《青藏高原农业发展及其生态环境影响和调控对策》基于实地考察、遥感、第三次全国国土调查和统计等多源数据,采用对比分析和模型方法,阐释青藏高原土地资源的质量特征和农业适宜性,揭示耕地、设施农业用地、主要作物的增产潜力、草地生产力、牲畜承载力和超载程度的时空变化特征,以及气候变化、政策等因素的影响;分析1980年以来高原种植业、畜牧业和粮食供需的发展变化特征,评估农业活动的生态环境影响与未来风险。综合自然和社会经济因素、土地利用和农业结构,提出面向生态保护的农业调控分区及农业可持续发展对策。

第1章 区域范围和人口分布
　　青藏高原地势高寒，被称为“世界屋脊”和“地球第三极”。区域内冰川、湖泊和水系发育，是诸多重要河流包括我国的长江、黄河和国际河流湄公河、印度河、恒河、布拉马普特拉河的发源地，因此，又称为“亚洲水塔”，是我国重要的河流水源地和生态安全屏障。由于特殊的自然地理环境，青藏高原社会经济发展总体还处于较低水平，其中农业仍占有重要地位，是青藏高原地区分布范围*广、对生态环境影响*大的产业，是区域经济发展与长治久安的基础，对巩固边防、促进民族团结、社会和谐稳定具有举足轻重的作用。
　　1.1 区域范围和面积
　　青藏高原南起喜马拉雅山脉，北至昆仑山、阿尔金山和祁连山北坡，西部为帕米尔高原和喀喇昆仑山脉，东北部毗连黄土高原和秦岭山脉，东部邻近四川盆地，东南部毗连云贵高原。青藏高原中北部地区为其主体，以高原面、高原山丘地和湖泊盆地为主(杨逸畴等，1982；李吉均，1983)，包括羌塘高原、可可西里山地和青海高原，海拔多在4500m以上，地势平缓。青藏高原东南部和周边地区，主要为中高山深谷地貌：北部有昆仑山、阿尔金山和祁连山脉，东北部有柴达木盆地和河湟谷地，南部有喜马拉雅山脉、雅鲁藏布江谷地，东南部为横断山地。
　　对于青藏高原的具体界限，目前多采用张镱锂等(2002)确定的边界。主要考虑行政界限的完整性和便于数据统计，本书对青藏高原边界进行了微调：①将青海全部都划为青藏高原；②东北部甘肃、东南部云南的范围有所扩大，即甘肃天祝藏族自治县（简称天祝县）、岷县，云南省剑川县、云龙县、宁蒗彝族自治县（简称宁蒗县），平均海拔在2500m以上，其县域都划入了青藏高原；③西北角有所北延，将新疆乌恰县全部划入青藏高原；④东部，即川西地区，地形复杂，青藏高原界限不是很清晰，*先根据阿坝藏族自治州（简称阿坝州）的边界将其全部划入青藏高原，其他部分主要依据2500m等高线划分，界限变动不大。
　　根据上述调整，青藏高原的范围介于25°28′N～40°40′N和73°25′E～105°E，土地总面积267.82万km2，约占我国陆地总面积的27.9%，其中71%的面积分布在西藏和青海，较张镱锂等(2002)界定的范围稍有扩大，面积增加4.2%。行政范围包括西藏和青海全部，以及甘肃西南部、四川西部、云南北部和新疆西南部地区(图1-1)，涉及230个县市(表1-1)，其中174个县域单元完整，包括西藏、青海、甘肃甘南藏族自治州（简称甘南州）、四川甘孜藏族自治州（简称甘孜州）和阿坝州、云南迪庆藏族自治州（简称迪庆州）和怒江傈僳族自治州（简称怒江州）的全部县市；以及甘肃岷县和天祝县，云南丽江市古城区、宁蒗县、玉龙纳西族自治县（简称玉龙县）、剑川县、云龙县，新疆塔什库尔干塔吉克自治县（简称塔什库尔干县）和乌恰县。其余56个县市位于青藏高原北部、东部和东南部的青藏高原过渡带，仅包括位于青藏高原坡脚线以上的区域。
　　图1-1 青藏高原的范围、涉及的省区、州市和县域分布图
　　表1-1 青藏高原涉及的行政区域
　　1.2 人口与分布
　　根据2020年第七次人口普查县级数据，青藏高原共有人口1584.62万人，平均人口密度5.92人/km2。其中县域完整的174个县市共计1503.43万人，占青藏高原总人口的94.88%，其余56个不完整县市，按照2020年乡级人口统计数据(国家统计局农村社会经济调查司，2021)的占比估算，共计81.19万人，占5.12%。分省区看，西藏和青海分别有人口364.81万人和592.40万人，合计占青藏高原总人口的60.41%，低于土地面积70.91%的占比(表1-2)。川滇横断山区，即四川高原区和云南高原区，人口分别为247.91万人和218.31万人，合计占比近30%，但土地面积仅占12.24%，人口分布较密集。新疆高原区虽然土地面积占比达12.43%，但人口数量很少，只有17.94万人，仅占青藏高原人口总数的1.13%，平均人口密度0.54人/km2。
　　表1-2 青藏高原各地区土地面积、人口数量和密度地区
　　按县域统计，人口分布空间差异显著，但大部分地区人口密度低于5人/km2(图1-2)，其中藏羌塘高原地区低于0.5人/km2。西藏一江两河地区包括堆龙德庆区、达孜区、*水县、尼木县、桑珠孜区、江孜县、白朗县、贡嘎县等主要农业区，人口密度超过15人/km2。横断山中北部区，人口主要分布在河谷和山地缓坡，平均密度为5～10人/km2。滇北地区、青海东北部河湟谷地，包括西宁市、海东市、丽江市和大理市北部所辖县区，人口密度超过30人/km2。高原两个省会城市人口密集，拉萨市人口密度超过1000人/km2，西宁市超过5000人/km2，其中城中区超过1.5万人/km2。藏南地区的人口密度根据我国实控区的人口数据计算，因此人口密度较低。
　　图1-2 青藏高原县域人口密度分布图(2020年)
　　在全部人口中，藏族人口约占40%，其中西藏藏族人口占比*高，达86.0%。青海以汉族人口为主，占比51%，其次是藏族人口，占比25%左右，其余为回族、撒拉族、蒙古族等少数民族人口。对于常住人口中城镇人口比例，青海*高，为60.08%，其次是云南怒江州和丽江市，分别为52.35%和47.65%。在藏族分布较集中的地区，城镇化率较低，如在西藏，2020年城镇人口占常住人口的比例仅为35.73%，在四川甘孜州和阿坝州、云南迪庆州和甘肃甘南州等藏族自治州，城镇人口比例分别仅31.10%和42.1%、31.07%和42.27%。
　　总体来看，在整个青藏高原地区，城镇人口比例在45%左右，即超过一半的人口生活在农村，主要从事农牧业。从2020年的统计数据看，农业(农林牧副渔业)总产值占地区总产值的比例不高，在西藏仅为12.27%，低于全国的比例（13.59%）；青海稍高，为16.85%，略高于全国的比例。
　　第2章 土地质量与适宜性
　　本章基于逐日气候数据、数字高程模型（DEM）和土壤数据、河流水文数据，分析青藏高原土地资源的质量特征及其对农业利用的敏感性和适宜性，测算适宜种植业、牧业和林业的土地面积，并编制空间分布图。
　　2.1 土地要素的基本特征
　　2.1.1 地形
　　基于ASTER全球数字高程模型(GDEM)30m空间分辨率的DEM数据，利用ArcMap空间统计，全区54.85%的面积海拔在4500m以上，34.46%在3000～4500m，10.69%在3000m以下(表2-1)，地貌以高原盆地、高原丘陵和高山为主(图2-1)。
　　表2-1 青藏高原不同海拔带占比和坡度构成
　　采用地形起伏度指标，即每个窗口区内海拔*高像元与*低像元的高度差，按41×41个30m像元(1.23km×1.23km)的*佳窗口区(封志明等，2020)，利用ArcMap的Focal Statistics和 Raster Calculator工具，计算和编制了青藏高原地形起伏度的空间分布图(图2-1)。结果显示，青藏高原的地形起伏度多在50～800m，区域差异显著。西北部高原区，海拔一般在4500m以上，以高原丘陵和湖泊盆地为主，地形起伏度多低于150m，地势平缓。东南部横断山区，海拔多在4500m以下，但地形破碎，相对高差大，地形起伏度多在500m以上，为深切山地峡谷地貌(图2-1)。
　　从土地的坡度构成看，以低于15°的缓坡地为主，合计占比约57%，其中在大于4500m的高寒地区，≤15°的平缓地占比约64%。在海拔低于4000m的地区，≥25°的陡坡地占比较高，超过30%(表2-1)，尤其是在东南部横断山区，地形起伏陡峻，大部分地区为超过25°的陡坡地(图2-1)。
　　图2-1 青藏高原海拔、地形起伏度、坡度和地貌类型分布图
　　2.1.2光热条件
　　(1) 地面总辐射和气温
　　青藏高原太阳辐射资源丰富，是我国地面辐射强度*高的地区。根据1978～2017年位于青藏高原的131个台站的日照数据，青藏高原年平均日照时数在2500～3500h，受云量影响，大致从西部向东南部降低(图2-2)。根据基于日照时数的经验方程(Doorenbos and Pruitt，1977；Williams，1997)计算，青藏高原年辐射总量在4828～7983MJ/m2，其中西藏西部和南部地区，太阳辐射强度*高，年辐射总量超过7000MJ/m2，青藏高原东南部受云量影响，太阳辐射强度较低，年辐射总量在6500MJ/m2以下(图2-2)。

目录
前言
第1章区域范围和人口分布1
1.1区域范围和面积1
1.2人口与分布3
参考文献4
第2章土地质量与适宜性5
2.1土地要素的基本特征5
2.2水土资源匹配及农业利用的敏感性12
2.3土地适宜性与质量等级14
2.4小结20
参考文献21
第3章耕地与种植业发展现状22
3.1耕地面积与空间分布22
3.2作物播种面积与种植结构27
3.3农产品产量与单产31
3.4种植业投入水平36
3.5小结37
参考文献38
第4章畜牧业发展现状与农牧业活动强度39
4.1草地面积与畜牧类型39
4.2畜产品产量和生产率41
4.3草地载畜量与农牧业活动强度48
4.4小结51
参考文献52
第5章农业发展变化过程53
5.1农地利用变化53
5.2作物播种面积和种植结构变化59
5.3农产品产量、生产率与投入变化65
5.4畜群规模与畜产品产量变化72
5.5农业发展变化的影响因素77
5.6小结81
参考文献82
第6章草地承载力与超载程度84
6.1草地生产力及其时空变化85
6.2草地理论载畜量91
6.3草地超载情况94
6.4考虑秸秆载畜量的超载状况100
6.5草地生产力和超载变化的影响因素103
6.6气候变化情景下草地生产力的响应107
6.7小结113
参考文献115
第7章作物生产潜力及开发程度118
7.1数据与方法118
7.2作物生产潜力及趋势变化125
7.3气候变化对作物生产潜力的影响127
7.4作物生产潜力的开发程度133
7.5小结136
参考文献137
第8章耕地格局和变化的形成机制140
8.1耕地分布格局的形成机制140
8.2典型区耕地变化及其驱动因素153
8.3设施农业用地格局及时空变化167
参考文献175
第9章草地盖度变化及其驱动机制178
9.1数据源与方法179
9.2草地盖度变化与退化趋势183
9.3草地盖度变化的影响因素189
9.4小结194
参考文献195
第10章水土环境质量198
10.1水化学特征与水质参数198
10.2理化指标与重金属含量204
10.3水土微塑料丰度215
参考文献222
第11章农地利用变化对生态和径流的影响224
11.1耕地变化的生态影响224
11.2土地利用变化对径流的影响233
参考文献240
第12章农业活动对水环境的影响242
12.1农田系统氮磷养分流动模型242
12.2流域农田系统氮磷流动特征247
12.3流域农田系统氮磷流失对水环境的影响252
12.4基于实测样本数据的流域地表水质分析256
12.5农田系统氮磷流失的驱动机理265
12.6小结267
参考文献267
第13章农牧业开发的生态环境风险269
13.1农牧业生态环境影响综合评估方法269
13.2生态环境影响评估结果273
13.3未来气候变化情景下的生态环境风险预估279
13.4小结282
参考文献282
第14章粮食供需变化与未来趋势283
14.1粮食供需状况及其时空变化283
14.2气候变化对谷物单产的影响289
14.3未来粮食自给能力预测294
14.4小结308
参考文献308
第15章农业调控分区与发展布局310
15.1分区原则与指标310
15.2农业分区特征与调控方向314
15.3农业调控布局344
参考文献346
第16章农业可持续发展对策347
16.1农业发展的总体策略347
16.2改善生产效率，推进农业转型354
16.3加强政策与科技支撑体系建设359
参考文献362