（土壤学专业论文）四川丘陵区土地利用结构优化研究.pdf

摘要 本文以四川丘陵区各典型丘陵区县为例，在土地利用结构最优思想的指导下，通 过数据的收集、整理与分析，首先采用回归分析的方法，分析了该区的经济、生态效 益与土地利用结构的相关性，然后以回归分析所得的回归系数为效益系数，在不同经 济发达程度的区域，各选取三个区县，以经济、生态效益最优为目标，以社会条件为 约束条件，建立多目标规划模型，得出该区县的土地利用优化结构。最后，分析了不 同经济发达程度下各区域的土地利用结构优化规律。结果表明： ( 1 ) 与经济效益相关性最为密切的是建筑用地，且从经济较发达区到欠发达区， 其相关性逐渐减弱。但建筑用地与生态效益指标一土壤侵蚀量的回归检验却不显著。 f 2 ) 农用地与经济效益相关性较为显著，且从经济较发达区到欠发达区，其相关 性逐渐增强，在经济欠发达区其显著性还大于建筑用地，但其与生态效益指标土壤侵 蚀量的回归检验却呈正相关。 ( 3 ) 林地与经济效益的相关性不太显著，在经济较发达区甚至出现了负相关，在 转向经济欠发达区，其正相关性逐渐显著。在与生态效益的回归分析中显示，林地与 生态效益指标土壤侵蚀量呈极显著的负相关性。 ( 4 ) 数学模型求得的土地利用优化结构大致为：经济较发达区，耕地约为 4 6 5 5 ；建筑用地约为1 5 2 0 ；林地约为7 1 4 。经济中等发达区，耕地约 为4 5 5 0 ；建筑用地约为1 0 ；林地约为2 2 2 8 。 经济欠发达区，耕地约为 3 l 一3 8 ；建筑用地约为9 一1 3 ；林地2 8 4 1 不等。 ( 5 ) 在优化结构下，在经济较发达区，经济效益可增长约2 7 ，土壤侵蚀量可减 少约4 5 ，在经济中等发达区，经济效益可增长约3 0 ，土壤侵蚀量可减少约4 5 ， 在经济欠发达区，经济效益可增长约5 0 ，土壤侵蚀量可减少约2 。 关键词：经济效益生态效益土地利用结构优化 1 研究背景 土地是一种不可再生资源，但同时又是人类生存和发展不可替代的基本资源。随 着科学技术的进步，由于片面追求经济效益而忽视生态环境的保护，以至于人类利用 土地资源创造了巨额的物质财富，同时也付出了惨重的代价，当今世界面临的人口、 粮食、资源、环境等重大问题，都与土地利用结构不当有关。就中国目前的土地资源 情况来说，人口多，耕地少，耕地后备资源和人均土地资源严重不足，人地矛盾十分 尖锐突出，但土地资源的合理利用和保护目前没有引起足够的重视，土地滥用现象也 较为普遍。我国正承受着土地资源与人口数量反向发展的势态难以逆转的现实，面临 着土地生态系统被污染的双重挑战 1 - - 3 】，土地利用结构优化迫在眉睫。 丘陵区一般具有地面起伏大，水土流失较严重的特点。在我国9 6 0 万k m 2 的土地 面积中，丘陵面积占9 9 0 。四川i 省总土地面积4 8 8 8 8 4 万k m 2 ，居全国第六位，总 人口8 5 0 0 万，人均土地0 5 9 9 h m 2 人，低于全国平均水平0 8 4 7h m 2 人；共有耕地6 3 3 万h m 2 ，人均o 0 7 3 h m 2 人，也低于全国平均水平o 0 7 9 h m 2 ，人。四川省位于长江上游， 其中水土流失面积约2 0 万k m 2 ，占长江上游水土流失面积的5 6 6 ，是长江上游以 至全国水土流失最严重的地区之一。四川又是丘陵面积较大的省份之一，全区丘陵面 积占全省土地总面积的1 8 6 4 i l ，4 一”。该区由于开发历史悠久，垦殖过甚，自然景观 破坏严重，农业垦殖指数高达5 0 6 5 ，现在基本上已被农田景观所取代，天然 植被很少，森林植被稀疏，且覆盖率低，1 9 9 0 年该区的森林覆盖率为1 2 8 。其土 地利用结构农林交错镶嵌，农、林争地矛盾严重，且人口稠密，密度高达5 0 0 7 0 0 人k m 2 ，人地矛盾十分尖锐；林业生产十分薄弱，加之人为不合理开发利用自然资 源，这就造成了该区土地生态环境脆弱，系统功能降低，并出现水土流失严重，洪涝 旱灾频率高等特点，成为四川省极强度土壤侵蚀区域。目前，该区农业用地仍以传统 的种植业利用方式为主，种植业中又以粮食为主，使该区中低产田土、低产林园地面 积大，土地利用效益低 8 - - 1 0 , 土地利用结构的不合理，造成了该区生态、经济效益 都没有获得最佳效果。而土地利用结构的优化配置，能以一定的土地利用系统效益如 社会、经济、生态效益为最大目标，在满足一定的条件下将一定数量的土地分配到各 用地部门，使土地在时间上得到合理安排，在空间上得到最佳落实一2 1 。 目前，四川城镇化刚刚起步，正面临着土地利用结构的调整，因此土地利用结构 的优化更具有重要意义。 进入2 1 世纪以来，如何在国民经济各产业、各部门间分配有限的土地资源；如 何协调不同区域、不同时空下的土地供给与需求量；如何寻求既符合区域特点，又能 在土地利用效率最大化的约束下达到最佳或最满意的土地利用决策方案，促进遣资 源的集约、高效、持续利用，成为持续发展、现代土地科学特别是土地利用科学迫切 需要研究的课题。优化土地利用结构是在保证土地利用效率最大化的约束下，解决土 2 地供需平衡和合理分配国民经济各部门之间的土地资源的有效途径”一1 引，特别是在 水土流失严重、生态环境问题突出、土地利用结构不尽合理的四川丘陵区，同时面临 着脱贫、生态环境和小康社会建设的多重任务，怎样达到生态、经济和社会效益的平 衡发展，是当前的重要研究内容，因此。四川丘陵区土地利用结构优化更具有重要的 意义。 2 国内外研究概况 2 1 研究内容进展 2 0 世纪上半叶，土地利用规划只是传统的建设性或蓝图规划，土地利用结构优 化研究没有得到重视。其研究的方法大多采用定性的经验规划方法，它是根据专业人 员和领导的实践经验与主观愿望来确定发展方向和农林牧副渔用地的配置比例。在英 美等发达国家，是将一定范围内的土地划分成不同使用分区，并以使用分区图来界定 分区的范围及区位”。 此时，我国土地利用规划的内容与英美等国家不同，其任务主要包括土地区划以 及进一步的田块划分、林带配置、居民点安排、道路布局等。 到了2 0 世纪下半叶，尤其是进入7 0 年代以来。随着人口、资源、环境和发展 ( p r e d ) n 1 题的日益出现，土地利用规划逐渐发展到以控制土地利用变化和可持续发 展为目的的公共决策，土地利用结构优化研究在土地利用规划中得到重视。其主要研 究领域包括：( 1 ) 城市化、农业的发展与土地利用结构优化配置的机理研究；( 2 ) 湿 地、废弃地及居住地等特殊地段的土地配置研究；( 3 ) 农作物、林业、水产养殖、交 通运输等用地的优化配置研究；( 4 ) 土地使用政策及其对土地利用结构优化配置的作 用研究等。由此可见，国外土地利用优化配置具有范围广泛、注重深度探讨、技术手 段先进等特点。但是，从总体上来看，对区域土地利用的整体性、层次性以及土地利 用优化配置动因机制研究，尚显不足【1 6 1 。 我国自8 0 年代，尤其是进入9 0 年代以来，土地利用规划的内容已经具体包括了 以可持续发展为导向的土地资源分配与再分配，各类用地结构的合理调整和优化布局 等内容，土地利用结构优化成为了土地利用规划的核心内容f j 。土地利用及其优化 配置研究方面呈现出如下的发展态势：( 1 ) 基础理论研究进一步加强，土地类型与土 地评价、土地利用规划、土地利用系统工程，以及城镇土地定级与估价研究等方面的 专著不断问世；( 2 ) 研究领域更加广泛深入，已由原来比较狭窄的农业土地利用研究 转入更为广泛、实践性更强的农林复合与牧业用地、城镇用她、农村住宅用地、旅游 用地等土地利用研究领域 n n i t u , 1 9 8 3 】【1 7 】；( 3 ) 土地利用优化配置研究受到重视，并日显 活跃，土地利用结构优化的目的趋向子以求得经济、生态和社会三效益最大化为目标， 以满足人们未来土地资源安全的需要。 2 2 研究方法进展 优化设计从马克斯威尔理论( m a x w e l l1 9 8 0 ) 和米歇尔( m i c h e l l1 9 0 5 ) 桁架出现起已 有百年，从史密特( s c h m i t ) 用数学规划来解决结构优化设计起算，亦有4 0 余年的历史 1 1 8 - - 2 1 1 。 2 0 世纪七十年代以前，主要采用定性的方法，包括土宜法和综合平衡法等，很 少用系统分析的方法。 2 0 世纪七十年代以后，土地利用规划中就已开始广泛引入遥感、计算机和数学 方法【l ”。如x i n g 等应用g i s 和多目标规划来预测土地利用中引起的争地矛盾的原因， 由此得出解决的策略【2 2 】 s j v e n t a r e , 挎9 2 】；s h a r i f i 等探讨了把土地利用动态规划系统用于 作为农场土地配置的决策支持系统，这个模型是由具有决策模型的g i s 和综合规划 模型组成，综合规划模型又包括作物生长模式、线性规划模型和使规划设计转为可操 作规划的空间配置决策模式【m “8 。a l , 1 9 9 4 】；c h u v i e c o 应用线性规划作为g i s 分析 工具，对空间属性进行优化和变量组合，并在西班牙进行土地规划试验 1 2 4 1 1e c h o 。，1 9 9 3 1 。 在我国，近年来，土地利用规划方法已开始由定性向定性与定量相结合，由静态 规划向动态规划，并逐步向规划的模型化和信息化方向发展，各种线性和非线性规划 及多目标规划的方法开始应用于土地利用规划中。规划手段中大量采用模型优化方法 是现代土地利用规划科学的趋势之一，其原因是规划工作者力求借助数学模型一这一 严密的逻辑方法，能最有效地保证土地利用结构优化思维的逻辑过程，从而增强规划 方案的科学性。具体的规划问题，由于内容不同，系统各要素之间的联系方式不同， 目标函数与约束条件也有不同的性质和形式，因此，可以用不同的规划方法来解决， 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、参数规划和目 标规划等。 近年来应用较多的方法有： ( 1 ) 定性与定量相结合目前，定性与定量相结合的方法还多应用于土地利用结 构优化配置中。该法通过分析土地资源的基本特征、土地利用现状特点及存在的主要 问题，从而提出土地利用结构优化的调整方案【2 5 - 也8 1 。目前在四川丘陵区域内，土地 利用结构优化也多数停留在定性分析的基础上，如贺贞文等1 8 i 和张兆福1 9 i 对川中丘陵 区土地资源的利用研究，认真分析了土地利用现状存在的一些问题，从定性的角度提 出了土地资源可持续利用的一些措施，但缺乏应用数学模型进行定量分析，相对来说， 缺少定的说服力。以分析土地利用结构与经济、生态效益的关系入手，建立数学模 型，从而得出土地利用优化结构的方法还未见报道；针对不同经济发达程度的丘陵区 土地利用结构优化研究的具体措施和方案目前还报道很少。 ( 2 ) 多级参数平衡法唐耀光等在土地评价的基础上，应用系统分析方法，将建 立农业生产用地结构模式的各级参数分为六级，通过逐级计算，多次平衡调整，直到 4 建立合理的农业生产用地配置模式1 2 0 l ；段建南等应用多级参数平衡法在辽宁省左县 后坟村进行了农业用地规划，认为是一种行之有效的土地利用规划方法| 3 m ，但近年 来，该方法的应用较少。 ( 3 ) 线性规划法近年来，线性规划的数学方法一直都是常用的方法。线性规划 是一种优化资源配置的有效方法，是一种确定的静态模型，该法克服了以往仅为土地 利用结构优化，人为地布置措施的局面。1 9 8 3 年，陈国良等运用线性规划方法研究 了宁夏固原县黄土丘陵区农林牧合理生态经济结构模式i 川，近两年应用该法的也较 多3 ：一硝j ；1 9 9 4 年，有研究在以往土地利用线性规划方法基础上，提出了采用混合 整数线性规划方法的思想，保证了规划结果自成体系，互相配合，联合运用1 3 6 1 。 ( 4 ) 灰色线性规划法一般线性规划要求目标函数中效益系数、约束条件中的技 术系数及其他限制量都固定下来。由于土地利用系统的多变性及系统因素之间的复杂 性，一般线性规划所求出的解往往与实际不符，甚至无解。从1 9 9 2 年，李兰海等应 用灰色系统的微分拟合法建立资源配置的动态模型，并用最优控制理论进行优化，研 究南京市郊北城圩农场的土地利用规划，得到资源配置的优化控制模型【3 开始，线 性规划中引入了灰色系统理论。灰色线性规划是在技术系数为可变的灰数、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。这种 方法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。如 耿红等在田阳县土地利用总体规划的研究中1 3 3 】；但承龙等对江苏省启东市土地利用 结构的研究 3 9 】；张豪等对土地利用规划数学模型的综合协调研究 3 3 1 ；康慕谊等对陕 西关中地区土地资源的优化配置【4 0 j 都应用灰色线性规划对土地利用结构优化进行了 研究，并弥补了一般线性规划的不足。 ( 5 ) 多目标规划法线性规划只能解决在一组约束条件下，求某一个目标的最大 值或最小值。但在现实社会经济系统中，通常决策者面对的是连串的目标，换句话 说，衡量一个方案的好坏，标准不止一个，也就是说，问题本身难以用一个标准来衡 量，而需要一个以上的标准来衡量。在这些标准或目标中，彼此之间又往往不是那么 协调，甚至是相互矛盾的、对立的。这些标准的度量单位也常常是各不相同的。土地 利用结构优化正是这样一个现实问题，其目标不仅是要经济效益最大，而是要注重经 济、生态、社会的综合效益，且评价三效益的指标度量单位是不一致的。对于此，线 性规划往往无能为力。多目标规划正是在线性规划的基础上为适应这种复杂的多目标 最优决策需要而发展起来的。多目标规划具有以下特点：( 1 ) 多目标规划不象系统动 力学模型那样繁琐复杂，具有简单明了的特征，同时它又带有系统动力学模型的正负 反馈特征，模型中某决策变量的参数变更会引起其它决策变量数值的变化；( 2 ) 它克 服了线性规划要求的目标函数一维性以及可行解区域局限性的弊病：( 3 ) 建立多目标 规划时，选取的目标个数不同，赋予各目标不同的优先级，计算出来的结果就不一样， 从这个意义上讲，多目标规划具有可调性和可控性。( 4 ) 在多目标规划中，如果某些 目标由于种种约束而未能完全实现，它也能指出目标值不能实现的程度及原因，供决 策者参考，通过对各目标重要程度、希望实现值及其它数据的变化分析可得到一系列 决策方案供决策者在复杂的活动中决策。近年来，多目标规划方法已广泛应用于土地 利用结构优化中1 4 i - 4 ”。 ( 3 ) 其它方法近年来，很多学者提出了许多新方法新思想来求得的土地利用结 构的优化。宇振荣等应用系统思想和生物学原理，提出了以土地一食物一人口这一耦 合运行发展过程研究为中心，以建立合理的土地利用系统为目标的农区土地配置模型 框架【3 0 】；1 9 9 8 年，张光宇等应用可拓扑学的理论与方法，为土地资源的优化配置和 合理利用提供了一种新的科学方法，而且应用模糊数学的理论和方法，对系统结构模 型进行了改进，提出了系统模糊结构模型，为实现土地资源优化配置提供了依据 1 5 3 - - 5 6 i 。2 0 0 2 年，刘艳芳等首次将生态绿当量的概念引入土地利用结构的生态优化， 并提出不同地区生态标准不同的思想1 5 ”。 土地利用规划的优化模型把复杂的现实世界给以抽象和必要的简化，业已开始在 规划编制中发挥作用。把它作为种分析工具，能够揭示区域土地利用系统的复杂关 系。基于土地利用系统本身经济、社会、科技相互影响的不稳定性，人的判断最后必 须发挥决策作用，因此，人们所研究的模型的结果只能作为辅助决策供决策者择优。 3 研究内容、目标和方案 3 1 研究区域概况 四川地处中国西南，长江上游，介于东经9 7 。2 1 一1 0 8 。3 l 和北纬2 6 。0 3 一3 4 。1 9 之间，北与青海、甘肃、陕西接壤，东邻重庆，南接云南，贵州，西连 西藏。四川丘陵区位于四川盆地中部，海拔一般在3 0 0 5 0 0 m 之间，地势由北向南 倾斜。遂宁、南充以北以高丘占优势；遂宁、南充以南以中低丘为主，二者多交互出 现，规律性不太明显，唯沱江流域一带低丘比较集中【7 5 1 。整个区域涉及到4 6 个区县， 其中典型区县3 3 个，其总面积达7 1 9 6 4 2 9 k m 2 ，总人口4 2 2 1 2 万人，人口密度达5 8 5 1 8 人k m 2 ，是四川省人口密度的3 倍多，全国人口密度的仁5 倍，是一个典型的人多 地少的区域，人地矛盾十分突出 6 , 7 , 7 3 - - 7 4 。其土地利用具有以下特点：垦殖指数一 般在4 0 5 0 之间，而全省仅为1 3 3 8 ，未利用土地的比重一般在1 0 2 0 之间；土地利用充分，耕地数量大，但土地利用结构较差。农村居民点零星分散， 占地面积大，利用效益低；非农建设用地内部结构较差 8 - - 1 0 】。 3 2 研究内容 ( 1 ) 土地利用结构与经济效益的关系 ( 2 ) 土地利用结构与生态效益的关系 ( 3 ) 生态效益与经济效益最优的土地利用结构优化 6 3 3 研究目标 ( 1 ) 建立生态、经济效益平衡的土地利用结构优化模型； ( 2 ) 寻求四川丘陵区不同经济发展程度下的区域土地利用优化结构的规律。 3 4 研究方案 研究方案如图1 。 4 材料与方法 4 1 资料收集 图1 研究方案图 7 4 1 1 土地利用结构与分析区域的确定 本研究参照四川省地貌图及四川省2 0 0 1 年统计年鉴，查得典型丘陵区县3 3 个， 从四川省土地资源数据手册( 1 9 9 6 ) 查得各区县的土地利用结构，按全国土地利用 分类( 征求意见稿) ( 2 0 0 1 年2 月2 8 日) 1 5 8 j , 将其分为农用地、建筑用地以及未利用土 地。在这里，由于分析生态效益的需要，特别将林地从农用地中单独分出，作为一种 土地利用类型，就有农用地、林地、建筑用地及未利用土地四种类型。 本研究以四川统计年鉴2 0 0 1 中四川丘陵区各区县的国内生产总值，同时参 照各区县土地面积、人均国内生产总值、第一产业、第二产业、第三产业以及与中心 城市的距离等，在经济较发达区，选取了南充顺庆区、内江市中区以及遂宁市中区作 为代表；在经济中等发达区，选取了简阳市、资中县以及蓬溪县为代表；在经济欠发 达区，选取了南部、蓬安以及盐亭为代表。 4 1 2 经济效益与土地利用结构 4 1 2 1 国内生产总值与土地利用结构 经济效益包括的指标很多，就目前的认识水平来说，反映一国或地区在一年内创 造的最终产品和服务价值的指标国民生产总值( o n p ) 、国内生产总值( g d p ) 和净产 值，仍不失为可接受的综合性指标 5 9 , i * i , 2 0 0 2 。为了研究和收集资料的方便，本研究 以国内生产总值为经济效益的主要指标，同时参照单位面积的土地收入、工业产值、 农业产值。本研究以经济发达程度来划分各研究区域，而要得到各区县的经济发达程 度，就需要得到各区县的单位面积土地产值，因此，用国内生产总值除以已利用土地 面积，得到已利用土地单位面积的国内生产总值并由高到低排序如附表1 。 4 1 2 2 农业产值、第二三产业值与土地利用结构 四川丘陵区作为农业区，它的经济显然与农业产值有着不可分割的关系。本研究 参照四川省统计年鉴1 9 9 6 ) 和四川省土地资源数据手册( 1 9 9 6 ) ) ，收集了该区县 的农业产值与农业土地利用结构( 二级类) 陋8 】如附表2 ；第二三产业值与建筑用地结构 f 二级类) p 州如附表3 。 4 1 3 生态效益与土地利用结构 生态效益所包括的指标较多，而且相互之间存在着复杂的关系。从目前的技术及 测定手段来看，对每一项指标都进行详细评价还不可能，有时也没有必要。因此，为 了比较正确、全面、系统地反映一个区域的生态效益的特点，以及考虑收集资料的可 能性，本研究选择了对当地生态效益影响比较显著的土壤侵蚀量作为指标f 6 0 一。首 先在四川省土地资源数据手册( 1 9 9 6 ) 上查得林地面积，算得林地覆盖率，再根据 公式1 算得土壤侵蚀量【6 4 7 2 】。 y = 1 0 3 7 8 2 7 1 6 5 x + 1 7 8 x 2( 式1 ) 式中，y 是指土壤侵蚀量，x 是指林地覆盖率。 最后得土壤侵蚀量与土地利用结构如附表4 。 4 1 4 各区县社会条件 最后，在四川i 省国土厅查得各区县2 0 0 0 年土地利用总体规划，查得内江市中区、 遂宁市中区、南充顺庆区、简阳、资中、蓬溪、南部、蓬安以及盐亭的社会条件，即 2 0 1 0 年的各类型土地需求量如附表5 。 4 2 研究方法 本研究以资料收集为基础，以实地调查为补充，以计算机统计为基本手段，系统 地研究了土地利用结构与效益之间的相关关系及其成因，并提出优化的土地利用结 构。 4 2 1 不同经济发达程度下的土地利用结构与经济、生态效益分析 如前所述，四川丘陵区由于片面追求经济效益，未考虑生态效益，造成了土地利 用结构的不合理，水土流失严重，生态环境脆弱，使土地利用的可持续发展受到影响。 因此本研究在四j i l 丘陵区，以距离中心城市的远近为一定范围，分为经济较发达丘陵 区，经济中等发达丘陵区和经济欠发达丘陵区三个区域。在每个区域中，根据各区县 的土地利用结构与当年的经济和生态资料，建立回归方程如( 式2 ) ： y l2 a l l x l + 0 1 2 x 2 + + a l n x y 22a 2 t x l + a 2 2 x 2 + + d 2 n x h y = a m l x i + 口_ 2 x 2 + a m n x ( 式2 ) 其中，y 是指各区县的国内生产总值或土壤侵蚀量；x 是各类用地面积：a 是系数；m 是该区段区县的个数；打是土地利用类型的序数。 应用计算软件s p s s ，求得回归系数，分析土地利用结构与经济、生态效益的相 关性，看经济、生态效益与哪些土地利用类型的相关性较显著。剔除不显著的利用类 型，再建立回归方程，再分析。 4 2 2 各丘陵区县土地利用结构优化 在各不同经济发达程度区域中分别选出三个区县为例，根据回归分析所得结果以 及参照该区县的社会条件，以经济与生态效益最优为目标，以社会条件为约束条件， 建立多目标规划方程如( 式3 ) ： 目标函数为： 9 1 = g ( x 1 ，x 2 ，) 一m a x ( m i n ) 9 约束条件为 9 2 = 占g l ，工2 ，x 。) m a x ( m i n ) ( x l ，x 2 ，x 。) ( = ，) 6 l f 2 ( x l 5 x ，x n ) r 动6 2式3 工( x l ，x 2 ，x ) ( = ，) 以 x ，应取非负值，称为非负性条件：工0 ，i = 1 , 2 ，门 式中g ，g ，分别是经济效益和生态效益，z 是各类用地面积，b 是约束系数。 算出结果，即得到不同经济发达程度区域各代表区县的土地利用优化结构。 最后再分析不同经济发达程度的各区域土地利用结构优化规律。 5 经济、生态效益与土地利用结构的关系 5 1 经济效益与土地利用结构的关系 5 1 1 国内生产总值与土地利用结构的关系 经分析，经济发达程度不一样的地区，其土地利用结构与国内生产总值的相关性 不一样，所以，按经济发达程度，同时考虑各区域与中心城市距离的远近，将各区县 分为三个段。按附表1 中的顺序，将前1 7 位的区县分为第一段，作为经济较发达区； 排列8 - 2 0 位的区县为第二段，作为经济中等发达区；排列2 1 3 3 位的区县为三个段， 作为经济欠发达区。 5 1 1 1 经济较发达区国内生产总值与土地利用结构的关系 根据式2 ，应用计算机软件s p s s 求解，对第一区段进行回归检验，分析相关系 数结果如表1 。 表】经济较发达地区国内生产总值与土地利用结构回归检验i 非标准系数标准系数 t s i g b标准误差b e t a 农用地 1 6 12 1 30 5 7 0 7 5o 5 2 林地 1 0 62 4 5o 1 2- 0 4 30 7 0 建筑用地 3 0 9 22 0 0 81 4 01 5 40 2 6 未利用地2 5 5 5 8 4o 2 30 4 3o 8 0 其中决定系数r 的值为o 9 8 3 表1 分析结果表明，与国内生产总值回归检验最不显著的是未利用土地，首先剔 除，再分析结果如表2 。 从标准系数看，在四川丘陵经济较发达区，国内生产总值与建筑用地相关性最为 显著，其回归系数高达1 5 7 ，是农用地的约3 倍之多，最后是林地，且与林地呈负相 关。从非标准系数看，单位建筑用地的产值最高，其次农用地，最后是林地。 表2 经济较发达区国内生产总值与土地利用结构回归检验2 非标准系数标准系数 t s i g b标准误差b e t a 农用地 1 3 01 7 20 4 6o 7 50 5 0 林地- 0 6 41 7 60 1 9一o 9 30 4 l 建筑用地3 4 5 91 5 5 81 5 7 2 2 10 1 l 其中决定系数r 的值为0 9 8 2 以上是在农用地、林地、建筑用地相互作用下的国内生产总值与各类用地的回归 检验，再分别作农用地、林地、建筑用地与国内生产总值的回归散点图如图2 一图4 ， 可以得到各土地利用类型在无其它因素影响下与国内生产总值的关系。 q i 一 固内生产总值 田2 农用地与霉内生产总值相关螺睦圈 从图中可以看出，在无其它因素影 响下，各土地利用类型都与国内生产总 值有正的相关性，从分布的散点来看， 建筑用地观察值分布最为紧密，其次是 农用地，最后是林地，且林地有一个观 察值远离线性相关线，影响着整个相关 线性图的斜率，这也说明其可靠性不 高。 另外，在回归分析中，林地是与国 内生产总值呈负相关的，这并不是矛盾 0 i 一嘲，柚, a t o m i m 国内生产总值 l 田建筑用地与墨内生产总值相关雌性田 0 i l i ，田i ，l 曲 圈内生产息值 田林地与圈内生产总值相关蛾蛀鲴 的，相反，这恰好说明，由于土地总面积有限，当各土地利用类型共同作用于国内生 产总值时，只有减少林地用量，尽量增加建筑用地量才能更多地提高国内生产总值。 因此，在该区域，要提高经济效益，需要较大增加建筑用地量和较少增加农用地量， 而减少林地用量。 5 1 1 2 经济中等发达区国内生产总值与土地利用结构的关系 根据前面分析结果的经验，我们可以首先假定国内生产总值与未利用土地的相关 系数为0 。再用相同的方法，分析经济中等发达地区国内生产总值与土地利用结构的 关系，结果如表3 。 表3经济中等发达区国内生产总值与土地利用结构回归检验 非标准系数标准系数 t s i g b标准误差b e t a 农用地1 3 4o 8 7o 4 11 5 4o 1 5 林地0 9 80 5 4 0 2 11 7 9 0 1 0 建筑用地 5 9 03 - 3 30 4 41 7 70 1 1 其中决定系数r 的值为0 9 4 9 a 咖i 嘲_ i h 田内生产息位 田5 表用地和田内生产总值幢性幅关田 由回归分析可以得出，国内生产总值与各 土地利用类型都呈正相关，其回归系数由大到 小依次为建筑用地、农用地和林地。从非标准 回归系数看，建筑用地的单位面积产值最高， 但较经济较发达区已下降，而农用地和林地有 上升，且林地由负相关变为正相关。那么，在 各土地利用类型互不影响下是否有同样规律 呢? 现再分析各土地利用类型与国内生产总 值的关系得出图5 一图7 。 哪，曲_，啪 内生产鲁但 勘馘用垃j 孽叠内生产皇幢帼若蛙朋 黼 习热 4 i 豳q i 啊臣 内生产总位 田t # 域与内生产总值帽关魄性圈 观察图5 7 中的斜率，其大小仍然依次为 建筑用地、农用地和林地。但与在经济较发达区中的分析结果相比，建筑用地斜率有 所降低，农业用地和林地都有所上升。这与各土地利用类型共同作用于国内生产总值 一 一 地 一 时的分析结果是一致的。另外从各散点的分布来看，其密集度依次为农用地、建筑用 地和林地，建筑用地已不如在经济较发达区中分布密集，其相关性已不如前面明显。 由此可以看出，在经济中等发达区，第二三产业值在国内生产总值中占有的比例 已有所下降，农业产值占有地位正在上升。在该区域，要提高经济效益，仍然是需增 加建筑用地量，其次是农用地量，少一些林地用量。 5 1 1 3 经济欠发达区国内生产总值与土地利用结构的关系 在经济欠发达区，国内生产总值与土地利用结构的回归检验如表4 表4 经济欠发达区国内生产总值与土地利用结构回归检验 非标准系数标准系数 t s i g b 标准误差 b e t a 农用地 1 2 l0 3 00 7 93 9 30 0 0 3 林地o 6 30 1 6o 3 63 8 60 0 0 4 建筑用地 1 4 41 5 5o 0 5o 2 s0 7 7 9 其中决定系数r 的值为0 9 6 回归分析显示，在经济欠发达区，与国内生产总值的相关性最为显著的已不再是 田内生产总值 田日农用地与田内生产总值相= 茭幢性田 建筑用地，而是农用地，其次是林地， 最后才是建筑用地。但从非标准系数 看，还是建筑用地带来的单位产值最 高。为了进一步探讨国内生产总值与 各土地利用类型的关系，再分别作散 点图如图8 一图1 0 。 观察散点图，其密集度是建筑用 地、农用地到林地，林地各点分布最 散，这说明农用地和建筑用地与国内 生产总值的回归拟合得较好。 重内生产总值 田9 建筑用地与田内生产总位相关魄畦田 ow m 日m 圜内生产总值 圈1 0 林地与冒内生产总值相关蛾性田 1 总结各不同经济发达程度区域下的国内生产总值与土地利用结构的回归分析 结果，可得出如下结论： 在不同经济发达程度区，国内生产总值与农用地都有较大的相关性。从经济较发 达区到经济欠发达区，国内生产总值与农用地的相关性依次递增，其回归检验显著水 平从5 0 递增到9 0 。从散点图分析看，斜率逐渐升高，散点分布逐渐密集，这说明 了农业产值对国内生产总值的影响也是逐步增大。这说明，越是在经济较发达区，农 业收入占有的比例越小，第二三产业占有的比例越大，其产业结构越是倾向于第二三 产业。 2 国内生产总值与林地的回归检验，同农用地的检验有着相似的规律，其回归检 验显著水平从6 0 递增至9 9 。在经济较发达区，在各土地利用类型共同作用于国内 生产总值下，林地与国内生产总值呈负相关，但从散点图看，林地与国内生产总值的 相关性为正，因此，前分析并不是说林她的产值为负，这只说明，在土地总面积有 限的情况下，由于林地的产值最小，当林地面积越少时，相对建筑用地和农用地就越 多，国内生产总值就越高，从而得出了负相关的结果。在经济中等发达和欠发达区， 对林地与国内生产总值的相关性表明；该区域的经济收入在一定程度上还靠林业。但 从散点图看，其各点分布较散，这说明林地与国内生产总值的回归检验显著性不高。 3 国内生产总值与建筑用地的回归检验，无论是多因素共同作用，还是单因素分 析，其显著性都是从经济较发达区到欠发达区依次递减，并且其散点分布也较集中。 这说明建筑用地的单位面积产值较高，且与国内生产总值相关性密切。 4 国内生产总值与土地利用结构的回归分析表明，尽管农业用地在各土地利用结 构中占有相当大的比重，但其产值与第二三产业相比，越是经济发达的地区，占有的 比重越小。要提高经济效益，需要增加建筑用地量和农用地量，尽量减少林她用量。 5 1 2 农业产值与农业土地利用结构的相关性 四川丘陵区作为农业大区，其农业产值占有较大比例，因此，经济效益与土地利 用结构的相关性分析应该包括农业产值与农业土地利用结构的分析。 5 1 2 1 农业较发达区农业产值与农业土地利用结构的相关性 同样，将各区县按不同经济发达程度分成三个区域，分析1 - 】1 得如表5 的结果。 表5 农业较发达区农业产值与农业土地利用结构回归检验l 非标准系数标准系数 t s i g b标准误差b e t a 耕地1 0 40 1 3o 8 07 6 8o 0 0 园地1 3 61 5 20 0 90 8 90 4 0 林地0 9 7o 5 00 2 51 9 20 1 0 其它农用地 2 1 85 2 l0 0 50 4 10 6 9 其中决定系数r 的值为0 9 8 6 最不显著的是其它农用地，剔除其它农用地，分析结果得表6 。 表6 经济较发达区农业产值与农业土地利用结构回归检验2 非标准系数标准系数 t s i g b标准误差b e t a 耕地1 0 7 1 o 1 1 70 8 2 49 1 8 30 0 0 0 园地 1 2 4 21 4 1 l0 0 8 50 8 8 00 4 0 8 林地 1 0 6 30 4 2 50 2 8 02 4 9 80 0 4 1 其中决定系数r 的值为0 9 8 6 由检验结果和得出的方程式可以得出，在经济较发达区与农业产值相关性较为密 切的依次为耕地、林地和园地，但其单位面积产值大小是园地、耕地和林地。 5 1 2 2 经济中等发达区农业产值与土地利用结构的关系 同样分析1 2 2 2 得结果如表7 ： 表7 经济中等发达区农业产值与农业土地利用结构回归检验 非标准系数标准系数 t s i g b标准误差b e t a 耕地 0 9 2 l0 0 5 7 o 8 0 11 6 2 3 50 0 0 0 园地 3 2 2 52 2 9 4 0 0 8 31 4 0 60 2 0 9 林地 0 6 1 40 0 9 90 3 4 86 2 0 3 o 0 0 l 其它农用地 3 3 4 41 6 7 0 0 1 4 62 0 0 20 0 9 2 其中决定系数r 的值为0 9 9 4 由检验结果可以得出，在经济中等发达区，与农业产值相关性最为密切的是耕 地和林地，其次是其它农用地和园地。但单位面积农业产值大小却是其它农用地、 园地、耕地和林地。 5 1 2 3 经济欠发达区农业产值与农业土地利用结构的关系 同样，分析2 3 3 3 得结果如表8 。 表8 经济欠发达区农业产值与农业土地利用结构回归检验1 非标准系数标准系数 t s i g b标准误差 b e t a - 耕地 0 8 5 6 o 1 5 30 7 3 95 5 7 8 o 0 0 1 园地 1 】4 61 5 6 10 1 6 0 0 7 3 40 4 9 1 林地 o 1 1 40 1 1 4 0 1 6 30 9 9 50 3 5 8 其它农用地 o 1 1 2 1 5 3 40 0 1 30 0 7 3 0 9 4 4 其中决定系数r 的值为0 9 6 8 剔除其它农用地，再分析得表9 表9 经济欠发达区农业产值与农业土地利用结构回归检验2 非标准系数标准系数 t s i g b 标准误差b e t a 耕地0 8 5 70 1 4 20 7 4 06 0 4 9 o o o l 园地1 2 2 l1 0 9 10 1 7 01 1 1 9 o 3 0 0 林地 0 1 1 30 1 0 6 0 2 6 21 0 7 10 2 2 0 其中决定系数r 的值为o 9 6 8 由检验结果可以得出，在经济欠发达区，与农业产值相关性最为密切的仍然是 耕地，其次是林地，最后是园地，其它农用地回归检验不显著。但其单位面积产值 大小依次是园地、耕地和林地。 从不同经济发达程度区域农业产值与土地利用结构的回归分析结果来看，呈现 出以下三个特点： ( 1 ) 农业产值与耕地在各区段都在9 9 水平上呈显著正相关，这说明，种植业 收入在四川丘陵区仍然是农业收入最主要的来源。 ( 2 ) 农业产值与园地在各区段回归检验显著性，按经济发达程度依次递减，这说 明在农业较发达地区，园地产值占有的比例较大，农产业结构正在向多样化发展。 ( 3 ) 农业产值与林地回归检验的显著性，与园地有着相似的规律。 5 1 3 第二三产业值与建筑土地利用结构的相关性 经过检验，各不同经济发达程度下的第二三产业值与建筑用地结构回归检验的 结果差异性不大，因此总的分析结果如表1 0 。 表1 0 第二三产业值与建筑用地回归检验 非标准系数标准系数 t s i g b标准误差b e t a 城镇用地 3 6 0 8 11 7 3 6 90 _ 3 1 42 0 7 7 0 0 4 7 农村居民点用地 4 0 3 21 7 1 20 3 7 22 3 5 50 0 2 6 工业用地9 5 8 0 24 3 1 3 00 3 4 42 2 2 10 0 3 5 特殊用地 1 3 7 4 9 57 5 4 1 90 2 8 81 8 2 30 0 7 9 其中决定系数r 的值为o 6 0 3 最后分析结果看来，第二三产业值与城镇用地、农村居民点用地、工业用地以 及特殊用地都在9 0 以上水平呈显著相关，与水利用地和交通用地没有规律可循。 5 2 生态效益与土地利用结构的关系 在分析生态效益与土地利用结构关系时，在各不同经济发达程度下的检验结果 1 6 差异不大，因此总的分析结果如表1 3 1 4 。 表1 3 生态效益与土地利用结构回归检验1 非标准系数标准系数 t s i g b标准误差b e t a 农用地 0 0 0 0 2 2 80 0 0 00 2 4 11 6 4 40 1 l l 林地 0 0 0 1 2 80 0 0 00 9 8 7- 1 4 4 0 20 0 0 0 建筑用地 0 0 0 0 3 9 l 0 0 0 l0 0 8 6- 0 4 9 l0 6 2 8 未利用地 0 0 0 0 5 5 60 0 0 0o 2 1 s1 6 0 80 1 1 9 其中决定系数r 的值为0 9 4 0 建筑用地与土壤侵蚀量的回归检验显著水平不足4 0 ，可以认为其没有相关性， 应首先剔除，再分析得表1 4 ： 表1 4 生态效益与土地利用结构回归检验2 非标准系数标准系数 t s i g b标准误差b e t a 农用地 0 0 0 0 1 8 30 0 0 0 0 1 9 31 7 7 60 0 8 6 林地 o 0 0 1 2 80 0 0 0 0 9 8 91 4 6 6 40 0 0 0 未利用土地 0 0 0 0 4 6 30 0 0 0 0 1 7 91 6 2 10 1 1 6 其中决定系数r 的值为0 9 3 9 分析结果显示，林地与土壤侵蚀量呈极显著负相关，这与预期的结果是一致的。 农用地和未利用土地与土壤侵蚀量在9 0 水平上成正相关，而与建筑用地回归检验结 果不显著。为了进一步探讨土壤侵蚀量与各土地利用类型的关系，再分别作各土地利 用类型与土壤侵蚀量的散点图如图11 一1 4 。 _h 土壤攫蚀量 田1 1 林地与壤慢嚏量与相关啦睦田 _ _ - _ ，_ i - m 壤& t t 量 圈1 2 在用地与土壤曩蚀量 睁；雌蟹 曩一值 性帽关蛾 分析散点图，这与各因素共同作用于土壤侵蚀量时分析的结果是一致的。在林地 与土壤侵蚀量的散点图上，可以看出，其各点分布较为集中，回归拟合较好，而在建 1 7 1 蛳i 睦蚋地观如 i 一 ，锄一 蛀f 生相关蜷 i - 叫；，：；： i ， 1 啪吖 ， 。l ! ：。 l a ov , o - m ，m 壤馒蚀量 田i $ 建筑用地与土壤噩蚀量相关世性舶 f 未拥土地 蚺l、 叫 | 叫 一二r 一 珊i - 习： ：! _ _ m - l “口 土壤幔蚀量 田l i 束棚土地耻壤慢蚀量相关幢性田 穗廓崖 峨性相关峨 筑用地的分布图上，各点分布散乱，可以认为，建筑用地与土壤侵蚀量没有较大相关 性。农用地和未利用土地各点分布较集中，斜率也较高。这与当前农用地的不适宜使 用有关，如坡耕地种植等，造成土壤侵蚀严重。而对于未利用土地，一些荒滩荒地也 是造成土壤侵蚀量较大的原因之一。 5 3 经济、生态效益与土地利用结构关系成因分析 1 建筑用地从分析的结果来看，建筑用地与经济效益呈显著的正相关性，且从 经济较发达区到欠发达区显著性逐渐下降，但与生态效益的回归检验不显著。众所周 知，建筑用地单位面积产值远远高于农用地单位面积产值。根据统计资料，在四川 丘陵区，已利用土地单位面积产值最高的是内江市中区，其产值高达7 3 万元h m 2 ， 其中第二三产业值占7 0 ，建筑用地面积占总土地面积的2 4 5 9 ，单位建筑用地的 第二三产业值约为1 8 2 5 万元h m 2 ，而在已利用土地单位面积产值最低的绵阳梓潼县， 其产值只有o 7 8 万元h m 2 ，相差近1 0 倍，其中第二三产业值占4 2 ，建筑用地面积 占总土地面积的8 3 ，单位建筑用地面积的第二三产业值约为4 0 3 万元h m 2 。这就 说明越是在经济发达程度不高的四川丘陵区县，不但其建筑用地面积占有比重不高， 且其利用产生的经济效益也远远不如经济较发达区。因此，建筑用地与经济效益的相 关性检验在经济欠发达区存在不如经济较发达区显著的特点。这也说明，应增加建筑 用地量，加快城市化进程，发展第二三产业，以促进经济的发展。 四川丘陵区绝大多数是农业大县，其城镇用地结构布局比较散乱，农村居民点占 地较多，在建筑用地结构与第z - - 产业值的回归分析中，看不出规律性。如水利用地 和交通用地与第二三产业值没有显著相关性，这只能说明其没有较大的规律