洛阳市土地利用结构优化研究

王冰琰 李 帆

(1．河南理工大学测绘学院，河南焦作 454003;2．中南民族大学经济学院，湖北 武汉 430072)

0 引言

城市土地利用结构优化配置是实现城市经济快速发展与土地资源可持续发展的重要途径，其核心内容就是根据土地的特性，对已有土地利用结构进行空间上的优化与时间上的合理安排，按照自然规律和经济规律来对土地利用结构进行优化配置［1］。国内目前对于土地利用结构优化配置的研究多采用线性规划、多目标规划、灰色预测等方法［2-6］。结合城市经济发展规划与土地利用现状，利用优化配置模型，求解出区域未来的最优土地利用结构，实现土地资源的节约利用和土地利用系统经济效益、社会效益与生态效益的最大化［7-9］。

1 研究区域概况

洛阳市位于豫西中部，地处东经 118°08'～112°59'，北纬33°39'～35°05'之间。土地总面积 1 522 984 hm2，占河南省土地面积的9．12%，辖偃师市、栾川县、洛宁县、孟津县、汝阳县、嵩县、新安县、伊川县与宜阳县1市8县。2011年年底，全市总人口为657万人，其中城镇人口303万人，农村人口354万人，城镇化水平46．12%，高于全省平均水平40．57%，人口密度为4人/hm2，生产总值为2 702．76亿元。

2005年，洛阳市耕地面积为426 684．3 hm2，占土地总面积的28．02%;园地面积为19 568．8 hm2，占土地总面积的1．28%;林地面积为594 177．7 hm2，占土地总面积的39．01%;牧草地面积为14．1 hm2;其他农用地面积为 59 155．1 hm2，占土地总面积的3．88%;城镇工矿用地面积为 29 500．0 hm2，占土地总面积的1．94%;农村居民点面积为 74 737．0 hm2，占土地总面积的4．91%;交通水利面积为23 047．7 hm2，占土地总面积的1．51%;其他建设用地面积为2 855．0 hm2，占土地总面积的0．19%;未利用地面积为293 243．9 hm2，占土地总面积的19．25%。

2 洛阳市土地利用结构优化研究

2．1 数据来源及变量设置

土地利用数据来源《洛阳市土地利用总体规划(2006～2020)》，社会经济数据来源于《洛阳市统计年鉴(2005～2011)》《河南省统计年鉴(2005～2020)》《洛阳市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》。以2005年为基期年，2020年为规划目标年，设置10个决策变量，见表1。

表1 洛阳市土地利用结构优化变量表

2．2 约束条件

根据与城市土地利用结构关系密切的生态环境、经济效益与社会需求3个方面，确定13个约束值并建立16个约束方程。约束方程中的系数与常数采用回归分析预测和灰色预测等多种方法综合求得(见表2)。

表2 洛阳市土地利用结构优化约束条件

2．3 目标函数

以灰色预测为基础，采用GM(1，1)、层次分析法、专家打分法等多种方法，计算出生态效益、经济效益与社会效益的效益系数，构建出三个效益的目标函数。

1)生态效益目标函数:

2)经济效益目标函数:

3)社会效益目标函数:

2．4 模型求解

根据以上的约束条件和目标函数，通过Matlab软件计算出三个可供选择的洛阳市土地利用结构优化调整方案(见表3)。

表3 洛阳市土地利用结构优化供选方案 hm2

2．5 优化方案选择

2．5．1 确定优化指标体系

根据洛阳市土地利用现状与城市经济发展特点，结合土地利用总体规划的要求，建立土地利用结构优化指标体系(见表4)。

表4 土地利用结构优化指标体系

2．5．2 灰色关联择优

计算表4的指标，使用均值化将数据列无量纲化，根据各指标的极性与至高原理，建立参考方案序列x(0)。

灰色关联系数为:Li(k)=

求灰色关联度:ri，通过计算可得r1=0．595 5，r2=0．615 1，r3=0．647 8，r3＞ r2＞ r1。因此，最佳方案选择为方案3＞方案2＞方案1。

2．5．3 优化方案结果分析

将由灰色关联择优分析得到的土地利用结构调整结果与现状进行对比分析(见表5)，可以得出以下结论:1)耕地面积增加8 515．75 hm2。在遵循严格保护耕地的基本原则下，加强耕地和基本农田建设，加大复垦开发力度，控制耕地流失。2)林地面积增加29 384．64 hm2。洛阳市的生态环境得到极大改善，对防止水土流失和土地污染等问题起着积极作用。3)农村居民点用地面积减少16 395．2 hm2。洛阳市大力推进新农村建设，统筹安排新农村建设和农村居民拆迁与整理，逐步缩小农村居民点用地规模。4)未利用地面积减少35 399．9 hm2。调整结果显示大力开发未利用地的必要性，认真落实土地节约集约利用的各项政策，提高土地节约集约利用水平。

表5 洛阳市土地利用结构优化调整结果与现状比较

3 结语

本文将灰色预测线性规划理论应用于洛阳市土地利用结构优化研究中，通过设计决策变量，设置约束条件等步骤，构建一个土地利用结构优化模型。在充分考虑生态、经济与社会效益的基础上，最后得出了三个优化方案，并从中选择出一个最合理的方案，为洛阳市未来土地利用规划提供一定理论依据。

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