河谷型城市

河谷型城市（共4篇）

河谷型城市 篇1

公路运输以其自身的快捷灵活、适应性强、深入方便等突出优点,在全社会的综合运输体系中,占据着举足轻重的地位,已成为我国中、短途距离客货运输的主要运输形式。但是,也遇到了不可回避的难题,随着人流和车流的高速增长,道路交通所承受的压力也与日俱增,压力的极致表现就是交通事故。尤其在我国山岭重丘区,道路条件的改善相对缓慢,低等级路和等外路所占比例较高,交通标志、标线、防护栏、照明设施等交通安全设施更是缺乏,特大交通事故在一些地势险峻的路段时有发生。

进出口道路具有城市对外交通和城市道路的双重功能。它必须满足城市对外交通发展的需要,适应城市的发展,保证城市与其周围地区的交通联系,并在城市道路和公路之间起到协调作用

我国西部地区97%以上城市为河谷型城市,其特性导致了河谷型城市进出口交通事故率比平原城市进出口要高,究其原因是对河谷型城市进出口的交通事故特征不了解、不熟悉,对进出口车辆的动力学特性研究不够,导致很多交通安全防护设施设置具有盲目性,一些防护设施不满足进出口车辆的动力学要求,不仅没有缓解交通事故,反而造成了大量的经济损失,为了全面提高我国公路设施的服务水平,推进西部大开发的继续进行,保障行车安全,有必要对河谷型城市进出口道路交通事故特征进行研究,结合车辆动力学特性对城市进出口安全防护设施进行研究,建立一套完整的河谷型城市进出口交通安全防护体系。

1 河谷型城市进出口类型与网络特征

1.1河谷型进出口的类型

1)进出口在山体的垭口处,进出口道路沿着河谷伸展,道路的一侧是河谷,而且道路线型比较复杂,道路的等级也比较低,道路现有的防护措施也不完善。

2)进出口道路沿着山体盘旋,道路上的陡坡和急弯比较多,而且道路的宽度比较窄,道路两侧的净空比较有限,道路的视距极其不好。

3)隧道也是河谷型城市进出口的一种形式,由于河谷型城市的地形比较复杂,隧道与出口道路的线形结合受到了限制,出口道路可能会是长大下坡道路,这也是交通事故多发路段。

1.2河谷型进出口道路网络特征

中国河谷型城市在工业化以前基本上是政治军事功能性质,它通常又是连接全国公路网的交通要道。河谷型城市由于受到山脉和河川的限制,所以,河谷型进出口在布设和数量上都受到强烈的限制,进出口道路的布设一般是按照地形的走势进行布设。

2 河谷型城市进出口道路构成与特征分析

2.1进出口道路的界定

本文提出一种用以界定进出口道路内涵与外延的思路与方法。即根据进出口道路上特有的交通流特征和道路在路网中的走向和布局形式,来区分进出口道路。

2.2进出口道路规划设计标准

1)较长的进出口道路,应根据客观条件,分段确定设计车速。对某等级、某地形不根据交通量大小、穿越城镇与否、道路宽窄如何,单凭规范规定的设计车速来设计是不经济与不合理的。

2)要重视经过不同地形与环境的进出口道路的过渡段设计。

3)城市进出口道路技术标准分段宜短(拟为3～5 km),设计车速宜采用低于《公路工程技术标准》,高于《城市道路设计规范》标准。

2.3进出口道路特征

1)进出口和的基本性质:①过渡性;②集散性;③开放性;④发展特性。

2)进出口道路的交通流特性:①交通组成特性;②交通纵向变化特性;③交通量方向不均衡特性;④交通量时间分布特性。

3 河谷型城市进出口交通事故特征分析

1)交通事故交通方式的分布。 货车和轿车是河谷型城市交通事故的主要交通方式。

2)交通事故死亡年龄构成。 36～60岁年龄段的占首位,其次是17～35岁的占第二位。

3)交通事故的时间分布。 交通事故的时间分布可以分为年分布、季节分布、月分布、周分布、日分布、高峰小时分布等。

4)交通事故的空间分布。 长大下坡和急弯是事故多发路段,占到事故总数的50%以上。

5)交通事故形态分布。 交通事故形态,即交通参与者之间发生冲突或自身失控肇事所表现出来的具体事态。按照我国道路交通管理的有关规定,道路交通事故主要分为碰撞、碾压、刮擦、翻车、坠车、失火及其它等事故形态。

4 河谷型城市进出口交通安全防护措施

针对河谷型城市交通事故特征,有针对性地提出以下防护措施:

4.1上(下)坡路段的防护措施

1)陡坡路段: ①设置下陡坡警告标志或其他文字型警告标志; ②设置限速标志、减速设施和视线诱导设施; ③根据路侧危险程度和历史事故资料设置护栏; ④如果设置了避险车道,应在坡道起点处设置避险车道的告示牌,在避险车道前至少设置两处预告标志。

2)连续下坡路段: ①设置连续下坡告示牌标志,根据情况可以辅助标志标明连续下坡长度,或使用告示牌,说明“前方连续下坡xx m,超速危险”; ②设置限速标志、禁止超车标线、减速设施; ③在因刹车失灵造成事故频发的路段,可根据地形条件设置避险车道;避险车道受地形条件限制,不能满足失控车辆的制动要求时,应在避险车道端部设置柔性防撞设施; ④根据路侧危险程度和历史事故资料设置护栏。

3)急弯陡坡路段: ①在急弯前的直线路段就设置限速标志,宜结合设置其他减速设施,逐步控制车速,使车辆能以较安全的车速通过小半径曲线; ②如果路侧较危险且事故较多,可考虑设置护栏及强制减速设施。

4.2傍山路段的防护措施

在傍山路段起点前应设置“傍山险路”警告标志,如果山上有落石危险,在落石地点前适当位置应设置“注意落石”警告标志。根据陡坡和傍山路段的道路组合情况,“傍山险路”警告标志或“注意落石”警告标志与“上陡坡”警告标志可分别设置或组合设置。

4.3沿河公路的防护措施

主要防护措施:①根据路侧危险程度和历史事故资料设置护栏; ②设置“超速危险”等警告标志; ③设置视线诱导设施; ④根据历史事故数据设置强制减速措施。

4.4山谷公路的防护措施

1)单个急弯:①设置向左(右)弯路或/和事故多发路段等警告标志;②设置限速标志,并根据需要设置解除限速标志。如果超速现象严重,且是造成事故频发的主要原因时,可在进入弯道前一定距离设置20～30 m的比利时(块石)路面,或者是指其他物理减速设施;③设置禁止超车标志,并根据需要设置解除禁止超车标志;④路侧设置线形诱导标和/或轮廓标;⑤设置中心实线或物理分隔设施,减少因视距不良车辆越过中心线发生的对撞事故;⑥弯道处外侧路面加宽;⑦根据路侧危险程度和历史事故资料在弯道外侧设置护栏;⑧根据事故资料和弯道处实际车速,确定是否需要增加超高。

2)连续急弯:①设置“连续转弯”警告标志,还可以加设辅助标志说明前方连续弯路的长度,或者使用告示牌,说明前方xx m连续弯道;②设置限速标志,可以设置解除限速或使用辅助标志说明限速路段长度。

3)视距不良路段:①设置鸣喇叭标志、限速标志、禁止超车标线;②设置线形诱导设施、强制减速设施;③根据路侧危险程度和历史事故资料设置护栏;④设置交通凸面镜;⑤修剪、处治弯道内侧树木,使弯道内侧通视。

4.5高填方公路的防护措施

1)设置限速标志,并根据需要设置解除限速标志。如果超速现象严重,且是造成事故频发的主要原因时,可设置20～30 m的比利石(块石)路面,或者是其他物理减速设施。

2)设置禁止超车标志,并根据需要设置解除禁止超车标志。

3)路侧设置线形诱导标和/或轮廓标。

4)设置中心实线或物理分隔设施,减少因视距不良车辆越过中心线发生的对撞事故。

4.6隧道的防护措施

1)隧道入口前根据隧道长度和线形、交通情况、隧道前后路段线形情况,选择设置以下标志:隧道标志、限高标志、限速标志、禁止超车标志等。

2)隧道口可根据具体情况需要设置必要的安全防护设施,并做好联机过渡处理。

3)设置必要的视线诱导设施,如主动发光诱导设施。

4.7立交的防护措施

1)增设或完善公路交通标志、标线。

2)立交及进入立交前路段应施画中心实线。

3)宜设置不低于SB级防撞护栏。

4)根据需要设置必要的防护网。

5)根据线形,进入立交前设置必要的减速设施等。

6)根据线形,设置必要的视线诱导设施。

4.8桥梁的防护措施

1)桥头跳车。 桥头路基和桥梁结构部分沉降不均,车速较快时易跳车导致不舒适感,并发生交通事故。可在桥头设置路面不平的警告标志。

2)桥头接小半径曲线路段: ①桥头设置警示标志,曲线外侧设置视线诱导设施; ②根据路侧危险程度可以设置护栏,并注意桥头路基上设置的护栏与桥梁护栏之间的过渡; ③在车速较快的桥头路段可提前采用强制性减速设施。

5 结束语

河谷型城市在我国西部地区所占比重大,对其进行深入研究无疑是举足轻重的,本文通过研究河谷型城市进出口的交通特性,提出八条具体的、有针对性的防护措施,希望对以后的决策有所帮助。

摘要：主要为河谷型城市进出口的交通安全提供理论依据,分析河谷型城市进出口类型与网络特征,河谷型城市进出口的道路构成与特征,以及河谷型城市进出口交通事故特征。进而有针对性地提出河谷型城市进出口交通安全的防护措施。

关键词：河谷型城市,进出口,交通安全,防护措施

参考文献

[1]任福田,刘小明.道路交通安全[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]任福田,刘小明,荣建,等.交通工程学[M].北京:人民交通出版社,2003.

[3]中国公路学会.交通工程手册[M].北京:人民交通出版社,1998.

[4]杨佩昆,张树升.交通管理与控制[M].北京:人民交通出版社,1995.

[5]孙家驷.道路勘察设计[M].北京:人民交通出版社,1999.

[6]刘南威.自然地理学[M].北京:科学出版社,2001.

[7]杨永春.中国河谷型城市研究[M].北京:科学出版社,1999.

[8]王炜,过秀成.交通工程学[M].南京:东南大学出版社,2000.

河谷型城市 篇2

兰州作为甘肃省的省会城市, 地处黄河上游, 是黄河流域唯一穿城而过的城市, 形成了独特而美丽的城市景观。因为地处内陆, 大陆性季风气候明显, 特点是降水少, 日照多, 光能潜力大, 气候干燥, 昼夜温差大, 即冬无严寒, 夏无酷暑。此外, 兰州是古丝绸之路上的重镇。随着新欧亚大陆桥的开通特别是西部大开发战略的实施, 兰州的战略地位明显提升, 不仅促进了我国东西的合作交流, 而且是通往中亚、西亚、中东、欧洲的重要通道, 发挥着承东启西、联南济北的重要作用, 是内陆一个不可或缺的战略性城市。

二、人口现状及其空间分布

兰州市全市现辖城关区、七里河区、西固区、安宁区、红古区5 个区, 和永登、榆中、皋兰3 个县。根据兰州市第六次全国人口普查数据可知, 2010 年底兰州全市常住人口为361. 62 万人, 户籍总人口为323. 54 万人, 其中男性为165. 09 万人, 女性为158. 44 万人, 非农业人口为202. 92万人, 农业人口为120. 61 万人。同第五次全国人口普查2000 年11 月1日零时的314. 25 万人相比, 十年共增加47. 37 万人, 增长15. 07% 。年平均增长率为1. 41% 。

三、人口规模分析

1949 年兰州市人口72. 71 万人口, 市区人口19. 5 万人, 郊区郊县人口53. 21 万人; 1953 年第一次人口普查为86. 32 万人; 1964 年第二次人口普查为158. 93 万人; 1982 年第三次人口普查为220. 19 万人; 1990 年第四次人口普查为262. 43 万人。根据《全国人口普查条例》和国务院的决定, 我国以2010 年11 月1 日零时为标准时点进行了第六次全国人口普查, 具体数据如下: 全市户籍总人口323. 54 万人, 其中, 市区人口210.36 万人。户籍总人口中非农业人口202. 92 万人, 比上年增加0. 15 万人; 农业人口120. 62 万人, 比上年减少0. 2 万人。由此可见兰州市人口增长快, 市区人口集聚倍增。

据兰州市城市近期建设规划 ( 2011 - 2015) 数据表明, 至2015 年, 兰州市域规划总人口为420 万人, 市域城镇化水平达到80% , 市域城镇总人口336 万人, 市域城镇建设用地控制在400 平方公里以内。其中中心城区城市人口规模245 万人, 中心城区建设用地面积约210 平方公里;兰州新区城市人口规模为30 万人, 兰州新区建设用地规模60 平方公里。

四、兰州市适度人口规模测算

就基于用地空间约束下的兰州市人口规模来研究, 兰州河谷空间东起东岗镇, 西至西柳沟, 南北以山体可见分水岭为界, 扣出山体水域及部分不可用土地外, 可利用土地总和为207. 05 平方千米, 其中城关区69.87 平方千米, 七里河区52. 80 平方千米, 西固区58. 64 平方千米, 安宁区25. 72 平方千米。按照0. 91 万人/ 平方千米的城市人口用地标准, 兰州2020 年中心城区适宜人口规模为188. 42 万, 城关区63. 58 万, 七里河区48. 05 万, 西固区53. 36 万, 安宁区23. 41 万。根据城市的最低规划人均建设用地指标60. 1 平方米/人, 中心城区最大人口规模为344. 51 万, 城关区116. 26 万, 七里河区87. 85 万, 西固区97. 57 万, 安宁区42. 80 万。

兰州市中心城区内建设用地面积占土地面积的19. 8% , 是甘肃省人口最密集的地区之一。兰州市市区人口增长高于郊区郊县的3 倍, 近年来城市化发展更为迅速。市区的人口增长主要以人口迁移变动造成, 在未来仍然呈现很强的增长趋势, 而郊区郊县的人口增长则主要以自然增长为主, 虽然近几年增长幅度都不大, 但在人口的惯性作用下人口绝对值还是呈增长趋势发展, 对于兰州市未来的人口趋势预测可知它将趋于高密集化。已知到2010 年市区居住用地达到38. 27 平方公里, 占建设用地的24. 06% , 人均居住用地19. 73 平方米。

在计算时已知居住用地占建设用地比例中间值为26% , 由于兰州市人口的密集趋势可将该值在规定范围内取较高值30% 来计算。对于人均适宜居住用地标准就取中间值23m2 /人来计算最大人口容量。根据以上数据可得到兰州市河谷空间适度人口容量为270. 07 万, 城关区91.13 万, 七里河区68. 87 万, 西固区76. 49 万, 安宁区33. 55 万。而计算得兰州市最大人口容量为368 万, 城关区124. 21 万, 七里河区93. 87 万, 西固区104. 25 万, 安宁区45. 728 万。

五、结论

本文通过运用用地指标求算法, 来计算基于土地资源作用下的河谷型城市兰州市主城区适宜人口规模和最大人口规模。以兰州市第四版远期规划2020 年兰州市的土地占地利用数据为原始计算数据, 由公式图表等表明最适宜人口规模为229. 25 万, 而最大人口规模为356. 26 万。该数据比2020 年的规划人口数275 万人近似。可见兰州市实际人口高于当时的最适度人口规模, 但是仍保持在最大人口规模内增长, 这并没有影响到城市的发展。此外根据2010 年年末人口统计数据, 城关区、七里河区、西固区、安宁区的人口分别是97. 57 万, 49. 84 万, 35. 06 万和23. 28 万, 总计205. 75 万人。该值能够说明兰州市人口规模在近年内被有效的控制在最适宜人口规模左右并呈持续增长趋势。

参考文献

[1]兰州市规划土地管理局等.兰州市第四版城市总体规划 (2011-2020年) 草案[R].

[2]兰州市2010年第六次全国人口普查主要数据公报, 2010 (11) :8-12.

秦岭河谷型乡镇生态景观营造初探 篇3

河谷型乡镇是指乡镇主体在河谷中形成和发育。乡镇本身不受地形约束, 但城镇体系的发育却受到相当程度的限制, 随着地形、河流的走向布局和延伸, 如关中盆地、河套平原、汾河谷地、四川盆地等地。文章讨论了狭义的河谷型城市乡镇, 即秦岭河谷型乡镇主体发育受到河谷地形较为强烈的直接限制, 被迫沿地形及河流走向发展;研究乡镇景观特点, 把握其景观格局的变化规律, 在此基础上建立乡镇景观生态规划的理论模式。

2 研究区概况

天水市是甘肃省第二大城市, 位于甘肃东南部, 是古丝绸之路必经之地。正好在祖国的几何中心, 地处东经104°35′～106°44′、北纬34°05′～35°10′之间, 研究区大部分海拔为1100m。呈“带状—组团状”分布, 代表着我国河谷型城市的空间形态。形成“两山夹一川”的河谷地形。东部和南部因古老地层褶皱而隆起, 形成山地地貌。北部黄土层沉积, 构成黄土丘陵地貌。中部小部分地区因受纬向构造带的断裂, 形成渭河地堑, 形成渭河河谷地貌。渭河及其支流横贯其中, 形成宽谷与峡谷相间的盆地与河谷阶地。天水是中国古代文化的发祥地, 享有“羲皇故里”的殊荣。其中大地湾遗址保存有大量新石器时代早期及仰韶文化珍品, 天水伏羲庙有国内唯一的伏羲塑像, 麦积山石窟为中国四大石窟之一。

3 地域文化分析

本研究以天水市周边乡镇作为基本资料, 以山河川陆形成的封闭镇、城中镇、特色镇的交叉镇为例, 分析其景观特征。其中, 渭南镇作为交叉镇最为典型, 其地处开阔平地, 三阳川历来都被天水人誉为“文化之乡”, 是由中滩、渭南、石佛三乡镇所辖区域的一个地域名的统称, 是渭河的途径地和聚集地, 水源有保证, 植被和土壤条件好, 日照充足, 便于灌溉, 是原始聚落产生的良好地区, 也是当前郊区农业发展的优良场所。“羲皇故里”卦台山便坐落于此, 人类聚落已经在西部河谷地域里发展起来。本文所研究区域是渭南镇火车站至卦台山顶的公路景观规划, 路段全长2243m, 卦台山海拔1363m, 相对高度170m, 是渭河长期侵蚀基岩残留的台地, 北侧岩石裸露, 渭河之水恰巧流过, “龙头入水, 则是生生不息之象”。南侧黄土覆盖, 形如龙头, 挺拔突兀, 卦台西接渭河, 东望阳川。四周群山环列, 承天地之灵气, 史学界也命名卦台山为最早有古人类居住活动的古观象台遗址之一。

4 道路生态景观的营造策略

道路绿化是城镇景观体系的一个有机组成部分。首先为保证线式绿地的延续性, 采用“节点+串联”的绿线相接法连接道路景观绿化, 小城镇道路景观规划应结合城镇用地特征、道路功能性质合理规划道路系统, 使道路将公共绿地有机地串联起来, 形成景观骨架, 达到与周围环境相协调。具体规划时应在保证安全的同时, 结合服务性公用设施的布置、建筑小品的布置及绿化布置, 创造亲近人性的环境, 合理地处理流动空间、集散空间和停留空间的关系和位置, 多以路旁广场和小块绿地表现, 创造富于节奏的韵律变化的视觉走廊。

在路段中1/2处, 设置一重要节点, 作为来往游客休憩聚集地。结合道路节点设计道路景观。此处是道路网的咽喉, 也是视觉的焦点, 处理节点的景观设计是道路景系统的重点, 能给向前驶来的车辆驾驶者提供一个可能的停留空间, 有小卖亭引起车辆驾驶者的注意, 又有赋予地方文化特色的乡土景观, 既经济又给景区渗入绿色生态概念。精心打造每一个景观细节, 使道路既满足使用功能, 又处处透着灵动之气、人性之光。在道路绿化设计中, 除已设计的景观节点外, 其余路段根据不同道路情况采取相应绿化, 如平地、崖边、沟壑、坡地4种情况。创造和谐自然的生态互通景观。

5道路生态景观规划原则

(1) 动态性。在运动中观景, 采用以点串线的布局结构, 节点间距250～280m, 其间以绿化带联系, 重点突出、视觉轻松, 且符合动态观景规律。

(2) 安全性。造景风格简洁大气, 减少细部刻画, 防止吸引视觉注意, 景物色彩朴素明快, 避免交通视觉干扰。造景体量大小适宜, 防止产生视线遮挡。

(3) 地域性。充分利用自然条件, 结合地形地貌特征, 发挥土石树木和崖壁沟壑的造景价值, 以古拙朴实的手法, 体现乡土生态景观理念。

6结语

目前, 我国及部分国家进入传统乡村景观向现代化乡村景观转变的重要时期, 市场需求决定趋于“城镇一体化”、“乡村转型化”等景观设计。通过对卦台山景区公路景观的规划, 讨论河谷型乡镇发展中的生态建设问题。从生态建设规划提出生态建设的设想, 指出当前河谷型乡镇应当建设具有地方特色的生态景观。河谷型小城镇在快速城市化浪潮的冲击下, 其未来用地空间的拓展势必会成为城市发展将要面临的首要问题。这一阶段的重点是对已建设用地进行完善, 对拓展区进行全面的绿化、美化工作, 改善拓展区的生态环境和景观风貌, 提升区域的土地价值。

摘要：指出了生态景观作为河谷型乡镇建设的重要触媒, 同时也作为乡镇的重要公共资源, 对所在区域的特色塑造、文化品位和旅游价值的提升起到重要作用。以西部“秦岭河谷型乡镇”为背景, 讨论了西部河谷型乡镇基础上的生态景观及地域结构的营造及其发展, 提出了具有适合乡镇生态景观规划的方法和对策。

关键词：河谷型,小乡镇,生态景观

参考文献

[1]王丽娟.典型河谷型大城市土地利用景观格局变化研究——以兰州市为例[J].国土资源科技管理, 2009, 26 (6) , 69～70.

[2]杨永春.中国西部河谷型城市的形成与发展[J].经济地理, 1999, 19 (2) :44～45.

[3]杨晓峰, 傅智慧.基于景观生态学的乡镇建设思路与规划[J].绍兴文理学院学报, 2006, 26 (8) :51.

河谷型城市 篇4

1 研究区概况

兰州是甘肃省的省会, 位于祖国西部三大高原交汇处, 处在东经102°30"～104°30"、北纬35°5"～38°, 南北群山对峙, 东西黄河穿城而过, 蜿蜒百余里。城市依山傍水而建, 层峦叠嶂。兰州市现辖城关、七里河、西固、安宁、红古五区和永登、榆中、皋兰三县, 全市总面积1.31万km2, 其中市区面积1631.6km2。兰州属中温带大陆性气候, 冬无严寒、夏无酷暑, 气候温和, 市区海拔平均高度1520m, 年均气温11.2℃, 年均降水量327mm, 全年日照时数平均2446h, 无霜期180d以上。2009年全市户籍总人口323.59万人, 其中非农业人口202.77万人。2009年, 全市实现生产总值925.98亿元, 比上年增长10.8%, 其中第一、二、三产业增加值分别为30.55亿元、433.62亿元和461.82亿元。

然而兰州深居大陆腹地, 降雨量少, 时空不均;气象灾害频繁, 危害严重;植被覆盖度低, 黄土、泥石山地多, 生态环境极为脆弱, 目前已成为我国耕地退化、水土流失与荒漠化比较严重的地区。在这种情况下, 对区域耕地动态变化驱动力研究, 对兰州和类似的西部干旱地区的河谷盆地型城市有深远的现实意义。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

选择了1990-2010年耕地统计数据作为主要资料, 统计数据来源于《甘肃统计年鉴》、《中国城市统计年鉴》、《兰州统计年鉴》等统计资料。

2.2 研究方法

耕地动态变化主要采用Excel统计分析, 驱动因子分析主要采用基于SPSS软件的主成分分析 (PCA) 方法。它可以把原来多个指标分为少数几个指标, 以获得影响土地变化的主要驱动力。耕地预测采用灰色系统GM (1, 1) 预测方法及软件对兰州市未来耕地面积进行预测。

3 耕地动态变化趋势分析

区域土地利用变化包括土地利用类型的面积变化、空间变化和质量变化。面积变化是首要变化, 通过分析耕地面积变化, 可了解耕地变化总的态势。

根据历年统计资料, 兰州市耕地面积从1990年的21.95333万hm2减少到2009年的20.96733万hm2, 20年间耕地净减少0.9860万hm2, 见表1。

根据图1可以看出, 耕地面积总体上呈现下降趋势, 可以分为四个阶段:第一阶段从1990～1993年耕地面积持续减少, 但减少趋于平缓, 3年间减少耕地606.6hm2;第二阶段从1993～1997年, 1993年到1995年耕地面积迅速减少, 2年间减少7520hm2。原因有二:一是这一时期农村大兴水利, 大量耕地被转化为水利设施;二是自然灾害, 同时农业生产要素价格上涨, 农民生产积极性受到打击, 导致一些耕地废弃和水土流失加剧。1995～1997年耕地面积增加, 2年间增加7060hm2。原因是甘肃省政府保护耕地政策与未利用地复垦增加耕地后备资源。第三阶段从1997～2001年耕地面积基本保持稳定, 即使有所下降, 幅度也很小。原因有二:一是自1997年开始, 甘肃省大力实施土地整理、土地复垦工程, 加大力度增加耕地后备资源;二是全省实施的产业结构调整, 使得一部分园地、林地、草地转为耕地。供给的增加导致耕地面积下降不是很明显。第四阶段从1998～2009年耕地持续减少, 10年间减少耕地7900hm2。兰州市耕地呈持续减少状态, 其原因:一是农业结构的调整, 种植结构随人们需求的变化而不断调整;二是经济发展导致建设项目增多, 占用了更多的耕地;三是生态退耕;四是因为自然灾害的发生, 导致一些耕地废弃和水土流失加剧[3]。

4 耕地变化的驱动力分析

影响耕地面积变化的因子错综复杂, 归纳起来有自然驱动因素和人文社会驱动因素两方面。从对耕地数量影响来看, 又可分为增加耕地的因素 (如开垦) 和减少耕地的因素 (城市化、基本建设、退耕还林还牧等) 两种。这些因素不仅与耕地面积之间存在着相关, 而且相互之间耦合关联。如果用单纯的相关分析, 则必然存在一定的误差。系统分析中的主成分分析可以将若干个自变量压缩成几个独立成分, 以此来减弱自变量之间的相互干扰[4]。因此, 主成分分析方法比较适合耕地变化驱动力分析。一般人类活动是主要影响因素, 自然因素具有相对稳定性, 并且通过对耕地面积变化趋势分析, 得知影响兰州耕地面积变化的主要因素是人文社会经济因素。

4.1 指标的选取

耕地面积和人文社会经济因素之间存在着紧密的相关关系。根据主成分分析方法的思路和要求, 以及兰州现有的社会经济资料, 选择1999～2010年系列资料作为基础数据 (1990～1998年耕地变化幅度比较大, 自然因素占主因。因此不进行分析) , 以Y耕地面积 (hm2) 为因变量, 选取15个影响因子, 分析社会经济因素对耕地变化的影响:总人口 (X1、万人) , 农业人口 (X2、万人) , GDP (X3、亿元) , 财政收入 (X4、亿元) , 工业总产值 (X5、亿元) , 全社会固定资产投资 (X6、亿元) , 粮食单产 (X7、kg) , 粮食总产量 (X8、万kg) , 城市化率 (X9、%) , 农村人均居住面积 (X10、m2) , 城市人均居住面积 (X11、m2) , 农村人均纯收入 (X12、元) , 农村机械总动力 (X13、万kW) , 货运量 (X14、万t) , 客运量 (X15、万人) , 见表1。

4.2 驱动力分析

根据主成分分析原始数据, 利用SPSS17.0软件对样本进行, 得出相关系数矩阵、特征值、主成分贡献率、累计贡献率与主成分载荷矩阵。

表3表明影响耕地变化的15个因子中存在着不同程度的相关性, 因子间存在较大的正负相关性, 说明进行主成分分析的比较性。

表4表明第一主成分、第二主成分的特征值均大于1, 且累计贡献率已达90.54%, 说明利用第一到第二主成分来表示选取的15个因子的组合是可行的。

由表4可以看出, 在第一主成分中X1、X3、X15、X14、X12、X5、X6、X9、X4、X11、X13、X10与主成分1有较大的相关性, 它们分别代表了总人口、GDP、客运量、货运量、农村人均纯收入、工业总产值、全社会固定资产投资、城市化率、财政收入、城市人均居住面积、农村机械总动力、农村人均居住面积。第二主成分与X8、X2有较大的正相关性, 代表的是粮食单产和农业人口, 反映了土地生产力及农业发展情况。因此, 兰州市耕地面积变化驱动因子可以归纳为经济发展因子、人口增长因子和农业科技因子。

4.3 因子分析

4.3.1 经济发展因子

经济发展是导致耕地资源减少的一个主要原因。1998～2009年兰州经济较快增长, 11年间GDP总量增长了3.4621倍, 财政收入增长了9.5167倍, 全社会固定资产投资总额增长了3.6389倍, 工业总产值增加了3.9982倍。经济发展使农民收入大幅度提高。1998～2009年, 兰州市农民人均纯收入由1923.66元增加到4001元, 增加了2.0799倍。农民生活水平的提高, 城中村改造政策的实施, 占用大量耕地。经济的发展也推动了交通业的发展。1998～2009年, 兰州的货运量由4749万t增加到7358.27万t, 客运量由1832万人增加到3373.04万人, 交通业的发展占用了大量耕地。随着兰州城市发展速度的加快, 特别是兰州高新技术开发区和兰州经济技术开发区的快速发展, 使城市、工矿、能源等建设用地不断扩大, 从而导致耕地数量减少[3]。

4.3.2 人口增长因子

人口增长是构成第一成分的另一个主要因子, 在一定程度上导致了耕地的快速减少。 1999年总人口为287.59万人, 2009年增加到323.59万人, 其中农业人口数量减少了9.79万人, 同期城市化率增长了5.6个百分点。人均耕地从1999年的0.0757hm2下降至0.0631 hm2, 人均下降了0.0126 hm2。兰州市城市居民和农村居民的人均居住面积不断增加, 11年间分别增加了7.35m2和4.16m2。这些增长的居住用地主要来自对耕地的占用。随着经济发展, 第三产业用地也在增加, 耕地面积继续减少, 这种情况使人地矛盾尖锐, 耕地的负荷加重。

4.3.3 农业科技因子

在第二主成分中, 粮食单产与其相关性最大, 为0.968。农业科技的进步是反映粮食单产的直接要素。兰州市粮食单产从1999年44.46万kg下降至38.79万kg, 每年粮食靠甘肃其他地区供应。2009年全市农业机械总动力达133.82万kW, 比1999年增长了1.38倍, 但粮食总量并未因农业技术水平的提高而大幅度增加, 原因是在比较经济利益下, 农民种植果树、蔬菜等经济作物要比种植粮食获取更大利润, 因此, 耕地面积进一步减少[5]。

4.3.4 政府政策因素

政策因素无法用某一指标定量描述, 因此, 在选择驱动力因子进行定量描述时没有将政策因素考虑进去, 然而耕地面积变化也深受国家和市政府宏观政策的影响和制约。政策因素对耕地的影响主要是通过颁布法律、法规, 制定社会、经济政策等手段实现的, 这类因素很难定量分析, 在这里仅作定性分析。随着土地利用问题的日益突出, 国家相继出台了《土地管理法》、《森林法》、《水土保持工作条例》等法律法规, 并开始实施严格的耕地保护制度, 对耕地利用产生了很大的影响, 特别是天然林保护工程以及退耕还林政策对耕地影响很大, 导致耕地减少[3]。

5 耕地面积的预测

耕地变化除受上述因素的影响之外, 还存在着诸多不确定的无法度量的经济政治因素。应用灰色系统理论对事物进行分析的前提, 就是要把研究对象当作一个系统进行处理。运用灰色系统理论对耕地变化分析, 在很多情况下较为合适。因此, 建立灰色系统理论模型对兰州市耕地面积进行预测。

5.1 灰色系统理论预测模型

灰色关联分析方法是对系统所包含的相互联系、相互影响、相互制约的因素之间关联程度进行定量比较的一种研究方法。从其实质反映各因素变化特性的数据序列所进行的几何比较。它可以克服统计相关分析的因素之间的关联程度相等的缺陷, 并能定量分析系统发展过程中因素之间的相对变化情况, 寻求在系统发展的过程中各因素之间的主次关系, 找出影响目标值的重要因素[6]。灰色预测就是通过原始数据的处理和灰色模型的建立, 发现、掌握系统发展规律, 对系统未来状态做出科学定理预测。

GM (1, 1) 灰色模型不直接利用原始数据, 而是通过累加生成灰色模式, 滤去原始数据中可能混入的随机量或其他噪声, 从上下波动的时间数列中寻找隐含规律。

1) 建立原始数据, 即X0=[x0 (1) , x0 (2) , …, x0 (n) ]。

2) 对该原始数据做一次累加生成处理, 得到一次累加生成许序列, 即X1=[x1 (1) , x1 (2) , …, x1 (n) ]。

3) 建立的GM (1, 1) 模型结构为:undefined。

这是一阶单变量的微分方程模型, 记参数列为undefined。

undefined

其中:undefined

4) GM (1, 1) 模型的时间函数为:

undefined

5.2 兰州耕地面积预测

以1999～2007年的耕地面积变更数据作为原始样本数据, 按照上文灰色系统预测方法与公式, 建立GM (1, 1) 预测模型, 利用《灰色系统理论及其应用》第三版配套建模软件 (南京航空航天大学刘思峰教授编著) [7]预测, 见表5。

根据灰色系统预测模型, 可得出兰州市2015年耕地面积预测值为208236.7hm2, 2020年耕地面积为206365.4hm2。灰色预测检验一般有残差检验、关联度检验和后验差检验。 首先采用绝对误差 (残差) 和相对误差进行检验, 1999～2009年预测值与数据之间的相对误差最大为1.07%, 相对误差的均值为0.43%<0.5%。其次, 进行灰色关联度检验, 得到r=0.65满足ρ=0.5是检验准则r>0.60。可见模型的精度较好。因此, 采用灰色系统理论预测兰州市耕地面积精度较高。

6 结论

从1999～2009年, 兰州市耕地面积逐年减少, 根据耕地动态变化驱动力分析, 自然因素中地形地貌影响较大, 而主要因素是社会经济因素。通过主成分分析, 把影响兰州市耕地变化的15个驱动因子, 归纳为经济发展、人口增长和农业科技三大因素。随着西部大开发政策的大力实施, 实行山川秀美工程以来, 以粮代赈的政策, 鼓励在不宜耕种的土地上退耕还林还草, 封山育林, 逐步调整农林牧用地结构, 使耕地面积减少, 而林草面积增加。现在鼓励城市发展, 提高城市化水平, 城中村改造工程的不断实施, 城市建设及城市规模有了很大发展, 城市用地不断增长。高速公路的建设、农村路网建设等增大了对耕地的需求, 使得耕地非农化现象日益严重[8]。

结合耕地面积的预测, 提出以下加强耕地保护的具体措施;树立耕地可持续利用发展观, 加强耕地保护意识, 确保经济社会发展与耕地资源可持续利用;完善有关耕地的法律、法规, 建立健全耕地资源保护制度, 严格控制耕地非农化规模, 确保耕地数量和质量总量动态平衡;控制人口过快增长, 协调人地关系, 实现人口与土地资源的协调发展;加大科技投入, 提高耕地质量水平, 提升土地生产力和经济效益[3]。

参考文献

[1]张天中, 刘春芳, 张春红, 等.甘肃省耕地数量动态变化分析及对策研究[J].西北师范大学学报 (自然科学版) , 2010 (4) :96-100.

[2]柴志敏, 刘小英, 李卫祥, 等.基于PCA法的山西省耕地变化及驱动力研究[J].中国农机化, 2011 (1) :92-94.

[3]王淑琴, 刘学录.兰州市耕地变化及驱动力分析[J].吉林农业, 2010 (10) :31-33.

[4]郭洪海, 宋民.山东省耕地动态变化趋势及驱动力分析[J].中国农业资源与区划, 2009 (1) :51-57.

[5]刘普幸, 张红侠.甘肃张掖市耕地变化及驱动力研究[J].土壤.2003, 35 (6) :485-489.

[6]杨银峰, 石培基, 吴燕芳.灰色系统理论模型在耕地需求量预测中的应用[J].统计与决策, 2011 (9) :159-161.

[7]刘思峰.灰色系统理论及其应用[M].北京:科学出版社, 2010.