基于灰色線性規(guī)劃的土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

魏世君

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

1 系統(tǒng)模型建立

1.1 變量設(shè)置

以土地利用總體規(guī)劃中土地利用現(xiàn)狀的分類為基礎(chǔ)［1-4］，結(jié)合甘肅省皋蘭縣土地資源特點(diǎn)、土地利用結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀和土地利用總體規(guī)劃要求，根據(jù)土地利用分類模型［5-6］，本文所建立的模型共設(shè)置有11個(gè)變量，如表1所示。

表1 模型中變量設(shè)置說明 hm2

1.2 目標(biāo)函數(shù)

目標(biāo)函數(shù)f（x）為規(guī)劃目標(biāo)年研究區(qū)域的國內(nèi)生產(chǎn)總值，計(jì)算公式如下：

2 結(jié)果與分析

2.1 供選方案設(shè)計(jì)

根據(jù)預(yù)測，模型的灰色數(shù)是白色的，即種群的灰色范圍為45 313～50 196，平均產(chǎn)量的灰色范圍為2 370.00～2 842.05 kg/hm2。上限分別為下限和中間限。將該值應(yīng)用于灰色線性規(guī)劃的算法框圖，并對模型進(jìn)行求解。人口產(chǎn)出具有3個(gè)條件：①產(chǎn)出最低的人口；②產(chǎn)出最少的人口；③人口與產(chǎn)出。根據(jù)這3個(gè)價(jià)值，得出3種土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，見表2。

表2 土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化供選方案 hm2

2.2 優(yōu)化方案分析

從表2可以看出，在沒有嚴(yán)格執(zhí)行計(jì)劃生育政策的情況下，人口控制不夠，導(dǎo)致人口過快增長，耕地生產(chǎn)沒有明顯改善。為了保證縣域居民的基本需求，耕地?cái)?shù)量明顯增加。換而言之，土地開發(fā)和土地整理的強(qiáng)度有所增加。通過實(shí)施新農(nóng)村建設(shè)，土地整理整頓，嚴(yán)格控制農(nóng)村居民點(diǎn)，交通水域和水域變化不大。未開發(fā)的土地開發(fā)量大于開發(fā)項(xiàng)目2和3的數(shù)量。因此，如果選擇方案1，難點(diǎn)在于未使用土地的過度開發(fā)，因復(fù)雜的開發(fā)過程、巨大的財(cái)政和物質(zhì)資源投入，可能會(huì)引發(fā)一系列影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生態(tài)和環(huán)境問題。如果人口自然增長，2020年總?cè)丝趯o法實(shí)現(xiàn)如此大的增長。在計(jì)劃生育的嚴(yán)格控制下，人口自然增長率下降。在方案3中主要依靠農(nóng)業(yè)部門積極推動(dòng)農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，在不增加耕地面積的條件下，增加耕地的平均產(chǎn)量。由于耕地生產(chǎn)力大幅度提高，因此所需的耕地面積較小，所以方案3中城市建設(shè)用地、農(nóng)村居民用地和礦用土地的面積都是3個(gè)方案中最多的，從而不需要過多地對土地進(jìn)行開發(fā)。在備選方案2中，各種土地用地類型的數(shù)量都是處于備選方案1和備選方案3之間的。在備選方案2中，人口的規(guī)劃數(shù)量處于人口灰區(qū)間的中間值，這與皋蘭縣實(shí)際的人口增長率基本保持一致，符合當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律。耕地的平均產(chǎn)量也是每株植物灰色區(qū)域的中間值。農(nóng)業(yè)技術(shù)不斷完善，耕地資源得到恢復(fù)。在實(shí)施環(huán)境保護(hù)政策的前提下，林地面積適度減少。為了發(fā)展當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)，適當(dāng)增加牧場數(shù)量和各種有效措施，保護(hù)天然牧場。本文提出的方案2是皋蘭縣土地利用規(guī)劃的最佳優(yōu)化方案，也是皋蘭縣土地利用規(guī)劃的最佳方案。

3 結(jié)論

本文將土地利用總體規(guī)劃中的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益作為項(xiàng)目評價(jià)的3個(gè)主要指標(biāo)，并根據(jù)實(shí)際組合來選擇相對最優(yōu)值。本文旨在減少未利用土地的開發(fā)利用，提高各類土地的生產(chǎn)率。在保證皋蘭縣生態(tài)環(huán)境的前提下，生態(tài)效益顯著提高。灰色線性規(guī)劃法可用于某地區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，經(jīng)過分析，結(jié)果是合理的。