随着社会、经济的发展,平原地区的人地矛盾日益突出。在一定区域内,为达到土地利用系统最优的生态、经济和社会效益目标,对土地利用结构进行优化研究,成为土地科学迫切需要解决的课题。土地利用结构优化研究,必须借助于系统优化方法。在规划过程中,系统优化方法就是以数学模型为主要手段的定量分析过程。目前在规划中大量采用模型优化方法是现代土地利用规划学科发展的趋势之一。这篇论文以平原县域地区为研究对象,在系统分析平原地区的经济、社会情况、土地利用特点和土地利用中存在问题的基础上,利用平原地区优越的研究条件针对平原地区的土地利用特点,提出土地利用结构优化的新思路。这篇论文从系统角度出发构建土地利用结构优化区域体系,对规划区域中不同子区域进行有针对性地分析;以地域分工理论、土地利用规划弹性理论、多目标协调思想、城乡统筹战略、区位论和持续发展思想等为指导,利用一系列指数结合定性方法进行研究,构建土地利用优化模型系统。在此基础上,建立包含生态绿当量的综合相对资源承载力目标函数,运用多目标规划模型,探寻土地利用的最优结构;应用聚类分析和GIS空间分析相结合的方法进行土地利用分区,并以文安县为研究区作了实证研究。主要得出以下结论:(1)以非农化指数作为主要划分指标,结合定性研究,将文安县划分为南部和北部两个子区域。对这两部分的土地利用现状、经济社会条件进行针对性分析,依据既定的发展目标,因地制宜地确定发展途径,并体现在土地利用结构优化模型之中。(2)在对土地利用结构与布局优化的相关概念和基础理论探讨的基础上,应用系统论思想,构建了土地利用优化模型系统,包括土地利用现状分析子系统、土地利用问题诊断子系统、土地利用结构优化子系统和土地利用分区子系统,为土地利用结构与布局优化提供科学、可行的工具与手段。(3)采用吉布斯一马丁多样化指数、罗伦兹曲线、集中化指数、威弗一托马斯组合系数、土地利用集约度指数等一系列指数,从土地利用结构的数量、空间等几方面进行深入分析。结果表明,土地利用经济效益偏低,交通用地比重小,建设用地尤其是工矿用地布局分散,土地利用集约度不高,土地利用结构不合理。(4)依据文安县国民经济和社会发展的“十一五”总体规划,按照土地利用结构优化模型设计流程,设计了经济和相对资源承载力2个目标函数,15个决策变量和17个约束条件,建立了文安县多目标线性规划模型。在相对资源承载力目标函数的构建中,引入了绿当量,提高了模型的科学性、合理性。优化后的土地利用结构最大经济收益可以达到106.95亿元,与2003年相比,增长了85.92%。相对资源承载人口比预测人口多5.65%,生态效果明显。(5)以文安县为研究区,在聚类分析的基础上,利用GIS空间分析进行修正,并结合实际适当调整,最后确定了四个土地利用区。在分析各区特点的基础上,确定了土地利用的合理方向,以提高土地的利用率,保持土地利用的可持续性。