2013年土地科學研究重點進展評述及2014年展望
——土地利用與規劃分報告

林 堅，張禹平，李婧怡，羅 潔，楚建群

（北京大學城市與環境學院，北京 100871）

2013年土地科學研究重點進展評述及2014年展望
——土地利用與規劃分報告

林 堅，張禹平，李婧怡，羅 潔，楚建群

（北京大學城市與環境學院，北京 100871）

研究目的：總結2013年國內外土地利用與規劃方面的研究進展，展望2014年國內研究趨勢。研究方法：文獻調研法。研究結果：2013年國外土地利用與規劃研究側重在土地利用動態監測、土地利用變化效應以及土地利用規劃理念和方法等方面；國內研究主要集中在土地利用調查與動態監測、土地評價、土地利用變化效應和模擬以及土地利用規劃編制和評估等方面。研究結論：構建國土空間規劃體系、建立“生產、生活、生態”的“三生”空間分類、強化土地利用的生態環境保護和土地利用效率評價，將是2014年及未來土地利用與規劃領域著重研究的方向。

土地利用；土地規劃；綜述；研究進展；研究展望

2013年，國內外學者針對土地利用與規劃問題展開了大量研究，并取得了一定進展。本文采用文獻調研法，基于中國知網（CNKI）、萬方、維普、Elsevier、Springer、ProQuest等電子期刊數據庫，梳理分析了2013年國內外土地利用與規劃研究發展現狀和重點問題，并結合中國宏觀經濟發展的科技需求，展望2014年中國土地利用與規劃發展趨勢。通過檢索“土地利用”（land use）、“土地評價”（land evaluation; land assessment）、“土地利用/覆被變化”（LUCC）、“土地利用規劃”（land use planning）等關鍵詞，篩選出2013年發表且影響因子較高的學術文獻83篇，其中，中文期刊文獻54篇，英文期刊文獻29篇。主要分布在《中國土地科學》、《生態學報》、《地理研究》、《農業工程學報》、《自然資源學報》、Land Use Policy、Journal of Environmental Management、Applied Geography、Landscape and Urban Planning等期刊，內容涵蓋土地利用調查與動態監測、土地利用/覆被變化、土地評價、土地規劃、土地利用信息技術等方面。

1 2013年土地利用與規劃研究發展現狀

從國內外土地利用與規劃研究趨勢來看，土地利用與規劃需要重視科技成果應用，在與土地管理實踐密切結合中得到不斷發展[1]。吳傳鈞將土地利用研究的主要內容概括為土地利用現狀調查、土地利用評價、土地利用類型與區劃、土地利用規劃4個方面[2]。筆者以此為基礎，結合近年土地利用與規劃研究主題，構建土地利用與規劃研究內容體系（圖1）。具體而言，土地利用調查是開展研究的基礎，包括土地利用分類，土地利用現狀調查等內容。在充分獲取土地利用信息的前提下，進行土地社會經濟和生態效益評價以及土地利用變化時空特征、驅動機制、影響效應和模型模擬研究。在此基礎上，開展土地利用規劃體系、評估方法和實施管理研究，保障土地資源合理配置和高效利用。對土地利用變化和規劃實施情況進行動態監測，其成果又成為土地利用調查的基礎。土地信息技術應用和土地利用政策保障機制研究貫穿內容體系的各主要環節。

2013年，國內外土地利用與規劃研究在上述主要領域均取得了一定成果，但研究更集中于土地評價、土地利用/覆被變化、土地規劃和土地信息監測技術等重點問題。

圖1 土地利用與規劃研究內容體系Fig.1 The research contents system of land use and planning

1.1 國外土地利用與規劃研究發展現狀

2013年，國外學者主要從自然地理視角研究土地利用與規劃問題，研究集中于土地利用調查與動態監測、土地利用/覆被變化和土地利用規劃編制3個方面。其中“土地利用動態監測技術”、“土地利用變化效應”、“土地利用規劃理念與方法”等是國外學者研究的重點問題。研究表明，優化3S技術和探索遙感影像的處理方法能夠實現土地調查與動態監測中土地利用信息的快速識別；土地利用方式的轉變會影響生態系統服務功能和價值，包括引起水質與徑流量、生物多樣性、土壤、氣候條件的改變等；通過加入生態系統服務功能指標，構建統一開放的公眾參與平臺，有助于發揮土地利用規劃的生態環境保護功能，促進規劃參與者的多方利益協調。

1.2 國內土地利用與規劃研究發展現狀

2013年國內土地利用與規劃研究圍繞土地利用調查與監測、土地利用評價、土地利用/覆被變化以及土地利用規劃展開，在深化傳統重點領域的基礎上，著眼于與土地管理相結合，推動學科的進一步發展。目前，基于3S技術的土地利用監測技術已經較為完備，但信息提取的效率和準確性還有待提高，通過探索土地信息識別和挖掘方法，實現土地利用信息的快速、準確獲取。在快速城鎮化的背景下，土地資源供需矛盾日益突出，生態環境受到嚴重威脅，土地適宜性評價、土地集約利用評價和城市用地效率評價研究成為熱點問題。土地利用/覆被變化研究成果豐碩，以土地利用時空變化特征和驅動機制為基礎，著重開展土地利用變化效應以及模型模擬研究。研究表明，土地利用變化對生態環境影響顯著，主要體現在生態系統服務價值、土壤、水文、景觀格局、生物多樣性和碳排放強度等方面。土地利用變化的預測和模擬研究通過大量實證案例的積累，探索模型模擬方法的優化和創新。圍繞土地利用規劃的編制與評估方法，學者試圖通過完善土地利用規劃編制理念，促進公眾參與規劃編制，探索并改進規劃實施評估方法，提高規劃質量與實施效果，為土地利用管理提供科學依據。

2 2013年土地利用與規劃重點問題研究進展

2.1 國外土地利用與規劃重點問題研究進展

2.1.1 提升土地利用動態監測技術水平 優化3S技術與方法有助于土地利用調查和動態監測水平的提升。改進應用于海平面測量的GPS技術可以輔助沿海地區土地利用與土地污染監測[3]；基于多指標綜合模型和地區變化模型的綜合變化探測方法（CCDM）能夠捕捉不同景觀格局下的自然和人為干擾[4]。在遙感影像處理技術的改進方面，通過探索自動消除衛星影像中云和云影的方法[5]和基于多分辨率、多傳感器空間解譯的圖像融合技術[6]，可以實現快速捕捉土地利用變化并精確判定地表作物類型的監測目標。利用土地利用信息技術，學者分析了不同區域土地利用變化的時空特征和動態演變過程，研究土地用途轉變的速度和規律[7-8]。

2.1.2 關注土地利用變化影響效應問題 學者普遍認為土地利用變化對生態系統服務功能產生影響[9]。結合不同土地利用類型、多種空間尺度的研究發現，草地、灘涂可以提高區域生態系統服務價值，而耕地的增加則會降低生態系統服務價值[10-11]，當人均建設用地面積到某一閾值時，土地的生態系統服務功能急劇退化[12]。此外，土地利用方式的轉變引起地表土地覆被狀態變化進而影響水文環境、土壤和氣候、生物多樣性等方面。河流系統的理化性質、生物條件以及徑流量因人類活動受到影響[13-15]，居民點密度的增加引起森林覆被率下降，導致局部地區不同程度的氣候條件改變[16]。土地利用變化也是導致物種演替或滅絕的重要驅動力，土地用途轉換往往會引起生物結構變化和生物多樣性減少[17-18]；土地利用相對集約的地區生物多樣性減少速度慢，土地利用類型越多生物多樣性越高[19]。

2.1.3 創新土地利用規劃理念與方法 土地利用規劃理念創新體現在兩個方面。一是重視土地利用規劃對生態環境的影響。將生態系統服務價值作為重要指標，納入到土地用途選擇的決策分析中[20]；整合地區氣候變化研究、能源規劃和土地利用規劃[21-23]，將影響生態系統服務的生態環境因素、社會經濟變化過程與土地利用規劃政策相結合[24]；加強土地利用和生態系統服務的聯系機制，有助于土地利用規劃中生態和經濟利益的協同[25]。二是構建多方利益協調的土地利用規劃。農村地區的土地利用規劃應充分兼顧農民、自然保護組織等的利益訴求，建立統一、開放的參與平臺[26]；為了避免城鎮邊緣居住用地擴張引起的利益沖突，在制定規劃時通過多方談判化解公眾、私人以及地方組織間的利益糾紛，保證土地利用規劃的實施效果[27-28]。圍繞土地利用規劃編制的方法創新，也進行了有益嘗試。根據土地類型的生態服務價值，建立基于空間決策支持系統（SDSS）的土地空間配置模型，有助于強化土地利用規劃的生態保護功能[29]；運用人口迭代（PBIG）的啟發式搜索算法可以解決農村居民區分區規劃問題[30]；以意大利空間規劃為案例，構建了支持土地利用、經濟、農業和景觀規劃的規劃工具[31]。

2.2 國內土地利用與規劃重點問題研究進展

2.2.1 創新土地利用監測技術與方法 土地利用調查與動態監測是開展土地利用和規劃研究的基礎，國內學者主要在土地類型的快速識別和土地利用信息的挖掘方法兩方面有所創新。土地利用信息快速識別技術中，以遙感圖像為基本信息源，通過分析各類地物的光譜信息，構建土地自動分類方法，可快速準確識別水體、未利用地、居民點、林地和耕地，其速度遠高于人工分類[32]。類似地，以無人機高分辨率影像為基礎，運用面向對象的多尺度分割影像信息提取技術，可充分解讀影像中包含的紋理、形狀、大小等空間信息，快速、準確地進行土地利用信息提取[33]。在土地利用信息挖掘方法研究中，利用連續分時段土地利用轉移矩陣求算總時段轉移矩陣的方法，構造地類轉移計算模型，對蘇州市等高度城市化區域土地利用變化信息進行深入挖掘，分析地類轉移的特征和趨勢[34]?；诙嗥谶b感影像和地形數據的分析，學者們從實證角度研究不同地區土地利用變化的歷史演變過程、空間結構和分布特征以及各種土地利用類型相互轉換的規律和趨勢[35-36]。

2.2.2 深化土地評價研究 土地評價研究主要圍繞土地適宜性評價、土地集約利用評價和城市用地效率評價等重點問題開展。土地適宜性評價研究是進行土地利用決策、科學編制土地利用規劃的基本依據，研究方法較為成熟。研究成果集中于未利用地開發的適宜性評價和存量土地再利用適宜性評價兩方面。未利用地是重要的耕地后備資源，以青藏高原區和黃河三角洲等地區為研究對象，選取地形地貌、氣候、土壤和水資源狀況等因子，構建適宜性評價模型，平衡區域土地利用效率和生態環境保護的要求[37-38]。科學有序地進行存量土地再開發是實現土地集約利用的重要途徑，借鑒土地適宜性評價方法，判斷土地再利用的最優用途，對廢舊產業用地用途調整提供開發策略[39]。

城市土地閑置和低效利用現象仍普遍存在，土地節約集約利用尤為必要和迫切。在延續城市建設用地集約利用評價和開發區集約利用潛力評價的基礎上，以城鄉結合部、城市新區、交通用地為對象進行土地集約利用研究[40-42]，擴大了評價對象范圍。通過增加生態環境指標[43]，探索低碳理念下的城市土地集約利用內涵和評價方法[44]。

在工業化、城鎮化快速發展的背景下，城市用地效率評價研究仍是重點問題。實證研究方面，集中探討了城市土地擴張的時空特征和社會經濟效益[45-49]，評價結果發現，全國287個地級以上城市土地利用效率總體不高[50]，部分城市群土地擴張的經濟效益較高[51]，而影響土地利用效率的因素包括經濟發展水平、地理距離、人口數量、產業結構等，且影響效果對不同的用地類型或產業結構地區存在差異[52-54]。評價方法創新方面，依據協調發展理論，可構建土地利用系統和經濟系統協調發展模型，在經濟發展過程中，實現優化產業結構、減少資源消耗，強化土地集約利用管控的目標，發揮土地的宏觀調控作用[55]。參照經濟收斂的研究方法，建立土地資源收斂性進行檢驗模型，分析結果顯示過去10年間中國城市土地消耗強度不斷下降，其區域差異存在減小的趨勢[56]。采用數據包絡分析法、Logistic回歸模型和地理加權邏輯回歸（GWLR）模型對產業用地的生產效率進行分析，發現工業園區相較零散分布的工業企業，有更高的土地生產效率[57]。

2.2.3 關注土地利用變化效應和模擬 以土地利用/覆被變化（LUCC）時空變化特征和驅動機制為基礎，著重開展土地利用變化的生態環境效應以及模型模擬研究，研究重心從基礎理論轉向生態環境效應分析和成果應用方面。土地利用變化的生態環境效應以生態系統服務價值變化為核心問題，對土壤、水文、生物多樣性和碳排放等其他環境要素的變化分析也是重要內容。研究認為，自然主導的土地利用類型（森林、牧草地、濕地等）向人工主導的土地利用類型（城市建設用地、農用地等）的快速轉變會影響生態系統服務功能和價值[58-59]。城市尺度的研究發現建設用地增加導致城市生態系統服務價值下降，而城市生態用地有規劃地集中布局會提升區域生態服務效應[60-61]。區域尺度的研究對象包括林地、草地等非建設用地和各類型的建設用地，研究發現建設用地增加會削弱生態功能，而林地增加可引起生態系統服務總價值上升[62-64]。土地利用方式轉變對土壤、水質以及物種數量、種類產生顯著影響[65-67]，同時，引起碳排放強度的變化，研究發現在全國尺度上土地利用類型轉變的碳排放強度存在明顯的空間差異，可以考慮限制林地向其他土地利用類型轉變，防止水土流失[68]，降低對草地的人為干擾等方式控制土地利用碳排放[69]。

土地利用變化模型模擬是定量預測土地利用變化的基礎。在傳統的土地利用變化及效應（CLUE）模型、馬爾可夫模型（Markov）、元胞自動機模型（CA）和系統動力學模型基礎上，引入空間自相關因子形成Auto-logistic回歸模型和基于局部化轉化規則的CA土地利用模型，提高了土地利用變化的數據解釋能力和模擬精度[70-71]；通過構建區域土地利用競爭模擬模型和區位熵模型，實現對區域土地利用變化過程更為全面的模擬和闡釋[72-73]。還有學者采用適用于景觀格局過程分析的Spatial-Markov模型[74]和綜合的Binary Logistic和CA-Markov模型對城鄉結合部的土地利用變化進行模擬預測[75]。

2.2.4 改進土地利用規劃編制和評估方法 土地利用規劃編制與評估方法不斷完善。土地利用規劃編制方面，規劃的編制和調整需要考慮不同利益相關者的訴求，探索公眾參與式的規劃編制方法，減小因偶然經濟行為導致的規劃調整，提升土地利用規劃的合理性和可持續性[76-78]。在新型城鎮化背景下，土地利用規劃應當堅持節約集約的原則，主動服務城鎮化發展，統籌土地城鎮化、人口城鎮化和經濟社會城鎮化同步發展的需要[79]。在規劃編制與管理的實踐過程中，對于土地利用總體規劃布局的安排缺少評判的客觀標準，選擇適宜性指數、協調性指數與合理性指數等作為評價指標，可建立適用于土地利用功能分區布局的可行的評價方法與指標體系[80]。另外，土地利用規劃通過調整土地結構和用地布局對生態環境產生深遠的影響，通過建立多層次或多指標的評價體系，預估土地利用規劃方案的實施對環境、生態和土地資源的潛在影響，為規避土地利用調整可能出現的負面影響提供有益的決策支持和參考[81-82]。

土地利用規劃的實施評估既是規劃實施管理的重要內容，也是新一輪規劃修編的重要依據，因此，探索有效可行的評估方法對于完善土地利用規劃的研究體系意義重大。將“壓力—狀態—響應”（PSR）模型與模糊綜合評價法相結合，建立兼具層次系統性和模糊性的規劃實施評價方法[83]；構建面向規劃執行過程和執行結果的空間吻合度度量模型，并制定相應的空間吻合度分級標準，能夠評估規劃實施效果與規劃目標的空間吻合性，及時發現土地規劃在數量或空間上不吻合的原因[84]；由土地利用形態、結構、行為、程度、功能和布局6方面內容所組成的土地利用規劃綜合評價體系，為土地利用總體規劃管理實踐提供一定的方法支撐，切實提高規劃的編制質量和實施效果[85]。

2.3 國內外土地利用與規劃重點問題對比

總體而言，國內外土地利用與規劃研究的主題相似，但由于社會經濟發展階段、土地制度不同，研究著眼點亦有所區別（表1）。國外尤其是西方發達國家，土地歷史資料和數據積累豐富，易于對現有的土地理論加以完善和改進。而國內，全面、系統的土地調查剛剛完成第二輪，數據積累有限，更傾向使用短期的數據開展實證研究。

比較國內外土地利用與規劃研究重點問題，有以下4點異同：第一，土地利用調查與監測信息技術的改進和創新是國內外共同探討的問題，學者們利用3S技術，在實現土地利用信息提取和快速識別方面均取得了一定的進展。但就具體研究內容而言，國外主要探討了土地利用動態監測中遙感影像處理方法的改進，國內側重于探索新的土地信息識別和挖掘方法，提高土地利用信息提取的效率和準確性。第二，由于中國和其他發達國家處于不同的城鎮化階段，國內仍重視城市用地擴張的驅動機制研究，以及土地利用經濟評價和效率評價，而國外相關研究成果較少。第三，土地利用變化是國內外學者共同關注并深入探討的問題，但國外研究更加關注土地生態系統服務價值評估和其他生態環境的影響效應，國內學者除了重視生態環境影響效應以外，還強調土地利用變化的模型構建和區域情景模擬。第四，土地利用規劃研究，國外主要探索規劃理念和編制方法，而國內對規劃實施效果評估和管理問題更加關注。

表1 國內外土地利用與規劃研究主要內容的對比Tab.1 The comparison of the main research contents of land use and planning in China and abroad

3 2014年土地利用與規劃研究展望

十八屆三中全會指出“加快建立生態文明制度，健全國土空間開發、資源節約利用、生態環境保護的體制機制”。這一目標對國土空間開發與自然和諧發展提出了更高的要求。國土是生態文明建設的空間載體，優化國土空間開發格局是推進生態文明建設的首要任務。應建立“國土空間開發的保護機制”，劃定生態保護紅線，以主體功能定位為依據，劃定生產、生活、生態空間開發管制界限，明確“三生”空間合理利用技術與方法。同時，提高土地資源環境承載能力監測技術，開展土地利用生態環境影響評價，加強土地利用變化動態監管機制。為了“完善城鎮化健康發展體制機制”，破解城鎮化發展中土地利用面臨的深層次、結構性矛盾，應促進土地資源節約集約利用，積極盤活低效利用的存量建設用地，探索土地利用效率和效益的提升技術。

比較2013年實際研究成果與2012年度土地科學研究預測，整體預測吻合度較高。第一，土地集約利用評價的內涵擴展、評價指標體系和方法創新都出現有益的嘗試。第二，土地利用變化的生態環境影響評價是可持續發展和創建“兩型社會”的基礎性研究，積累豐碩的理論分析和案例成果；土地利用變化的社會、經濟效應主要體現在探討社會經濟因素對土地利用變化的驅動作用。第三，土地利用規劃相關研究取得一定成果，“多規融合”的空間規劃方法或技術未有突破性進展。第四，深化信息技術在土地利用與規劃中的應用是本領域研究的熱點，對3S技術進行改進與創新符合土地管理的基本需求方向。

在考察2013年土地利用與規劃研究進展的基礎上，通過分析2014年國家主要科技需求，我們認為2014年土地利用與規劃研究將會集中在：（1）探索構建國土空間規劃理論與技術體系。在中國，國土空間規劃總體上還是一個相對薄弱和落后的規劃領域，沒有充分發揮整合區域資源、優化空間布局、提高土地資源利用效率的作用。目前，“兩規協調”和“多規協調”層面的理論和實踐研究較為全面，但科學完整的國土空間規劃理論與方法仍有待進一步研究。受規劃理念、管理體制、配套機制等方面制約，國土空間規劃體系的建立不僅是技術問題，更是體制問題。如何統領不同部門、不同區域之間的規劃，也是未來國土空間規劃研究需要破解的難題。（2）建立“生產、生活、生態”的“三生”空間分類體系。目前中國土地利用現狀分類和城鄉用地分類體系相對成熟和規范，但與國土空間開發相適應的國土空間分類體系研究仍處于空白。十八大報告中提出建立“生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀”的國土空間開發格局，建立基于“生產、生活、生態”的“三生”空間分類體系成為編制國土空間規劃、優化國土空間格局的重要前提。因此，有必要在現有分類體系的基礎上，擴展土地利用分類的內涵和方法，增加土地質量屬性和土地利用效益的考慮，構建“三生”空間分類體系。（3）加強土地利用的生態環境保護研究。已有研究普遍認為建設用地擴張往往造成區域生態功能下降，如何尋找生態保護與經濟發展的平衡點將成為今后的重要課題。為此，需要加強土地利用的生態環境承載力評價、土地生態系統服務價值評估等研究，探索科學劃定生態保護紅線，嚴格保護國土生態空間的技術與方法，保障人口、經濟、資源、環境協調發展。（4）開展以新型城鎮化戰略為導向的土地利用效率評價。新型城鎮化戰略要求不斷提升城鎮化建設的質量內涵，推動城鎮化由偏重數量規模增加向注重質量內涵提升轉變。目前，中國城鎮化以大規模、低密度、粗放式的城市土地擴張為特點，忽略了土地利用綜合效率與效益的提升。因此，探索更加節約集約的土地利用方式，創新土地利用效率評價的方法與技術是未來土地利用與規劃研究的重要方向。

2014 年，《中國土地科學》在繼續著力推介土地利用與規劃領域重大科技成果的同時，重視上述涉及中國當前經濟社會深化改革發展中的土地分類、土地評價、土地規劃體系和實施評價、土地信息技術創新等研究成果，為土地資源管理提供決策參考與理論支撐。

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（本文責編：郎海鷗）

Comments on Land Sciences Research Priorities in 2013 and Perspective for 2014: Sub-report of Land Use and Planning

LIN Jian, ZHANG Yu-ping, LI Jing-yi, LUO Jie，CHU Jian-qun
（College of Urban and Environmental Sciences, Peking University, Beijing 100871, China）

The purpose of this study is to summarize the research progress of land use and planning in 2013. Furthermore, it forecasts the research trend in 2014. Method employed is literature review. The results indicate that the international researches on land use and planning mainly focused on land use dynamic monitoring, impacts of land-use change, concepts and approaches of land use planning. The research in China focused on land use survey and dynamic change monitoring, land evaluation, impacts and simulation of land-use change, and compilation and evaluation of land use planning in 2013. The relevant studies made indeed progress. It is concluded that further studies will pay more attentions on the issues, such as territory special planning, spatial classification for living, production, and ecology, environmental impacts of land-use change, and assessment of land use efficiency.

land use; land use planning; summary; research progress; research outlook

F301.2

A

1001-8158（2014）02-0003-10

2014-01-15

2014-01-26

林堅（1969-），男，福建福鼎人，博士，教授。主要研究方向為土地利用、評價與規劃。E-mail:jlin@urban.pku.edu.cn

楚建群（1967-），女，吉林長春人，博士，講師。主要研究方向為土地利用、評價與規劃，城市與區域規劃。E-mail:chujq@163.com