基于灰色线性规划的土地利用结构优化研究

魏世君

（甘肃农业大学信息科学技术学院，甘肃 兰州 730070）

1 系统模型建立

1.1 变量设置

以土地利用总体规划中土地利用现状的分类为基础［1-4］，结合甘肃省皋兰县土地资源特点、土地利用结构现状和土地利用总体规划要求，根据土地利用分类模型［5-6］，本文所建立的模型共设置有11个变量，如表1所示。

表1 模型中变量设置说明 hm2

1.2 目标函数

目标函数f（x）为规划目标年研究区域的国内生产总值，计算公式如下：

2 结果与分析

2.1 供选方案设计

根据预测，模型的灰色数是白色的，即种群的灰色范围为45 313～50 196，平均产量的灰色范围为2 370.00～2 842.05 kg/hm2。上限分别为下限和中间限。将该值应用于灰色线性规划的算法框图，并对模型进行求解。人口产出具有3个条件：①产出最低的人口；②产出最少的人口；③人口与产出。根据这3个价值，得出3种土地利用结构优化方法，见表2。

表2 土地利用结构优化供选方案 hm2

2.2 优化方案分析

从表2可以看出，在没有严格执行计划生育政策的情况下，人口控制不够，导致人口过快增长，耕地生产没有明显改善。为了保证县域居民的基本需求，耕地数量明显增加。换而言之，土地开发和土地整理的强度有所增加。通过实施新农村建设，土地整理整顿，严格控制农村居民点，交通水域和水域变化不大。未开发的土地开发量大于开发项目2和3的数量。因此，如果选择方案1，难点在于未使用土地的过度开发，因复杂的开发过程、巨大的财政和物质资源投入，可能会引发一系列影响社会经济发展的生态和环境问题。如果人口自然增长，2020年总人口将无法实现如此大的增长。在计划生育的严格控制下，人口自然增长率下降。在方案3中主要依靠农业部门积极推动农业科技进步，提高农业生产力，在不增加耕地面积的条件下，增加耕地的平均产量。由于耕地生产力大幅度提高，因此所需的耕地面积较小，所以方案3中城市建设用地、农村居民用地和矿用土地的面积都是3个方案中最多的，从而不需要过多地对土地进行开发。在备选方案2中，各种土地用地类型的数量都是处于备选方案1和备选方案3之间的。在备选方案2中，人口的规划数量处于人口灰区间的中间值，这与皋兰县实际的人口增长率基本保持一致，符合当地社会经济发展规律。耕地的平均产量也是每株植物灰色区域的中间值。农业技术不断完善，耕地资源得到恢复。在实施环境保护政策的前提下，林地面积适度减少。为了发展当地畜牧业，适当增加牧场数量和各种有效措施，保护天然牧场。本文提出的方案2是皋兰县土地利用规划的最佳优化方案，也是皋兰县土地利用规划的最佳方案。

3 结论

本文将土地利用总体规划中的社会效益、经济效益和生态效益作为项目评价的3个主要指标，并根据实际组合来选择相对最优值。本文旨在减少未利用土地的开发利用，提高各类土地的生产率。在保证皋兰县生态环境的前提下，生态效益显著提高。灰色线性规划法可用于某地区土地利用结构的优化，经过分析，结果是合理的。