國土空間綜合分區研究 綜述

念沛豪， 蔡玉梅， 馬世發，莊 立， 張路路

（1. 北京師范大學地理學與遙感科學學院， 北京 100875；2.中國土地勘測規劃院， 北京 100035；3.國土資源部土地利用重點實驗室， 北京 100035；4. 中山大學地理科學與規劃學院， 廣東 廣州 510275；5.中國地質大學（北京)土地科學技術學院， 北京 10 0083 )

1 引言

中國共產黨十八大工作報告中提出要全面建設小康社會，優化國土空間開發格局，促進生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀。分區在制定、實施社會經濟發展戰略和建設生態文明中處于基礎地位[1]，是實現報告所提要求的重要途徑。目前，不同部門的相關規劃從不同角度和主題對國土空間進行分區，如自然區劃、農業區劃、經濟區劃、生態功 能區劃、土地利用分區、主體功能區劃等。不同分區在分區結果、政策等方面存在不一致現象，影響著區域發展方向的確定。因此需要在綜合各類要素的基礎上，對社會、經濟、生態、環境、資源所組成的復合國土空間進行綜合分區研究，在更高層面對各類分區進行統籌和協調。未來中國構筑統一的空間規劃體系也需要以國土空間綜合分區作為支撐。目前國內綜合分區研究尚處于探索階段，而主體功能區劃和土地利用分區具有綜合性質，形成一定的研究方法，可為綜合分區研究提供借鑒。本文針對上述兩類分區的指標體系和技術方法進行歸納和總結，并提出綜合分區研究趨勢和建議。

2 分區指標體系構建

分區的本質是對具有差異的區域進行的劃分，而指標體系作為區域差異識別的依據，是分區的前提和基礎，直接體現著分區的目標。不同主題的分區根據其內容、類型、目標和尺度的不同，指標體系在構建的角度和涵蓋的要素等方面也各有差異[2]。

2.1 主體功能區指標體系構建

主體功能區是在分區類型確定后，對各評價單元進行識別并決定其歸屬于哪種類型區[3]，故指標體系圍繞著對分區類型的識別構建，一般由主題層、目標層、指標層三級構成。大部分研究將以資源環境承載力、開發利用密度與強度、發展潛力為代表的3大類要素作為主題層框架進行指標體系構建[4-6]；一些研究從社會經濟和自然生態兩大方面選取指標，對其分別進行綜合評價[7]；一些研究考慮資源、生態環境、社會經濟、土地利用4大方面的要素；還有研究則集中關注于某類具有決定性的要素，如開發適宜性[8]或相對資源承載力[9]等（表1)。

表1 主體功能區主題層要素構建思路表Tab.1 Elements in subject layer built for national major function zoning

目標層在三級指標體系中承上啟下，是銜接主題層與指標層的關鍵部分。目標層指標項一般為復合指標，根據主題層要素項選取，并由指標層的具體因子計算得到。本文歸納了目前主體功能區劃研究中采用較多的目標層復合指標項，并建立了其與表1中應用最多的兩類主題層要素的對應關系（圖1)。盡管不同研究主題層要素構建思路不同，但目標層的復合指標項涵蓋的主要內容大體一致，包括資源、環境、生態、社會、經濟等因素。不同研究根據實地情況并結合經驗對指標層中的具體因子進行選擇和調整，既要符合目標層的要求，更要密切關注指標的地域性。也有一些研究認為不應對所有分區類型構建統一的指標體系，而應針對不同類型的區域采用不同的指標體系，如禁止開發區通過定性原則進行劃定，而優化開發區通過開發強度進行界定等。

圖1 主體功能區目標層與主題層指標關系對應圖Fig.1 Relationship of indicators between destination layer and subject layer in the national major function zoning

主體功能區劃指標體系圍繞著如何識別區域“優化、重點、限制、禁止”4類不同的開發程度構建，雖然包含多種主題要素，但本質上還是從城鎮及工業化開發單角度出發，在指標選取時對國土空間所表現出的諸如糧食保障等其他功能關注不夠。

2.2 土地利用分區指標體系構建

土地利用總體規劃中的分區通常分為三種：省級的綜合分區、市級的功能分區，以及縣鄉級的用途管制分區。在省級土地利用綜合分區研究中，指標體系圍繞社會經濟、自然生態和土地利用3大方面進行構建[10-14]。多數研究選擇的社會經濟和自然生態指標主要包括經濟總量與結構、人口、交通條件、生態重要性和敏感性、環境容量等方面，而土地利用指標則重點關注土地利用的結構、程度和效益等[15]。此外，有些研究將土地利用指標依據社會經濟和自然生態屬性分別進行綜合評價[16-17]；有些研究從土地利用開發和保護之間的耦合關系入手，選取指標反映開發和保護的狀態[18-20]；有些研究則集中關注土地利用及變化方面的指標[21]，如從土地利用結構、投入、產出、動態變化和發展等方面[22]，或從土地資源基礎、以及土地所表現出的社會、經濟、生態等各類功能的角度選取指標[23]。綜上所述，土地利用分區主要針對差別化土地利用管理的政策需求，識別不同區域在土地資源條件和土地開發利用方向上的差異，分區指標具有綜合性和地域性。

3 分區技術方法

3.1 權重設置與指標處理

指標權重設置的方法包括專家咨詢法[24]、層次分析法[25]、頭腦風暴法等主觀方法，以及主成分分析法[26-28]、熵值法[29]、變異系數法、灰色關聯法等客觀方法。也有學者采用綜合賦權法[30-31]，即分別選取幾種主客觀賦權方法進行應用，并綜合幾種方法的賦權結果作為最終權重，以提高綜合評價體系的正確性和科學性。

指標處理方法包括綜合指數、分等定級、空間分析三大類。綜合指數法主要是通過加權求和、變異系數、主成分分析等具體方法求出各單元或各大類指標的綜合指數值[4-5,28]，或通過專家集成等定性方法對政策、發展潛力等不易定量的指標進行打分。一些研究在承載力和潛力計算方面設定理想值或參照值，將實際值與理想值的差值或比值作為綜合指數[32]。分等定級法是采用設定閾值等手段對指標進行分等[7,33]。對于涉及空間要素的指標，則需運用GIS技術支持的空間分析方法[25-26]，如依據線性或指數衰減規律構建緩沖區、通過疊置操作綜合不同空間要素、采取空間差值補充缺失數據等。

3.2 分區方法

分區方法即為達到區內差異最小、區間差異最大的分區目標而進行區域劃分的過程，可分為定性方法、定量方法和“3S”技術與方法三大類。定性方法主要有專家集成法、主導因素法、頭腦風暴法等，簡單快捷，但是精度不高，依賴于專家知識與判斷，通常用于對區域整體進行定性判斷，或對定量或GIS技術與方法生成的區劃方案進行調整。定量方法主要有矩陣判斷法[26,33-34]、聚類分析法[14,35]、狀態空間法[6]、單項指標評價法[5]、資源環境承載力法[9]、生態因子指標法、多元線性判斷法等，是目前分區研究中最常用的方法，能對屬性要素進行準確刻畫。3S技術與方法具有優秀的空間數據處理和分析能力，為分區研究提供了極大支持，有些研究強調在GIS系統平臺下完成分區過程[36]。此類方法不僅包括對各要素的空間統計、分析與處理，利用優化算法構建智能化分區模型[37-38]，還包括對分區成果進行空間可視化表達和建庫等。表2為對目前常用分區方法的特點進行的總結。

各類分區研究與實踐多結合“自上而下”演繹與“自下而上”歸納兩種思路，根據各類方法的特點在分區過程中配合使用。在不同階段或對不同的要素進行評價時，將定性、定量與“3S”方法結合起來，不僅可以在不同階段發揮不同方法各自的優點，還可以對不同方法形成的分區方案進行對比修正后得出最終成果。但是目前各類方法還不能全面地滿足分區的需求。定性方法只能應用于某些定性判斷步驟，無法支撐整個分區過程。常規的定量方法主要考慮以各評價單元進行統計的要素與指標，而較少考慮鄰接單元間的空間聯系與相互作用，導致分區成果在空間上過于破碎，片區不連續。對新方法特別是以GIS為代表的基于空間數據的現代空間信息分析技術，還只是運用了空間分析、制圖或數據管理等方面的初級功能。

4 結論與展望

4.1 多主題集成的綜合分區是未來研究的重要方面

雖然具有綜合分區性質的主體功能區劃和土地利用分區研究取得了豐富的成果，但其分區目標和指標體系構建是從城鎮及工業化開發或土地利用等單主題、單角度出發的，仍不足以反映綜合分區的特征。未來應在吸收和借鑒各類分區有益成果的基礎上，注重對不同性質、不同數據來源、既相互作用又相互獨立的多主題空間要素的集成，構建不同尺度的綜合分區思路，包括評價單元劃分、指標體系構建、分區方法選擇、成果表達等多個方面。在協調各要素空間開發秩序的基礎上，實現對國土空間的優化配置，增強分區的科學性和實用性。

表2 常用分區方法述評Tab.2 Review of different common regionalization methods

4.2 注重對智能化分區模型的研究

一方面，綜合分區具有統籌考慮自然環境與社會經濟兩大方面要素，統一協調屬性要素與空間要素關系，考慮區域變化對周邊以及更大區域影響和作用等特征，傳統的分區方法已無法滿足綜合分區的需求。另一方面，隨著計算模擬與預測、專家智能、“3S”等技術的發展，為分區模型的構建提供了新的思路與技術支撐。未來應將科學發展的前沿技術與綜合分區的業務需求相結合，不斷發展、豐富、提高和完善分區方法。深入挖掘“3S”技術在分區中的應用，融合專家知識、集體智能與空間模型等方法，注重對各類智能優化算法的應用，探索多學科背景的綜合集成方法體系，結合綜合分區統籌考慮自然與社會經濟要素、屬性與空間要素的特點，構建分區模型與決策輔助支持系統。

4.3 加強對國土空間動態分區的研究

目前，分區的指標體系和方法主要適用于對區域的靜態描述。雖然有些研究在指標選取等方面考慮到區域的未來情況，但也只是將發展潛力等描述未來變化趨勢的指標與其他靜態指標一同計算，其本質還是描述區域在某一個時刻的狀態，并沒有形成連續的動態分區過程。因此，未來應將時空動態分析模擬應用到綜合分區中，以避免傳統靜態分區對未來形勢估計的不足，并考慮區域內各要素的動態演變過程，進行基于現狀、面向未來的動態分區，模擬未來近、中、遠期不同時間尺度，以及不同發展方向與政策情景下的區域狀態。通過區域變化監測，不斷向分區系統中注入區域的最新狀態，借助數據同化技術，支持分區的動態演變和調整，更有效地為促進區域協調發展、社會—經濟—生態復合系統良性循環提供支撐。

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