（土地资源管理专业论文）山区土地资源优化配置研究——以重庆市黔江区为例.pdf

捅要 山区土地资源优化配置研究 一以重庆市黔江区为例 土地资源管理专业研究生：周超 指导老师：张安明副教授 摘要 土地资源是人类赖以生存的基本条件，人类诞生于土地，并将长期在土地上生存发展。因 此，没有土地就没有人类，也就没有人类的生存发展。随着经济的发展和人类生活活动的大量 增加，使得土地资源生态质量不断下降，已经到了危害人类生存的地步。因此合理的利用土地 资源就成了一项重要任务【l 之】。在我国，山区土地占2 3 的国土面积和直接养育着l 5 的人口。 山区本是重要的生态资源的资源宝库，但目前人们正面临着山区土地生态环境退化和山区贫困 化问题的双重挑战。在可持续发展思想日益深入人心的今天，山区的土地资源的合理利用势必 肩负着促使资源环境的有效保护和山区经济快速发展的双重任务。为此，山区土地的开发利用 必须具有自己特色，客观上要求遵循山区土地发生发展的自然规律，并依靠人工技术调控与科 学决策，促进山地资源的优化配置与持续利用。 本文以地处武陵山区腹地的重庆市黔江区为例，研究了山区土地资源的优化配置。首先对 山区土地资源利用的特点及优化模式和布局方案进行研究，然后通过对黔江区土地利用现状的 分析，研究土地资源利用结构，并用灰色线性规划法进行用地结构的优化，用层次分析法对方 案进行综合评价，从而得出最优方案，并研究黔江区土地资源布局的思路与方法。最后，研究 黔江区土地资源结构和布局优化的总体设想，提出优化土地资源结构和布局的对策措施及促进 土地资源集约利用的政策、措施建议。本文共分为七个部分： 第一部分，绪论。介绍了文章的选题背景与意义、土地资源优化配置的国内外研究综述、 研究内容，研究的主要思路、方法、技术路线。 第二部分，土地资源优化配置的理论基础。概述了土地资源优化配置的科学内涵、目标、 衡量标准及理论基础( 可持续发展理论、最低因子限制定律、土地报酬规律、景观生态学原理) 。 以此作为研究土地资源优化配置的理论基础。 第三部分，山区土地资源的特点及优化模式研究。在分析山区土地资源利用特点及限制性 因素的前提下，研究了山区土地资源结构的优化模式( 灰色线性规划法、层次分析法) 及土地 资源布局的优化方法。 第四部分，实例研究。以重庆市黔江区为例，概述了研究区的区域概况、分析了土地利用 现状及土地利用结构中存在的问题。，从区域实际出发，对黔江区土地利用结构进行优化。构建 了土地资源结构的优化模型并选取相关指标体系，运用层次分析法得出优选方案。 第五部分，研究黔江区土地资源优化布局的方式方法，从农用地及建设用地两个方面做了 概述。 第六部分，黔江区土地资源优化配置的保障措施。从各个角度分析了优化土地资源配置的 措施和方法、及制度保障。 第七部分，建议及结论。总结全文，并提出了相关建议 关键词：山区土地资源优化配置节约集约用地黔江区 独创性声明 学位论文题目：出区地资塑优丝配置珏究 = = = 二二丛重鏖壹验婆匿羞倒 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加 了特别标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同 仁在文中作了明确说明并表示衷心感谢。 学位论文作者：签字日期：年 月 日 学位论文版权使用授权书 一 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院( 筹) 可以将学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密， 口保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名j 闻怨 签字日期：渤莎年争月岁 导师签名： 签字日期：w 年笋月彩日 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 选题背景 伴随着工业化、城镇化的快速发展，土地资源的供给稀缺性与其社会需求的 增长性之间呈失衡的发展态势，导致土地资源的非农化倾向及其用途之间的矛盾 不断增加f 3 4 】。与此同时，由于土地资源的不合理利用造成土地污染和退化的问题 也日益突出。面对新世纪，人们已经感觉到人类社会将要经历一场如何利用土地 资源的变革和挑战，尤其是在可持续发展战略的主题下，如何在国民经济各产业、 各部门间合理分配有限的土地资源，促进土地资源利用集约化与可持续发展，成 为土地科学特别是土地利用学迫切需要解决的课题。同时土地利用的区域性特征 也千差万别，土地利用又必须考虑区域的发展特剧孓7 1 。 我国区域经济发展的差异十分明显，区域之间的土地利用特征也各有不同。 从2 0 世纪9 0 年代中期以来我国区域发展水平的比较分析来看，西部山区与东部 沿海地区相比经济发展较慢，土地利用的程度和变化要远远低于东部和中部。由 于特殊的地形因素，使得山区的土地利用有其自身的特点，关注山区土地利用就 有着更加重要的战略意义，是实现区域土地资源可持续利用的基础。随着我国城 市化进程的加快及国民经济的快速发展，各类非农建设大量占用耕地，导致耕地 面积急剧下降，在土地利用中只注重经济效益，忽视了土地利用的生态效益和社 会效益。耕地资源大量流失与短缺，林地破坏，从而导致土地利用的综合效益下 降，直接威胁我国的粮食安全。为了实现土地资源利用综合效益的最大化，必须 对土地资源进行优化配置，促进区域土地资源可持续利用和区域经济的协调发展。 我国山地面积大，在山区农业生产基础设施脆弱，表现为抗灾防害能力差和 受损生态系统亟待恢复；绝大部分山区农村经济落后，由于多种原因，经济社会 发展相对比较缓慢。西南地区是我国丘陵山地比重较高的地区，山地占6 9 ，丘 陵和高原占2 4 ，平坝只占7 左右【引，这一地区岩溶面积比重高，人口密度较高， 土地垦殖程度高，是我国重要的生态脆弱地区之一。黔江区地处渝东南山区，山 地面积占全区土地面积8 5 ，具有典型的山区特点。黔江作为重庆市“一圈两翼” 发展战略中渝东南翼的中心城市和经济中心，2 0 2 0 年规划城市人口为3 0 万人，渝 东南的立体交通枢纽( 黔江舟白机场、国道3 1 9 线、渝怀铁路及复线、渝湘高速 公路、渝万高速公路、黔江至张家界铁路、黔江至利川二级公路、黔江至石柱公 路改造等) 的逐渐修建。必然给土地利用带来影响。导致土地利用结构和布局的 相关变化。 1 2 研究的目标与意义 土地资源配置的问题是针对土地资源供给的稀缺性以及土地利用过程中的不 两南大学硕十论文 合理性而提出来的。目前土地利用配置的类型是在结构均衡性、产业次序性、政 策导向性、市场调节性及在土地使用权合理流转的基础上，利益机制驱使着不同 用途间的竞争与转换。如何进行这种土地利用类型和时空结构的转换，是本文研 究的主要内容。其中主要研究土地资源优化配置的模式研究，配置是一种过程和 手段，目的在于把一定的土地利用方式和土地的适宜性，社会经济进行比配形成 合理的土地利用结构，以最大限度提高土地的综合效益。优化是相对于土地不合 理利用存在的问题而提出的期望、目标。在土地资源有限供给的前提下，如何在 时空上有效地把土地资源合理地分配到各种用途，并与其他资源达到合理组合， 以使这些资源生产出更多为社会所需的产品和提供更多的服务又不会导致生态环 境质量下降。而完成这些任务和目标，土地利用优化配置是一种重要手段。通过 区域土地利用优化配置模式的设计并应用到区域的土地利用，从而使区域的土地 利用达到可持续发展。因此，探讨区域土地资源优化配置有着重要的理论价值和 现实意义。 1 3 国内外研究综述 1 3 1 国外研究综述 在资本主义经济发展过程中，有关经济活动空间组织优化的理论得到了较快 的发展，其中就包含了土地利用布局的理论，成为土地资源优化配置最原始的理 论基础，以德国区位布局理论的形成最具影响力。 1 9 0 9 年韦伯发表的工业区位论，对工业用地布局“区位布局因素【9 】”做了系 统论述，特别是将区位经济分析同集聚规模经济联系起来，从微观产业布局的角 度而言，已具有一定的参考价值。 1 9 3 3 年克里斯勒发表的中心地理论，开辟了近代区位理论研究的新篇章。 他提出的市场、城市布局模式至今对于合理选定区域中心的数量、规模和布局， 仍具有一定的指导作用。随着社会生产力的发展，土地利用类型结构和布局趋向 复杂化。为了查明区域土地利用现状特点、问题及开发利用方向，世界范围内的 土地利用调查、分类、评价、区划、规划等一系列工作先后开展起来，为区域土 地资源配置的研究提供了基本参考资料。 1 9 2 2 年由索尔领导的美国密执安州土地经济调查，开创了小区域土地利用综 合考察的先例。调查的重点是土地经济利用与土地价值。二十世纪5 0 年代以来， 许多国家积极开展土地评价工作，并在评价的基础上编制土地利用规划。为了使 各国的土地评价在某种形式上得以标准化，1 9 7 2 年联合国粮农组织( f a o ) 在荷兰瓦 格宁根召开一次国际性的土地学专家会议，在此基础上提出了土地适应性分类系 统。1 9 7 6 年f a o 正式公布了土地评价纲要，这是世界上土地评价研究广泛开 2 第1 章绪论 展并趋于成熟的重要标志。 2 0 世纪7 0 年代以来，随着世界范围的土地资源调查、评价研究的广泛开展， 以及遥感技术、计算机技术在地学领域的应用，地理资源信息得以不断丰富和积 累，形成一定规模的地理资源信息库【9 1 。这一时期由于工业化发展以及城市的扩张， 出现了新土地利用结构的变化趋势，这促使各国土地利用规划广泛开展。此后， 如何在较长的时间和较大的范围内，根据土地适应性以及国民经济建设发展需要， 在国民经济各部门之间合理分配和布局土地，就成为土地利用规划需要解决的中 心任务。从其目标和任务来看，这一时期的土地资源配置研究才真正进入了实质 性阶段。 1 3 2 国内研究综述 到2 0 世纪，由于受西方近代学思想的影响，我国学者开始用近代的科学理论 和方法来研究我国的土地利用问题，大多是配合农业生产的需要而进行的土地分 类、评价土地质量、编制土地利用结构图等，如3 0 年代胡焕庸和张心一等开展的 全国土地利用类型的调查和土地适宜性评价。自6 0 年代城市化加速发展以来，大 城市的不断涌现己经使经济发达国家把土地利用结构研究的重点从农牧区转向城 市。 中国对于土地资源配置中土地资源利用结构的研究始于2 0 世纪8 0 年代，尤 其是改革开放以后，我国一些地理和规划学家开始积极学习和探索西方先进的科 学理论和方法，使土地资源配置的研究迈上一个新台阶。在对城市土地利用模式 的研究中，注重将城市城建区和城郊区看成一个整体的单元而进行系统的研究， 主要表现在：一是对城市边缘区的土地利用的特征和分布规律的研究；二是城市 中央商务区的土地利用差异与规律的研究。这些研究工作加深了对我国城市土地 利用的格局和规律的认识，对土地利用的优化调整和配置提供了理论基础。 国内学者对土地资源优化配置中结构的现状、动态变化、区域差异、社会驱 动力等的研究较多【1 0 】。王万茂等设计了土地利用现状评价指标体系，并结合江苏 省土地利用现状的基本特点，运用模糊聚类法将江苏省土地利用现状划分为6 种 类型【1 1 】；贾宏俊从芜湖市土地利用结构变化、土地利用现状特征入手，分析引起 土地结构变化的动力机制【1 2 l ；张军涛等分析了唐山市土地利用结构的动态变化、 土地利用现状，并着重对引起土地利用结构变化的社会经济因子进行了剖析【i 川； 谢大海等在土地利用现状详查的基础上运用聚类分析法对铅山县土地利用的现状 结构进行分区，并运用灰色局势决策，确定了各土地利用区的经济发展方向【1 4 l ； 高华中分析了临沂市土地利用现状结构、土地利用结构的动态变化，并初步探讨 了土地资源配置中结构变化的主要驱动力及其作用；土地利用结构信息熵可以综 两南大学硕十论文 合反映某区域在一定时段内各种土地利用类型的动态变化及其转换程度，对于区 域土地利用结构调整具有指导意义【1 5 1 ；刘运通等选用信息熵来反映珠海市土地利 用的多样性和区位熵来反映珠海市土地资源配置结构相对于全省的优劣状况【1 6 1 ； 谭永忠等根据对全国及东中西部、浙江省及各地市、杭州市所属的5 个县市的土 地利用结构信息的计算分析，结果表明土地利用结构的信息熵可以用来反映一区 域土地利用系统的有序程度【17 l ；陈彦光基于信息论思想提出了反映城市土地利用 结构特征的均衡度概念，进而借助网格法定义城市土地利用的空间熵，建议借此 测算城市土地形态的信息维。土地资源配置中结构优化问题一直是经济发展中的 一大热点问题，也是土地利用研究中的重要内容【1 8 】。王万茂、严金明等都在土地 利用规划中花大量篇幅讲述土地利用结构优化问题。土地利用结构优化中方法的 选择是理论界探讨的热点问题，常用的是线性规划法。最优线性规划法比较适合 于人地复合系统中用地类型结构的优化决策。张佳会探讨了最优线性规划法对土 地利用总体规划的适用性，并以此方法构建了比较理想的土地利用结构模型【1 9 】； 贾宏俊等运用最优线性规划模型预测并优化配置了芜湖市土地利用结构【2 0 1 。而针 对山区特色土地资源优化研究的则较少，本文将在山区土地利用特点的基础上， 以重庆市黔江区为例，对山区土地资源的结构及布局优化进行研究。 1 4 研究的内容、思路与方法 1 4 1 研究内容 ( 1 ) 通过对山区土地资源的特点的分析，研究山区土地资源布局的思路与方 法。 ( 2 ) 以黔江区行政辖区为研究范围，研究土地资源结构，并用灰色线性规划 法进行用地结构的优化，用层次分析法对方案进行综合评价，最后得出最优方案。 ( 3 ) 研究黔江区土地资源结构和布局优化的总体设想，提出优化土地资源结 构和布局的对策措施，提出促进土地资源集约利用的政策、措施建议。 1 4 2 研究思路 本文是对西南山区土地资源的结构优化配置的研究，先从一般再到特殊，即 首先应根据山区的自然条件和社会经济条件，研究山区土地利用特点、限制性因 素及存在的主要问题；以山区土地利用为对象，分析土地资源结构优化的评价因 素及指标体系；建立土地资源资源结构优化评价模型；然后是以黔江区为例，进 行实证研究，运用灰色线性规划法进行用地结构的优化研究，最后用层次分析法 对方案进行综合评价。得出最优方案，从而验证研究结论的正确性。技术路线如 图1 1 。 4 第1 章绪论 图1 1 山区土地资源优化配置技术路 f i g 1 1t h et e c h n i q u el i i l eo f l l l er e s e a r c ho f o p t i m a lr e g u l a t i o no f l 她dr e c o u r s ei nl l l em 仇m t a i na r e a 5 第2 章七地资源优化配置的理论基础 第2 章土地资源优化配置的理论基础 2 1 土地资源优化配置的科学内涵 所谓土地资源配置，可以简单地认为是为了达到一定的生态经济最优目标， 依据土地的特性，利用科学技术和管理手段，对区域一定数量的土地的利用结构、 方向，在时空尺度上，分层次进行安排、设计、组合和布局，以提高土地利用效 率和土地产出率，使土地生态系统维持相对平衡，实现土地可持续利用【2 。就其 过程而言，土地配置实质上是一个确定一整套的土地布局的技巧或活动来达到一 定特殊目标的过程【2 2 1 ，或被认为是对适合于特定土地利用目标的多种用地类型的 合理选择。这里布局的涵义【2 3 】，既是一个过程，也可以理解为土地利用配置的一 种状态，是一个由点、线、面、网组成的多层次、多类别、多部门、多项目交织 的网络结构。因此，一个完整意义上的土地配置应包括土地利用的区域宏观配置、 地区( 部门) 配置和地点( 宗地) 配置。就土地属性来看，作为一种资源，土地 利用配置是区域多种土地利用类型的宏观构成及其在国民经济各产业部门之间的 组合：作为一种资产，它是土地产权在不同财产行为主体之间的分配【2 4 l ；作为一 种生产要素，在微观层次上，它是土地与劳力、资本、技术等生产要素的比配投 入。 土地资源优化配置实质上是一种以政府的管理或干预所产生维护公众利益的 社会力量，是一个对既定目标不断修正，对影响土地利用发展演变的各种因素和 不同利益集团不断进行协调的过程。区域土地利用系统是一个多重利益交织、多 重目标取向的综合体，不同阶层、不同利益集团对各自利益的寻求十分强烈。在 我国现实情况下既表现为国家、集体和个人间的分配，又表现为资源在代表不同 利益集团的产业部门间的配置【2 5 】。区域土地资源优化配置应建立在对区域不同阶 层社会利益的正确分析基础上，通过控制机制影响并体现各阶层的利益取向。 土地资源优化配置是有层次的。从宏观到微观一般需要解决三类问题：一是 全国或一个行政范围内如何以劳动地域分工理论为基础，因时、因地制宜地发展 优势产业，实现土地利用的区域化、专业化生产和规模经营；二是在一定生产力 下，如何在区域各产业之间、各部门之间合理分配有限的土地资源以及各项用地 的空间布局形式；三是如何在产业内实现人力( 劳动力) 、物力( 土地) 、财力( 资 金) 等生产要素的合理配比【2 6 1 。一般说来，在较低层次上，自然一生态因子( 农 作物) 起决定作用，而在较高层次上，社会、经济因素( 区域) 起重要作用。虽 然自然生态因子和社会一经济因素在不同层次上有着不同的作用，但它们相互联 系、相互作用，共同组成一个有机统一体。从农田一农场一生态经济区一县、( 区) 7 两南人学硕十论文 域来看，土地资源优化配置的主要约束因子分别是农业技术一微观经济一生态因 子一宏观生态、经济和社会因子【2 7 】，对具体农田、土地资源优化配置的目的，是 提高土地的生产力和生产效益，制约土地持续利用的主要因子是农业生产技术； 而对于农场来说，其目的是在更大尺度提高农产品的产量和质量，满足几代农场 家庭的生活需求，影响土地可持续利用的因子是微观经济因素。在生态经济区域 区的环境容量与人口承载力、生态系统和生物多样性保护。对于一个行政区域( 如 县域) ，土地资源优化配置的目标更注重于整个区域的整体功能提高，影响土地可 持续利用的因子主要是宏观经济、社会和政治因素。 2 2 土地资源化配置的目标 在一定的经济技术条件下，土地资源优化配置的目标可以有两种描述【6 】；使 有限的土地资源产生最大的效益；为取得预定的效益尽可能少利用土地资源。 土地资源优化配置的目标是追求土地利用的经济效益、社会效益和生态效益，而 并不是一种目标间的均衡或同时获得几种目标的最大化，通过一种主导目标，辅 以其它目标的实现。要视具体地区、系统层次而做出选择。土地资源的优化配置 由于各个行为主体的利益追求，是要谋求社会各种矛盾不断获得解决和协调，其 中，各种矛盾主要是行为主体之间的矛盾，如政府、企业和公众，从三方面体现 了对土地资源优化配置的不同偏好，从而基本形成了在可持续发展指导下，市场 经济运行中的政府、企业和公众三大行为主体土地资源优化配置的统一体。土地 利用的最终目标是土地利用效益的永续获得，但就各个行为主体而言，土地利用 的目标不尽相同，公众追求适宜生活的土地景观，企业追求土地利用利润最大化， 而政府更在乎土地持续利用，因而体现出土地利用效益的差异，公众注重生态和 环境效益，企业关心的主要是经济效益，政府希望同时获得社会、经济和生态环 境效益( 图2 1 ) 。但无论如何，只有作到“因地制宜、地尽其用、各得其所、合 理利用、协调控制”【2 引，才被认为达到了土地资源优化配置的目标。 第2 章十地资源优化配置的理论基础 图2 1 土地优化配置中三大行为主体的目标 f i g 2 1o p t i m i z em el a j l da l l o c a i i o ni nm eg o a lo ft h et h r e ea c t o r s 2 3 山区土地资源优化配置的衡量标准 衡量土地资源最优化配置的标准是首先由帕累托提出来的。按照帕累托最优 标准的概念，只有任何一种土地配置状态的改变使得社会每个人的福利增加或者 至少使其中一个人福利增加而不减少其他人的福利时候，才意味着一个社会在既 定的生产技术和既定的土地利用者偏好条件下，土地资源的配置达到最适度状态， 社会福利就达到了最大。在完全竞争市场条件下，市场机制会自发引导土地资源 达到“帕累托最优状态”。但是，完全竞争市场只是一种理想模式，在现实经济生活 中，市场机制存在许多缺陷和诸多外部干扰因素，土地资源配置无法自发达到帕 累托最优状态。土地资源配置状态的改变，可能导致一部分人福利受损而另一部 分人受益，或者暂时受损而将来长期收益。在这种困难的局面下，我们不得不从 现实“最优状态”向“次优状态”退却，将研究的重点放在如何改进土地资源的配置 状态才具有现实意义【2 9 1 。 当前的国情条件在我们所研究的范围内，一个优化的土地资源配置方案应该满 足以下条件： ( 1 ) 符合党中央提出的“科学发展观”和“以人为本”的原则。着眼于提高占本 市本地区人口大多数农民的收入，缩小城乡差别。提高该市总的的水平固然应该 成为衡量一种土地资源配置方案好坏的标准，但还应该看在增长额中农民得到了 多少实惠，因为农民增收与否、城乡差距缩小与否是决定社会效益大小的最重要 的因素。因此，这是当今土地利用优化配置首先要考虑和必须遵循的原则。 ( 2 ) 符合国土资源部所提出的“实行最严格的耕地保护制度”的方针。从全国 9 两南大学硕十论文 来看，人口增长给粮食生产带来了巨大的压力；就某个市来看，人均耕地面积减 少、人口密度增大，粮食生产要基本实现自给自足也存在很大压力，土地配置一 定要保持“耕地总量的动态平衡”。 ( 3 ) 坚持土地可持续利用的原则。土地过度垦殖会给生态环境造成很大的危 害，经济效益的增长会以生态效益的负增长为代价，长此以往生态效益负增长会 完全抵消其他效益的增加，给我们将来及后代子孙的生存和发展造成隐患。 2 4 土地资源优化配置的相关理论 2 4 1 可持续发展理论 土地可持续发展是一种以保护土地生态环境为基础，能满足当前和未来人们 的食品需求和社会经济协调、平衡发展的土地利用结构和利用措施。它既是全球 可持续发展的核心问题，又是土地资源优化配置所要达到的终极目标。土地是由 自然地理各要素所组成的、具有多层结构的自然综合体。作为一种具有动态开放 性和自组织性的耗散结构，决定了土地同人口、环境和城市社会经济发展各系统 之间总是保持着互相协同的关系，可在一定条件下自发产生在时空和功能上趋向 稳定的有序结构。只要我们通过土地资源的优化配置，采用综合集成的方法因势 利导，有意识地发挥各子系统的协同合作与自组织作用，就可以保证土地利用系 统由低级有序结构向高级有序结构转化。因此，土地资源优化配置是土地持续利 用的具体落实，是区域实现可持续发展目标的重要手段【3 0 】。 可持续发展的核心，是人与自然、发展与资源环境相协调。土地持续利用是 土地利用系统的结构和功能在时间和空间上的延续。传统的粗放经营模式已造成 土地利用系统的不稳定性，而土地持续利用强调的是土地的集约利用和生态化， 使土地利用系统产生由无序到有序、低级有序到高级有序的演化，并产生更新的 系统结构和功能。因此，在研究土地持续利用机制时，首先是要找到从无序的不 可持续利用演变为有序的持续利用的其主导作用的调控对象。通过对比分析，可 以找出调控系统演化的主要变量和人类调控系统进程的途径，以及土地资源优化 配置中所遵循的原则，采取的技术路线和实施策略。 2 4 2 最低因子限制定律 该定律是德国学者李比希( l i e b i g ) 发现的。最低因子限制律可以表达为：一个 区域初始生产力的获得，只有当所有的实质性因子，都恰好处于容忍范围之内时 才是可能的。而这个初始生产力的水平总是由一个这样的“本质因子”所决定，即该 因子在限制因子排序中总是处于最低的地位，并且该因子独立地行使作用，不管 其他因子是多么有利于区域初始生产力的形成。也就是通常所说的限制性因子或 1 0 第2 章十地资源优化配置的理论基础 瓶颈资源。这对土地资源优化配置具有重要的指导意义。在土地资源优化配置中， 由于历史、性质、规划等的限制，在配置时必须以利用最低因子限制律为依据来 进行处理。 2 4 3 土地报酬规律 土地报酬规律( 又称土地报酬递减规律) 是优化土地利用投入产出关系与经 营方式的基本理论。“土地本身不能生产，只有当劳动和资本与土地结合时，土地 才能有产出”。要使土地产出更多的产品，提供最大受益，就需要了解和研究土地 报酬规模的作用，合理组织集约经营和规模经营，为土地的合理利用提供科学依 据。 从土地利用的全过程来看，土地报酬的运动规律在正常情况和一般条件下应 该是随着单位土地面积上劳动和资本的追加投入，先是递增然后趋向递减。在递 减后，如果出现科学技术或社会制度上的重大变革，使土地利用在生产资源组合 上进一步趋于合理，则又会转向递增；技术水平与管理水平稳定下来，将会再度 趋于递减。至于土地生产力的发展变化趋势，在土地合理利用条件下总的趋势则 是递增的，但利用不当也会趋于下降和衰退，关键在于科学技术和管理水平的主 导作用。 在土地报酬规律中，其作用过程大致可分为3 个阶段：在第一阶段内，每增 投一单位变量资源，都能使产量急剧增加，每一单位平均报酬是递增的，因而是 平均报酬和总报酬都是递增。但是，由于本阶段投入的变量资源与固定资源( 土 地) 在配合上数量的不足，影响生产潜力不能充分发挥出来，因此，在投入变量 资源较充裕的可能条件下，就连续增加变量资源的投入，以使总产量和平均产量 继续提高，而不停留在本阶段的任何一点止步不前。否则，将不能集约利用土地 资源。第二阶段的变量资源的边际报酬小于平均报酬，且边际产量和平均产量均 随变量资源递增而下降，但任为正数，及至边际产量递减为o ，这时生产弹性亦降 至o ，而总产量则达到最高点。这表明在集约经营中，只要总产量在增长，一般就 不必担心边际报酬和平均报酬的递减。但是，总产量达到最高点以后，变量资源 的投放也就达到了最终点，而不宜继续增加其投放量。第三阶段变量资源的边际 报酬和生产弹性均为负数，而且平均报酬继续递减，总产量也趋于下降。在第三 阶段内，变量资源投入的增加，不仅带来了边际报酬的负增长和平均报酬的进一 步递减，而且导致了总报酬的递减，因而应是生产投资的终止阶段。 通过以上对土地报酬三个阶段的分析，可见报酬、生产力的递增、递减、从 投入产出关系来看，主要在于投入的变量资源与固定资源( 土地) 的比例关系是 两南大学硕十论文 否配合得当；两者之间在配合比例上协调与否和协调程度的大小，决定着土地报 酬和生产力，即土地利用和各项变量资源利用效果的大小。在第二阶段，投入的 变量与固定资源的配合比例在数量上较为适应，且每次增加的投入资源都带来了 总产量( 总报酬) 的增加。因此，合理利用土地和投入变量的适应范围，必定落 在第二阶段之内：资源利用和配合的最适度点，究竟定在第二阶段的哪一点上， 还要由多种社会经济技术条件、生产资源与产品的价格比率等因素来决定。 2 4 4 景观生态学原理 景观生态学是由景观学发展到生态学领域，跨地理学和生态学的一门新兴交 叉科学。它是关于景观的空间结构、内部功能及各部分之间的关系，特别是人类 与景观相互作用和相互协调问题的学说。因此，景观生态学主要是对表示支配一 个区域不同地域单位的自然生物综合体的相互关系的分析。目前景观生态学 研究的主要内容是生态空间分析与生态格局设计。 土地资源优化配置的主要任务是在对土地组成要素进行综合分析的基础上， 自下而上或自上而下划分出一些等级高低、复杂程度有差异的土地单位，使其构 成一个土地等级系统。景观生态学理论为这种等级系统的划分以及划分等级系统 的方法和手段提供了支持。同时也为景观生态学的景观要素景观小区景 观景观区域景观大区景观带系统中景观要素和小区评价的基本单元 划分提供了理论基础【3 1 】。 1 2 第3 章山区十地资源特点及优化模式研究 第3 章山区土地资源特点及优化模式研究 3 1 山区土地利用特点及限制性因素 3 1 1 坡耕地面积大，生产水平低下 一般在山区的耕地构成中，坡耕地的面积的比重较高。以黔江为例，2 0 0 5 年 黔江区耕地的总面积为4 9 0 7 4 3 3 h m 2 ，其中 2 5 。坡耕地2 2 9 4 8 5 l h m 2 ，占全区现 有耕地面积4 6 7 6 ，2 5 。以下耕地面积仅有2 6 1 2 5 8 2 h m 2 ，占现状耕地面积 5 3 2 4 。并且这些由于人口增长过快等因素，坡耕地大都过度垦殖，导致水土流 失严重，大部分顺坡耕地都是水土流失地，而且一般都是最剧烈的水土流失地类。 由于坡耕地水土流失严重导致土地贫瘠，生产能力非常有限，全国耕地粮食平均 产量是4 9 0 k g 亩，而黔江区的粮食播种面单产为2 6 6 k g 亩，后者仅为前者的5 4 3 。 3 1 2 土地利用集约程度不高 在山区土地利用率较高，但土地产出率较低。建设用地效益低，单位面积的 产出不高，以重庆市黔江区为例，2 0 0 5 年的单位面积的g d p 仅为2 7 万元h m 2 ，低 于重庆的平均水平。 大部分地区农业生产条件较差，耕作粗放，经济效益低下，农用地占土地总 面积的比重高，而农业总产值仅占国内生产总值的比重低。城镇用地容积率低； 农村居民点用地总量大，且居民点内部土地闲置现象比较普遍，村庄用地空置率 较高，土地利用的整体经济效益差。 3 1 3 土地生态环境质量差 山区土地由于水土流失严重，耕作层肥力低下，坡耕地薄瘦，粮经作物单产 低，耕地培肥差，掠夺式经营突出，传统的有利于培肥地力的农艺措施被废除， 耕地作物呈上升态势，而养地作物明显减少，绿肥、饲料几乎没有栽培；大量的 农药投入土壤，导致土体、水体和食物污染。以黔江区为例，水土流失面积仍较 大，年均侵蚀模数为6 2 5 0 t k m 2 。，受地质构造的影响，该区地质灾害发育广泛。 据全区地质灾害调查，共有各类地质灾害1 5 5 处，其中滑坡1 1 7 处、危岩3 1 处、 地陷5 处、泥石流2 处。这些地质灾害主要分布在河谷两岸的陡坡地带，灾害量 大面广，危害严重，观音岩滑坡、人头山危岩、官坝滑坡、金溪危岩、峰山滑坡 群、流水湾滑坡、大垭口地陷、竹园地陷、潘家寨滑坡群等主要地质灾害点规模 大、危险性大，对当地人民的生命财产形成很大威胁。此外洪涝灾害、化肥与农 药对土地的污染，也导致全区土地尤其是耕地的环境质量不断恶化。 两南大学硕十论文 3 1 4 土地利用结构不尽合理 山区土地是一个低水平平衡的脆弱社会经济和生态系统，土地利用结构仍保 留着以林地和耕地为主体的大农业占绝对优势的特点。耕地、林地、园地、水域 等农业用地占土地总面积的约3 4 ；在农业用地中，林地和耕地又占绝对优势。与 之形成鲜明对比的是，城镇、工矿和交通用地明显偏少，三类用地加起来占土地 总面积的3 3 ，城镇数量少，规模小，城镇化水平较低，基本上处于低级均衡发 展阶段。同时在广大农村地区，居民点布局分散，人均占地多，土地资源浪费严 j j 己 更o 3 2 山区土地资源结构优化模式研究 3 2 1 灰色线性规划 灰色系统理论是华中理工大学邓聚龙教授在2 0 世纪8 0 年代初创立的，灰色 系统理论着重研究“信息不确定”问题和“外延明确，内涵不明确”的对象。客 观系统表象复杂、数据零乱，但它有整体功能，是有序的，灰色过程通过数的生 成( 即通过原始数据的整理来寻找数据的规律) ，将许多原始数据累加生成( a g 0 ) 后出现的明显指数规律，对变化过程做较长时间的描述，建立微分方程型模型， 因为它的研究对象是部分信息己知，部分信息是未知的系统，也称灰色系统。灰 色系统是相对所有信息己知的白色系统和所有信息均不知的黑色系统而言的。农 业生态经济系统显然是一类比较典型的灰色系统2 删。 灰色线性规划法是在技术系数为可变的灰色约束值为发展的情况下进行的。 是一种动态的线性规划，它弥补了一般线性规划的不足，不仅可以知道既定条件 下的最优结构，还可以知道最优结构的发展变化情况，因为灰色线性规划中约束 条件的约束值可以是变动的，有的可以用时间序列描述，按g m ( 1 ，1 ) 模型进行预测 得到。这样的线性规划不仅仅反映一种特定的情况，而且反映约束条件发展变化 的情况给定一组信息，就可得到一组优化方案，灰色线性规划中的约束条件系数 是灰区间数，既可按下限规划又可按上限规划，还可按区间内的任何一原化值进 行规划，在区间内只要得到一组白化值，便可得到一组优化方案，从而使规划灵活 多变，有众多的调整余地，可以适应情况的发展变化4 删。数学模型如下： 一 灰色线性规划的一般形式为：m a ) ( ( m i n ) z = c x = y c 谢 式3 1 1 4 满足 其中，x = x l ，x 2 ， ( a ) x ( = ， b ) 式3 2 x o 式3 3 x n 】t 为模型变量向量；c = c 1 ，c 2 ，c 。 的目标函数 第3 章山区士地资源特点及优化模式研究 向c j ( j = l ，2 ，n ) 可以是灰数，( a ) 为约束条件系数矩阵。 利用灰色线性规划不但可以知道现在条件下的最优结构，而且还可以知道最 优结构的发展变化趋势。 3 2 2 层次分析法 层次分析法( a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ，简称a h p ) 是对一些较为复杂、 较为模糊的问题作出决策的简易方法，它特别适用于那些难于完全定量分析的问 题。它是美国运筹学家t l s a a t y 教授于7 0 年代初期提出的一种简便、灵活而 又实用的多准则决策方法。层次分析法( a h p ) 可将复杂的社会经济系统问题，分 解为组成部分或具体因子，即目标、约束、准则、措施、方案等，按照他们的不 同性质把这些元素分组，形成互不相交的层次，上一层次元素对相邻的下层次的 全部或某些元素起着支配作用，通过比较导出各元素相对重要性的排序权值，最 后通过层次的解析关系得到决策因素总的相对重要性排序权值，从而为最终方案 的选择提供依据。其核心是将决策者的经验判断量化，从而为决策者提供定量形 式的决策依据。层次分析法的优点是定性与定量相结合，具有高度的逻辑性、系 统性、简洁性和实用性，是针对系统中多层次、多目标规划决策问题的有效决策方 法扭l 蚓综合起来，运用进行决策时，大体上可分为以下四个步骤： ( 1 ) 分析问题，确定系统中各因素之间的关系，建立系统的递阶层次结构； ( 2 ) 构造两两比较判断矩阵； 耐：芸z 1 0 0x z = 弋 r l u u 指标层数据处理，应用公式 乙朋 对方案的指标层做归一化处理。 ( 3 ) 计算各层次相对权重c i 的单排序； ( 4 ) 计算各层元素对系统总目标的合成权重，并对结果进行总排序。 p i = c i x i式3 4 两南大学硕十论文 图3 1 层次分析法评价体系的组成 f i g 3 1n 忙c o n 单o s i t i o no fn 圮a h pe v a l u a t i o ns y s t e m 3 2 3 土地利用结构优化的模型设计 结构优化的数学模型设计是整个土地资源优化配置系统模型构建最主要的阶 段。把影响土地利用系统有关因素用一定的参量表示出来，区分可控量数值有待 确定和不可控量( 数值己定) 把可控量当作未知变量，按问题给定的相关关系列 出数学方程式或不等式或其他数学表达式，这就是土地利用系统的规划模型3 9 4 0 1 。 土地利用配置系统的数学模型有很多种，但其共同点就是由目标函数和约束 条件两部分组成，规划意味着寻求在给定的约束条件下达到最优目标的途径【4 1 1 。 用待定变量的函数表示土地利用规划系统的功能目标( 即效益目标) ，即为目标函 数。设x l ，x 2 ，x 3 ，x n 为待定变量系统的土地利用类型，目标函数可表示为： f 卫 j 蔷口 ( ) 6 ( 汪1 ，2 朋) 式3 5 【衫0 ( = 1 ，2 ，刀) 其中：x j 土地利用类型( h m 2 ) 确约束系数 b j 约束常数 目标函数厂( x ) = 喇叫m a x ，其中， x j 为决策变量，b i 为限制变量，钧为决 暑l 策变量系数，c j 为决策变量利益系数，m 为约束方程系数，n 为决策变量数。坟x 卜 国内生产总值( g d p ) ( 万元) ，他的一组解( x i ) 称为最优解，即最优土地利用结构。 由此可见，配置系统的土地利用结构优化是关于在一定约束条件下求目标函 1 6 第3 章山区十地资源特点及优化模式研究 数最大值或最小值的理论和方法。凡是能够用目标函数和约束条件表达的系统问 题，都是规划的问题，都可以用上述形式的数学模型来描述。具体的规划问题， 由于内容不同，系统要素之间的联系方式的不同，目标函数与约束条件有不同的 性质和形式。因此可以运用不同的方式来解决，如线性规划、灰色线性规划、模 糊线性规划、非线性规划、动态规划、参数规划或目标规划等。 根据实际情况，建立了模型后，要编制计算机程序或应用相应软件进行调试 计算。在计算后，要对结果进行灵敏度分析和最优化分析，以判断是否使用，是 否需要进行修改或重新计算。 3 3 山区土地资源优化布局的原则及方法 3 3 1 优化布局的基本原则 优化土地资源布局的研究一直是土地资源优化配置的薄弱环节【4 2 1 。长期以来， 国内外土地利用配置更多的是关注土地利用结构、数量的变化，如土地动态变化 规律研究、土地适宜性评价等等【4 3 1 。出现这种情况的重要原因是不同区域的土地 资源空间要素的相对位置和相互关系千差万别，以致优化用地布局难以形成比较 通用的方法，已有的比较普遍的布局模型也是单一要素模型，如景观优化模型。 人们一般是概括出基本的原则，再依据这些原则和经验因地制宜设计优化方案。 ( 1 ) 因地制宜原则 这是一条基础性原则，指各种用地的利用方式必须符合生态条件，这是确定 为利用土地开发利用方式的基础依据和前提条件。土地本身是一个自然综合体， 不同的土地类型表现出强烈的地域特征，这也是土地的自然属性( 生态条件) 的 差异性。在进行土地利用适宜性评价时，必须充分分析土地本身可具有的自然属 性，才能深刻揭示土地为农林牧生产服务的内在本质。 ( 2 ) 突出重点，带动全局 一个区域的发展通常都依赖于其增长极的带动，城市及城镇就担当这个角色， 对区域具有不可替代的辐射和带动作用。所以，在建设用地总规模确定的情况下， 就应该先满足区域城市的用地需求可，然后是中心城镇、一般建制镇、乡集镇和 新农村建设用地，这样才能达到以点带面的目的。事实土地利用布局是一个较长 的过程，情况在不断发生变化，因此在保证总体布局框架相对稳定的前提下，应 留有一定的弹性和长远发展的余地，并考虑根据实际需要布局调整用地布局的可 能性。要重点安排好近期建设和发展用地，力求集中紧凑、经济合理，不打乱整 体布局的框架。 1 7 第3 章 山区土地资源特点及优化模式研究 占好土地，光合效率高且经济有效。在西南山区林地主要以杨树、竹林等为主， 在树种选择和配置时，都要根据造林的目的和要求，按不同树种的生态习性，结 合“适地适树”的原则来进行。为了更好地进行森林经营活动，要划分营林区、 林班和小班。其面积大小要依据地形地势、居民点分布情况、树种特征、火险等 级、交通条件等而定。道路是开发利用森林资源的基本条件，应根据采伐、集材、 营林、护林的要求布置道路网，并与林外道路衔接，尽量做到投资少、服务范围 广、平均距离短、运营条件好【47 1 。 ( 2 ) 建设用地的布局方法 城镇用地的布局应结合经济的发展，在分析现有的城镇职能结构的基础上加 以调整，以充分发挥各自区位优势的专业化与综合发展与有机结合的新的职能结 构。城镇布局的实质就是把不同职能、不同规模的城镇落实在空间土地上，使城 镇土地规划的集中体现。必须因地制宜的规划城镇体系的空间结构，因为后者没 有统一的和固定的模式，要依靠规划工作者的创造性思维才能获得较为理想的成 果。 交通用地的基本职能就是满足运输对象的位移的需要，而运输对象的位移要 求反映在两个基本方面：一是运输数量的需求；二是运输流向的需求，其基本职： 能是安全、迅速、经济。由于山区的地质条件因素，地形复杂、山坡陡峻，溪流 湍急，沟谷多而曲折，土层薄，严重制约了当地交通事业的发展【4 8 弓0 1 。因此、在 交通用地布局时就应考虑到以下问题：在复杂的山岭、重丘陵区自然条件下， 布局交通用地应保证足够的稳定性。充分利用地形展线，减少工程数量，降低 造价，保证以后养护和运营费用最经济。同时路线应尽量避免穿越城镇、工矿区 及较密集的居民点，但为了方便使用也不能离开太远，必要时可修支线联系，做 到靠近村不进村，利民不扰民，既方便运输又保证安全【5 1 1 。 密切配合农田水利建设的需要。水利设施用地则应根据水源类型、工程类型 等考虑地形、水源、落差、地质条件、灌溉条件、淹没损失等综合因素考虑其布 局。 1 9 第4 章实例研究以零庆市黔江区为例 第4 章实例研究以重庆市黔江区为例 4 1 研究区区域概况 黔江区地处重庆市东南边缘，渝、鄂、湘、黔四省( 市) 交界区域，武陵山 区腹地。东北与湖北咸丰县接壤，西北与湖北利川市毗邻，西连彭水，南靠酉阳， 借道彭水、酉阳可达贵州和湖南二省边区。地理位置介于东经1 0 8 0 2 8 0 4 1 0 8 0 5 6 5 6 ”，北纬2 9 0 0 4 2 9 ”2 9 0 5 2 1 0 ”之间。区境东西相距4 5 k m ，南北相距9 0k m ， 土地总面积2 3 9 7k m 2 。 全区辖3 个街道办事处、1 5 个建制镇、1 2 个乡。2 0 0 5 年末总人口5 0 7 9 6 万， 人口密度2 0 9 人触2 ，人口自然增长率7 ，城镇化水平2 7 9 。在总人口中少数 民族占一半以上，是重庆市直管区中唯一的一个少数民族聚居区。少数民族以土 家族和苗族为主，此外还有回族、满族、彝族、壮族等1 4 个少数民族。 区内河流众多，大小溪流密布全境，水流落差大，水能蕴藏量丰富，开发潜 力巨大。水力资源理论蕴藏量1 6 6 万千瓦，其中阿蓬江为1 0 多万千瓦，可开发量 为近1 0 万千瓦。全