柳州市城乡结合部土地利用结构优化

吕梁学院建筑系 033000 韩美琴 陈银蓉

1 柳州市城乡结合部区域概况

柳州市位于广西壮族自治区中部偏东北，属于亚热带，气候条件十分有利于农作物的生长和畜禽、鱼类的繁殖，还可以反季节利用，发展农副产品。柳州市是广西最大的工业基地和经济中心，正处于工业化加速阶段，对应的经济增长速度加快，建设用地规模不断扩大，1980年建成区为63.96平方公里，到2004年已达103.92平方公里。柳州市城乡结合部（范围如图1）与柳州市城区紧密相连，目前主要以农业生产为主，第二、三产业的发展呈现上升的趋势。

图1 柳州市城乡结合部范围示意图

2 土地可持续利用目标

土地可持续利用目标包括经济效益、社会效益、生态效益，三种效益组合方式有多种，三种效益皆好，此方案是最优化的方案。优化土地利用结构是指通过一定方法使未来土地利用取得经济、社会、生态效益的最佳土地利用结构。

3 多目标线性规划模型构建

本文在前人研究的基础上，将线性规划模型和多目标决策理论相结合，构建一种为解决本研究的优化模型，即多目标线性规划模型如下：

式中：X为决策变量向量； Z=F(X)为维目标函数向量；Ф(X)是m维约束条件向量；b是m维的常数向量；B是n×m常量矩阵；A是k×n常量矩阵；k是目标函数个数；m是约束条件个数；n是决策变量的个数。

3.1 变量设置

依据土地利用现状分类体系和柳州市城乡结合部土地资源利用的特点，共设置9个变量，即X1耕地、X2园地、X3林地、X4牧草地、X5其它农用地、X6居民点及工矿用地、X7交通运输用地、X8水利设施用地、X9未利用地。

3.2 确定目标函数

3.2.1 经济效益最大化目标函数

目标函数中经济效益系数为单位土地面积上按当年价格计算的国内生产总值（GDP），各项系数为预测数。本文从实际出发通过收集1996-2004年柳州市城乡结合部土地利用变化情况几个年的经济情况等数据,选取了灰色G（1，1）模型进行预测。其中，未利用土地系数取0.001，只是考虑到模型计算需要，而对目标函数的影响极小。

3.2.2 社会效益最大化目标函数

社会效益主要指结构优化方案对社会各部门土地需求的满足程度，本研究结合2020年柳州市城乡结合部各类土地资源的单位面积产出效益，由于林地和未利用地单位面积产出效益低不予考虑，同时依据土地利用规划的战略目标以及有关宏观约束，建立如下社会效益目标函数：

3.2.3 生态效益最大化目标函数

这里对生态的量化引入“绿当量”，绿当量为具有和森林基本相同的生态功能当量，是衡量单位面积森林和其它用地生态环境功能强弱的量化值。通过建立关于绿当量的目标函数来描述生态目标函数模型如下：

式中：xi为各类用地面积；gi为各类用地平均绿当量。根据绿当量的原理，将传统土地利用按如下方式划分并赋以相应的绿当量：

1)具有绿当量用地。 g1（耕地）=0.48、g4（草地）=0.51、g3（林地）=1、g2（园地）=g5（其他农用地）=0.42

2)隐含绿当量的用地。主要指水域，由于水利设施用地中水库水面占地面积较大，故把其看作与水田相似，即：g8（水利设施用地）=0.50

3)不具备绿当量的用地。g6（居民点及工矿）=g7（交通用地）=g9（未利用地）=0

因此，上述生态效益目标函数可化为如下形式：

3.3 构建约束条件

从研究区域实际情况出发，以2020年为约束目标年，确定下列约束条件。

3.3.1 土地总面积约束

各类用地面积之和应等于土地总面积，即

3.3.2 生产量约束

柳州市区98%的耕地分布在城乡结合部，在新一轮《柳州市土地利用总体规划（2004-2020）》，通过预测柳州市区2020年粮食和农副产品需求，结合柳州市区粮食和农副产品的供给率，得出2020年柳州市区耕地保有量为12114.10公顷。园地增长的势头不应超过2020年预测面积（7737.53公顷），林地、牧草地减少面积不能低于12248.09公顷和193.17公顷。

3.3.3 生产条件约束

《柳州市市区土地利用总体规划（1997-2010）》确定规划期内柳州市区森林覆盖率为35%以上。从生态环境建设的角度出发，在新一轮规划中，森林覆盖率应继续保持在35%以上。按此要求，城乡结合部的林地面积为 s林=35%×s总=35%×56221=19677.35公顷；x林=(x3／s林)×100%；xi为第 i类用地的面积，gi为第i类用地的绿当量，则柳州市城乡结合部生态绿当量的计算公式为：

如果x绿当量≥1达标，否则需要对用地结构进行调整，必要时采取政策约束强制达标。必须令x绿当量≥1，即:

3.3.4 控制约束

土地利用中，政策约束主要表现为政府对建设用地的控制指标。农村居民点及工矿用地不能大于2020年土地预测面积，即14913.53公顷。

3.3.5 土地集约利用约束

从城市的长远发展来看，人均交通运输用地不能降低。城市规划规范标准确定，城市人口人均占有道路用地面积宜为 7～15m2。 应用 G（1，1）模型预测城乡结合部2020年总人口为110 174，可以得出交通运输用地总量为165.26公顷，同时不得低于交通运输用地需求量2804.48公顷，即165.26≤x7≤2804.48

3.3.6 水利设施需求约束

水利设施用地面积不能低于2020年发展需要预测面积560.25公顷，即

3.3.7 土地利用率约束

柳州市城乡结合部土地利用率不应低于历年利用率88%，则：

经化简为：x9≤6794.52公顷

3.3.8 数学模型要求约束

各变量非负，即xi≥0,i=1,2,…,9

3.4 最优结构求解

本文运用DPS软件采用极大理想点法求解，通过计算结果如下：

表1：柳州市城乡结合部2004年土地利用结构与2020年最优结构对比表

（1）加权系数分别为：W1=0.8；W2=0.1；W3=0.1

考虑现阶段柳州市城乡结合部处于经济发展起步阶段，因此将经济效益目标最大化作为研究区域土地利用结构的主导目标，而将社会效益目标和生态效益目标作为次要目标，按照重要程度的不同依次赋值为 0.8、0.1、0.1。

（2）最优解

（3）最优目标值

3.5 土地利用结构优化方案结果分析

通过2004年土地利用结构与2020年优化结构进行比较（见表1）得出：

（1）耕地面积有所减少，说明占用一部分耕地来推进城市化进程是不可避免的；园地面积大幅度增加，不仅为该区域经济发展起到很大的推动作用，一定程度上改善了生态环境。

（2）居民点及工矿用地、交通用地、水利设施用地面积均呈现增长趋势，其中，居民点及工矿用地增幅最大，表明城市化将促进市区内工业向城乡结合部迁移，区域二、三产业用地增加，交通更便利，与市区联系更紧密。

（3）未利用地有所减少，土地利用率提高，说明大力开发未利用土地可是解决人地矛盾的一种有效办法。

4 柳州市城乡结合部土地利用结构调控对策

要推进柳州市城乡结合部土地利用结构逐步向2020年优化结构演变，需要采取相应措施。（1）实行用途管制控制非农建设用地规模的无限扩张。（2）完善征地补偿制度，规范征地补偿标准。征用农村集体土地应明确行使征地权的主体和征用范围，防止多元化的投资项目主体滥用国家名义征地用于非公共事业，同时规范现行征地标准建立集体土地价格体系，应用等价交换的原则，确定合理的补偿标准。（3）推进建设用地节约集约利用。制定城乡结合部土地利用规划，规定土地利用类型和容积率。此外，通过土地监察清理用地项目，针对不同情况采取相应的清理整顿措施。（4）加大执法力度，强化执法手段，严厉查处土地违法及破坏耕地案件，做到执法必严，违法必究，真正做到加强管理。

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