基于经济效益和生态效益双因子联合分析的土地利用规划研究

基于经济效益和生态效益双因子联合分析的土地利用规划研究

随着气候变化、水土流失、荒漠化等生态灾害的日益严重。土地利用与生态协调对中国的土地利用总体规划具有重要意义。以土地利用规划为手段,通过科学地、有计划地调整土地用途可有效协调土地利用和生态建设。本文对用地进行了细分,并设计了基于经济效益和生态效益双因子联合分析的方法进行协调研究,进而为土地利用结构和分布调整提供科学依据。1不同土地经济效益和生态效应的分析1.1用地类型对生态效应的影响不同用地类型土地产出的经济效益不同,1990年数据显示城镇工矿用地的经济效益最高,其他依次为交通用地、淡水养殖用地、园地、耕地、林地和牧草地。根据各种类型用地的经济效益差异,将其分为10级,分别为经济效益高(10、9)、效益较高(8、7)、效益一般(6、5)、效益较差(4、3)和效益很差(2、1)。根据生态系统平衡原理,没有受到人类干扰破坏,经历长期自然进化和演变形成的生态系统,是在适应当地自然环境的条件下建立起来的。一般认为,有利于改善区域的土地生态环境,即具有正的生态效应。当人类参与生态系统改建或重建时,如果符合生态系统的演变规律,就可加速改善区域生态环境,反之可能产生负的生态效应。为了进一步分析各种用地类型对生态环境的影响差异,借鉴现有研究成果,将各类用地的生态效益分为10级,分别为对生态有明显正面影响(10、9)、有一定正面影响(8、7)、没有明显影响(6、5)、有一定负面影响(4、3)、有明显负面影响(2、1)。综上所述,本文对用地类型进行了新的划分,并对各类用地的经济效益、生态效益进行了分级,分级结果如表1所示。表中S为生态效益,J为经济效益,PS为生态效益等级分,PJ为经济效益等级分,MC为1990年全国主要用地类型亩产值(元)。1.2我国经济发展不同阶段的生态环境重视程度分析由于综合效益是由经济效益、生态效益共同影响决定的,因此其等级分可以由经济效益等级分和生态效益等级分计算得到,即Ρ=k1Ρ1+k2Ρ2P=k1P1+k2P2式中,P、P1、P2分别为综合效益、经济效益和生态效益等级分,k1、k2分别为经济效益、生态效益的权重。权重值k1、k2分别反映当前社会对经济效益和生态效益的重视程度,如果只重视经济发展,不顾及生态环境恶化,k1、k2分别取值为1、0;反之,k1、k2分别取值为0、1。在一个区域的社会发展中,对经济效益和生态效益的重视程度一般可根据区域经济和生态环境状况确定。人均GDP是衡量一个地区经济发展和生活水平的最重要指标,参考世界银行《1990年世界发展报告》,可确定区域生活水平的几个标准线:人均GDP值为193美元是贫困线,270美元是温饱线,545美元是发展线,800美元是初级小康线,1000美元是转型线,2200美元是较富裕小康线,3000美元是全面小康线。每个发展阶段对生态环境的重视程度都不同:①贫困线以下阶段,生存是惟一目标,无暇关注生态环境。②贫困线至温饱线期间,生产力水平低下,对生态环境关注很少。③温饱线至发展线期间,生产力水平有一定发展,对环境的破坏逐渐增大,对生态环境关注逐渐增强。④发展线至初级小康线期间,对环境的破坏日益严重,生态环境保护受到重视,并在经济条件允许范围内有限度地开展生态环境的治理。⑤初级小康线至转型线期间,国家的经济实力进一步增强,对生态环境高度重视。⑥转型线至较富裕小康线期间,生态保护和建设逐渐成为人们关注的首要目标。⑦较富裕小康线至全面小康线阶段,民众对生存环境的要求达到前所未有的高度。⑧进入全面小康社会时,可预见我国对环境的重视程度将远远大于对经济发展的重视。根据上述分析,本文将我国经济发展不同阶段对应的生态环境重视程度分为10级:很不重视(0.1、0.2)、不重视(0.3、0.4)、重视(0.5、0.6)、很重视(0.7、0.8)和非常重视(0.9、1),不同发展阶段对应的生态环境重视程度级别如图1。分析图1可发现,对环境重视程度随着经济发展而增强,其变化趋势为先是缓慢地提高,然后快速提高,最后在高度重视状态下基本不变化,符合增长模型或带导三次多项式模型。利用样点计算参数获取增长曲线函数:y=0.8033/(1+232685400e-7.0974x)利用样点计算参数获取带导三次多项式,即y=0.1-1.4(x3-1.5x2)直接利用三次多项式,采用最小二乘法拟合,利用样点计算参数获取三次多项式:y=-2.2514x3+19.398x2-54.359x+49.911三种模型曲线拟合效果如图2所示,其中图2(a)为增长模型曲线,图2(b)为带导三次多项式模型曲线,图2(c)为三次多项式模型曲线。分析三种拟合效果图,可看出增长曲线的后期拟合效果较好,适合作远期预测;带导三次多项式总体拟合较好,但在温饱线和较富裕小康线间误差偏大;三次多项式在发展线和转型线间及其附近拟合效果较好。鉴于对生态环境重视程度的变化,主要在发展线和转型线间及其附近,本文选用带条件的三次多项式拟合函数计算k2值。当人均GDP小于300美元时,k2=0.1;当人均GDP介于300美元和2000美元时,k2=-2.2514x3+19.398x2-54.359x+49.911,其中x=logGDP;当人均GDP大于2000美元时,k2=0.8。2土地使用效率的综合评价2.1不同耕地适宜性评价人类在开发利用土地的过程中,总是希望将自然形成的林地、草地等转变为耕地、园地或建设用地等经济效益较高的生态系统。各种人工、半人工生态系统的经济和生态效益与区域自然条件有关,因此,需要根据土地的适宜性对耕地、园地、水面养殖用地等的经济效益进行分级调整。具体表现为:适宜、较适宜、基本适宜、不适宜的地区,其他耕地的经济效益等级分分别为8、7、6、4;同样,对应不同土地适宜性的园地经济效益等级分分别为7、6、5、4;对应的牧草地等级分调整为5、5、4、3;对应的农用水面用地等级分为7、6、5、3。建设用地总体来说经济效益很高,但是当其规模增大到某一临界点时,利用效率降低,单位面积产生的经济效益将逐渐减小。根据我国人多地少的现状和土地管理政策,可采用《城市用地分类与规划建设用地标准》(GBJ137-90)和《村镇规划标准》(GB50188-93)规定的人均建设用地标准值作为临界点值。其他未利用土地是人类没有直接开发利用的土地,其生态效益一般被认为是正向的或持平的。但有些其他未利用土地是在人类破坏了原有的生态系统,使环境恶化到无法再利用的状态下形成的难以利用的撂荒地(盐碱地、裸土地),它们对环境产生的生态效益为负,是生态建设的重点区域。因此,根据区域的自然条件和可恢复原生植被的难易程度对其进行生态效益分级调整:自然形成的其他未利用地生态效益等级分为6,人类干扰难恢复植被的其他未利用地生态效益为4,人类破坏可恢复植被的其他未利用土地生态效益为2。2.2根据经济、生态效益等级分进行调整首先研究规划区域的土地利用结构与分布状况,重点研究耕地、园地、农用水面用地的适宜性,以及其他未利用土地的形成原因,测算区域内现状人均建设用地面积;然后在研究分析基础上对各种用地类型的经济、生态效益等级分进行调整;最后根据研究区域的经济发展水平和发展目标,确定经济效益和生态效益的权重,测算综合效益等级分,为确定土地利用类型的调整提供依据。在进行生态建设规划时,如果人工、半人工生态系统的生态效益等级分与目标生态系统相差不大,考虑到人力、物力和财力的巨大投入以及对经济效益的影响,一般不作用地调整。而对于一些生态效益较高,经济效益很低的生态系统,如果能保持其生态效益变化不大而经济效益大幅提高,一般可进行开发利用。对于经济效益低,生态效益差的地区重点进行生态建设。3经济效益和生态效益张榜镇位于湖北省蕲春县东北部的大别山南麓,境内东西两边是中山地貌,中间为蕲河河谷地带。全镇面积为20837.5hm2,其中农用地占16860.92hm2、建设用地1465.21hm2、未利用地2511.38hm2。土地利用率达到88.1%,主要用地类型为耕地22.65%、林地56.49%。耕地中水田主要分布在蕲河、孙冲河谷地,多为中高产田,但由于长期重用轻养,造成土壤肥力下降;而旱地零散分布于全乡各村,大多属于中低产田,且主要是坡耕地,加剧了水土流失灾害。因此,将耕地分为两级,其中望天田、旱地的经济效益和生态效益分别降到6和4。林地中有林地、灌木林,主要分布于东部和西部山区,人类干预较小;而其他林地大部分位于河谷边缘地带,这些地区人口密度较大,交通便利,是人类直接开发利用森林资源的主要地区。部分地区由于过度开发利用,导致水土流失严重。因此,应该将林地分为两级,其中有林地、灌木林采用生态林的指标;其他林地的经济效益和生态效益分别降到5和7。全镇人口为63936人,其中非农业人口3058人,农业人口60878人。城镇建设用地为85.02m2/人,低于105.1～120.0m2/人的标准;农村居民点163.66m2/人,高于150m2/人的标准。由此可确定各类用地经济效益和生态效益。张榜镇属于蕲春县经济中等略偏上的乡镇,人均GDP约为500美元,根据公式计算得k2≈0.2。因此,采用k1=0.8,k2=0.2,计算实际的综合效益等级分,计算结果如表2所示。表中A1为1999年面积(hm2),A2为2005年面积(hm2),PZ为综合效益等级分。根据综合效益等级分排序可知,为了优先发展经济,在规划中应大力提高城镇化水平,加强道路等基础设施建设,加强中高产田建设。主要调整的用地是裸土地、荒草地和坡耕地。对比1999年和2005年的数据可看出:有林地、水工建筑、农村居民点、交通用地、城镇等用地面