王万茂先生：《土地研究札记与随笔 》（18）寻找用地结构中的黄金分割
文摘
教育
2024-01-22 09:00
江苏
多年来我一直在思考和寻找适用于确定用地优化或满意结构的简便方法？直观回答或评价某特定区域的农用地合理比例？建设用地合理比例？农用地/建设用地=？.土地总面积/农用地=农用地/其他用地=？联想到黄金分割问世以来，在建筑、设计、绘画、雕塑、音乐以及在生态、植物、人体、气候等诸多领域均得到广泛且成功的应用。与此同时，受到一些专家观点的启发，如帕乔利认为，＂黄金分割是世间一切美好事物‘都必须服从这个神圣法则＂。中心地理论创始人克里斯泰勒指出：＂为什么城市有大有小？城市一定是被什么原则所支配着，只是我们还没有发现而已＂。 重温黄金分割理论发现，这项理论就是解决事物的各部分之间的一种数学比例关系，即整体/较大部分=较大部分/较小部分=1/O.618。与我们待解决的用地合理结构问题有其共同之处，于是下决心鼓起勇气来嘗试一下，去寻求用地结构中的黄金分割。
当前土地利用变化已成为全球环境变化研究的核心领域。土地利用结构变化是土地利用变化的重要内容。土地利用数量结构是指各种土地利用类型之间的数量比例关系。土地利用数量结构研究历来是土地科学乃至地学的永恒课题。本项研究选题是基于以下两方面的考虑：1)当前土地利用结构研究的现实诉求，寻求确定用地合理比例的便捷方法：2)既然黄金分割在自然科学和社会科学中得到广泛应用，那么能否将其应用于土地科学中来？当前中国经济持续高速发展和城镇化进程顺利推进，2019年中国GDP总量占全球份额达8.4%，城镇化水平达到51.7%，导致了中国土地利用结构发生了重大变化，具体表现为1990一2019年间建设用地规模增至13.55%，同期耕地面积却减少6.4%。于是，我国学者围绕如何确定建设用地和耕地面积的合理规模及其相互间数量关系，展开了大量研究。研究结果表明，经济发展是建设用地规模增长和耕地面积减少的重要影响因子，耕地面积减少主要是由于建设用地扩展。有的学者认为，城镇用地合理规模存在一个合理的区间，适度用地规模才是城市人口规模和经济发展水平下应具有的合理规模。关于用地规模测算方法，在学术研究层面，一些学者运用“系统工程”方法，构建相应的数学模型，从系统的角度确定要用地规模(严金明1988，刘彦随1999，耿红2000，蔡为民2001)，但是，应用这种方法需要大量数据和较复杂的运算，所以，在我国规划实践中则普遍采用“单项用地规模测算法”，这种方法存在的问题是，各项用地独立测算得到的规模之间不相协调、顾此失彼，只能做到使各项用地部分之和等于土地整体面积，达到土地利用平衡结构（所谓平衡结构，是指测算的各类用地面积之和等于土地总面积），但无法证明其是否是优化的或满意的结构.众所周知，同处一亇系统中建设用地与耕地等用地之间存在消长的关系，属于系统问题。系统问题就是应处理整体与部分、部分与部分之间关系，那么，能否寻求到一种较为便捷又优化的方法，为测算主要用地规模提供临界值或合理区间呢？反映了规划实践对方法的一种诉求，作者联想到可否借用黄金分割理论来解决这个问题。
自黄金分割问世至今，在绘画、雕塑、建筑等领域得到广泛的应用，近年来其应用领域取得了新的拓展，但在地学研究中应用黄金分割的文献尚为鲜见，这就引起我的深思和联想，假若客观世界存在着某种规律，正如帕乔利(PacioI)指出，＂世间一切美好事物都必须服从这个神圣的比例法则＂。这个神圣法则能在众多领域中得到应用，那么，能否将其应用于主要用地规模的确定，为土地利用结构研究提供便捷又优化的方法呢？我认为这种设想是有可能实现的，正如克里斯特勒(ChristalⅠer)所说，＂只是我们还没有发现而已”.以上设想的重要依据在于黄金分割与用地结构研究的共同点，都是探讨事物的整体与部分、部分与部分之间的数量比例关系，借用黄金分割使整体与部分、部分与部分之间的高度协调和有序组合，体现系统的全局最优化。当然，假若研究结果证伪，至少可以说明用地结构中暂时不存在黄金分割点的假设.为了证实上述设想，需要解决以下两个难题：1)需要在土地整体与部分之间寻找黄金分割点，如果有，怎样发现？2)经发现整体/部分=1/0.618，如何证明据以测算的用地结构是优化或满意的.若能解决上列两个问题，足以说明本项研究寻找到用地结构优化的便捷路径与方法的设想是可行的。
1)应用第二轮全国省(区、市)级土地利用总体规划成果，视其中用地结构为优化结构(31亇省级规划结构作为规划样本）.2)在样本用地结构中寻找符合整体/较大部分=较大部分/较小部分=1/0.618，或土地总面积／较大面积某种地类＝较大面积某种地类／较小面积某种地类＝1／0.618，要求的黄金分割点：3)证明按符合黄金分割点要求，测算的各类用地规模组成的用地结构，是符合规划目标函数的最优的或满意的结构.1)构建用地结构优化评价指标体系。评价指标为土地开发度(建设用地率)、土地适应性(用途适应性)、人口密度(人均土地量)、经济密度(地均GDP)、生态密度(森林或绿地覆盖率）；2）对评价指标实施标准化并赋权，测算优化的可比结构；3)寻找用地结构优化条件下，符合土地整体/较大部分=较大部分/较小部分=1/0.618。或土地总面积／较大面积某类用地＝较大面积某类用地／较小面积某类用地＝1／0.618的黄金分割点；4)依据结构优化的可行解，具体确定各类用地规模及其生成的数量结构。(2022年11月3日）。
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