李 蒙，朱 勇，周建琴，馬思源

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基于氣候生產(chǎn)潛力的云南人糧關(guān)系及其未來變化*

李 蒙，朱 勇**，周建琴，馬思源

（云南省氣候中心，昆明 650034）

基于云南117個氣象站1961?2015年觀測實況及全球氣候模式模擬的2016?2055年年平均氣溫、降水量數(shù)據(jù)，使用Thornthwaite Memorial模型計算并分析云南各地氣候生產(chǎn)潛力（Tspv）的時空變化特征，構(gòu)建并計算Tspv的人口承載力（Tspv-人口承載力）和氣候承載力指數(shù)。結(jié)果表明：（1）云南Tspv呈現(xiàn)明顯的緯向分布及垂直分布特征，總體表現(xiàn)為南部高于北部，低海拔地區(qū)高于高海拔地區(qū)，降水是云南Tspv主要限制因子；（2）1961?2015年全省Tspv僅滇西的部分地區(qū)顯著增加，滇中局部等地顯著減少，其余地區(qū)變化不顯著，全省平均Tspv年際波動大，在2009年前后發(fā)生突變；（3）2006?2015年云南人均糧食供應(yīng)穩(wěn)定增長，接近或超過小康型糧食需求，耕地的人口承載力（耕地?人口承載力）逐年增加，但遠低于Tspv-人口承載力，即使在極端減產(chǎn)年，Tspv-人口承載力水平仍能滿足當前人口、耕地規(guī)模下富裕型糧食需求，人糧關(guān)系狀態(tài)為盈余；（4）如果保持現(xiàn)有穩(wěn)定的人口、耕地及生產(chǎn)力水平增幅，未來不同的排放情景下，云南Tspv及Tspv-人口承載力都將穩(wěn)定增加，人糧關(guān)系狀態(tài)以糧食盈余為主，且高排放情景下承載力和人糧關(guān)系狀態(tài)水平均優(yōu)于低排放情景。

云南；氣候生產(chǎn)潛力；人口承載力；氣候承載力；人糧關(guān)系；氣候變化預(yù)估

云南作為一個農(nóng)業(yè)經(jīng)濟為主的省份，是典型的“雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)”地區(qū)，糧食生產(chǎn)對氣候條件十分依賴，而云南獨特的地形地貌和氣候特征[1-2]對糧食生產(chǎn)水平和保障能力也有十分顯著和深遠的影響。因此，研究云南氣候生產(chǎn)潛力及其承載能力，尤其是氣候變化對云南人口承載能力及人糧關(guān)系狀態(tài)的影響對于調(diào)整優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，積極應(yīng)對氣候變化都有著十分重要的意義。

目前關(guān)于人口承載能力或人糧關(guān)系的研究[3-7]主要以耕地為基礎(chǔ)，以食物為中介，以人口容量的最終測算為目標[4,7]，重點分析基于耕地和糧食供應(yīng)實況的人口承載力水平及人糧關(guān)系狀態(tài)。雖然在氣候領(lǐng)域，研究人員也開展了氣候承載力等方面的研究[8]，但是，研究主要圍繞氣候生產(chǎn)潛力水平[9-18]及人口承載能力[19-21]展開，基于不同氣候狀態(tài)或氣候資源水平，使用氣候生產(chǎn)潛力評估人糧關(guān)系的研究仍然較少，鮮有未來氣候變化對人口承載力、人糧關(guān)系狀態(tài)影響方面的研究報道，針對云南地區(qū)的相關(guān)研究及應(yīng)用尤為缺乏。

本研究根據(jù)“氣候—糧食—人口”這一主線，構(gòu)建基于氣候生產(chǎn)潛力的人口承載力和人糧關(guān)系狀態(tài)評估模型，評估當前氣候狀態(tài)及未來氣候變化情景對云南人口承載能力和人糧關(guān)系狀態(tài)的影響。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

選取云南117個資料完整、序列長、受臺站搬遷影響較小，能代表當?shù)剞r(nóng)業(yè)種植區(qū)氣候特點的氣象站，利用各氣象站1961?2015年逐年年平均氣溫和年降水量資料進行氣候生產(chǎn)潛力計算。個別年份出現(xiàn)資料短缺時，使用該站點多年平均值代替。

未來氣候變化預(yù)估數(shù)據(jù)來自國家氣候中心制作完成的中國地區(qū)氣候變化預(yù)估數(shù)據(jù)集3.0版，數(shù)據(jù)集選取了24個全球氣候模式的數(shù)值模擬結(jié)果及其集合來進行未來氣候變化的預(yù)估。本研究采用數(shù)據(jù)集中RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5三種級別的溫室氣體排放情景對應(yīng)的年平均氣溫和年降水量預(yù)估數(shù)據(jù)進行相關(guān)計算。

云南地區(qū)人口、糧食種植面積（hm2）及產(chǎn)量（kg）實測數(shù)據(jù)均來取自2006?2015年《云南統(tǒng)計年鑒》。

1.2 氣候生產(chǎn)潛力計算及分析

采用Thornthwaite Memorial模型[9,15]計算氣候生產(chǎn)潛力（以下簡稱Tspv，kg·hm?2·a?1），即

（2）

式中，V為年平均實際蒸散量（mm）；L為年最大蒸散量（mm），表征年平均溫度的經(jīng)驗函數(shù)；T為年平均氣溫（℃）；R為年降水量（mm）。計算逐年全省平均氣候生產(chǎn)潛力（Tspv）時，年平均氣溫、年降水量用117站的平均值代替。

應(yīng)用趨勢分析法和Mann-Kendall突變檢驗（簡稱M-K檢驗）分析云南各地的Tspv年際變化特征及突變特征。趨勢分析用最小二乘法求解線性傾向率，用線性傾向率的大小衡量Tspv的變化趨勢及幅度。Mann-Kendall突變檢驗使用突變點及顯著性水平來分析云南Tspv的“轉(zhuǎn)型”時間及變化特征。

1.3 承載力指數(shù)

1.3.1氣候承載力指數(shù)

將評估區(qū)域的實際人口數(shù)與當?shù)貧夂蛏a(chǎn)潛力所能承載的最大人口數(shù)量的比值定義為氣候承載力指數(shù)（Cb），用來評估基于氣候生產(chǎn)潛力描述的云南人糧關(guān)系狀態(tài)，數(shù)值越小說明糧食盈余越多，人糧關(guān)系越協(xié)調(diào)。

式中，Pa為評估年實際人口數(shù)（人）；k為氣候-糧食轉(zhuǎn)換指數(shù)，用單位面積糧食產(chǎn)量占Tspv的比重表示，表征Tspv轉(zhuǎn)換為糧食的能力，k取值為1時Cb表示理想狀態(tài)下最大化的氣候承載力水平即人糧關(guān)系狀態(tài)；Af為評估年糧食種植面積（hm2）；Cbf為Tspv-人口承載力（人·hm?2），表示一定的生產(chǎn)力水平下，單位面積氣候生產(chǎn)潛力所能供養(yǎng)的人口數(shù)[19]，即

式中，Tspv為氣候生產(chǎn)潛力（kg·hm?2·a?1），Nf為不同水平人均糧食需求標準（kg×人?1×a?1），根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織公布的人均營養(yǎng)熱值標準，結(jié)合中國國情把人均年糧食消費350kg、400kg、450kg分別作為溫飽型、小康型、富裕型糧食消費標準[20]。

1.3.2 耕地承載力指數(shù)

若式（4）中k取值為1，式（5）中Tspv取值實際糧食單產(chǎn)（kg·hm?2），則Cbf表示單位面積耕地的糧食產(chǎn)量所能承載人口數(shù)量，即耕地-人口承載力（Clf），Cb可以表示當前耕地糧食產(chǎn)量的人口承載力水平，即耕地承載力指數(shù)（Cl），可以描述當前實際糧食供應(yīng)的人糧關(guān)系狀態(tài)。

1.4 人糧關(guān)系狀態(tài)評估

為了實現(xiàn)云南氣候承載力指數(shù)（Cb）和耕地承載力指數(shù)（Cl）的分級描述，分別評估基于耕地糧食產(chǎn)量及基于Tspv的云南人糧關(guān)系狀態(tài)，參照基于土地資源承載力分級的人糧關(guān)系狀態(tài)評價標準[19-20]，將氣候承載力指數(shù)（Cb）和耕地承載力指數(shù)（Cl）統(tǒng)稱承載力指數(shù)（C），分為糧食盈余、人糧平衡和人口超載3個大類共8個級別（表1）。

表1 承載力指數(shù)（C）評價標準

2 結(jié)果與分析

2.1 云南氣候生產(chǎn)潛力的時空變化特征

根據(jù)云南117個氣象站1961?2015年逐年年平均氣溫和年降水量資料，計算Tspv及其變化趨勢，結(jié)果見圖1a。由圖可見，全省多年平均Tspv為14458.9kg·hm?2·a?1，各地Tspv多年平均值在8787.3～20071.9kg·hm?2·a?1，空間差異顯著，Tspv的分布與緯度、海拔呈極顯著相關(guān)（P＜0.001），而與經(jīng)度相關(guān)不顯著。云南Tspv呈現(xiàn)明顯的緯向分布和立體分布，總體上南部高于北部，低海拔地區(qū)高于高海拔地區(qū)，最小值為滇西北高海拔地區(qū)的德欽縣，其值不足滇東南低海拔地區(qū)的全省最大值河口縣的一半。云南各地常年Tspv與常年平均氣溫、降水量的分布具有一致性，均呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)（P＜0.001），Tspv高值區(qū)集中在滇西南及滇東南的高溫高濕區(qū)，Tspv大于15000kg·hm?2·a?1，其中普洱、西雙版納等地部分地區(qū)大于18000kg·hm?2·a?1，而滇西北、滇東北等地的高寒山區(qū)氣溫低、降水少，Tspv不足12000kg·hm?2·a?1，是云南Tspv最低的地區(qū)，其中迪慶州大部地區(qū)不足10000kg·hm?2·a?1。

進一步分析發(fā)現(xiàn)，1961?2015年全省平均Tspv序列與氣溫序列的相關(guān)系數(shù)為0.05，與降水序列的相關(guān)系數(shù)為0.92（P＜0.001）。各地Tspv序列與年平均氣溫的相關(guān)系數(shù)為?0.44～0.84，相關(guān)性具有明顯的地區(qū)差異，僅35%的地區(qū)相關(guān)顯著（P＜0.05），顯著正相關(guān)的地區(qū)主要是滇西南等地的多雨區(qū)，顯著負相關(guān)的地區(qū)主要集中在金沙江流域和元江流域的干熱河谷區(qū)。各地Tspv與年降雨量的相關(guān)系數(shù)為0.45～0.99，全省表現(xiàn)為一致的極顯著正相關(guān)，其中80%的地區(qū)相關(guān)系數(shù)超過0.9，相關(guān)系數(shù)較低的地區(qū)主要是滇西南等地降水較多的地區(qū)。總體來說，云南大部分地區(qū)熱量充足，氣溫不是Tspv主要限制因素，甚至局部地區(qū)溫度過高不利于Tspv的提高，降水則是Tspv的主要限制因子，但是在部分年降水量高值區(qū)，氣溫對Tspv的影響效應(yīng)大于降水。

云南各地年Tspv的線性變化趨勢分析結(jié)果見圖1b。由圖可見，大部地區(qū)Tspv變化趨勢并不顯著，僅滇西北北部及滇西南南部等地約占全省12%的地區(qū)呈顯著上升趨勢（P＜0.05），遞增速率大于100kg·hm?2·10a?1，全省僅滇東北南部等地的局部地區(qū)表現(xiàn)為顯著下降（P＜0.05）。分析表明，滇西北南部、滇中南部、滇東南北部等地約占全省54%的地區(qū)Tspv線性傾向率為負值，表現(xiàn)為遞減趨勢，而滇西北北部、滇西南大部及滇東北中部等地Tspv線性傾向率為正值，表現(xiàn)為遞增趨勢。

云南平均Tspv的年際波動較大，整個分析期經(jīng)歷了兩次明顯的上升階段和一次明顯的下降階段（圖2），上升階段分別為20世紀60年代初期?70年代中期以及80年代末期?90年代末期，下降階段主要在2001?2011年。從年代際變化來看（表2），全省平均Tspv在20世紀90年代最大，而2001?2010年和60年代次之，2011?2015年最小。

圖1 1961?2015年云南省氣候生產(chǎn)潛力平均值（a）和線性變化趨勢（b）

Mann-Kendall突變檢驗分析表明（圖3），云南Tspv在2009年前后出現(xiàn)了顯著的突變（P＜0.05），由上升趨勢轉(zhuǎn)為下降趨勢。

2.2 云南人糧關(guān)系現(xiàn)狀評估

為分析基于實際糧食產(chǎn)量和云南氣候生產(chǎn)潛力(Tspv)的人口承載能力與人糧關(guān)系狀態(tài)差異，使用耕地-人口承載力和耕地承載力指數(shù)描述當前土地和糧食供應(yīng)下的人口承載能力及人糧關(guān)系狀態(tài)，使用Tspv-人口承載力（氣候生產(chǎn)潛力的人口承載力）和Tspv承載力指數(shù)描述理想狀態(tài)下的人口承載能力和人糧關(guān)系狀態(tài)。

使用《云南統(tǒng)計年鑒》2006?2015年人口、糧食總產(chǎn)計算最近10a（2006?2015年）云南耕地-人口承載力（耕地的人口承載力）和耕地承載力指數(shù)。計算表明，云南2006?2015年實際耕地-人口承載力為10.5～11.3人·hm?2，平均10.7人·hm?2，人均糧食擁有量逐年穩(wěn)定增加，接近或超過小康型糧食需求；2006?2015年云南溫飽型的承載力指數(shù)為0.850～1.082，處于糧食盈余或人糧平衡狀態(tài)，以人糧平衡狀態(tài)為主；小康型承載力指數(shù)為0.972～1.236，處于超載-人糧平衡狀態(tài)，以人糧平衡狀態(tài)為主；富裕型承載力指數(shù)為1.093～1.391，處于臨界超載-過載狀態(tài)，以臨界超載-超載為主。從時間變化來看，溫飽型、小康型和富裕型需求下的耕地-人口承載力指數(shù)均呈現(xiàn)穩(wěn)定下降的趨勢，即人糧關(guān)系狀態(tài)從人口超載逐漸接近人糧平衡，并不斷向糧食盈余狀態(tài)演變。2011?2015年溫飽型人糧關(guān)系狀態(tài)基本處于平衡有余或盈余狀態(tài)，小康型人糧關(guān)系狀態(tài)基本處于臨界超載或平衡有余狀態(tài)，而富裕型人糧關(guān)系狀態(tài)基本處于超載或臨界超載狀態(tài)。

圖2 1961?2015年全省平均Tspv的年際變化

圖3 全省平均年Tspv的Mann-Kendall突變檢驗

表2 全省平均Tspv值的年代際變化

使用云南Tspv多年平均值、5%保證率、20%保證率、80%保證率、95%保證率分別代表云南Tspv常年值、災(zāi)年值、減產(chǎn)年值、增產(chǎn)年值、豐產(chǎn)年值，使用Tspv極小值、極大值代表極端情況下的Tspv值，從數(shù)值上看（表3），全省平均Tspv的多年平均值與80%保證率的值更為接近，說明大部分年份全省平均Tspv偏多，而全省平均Tspv在極端情況下極大值與極小值相差較大，極小值僅為極大值的80%左右，說明氣候條件引起的年際差異顯著。根據(jù)富裕型、小康型、溫飽型的人均糧食需求計算Tspv-人口承載力，結(jié)果表明（表3），按富裕型需求，全省多年平均Tspv-人口承載力為32.1人，在減產(chǎn)年為29.0～31.0人，豐產(chǎn)年為32.9～34.0人；按照小康型需求，全省多年平均Tspv-人口承載力為36.1人，在減產(chǎn)年為32.7～34.8人，豐產(chǎn)年為37.0～38.3人；按照溫飽型需求，全省多年平均Tspv-人口承載力為41.3人，在減產(chǎn)年為37.3～39.8人，豐產(chǎn)年為43.0～43.8人。若按照理想狀態(tài)下氣候-糧食轉(zhuǎn)換指數(shù)k取值1，并使用2006?2015年平均糧食種植面積作為耕地供應(yīng)水平，則即使是在極端減產(chǎn)年Tspv-人口承載力也遠遠大于富裕型耕地-人口承載力水平，Tspv-承載力指數(shù)對應(yīng)的人糧關(guān)系狀態(tài)在富裕型、小康型、溫飽型的人均糧食需求下均為糧食盈余狀態(tài)，說明理想狀態(tài)下Tspv承載力水平完全能滿足當前人口數(shù)量及富裕型糧食需求的需要。

計算發(fā)現(xiàn)（表4），近10a平均糧食單產(chǎn)僅占氣候生產(chǎn)潛力的30%左右，說明氣候-糧食轉(zhuǎn)換指數(shù)k為0.3時，氣候承載力指數(shù)與耕地承載力指數(shù)接近，即不同糧食需求水平下的人糧關(guān)系狀態(tài)一致，當氣候生產(chǎn)力指數(shù)k大于0.3時，人糧關(guān)系狀態(tài)將由人糧平衡向糧食盈余偏移，k越大，氣候承載力指數(shù)越高，人糧關(guān)系越協(xié)調(diào)。以2015年實際人口和耕地面積為例，當k超過0.37時，富裕型人糧關(guān)系狀態(tài)轉(zhuǎn)為糧食盈余，則云南的糧食供應(yīng)將能完全保障溫飽型、小康型及富裕型的需求。同樣，Tspv-人口承載力代表理想狀態(tài)下的最大承載能力，遠遠大于耕地-人口承載力。以小康型需求為例，多年平均耕地-人口承載力也僅為Tspv-人口承載力的30%左右，說明目前Tspv-人口承載力遠遠大于實際需求，耕地-人口承載力相對于當前的Tspv-人口承載力還有較大的可利用空間。因此，在當前的人口規(guī)模和糧食需求背景下，影響云南人糧關(guān)系狀態(tài)的是氣候生產(chǎn)潛力的利用率及糧食種植面積，在糧食需求逐漸增大的情況下，迫切需要進一步擴大糧食種植面積，重點是提高糧食生產(chǎn)效率，增加糧食供應(yīng)方能完全滿足需要。

表3 1961?2015年不同糧食需求水平下基于氣候生產(chǎn)潛力的人口承載力即Tspv-人口承載力統(tǒng)計特征

表4 2006?2015年云南人糧關(guān)系狀態(tài)評估

2.3 云南人糧關(guān)系未來變化

基于全球模式的氣候變化預(yù)估研究[21]表明，云南未來10～30a在不同溫室氣體排放情景（RCP情景）下，平均氣溫隨著溫室氣體濃度的升高而呈上升趨勢，在RCP2.6、RCP4.5情景下云南年平均降水量在2025年前后略有減少，2030年以后表現(xiàn)出增加趨勢，2050年以前三種情景（RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5）下的降水增加趨勢基本一致，呈略增加趨勢，2050年以后增加趨勢逐漸明顯。根據(jù)預(yù)估的溫度和降水數(shù)據(jù)，計算云南省2016?2025年、2026?2035年、2036?2045年及2046?2055年共4個年代際的Tspv、Tspv-人口承載力以及氣候承載力指數(shù)（表5）并與多年（1986?2025年）平均值進行對比[21]。

由表5可見，在RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5三種排放情景下，云南全省平均Tspv在不同年代都將出現(xiàn)不同程度的增長。在2016?2025年，Tspv在三種排放情景下增幅較一致，均出現(xiàn)約2%的增加，不同糧食需求水平下的Tspv-人口承載力也將出現(xiàn)0.6～0.9人的增加，總體上，RCP4.5、RCP8.5排放情景下的Tspv-人口承載力增幅略低于RCP2.6。在2026?2035年、2036?2045年、2046?2055年，云南平均Tspv在三種排放情景下出現(xiàn)2.9%～7.2%的增加，且隨著排放濃度的增加，Tspv越大，人口承載力也越大。

表5 不同排放情景下云南氣候承載力預(yù)估

Note:A-Tspvis anomaly percentage of Tspv，A-Tspv-people is anomaly of Tspv-people carrying capacity（person）.

按照2006?2015年平均人口增長率、生產(chǎn)力指數(shù)增長率以及糧食種植面積增長率，設(shè)定未來40a每10年的平均人口、平均生產(chǎn)力指數(shù)以及平均糧食種植面積，并對氣候承載力指數(shù)進行預(yù)估，結(jié)果表明：在三種排放情境下，同一年代在同一糧食需求水平下，云南平均氣候承載力指數(shù)等級具有一致性，除2016?2025年的承載力等級為平衡有余外，其余年代在不同的排放情景下及不同糧食需求水平下，人糧關(guān)系狀態(tài)均為富?；蛴?，說明在穩(wěn)定的糧食種植面積和人口增長下，保持正常穩(wěn)定的生產(chǎn)力水平，云南在未來氣候變化背景下人糧關(guān)系為人糧平衡—糧食盈余，大部時段為糧食盈余。

3 結(jié)論與討論

（1）云南大部地區(qū)熱量充足，雨量充沛，Tspv值高于文獻[10-12]中各省份的計算結(jié)果，Tspv主要受地形條件及降水分布的制約，呈現(xiàn)明顯的緯向分布及垂直分布，總體表現(xiàn)為南部高于北部，低海拔地區(qū)高于高海拔地區(qū)。與其它研究[11,14]結(jié)果一致，云南大部地區(qū)Tspv與氣溫、降水均呈顯著正相關(guān)，但降水更為敏感，降水是云南Tspv主要限制因子。1961?2015年全省平均Tspv及超過50%的地區(qū)Tspv的線性傾向率為負值，表現(xiàn)為遞減，但趨勢并不顯著，全省僅滇西南和滇西北的部分地區(qū)呈現(xiàn)顯著增加的趨勢，滇中等地的局部地區(qū)表現(xiàn)為顯著減少的趨勢。受高敏感因子降水的影響，Tspv總體變化趨勢與降水的變化趨勢更為一致，全省平均Tspv在2009年前后發(fā)生突變，可能是2009年以來全省平均降水量連續(xù)6a偏少，干旱災(zāi)害影響明顯，導(dǎo)致云南Tspv持續(xù)下降。

（2）2006?2015年云南耕地-人口承載力呈現(xiàn)明顯的增加，人均糧食供應(yīng)穩(wěn)定增長，接近或超過小康型糧食需求，小康型人糧關(guān)系狀態(tài)為人糧平衡-糧食盈余。在同等糧食需求水平下，云南平均Tspv-人口承載力遠大于耕地-人口承載力，即使在極端減產(chǎn)年，Tspv-人口承載力水平仍能滿足當前人口規(guī)模富裕型的糧食需求，人糧關(guān)系狀態(tài)為盈余。但是，云南當前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平僅能轉(zhuǎn)化30%左右的Tspv，富裕型人糧關(guān)系狀態(tài)仍處于超載狀態(tài)，因此，Tspv-人口承載力及氣候承載力指數(shù)只是一種理想化的承載力水平和人糧關(guān)系狀態(tài)，說明Tspv還有十分巨大的可開發(fā)利用空間，要在云南當前人口規(guī)模基礎(chǔ)上滿足更高的糧食需求，還需要進一步加大耕地供應(yīng)，提升氣候生產(chǎn)潛力的利用率。

（3）如果假定未來云南按照過去10a平均的人口增長速度、土地供應(yīng)增幅及生產(chǎn)力水平增幅，按照全球模式預(yù)估數(shù)據(jù)計算分析，在不同的排放情景下，未來云南Tspv在不同的年代際均會出現(xiàn)增長，Tspv-人口承載力也將對應(yīng)出現(xiàn)明顯的增加，除2016?2025年的人糧關(guān)系狀態(tài)為人糧平衡外，其余年代在不同的排放情景下及不同糧食需求水平下，人糧關(guān)系狀態(tài)等級均為糧食盈余。說明未來的氣候背景總體有利于Tspv的增加，如何控制好人口規(guī)模，做好土地供應(yīng)，尤其是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平將是提高Tspv-人口承載力、氣候承載力指數(shù)以及改善和提升云南人糧關(guān)系的關(guān)鍵所在。

桑斯維特模型是一個經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，雖然得到了廣泛應(yīng)用，但在中國這樣的季風氣候區(qū)并未經(jīng)過充分的驗證與參數(shù)訂正，且該模型計算植物干物質(zhì)總量時僅考慮了年平均實際蒸散量一個因素，并不全面，蒸發(fā)的計算也僅使用了年平均氣溫一個自變量，在氣候變化背景下，桑斯維特模型的蒸散計算公式已不再適用。因此，還需在本研究基礎(chǔ)上探索更為全面的適用于云南等低緯高原地區(qū)的氣候生產(chǎn)潛力計算評估模型。其次，本研究基于全省的總體狀況分析了基于耕地和Tspv的人口承載力及人糧關(guān)系狀態(tài)，雖然具有宏觀決策的參考價值，但實際上云南各地在不同的時期無論是耕地條件、人口規(guī)模、生產(chǎn)力水平還是Tspv特征都具有十分顯著的地區(qū)差異，各地不論是基于耕地還是基于Tspv的人口承載力和人糧關(guān)系狀態(tài)都不盡相同，因此，還需進一步細化不同研究時期和不同研究區(qū)域，開展更加全面的人糧關(guān)系現(xiàn)狀及變化趨勢評估。另外，本研究是在假設(shè)未來保持穩(wěn)定的耕地、人口增長及生產(chǎn)力水平提高的情況下，基于氣候模式預(yù)估數(shù)據(jù)進行人口承載力及人糧關(guān)系狀態(tài)分析，實際上氣候變化具有很強的不確定性，年際波動也較大，研究結(jié)果也不足以完整體現(xiàn)未來氣候變化的影響，加之社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)也受到多方因素的影響，未來人口的變化及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整也具有不確定性，因此，還需要進一步分析不同的社會發(fā)展情景及不同模式氣候預(yù)估產(chǎn)品下，年際氣候變化對人糧關(guān)系的影響。

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Human-grain Relationship and Its Future Change in Yunnan Based on Climatic Potential Productivity

LI Meng, ZHU Yong, ZHOU Jian-qin, MA Si-yuan

(Yunnan Climate Center, Kunming 650034, China)

In order to analyze and compare population carrying capacity and human-grain relationship based on food supply and climatic potential productivity (Tspv) in Yunnan, population carrying capacity and human-grain relationship under future climate change were predicted. In this study, using average temperature and annual precipitation observed by 117 meteorological stations in Yunnan in 1961?2015 and simulated by the global climate model in 2016?2055, the temporal-spatial changing characteristics of Tspvin various regions of Yunnan were calculated and analyzed by the Thornthwaite Memorial model, and Tspv-population carrying capacity and climate carrying capacity were constructed and calculated. The results showed that: (1) Tspvin Yunnan presented obvious zonal and vertical distribution. Overall, Tspvwas higher in the south than that in the north, and higher in areas at low altitude than that in areas at high altitude. Precipitation is the main limiting factor of Tspvin Yunnan. (2)In 1961?2015, Tspvonly significantly increased in partial areas of western Yunnan, significantly decreased in local areas of central Yunnan, and showed no obvious change in other areas. Average Tspvin Yunnan presented large inter-annual fluctuations and a significant change around 2009. (3)In 2006?2015, per capita grain supply in Yunnan grew steadily, approaching or exceeding the demand of well-off grain. Cultivated land-population carrying capacity increased year by year, but was far lower than Tspv-population carrying capacity. Although during year with a sharp yield reduction, Tspv-population carrying capacity could still meet the demand of affluent grain under current population and cultivated land scale, with a surplus human-grain relationship. (4)With current stable amplitude of population, cultivated land and productivity, Tspvand Tspv-population carrying capacity in Yunnan will increase stably, and human-grain relationship will mainly be grain surplus under different emissions in the future. The carrying capacity and human-grain relationship under high emission will be superior to low emission.

Yunnan; Climate potential productivity; Population carrying capacity; Climate carrying capacity; Human-grain relationship; Climate change prediction

10.3969/j.issn.1000-6362.2019.02.004

李蒙,朱勇,周建琴,等.基于氣候生產(chǎn)潛力的云南人糧關(guān)系及其未來變化[J].中國農(nóng)業(yè)氣象,2019,40(2):96?104

2018?08?01

。E-mail：windzy78@163.com

中國氣象局氣候變化專項（CCSF201829；CCSF201508）

李蒙（1978?），碩士，高級工程師，從事氣候及氣候變化研究。E-mail：limeng5945@sina.com