基于經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益雙因子聯(lián)合分析的土地利用規(guī)劃研究

基于經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益雙因子聯(lián)合分析的土地利用規(guī)劃研究

隨著氣候變化、水土流失、荒漠化等生態(tài)災(zāi)害的日益嚴(yán)重。土地利用與生態(tài)協(xié)調(diào)對(duì)中國(guó)的土地利用總體規(guī)劃具有重要意義。以土地利用規(guī)劃為手段,通過(guò)科學(xué)地、有計(jì)劃地調(diào)整土地用途可有效協(xié)調(diào)土地利用和生態(tài)建設(shè)。本文對(duì)用地進(jìn)行了細(xì)分,并設(shè)計(jì)了基于經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益雙因子聯(lián)合分析的方法進(jìn)行協(xié)調(diào)研究,進(jìn)而為土地利用結(jié)構(gòu)和分布調(diào)整提供科學(xué)依據(jù)。1不同土地經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效應(yīng)的分析1.1用地類型對(duì)生態(tài)效應(yīng)的影響不同用地類型土地產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)效益不同,1990年數(shù)據(jù)顯示城鎮(zhèn)工礦用地的經(jīng)濟(jì)效益最高,其他依次為交通用地、淡水養(yǎng)殖用地、園地、耕地、林地和牧草地。根據(jù)各種類型用地的經(jīng)濟(jì)效益差異,將其分為10級(jí),分別為經(jīng)濟(jì)效益高(10、9)、效益較高(8、7)、效益一般(6、5)、效益較差(4、3)和效益很差(2、1)。根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)平衡原理,沒(méi)有受到人類干擾破壞,經(jīng)歷長(zhǎng)期自然進(jìn)化和演變形成的生態(tài)系統(tǒng),是在適應(yīng)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境的條件下建立起來(lái)的。一般認(rèn)為,有利于改善區(qū)域的土地生態(tài)環(huán)境,即具有正的生態(tài)效應(yīng)。當(dāng)人類參與生態(tài)系統(tǒng)改建或重建時(shí),如果符合生態(tài)系統(tǒng)的演變規(guī)律,就可加速改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境,反之可能產(chǎn)生負(fù)的生態(tài)效應(yīng)。為了進(jìn)一步分析各種用地類型對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響差異,借鑒現(xiàn)有研究成果,將各類用地的生態(tài)效益分為10級(jí),分別為對(duì)生態(tài)有明顯正面影響(10、9)、有一定正面影響(8、7)、沒(méi)有明顯影響(6、5)、有一定負(fù)面影響(4、3)、有明顯負(fù)面影響(2、1)。綜上所述,本文對(duì)用地類型進(jìn)行了新的劃分,并對(duì)各類用地的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益進(jìn)行了分級(jí),分級(jí)結(jié)果如表1所示。表中S為生態(tài)效益,J為經(jīng)濟(jì)效益,PS為生態(tài)效益等級(jí)分,PJ為經(jīng)濟(jì)效益等級(jí)分,MC為1990年全國(guó)主要用地類型畝產(chǎn)值(元)。1.2我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不同階段的生態(tài)環(huán)境重視程度分析由于綜合效益是由經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益共同影響決定的,因此其等級(jí)分可以由經(jīng)濟(jì)效益等級(jí)分和生態(tài)效益等級(jí)分計(jì)算得到,即Ρ=k1Ρ1+k2Ρ2P=k1P1+k2P2式中,P、P1、P2分別為綜合效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益等級(jí)分,k1、k2分別為經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益的權(quán)重。權(quán)重值k1、k2分別反映當(dāng)前社會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的重視程度,如果只重視經(jīng)濟(jì)發(fā)展,不顧及生態(tài)環(huán)境惡化,k1、k2分別取值為1、0;反之,k1、k2分別取值為0、1。在一個(gè)區(qū)域的社會(huì)發(fā)展中,對(duì)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的重視程度一般可根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境狀況確定。人均GDP是衡量一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平的最重要指標(biāo),參考世界銀行《1990年世界發(fā)展報(bào)告》,可確定區(qū)域生活水平的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)線:人均GDP值為193美元是貧困線,270美元是溫飽線,545美元是發(fā)展線,800美元是初級(jí)小康線,1000美元是轉(zhuǎn)型線,2200美元是較富裕小康線,3000美元是全面小康線。每個(gè)發(fā)展階段對(duì)生態(tài)環(huán)境的重視程度都不同:①貧困線以下階段,生存是惟一目標(biāo),無(wú)暇關(guān)注生態(tài)環(huán)境。②貧困線至溫飽線期間,生產(chǎn)力水平低下,對(duì)生態(tài)環(huán)境關(guān)注很少。③溫飽線至發(fā)展線期間,生產(chǎn)力水平有一定發(fā)展,對(duì)環(huán)境的破壞逐漸增大,對(duì)生態(tài)環(huán)境關(guān)注逐漸增強(qiáng)。④發(fā)展線至初級(jí)小康線期間,對(duì)環(huán)境的破壞日益嚴(yán)重,生態(tài)環(huán)境保護(hù)受到重視,并在經(jīng)濟(jì)條件允許范圍內(nèi)有限度地開(kāi)展生態(tài)環(huán)境的治理。⑤初級(jí)小康線至轉(zhuǎn)型線期間,國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力進(jìn)一步增強(qiáng),對(duì)生態(tài)環(huán)境高度重視。⑥轉(zhuǎn)型線至較富裕小康線期間,生態(tài)保護(hù)和建設(shè)逐漸成為人們關(guān)注的首要目標(biāo)。⑦較富裕小康線至全面小康線階段,民眾對(duì)生存環(huán)境的要求達(dá)到前所未有的高度。⑧進(jìn)入全面小康社會(huì)時(shí),可預(yù)見(jiàn)我國(guó)對(duì)環(huán)境的重視程度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重視。根據(jù)上述分析,本文將我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不同階段對(duì)應(yīng)的生態(tài)環(huán)境重視程度分為10級(jí):很不重視(0.1、0.2)、不重視(0.3、0.4)、重視(0.5、0.6)、很重視(0.7、0.8)和非常重視(0.9、1),不同發(fā)展階段對(duì)應(yīng)的生態(tài)環(huán)境重視程度級(jí)別如圖1。分析圖1可發(fā)現(xiàn),對(duì)環(huán)境重視程度隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展而增強(qiáng),其變化趨勢(shì)為先是緩慢地提高,然后快速提高,最后在高度重視狀態(tài)下基本不變化,符合增長(zhǎng)模型或帶導(dǎo)三次多項(xiàng)式模型。利用樣點(diǎn)計(jì)算參數(shù)獲取增長(zhǎng)曲線函數(shù):y=0.8033/(1+232685400e-7.0974x)利用樣點(diǎn)計(jì)算參數(shù)獲取帶導(dǎo)三次多項(xiàng)式,即y=0.1-1.4(x3-1.5x2)直接利用三次多項(xiàng)式,采用最小二乘法擬合,利用樣點(diǎn)計(jì)算參數(shù)獲取三次多項(xiàng)式:y=-2.2514x3+19.398x2-54.359x+49.911三種模型曲線擬合效果如圖2所示,其中圖2(a)為增長(zhǎng)模型曲線,圖2(b)為帶導(dǎo)三次多項(xiàng)式模型曲線,圖2(c)為三次多項(xiàng)式模型曲線。分析三種擬合效果圖,可看出增長(zhǎng)曲線的后期擬合效果較好,適合作遠(yuǎn)期預(yù)測(cè);帶導(dǎo)三次多項(xiàng)式總體擬合較好,但在溫飽線和較富裕小康線間誤差偏大;三次多項(xiàng)式在發(fā)展線和轉(zhuǎn)型線間及其附近擬合效果較好。鑒于對(duì)生態(tài)環(huán)境重視程度的變化,主要在發(fā)展線和轉(zhuǎn)型線間及其附近,本文選用帶條件的三次多項(xiàng)式擬合函數(shù)計(jì)算k2值。當(dāng)人均GDP小于300美元時(shí),k2=0.1;當(dāng)人均GDP介于300美元和2000美元時(shí),k2=-2.2514x3+19.398x2-54.359x+49.911,其中x=logGDP;當(dāng)人均GDP大于2000美元時(shí),k2=0.8。2土地使用效率的綜合評(píng)價(jià)2.1不同耕地適宜性評(píng)價(jià)人類在開(kāi)發(fā)利用土地的過(guò)程中,總是希望將自然形成的林地、草地等轉(zhuǎn)變?yōu)楦?、園地或建設(shè)用地等經(jīng)濟(jì)效益較高的生態(tài)系統(tǒng)。各種人工、半人工生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益與區(qū)域自然條件有關(guān),因此,需要根據(jù)土地的適宜性對(duì)耕地、園地、水面養(yǎng)殖用地等的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分級(jí)調(diào)整。具體表現(xiàn)為:適宜、較適宜、基本適宜、不適宜的地區(qū),其他耕地的經(jīng)濟(jì)效益等級(jí)分分別為8、7、6、4;同樣,對(duì)應(yīng)不同土地適宜性的園地經(jīng)濟(jì)效益等級(jí)分分別為7、6、5、4;對(duì)應(yīng)的牧草地等級(jí)分調(diào)整為5、5、4、3;對(duì)應(yīng)的農(nóng)用水面用地等級(jí)分為7、6、5、3。建設(shè)用地總體來(lái)說(shuō)經(jīng)濟(jì)效益很高,但是當(dāng)其規(guī)模增大到某一臨界點(diǎn)時(shí),利用效率降低,單位面積產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益將逐漸減小。根據(jù)我國(guó)人多地少的現(xiàn)狀和土地管理政策,可采用《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ137-90)和《村鎮(zhèn)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)》(GB50188-93)規(guī)定的人均建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)值作為臨界點(diǎn)值。其他未利用土地是人類沒(méi)有直接開(kāi)發(fā)利用的土地,其生態(tài)效益一般被認(rèn)為是正向的或持平的。但有些其他未利用土地是在人類破壞了原有的生態(tài)系統(tǒng),使環(huán)境惡化到無(wú)法再利用的狀態(tài)下形成的難以利用的撂荒地(鹽堿地、裸土地),它們對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的生態(tài)效益為負(fù),是生態(tài)建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域。因此,根據(jù)區(qū)域的自然條件和可恢復(fù)原生植被的難易程度對(duì)其進(jìn)行生態(tài)效益分級(jí)調(diào)整:自然形成的其他未利用地生態(tài)效益等級(jí)分為6,人類干擾難恢復(fù)植被的其他未利用地生態(tài)效益為4,人類破壞可恢復(fù)植被的其他未利用土地生態(tài)效益為2。2.2根據(jù)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益等級(jí)分進(jìn)行調(diào)整首先研究規(guī)劃區(qū)域的土地利用結(jié)構(gòu)與分布狀況,重點(diǎn)研究耕地、園地、農(nóng)用水面用地的適宜性,以及其他未利用土地的形成原因,測(cè)算區(qū)域內(nèi)現(xiàn)狀人均建設(shè)用地面積;然后在研究分析基礎(chǔ)上對(duì)各種用地類型的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益等級(jí)分進(jìn)行調(diào)整;最后根據(jù)研究區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和發(fā)展目標(biāo),確定經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的權(quán)重,測(cè)算綜合效益等級(jí)分,為確定土地利用類型的調(diào)整提供依據(jù)。在進(jìn)行生態(tài)建設(shè)規(guī)劃時(shí),如果人工、半人工生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效益等級(jí)分與目標(biāo)生態(tài)系統(tǒng)相差不大,考慮到人力、物力和財(cái)力的巨大投入以及對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的影響,一般不作用地調(diào)整。而對(duì)于一些生態(tài)效益較高,經(jīng)濟(jì)效益很低的生態(tài)系統(tǒng),如果能保持其生態(tài)效益變化不大而經(jīng)濟(jì)效益大幅提高,一般可進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。對(duì)于經(jīng)濟(jì)效益低,生態(tài)效益差的地區(qū)重點(diǎn)進(jìn)行生態(tài)建設(shè)。3經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益張榜鎮(zhèn)位于湖北省蘄春縣東北部的大別山南麓,境內(nèi)東西兩邊是中山地貌,中間為蘄河河谷地帶。全鎮(zhèn)面積為20837.5hm2,其中農(nóng)用地占16860.92hm2、建設(shè)用地1465.21hm2、未利用地2511.38hm2。土地利用率達(dá)到88.1%,主要用地類型為耕地22.65%、林地56.49%。耕地中水田主要分布在蘄河、孫沖河谷地,多為中高產(chǎn)田,但由于長(zhǎng)期重用輕養(yǎng),造成土壤肥力下降;而旱地零散分布于全鄉(xiāng)各村,大多屬于中低產(chǎn)田,且主要是坡耕地,加劇了水土流失災(zāi)害。因此,將耕地分為兩級(jí),其中望天田、旱地的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益分別降到6和4。林地中有林地、灌木林,主要分布于東部和西部山區(qū),人類干預(yù)較小;而其他林地大部分位于河谷邊緣地帶,這些地區(qū)人口密度較大,交通便利,是人類直接開(kāi)發(fā)利用森林資源的主要地區(qū)。部分地區(qū)由于過(guò)度開(kāi)發(fā)利用,導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重。因此,應(yīng)該將林地分為兩級(jí),其中有林地、灌木林采用生態(tài)林的指標(biāo);其他林地的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益分別降到5和7。全鎮(zhèn)人口為63936人,其中非農(nóng)業(yè)人口3058人,農(nóng)業(yè)人口60878人。城鎮(zhèn)建設(shè)用地為85.02m2/人,低于105.1～120.0m2/人的標(biāo)準(zhǔn);農(nóng)村居民點(diǎn)163.66m2/人,高于150m2/人的標(biāo)準(zhǔn)。由此可確定各類用地經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。張榜鎮(zhèn)屬于蘄春縣經(jīng)濟(jì)中等略偏上的鄉(xiāng)鎮(zhèn),人均GDP約為500美元,根據(jù)公式計(jì)算得k2≈0.2。因此,采用k1=0.8,k2=0.2,計(jì)算實(shí)際的綜合效益等級(jí)分,計(jì)算結(jié)果如表2所示。表中A1為1999年面積(hm2),A2為2005年面積(hm2),PZ為綜合效益等級(jí)分。根據(jù)綜合效益等級(jí)分排序可知,為了優(yōu)先發(fā)展經(jīng)濟(jì),在規(guī)劃中應(yīng)大力提高城鎮(zhèn)化水平,加強(qiáng)道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),加強(qiáng)中高產(chǎn)田建設(shè)。主要調(diào)整的用地是裸土地、荒草地和坡耕地。對(duì)比1999年和2005年的數(shù)據(jù)可看出:有林地、水工建筑、農(nóng)村居民點(diǎn)、交通用地、城鎮(zhèn)等用地面