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最终实验报告
土地利用规划实验报告
——以北京市为例
姓名:
李美美
班级:
土地一班
学号:
4131********
指导老师:
张侠
2016年05月06日
一、基础数据预测
(一)人口预测
1、预测目的:
预测北京市2030年的人口数
2、预测方法:
趋势外推法和人口自然增长法
方法一:
趋势外推法
原理:
通过一定年期(本实验中采用2000年—2013年的人口数)的人口数,按照一定的规律预测2030年的北京市人口数
经收集2000—2013年北京市人口数如下表1.1所示:
图1.1北京市常住人口数
年份
常住人口数(万人)
2000
1363.6
2001
1385.1
2002
1423.2
2003
1456.4
2004
1492.7
2005
1538.0
2006
1601.0
2007
1676.0
2008
1771.0
2009
1860.0
2010
1961.9
2011
2018.6
2012
2069.3
2013
2114.8
通过以上数据,按照一定函数进行拟合,然后把函数外推至2030年,该函数如图1.2所示:
图1.2北京市人口趋势图
根据拟合的函数,算出2014—2030年常住人口数年的人口数,如图1.3所示:
图1.3北京市2014-2015年常住人口表
年份
常住人口(万人)
2014
2169.13
2015
2232.425
2016
2295.72
2017
2359.015
2018
2422.31
2019
2485.605
2020
2548.9
2021
2612.195
2022
2675.49
2023
2738.785
2024
2802.08
2025
2865.375
2026
2928.67
2027
2991.965
2028
3055.26
2029
3118.555
2030
3181.85
则2030年北京市常住人口数=63.295*2030-125307=3181.85(万人)
方法二:
人口自然增长法
原理:
根据基期年的人口数直接推算未来人口数。
首先根据历年的人口自然增长率预测预测年期的自然增长率,然后根据公式
,以2013年为基期,直接预测出2030年的人口数
其中公式中:
c-d的意思是净迁移量
图1.3北京市1978年~2013年人口自然增长率趋势图
从图1.3中可以看出历年的人口自然增长率分布没有一定的规律,因此,取历年的平均增长率作为预测年期的人口自然增长率。
则K=3.22‰
公式中还应预测净迁移量的值。
图1.4北京市2004~2013年净迁移量人数趋势图
通过图1.4可以分析出以下信息:
(1)、2004年~2006年,北京市的净迁移量波动较大
(2)、2006年以后,北京市的净迁移量总体波动不大,在一个值上下波动
(3)、虽然期间2011年波动较大,但是总体趋势是围绕一个值上下小范围波动的,因此,取这个波动值作为预测年期的净迁移量
c-d=11万人
以2013年为基期,预测2030年的人口数,预测期为17年,K=3.22‰,净迁移量=11
根据
得
=2114.8*(1+0.0032)^17+11=2243.84(万人)
3、实验总结
本实验中运用两种方法预测北京市2030年的人口数,方法一利用年鉴中的准确数据直接预测2030年的人口数;而方法二(人口自然增长法)考虑了每年人口的变动情况,通过迁移量的预测更加符合实际情况,使得预测结果更加贴近现实、更加准确。
但是,方法二也存在较方法一的弊端是,方法二进行了人口自然增长率和净迁移量两次预测,出现偏差的机会会变大。
综合考虑,北京市的人口政策,因为我国基本国策“计划生育”的实施和2002年9月1日《中华人民共和国计划生育法》的颁布实施,以及现代人思想的进步,人口增长速度并不会像以前一样剧增。
因此,用两种方法的平均值来作为北京市2030年的人口数。
北京市2030的预测人口数为2712.85万人
(二)城市化水平
1、预测目的:
预测北京市2030年的城市化水平并分析
2、预测方法:
趋势外推法和国民生产总值预测法
方法一:
趋势外推法
原理:
通过城镇人口数和总人口数计算出城市化水平,然后通过历年城市化水平的趋势来直接预测北京市2030年的城市化水平
经收集北京市1978年至2013年城镇人口数和总人口数,以及计算出的城市化水平如下图2.1所示:
图2.1北京市1978~2013年城镇人口、总人数及城市化水平
年 份
常住人口
(万人)
城镇人口
(万人)
城市化率(%)
1978
871.5
479
54.96271
1979
897.1
510.3
56.88329
1980
904.3
521.1
57.62468
1981
919.2
533.3
58.01784
1982
935
544
58.18182
1983
950
557
58.63158
1984
965
570
59.06736
1985
981
586
59.73496
1986
1028
621
60.40856
1987
1047
637
60.8405
1988
1061
650
61.26296
1989
1075
664
61.76744
1990
1086
798
73.48066
1991
1094
808
73.8574
1992
1102
819
74.31942
1993
1112
831
74.73022
1994
1125
846
75.2
1995
1251.1
946.2
75.62945
1996
1259.4
957.9
76.06003
1997
1240
948.3
76.47581
1998
1245.6
957.7
76.88664
1999
1257.2
971.7
77.2908
2000
1363.6
1057.4
77.54473
2001
1385.1
1081.2
78.05935
2002
1423.2
1118
78.55537
2003
1456.4
1151.3
79.05108
2004
1492.7
1187.2
79.53373
2005
1538
1286.1
83.62159
2006
1601
1350.2
84.33479
2007
1676
1416.2
84.49881
2008
1771
1503.6
84.90119
2009
1860
1581.1
85.00538
2010
1961.9
1686.4
85.95749
2011
2018.6
1740.7
86.23303
2012
2069.3
1783.7
86.19823
2013
2114.8
1825.1
86.30131
通过图2.1中的数据找到1978年~2013年的城市化水平存的关系。
历年北京市城市化水平数据分析见图2.2。
图2.2北京市1978~2013年城市化水平
由图2.2可知:
(1)北京市城市化水平基数较大,1978年城市化水平已达到54.96%,虽然基数较大,但是上升速度较平缓。
(2)1990年城市化水平由1980年的61.77%突增到73.48%,但之后又恢复到缓慢的发展趋势,从1990年~2013年均保持缓慢的上升趋势。
(3)北京市城市化水平一直呈现缓慢上升的趋势。
根据历年城市化水平的缓慢上升的趋势,预测北京市2030年的城市化水平为90%
方法二:
国民生产总值预测法
原理:
周一星教授曾对世界137个国家和地区城市水平与国民经济发展水平(人均国民生产总值)进行回归分析,得到一个有关城市化水平和人均GDP的模型。
因此,根据该思路预测北京市2030年的城市化水平。
图2.3北京市1987年~2013年人均GDP和城市化水平趋势
年份
人均国民生产总值(美元/人)
城市化水平(%)
1978
797
54.96270797
1979
908
56.8832906
1980
1009
57.62468207
1981
895
58.0178416
1982
883
58.18181818
1983
983
58.63157895
1984
972
59.06735751
1985
900
59.73496432
1986
821
60.40856031
1987
846
60.84049666
1988
1046
61.26295947
1989
1134
61.76744186
1990
969
73.48066298
1991
1032
73.85740402
1992
1171
74.31941924
1993
1389
74.73021583
1994
1188
75.2
1995
1520
75.62944609
1996
1714
76.06002859
1997
2005
76.47580645
1998
2310
76.88664098
1999
2586
77.29080496
2000
2915
77.54473453
2001
3260
78.0593459
2002
3713
78.55536818
2003
4202
79.05108487
2004
4943
79.53373082
2005
5615
83.62158648
2006
6488
84.33479076
2007
7903
84.49880668
2008
9286
84.90118577
2009
9799
85.00537634
2010
10910
85.95749019
2011
12643
86.2330328
2012
13857
86.19823129
2013
15052
86.30130509
通过图2.3的历年数据,预测2030年的城市化水平应构建城市化水平和人均GDP的函数关系,见图2.4:
图2.4北京市城市化水平与人均GDP关系图
由图2.4可以得出城市化水平与人均GDP的函数关系为
接下来只需预测出2030年北京市的人均GDP,即可以预测出北京市的2030年城市化水平。
图2.5北京市1978年~2013年人均GDP趋势图
通过图2.5找到了北京市人均GDP随年份变迁的函数关系:
,根据公式计算出2030年的人均GDP为:
33713.57美元/人
所以,北京市2030年的城市化水平为:
,利用该方法预测出北京市的2030年城市化水平为98.45%
3、实验总结
本次预测利用两种方法预测北京市2030年的城市化水平。
方法一(趋势外推法)利用历年数据,直接根据城市化水平变化趋势来预测;方法二(国民生产总值预测法)利用城市化水平和人均GDP准确的函数关系,先预测出2030年北京市的人均国民生产总值,再根据公式计算出2030年的城市化水平。
方法一虽然比较简单,更符合实际情况,但是受到预测人主观因素的影响较大;方法二较方法一更加符合数学理论,但是经过两次预测的结果准确性影响较大。
经过比较两种方法,采用方法一的结果。
北京市2030年的城市化水平为90%
(三)农作物单产预测
1、预测目的:
预测北京市2030年的农作物(粮食)单产
2、预测方法:
趋势外推法和年平均增长率法
方法一:
趋势外推法
原理:
利用北京市历年农作物单产,以2013为基期外推到2030年,从而预测出北京市2030年的农作物单产。
图3.1北京市2003年~2013年粮食单产量
年份
粮食单产(公斤/公顷)
2003
4105.4
2004
4542.6
2005
4939.4
2006
4971.7
2007
5168.3
2008
5542.9
2009
5513.7
2010
5176.9
2011
5815.7
2012
5868.4
2013
6049
通过图3.1,可以得到北京市历年的粮食单产水平。
预测2030年粮食单产水平如图3.2所示:
图3.2北京市2003年~2013年粮食单产趋势图
由于土地能力得限制,粮食单产不会无限制的增大,所以选用对数关系最合适。
随着时间变换,粮食单产变化的趋势用函数形式可以表示为:
,预计到达2030年粮食单产为
公斤/公顷。
方法二:
年平均增长率法
利用公式
计算出历年增长率,预测预测期的年平均增长率。
历年年平均增长率如图3.2所示。
图3.2北京市农作物增长率趋势图
由图2.3总结粮食单产年平均增长率的规律,发现历年年平均增长率并没有呈现一定的函数关系,所以选择取平均值的方法预测规划期的年平均增长率
r=4.093%
以2013年的粮食单产为基期,预测17年后2030年的粮食单产,r=4.093%
计算公式为
利用该方法预测出北京市2030年的粮食单产为
公斤/公顷。
3、实验总结
本次预测采用两种方法预测北京市2030年的农作物(粮食)单产水平。
方法一(趋势外推法)利用历年准确的数据直接预测,数据更加真实可信,并且考虑到土地的能力,对其采用对数函数,符合实际情况;方法二(年平均增长率法)利用数学方法预测,结果具体。
方法一充分考虑到了土地的能力问题,土地不能无限制地被人类利用,土地能力会随着时间的推移而下降,因此粮食单产也不会无限制的增长,因此两种方法比较,方法一更加合理,更加符合实际。
所以,北京市2030年的农作物(粮食)单产为6537.34公斤/公顷。
二、土地需求量预测
(一)粮食需求量预测
1、预测目的:
预测北京市2030年的粮食需求量
2、预测方法:
人均定额法和小康水平预测法
方法一:
人均定额法
原理:
通过查阅《国家粮食安全中长期规划纲要(2008—2020年)》,预测北京市2030年的粮食需求量预测
“据预测,到2010年我国居民人均粮食消费量为389公斤,粮食需求总量达到5250亿公斤;到2020年人均粮食消费量395公斤,需求总量5725亿公斤。
”——《国家粮食安全中长期规划纲要(2008—2020年)》
已经预测出北京市2030年的人口数:
2138.9万人
利用该方法计算出北京市2030年的粮食需求量为84.49亿公斤。
方法二:
小康水平预测法
原理:
我国在2030年全面实现小康水平的宏伟大业,利用小康水平的生活标准进行粮食需求量预测。
陈百明先生在2002年发表的《基于粮食安全的区域人均粮食需求量分析》中提到,“2010年人均每日主要营养供给量若要城乡全面接近小康水平的标准(即热量达到2620大卡,蛋白质达到75g,脂肪达到74g),即人均大致每年需要420kg的粮食;2030年人均每日主要营养供给量若要城乡全面达到小康水平的标准(即热量达到2650大卡,蛋白质达到77g,脂肪达到76g),即人均大致每年需要450kg的粮食;2050年人均每日主要营养供给量若要全面达到富裕水平的标准(即热量达到2750大卡,蛋白质达到85g,脂肪达到81g)”,即人均大致每年需要500kg的粮食。
并测算出我国2010、2030、2050年粮食需求量分别为5780.04亿kg、6990.75亿kg和7926.50亿kg。
(图4.1)
图4.1陈百明(2002)分析确定的中国食物安全目标(粮食部分)
发展阶段
人均粮食需求量(kg)
全国粮食需求量(108kg)
全面接近小康水平(2010年)
420
5780.04
全面实现小康水平(2030年)
450
6990.75
全面达到富裕水平(2050年)
500
7926.50
根据以上陈百明先生的预测,根据现在北京市的现状,预测北京市2030年达到小康水平时的人均粮食需求量为500kg。
已经预测出北京市2030年的人口数:
2712.85万人
利用该方法计算出北京市2030年的粮食需求量为135.64亿公斤。
3、实验总结
该实验的两种方法均是采用两种不同指标进行预测。
方法一以国家发展规划为指标,数据更加准确,结果更加具有实际意义;方法二根据陈百明的预测为基础,再预测2030年北京市的人均粮食占有,实验方法经过两次预测,对实验结果的准确性有一定影响。
两种方法比较差距较小,取两种方法的平均值作为实验结果。
所以,北京市2030年的粮食需求量为110.065亿公斤。
(二)耕地需求量预测
1、预测目的:
预测北京市2030年的耕地需求量
2、预测方法:
各项指标预测法和趋势外推法
方法一:
各项指标预测法
原理:
利用公式
,通过预测各项指标来预测北京市2030年的耕地需求量。
(式中:
S——耕地需求量
L——人口总数
D——人均粮食需求量(kg/人)
r——粮食自给率
m——粮食播种单产
k——复种指数)
根据以前的实验,可以确定的数据见图5.1:
图5.1北京市人口总数、人均粮食需求量及粮食播种单产
年份
人口总数(万人)
人均粮食需求量(公斤)
粮食播种单产(公斤/公顷)
2030
2712.85
500
1356.425
此外,还需确定的粮食自给率(r)和复种指数(k)。
根据查阅《中国经济周刊》的统计数据,北京市2012年的粮食自给率为13.76%,据此预测北京市2030年的粮食自给率。
根据我国现在耕地面积不断减少、土地质量不断下降的现状,预测2030年的粮食自给率为13.50%
接下来,根据图5.2的数据预测北京市2030年的复种指数。
(
)。
图5.2北京市2003~2012年复种指数数据表
年份
播种面积(公顷)
耕地面积(公顷)
复种指数
2003
301000
258960.3
1.162340328
2004
304000
236437.2
1.28575368
2005
308000
233400.9
1.319617876
2006
320000
232574.8
1.37590143
2007
295000
232187.3
1.270525993
2008
322000
231688.2
1.389798876
2009
320000
227170.4
1.408634223
2010
317000
223779.4
1.416573644
2011
303000
221956.2
1.365134202
2012
283000
220856.2
1.281376751
通过散点图(图5.3)预测北京市2030年的复种指数:
图5.3北京市2003~2012年复种指数趋势图
由图可知,复种指数之间不能发现一定的函数关系,因此选择2003~2012年的复种指数的平均值作为2030年复种指数的预测值:
1.328
将各个数据代入公式
,得到北京市2030年的耕地需求量为:
101656.63公顷。
方法二:
趋势外推法
原理:
计算出2003~2012年的耕地需求量,观察其数据之间的关系,通过该关系外推到2030年。
预测出北京市2030年的耕地需求量。
仍然利用公式
,计算出2003~2012年的耕地需求量,如图5.5
图5.4北京市2003~2012年耕地需求量
年份
耕地需求量
2003
162750.657
2004
136282.824
2005
125824.3838
2006
124804.4179
2007
136104.8524
2008
122591.5188
2009
127703.3942
2010
142658.8761
2011
135582.5475
2012
146743.1284
根据2003~2012年的数据进行趋势外推,将趋势推至2030年。
图5.5北京市2003~2012年耕地需求量趋势图
由图5.6可以看出,北京市的耕地需求量近年来呈现平缓变化的趋势,虽有较小范围的浮动,但是总体呈现平衡状态。
因此,选取一个中间值作为北京市2030年的耕地需求量。
北京市2030年的耕地需求量为136000公顷。
3、实验总结
进行耕地需求量预测采用的这两种方法均是利用了公式
,各项数据的准确性直接影响了实验结果的准确性。
方法一(各项指标预测法)方法较直接,并且较方法二(趋势外推法)预测的数据较少,精确度较高,所以选用方法一。
北京市2030年的耕地需求量为136000公顷。
(三)建设用地需求量预测
1、预测目的:
预测北京市2030年的建设用地需求量
2、预测方法:
人均定额法和两区相加法
方法一:
人均定额法
原理:
通过查阅《北京市土地利用总体规划(2006~2020年)》,找到城市建设用地人均占有量来预测北京市2030年的建设用地需求量。
《北京市土地利用总体规划(2006~2020年)》中4.2.3中提到,“首都的规划人均城市建设用地面积应在(105.1~115.0)m2/人内确定”。
根据实际情况,选取110m2/人作为北京市2030年的人均建设用地占有量。
北京市2030年预测人口数为:
2712.85万人
所以经预测得北京市2030年的建设用地为29.8万公顷。
方法二:
两区相加法
原理:
分别计算出北京市2030年城镇和农村的建设用地占有量,两区相加即为北京市2030年的建设用地占有量。
《北京市城市总体规划2004~2020年》第46条:
2020年,中心城人口规划控制在850万人以内,城镇建设用地规模控制在778平方公里,人均建设用地控制在92平方米,依次预测2030年人均建设用地控制在92平方米。
《北京市城市总体规划2004~2020年》第29条
(2):
积极推进村庄整合及迁村进镇。
通过对分散农村居民点的拆迁、合并、改造,扩大中心村规模。
集约利用土地,规划农村人均建设用地严格控制在150平方米以内。
图6.1建设用地预测各项指标
人口数(万人)
城市化水平(%)
城镇人均建设用地(平方米)
农村人均建设用地(平方米)
2712.85
90
92
150
总占有量=(2712.85*0.9*92)+(2712.85*0.1*150)=26.53万公顷
3、实验总结
本次预测采用两种不同的指标,方法一(人均定额法)和方法二(两区相加法)两种方法的不同是人均指标分为城镇与农村与否。
因为城镇与农村的人口数与建设用地用途都差别较大,所以分别计算准确率比较高。
因此采用方法二的方法计算出的数据更加准确。
北京市2030年建设用地需求量为26.53万公顷。
三、实验结果
预测项目
预测结果
人口数(万人)
2712.85
城市化水平(%)
90
农作物单产水平(公斤/公顷)
6537.34
粮食需求量(亿公斤)
110.065
耕地需求量(公顷)
1360
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