土地利用规划学--第六章

土地利用规划学
总学时：64 学分：4.0 内蒙古师范大学地理科学学院 主讲教师：敖登高娃
第六章 土地利用结果与布 局
第一节 土地利用结构（理解） 第二节 土地利用宏观布局（掌握） 第三节土地利用微观配置（理解）
第一节
土地利用结构
土地利用结构是在对供选方案优化的基础上加以确定的。优选方案具有时间相对性。随着时间和参数的变化，优化方案也处于动态变化之中。
常用的数学模型有：线性规划模型、多目标规划模型、模糊线性规划、灰色线性规划等。 1、线性规划模型
○线性规划模型
一、线性规划的地理意义和结构 1、地理意义 线性规划的目的，在于应用数学的方法来探求有限资源的最优配置或最有效的利用问题，以便有效地 实现预定的计划，最终获得最优的经济效果。 2、线性规划的结构 任何线性规划，均由目标函数和约束条件两个部分构成。 ⊕目标函数：就是表达计划达到最终目的或目标的函数。 ⊕约束条件：就是指为最佳地实现该项规划所应受到的限制条件。 二、线性规划的一般数学模型 线性规划模型的基本结构要素包括：变量、约束条件和目标函数 ⊕变量（或称决策变量） 是决策者对问题需要考虑和控制的因素，一般以 x1，x2，x3， ，xn或x11，x22， xij 表示。 ⊕约束条件是实现目标的资源限制条件，它是含有决策变量的线性表达式。 例如：①在探讨农林牧最佳生态经济结构模型时，可能是土地资源、劳力与人口、畜力或机械化程度、 水土流失量、肥料投资量等。②在生产领域中，可能是原材料供应量、生产能力或产品的销售量等。 ③在运输领域里，可能是供销量等。 ⊕目标函数是决策者在对问题明确之后所要达到的经济目的，如产量最多、利润最大、效率最高、成 本最低、费用最少、时间最短等。其数学表达式为求极值问题，并含有代表解决问题的决策变量及其 对目标的各种影响。
，xn 的值，在满足一定的约束条件下，求得目标函数的最优解问题。 的值不能小于零，因为在 总之，线性规划是求一组变量 x1，x2， 生产活动中或者是生产或者是不生产，但不能有负值的生产，所以出现负值的 x j是没有经济意义的，因为 x 永远不能出现负值。 j
三、举例 假设某地理区域，可供种植各种作物的土地面积（S）为15000亩，而设 x j 为第一、第二、…生产单 位的具体作物种植面积，如 x1 为某一生产单位的水稻播种面积，x2 为玉米播种面积， x3 为大豆播种面 2， 5 x4 为小麦播种面积，x5 为棉花播种面积；另设 c j j 1， 积， 为当地土壤气候资源的平均产量或是一 般生产单位在现在农业技术条件下同种作物的平均气候产量，如 c1 为亩产1200斤，c2 为500斤，c3 c4 为250斤， c5 为800斤，而生产每一单位作物产品所需要的资源数，如下表： 为300斤，
有土宜法、综合法和模型法。
（一)土宜法
土宜法是建立在土地质量评价的基础之上， 1、依据土地质量评价成果资料 2、结合国民经济各部门发展对土地的需求和区域土地适宜性特点 3、对于宜农、宜林、宜牧地和适宜种植各种农作物、树种和草种地，以及适宜建筑用途土地加以合理的归并 4、在土地需要量和土宜阈值范围加以比配 5、最终借以确定较为满意的土地利用结构 (二)综合法 综合法是在单项用地计算的基础上采取逐项逼近，借以达到土地面积综合平衡，即达到面积数量平衡和空间布局平衡。 A=B 式中：A---期内各类用地面积增加量之和；B---期内各类用地面积减少量之和。 各类用地面积变动情况可以下式表示：Bt=B0+C-D 式中：Bt---期末用地面积；B0---期初用地面积；C---期内用地增加量；D---期内用地减少量。
一、土地利用结构的概念和作用
1、土地利用结构的概念 ○结构是从静态方面反映一定时期内，同一总体中各部分所占的比重，表示在一个总体内部多元的对比关系； ○比例是从动态方面反映不同时期内同一总体中各部分动态变化的相互关系。 ○土地利用结构系指国民经济各部门占地的比重及其相互关系的总和，是各种用地按照一定的构成方式的集合。 用地结构----现有结构和规划结构，关键在于结构是否合理。 优化土地利用结构是在保证土地利用效率最大化的前提下，解决土地供需平衡的有效途径。是不需要追加土地面积投入的条件下获得土地供需 平衡的结构效应的有力措施。 2、土地利用结构调整 是指根据规划目标和土地利用方针、国民经济与社会发展规划以及有关产业政策，综合土地供需状况分析及其他专题研究的结果，具体拟定规 划期间各类用地数量的调整方案。 ⊕土地利用结构调整是土地利用总体规划的重要内容。 △土地利用结构调整的原则（参阅刑世和P149） 1.优先安排农业用地 2.农业用地内部优先安排耕地 3.非农业建设用地内部优先安排基础设施、基础工业等重点建设项目用地 4.各类用地的扩大以内涵挖潜为主 5.林牧渔业用地确需 扩大的，应充分利用非耕地 6.建设用地确需扩大的，应尽量占用劣地，特别应控制 占用耕地及林地 二、土地利用结构优化供选方案的拟定 (一)拟定供选方案的原则和依据 1、指导思想： 坚决贯彻“十分珍惜和合理利用每寸土地，切实保护耕地”的基本国策与“一要吃饭，二要建设，三要保护环境”的方针。 2、规划原则 (1)切实保护耕地原则。土地利用具有不可逆性的特点，某种用途一经确定很难改变。因此，规划必须认真贯彻“切实保护耕地”的原则。 (2)统筹兼顾原则。规划区域是一个整体，各类用地都是整体的组成部分，各类用地安排必须服从整体并取得最佳整体效益。同时规划必须统筹 全局，以农业为基础，质量好的宜农土地要优先保证农业的需要，在此基础上兼顾各业对土地的需求，使之各得其所。 (3)因地制宜原则。规划方案必须从实际出发，在规划内容、编制方法和设计深度上，都要因地制宜，讲究实效，以能解决当地土地利用的实际 问题为度。 (4)三效益统一原则。土地利用是人们通过一定行动，利用土地性能，满足自身需要的过程，以获得土地利用的综合效益。所以，规划必须遵循 土地利用的客观规律，坚持经济、社会、生态三个效益统一的原则，坚持当前利益服从长远利益，使土地资源得以永续利用。 (5)公众参与原则。所谓“公众参与”是指同将来执行规划或与规划有关的部门代表广泛交换意见，共同参与规划决策的过程。这样有利于有关 部门之间的沟通、谅解，有利于规划的实施。 3、主要依据 (1)政策法律依据。为了搞好规划方案，必须学习和掌握土地、森林、草原、水、矿产、渔业、环保、城市规划、水土保持、交通运输等方面的 政策法律、法规中有关土地管理和土地利用方面的规定。 (2)计划规划依据。国民经济与社会发展计划、上级的土地利用总体规划、农业区划、国土规划、农业区域开发规划、城市总体规划和土壤普查， 均为拟定总体规划方案的主要依据。 (3)土地供需依据。通过土地利用需求结构的研究以寻求部门用地的特点和规律，作为拟定规划方案的主要依据。
水稻
所需劳动力 灌溉需水量 所需要农家肥数量 所需要化肥数量 所需要农机具数量 平均单产（斤） 30 800 500 70 2 1200
玉米
20 50 400 60 1 500
大豆
10 80 350 50 3 300
小麦
15 40 200 45 1 250
棉花
8 70 450 55 4 800
ห้องสมุดไป่ตู้
现有资源数量
200（人） 5000（m3） 8500（公斤） 2000（斤） 50（台）
问应如何最优的安排各种作物的配置计划才能使该区的总产量为最高？ 令Z代表总产量，则目标函数应使 z 1200x1 500x2 300x3 250x4 800x5 为最大。 约束条件为： 30x 20x 10x 15x 8 x 200
线性规划模型可用单纯形法求解。 将模型标准化，即将目标函数化为统一求极大值，将不等式约束方程在其左边加上一个变量（松弛 变量）化为等式约束方程将线性规划问题化成标准线性规划模型，再用单纯形法求解 四、南京市土地利用结构线性规划模型实例 P101---107
第二节 土地利用宏观布局
土地利用结构的时空布局形式常称做土地利用总体规划模式。常见的土地利用总体规划模式有土地利用分区模式和土地 利用类型模式。 土地利用分区的意义在于：在认识土地利用的地域分异规律的基础上，落实土地利用规划结构，进行土地利用分区，以 指导今后土地利用的合理组织和科学管理，为土地利用管制提供依据。 土地利用分区一般分为土地利用地域分区和用地分区。 一、土地利用地域分区 是指在综合考虑规划区域的自然条件的分异规律、资源的区域特征、土地利用现状和社会经济发展水平差异的基 础上，结合社会经济发展规划和土地利用规划结构，进而揭示各地地域特征，指出地域内的土地利用方向、结构与布局， 确定用地控制区域以及保护与改造的途径。 1、土地利用地域分区的原则 综合分析与主导因素相结合的原则、土地质量差异原则、土地适宜利用原则、保持行政区划界线完整性原则 在综合自然区划、综合农业区划、土地适宜性和土地自然生产力分区以及土地经济等级分区的基础上综合分析， 突出主导因素的相似性，把土地利用的自然、社会经济条件近似的区域单元划人同一地域内，按地域分区统计各类用地 面积并指出今后土地利用发展的方向和结构。 2、土地利用地域分区的程序 ①分析规划区域土地利用特点所存在的问题，明确规划目标，拟定土地利用分区方案，编写调查收集资料提纲。 ②收集、整理分区所需资料和图件，确定分区的指标体系。 ③根据土地利用现状和布局调整要求，结合按行政区划（以县或省为单元）土地利用特点比较结果（以分区指标体系进 行定量分析比较），在规划底图上分区划线 。 ④统计各分区总面积和落实各类土地面积。 ⑤整理分区成果，编制分区土地利用结构调整表，指出各区土地利用特点，提出土地利用方针和措施。 3、土地利用地域分区的方法 ⊕综合分析法（又称经验法） ①广泛收集反映规划区域自然条件差异、资源的区域特征、土地利用现状和社会经济发展水平差异的资料和图件，土地 利用总体规划的控制指标、土地利用结构和布局调整要求也是分区所需要的资料。提出反映地域的相似性和差异性的一 系列指标。 ②在综合自然区划、综合农业区划、土地适宜性评价、经济区划图及土地利用现状图和后备资源分布图的基础上，突出 主导因素的相似性，通过指标对比与逐步逼近相结合，把条件近似区域单元划入同一地域内，完成地域分区。 ③按地域分区统计各类用地面积，并指出今后土地利用方向和结构。
(二)供选方案的产生 依据规划战略目标和规划前的各项工作基础，选取不同的投入水平和不同的产出水平，选用不同的计算参数值，得到 不同的规划方案。 如：江苏省土地利用总体规划中， 1、依据本省土地资源的人口承载潜力研究成果和全省经济发展的阶段性与地区发展的不平衡性。 2、参考国内的通用方法和发达国家及中国港台地区的消费水平结构。 3、设计了温饱型、宽裕型、小康型和富裕型四个等级的营养消费水平。 4、确定相应水平的土地利用结构，为编制土地利用总体规划提供决策依据。 例如：借用人均口粮分别---为223kg/人· 天(宽裕型)、180kg/人· 天(小康型)和165kg/人· 天(富裕型)； 人均肉类产品消费水平分别为12.5kg/人· 天(宽裕型)、21kg／人· 天(小康型)和24kg人· 天(富裕型)。 最后以人均粮食需求量分别为496kg(小康型)，537kg(富裕型)，粮食总需求量分别为3 712万t(小康型)和4 018 万t(富裕型)，最终确定相应水平的土地利用结构，为编制土地利用总体规划提供依据。 三、土地利用结构供选方案编制方法
○应用综合平衡法确定土地利用结构可依据土地利用现状统计资料和土地需求量预测数据借助于土地利用现状图，在 土地利用综合平衡表上作业，从而达到土地面积在数量和空间位置上的平衡。 具体操作如下 （P97）： 1、应用土地利用现状调查成果即土地利用现状图和土地利用现状统计表，图上的图斑编号与表中相应面积一一对应， 反映基期年土地利用现状，如表6—2。 2、依据土地需求量预测资料，对照土地利用现状图，具体研究各个图斑面积中土地用途变更计划，其结果反映于表 6—3。 3、上述操作程序应反复进行，直至土地用途变更计划满足土地供需平衡为止，在此基础上编制土地利用综合平衡表， 如表6—4。 4、最终将土地利用结构面积填人土地利用规划结构表，如表6—5。 5、在以上几个表中具体反映土地用途变更面积增减的同时，在土地利用现状图上绘制土地用途变更界线，做到变更前 后图数相符，土地面积和空间位置均达到综合平衡。 (三)模型法 模型法就是依据调查提供的基础资料，建立数学模型，反映土地利用活动与其他经济因素之间的相互关系，借助计算 机技术求解，获得多个可供选择的解式，揭示土地利用活动对各项政策措施的反应，从而得到数个供选方案。 常用的优化数学模型有：
1 2 3 4 5
800x1 50x2 80x3 40x4 70x5 5000 500x1 400x2 350x3 200x4 450x5 8500 70x1 60x2 50x3 45x4 55x5 2000 及x j 0 j 1， 2， 3， 4， 5 2 x1 x2 3 x3 x4 4 x5 50