（土地资源管理专业论文）中原城市群地区城市土地协调利用评价研究.pdf

摘要 在我国，由于人口的持续增长和城市化进程的快速推进，人口、资源与环境 矛盾日益突出，其中人地矛盾更加尖锐。社会进步和经济发展对土地的需求日益 增加，而土地资源的自然供给是有限的，土地供需矛盾成为当前的热门话题。在 城市中，土地利用问题更加突出。随着城市化、工业化的高速发展，人口和工业 大规模集聚，城市用地的扩张已成为城市化的显著特征之一。虽然城市用地在进 行大规模的外延扩张，但是存量建设用地的利用效率并没有得到显著提高。中原 城市群是中国城市集群发展的代表之一，是引领中部崛起的希望之一。中原城市 群战略实施以后，该区域取得了较大的进步，经济得到进一步发展，许多重大投 资项目在该区域落地，这进一步增加了对土地的需求，土地供需矛盾日益突出。 在这种背景下，了解土地利用现状，探索既能保障经济发展对土地的需求又能使 土地得到协调利用的途径尤为重要。 课题对城市土地协调利用的理论基础进行研究，提出城市土地协调利用的相 关概念，并对相关概念的内涵进行分析。依据科学性、易操作性、经济性、整体 性的原则，根据城市土地协调利用的内涵，结合中原城市群地区城市土地利用特 点，构建出中原城市群地区城市土地协调利用评价指标体系。对城市土地协调利 用的定量评价方法及其优缺点进行分析，对b p 神经网络评价方法的原理、优点进 行研究。以人工神经网络o f f i c e 插件为工具，运用中原城市群地区城市土地协调 利用评价模型对该区域进行实证研究。从不同角度对评价结果进行分析，发现郑 州和许昌两市处于基本协调区，其它7 市处于不太协调区，并且，2 0 0 5 年以来中 原城市群地区城市土地利用协调度都有明显的上升趋势，最后给出促进中原城市 群地区城市土地协调利用的建议。 论文共分七个部分。 第一部分为绪论。这部分主要阐述了本课题的选题背景及研究意义，对关于 城市土地协调利用的研究进行综述，分析其中存在的不足，介绍本课题的研究目 的，主要研究内容以及研究思路与技术路线。 第二部分为城市土地协调利用的理论研究。首先从城市土地协调利用的相关 概念入手，对城市土地协调利用的内涵进行探究；然后，对城市土地协调利用的 理论基础进行研究，介绍了古代关于土地协调利用的朴素理论，当代土地协调利 用基础理论即协同学的相关内容，对与城市土地协调利用理论相关的土地可持续 利用理论、土地集约利用理论、土地资源优化配置理论、区域土地统筹利用理论， 人地关系协调理论等理论进行概述。 第三部分为城市土地协调利用的定量评价方法。该部分对土地利用评价中常 用的专家咨询法、层次分析法，主成分分析法等方法进行概述，并对它们的优缺 点进行分析。这部分主要是对b p 神经网络评价方法进行研究，对它的概况进行说 明，对它的评价原理和优点进行研究，并对人工神经网络o f f i c e 插件进行了介绍。 第四部分为城市土地协调利用评价模型的构建。首先，提出评价指标体系构 建的原则，在此基础上构建出城市土地协调利用评价指标体系；其次，对评价模 型的拓扑结构进行确定，对激活函数和学习速率进行选择，对数据来源和指标标 准值的确定方法进行说明，最后将指标标准值进行无量纲化处理，并让该模型进 行学习并保存。这样就构建出城市土地协调利用b p 神经网络评价模型。 第五部分为中原城市群地区城市土地协调利用实证评价。首先，介绍了中原 城市群地区城市土地利用的概况；其次，确定了评价的对象、对指标数据进行处 理，运用b p 神经网络评价模型对中原城市群地区城市土地协调利用进行实证评 价；最后，对评价结果进行各个城市自身的对比分分析和整个区域的总体分析， 找出其时间变化规律和空间分布差异，并对限制性因素进行分析。 第六部分，根据评价结果和分析有针对性地提出促进中原城市群地区城市土 地协调利用的对策。 第七部分为结语。包括研究的主要结论，创新点和存在的不足。 主题词：城市土地；土地协调利用；b p 神经网络；中原城市群 i i a bs t r a c t i no u rc o u n t r y ，弱ar e s u l to fp o p u l a t i o ng r o w t ha n du r b a n i z a t i o np r o c e s so fr a p i d d e v e l o p m e n t ，p o p u l a t i o n ，r e s o u r c e s a n de n v i r o n m e n th a v eb e c o m e i n c r e a s i n g l y c o n s p i c u o u s ，o fw h i c hm o r ea c u t ec o n t r a d i c t i o nb e t w e e np e o p l ea n dl a n d s o c i a l p r o g r e s sa n de c o n o m i cd e v e l o p m e n tt oi n c r e a s et h ed e m a n df o rl a n d ，b u tt h en a t u r a l s u p p l yo fl a n dr e s o u r c e sa r el i m i t e d ，t h ec o n t r a d i c t i o no fl a n ds u p p l ya n dd e m a n d b e c o m eah o t t o p i c i t i sm o r es e r i o u si nt h ec i t i e s ，a l o n gw i t hu r b a n i z a t i o n ， i n d u s t r i a l i z a t i o na n dr a p i dd e v e l o p m e n to fl a r g e - s c a l ec o n c e n t r a t i o no fp o p u l a t i o na n d i n d u s t r y ，t h ee x p a n s i o no fu r b a nl a n du s eh a sb e c o m eo n eo ft h es a l i e n tf e a t u r e so fc i t y w h i l eu r b a nl a n du s ei nt h ee x p a n s i o no fl a r g e - s c a l ee x t e n s i o no ft h es t o c k ，t h e e f f i c i e n c yo ft h el a n du s ef o rc o n s t r u c t i o np u r p o s e sh a sn o tb e e ne n h a n c e d z h o n g y u a n u r b a na g g l o m e r a t i o ni st h ed e v e l o p m e n to fc h i n e s ec i t i e so nb e h a l fo fo n eo ft h ec l u s t e r , i st h eh o p eo fl e a d i n go n eo fc e n t r a lc h i n a t h er e g i o nh a dm a d es u b s t a n t i a lp r o g r e s s a f t e rt h ei m p l e m e n t a t i o no ft h es t r a t e g yo fz h o n g y u a nu r b a na g g l o m e r a t i o n i nt h e f u r t h e rd e v e l o p m e n to fe c o n o m y ，m a n ym a j o ri n v e s t m e n tp r o j e c t sf a l li nt h er e g i o n ， w h i c hf u r t h e ri n c r e a s e dt h ed e m a n df o rl a n d ，l a n ds u p p l ya n dd e m a n dh a v eb e c o m e i n c r e a s i n g l yc o n s p i c u o u s u n d e rt h i ss i t u a t i o n ，u n d e r s t a n d st h ep r e s e n ts i t u a t i o no fl a n d u t i l i z a t i o n ，a n de x p l o r a t i o nb o t hc a l ls a f e g u a r dt h ee c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dt ob e a b l et oe n a b l et h el a n dt ot h el a n dd e m a n dt oo b t a i nc o o r d i n a t e du s ew a ye s p e c i a l l y i m p o r t a n t t h ei s s u et os t u d yt h et h e o r e t i c a lb a s i so fu r b a nl a n d u s ec o o r d i n a t i o nd e g r e e ，p u t f o r w a r dac o n c e p to fu r b a nl a n d - u s ec o o r d i n a t i o nd e g r e ea n da n a l y z e si t sc o n n o t a t i o n b a s e do nt h ep r i n c i p l eo fs c i e n t i f i cn a t u r e ，e a s yo p e r a t i o n a l ，e f f i c i e n c y ，i n t e g r i t y ，a n d t h ec o n n o t a t i o no fu r b a nl a n d - u s ec o o r d i n a t i o nd e g r e e ，c o m b i n a t i o nt h ec h a r a c t e r i s t i c s o fu r b a nl a n du s ei nz h o n g y u a nu r b a na g g l o m e r a t i o n ，b u il dt h eu r b a nl a n d - u s e i i i c o o r d i n a t i o ne v a l u a t i o ni n d e xs y s t e ma b o u tz h o n g y u a nu r b a na g g l o m e r a t i o n ，a n a l y s i s t h em e t h o d so fq u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o n ，r e s e a r c ht h eb pn e u r a ln e t w o r k u s et h eu r b a n l a n d u s ec o o r d i n a t i o nd e g r e ee v a l u a t i o nm o d e lt or e s e a r c ht h ed e g r e ei nt h er e g i o no f z h o n g y u a nu r b a na g g l o m e r a t i o n a n a l y s i s o fe v a l u a t i o nr e s u l t sa n dg i v e st h e s u g g e s t i o n t h ep a p e ri n c l u d e ss e v e np a r t s p a r t1i st h ei n t r o d u c t i o n t h i sp a r te x p o u n d st h es t u d y sb a c k g r o u n d ，t h er e s e a r c h m e a n i n ga n dr e s e a r c hs u m m a r y a tt h es a m et i m e ，t h ep a p e ri n t r o d u c e st h ed e s i g n sa n d t h et e c h n o l o g i cr o u t e f i n a l l y ，p o i n t e do u tt h ed i f f i c u l t yp o s s i b l ei n n o v a t i o ni nt h e p a p e r p a r t2i st h et h e o r e t i c a lr e s e a r c ho fu r b a nl a n d u s ec o o r d i n a t i o n f i r s tp u tf o r w a r da c o n c e p to fu r b a nl a n d u s e c o o r d i n a t i o nd e g r e ea n da n a l y z e si t sc o n n o t a t i o n t h e n i n t r o d u c et h ea n c i e n ta n dc o n t e m p o r a r yt h e o r ya b o u tu r b a nl a n d u s ec o o r d i n a t i o n f i n a l l y ，i n t r o d u c e ds o m eo t h e rr e l a t e dt h e o r i e sa b o u tu r b a nl a n d - u s ec o o r d i n a t i o n p a r t3i st h em e t h o do fq u a n t i t a t i v ee v a l u a t i o na b o u tu r b a nl a n d - u s ec o o r d i n a t i o n e g d e l p h ia n da h p ，f o c u so nt h eb pn e u r a ln e t w o r k i n t r o d u c et h e i rs t r e n g t h sa n d w e a k n e s s e sa n dt h ep r i n c i p l eo fb pn e u r a ln e t w o r k p a r t4i st h ee s t a b l i s h m e n to ft h ee v a l u a t i o nm o d e la b o u tu r b a nl a n d u s e c o o r d i n a t i o n f i r s to fa l l ，p o i n t e do u tt h a tt h ep r i n c i p l e so fe v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m ，t o b u i l de v a l u a t i o ns y s t e m ，c h o i c eo fa c t i v a t i o nf u n c t i o na n dl e a r n i n gr a t e ，t od e a lw i t ht h e s t a n d a r dv a l u ei n d i c a t o r s p a r t5i st h ed e m o n s t r a t i o nr e s e a r c ho fz h o n g y u a nu r b a na g g l o m e r a t i o n f i r s t ， i n t r o d u c et h ep r e s e n ts i t u a t i o no fl a n du s ei nz h o n g y u a nu r b a na g g l o m e r a t i o n s e c o n d ， e v a l u a t et h el a n du s ec o o r d i n a t i o nd e g r e eo fz h o n g y u a nu r b a na g g l o m e r a t i o n l a s t ， a n a l y z et h er e s u l t sf r o md i f f e r e n tp e r s p e c t i v e s p a r t6 ，t op r o p o s eas o l u t i o nt o p r o m o t et h eu r b a n l a n d - u s ec o o r d i n a t i o ni n i v z h o n g y u a nu r b a na g g l o m e r a t i o nb a s e do nt h ee v a l u a t i o nr e s u l t s p a r t7i st h et e x t se p i l o g u e k e yw o r d s ：u r b a nl a n d ；l a n d - u s ec o o r d i n a t i o n ；b pn e u r a ln e t w o r k ； z h o n g y u a nu r b a na g g l o m e r a t i o n v 关于学位论文独立完成和内容创新的声明 学位获得者( 学位论文作者) 签名：茎瞳磊丑 学住论文指导教师签髟秩饩f r m 1 绪论 1 1 选题背景及意义 1 1 1 选题背景 在我国，由于人口的持续增长和城市化进程的快速推进，人口、资源与环境 矛盾日益突出，其中人地矛盾更加尖锐。社会进步和经济发展对土地的需求日益 增加，而土地资源的自然供给是有限的，土地供需矛盾成为当前的热门话题。最 近，为应对国际金融危机，中央政府推出了两年内4 0 0 0 0 亿经济刺激计划，其中 包含政府直接投资的1 1 8 0 0 亿，这1 1 8 0 0 亿主要用于民生工程、技术改造、生态环 境保护和重大基础设施建设。2 0 0 9 年的全国两会上，数千名代表委员热议如何“扩 内需、保增长，各省上报的项目也以史无前例的速度和规模冲击着中央刚刚收紧 的地闸。经济投入需要由土地来承载，新增项目对用地的需求非常强劲，这将使 大量土地得到开发利用。在这种背景下，已开发利用的土地是否协调，如何使将 开发土地的利用更加协调，已经引起了学者们的关注。 在城市中，土地利用问题更加突出，随着城市化、工业化的高速发展，人口 和工业大规模集聚，城市用地的扩张已成为城市化的显著特征之一n 1 。虽然城市用 地在进行大规模的外延扩张，但是存量建设用地的利用效率并没有得到提高。目 前，各地都在肩动规模空前的旧城改造工程及其配套的土地利用调整，但大部分 城市旧城改造成效不明显，依然存在建筑旧、设施落后、产出率低等问题，土地 长期处于低效利用状态的现状并未得到实质改变。一些城市新区则存在土地闲置 和浪费现象，土地利用率与产出率较低。有些城市在旧城改造和新城扩建过程中， 既没有充分考虑保护生态环境的需要，也没有得到很高的经济产出效果，城市土 地利用的社会、经济和生态环境因素并不能很好地协调起来心1 。 关于环境与经济协调发展的问题在我国提出“构建社会主义和谐社会”，把建 设资源节约型和环境友好社会作为战略目标之后，重新得到了更广泛的关注。在 土地科学领域，城市土地合理利用问题也倍受重视，土地协调利用的研究也逐渐 成为热点。但与城市土地可持续利用评价、集约利用评价等比较而言，关于城市 土地协调利用的研究成果较少，关于城市土地协调利用的评价研究则更少。 中原城市群是中国城市集群发展的代表之一，是引领中部崛起的希望之一。 中原城市群战略实施以后，该区域取得了较大的进步，经济得到进一步发展，许 多重大投资项目在该区域落地，这进一步增加了对土地的需求，土地供需矛盾日 益突出。在这种背景下，了解土地利用现状，探索既能保障经济发展对土地的需 求又能使土地得到协调利用的途径尤为重要。 1 1 2 研究意义 对城市土地协调利用进行研究有重要的理论意义和现实意义：( 1 ) 通过对土 地协调利用理论的研究，可以进一步梳理其理论基础，明确其概念和内涵，使土 地利用理论得到进一步的丰富；以城市土地利用为切入口，将b p 神经网络方法引 入到城市土地利用评价研究的领域，来研究城市土地利用系统内部，生态环境与 社会经济予系统的协调发展是对城市土地集约利用、可持续利用等土地利用理论 重要补充，是对城市土地利用评价理论体系的进一步完善。( 2 ) 城市土地利用协 调度反映了在现状土地利用模式下，土地利用的社会、经济和生态环境子系统等 组成要素之间总体协调的程度，对城市土地协调利用水平进行评价，可以明晰城 市土地利用过程中社会经济发展水平与生态环境状况及其相互问的协调程度，并 以此来判断城市土地利用的发展阶段，从而为城市土地利用模式的选择提供科学 指导。通过实证研究可以验证评价模型的科学性、稳定性，进一步拓展其应用范 围；还可以为城市群总体规划、城市群内产业带规划以及单个城市发展规划的制 定提供决策依据。 1 2 研究综述 中国古代就有关于土地协调利用的朴素理论。春秋时代的管仲( 约公元前 6 8 5 - - 前6 4 5 年) 在管子地员篇中提出：“地者政之本也，辨于土而民可富”， 2 表达了人类积极顺应和合理利用自然环境的思想。他是我国古代人地协调和因地 制宜思想的代表人物之一，他还在管予轻重甲中提到：“为人君而不能谨 守其山林菹莱，不可以立为天下王。 中国道家学派的始祖老予与庄予是主张“天人合一论的代表人物。老 子( 约公元前5 8 0 - 前5 0 0 年) 在涉及人和自然关系的问题上宣称自然无人性，因 而缺乏一种意志感，只能被动地对待。他认为人的责任仅仅是认识自然、利用自 然。他的名言是：“人法地、地法天，天法道、道法自然。庄子认为：“天地 与我共生，万物与我为一。 战国时代的墨子( 约公元前4 6 8 年前3 7 6 年) 指出人应该按自然规律办事， 认为“顺天意而得赏 。孟轲( 约公元前3 7 2 前2 8 9 年) 在孟子公孙丑中提 出“天时不如地利，地利不如人和”的人定胜天思想，认为只要人们团结起来， 就可以战胜大自然。 战国时代的哲学家苟况( 约公元前3 1 3 - - - 前2 8 8 年) 是我国第一个向自然控制 人类命运这一陈旧观念提出抗争的学者。他主张人类应“制天命而用之”。他在 天论中提出了天人相关论的核心思想，发表了“天有其时，地有其财，人有 其治，夫是之谓能参”的精辟议论。他认为只有通过人的作用，才能掌握规律， “善言天者，必有征于人”。苟子性恶中强调依靠人的实践来证实自然规律。 苟子王制篇中有：“斩伐养长，不失其时，故山林不童，而百姓有余材也。” 战国时代的思想家韩非子( 约前2 7 5 一- 前2 3 3 ) 提出“今人有五子不为多，子 又有五子，大父未死而有二十五子，是以人民众而货财寡，事力劳而供养薄。” 这是对人口繁衍过多造成的资源供应不足问题提出的警告。 吕氏春秋首时中有：“竭泽而渔，岂不获得，而明年无鱼；焚薮而田， 岂不获得，而明年无兽。 北魏的贾思勰提出农业生产要因地制宜的思想，即农作物的种植必须与当地 的土壤、气候等条件相适宜。他在齐民要术种谷第三提出：“顺天时，量 地利，则用力少而成功多，任情返道，劳而无获”。 2 0 世纪7 0 年代，哈肯创立协同学后，协调论的研究又前进了一步。土地科学 工作者也开始对土地协调利用进行研究。一部分学者的研究集中在土地利用与规 划、生态、经济、交通用地等单个或多个因素之间的协调。 刘文秀，刘丽琴，李诚固对城市规划与城市土地经营的协调路径进行研究， 认为城市规划与城市土地经营是对城市土地资源配置的两种不同方式，二者既有 互动，又有矛盾与冲突，要实现两者的协调互动，应按照市场经济要求发展和完 善城市规划与城市土地经营3 。 陈辉，廖和平，洪惠坤等对如何协调土地利用与生态环境建设进行了探讨口1 。 邓楚雄，谢炳庚，吴永兴等采用主成分分析和模糊数学相结合的方法，根据 土地利用系统和经济发展系统3 5 个具体指标值，分别计算出长沙市区1 9 9 6 - - - - 2 0 0 5 年间两系统间的综合评价指数和协调度指数，对1 0 年间长沙市区土地利用与经济 协调发展的程度进行定量分析，对土地利用与经济发展系统间的演进模式进行判 断 4 】o 在国外关注较多的是土地与交通用地的协调，如美国威斯康星州专门对此进 行了研究1 。加拿大为了协调土地利用相关部门还专门设立了土地利用协调局 ( l a n d u s ec o o r d i n a t i o n ) ，根据土地利用规划对土地利用涉及到的部门进行协调， 美国明尼苏达州还对土地协调利用中的经济因素进行过审计睁1 0 1 。 还有一部分学者们则尝试对土地协调利用的理论进行较为全面的研究。 张巨东，张风荣，龚丹提出土地利用系统的协调性包括两层含义：( 1 ) 土地利 用系统内部的协调性，主要是土地利用系统的结构优化水平以及土地利用系统内 部各子系统之间在自然和人为因素的影响下，相互影响、相互转换，构成有机整 体的趋势。( 2 ) 人地关系的协调性，即人类对土地产品需求要与土地承载力和环 境容量相适应。人类对土地产品的需求主要由人口数量与人均消费水平决定。实 现人地关系的协调以及土地利用的可持续性，必须把人口数量和人均消费控制在 土地承载力和环境容量之内1 。 张富刚，郝晋氓，李旭霖等，魏娜认为土地利用协调发展度是“在不同发展 4 阶段，区域土地利用过程中的社会经济水平与生态环境质量状况之间协调程度， 以及土地利用的综合效益水平的定量化表达n 2 刊。 魏娜还提出城市土地利用协调 发展度是针对城市土地利用方式而提出的概念，即城市土地利用过程中的社会经 济水平与生态环境质量状况之间的协调程度以及土地利用的综合效益水平的定量 化表达。还指出土地利用协调发展是一个动态过程，不同的经济发展水平和科学 技术条件下，土地利用协调发展有着不同的标准n 羽。 王雪莲，汪波对协同学在土地利用协调中的应用做了较为系统的研究，他们 以协同学理论为视角，研究了当前我国城市土地利用过程中存在的一些问题，并 且依据协同学理论提出了重视序参量一树立科学用地、集约用地观念主导系统的 演化，建立城市土地与经济、社会子系统的协同机制，制定城市土地利用规划， 建立系统反馈机制等一系列措施来引导、促进城市土地利用系统的协调有序发展 1 】 o 谭峻，李楠，魏镝玲认为城乡土地利用的协调度可以用来表示土地利用系统 内部各因素的总体协调程度。它不仅指土地利用系统内部的协调，还包括与城市 经济、社会、环境等各系统间的协调。土地利用的协调性主要通过土地利用结构、 土地利用强度两个可控指标来实现，即通过土地利用结构的协调关系和土地利用 强度的协调关系来说明n 引。 刘风朝，张博，刘源远等认为城市土地利用协调意味着城市土地利用系统各 子系统之间在城市土地使用过程中，能够以城市综合效益最大化为原则，以合理 的经济关系为基础，使城市土地合理而高效地实现其价值n 引。 根据土地协调度评价的要求，学者们将土地利用评价中的一些方法引用到土 地协调利用的研究中，构建土地协调利用评价指标体系，对土地协调利用进行定 性和定量评价，还尝试对部分区域进行实证研究。 张前进，周孝以主成分分析法对蒙城县持续土地利用趋势进行分析、以协调 度函数法对土地利用各子系统之间的协调性进行评价n 。 张富刚，郝晋氓，李旭霖等以河北省曲周县为例，从土地利用的社会经济发 展水平和生态环境质量两个方面建立土地利用协调发展度评价指标体系，并构建 评价模型，对曲周县域的土地利用协调发展度进行综合评价。在此基础上，运用 经济学中的库兹尼茨曲线进行区域土地利用模式的选择，认为曲周县土地利用应 选择跨越式发展模式，即沿着库兹尼茨曲线中的n s f y p w 轨迹曲线发展2 1 。 熊剑平，余瑞林，刘承良等以武汉市汉南区为例对快速城市化背景下的城郊 土地利用结构适宜性进行评价，并对其如何协调发展进行分析引。 孙海清，许学工以北京市延庆县为例，选取能全面反映该区域土地利用的社 会经济发展水平和生态环境质量两方面的2 0 项指标建立土地利用协调发展度评价 指标体系，运用层次分析法和多边形综合指数法，对延庆县的土地利用协调发展 度进行综合评价并对如何建立适宜的环境友好型土地利用模式进行探讨u 钉。 欧雄，冯长春，沈青云将调度模型运用在城市土地利用潜力评价中，认为有 必要在功效函数中引入第三段函数，改进传统的功效函数和协调度函数，以建立 更适用于城市土地利用系统研究的协调度模型心们。 张豪，张立亭，宋绍杭等利用数学规划理论、依据现有土地资源和相关指标 的实际情况建立规划模型，为土地利用规划的实施提供综合协调的具体方法，以 优化土地利用结构，综合协调各业用地之间的矛盾口。 谭峻，李楠，魏镝玲通过建立反映城乡土地利用状况的评价指标体系，设计 适合北京市城乡土地利用协调度模拟模型，对北京市土地利用协调度进行模拟分 析，寻找北京市土地利用中的主要问题，进而提出合理利用土地的基本对策n 引。 张燕，张洪，彭补拙提出评价系统发展协调性的“协调判别法”，他们先为系 统的各子系统选择一些有代表性又可用一定指标度量的要素，按一定标准将要素 分做满意与不满意两类，统计加总各类要素的数量，以之作为度量用的综合指标， 并经归一化处理得各子系统的“状态数 ；再将这些子系统与一定的“状态空间” 对应，在此空间中利用“状态数 确定子系统所属系统的“状态点 及“完全协 调线”；然后分别计算状态点与协调线的距离( 偏离度) 、状态点与原点的距离( 优 化度) ，借助它们便可评价各子系统发展的同步性及相应系统的协调性。以此方法 6 对通州市由土地利用、自然环境和社会经济3 个予系统组成的系统进行协调性评 价，并认为“协调判别法”具有含义明确、简单、较客观，易操作、可比性强的 特点，适用于评价复杂系统的协调发展问题卫引。 刘凤朝，张博，刘源远等运用协调度模型，以大连为例，定量测算城市土地 利用系统偏离最优状态的程度和城市土地利用的潜力。认为城市土地利用协调度 及潜力度模型对城市土地利用评价具有较高可信度和可操作性n 引。 土地协调利用研究逐渐成为热点问题，但并没有形成完善的理论体系，土地 协调利用的内涵尚未得到公认。相对于理论研究，对土地协调利用的评价研究很 少，定量评价研究则更少，与城市土地可持续利用评价、集约利用评价等土地利 用评价研究相比较而言，无论是评价方法还是实证研究，还是关于城市土地利用 协调度评价的研究都是非常少，而它又是追求并实现社会、经济与环境效益兼顾 的土地利用模式的要求。 1 3 研究目的、主要内容及技术路线 1 3 1 研究目的 本文的研究目的是进一步研究城市土地协调利用理论体系，提出城市土地协 调利用的相关概念及内涵，进一步完善土地利用评价体系，拓宽b p 神经网络在土 地科学的应用领域，为特定发展阶段，城市土地利用过程中社会经济水平与生态 环境质量状况之间的协调程度提供定量化表达。此项研究还可以明晰城市土地利 用过程中的社会、经济与生态环境等土地利用系统的组成要素之间的协调程度， 把握城市土地利用协调度。通过对同一城市不同时期之间的纵向比较和不同城市 之间的横向比较，找出土地协调利用的有利因素和限制性因素，从而为管理决策 提供依据。 1 3 2 研究内容 在理论上，对土地协调利用的相关理论进行分析，提出土地协调利用的相关 概念并分析其内涵，构建出评价指标体系的基本框架，借鉴协同学原理与b p 神经 7 网络评价方法，初步形成城市土地协调利用评价研究的科学体系。 在实践上，在对中原城市群区位特点进行分析的基础上，结合中原城市群城 市土地利用现状，根据城市土地利用具体情况和资料收集的完备程度，选用适合 的评价指标构成中原城市群地区城市土地协调利用评价的指标体系，应用协调度 评价模型及b p 神经网络方法对研究区域2 0 0 0 2 0 0 7 年的土地协调利用水平做出定 量评价。对评价结果进行分析，并提出促进中原城市群地区城市土地协调利用的 建议。 1 3 3 研究技术路线 首先对城市土地协调利用的理论基础进行研究，在此基础上提出城市土地利用 协调度的概念和内涵。然后，进行评价方法的研究，运用b p 神经网络方法构建出 城市土地利用协调度评价模型，并以此对中原城市群地区城市土地协调利用进行 实证研究，分析评价结果，寻找存在问题，最后提出促进中原城市群地区城市土 地协调利用的对策建议。具体研究路线如图1 - 1 所示： 图1 - 1 技术路线图 f i g 1 1t e c h n o l o g yr o a d m a p 9 协同学理论 复合系统原理 b p 神经网络模型 2 城市土地协调利用的基本理论 城市土地是整个城市生态系统的物质载体，是城市存在和发展的基础资源。 人们在城市化进程中长期从事各种生产、生活活动形成了城市土地利用系统，它 是一个由社会、经济和生态环境等予系统组成的复合开放系统。一方面，土地系 统作为人类各项经济、社会活动的载体要为经济、社会子系统提供物质资源支持 以满足人们的生产、生活需要；另一方面，城市土地利用方式和强度以及城市土 地利用系统的发展和演化又会受到经济发展、社会进步的影响。 国外关于土地利用理论的研究较多，最早的有杜能的农业区位论、韦伯的工 业区位论、克里斯泰勒的中心地理论，还有土地集约利用研究的经典理论土 地报酬递减理论。后来英国学者霍华德提出的田园城市论、芬兰学者沙里宁提出 的有机疏散理论和赖特广亩城市理论等城市规划理论都被引入到土地利用研究的 相关领域，这些理论为城市空间扩张和城市土地协调利用提供思路与参考。2 0 世 纪9 0 年代，为了遏制城市的无序蔓延，提高城市土地利用效率，美国规划学界提 出了“精明增长 、“紧凑式发展 、“内填式发展”等城市土地利用思想。国内城 市土地利用方面的研究则起步较晚，在城市用地扩张、城市土地利用评价、城市 土地利用问题与对策等方面的研究较多。但总体上看，针对城市土地协调利用的 研究少见。 2 1 相关概念和内涵 2 1 1 协调度的相关概念和内涵 系统协调的基本思想是通过某种方法来组织和调控所研究的系统，寻找解决 矛盾或冲突的方案，使系统从无序转换为有序，达到协同或和谐的状态，系统协 调的目的就是减少系统负效应，提高系统整体输出功能和整体效应心引。协调既是 一个过程，又是一种状态。作为一种过程，协调表现为控制与管理职能，是围绕 被协调者的发展目标对其整体中各种活动的相互关系加以调节，从而使这些活动 1 0 减少矛盾，共同发展，促进被协调者目标的实现；作为一种状态，它是指两种或 两种以上的系统组成要素之间良性发展相互关系的概念，表明系统之间或系统内 要素之间配合得当、和谐一致、良性循环的关系。 协调在学术研究中已经是应用非常广泛的一个概念，但是并没有形成一个明 确的定义乜引。近年来学者们对协调的概念从不同角度进行了描述，有学者认为协 调是指复合系统以及复合系统与外部之间所具有的较强的结构转换能力和互补关 系的和谐运动。有学者认为它是指系统内各层次、各子系统之间各种参数的和谐、 结构和功能的相融、系统之间物质能流运动的稳态乜钔。还有学者从管理角度提出， 协调是围绕组织发展目标对组织整体中各种活动的相互联系加以调节，使这些活 动有机的组织在一起，减少矛盾，相互协调，促使组织目标的实现乜副。也有学者 从系统协调的角度提出，协调是系统之间或系统组成要素之间在发展演化过程中 彼此的和谐一致m 1 。协调是实现可持续发展的手段，可持续发展是协调的目的。 协调的本意为“和谐一致，配合得当 瞳 ，它描述了系统内部各要素良好的相互 关系。由于系统处于动态变化之中，因而系统内部要素之间的关系也处在不断调 整中。 协调度就是度量系统之间或系统内部协调状况好坏的定量指标啪1 。协调的概 念表明，协调度是一个时间概念，表现为某一状态的值，目标是追求系统的整体 最优。一个系统的协调度可定义为组成该系统的各个要素之间彼此和谐一致的程 度乜羽。协调性应包括组成系统的各个子系统之间及其内部的协调瞳引。协调性为系 统间及系统内部各子系统相互促进、相互制约的关系，是随着各系统不断发展而 动态变化的概念，协调度是衡量协调性的定量指标，一个区域或者一个系统的协 调性可以用协调度值的大小来反映。 本文认为，协调是指系统组成要素之间在发展演化过程中彼此的和谐一致； 系统组成要素之间在发展演化过程中彼此的和谐程度称为协调度；协调作用是为 实现协调而对系统采取的若干调节控制活动；协调机制是协调作用所遵循的程序 与规则。需要指出是系统走向协调的机理不在于系统距平衡态有多远，也不在于 系统现状的平衡或不平衡，而是在于系统内部各组成要素之间的相互作用，它左 右着系统相变特征和规律，因此，研究系统协调的特性，把握系统协调的程度， 以促使系统向更加有序的方向转化，应该成为复合型非线性系统系统化管理的内 容之一1 2 酊。 2 1 2 城市土地协调利用的相关概念和内涵 有学者提出土地利用系统的协调性包括两层含义：( 1 ) 土地利用系统内部的 协调性。主要是土地利用系统的结构优化水平，土地利用系统内部各子系统之间 在自然和人为因素的影响下，相互影响、相互转换，构成有机整体的趋势。( 2 ) 人地关系的协调性，即人类对土地产品的需求要与土地承载力和环境容量相适应 n 1 1 。人类对土地产品的需求主要由人口数量与人均消费水平决定。实现人地关系 的协调以及土地利用的可持续性，必须把人口数量和人均消费控制在土地承载力 和环境容量之内。 还有学者提出土地利用协调发展度的概念，认为它是：“在不同发展阶段，区 域土地利用过程中的社会经济水平与生态环境质量状况之间协调程度，以及土地 利用的综合效益水平的定量化表达川1 2 叫羽。城市土地利用协调发展度，是针对城市 土地利用方式而提出的概念，即城市土地利用过程中的社会经济水平与生态环境 质量状况之间协调程度以及土地利用的综合效益水平的定量化表达。并指出土地 利用协调发展是一个动态过程，不同的经济发水平和科学技术条件下，土地利用 协调发展有着不同的标准n 引。 本文认为土地利用协调具有广义和狭义之分。广义的土地利用协调是指土地 利用系统与其它系统之间以及土地利用系统内部组成要素之间的协调，土地利用 协调度则是土地利用系统与其它系统之间以及土地利用系统内部组成要素之间的 协调程度。狭义的土地利用协调是指土地利用系统内部组成要素之间的协调。同 样，狭义的土地利用协调度是指土地利用系统内部组成要素之间的协调程度。 城市土地利用系统是土地利用系统的一种，所以城市土地利用协调也具有广 义和狭义之分。广义的城市土地利用协调是指城市土地利用系统与其它系统之间 1 2 以及城市土地利用系统内部组成要素之间的协调，城市土地利用协调度则是城市 土地利用系统与其它系统之间以及土地利用系统内部组成要素之间的协调程度。 狭义的城市土地利用协调是指城市土地利用系统内部组成要素之间的协调。同样， 狭义的城市土地利用协调度是指城市土地利用系统内部组成要素之间的协调程 度。本文中对城市土地利用协调度的研究是基于狭义的城市土地利用协调度概念 进行的。 土地协调利用的研究对象是作为社会一经济一生态环境综合体的土地，研究内 容是探悉土地刹用系统中社会、经济和生态环境子系统之间以及各子系统内部各 构成要素之间相互协调一致的程度。 城市土地利用社会子系统的协调是指社会子系统与其它子系统之间以及社会 子系统内部各构成要素之间的协调，主要包括城市土地的利用能否为城市生产和 生活的正常进行提供空间场所，能否充分满足人们日常生活和城市社会经济发展 对土地的需求。 城市土地利用经济子系统的协调是指经济子系统与其它子系统之间以及经济 子系统各构成要素之间的协调，主要指经济发展水平能否促进土地的合理利用， 经济发展能否与土地利用相互协调，包括土地投入产出，用地强度、空间结构和 布局的合理性以及能源消耗等要素之间的相互协调 城市土地利用生态环境子系统的协调是指生态环境子系统与其它子系统之间 以及生态环境子系统各构成要素之间的协调，主要包括生态环境的状况能否满足 土地可持续利用的要求，环境治理是否达标。 需要特别指出的是，土地利用协调发展是一个动态过程，不同的经济发展水 平和科学技术条件下，土地利用协调发展有着不同的标准。 2 2 系统协调理论 协调理论在中国的发展源远流长，四千年前的夏朝，就有春天不准砍伐树木、 夏天不准捕鱼、不准捕杀幼兽和获取鸟蛋的规定；三千年前的周朝也有根据气候 节令规定的打猎、捕鱼、捕鸟、砍伐树木、烧荒的时间；两千年前的秦朝也有禁 止捕捉幼小的野兽，禁止春天采集刚发芽的植物，禁止毒杀鱼鳖的规定；这些规 定都体现了朴素的人与环境协调思想。 后来，儒家提出“天人合一 ，认为人必须顺应天意，只有顺应天理，方能 国泰民安，需要将天之法则转化为人之准则；道家思想体系的核心是道法自然， 它是指“道 按照自然法则独立运行，而宇宙万物皆有超越人主观意志的运行规 律。老子还提出，自然法则