目前,基于土地资源承载力提升的目标与要求,根据土地资源的构成及内涵,土地资源承载力评价指标体系包括5个部分,即土地资源人口承载力评价、土地资源建设规模承载力评价、土地资源经济承载力评价、土地资源生态承载力评价和土地资源综合承载力评价。本部分主要对石家庄的土地资源人口承载力进行评价。土地资源人口承载力包括两个方面,即城市土地资源人口承载力、耕地人口承载力。
城市土地资源人口承载力从两方面分析,一是建设用地供给规模;二是建设用地人口数量限制,通常从建设用地人口总量和人均占用建设用地指标进行分析。它主要反映的是在既定建设用地规模下适宜的人口容量限度。
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。实际上,它是在一定区域内的耕地生产潜力,与一定投入条件下可能生产的食物总量,与一定的人均食物消耗量的总和之比的一个动态估算。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。其中,耕地生产潜力估算有多种方法。
由于数据收集的问题,石家庄土地资源现状评价以2009年为基础年,对2009年及以前的数据资料进行分析评价;预测评价的预测期限为2015~2030年,基期年为2009年,近期目标年为2015年,预测目标年为2020年和2030年。
9.3.3.1 土地资源人口承载现状
石家庄市作为河北省的省会,下辖6区、5市(县级市)、12县,分别为新华区、桥西区、桥东区、长安区、裕华区、矿区,石家庄市、鹿泉市、藁城市、晋州市、辛集市、正定县、栾城县、行唐县、灵寿县、平山县、井陉县、赞皇县、高邑县、元氏县、赵县、深泽县和无极县。2009年全市常住人口966万人,其中,市区242.78万人。根据1999~2009年石家庄市各类土地资源面积及所占比例见表9.20。
表9.20 石家庄市1999~2009年一级地类面积表
由上表可以看出石家庄市耕地、草地和水域在10年间大幅度减少,而城镇村及工矿用地、交通用地大幅度增加。
(1)石家庄市城市空间用地状况:2000年石家庄城市用地面积为11656公顷,市区人口为166.7万人,城市人均用地为69.3平方米;到2008年石家庄城市用地面积为14964.09公顷,市区人口达到240.72万人,人均用地为62.16平方米,8年间人均用地变化不大,但比较紧张,达到Ⅰ级城市人均建设用地水平,也低于2008年北京人均77平方米的用地水平。2009年,城市用地扩张的速度远远大于人口增长的速度,城市人均用地迅速提高到107.19平方米,超过了Ⅳ级城市人均建设用地底线,同时增大了城市用地的承载能力。
(2)石家庄市耕地变化状况:2000年石家庄耕地面积为605208.15公顷,全市人均耕地面积为0.0680公顷,到2009年石家庄耕地面积为582267.05公顷,人均耕地面降为0.0593公顷,远远低于全国平均水平。9年间,耕地面积逐年减少,平均每年约减少2540.13公顷,共减少了22861.21公顷。可以看出石家庄地区耕地总量从2000年至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年之后耕地总量开始小幅增加,其原因主要是由于从2005年起,耕地的严格保护以及对耕地占补平衡补偿和基本农田保护机制的贯彻执行,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58万公顷左右,并有小幅增加,但由于人口数量的不断增加,人均耕地数量还是在逐渐减少。石家庄市1999~2009年城市用地、耕地、市区人口、全市常住人口数量变化情况见表9.21。
表9.21 石家庄市1999~2009年城市用地、耕地、市区人口、全市常住人口数量变化
(3)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。该地区人口不断增加的趋势,使整个地区各种土地资源,尤其是耕地的承载压力越来越大。预计石家庄地区人口高峰期将延续到2030年左右,不断增加的人口和固定数量的土地资源相比,尤其是耕地资源总量的保持,整个态势都不容乐观,土地资源的承载力压力将会越来越大。
9.3.3.2 石家庄市城市土地资源人口承载力评价
依据石家庄市自然地理条件,城市性质及宜居城市的未来发展目标,根据有关标准,参考先进城市特别是国际性大城市(纽约、伦敦、巴黎、东京、上海、北京、广州等)的做法,可以确定石家庄市不同城镇空间范围的人均用地标准。
2009年,石家庄市人均城市用地107.19平方米,与近期北京、上海、香港、东京、新加坡等大都市相比,水平较低。人口密度为9329人/千米2,同样远远高于表9.22中除首尔之外的其他大城市的人口密度。
表9.22 部分亚洲大城市的人口密度
建设部《城市用地分类与规划建设用地标准》规定,首都和经济特区城市的规划人均建设用地指标宜在第Ⅳ级内确定(参见表9.23),2009年石家庄市人均城市建设用地面积107.19平方米,控制在Ⅳ级用地指标105~120米2/人范围之内。
表9.23 城市用地分类与规划建设用地标准
资料来源:建设部(90)建标字第322号。
在各研究机构及各省市提出的城市现代化指标体系和生态城市指标体系中:人均居住面积一般在20~40平方米;人均绿地面积多在10~15平方米;人均道路广场面积10~25平方米,参照上述标准范围可提出石家庄市有关指标的标准:人均居住面积25~30平方米,人均绿地面积15~20平方米,人均道路广场面积15~25平方米左右,这样仅上述3项合计为55~75平方米,加上市政公用设施用地、工业用地、仓储用地等其他6项城市建设用地,石家庄市适宜的人均城市建设用地面积应在110~120平方米。
2009年以前,石家庄市人均城市用地一直在60~75平方米的范围内波动,直到2009年,人均城市用地上升为107.19平方米,恰好在城市规划建设用地标准Ⅳ级范围之内。所以,石家庄目前城市用地空间承载力基本符合城市规划的要求,但石家庄市区人口一直处于不断上升的态势,城市用地人口承载力面临巨大挑战。今后要想维持石家庄现在的人口承载力水平,一是控制人口增长的速度,另外,必须增加城市土地的数量,用以缓解不断增加的城市用地需求。
9.3.3.3 石家庄市耕地人口承载力评价
(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,见公式9.13。
石家庄市土地资源
式中: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。
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400千克作为评价标准,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2001~2005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,粮食单产达到有史以来最高水平6705千克/公顷;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,加之粮食单产水平的提高,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,而是在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。石家庄市2001~2009年耕地人口承载力演变情况见表9.24。
表9.24 石家庄市2001~2009年耕地人口承载力演变
(2)按土地生产潜力评价。
按本章第二节内容已对石家庄市土地生产潜力进行了计算,但土地生产潜力除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,这既与土地的利用方式(包括作物的种类、种植结构、作物生理要求与投入水平的联系等)有关,也与社会经济条件有关。投入水平包括基础性建设投入、常规性物质投入和科技、管理投入,它们都对土地生产能力有着直接或间接的影响。
农业投入由有机能和无机能两大部分组成,有机能主要是劳力、畜力、有机肥和种子;无机能部分主要有化肥、农药、农机劳力、农用燃油、电力等。投入水平确定有两种方法:一种是FAO的假设条件法;一种是中国科学院自然资源综合考察委员会的时间推测法。前者把能量的投入分成高中低3种水平,并对每种水平做了具体规定。假设的方法可以不与时序相联系,不论什么时候,只要达到这种水平,就有这么大的生产潜力,因而它缩小了研究范围,而且成果使用的寿命长,但没有说明何时能达到这样的生产力水平,而把这一问题留到下一步规划中去解决。时间推测法则与时序相联系,即利用历史资料,用作物的光温水土生产潜力产量趋势外推法等计算具体时间的投入产出水平下的产量,但推测中会遇到许多不确定因素,一旦参数有变动,原推测结果将难以使用。总之,两种方法各有利弊,实际中可结合运用。
随着经济的发展石家庄的农田投入水平有了大幅度提高,从历年粮食单产水平看,也说明了这一点。但全市能量产投分析亦表现出以下特点:农业生产中能量转换效率较低,且区域农田能量产投水平相差较大,随着农业生产水平由低向高发展,无机能投入水平逐渐增大,然而随着无机能投入大量增加,产出能可能出现下降趋势。2000年,石家庄市的正定县、栾城县、鹿泉市、井陉县、晋州市、辛集市、深泽县、无极县、藁城市、赵县、新乐市、高邑县、元氏县在河北已达高投入水平,只有赞皇县、平山县、灵寿县、行唐县属中等投入水平。参照联合国粮农组织对作物生产潜力进行投入水平的修正方法,确定土地修正系数。具体方法如下:
高投入水平:生产潜力修正系数为80%~100%;
中投入水平:生产潜力修正系数为60%~80%;
低投入水平:生产潜力修正系数为40%~60%。
2005年之后,石家庄市开展了大量基本农田改造工程,并着力开展土地的综合整治,在很大程度上促进了农业和粮食生产能力,结合2000年测算的农业生产投入水平和近几年的投入力度的增加,目前将石家庄市农业投入水平订正系数确定在80%~90%之间。根据公式9.14可测算2009年石家庄市耕地生产潜力水平。
石家庄市土地资源
式中:Yt为t时段土地投入修正后的作物生产潜力,t为2009年;kt为t时段土地土地投修正系数;yt为t时段作物土地生产潜力。
根据第二节计算的石家庄市综合平均单位面积土地生产潜力及确定的土地投入修正系数,可计算出石家庄市耕地粮食生产潜力,计算结果见表9.25。
表9.25 2009年石家庄市农田投入水平修正后的土地生产潜力业及可承载人数
进行投入水平的修正后,可见其计算结果与现实生产力相比较,石家庄市粮食产量提高具备很大空间,仍以人均粮食占有量400千克作为评价标准,石家庄市2009年潜力生产粮食量可承载的人口规模为1779.14~2001.53万人,远远高于2009年实际总人口。但不得不考虑,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,仍有许许多多的影响因素难以考虑和参与计算,所以以此为依据所得计算结果只能作为参考,不然会由于过分乐观导致在土地管理和利用的过程中出现的一些负面后果难以抵消和修复。
9.3.3.4 石家庄市耕地人口承载力预测
(1)营养水平的确定。我国营养学会建议制订的营养水平标准为:每人每天热量2400千卡,蛋白质72克,脂肪73克。这是满足人们的基本生理需要,即人体需要完成生理各项代谢活动的最低限度。有人称这种营养水平下的人口承载力为土地的生物生理人口容量,这种容量反映了土地生产潜力的最大承载量,如超载就等于这一地区处于“危急”状态。
大多数学者认为,营养水平应分为3~4级,即贫困型、温饱型、宽裕型和小康型。由于我国地域辽阔,不同的地区自然条件、生产发展水平、民族习惯、食物构成等方面有很大差距,确定营养水平的级别应充分考虑当地农副产品和居民生活习惯的差异,使用不同的等级指标。
河北省营养水平以前一种国际通用的人均每日需要的热量(千卡)、蛋白质(克)、脂肪(克)为指标,参照中国医学科学院、中国农业科学院、中国科学院技术情报研究所、中国营养学会等单位的有关预测结果,并考虑到本省的发展水平与地理特点,分别确定3种营养水平的标准,见表9.26。
表9.26 河北省不同营养水平标准
在上述标准中,有一个粮食消耗问题,如果口粮以人均每月20千克计算,年均250千克就足够了,但是尚有副食消耗、种子、饲料以及工业用粮等。因此,还须对粮食内部作一定比例的分配。河北省不同营养水平下的粮食分配比例见表9.27。
表9.27 河北省三种营养水平下粮食分配比例
石家庄作为河北省省会,依据河北省确定的不同营养水平标准,即以温饱型、宽裕型、小康型为准,进行耕地人口承载水平的预测。根据换算结果,温饱型人均粮食占有量为354.00千克,宽裕型人均粮食占有量为400.00千克,小康型人均粮食占有量为480.00千克。
(2)耕地播种面积和粮食作物播种面积的预测。2000~2009年石家庄市耕地总量、粮食作物播种面积、粮食作物播种面积与耕地面积之比的变化见表9.28及图9.3。
表9.28 2000~2009年耕地面积、粮食作物播种面积、粮食作物播种面积与耕地面积之比
由上图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。本预测是以2000~2009年的数据、资料为基准,预测时间段分为2015、2020、2030年。
图9.3 2000~2009年耕地面积与粮食作物播种面积
第一步:建立预测模型,见公式9.15。
石家庄市土地资源
式中:Yt为预测t年的耕地面积;A0为所选定基准年的耕地面积;a为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年耕地进行预测。
从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,平均每年减少2.55×103公顷。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,但未来几年石家庄市经济还将快速发展,受产业结构调整、户籍管理制度改革、城市化进程加快等因素影响,更多的耕地将不可避免的被占用。而耕地后备资源数量有限,限制因素多且开发难度大,耕地补充潜力有限,因此,未来石家庄市耕地面积总量将进一步减少。2002~2009年石家庄市年均减少耕地2.55×103公顷,考虑未来几年耕地保护及补充力度加大,耕地可能要经历先小幅增加再逐渐减少的变化趋势,所以,对于2015年耕地数量变化的预测按2006~2009年的平均增长速度,年平均递增0.57×103公顷计算,即a=0.57×103公顷。在预测模型中,所选定的基准年X0为2009年,Xt为2015年,A0为2009年的耕地面积582.27×103公顷,a=0.57×103公顷;所预测的结果为2015年末石家庄市耕地面积将增至585.69×103公顷。
第三步:根据预测模型,分别对2020年、2030年耕地面积进行预测
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,耕地总量将趋于缓慢减少的趋势。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。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1.3×103公顷计算,即a=-1.3×103公顷,则2020年末石家庄市耕地总面积的预测值为579.184×103公顷。
2030年耕地总量的预测,以2020年预测面积为基准,按2000~2020年年平均减少速度1.3×103公顷的一半计算,即=-a0.65×103公顷,则2030年末石家庄市耕地总面积的预测值为572.68×103公顷。
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,本次预测取其比例为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9.29。
表9.29 石家庄市耕地面积、粮食作物播种面积预测结果
(3)石家庄市人口规模的预测。2000~2009年期间,石家庄市常住人口增加了87.61万人,年均增加约9.73万人。石家庄市2000~2009年人口变化情况见表9.30。
表9.30 2000~2009年石家庄市人口变化
根据上表可以看出石家庄市人口年递增率在2007年之前一直处于递增状态,而2007年之后人口增长率逐渐下降。今后时间内,由于人们观念的转变,人口增长率还会下降,直至人口高峰期人口增长率将趋于0。按相关预测,到2030年石家庄市达到人口高峰期,2030年人口递增率设定为0,2009年以后人口递增率以1.1%为基础,到2030年降为0,则以后每年平均人口递增率将下降约0.052%,再以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1032.49万人、1065.53万人、1091.59万人,见表9.31。
表9.31 石家庄市人口预测结果
(4)耕地人口承载力预测。以人均消费粮食400千克为标准,综合考虑石家庄市农业现代化发展水平和速度及耕地生产潜力,将在此之前历史最高单产6705千克/公顷作为2015年年均预测单产,将7500千克/公顷作为2020年年均预测单产,将8250千克/公顷作为2030年年均预测单产。2015年、2020年、2030年石家庄市耕地可承载人口数量分别可达到1325.38万人、1466.06万人、1594.56万人,超载率分别为28.37%、37.59%、46.08'%。见表9.32。
表9.32 石家庄市2015年、2020年、2030年人口承载力预测结果
考虑石家庄市不同营养水平标准下温饱型、宽裕型、小康型人均占有粮食标准,进行耕地人口承载水平的预测。耕地承载力预测结果见表9.33。
表9.33 2015年、2020年、2030年石家庄市不同营养水平下人口预测承载量
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,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,按小康型测算人口超载数量结果见表9.34。
表9.34 小康型营养水平下2015、2020、2030年石家庄市人口超载情况
由上表可以看出,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都是必须一如既往地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。未来几年内,国家预备在一定条件下放宽人口政策,该策略虽然出于多方面的考虑,但该政策放宽的程度关系着我国总体以及各区域土地人口承载的压力,所以必须小心谨慎,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,大力提高国民素质和知识文化水平显得更为重要。