。保水剂拌种包衣方法为:播前种子用清油0.5 kg、种子40 kg拌和, 然后摊平 (5 cm厚) 均匀撒上保水剂1 kg, 再从不同方向人工拌和直至全部保衣在小麦种子上, 堆闷3 h后播种。小区下种量2.5 kg, 分区条播, 人工沟种边角。试验设计见表2。
1.3 试验观测内容及方法
试验内容包括土壤含水量测定、作物生理特性测定及产量测定。播前、出苗、各次灌水前后、收获后分别用土钻取土, 烘干法测定0～20、20～40、40～60、60～80、80～100 cm各层土壤的含水率, 测定点布设于小麦行间。各处理各生育期阶段按10%、50%的出现时间为作物发育阶段的开始期和盛期。各试验小区分别选出具有代表性的10株小麦定点观测作物生长发育的株高、叶宽、叶长、小穗数等指标。
2 结果分析
2.1 施用保水剂对土壤水分变化规律的影响
对比分析了试验区播前、出苗、各次灌水前后及收获期各处理各层土壤含水率随时间的变化情况。结果表明, 施用保水剂对0～40 cm土层内土壤含水率的变化影响较大, 随着土层的加深变化影响逐渐减弱。图1～图3分别为2组灌溉制度完全相同, 施用保水剂处理 (CK2、CK5) 与不施用保水剂处理 (CK01、CK02) 0～20、20～60、60～100 cm土层土壤含水量变化过程线对比。可以看出, 用保水剂拌种与常规播种试验相比, 在播种前与出苗期, 土壤含水率没有明显差别, 从第1次灌水前开始, 其他因素、水平一致的情况下, 每次灌水前的土壤含水率表现为保水剂拌种处理高于常规播种, 经过试验数据分析, 土壤含水率CK5高于CK02处理0.15%～1.26%。由此说明, 保水剂拌种包衣可保持土壤水分, 提高水分利用率, 促进作物生长。
2.2 施用保水剂对产量与耗水量的影响
利用试验观测到的土壤含水量、降水量、产量等结果, 分别计算各处理的耗水量及耗水系数和单方水效益, 结果见表3。
对比分析表3中CK2和CK01, CK5和CK02的试验结果发现, 在相同灌溉制度、农艺措施和田间管理条件下, 使用保水剂拌种的各小区产量均不同程度地高于不拌种的对照区。其中, 灌溉定额2 400 m3/hm2的情况下, 采用保水剂拌种的CK2处理与对照处理CK01相比, 总耗水量相近, 增产138 kg/hm2, 增产率为3.2%, 耗水系数低0.03 m3/kg, 单方水效益提高0.03 kg/m3;灌溉定额3 900 m3/hm2的情况下, 采用保水剂拌种的CK5处理与对照处理CK02相比, 总耗水量低156 m3/hm2, 增产189 kg/hm2, 耗水系数低0.065 m3/kg, 单方水效益提高0.06 kg/m3。由分析可知, 播前种子采用保水剂拌种包衣可促进作物生长发育, 增加作物产量, 减少土壤水分蒸发, 单方水效益明显增加。田间观测也表明, 采用保水剂拌种包衣处理的作物在幼苗期的生长良好, 苗齐、色正、植株壮, 有较好的抗寒抗旱能力。
2.3 施用保水剂情况下的合理灌溉制度
不同的灌溉制度施用保水剂后产生不同的增产效果。对比分析灌溉定额和灌水次数不同组合的5个处理的产量、耗水量、水分利用效率试验结果, 绘制产量直方图 (见图4) 。
由图4可以看出, 随着灌溉定额的加大及灌溉次数的增多, 小麦产量也逐步增加。结合表3中数据综合分析, 灌水次数相同, 灌溉定额增大, 产量不断提高, 耗水系数增大, 单方水效益降低。灌溉定额相同, 灌水次数增大, 产量不断提高, 耗水系数降低, 单方水效益增大。从单方水效益来讲, 采用3 150 m3/hm2的生育期灌溉定额具有较高的单方水效益。
分析相同灌溉定额情况下不同灌水次数处理CK1与CK2、CK3与CK4的产量变化, CK2较CK1产量增加851.7 kg/hm2, 增产率23.6%, 耗水量减小42 m3/hm2, 耗水系数减小0.25 m3/kg, 水效益增加0.25 kg/m3;CK4较CK3产量增加1 024.5 kg/hm2, 增产率21.5%, 耗水量减小240 m3/hm2, 耗水系数相应减小0.21 m3/kg, 单方水效益增加0.22 kg/m3。由此说明, 相同的灌溉定额施用保水剂情况下, 可适当采用多的灌水次数。
3 结 论
(1) 民勤绿洲地区春小麦采用保水剂拌种 (7.5 kg/hm2) 包衣措施, 可提高土壤的持水性能、减少土壤水分蒸发、提高水分利用率、促进植物生长发育, 达到节水增产的目的。试验条件下全生育期土壤含水率提高0.15%～2.75%, 增产量可达到150～225 kg/hm2, 单方水效益提高0.03～0.06 kg/m3。
(2) 在民勤地区春小麦采用保水剂拌种条件下, 采用灌溉定额3 900 m3/hm2, 灌水5次的处理能达到较高的产量;采用灌溉定额3 150 m3/hm2, 灌水5次的处理则能得到更高的单方水效益。因此, 建议民勤绿洲地区可采用保水剂拌种播种处理 (保水剂用量7.5 kg/hm2) , 相应的灌溉制度为灌溉定额 3 150 m3/hm2、灌水次数5次。
摘要：采用保水剂对春小麦拌种, 制定不同灌溉制度, 开展生育期耗水规律及产量试验研究。结果表明, 春小麦利用保水剂拌种包衣措施与常规播种相比, 可提高土壤的持水性能、减少土壤水分蒸发、提高水分利用率、促进植物生长发育。全生育期土壤含水率提高0.15%2.75%, 增产150225 kg/hm2, 单方水效益提高0.030.06 kg/m3, 达到节水增产的目的。
关键词：春小麦,化学节水技术,保水剂,干旱绿洲地区
参考文献
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干旱绿洲地区 篇2
干旱区绿洲-荒漠带土壤水盐异质性及生态环境效应研究--以黑河中游张掖绿洲为例
对黑河中游地区典型绿洲的土壤含水量与含盐量分析表明,在无灌溉情况下,绿洲及绿洲边缘过渡带表层土壤含水量水平分异明显,由绿洲区的20%左右递减到绿洲-荒漠生态过渡带的2.9%.绿洲-荒漠带土壤水分变化反映了人类利用绿洲水资源的程度,在绿洲地下水资源开发过度和绿洲边缘人类活动剧烈的区域均存在着生态裂谷,对绿洲生态系统的`稳定极为不利.绿洲-荒漠带土壤可溶性盐分含量的水平分异表现为绿洲土壤可溶性盐分含量比绿洲-荒漠生态过渡带和荒漠区低;绿洲界外区不同荒漠类型土壤含盐量变化不同,在绿洲外围沙质荒漠区,土壤含盐量较低,在绿洲外围砾质荒漠(戈壁)区,土壤含盐量明显高于绿洲区;荒漠区土壤含盐量的垂直变化表明,含盐量最高的聚集层一般不在表层,而在40～60 cm的亚表层.受土壤水盐分异的影响,绿洲外围荒漠植被类型出现分异,从高位绿洲到中位绿洲,外围区荒漠植被的耐旱性和耐盐性均增加.
作 者：张勃 孟宝 郝建秀 丁文晖 ZHANG Bo MENG Bao HAO Jian-xiu DING Wen-hui 作者单位：张勃,ZHANG Bo(西北师范大学,地理与环境科学学院,甘肃,兰州,730070;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,冻土工程国家重点实验室,甘肃,兰州,730000)孟宝,郝建秀,丁文晖,MENG Bao,HAO Jian-xiu,DING Wen-hui(西北师范大学,地理与环境科学学院,甘肃,兰州,730070)
刊 名：中国沙漠 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF DESERT RESEARCH 年，卷(期)：2006 26(1) 分类号：P152.7+P153.6 关键词：生态环境效应 土壤水盐分异 黑河中游 张掖绿洲干旱绿洲地区 篇3
关键词：金塔绿洲,土壤湿度,绿洲戈壁系统
1 课题背景
在西北的干旱地区,有很多被戈壁、荒漠、裸表、裸土、石砾地和沙漠化土地等围绕的以天然草甸、林灌植被、人工耕地和水域等构成的绿洲,这里降水非常的少,蒸发量却非常大,西北干旱区这种以荒漠为景观基质、绿洲为景观镶嵌基本格局的非均匀下垫面的陆面过程与其他湿润地区相比具有其特殊性,这对我们更加深入地了解沙漠绿洲的各种要素过程具有深远的意义。
2 研究意义
土壤湿度是影响地面和大气相互作用的重要参数[1],而金塔绿洲又是我国典型的沙漠型绿洲,对其土壤湿度进行研究可以为我们对沙漠绿洲的研究更加完善。土壤湿度可以对沙漠绿洲的土壤热通量、蒸发、凝结、辐射等产生重要的影响[2],而且土壤是植被生长的基础,土壤湿度对植物的生长发育有着至关重要的作用。土壤干旱还是湿润决定了植被的类型,也决定了植被的生长发育。我们可以通过对土壤湿度的研究从而增加灌溉的有效性。
3 研究方法
为了准确的说明金塔绿洲四层土壤湿度的变化规律,我们把金塔绿洲所在的研究区域划分成了60×60个网格点,空间水平网格分辨率为1km。
4 绿洲和戈壁第一、二层土壤湿度总对比分析
从图1可以看出,第一层绿洲的土壤湿度在8月1号之前都比戈壁的土壤湿度高,而且戈壁的土壤湿度我们可以明显的看出其变化幅度非常小,但是绿洲的土壤湿度我们可以看到其变化的幅度非常的大。图2我们可以看出,第二层绿洲的土壤湿度始终都大于戈壁的土壤湿度,第二层的土壤湿度比第一层的值更大但变化的幅度更小。因此我们就可以得到绿洲和戈壁土壤湿度的总结论:不管是在第一层还是第二层,绿洲的土壤湿度都比同时刻的戈壁土壤湿度要大。
5 绿洲土壤湿度的垂直变化
文章选取了绿洲上某个然后做出了其在观测期间所有层次土壤湿度的变化曲线。如图3第一层和第二层的土壤湿度相比较,第一层的土壤湿度比第二层的土壤湿度要小;第二层和第三层的土壤湿度曲线,可以看到第三层的土壤湿度也要比第二层的要小,但第三层和第一层相比较,第三层的土壤湿度依然比第一层的要小,而且可以看到第三层土壤湿度的变化幅度也比前面两层的湿度变化要小,也更加的平缓;第四层的土壤湿度我们可以看到其基本都是一个恒定的值,因此文章认定第四层的土壤湿度是一个定值,而且第四层的土壤湿度不会随着外界的条件而有剧烈的变化,也就是受外界环境的影响非常小。
6 结束语
(1)金塔绿洲的土壤湿度和同时间的戈壁的土壤湿度相比较,第一层和第二层的土壤湿度绿洲都比戈壁要高,而且绿洲的土壤湿度的变化更明显,戈壁的土壤湿度变化则没有那么明显。
(2)绿洲土壤湿度的垂直变化规律是第一层到第二的土壤湿度是逐渐增大的,但是从第二层到第三层的土壤湿度却是逐渐减小的,而且第三层的土壤湿度比第一层的土壤湿度值还要略小,从第三层到第四层的土壤湿度则基本没什么变化,始终保持一个恒定的值。
(3)绿洲土壤层的上面三层的土壤湿度都受到外界条件的影响,其中第一层和第二层受到外界条件的影响最大,第三层受到的影响则要弱很多,第四层的土壤湿度则基本不受外界条件的影响。
(4)整个绿洲系统各层土壤湿度都围着一个中心值在波动,不管各层的土壤湿度怎么变化,其都在围绕着中心值波动。
参考文献
[1]谢志清,刘晶淼,丁裕国,等.干旱及高寒荒漠区土壤温湿度特征及相互影响的分析[J].高原气象,2005,24(1):16-22.
干旱绿洲地区 篇4
玛纳斯河流域 (以下简称玛河流域) 地处天山北坡经济带中心, 准噶尔盆地南缘, 行政区域包括石河子垦区 (含石河子市、新疆生产建设兵团农八师) 、沙湾县、玛纳斯县及兵团农六师的新湖总场, 是新疆最大绿洲农耕区和全国第四大灌溉农业区。[1]玛河流域的农业开发始于唐代, 但一直以来开垦规模不大, 农业活动对生态环境的影响较小, 直到1949年以前生态环境基本处于原生状态。流域真正的大规模开发始于1949年以后, 有计划、有组织的大规模开垦, 使人工绿洲代替了天然绿洲, 流域生态环境发生了彻底变化。一方面, 随着农业生产规模的不断扩大, 局部生态环境得到改善, 不仅提高了经济效益, 在绿洲范围内, 风沙危害也相对减弱;另一方面, 在农业发展过程中, 绿洲外围及绿洲内局部地区由于不合理或过度开发, 也伴生了如河流断流或干涸、土地次生盐渍化、森林草场退化等生态环境问题, 威胁着绿洲的可持续发展。其生态环境的演变主要表现在绿洲生态系统内部生态环境总体的有序化和优化过程, 以及局部绿洲地带和大多数绿洲外围地带的环境退化及生态重建过程。农业是绿洲经济的主体, 在玛河流域绿洲生态环境演替过程中, 不合理的生产方式以及不尽合理的农业产业结构始终影响着农业资源的高效利用和农业生态系统的稳定性以及农业的可持续发展, 因此, 进行可持续发展的农业结构优化, 对农业生产力诸因素以及资源生态环境各系统进行科学、合理的调整, 寻求经济与环境之间的动态平衡, 实现经济、人口、资源、环境的协调发展, 对实现农业可持续发展、维护绿洲生态稳定性有着极为重要的战略意义。
二、玛河流域绿洲农业结构的演变与现状
清代以前玛河流域生产活动以原始的游牧为主。清代至新中国成立前, 随着国家有组织的开发, 生产活动转变为半农半牧, 由于此期的开发是以种植业垦殖为主, 种植业规模要远大于牧业, 虽没有具体数字比较, 但从沙湾县1949年的农业结构可反映出当时的情况:1949年沙湾县种植业占农业总产值的59.9%, 牧业占40.1%。1949年以前, 玛河流域除玛纳斯县有少量果园外, 几乎没有林业可言。
资料来源:根据历年《石河子统计年鉴》整理。
建国后由于政策及技术的倾斜, 特别是石河子垦区大规模的军垦生产, 大量的优良牧场和林地被开垦为耕地, 使流域种植业规模迅速扩大, 牧业、林业规模虽有增长, 但增幅很小。从图1可以看出, 近六十年来, 石河子垦区农业结构基本上没有太大的变化, 种植业比重历年平均在80%以上, 牧业比重基本维持在20%以下, 种植业单一优势明显, 畜牧业、林果业比重过小, 农业结构演进始终处于以种植业为主导的初级水平。与全国平均水平相比, 玛河流域农业产业结构中种植业比重偏大, 具有资源优势的畜牧业、林果业发展与开发不足。从图2可知, 2009年流域种植业占农业总产值的74.2%, 而牧业、林业、渔业分别只占21.7%、0.9%、0.4%, 呈现出典型的“一高三低”状况, 虽然畜牧业比重与全国平均水平比较相对较高, 但对流域有利于发展畜牧业的资源环境来说, 其生产规模很不对称, 标志着农业产业结构升级的畜牧业比重始终没有多大发展。林业也是流域农业结构中的弱项, 尤其是经济林的种植规模更小, 说明了大农业结构的不合理, 农业生态系统单一, 农业自然资源的多样性没有得到合理有效的发挥。
资料来源:《新疆统计年鉴 (2009年) 》。
受国家政策及经济因素影响, 玛河流域种植业内部结构较为单一, 各种作物种植比重变化很大。以石河子垦区为例, 1978年以前, 贯彻“以粮为纲”的方针, 粮食比重最大, 在粮食播种面积最大的1966年占总播种面积的83.78%。1980年代后, 随着棉花价格的提高, 尤其是地膜棉的推广应用, 棉花播种面积持续上升, 2007年棉花面积达到160.82千hm2, 占总播种面积的89.63%, 呈现出典型的以棉-粮为主的种植业结构, 苜蓿、绿肥等养地作物面积不断下降, 促进农业生态良性循环的饲草的种植面积太小, 严重制约了畜牧业发展, 区域资源优势未能得到充分发挥, 这在很大程度上制约着区域特色农产品产业化经营的发展。
三、绿洲农业结构存在的主要问题及其生态效应
在干旱区绿洲, 农林牧矛盾主要表现为水土之争。水是干旱区绿洲存在的基础, 玛河流域农业用水占总用水量的94%以上, [2]特别是耗水量最大的种植业比重过高, 挤占生态用水, 在干旱区脆弱的生态环境下, 对原本贫乏的自然资源的大量消耗, 必然会导致生态系统的失衡。同时, 大量的优良牧场被开垦为耕地, 也影响了牧业的发展。多年来农业内部结构调整是以种植业调整为重点, 而对牧业、林业、渔业的调整力度不足, 这种片面强调种植业发展的农业结构, 对流域生态环境产生了很大影响。
1.农林草争水矛盾增大, 生态用水被挤占, 形成绿洲生态安全隐患
资料来源:石河子水资源规划, 2004。
水是绿洲存在和演变的最基本因素, 在无水即无绿洲的灌溉农业区, 种植业相对于林草业来说对水土等资源消耗性高得多 (表1, 表2) 。随着绿洲进一步开发, 种植业用水量增加, 给区域贫乏的自然资源造成很大压力, 河水被截留用于农田灌溉, 使得原先的水资源平衡状态被打破, 下游来水量减少, 绿洲外围荒漠林生态用水被挤占。加之大量打井用于工业、生活及农业用水, 绿洲外围地下水位下降, 作为绿色屏障的荒漠植被缺水衰亡, 破坏了绿洲的生态系统平衡, 加速了沙漠化的发生。农业用水的紧缺, 使绿洲内部防护林的用水也时常被挤占, 对林业发展产生不利影响。种植业比重过高对干旱区绿洲生态系统的稳定造成很大的安全隐患。
资料来源:农八师石河子市盐碱地改良利用规划, 2009。
2.荒漠过渡带被破坏, 引起风蚀和流沙侵袭
新中国成立前, 玛河流域耕地面积较少, 在人工绿洲与荒漠之间往往存在着一个较为宽阔的荒漠林或灌草林带, 这种荒漠过渡带的存在对维护绿洲生态平衡有重要意义。由于风沙流活动基本上集中于近地面30cm的距离内, 这些植被带阻止了靠近沙漠一侧的原生沙漠化的发展对绿洲的侵害, 同时隔绝了风与沙质地表的直接接触, 从而有效防止了就地起沙活动。建国以后, 随着流域绿洲人口的快速增长, 耕地压力增大, 绿洲外围靠近沙漠的荒漠过渡带也被大量开垦, 现全区人工绿洲内的耕地面积约为建国初期的30倍, 从而使人工绿洲与外围沙漠由“隔墙观望”状态转入面对面的接触状态, 频繁引起风蚀和流沙的发生。
3.过渡开荒、撂荒, 推动了沙漠化的发生
由于历史原因和经营管理不当, 大量耕地受到不同程度的破坏, 特别是建国后随着新疆生产建设兵团的建立, 在“以粮为纲”政策指导下, 流域土地开垦面积不断扩大, 大片优质草地、林地被开垦。一方面造成林草地面积减少, 影响了畜牧业的发展;另一方面, 由于缺水、次生盐渍化、风蚀、沙化等原因, 致使近1/3的农田弃耕、撂荒, [3]仅石河子垦区就因次生盐渍化危害而弃耕土地3.5万公顷～4万公顷。[4]在干旱区特殊的气候条件下, 弃耕后的土地, 自然植被恢复困难, 有的成为少有植被覆盖的裸地, 裸露的地表土壤很容易遭受风蚀而沙化, 有的因过度放牧导致表土疏松成为新的沙源, 这些现象直接威胁着绿洲农业的生存和可持续发展, 因此弃耕地问题也越来越被人们所重视。
4.作物种植结构单一, 影响绿洲农业生态系统稳定性
种植业内部的作物结构中, 粮食作物、经济作物、饲料作物、养地作物种植比重的不同, 不仅对经济效益, 而且对生态环境甚至整个农业生产都具有重大影响。玛河流域作为新疆重要的棉花种植基地, 大规模连片种植, 尤其是石河子垦区个别团场甚至达到90%以上, 不仅造成用水时期集中而产生水资源相对短缺, 同时由于棉花是耗水、耗地较大的作物, 连作时间普遍超过8～10年, 加之化肥的普遍施用, 造成土壤肥力下降、板结严重, 病虫害发生猖獗, 阻碍着这一区域生态、经济和社会的均衡与稳定发展。
四、可持续发展的产业结构调整与生态重建
合理的农业结构是绿洲农业生态经济系统协调有序的重要标志, 绿洲农业结构、生产布局与经济规模对生态系统的结构、布局和规模都会产生反作用。先进的可持续农林牧业不仅可以有效地修复重建自然生态系统, 也可以构建优质高产、对环境友好和生态功能良好的人工生态系统。当前区域农业面临的危机, 从本质上看是农业结构不合理的一种反映形式。农业结构调整优化就是对农业发展的各种资源、要素进行整合, 通过发展现代农业, 提高农业生产率和市场竞争力, 实现农业增效、农民增收和农业可持续发展的过程。[5]玛河流域是典型的生态脆弱地区, 从调整农业产业结构入手, 发展生态农业是实现绿洲农业可持续发展的必由之路。
1.发展节水生态农业, 建立绿洲多元化复合种植结构
水是制约绿洲农业可持续发展的重要因素, 水资源利用方式和水平决定着绿洲的规模和承载力。虽然玛河流域水利建设规模和水平在新疆甚至国内都居领先地位, 但在现有水资源利用水平下, 缺水仍是制约区域发展的首要问题。因此, 在新的形势下如何实现水资源的持续利用, 协调生态平衡与经济发展的关系, 是实现流域农业可持续发展的关键。农业是用水大户, 节水潜力较大, 因此, 通过农业节水技术的推广, 可节约大量水资源用于生态用水, 并可减少盐渍化和沙漠化的危害。通过节水灌溉, 把节约的水资源用于牧草、防护林及生态用水等, 从根本上改变传统的农业结构, 以实现良好的社会、经济及生态效益。从现实情况看, 发展以膜下滴灌为主的节水农业将成为玛河流域绿洲农业发展的方向。
一直以来, 玛河流域农业特别是耗水量最大的种植业单一优势明显, 耗水相对较小的畜牧业、林果业比重过小, 种植业较高的经济产出, 使得不合理的农业结构的生产力始终保持着上升趋势。所以, 从水资源经济利用及生态意义的角度出发, 必须在区域尺度上适度调整产业结构, 降低高耗水的种植业比重, 将低投入、低产出、高资源消耗的传统农业转换到高投入、高产出、低资源消耗的现代农业的轨道, 改变目前这种以高消耗的浪费水资源和毁灭地表植被为基础的传统农业。农业结构调整应与改善生态环境和可持续发展结合起来, 加大退耕还林、还草的执行力度, 发展特色农业, 即特色种植业、养殖业、林果业及发展其相应的特色生产技术措施, 降低自然资源消耗, 将结余水用于生态用水, 逐步以“节水农业”、“生态农业”、“观光农业”代替以往的传统农业生产方式, 改善自然环境对区域农业生产的制约, 从而实现绿洲生态重建及农业的高效持续发展。
在稳定粮食作物播种面积的同时, 改变经济作物过于倚重棉花、结构单一的状况, 种植业结构应由粮、经二元结构转变为粮、经、饲、瓜果、花卉等园艺作物的多元结构, 即“二元结构多元化”, 推动农业结构优化升级。大力发展人工饲草基地, 科学配置区域田园草地, 保证和优化绿洲生态系统, 为发展现代集约化农区畜牧业奠定基础, 以确保绿洲生态系统的稳定和社会经济的可持续发展。
2.发展绿洲及扇缘带舍饲畜牧业, 延长生态产业链
新疆是我国畜牧业最具发展优势的产区之一。目前玛河流域的畜牧业主要分为天然草场放牧和农区养畜两大部分, 尚没有形成完善的生态产业链, 依然停留在初级经营阶段, 而且畜牧业仍主要沿袭上千年的传统游牧形式, 70%的牲畜在山上放牧, 30%在农区与荒漠散养, 集约化程度低, 经营方式落后, 基础设施差, 抗御自然灾害的能力弱。目前, 玛河流域牲畜存栏数已达到200万头, 传统游牧式畜牧业生产力仍在低水平上徘徊, 牧民生活难以得到根本改善, 而且对山区草场的生态环境造成很大的压力, 在牲畜总量不断增加的超载情况下, 造成山区草地的普遍退化, 尤以低山的冬春牧场更为严重。因此, 畜牧业的生产方式与经营观念必须彻底改变, 根本出路在于尽快实现天然草场放牧向农区舍饲养畜的集约高效舍饲畜牧业战略性转移, 通过大力发展现代舍饲畜牧业, 促进绿洲及扇缘带舍饲畜牧业的建立及产业化发展, 使畜牧业成为区域经济发展的重要支柱产业。
同时, 延长生态产业链, 建立配套服务体系。在扩大畜牧业生产规模的过程中, 不能仅向区外调运初级畜产品, 要重视畜产品的深加工, 实现就地增值。还要建立配套的良种繁育基地、育肥基地、兽医、防疫、机耕、病虫害防治等设施及与畜牧业发展相关的运输业、食品加工业、金融业、信息业、咨询业等相关服务体系。
3.大力发展特色林果业, 推进防护林及人工速生丰产林建设
玛河流域发展特色林果业具有极大的优势, 在进一步推动蕃茄等已具一定基础和优势的红色产业发展的同时, 大力发展籽瓜、葡萄、蟠桃、西瓜、甜瓜、甘草等名、特、优产品, 形成若干具有地域特色的生产基地, 获取规模效益。充分利用石河子国家级经济开发区的优势, 建设农副产品加工基地, 发展农副产品深加工业, 提高产品的科技含量, 延长产业链条, 从而实现区域绿洲农业的高效持续发展。同时, 在维护、提高荒漠生态环境的前提下, 努力发展沙产业, 发展药用植物, 发展沙漠旅游、观光、休闲, 深度开发利用沙漠资源, 将生态效益与经济、社会效益结合, 促进荒漠化生态系统的恢复重建。
积极推进防护林建设。由于土地承包, 玛河流域绿洲在20世纪六、七十年代建立的农田防护林体系缺乏管护, 节水灌溉引起地下水位下降, 使林木生长需水无法保障, 造成全流域防护林普遍衰退, 残缺不全。随着新一轮土地承包、林业政策法规的贯彻, 土地长期承包及其承包地上种植林木的经营、产权归承包人所有, 农民栽种防护林的积极性得到极大提高, 可充分利用这一政策建立新的防护林体系。
加强人工速生丰产林建设。国家“天保工程”实施后, 玛河流域山区木材产量急剧下降, 通过在平原地带开发微咸水资源营造人工速生丰产林, 不仅可缓解对木材的需求, 还有利于改善绿洲边缘的生态环境。近几年, 玛河流域开始试验利用咸水资源发展林业生产取得了较好的实验成效, [6]利用排水渠内帮及渠旁种植条田林带, 树木可以利用微咸水生长, 促进排水, 稳固渠帮。通过打井开采微咸水种植胡杨、沙枣建植新防风阻沙基干林, 在绿洲及其扇缘带和壤质荒漠平原营造速生丰产林, 形成人工用材林基地, 逐步建成较完整的林业体系, 提高林业在绿洲生态重建中的良好作用。
参考文献
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(5) 赵祥杰.农业产业结构优化与中国农业可持续发展[J].经济师, 2011, (01) .
干旱绿洲地区 篇5
土地利用既受到自然因素的作用和制约, 又受到社会条件、经济条件、技术条件的重大影响[2], 它反映了人类与自然界相互影响和相互作用最直接、最密切的关系[3]。人类在利用土地的同时, 也对自然资源产生了巨大的影响。
国内学者对发达地区LUCC的研究相对较深入, 且大多以国家、省域和发达城市为空间研究单元, 而对经济落后地区的研究相对较少[4,5,6,7,8,9,10,11], 尤以经济发展滞后的西部绿洲城市为对象的研究不多见[12,13,14]。近年来, 随着城市化的加快, 对土地的需求日益增加, 因此对LUCC的社会人文因素的研究重新成为该研究领域的热点之一[15,16,17,18]。许多学者从宏观角度总结了影响LUCC的人文因素, 如经济发展、城市化与工业化等, 主要从土地在城乡间、产业内与产业间调整等方面影响土地利用数量、性质和空间的变化[19,20]。虽然学者们研究了LUCC的影响因素, 但各地区在城市发展、土地政策、经济发展等方面存在差异, 使影响因素因地而异, 因此对影响土地利用变化机理的揭示仍有待进一步的研究。
乌鲁木齐市作为典型绿洲城市, 以土地资源为基础的社会经济发展迅速, 因此加强对乌鲁木齐市LUCC及其社会人文驱动因素的研究, 对今后干旱区绿洲城市的发展具有重要的指导作用。
1 研究区概况
乌鲁木齐市位于天山中段北麓、准噶尔盆地南缘, 地处欧亚大陆腹地, 是全疆政治、经济、文化中心。乌鲁木齐市作为南北疆交通的枢纽, 市辖7区1县, 2个国家级开发区和一个出口加工区, 总面积1.42万km2。境内有天山冰川和永久性积雪面积164 km2、耕地约5万hm2、草场约60万hm2、天然林场9万hm2、水域0.533万hm2。截至2010年底, 乌鲁木齐市共有常住人口311万人。
2 研究方法与数据来源
2.1 研究方法
因子分析法, 即指用较少个数的公共因子的线性函数及特殊因子之和来表达原来观测的每个变量, 并从研究相关矩阵内部的依赖关系出发, 把一些具有错综复杂关系的变量归纳为少数几个综合因子的一种多变量的统计分析方法[21]。Pearson相关系数用来衡量自变量X和因变量Y两个变量之间的相互关系, 其系数介于[-1, 1]之间, 其绝对值越大, 表明相关性越强;相关系数越接近于0, 相关性越弱[21]。
2.2 数据来源
乌鲁木齐市较详细的土地利用统计数据大都始于2001年后, 而笔者所能得到的最新数据是2011年的统计数据, 故本文选取2001—2011年的《新疆统计年鉴》、《新疆城市调查报告》、《新疆辉煌五十年》、《新疆城市三十年》、《乌鲁木齐统计年鉴》、《乌鲁木齐年鉴》以及乌鲁木齐市历年统计公报的原始统计数据作为本文的面板数据。
3 土地利用类型演变特征
本文对乌鲁木齐市2000—2010年其土地利用类型的资料进行分析后, 得到历年土地利用各类型的用地面积及比重 (图1—3) 。研究发现, 土地利用类型整体相差悬殊, 变化趋于缓慢;建设用地规模和比例不断扩大, 农用地面积和比重持续缩小, 但两者的内部结构相对稳定;其他用地面积则呈现先上升后减少的变化趋势。
3.1 土地利用类型整体相差悬殊, 变化趋于缓慢
乌鲁木齐市土地利用类型可分为农用地 (耕地、园地、牧草地、水域和其他农用地) 、建设用地 (居民点工矿用地、交通用地、水利设施用地和其他建设用地) 和其他用地三大类, 但农用地和建设用地的比例结构相差悬殊。2000—2010年, 乌鲁木齐市农用地的面积平均是建设用地面积的22倍, 虽然总体上失衡状态有所缓解, 但变化幅度比较缓慢, 11年间差距仅缩小了5.8倍。
3.2 建设用地规模不断扩大, 农用地面积持续缩小
2000—2010年, 乌鲁木齐市建设用地总量和比重均呈现逐年上升趋势, 农用地面积与比例则依次下降 (图1、图4) 。建设用地的面积不断增加, 其面积由2000年的4.2万hm2增加到2010年的4.79万hm2, 11年增加了0.57万hm2;农用地面积逐渐萎缩, 由2000年的95.66万hm2缩减至2010年的90.42万hm2, 减少了5.24万hm2。建设用地的比重逐年上涨, 其比重由2000年的3.40%增加到2010年的4.22%, 年均增长率较低, 仅为1.98%。同期, 农用地的比重下降趋势明显, 其比重由2000年的84.03%下降到2010年的79.43%, 年均下降幅度0.51%。2000—2003年, 农用地比重下降速度最显著, 其值由2000年的84.03%下降到2003年的80.13%, 减少了3.90%;而建设用地比重的增幅最缓慢, 其比重由2000年的3.40%增加到2003年的3.53%, 4年上升了0.13%。2004—2010年, 建设用地比重的增速较快, 6年上升了0.64%;而农用地比重的降幅较低, 仅减少了0.49%。
3.3 农用地整体比例有所下降, 但各部分变化不大
11年间, 乌鲁木齐市农用地的虽然面积与比例持续减少, 但其内部结构变化各异 (图1、图2、图4、图5) 。具体表现为: (1) 耕地、园地面积上升, 牧草地用地面积略有下降。耕地面积不断增加, 其比重有所提高。两项指标分别从2000年的5.31万hm2和4.67%上升到2010年的6.02万hm2和5.29%, 增幅为13.27%。耕地面积及其比例的增加, 表明乌鲁木齐市对农产品的需求力度加大, 而农业生产的供给能力的也有所增强, 耕地被建设用地“挤占”的影响较小。 (2) 园地的面积最小, 但其增长幅度最大。由于乌鲁木齐城市化进程的加快, 扩大了对水果的需求量, 园地面积和比例逐年增加, 面积从2000年的0.18万hm2增加到2010年的0.34万hm2, 面积增加了0.16万hm2, 涨幅为88.88%, 其比例则从0.16%上升到0.30%。 (3) 牧草地面积和比例最大, 变化幅度却最小。牧草地是乌鲁木齐市最主要的土地用地类型, 11年来其面积每年都在78万hm2上下变化, 其比重也一直维持在68.9%左右, 下降幅度仅为0.79%, 说明乌鲁木齐市居民对畜产品以及奶制品需求量较稳定, 且始终保持着较高的水平。 (4) 水域用地的面积和比重有所上升。养殖业尤其是渔业一直是乌鲁木齐市比较重要的农副产品供应部门之一。随着水产品的供求的日益增加, 水域面积不断扩大, 其面积由2000年的0.32万hm2增加到2010年的0.35万hm2, 其比重由0.28%上升到0.32%, 但所占比重较小。
3.4 建设用地规模上升趋势明显, 内部结构稳定
2000—2010年, 乌鲁木齐市建设用地的总量和比重不断上升, 但其内部各土地利用类型的变化却不尽相同 (图1、图3、图4、图6) 。其中, 居民点和工矿用地、交通用地、水域和水利设施用地的面积和比重都不断增加。主要表现在: (1) 居民点和工矿用地的需求量持续增加。乌鲁木齐市城市化水平不断提高, 各领域尤其是房地产、制造业等行业对土地的需求量随之迅速扩大。因此, 居民点用地和工矿用地无论其面积还是比例都呈现上升的趋势。居民点用地和工矿用地的面积从2000年的3.04万hm2增加到2010年的4.2万hm2, 增加了1.16万hm2, 涨幅为27.7%, 其比例从2.67%升至3.41%。 (2) 交通用地的涨幅尤为显著。现代城市的扩张很大程度上取决于其地理区位和交通运输的通达性, 乌鲁木齐市社会经济的提升与交通事业的发展密切相关。因此, 城市经济的繁荣, 从根本上刺激了交通业的发展, 交通用地的规模和比重也随之扩大, 面积和比重分别从2000年的0.20万hm2和0.18%增加到2010年的0.38万hm2和0.31%, 面积的增长幅度为72.2%。 (3) 水利设施用地的规模保持不变。11年来, 乌鲁木齐市水利设施用地的面积均为0.18万hm2, 比例都是0.16%, 在建设用地类型中最稳定。 (4) 乌鲁木齐市其他建设用地处于减少状态, 比重由2000年的0.4%降低到2003年的0.18%, 2004年及以后则降为0。
3.5 土地利用演变的动态度和强度特征
利用下列公式, 计算出乌鲁木齐市农用地和建设用地的利用动态度以及土地利用变化的总强度[16]。公式为:
式中, Lci为研究时段内第i类土地利用类型的利用动态度;Ua、Ub分别为研究期初及期末该土地利用类型的面积;T为研究时段的长度, 若将T设为年, 则Lci的值就是第i类土地利用类型的变化率。
式中, Lc为土地利用变化总强度;Lci为第i类土地利用类型的变化率。我们将有关数据代入式 (1) 、 (2) , 通过计算, 结果发现, 2000—2010年乌鲁木齐市农用地和建设用地的利用变化率以及土地利用变化的总强度都比较小, 具体表现在以下四个方面: (1) 11年来, 乌鲁木齐市土地利用变化的总强度较平缓, 仅为36%。 (2) 农用地的变化率仅为-0.50%, 其中耕地、园地、水域、牧草地和其他农用地的利用动态度依次为1.21%、8.08%、-0.11%、0.68%、-5.42%。 (3) 建设用地的土地利用类型的变化幅度缓慢, 其值为2.18%。其中, 居民点用地、工矿用地、交通用地、水利设施用地、其他建设用地的变化率则分别为3.47%、8.18%、0%、-9.09%。 (4) 其他用地面积的动态变化度最低, 其值为-4.24%。
4 土地利用类型演变的社会人文指标因子分析
4.1 指标的选取
基于对乌鲁木齐市的实际情况进行分析, 兼顾有关社会人文指标获取的可能性及其意义, 本文分别选取了区域经济方面 (GDP总量X1、人均GDP X2、固定资产投资X3、工业总产值X4、农业总产值X5、职工平均工资X6、农民人均收入X7、进出口总额X8、社会零售总额X9) , 产业结构方面 (第一产业GDP比重X10、第二产业GDP比重X11、第三产业GDP比重X12、林业占农林牧渔业总产值比重X13、牧业占农林牧渔业总产值比重X14、渔业占农林牧渔业总产值比重X15、农业占农林牧渔业总产值比重X16) , 社会人口方面 (总人口X17、非农人口X18、人口增长率X19、人口密度X20、社会劳动力X21) , 交通和城市化方面 (道路长度X22、邮电业务总量X23、客运周转量X24、货运周转量X25、交通运输工具数量X26、城市化水平X27、建成区面积X28) 等4个主要方面的28项指标作为参考, 并应用多元统计中因子分析方法来分析乌鲁木齐市社会因素对土地利用类型变化的影响。
4.2 因子分析
运用DPS统计软件对上述指标进行标准化处理, 然后进行因子分析。结果表明, 影响乌鲁木齐市土地利用变化因子的28个指标的方差信息主要集中在4个相互独立的因子中, 其方差贡献率分别为72.79%、14.03%、6.80%、4.46%, 累计方差贡献率达98.08%, 因此4个主因子能较全面地反映原来28个原始因子所代表的信息 (表1) 。
经过统计分析发现, F1特征值为17.38, 解释方差贡献率为72.79%, 可见该因子的综合性极强。其中, X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X27、X28等11个变量指标均有很高的载荷系数, 主要反映了影响土地利用变化的城乡经济发展水平和城市化进程因素, 称之为区域经济发展水平因子。F2的特征值为4.05, 方差贡献率为14.03%。X10、X11、X12、X13、X14、X15、X16等7个指标在F2上有着较大的载荷系数, 集中体现了区域产业结构对土地利用变化影响, 可概括为“区域产业结构因子”。其中, X12、X14两项指标与F2呈负相关。F3的特征值为2.90, 解释方差贡献率为6.80%。其中, X22、X23、X24、X25、X26在F3上有着较高的因子载荷系数, 它们表征着交通运输业发达程度对区域土地利用变化的影响, 故称之为“交通发展因子”。F4的特征值为1.41, 方差贡献率为4.46%, 在X17、X18、X19、X20、X215个指标在F4上的因子载荷较大, 主要体现了与土地利用变化密切相关的社会人口因素, 可称之为“社会人口因子”。
4.3 Pearson相关性分析
经Pearson相关性分析和显著性检验后发现, 乌鲁木齐市土地利用变化 (F) 与4个主因子均呈正相关关系。其中, F与F1、F3两个因子均表现出极强的相关关系, 相关系数分别为0.86和0.83, 且都为极显著的相关性;与F2、F4两个因子均呈现出较强的相关关系, 其值分别为0.77和0.74, 且与两者均表现为显著相关性 (表2) 。
注:**表示极显著相关 (p=0.01) , *表示显著相关 (p=0.05) 。
4.4 各因子得分及影响分析
本文从经济发展、产业结构、交通发展、社会人口四个方面来探讨其对11年来乌鲁木齐市土地利用变化的影响。首先, 得出4个主因子对各原始变量的得分, 公式为:
式中, X1、X2、X3, …, X26、X27、X28为原始数据标准化后的向量。利用上述公式可计算出F1、F2、F3、F4等4个主因子的单项评价值。然后, 以4个主因子的贡献为权数, 计算出4个主因子的综合影响值∑F。
式中, i分别为2000—2010年在此项因子的得分值。根据式 (3) 、式 (7) , 可计算出区域经济发展水平因子的综合影响得分值, 即从总体上衡量区域经济发展对土地利用类型变化的影响程度大小。同理, 可求出其余3个主因子的综合影响值。
以上各因子的综合得分反映了这些因素对乌鲁木齐市土地利用类型变化的影响程度, 具体表现为以下几个方面: (1) 11年来, 乌鲁木齐市经济发展水平因子对土地利用类型变化的影响最大, 呈现出明显的上升趋势, 从2000年的2.49骤升至2010年的21.07。该因子得分位居首位且提升迅速的主要原因是乌鲁木齐市经济提高迅速, GDP总量年均增长20%, 人均GDP年均增长10%, 城市化进程加快。 (2) 城市建设的压力越来越大, 反映在土地利用类型变化上, 表现为房地产、企事业单位等对居民点用地和工矿用地的需求不断增加, 用地面积日益扩大。城市的快速发展也对周边农村经济的发展起到了带动和辐射作用。同时, 由于城乡发展存在着很强的依赖关系, 这种关系会随着城市经济的繁荣而不断加强。 (3) 城市对农副产品的需求量加大, 农村的供给能力增强, 农业生产总值和农民收入也得到相应的提高, 反映在土地利用上, 则是耕地、园地的面积及其比重逐渐增加。 (4) 产业结构因子的得分逐年上升的趋势明显, 由负变正, 其均值由前三年的-1.41转变为后8年的3.26, 说明对土地利用类型变化的影响由小变大。2003年以前, 该因子的得分为负, 主要是由于城市经济虽然有所发展, 但其产业结构不够合理, 且具有一定的稳定性, 对土地需求的变化较小。2003年及以后, 该因子的得分由负变正, 原因在于城市经济发展速度加快, 产业结构不断得到调整和优化, 以适应城市化发展的步伐, 尤其是第一产业中的农、林、牧、渔等产业对土地的需求比较大。 (5) 交通发展因子的得分持续上升, 由0.21上升到2.67, 但具有明显的阶段性, 且增长幅度缓慢。在城市经济发展相对缓慢的前期 (2003年以前) , 乌鲁木齐市的交通基础建设及其配套设施滞后, 对土地的需求量相对较少, 对土地利用结构的影响不大, 因此该因子得分低于平均水平;而在乌鲁木齐市经济发展提速的后期 (2003年及以后) , 交通基础建设和相关设施不断完善, 对土地的需求量上升, 对土地利用结构的影响显著, 所以后8年该因子综合分值的均值较大。 (6) 社会人口因子的分值由负变正, 表明对乌鲁木齐市土地利用类型变化的影响日益增大, 其变化趋势与产业结构因子有很强的相似性。前三年该因子得分虽然呈上升趋势, 但为负值, 说明对乌鲁木齐市土地利用的变化的影响程度较小。这一阶段, 农村人口增长了15万人, 城镇人口增加了14.2万人, 城市容纳能力和土地生产自给能力的压力, 体现在土地利用类型变化上是农用地和建设用地面积的增加。2002年以后土地利用面积稳步上升, 表明对乌鲁木齐市土地利用变化的影响程度逐年变大。这一时期, 城镇人口由147万人激增到229.08万人, 城市规模迅速膨胀, 对土地利用类型变化产生的影响表现为建设用地面积和比例在不断增加, 分别由2002年的4.38万hm2和3.14%增加到2010年的4.79万hm2和3.54%。
5 结论
2000—2010年, 乌鲁木齐市土地利用类型整体比例结构差异性大, 但变化趋势比较平缓。其中, 农用地占绝对优势, 但面积和比重持续缩小;建设用地处于相对劣势的地位, 但规模和比例不断扩大, 两者的内部结构变化较小, 处于相对稳定的状态。11年来, 乌鲁木齐市土地利用总的变化强度为36%, 农用地、建设用地和其他用地的变化强度都较小, 分别是-0.50%、2.18%、-4.24%。其中, 农用地中园地的变化强度最高达8.08%;建设用地中交通用地的变动幅度最大达8.18%。
干旱绿洲地区 篇6
历史上民勤绿洲水草丰盛, 绿洲的主要植被景观是沼泽和草甸。20世纪50年代以来, 随着上游水量减少, 人口、经济增长使需水量不断增加, 湖水干涸, 沙漠入侵, 原生植被退化, 耕地面积减少, 绿洲边缘逐渐演变为现在的荒漠景观。近年来, 民勤县经济快速发展、人口自然增加, 对原本脆弱的自然生态系统产生了巨大压力, 人地矛盾更加突出, 一系列生态环境问题随之而来, 当地经济和社会的持续稳定发展受到了严重威胁[1,2]。通过1995—2009年民勤县相对资源承载力及其变化过程的分析, 对比研究区相对参照区域的发展状态, 进而为其合理调控人口和经济规模以及确定未来发展策略提供参考依据。
1 相对资源承载力及研究方法
1.1 相对资源承载力
1921年Park和Burgess提出承载力概念, 即“某一特定环境条件下, 某种个体存在数量的最高极限”[3]。在对资源短缺和环境污染问题的研究中, “承载力”概念得到延伸并广泛应用于说明环境或生态系统承受发展和特定活动能力的限度[4]。一个国家或地区的资源承载力是指:在可预见期内在保证与其社会文化准则相符的物质生活条件下, 利用当地的自然资源和智力、技术等能养活的人口数量 (联合国教科文组织) 。牛文元认为, 资源承载力是指一个国家或地区资源的数量和质量, 对该空间内人口的基本生存和发展的支撑能力[5]。目前有关资源承载力的研究主要集中在自然资源领域, 又以土地资源承载力的研究历史为最长, 取得的成果最多。该类研究以土地资源—食物生产—人均消费—可承载人口为主线, 多数学者认为土地资源承载力是基本承载力[6,7]。随着科技进步与全球经济一体化, 人们的生活和生产对一定区域内已有自然资源存量的依赖性将越来越低[8], 因此应扩展承载力的范围。可持续发展是由自然—经济—社会三个子系统组成的复合生态系统, 人是社会子系统的主要组成因素, 是承载力中的承载对象, 故应将自然资源和经济资源作为人口的主要承载资源[9]。
1.2 数据来源
文中数据来源于1996—2010年《甘肃年鉴》、《武威市统计年鉴》和《民勤统计年鉴》, 其他分析数据来自于检索公开发行的文献和实地调查资料。
1.3 研究方法
相对资源承载力方法是将自然资源和经济资源作为主要的承载资源, 与传统的资源承载力研究中注重绝对量计算不同, 相对资源承载力突出了自然资源与经济资源之间的互补性, 选择一个或数个参照区作为对比标准, 根据参照区的人均资源拥有量、消费量及研究区域的资源存量, 计算研究区域的各类资源相对承载力[10]。该方法已在区域可持续发展评价模型[11]和人口分布与资源环境关系的研究中得到广泛应用。对特定的地区和时段, 在构成自然资源和经济资源的诸多次级资源类型中, 存在着对人口起主要支撑作用的少数关键性次级资源类型[12]。根据民勤县的具体情况, 以及数据的易得性和横向、纵向的易比性, 本文选择耕地面积和国内生产总值 (分别代表自然资源和经济资源) 作为主要研究对象。
相对自然资源 (土地资源) 承载力:Crl=Il×Ql, Il=Qp0/Ql0 (1)
式中, Crl为研究区相对土地资源承载力 (万人) , Il为土地资源承载指数 (人/hm2) , Ql为研究区耕地面积 (万hm2) , Qp0为参照区人口数量 (万人) , Ql0为参照区耕地面积 (万hm2) 。
相对经济资源承载力:Cre=Ie×Qe, Ie=Qp0/Qe0 (2)
式中, Cre为研究区相对经济资源承载力 (万人) , Ie为经济资源承载指数 (人/万元) , Qe为研究区GDP (亿元) , Qp0为参照区人口 (万人) , Qe0为参照区GDP (亿元) 。
综合承载力:Cs=w1Crl+w2Cre (3)
式中, Cs为研究区综合承载力 (万人) ;w1、w2分别为相对自然资源和经济资源承载力的权重, w1+w2=1。考虑到民勤县的具体情况, 在此取w1=w2=0.5。
通过相对资源承载力与实际承载人口对比, 得出研究区相对于参照区的承载状态, 主要有3种类型:①超载状态。实际人口 (P) 大于综合承载力 (Cs) , 即P-Cs>0。②富余状态。实际人口小于综合承载力, 即P-Cs<0。③临界状态。实际人口等于综合承载力, 即P-Cs=0。
2 民勤县相对资源承载力分析
2.1 以甘肃省为参照区域
以甘肃省为参照区, 分别将1995—2009年甘肃省和民勤县的人口、耕地面积和GDP数据代入式 (1—3) , 计算可得1995—2009年民勤县相对于全省资源承载力 (表1) 及其与实际人口数的对照情况 (图1) 。
以甘肃省为参照区域, 从表1和图1可见1995—2009年:①土地资源对民勤县综合承载力的贡献超过了经济资源的贡献 (图2) , 两者之比为1.81—2.98, 土地资源贡献率呈先增后降趋势, 于1996年达到最大值 (74.87%) ;经济资源贡献率则呈缓增后缓降趋势, 于2006年达峰值 (35.55%) 。②民勤县综合承载力处于轻度富余状态且较稳定, 富余人口为0.70—7.36万人。1995—2002年呈增长趋势, 于2003年达到峰值 (38.07万人) , 之后则呈现缓慢下降趋势。③民勤县相对土地资源承载力处于富余状态, 富余人口为14.64—18.97万人, 呈缓增后再缓降趋势, 分别于1995年、2004年处于低谷和高峰;相对经济资源承载力则处于超载状态, 超载人口为4.07—13.98万人, 呈先降后增再降的变化趋势, 分别于1996年、2006年达到低谷和高峰。
2.2 以武威市为参照区域
以武威市为参照区, 计算其耕地和GDP对人口的承载指数, 分别将1995—2009年武威市和民勤县的人口、耕地面积和GDP数据代入式 (1—3) , 可得民勤县相对于武威市资源承载力 (表2) 及其与实际人口的变化趋势 (图3) 。
由表2和图3可见, 以武威市作为参照区域, 1995—2009年以来:①土地资源对民勤县综合承载力的贡献强于经济资源, 两者之比为1.63—2.35, 土地资源贡献率呈先增后降再缓增趋势, 分别于1997年、2003年达到峰值 (70.17%) 和低谷 (61.94%) , 而经济资源贡献率则呈先降后增再降趋势。②民勤县综合承载力处于轻度富余状态, 富余人口为1.75—8.26万人, 呈先降后增再缓降趋势, 分别于1996年、2003年达到低谷 (31.11万人) 和峰值 (38.97万人) 。③民勤县相对土地资源承载力处于轻度富余状态, 富余人口为13.61—17.79万人, 呈先增后缓降趋势, 分别于1995年、2002年达到低谷 (42.96万人) 和峰值 (48.48万人) ;相对经济资源承载力则处于轻度超载状态, 超载人口为1.05—10.81万人, 呈先降后增再缓降趋势, 分别于1997年、2003年达到低谷和高峰。
3 民勤县可持续发展问题
1995年以来, 民勤县存在着相对土地资源承载力富余且较稳定, 而相对经济资源承载力超载且上升缓慢, 综合承载力处于轻度富余状态, 经济资源对综合承载力的贡献率虽较低但处于持续增长状态, 而自然资源则相反。在现实中表现为经济发展与资源短缺的矛盾, GDP增长是以耕地资源存量的减少和质量的下降为代价来实现的, 而水资源则是经济增长和人口承载的瓶颈因素。目前, 民勤县正处于土地资源相对丰富、人口密度较小、经济发展相当不足的阶段, 对人口承载起支撑作用的主要是土地资源, 经济发展滞后、水资源短缺制约着人口的容纳能力。
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