襄陽區土地利用結構優化實證研究

摘要土地資源的供給稀缺性和不合理利用造成一系列生態、經濟和社會問題。本文以襄樊市襄陽區為實例進行研究，分析土地利用的現狀特征及土地利用中存在的問題。然后應用線性規劃法，以土地利用的結構優化為目標，建立土地利用的結構優化模型，對土地利用結構進行優化配置，為襄陽區土地可持續利用、土地利用總體規劃的實施和土地利用管理提供了依據。

關鍵詞襄陽區 土地利用 結構優化

中圖分類號:F293.2文獻標識碼:A

1 引言

土地是農業可持續發展的基礎。在資源有限、人增地減、社會需求不斷增長的客觀現實下，合理利用現有土地資源，保持土地資源與農業經濟和農村生態環境的協調發展是實現農業可持續發展的重要保證。本研究以漢水中游的襄樊市襄陽區為例，襄陽區襄陽位于東經111€?4′～112€?3′，北緯31€?6′～32€?8′，地處鄂西北，東臨棗陽市，南接宜城，北可直達河南，西與陜渝聯系緊密，素有“南船北馬、七省通衢”之稱。全區地形為東、西、北高，中間低平，形成向南敞開的不完整盆地。北部是秦嶺余脈和伏牛山支尾的交接地帶，為波形黃土高地，坡度多為10度左右，高差10-30米，屬著名的“鄂北崗地”的一部分，占總面積的70%以上，代表襄陽的主要地形特征。中部和南部為漢水、唐河、清河、滾河諸河流沖擊平原，占總面積的15%左右。襄陽區總面積為2486平方公里，共轄13個鎮。2005年年末，全區總人口98.88萬人。襄陽區是農業大區，是湖北省20個糧食主產縣(區)之一，是全國、全省重要的糧、棉、油生產基地，被國家列為商品糧基地，經濟實力位居湖北省前列。

本文中土地利用結構的優化，是以襄陽區2005年土地利用分類現狀為基礎，在研究區產業結構調整方向的指導下，綜合考慮生態環境因素和社會經濟因素的約束，采用線性規劃法對襄陽區土地利用結構進行優化。

2 襄陽區土地利用現狀與問題

2005年襄陽區土地總面積為248622.82公頃，其中農用地191241.46公頃，占土地總面積的76.92%;建設用地35168.39公頃，占14.15%;未利用地(含河流、湖泊水面)22212.97公頃，占8.93%(見表1)。

目前，襄陽區土地利用中存在著未利用地的開發潛力有限，耕地面積逐年減少，土地墾殖率下降，農村居民點用地布局分散，土地集約利用水平較低，森林覆蓋率低等問題。因此，土地利用結構的調整勢在必行。

3 襄陽區土地利用線性規劃模型的建立

3.1 模型的建立

采用線性規劃的方法尋求土地利用最佳結構。建模過程中，采用一組線性方程作為系統模型的約束條件，來反映襄陽區土地利用總體規劃目標年的經濟平衡和生態平衡的要求以及人力、物力、財力的限制和采用數學函數來表達土地利用結構優化的目標，以評價不同結構方案的效益，即構成襄陽區土地利用結構優化的數學模型。

3.2 變量設置

將襄陽區土地利用類型分為耕地(x1)、園地(x2)、林地(x3)、牧草地(x4)、其他農用地(x5)、城鄉建設用地(x6)、交通水利用地(x7)、其他建設用地(x8)、未利用地(x9)9類。

3.3 約束條件

襄陽區土地利用包括8方面12個約束條件。為了保證規劃的動態性，約束條件aij和約束常數bi采用趨勢預測、回歸預測和灰色預測GM(1，1)等多種方法求得。

(1)土地總面積約束。各類用地面積之和應等于土地總面積，即

xi=S

x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8+x9=248622.82

式中: xi—各類土地面積;S—土地總面積;n—土地利用類型數(變量個數)。

(2)人口總量約束。農用地和城鎮用地承載的人口應控制在2020年規劃人口之內，即

aP1xi+aP2xk≤P

式中: aP1—農用地的平均人口預測密度;aP2—建設用地的平均人口預測密度;P—區域規劃總人口; xi—農用地類型;xk—建設用地類型。

3(x1+x2+x3+x4+x5) + 11(x6+x7+x8)≤909037

(3)城鎮化水平約束:預測的2010年與2020襄年陽區城鎮化水平分別為32.69%和42.70%，說明2010年襄陽區有32.69%的土地為城鎮用地，2020年襄陽區有42.70%的土地為城鎮用地。即農用地(園地、林地除外)占土地總面積的比重小于57.30%(1-42.70%)，即小于142460.88公頃。

x1+x4+x5≤142460.88

(4)人均用地約束:2005年，襄陽區非農人口人均城鎮用地為205.01平方米，農業人口人均農村居民點用地為295.87平方米，用地不夠集約節約。

根據《城市用地分類和規劃建設用地標準》(GB-137-90)，襄陽區人均城鎮建設用地最多不得超過120平方米/人;依據《村鎮規劃標準》(GB50188-93)，農村居民點人均用地最高不能超過150平方米/人。2010年襄陽區非農人口預測值為221723人，農業人口預測值為886893人。2020年襄陽區非農人口預測值為329653人，農業人口預測值為873460人。因此，2010年襄陽區建制鎮和農村居民點用地不超過13945.36公頃，2020年襄陽區建制鎮和農村居民點用地不超過12956.05公頃。2005年獨立工礦和特殊用地總面積為2257.22公頃。于是得到如下約束條件:

x6-2257.22≤12956.05

即:x6≤15213.27

(5)生態平衡約束。

A、森林覆蓋率x3≥t'S/t''

式中:t'——規劃林木覆蓋率;S——土地總面積(hm2);t''——換算系數。x3≥15%€?48622.82/1.85

即:x3≥20158.61

B、基本農田保護約束:q(xk-xk')≤x1'(1-t2)

式中:q——換算系數;xk——各類建設用地規劃面積;xk'——各類建設用地現狀面積;x'——現有耕地面積;t2——基本農田保護率。

0.8€祝▁6+x7+x8-6862.4)≤145799.33€祝?-0.8)

即:x6+x7+x8≤43312.23

(6)協調發展約束。國民經濟各部門用地之間有其規律性，經濟的協調發展也有一定的宏觀計劃性。

農業內部用地:x1:x2:x3:x4:x5=6.5:0.16:1:0.02:1.2

基本建設用地:x6:x7:x8=1:0.54:0.43

(7)實際情況和經濟約束。

其他農用地(x5)≥27957.40

交通水利用地(x7)≥9893.51

未利用地(x9)≤22212.97

(8)數學模型要求約束

變量非負約束:xi≥0 i=1，……，10

3.4 目標函數

f(x)=6191x1+9598x2+6175x3+10020000x4+322x5+

111345x6+12168x7+433x8+x9

上式中各項系數為單位土地面積上的國內生產總值(GDP)，按當年價計算。各項系數為預測數，采用灰色預測、回歸預測、經驗預測等方法求得。考慮到模型計算的需要，未利用土地16的系數取1，對目標函數值的影響極小。

3.5計算結果及分析

將以上約束條件和目標函數輸入DPS數據處理系統，演算得到下表2優化結果:

表2襄陽區土地利用結構現狀與優化結果比較

從土地利用結構優化結果可以看出:襄陽區2020年其耕地面積總量有所下降，園地面積有所增加，牧草地面積大幅度增加;通過土地集約利用、村鎮規劃和建立中心村，城鎮和農村居民點用地有了大幅度的減少，有利于提高土地使用效益，交通用地的增長也很快。

3.6 土地利用結構調整方案的討論

線性規劃模型優化的土地利用結構方案從社會發展、生態保護、宏觀計劃等多方面設立約束條件，從經濟效益角度出發預測目標函數，求取滿足社會效益、生態效益最佳條件下取得最大經濟效益的規劃目標年土地利用結構。將現狀指標與優化結果比較，如下表所示:

表3現狀指標與優化結果有關指標比較

實例研究表明，運用線性規劃法進行結構調整后，人均耕地面積高于現狀;林地、牧草地占農用地的比重更高，說明優化后更注重生態環境的協調發展，并且注重發展經濟效益較高的畜牧業;人均居民點用地雖然也大于國家標準，卻遠小于規劃目標年的人均居民點面積。此外，從產出效益來看，此優化方案在追求經濟效益最大化的同時，考慮了社會效益、生態效益發展的要求，并且在對城鎮和農村居民點用地的整理方面做了大量工作，相對而言是一種更有效的、具有可持續發展意義的最佳土地利用結構。從資金投入來說，需要在居民點整理方面投入大量的物力、財力。

參考文獻

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