柳州市城鄉結合部土地利用結構優化

呂梁學院建筑系 033000 韓美琴 陳銀蓉

1 柳州市城鄉結合部區域概況

柳州市位于廣西壯族自治區中部偏東北，屬于亞熱帶，氣候條件十分有利于農作物的生長和畜禽、魚類的繁殖，還可以反季節利用，發展農副產品。柳州市是廣西最大的工業基地和經濟中心，正處于工業化加速階段，對應的經濟增長速度加快，建設用地規模不斷擴大，1980年建成區為63.96平方公里，到2004年已達103.92平方公里。柳州市城鄉結合部（范圍如圖1）與柳州市城區緊密相連，目前主要以農業生產為主，第二、三產業的發展呈現上升的趨勢。

圖1 柳州市城鄉結合部范圍示意圖

2 土地可持續利用目標

土地可持續利用目標包括經濟效益、社會效益、生態效益，三種效益組合方式有多種，三種效益皆好，此方案是最優化的方案。優化土地利用結構是指通過一定方法使未來土地利用取得經濟、社會、生態效益的最佳土地利用結構。

3 多目標線性規劃模型構建

本文在前人研究的基礎上，將線性規劃模型和多目標決策理論相結合，構建一種為解決本研究的優化模型，即多目標線性規劃模型如下：

式中：X為決策變量向量； Z=F(X)為維目標函數向量；Ф(X)是m維約束條件向量；b是m維的常數向量；B是n×m常量矩陣；A是k×n常量矩陣；k是目標函數個數；m是約束條件個數；n是決策變量的個數。

3.1 變量設置

依據土地利用現狀分類體系和柳州市城鄉結合部土地資源利用的特點，共設置9個變量，即X1耕地、X2園地、X3林地、X4牧草地、X5其它農用地、X6居民點及工礦用地、X7交通運輸用地、X8水利設施用地、X9未利用地。

3.2 確定目標函數

3.2.1 經濟效益最大化目標函數

目標函數中經濟效益系數為單位土地面積上按當年價格計算的國內生產總值（GDP），各項系數為預測數。本文從實際出發通過收集1996-2004年柳州市城鄉結合部土地利用變化情況幾個年的經濟情況等數據,選取了灰色G（1，1）模型進行預測。其中，未利用土地系數取0.001，只是考慮到模型計算需要，而對目標函數的影響極小。

3.2.2 社會效益最大化目標函數

社會效益主要指結構優化方案對社會各部門土地需求的滿足程度，本研究結合2020年柳州市城鄉結合部各類土地資源的單位面積產出效益，由于林地和未利用地單位面積產出效益低不予考慮，同時依據土地利用規劃的戰略目標以及有關宏觀約束，建立如下社會效益目標函數：

3.2.3 生態效益最大化目標函數

這里對生態的量化引入“綠當量”，綠當量為具有和森林基本相同的生態功能當量，是衡量單位面積森林和其它用地生態環境功能強弱的量化值。通過建立關于綠當量的目標函數來描述生態目標函數模型如下：

式中：xi為各類用地面積；gi為各類用地平均綠當量。根據綠當量的原理，將傳統土地利用按如下方式劃分并賦以相應的綠當量：

1)具有綠當量用地。 g1（耕地）=0.48、g4（草地）=0.51、g3（林地）=1、g2（園地）=g5（其他農用地）=0.42

2)隱含綠當量的用地。主要指水域，由于水利設施用地中水庫水面占地面積較大，故把其看作與水田相似，即：g8（水利設施用地）=0.50

3)不具備綠當量的用地。g6（居民點及工礦）=g7（交通用地）=g9（未利用地）=0

因此，上述生態效益目標函數可化為如下形式：

3.3 構建約束條件

從研究區域實際情況出發，以2020年為約束目標年，確定下列約束條件。

3.3.1 土地總面積約束

各類用地面積之和應等于土地總面積，即

3.3.2 生產量約束

柳州市區98%的耕地分布在城鄉結合部，在新一輪《柳州市土地利用總體規劃（2004-2020）》，通過預測柳州市區2020年糧食和農副產品需求，結合柳州市區糧食和農副產品的供給率，得出2020年柳州市區耕地保有量為12114.10公頃。園地增長的勢頭不應超過2020年預測面積（7737.53公頃），林地、牧草地減少面積不能低于12248.09公頃和193.17公頃。

3.3.3 生產條件約束

《柳州市市區土地利用總體規劃（1997-2010）》確定規劃期內柳州市區森林覆蓋率為35%以上。從生態環境建設的角度出發，在新一輪規劃中，森林覆蓋率應繼續保持在35%以上。按此要求，城鄉結合部的林地面積為 s林=35%×s總=35%×56221=19677.35公頃；x林=(x3／s林)×100%；xi為第 i類用地的面積，gi為第i類用地的綠當量，則柳州市城鄉結合部生態綠當量的計算公式為：

如果x綠當量≥1達標，否則需要對用地結構進行調整，必要時采取政策約束強制達標。必須令x綠當量≥1，即:

3.3.4 控制約束

土地利用中，政策約束主要表現為政府對建設用地的控制指標。農村居民點及工礦用地不能大于2020年土地預測面積，即14913.53公頃。

3.3.5 土地集約利用約束

從城市的長遠發展來看，人均交通運輸用地不能降低。城市規劃規范標準確定，城市人口人均占有道路用地面積宜為 7～15m2。 應用 G（1，1）模型預測城鄉結合部2020年總人口為110 174，可以得出交通運輸用地總量為165.26公頃，同時不得低于交通運輸用地需求量2804.48公頃，即165.26≤x7≤2804.48

3.3.6 水利設施需求約束

水利設施用地面積不能低于2020年發展需要預測面積560.25公頃，即

3.3.7 土地利用率約束

柳州市城鄉結合部土地利用率不應低于歷年利用率88%，則：

經化簡為：x9≤6794.52公頃

3.3.8 數學模型要求約束

各變量非負，即xi≥0,i=1,2,…,9

3.4 最優結構求解

本文運用DPS軟件采用極大理想點法求解，通過計算結果如下：

表1：柳州市城鄉結合部2004年土地利用結構與2020年最優結構對比表

（1）加權系數分別為：W1=0.8；W2=0.1；W3=0.1

考慮現階段柳州市城鄉結合部處于經濟發展起步階段，因此將經濟效益目標最大化作為研究區域土地利用結構的主導目標，而將社會效益目標和生態效益目標作為次要目標，按照重要程度的不同依次賦值為 0.8、0.1、0.1。

（2）最優解

（3）最優目標值

3.5 土地利用結構優化方案結果分析

通過2004年土地利用結構與2020年優化結構進行比較（見表1）得出：

（1）耕地面積有所減少，說明占用一部分耕地來推進城市化進程是不可避免的；園地面積大幅度增加，不僅為該區域經濟發展起到很大的推動作用，一定程度上改善了生態環境。

（2）居民點及工礦用地、交通用地、水利設施用地面積均呈現增長趨勢，其中，居民點及工礦用地增幅最大，表明城市化將促進市區內工業向城鄉結合部遷移，區域二、三產業用地增加，交通更便利，與市區聯系更緊密。

（3）未利用地有所減少，土地利用率提高，說明大力開發未利用土地可是解決人地矛盾的一種有效辦法。

4 柳州市城鄉結合部土地利用結構調控對策

要推進柳州市城鄉結合部土地利用結構逐步向2020年優化結構演變，需要采取相應措施。（1）實行用途管制控制非農建設用地規模的無限擴張。（2）完善征地補償制度，規范征地補償標準。征用農村集體土地應明確行使征地權的主體和征用范圍，防止多元化的投資項目主體濫用國家名義征地用于非公共事業，同時規范現行征地標準建立集體土地價格體系，應用等價交換的原則，確定合理的補償標準。（3）推進建設用地節約集約利用。制定城鄉結合部土地利用規劃，規定土地利用類型和容積率。此外，通過土地監察清理用地項目，針對不同情況采取相應的清理整頓措施。（4）加大執法力度，強化執法手段，嚴厲查處土地違法及破壞耕地案件，做到執法必嚴，違法必究，真正做到加強管理。

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