黃 安，許月卿，郝晉珉，孫丕苓，劉 超，鄭偉然

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193；2.國(guó)土資源部農(nóng)用地質(zhì)量與監(jiān)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100193）

土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究進(jìn)展與展望

黃 安1，2，許月卿1，2，郝晉珉1，2，孫丕苓1，2，劉 超1，2，鄭偉然1，2

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193；2.國(guó)土資源部農(nóng)用地質(zhì)量與監(jiān)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100193）

研究目的：對(duì)土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究可為協(xié)調(diào)土地科學(xué)、合理開發(fā)，提高土地利用效率和促進(jìn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究提供依據(jù)。研究方法：文獻(xiàn)調(diào)研法。研究結(jié)果：土地利用多功能性研究取得階段性成果，但其概念和分類體系尚未達(dá)成共識(shí)，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系尚未統(tǒng)一，基于行政單元的中宏觀尺度研究較多，微觀單元落地化研究較少，評(píng)價(jià)方法較為單一，研究成果應(yīng)用不足。研究結(jié)論：在全面推介已有研究成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)土地利用多功能性理論體系研究，構(gòu)建多分類、多層次、多尺度土地利用多功能性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；借鑒已有的特定功能研究成果，加強(qiáng)微觀尺度研究，并拓展評(píng)價(jià)研究成果應(yīng)用。

土地利用；多功能性；評(píng)價(jià)研究；進(jìn)展；展望

Key words:land use; multiple functions; evaluation research; progress; prospect

1 引言

土地作為人類社會(huì)賴以生存的重要載體，為人類社會(huì)的發(fā)展提供了諸多產(chǎn)品和服務(wù)，不同的產(chǎn)品和服務(wù)是土地不同功能的狀態(tài)表現(xiàn)，即土地利用具有多功能特性，如社會(huì)功能、經(jīng)濟(jì)功能、生態(tài)功能[1]。在人類對(duì)土地進(jìn)行開發(fā)利用過程中，土地功能的利用具有機(jī)會(huì)均等性，某一方面的功能得到充分開發(fā)、利用的同時(shí)，會(huì)導(dǎo)致其他功能被壓縮，引起土地資源未得到合理開發(fā)利用[2]。隨著2016年“全球土地計(jì)劃第三屆開放科學(xué)大會(huì)”的順利召開[3]，土地利用遠(yuǎn)程耦合（telecoupling）①遠(yuǎn)程耦合：土地利用空間在大區(qū)域乃至全球尺度上的協(xié)同與權(quán)衡。、協(xié)同（synergies）與權(quán)衡（trade-off）②協(xié)同與權(quán)衡：協(xié)同，兩種或多種功能同時(shí)得以發(fā)揮的情形；權(quán)衡，一種功能的發(fā)揮使得其他功能有所抑制的情形。成為土地可持續(xù)性利用研究的熱點(diǎn)方向[4]。土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究作為土地可持續(xù)利用研究的基礎(chǔ)工作，成為學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)問題。如何權(quán)衡土地各種功能，使有限土地資源得到合理、高效利用，成為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵[5]。

土地利用多功能性（Land Use Functions，LUFs）是指不同土地利用方式所提供的私人和公共的產(chǎn)品與服務(wù)。由歐盟第六框架項(xiàng)目“可持續(xù)性影響評(píng)估：歐洲多功能土地利用的環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)”（Sustainability Impact Assessment: Tools for Environmental Social and Effects of Multifunctional Land Use in Europe Regions，SENSOR）正式提出[6]。土地利用多功能性評(píng)價(jià)是對(duì)土地利用功能的多樣性評(píng)價(jià)[7]。目前，土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究逐漸從定性研究[8-9]過渡到定量研究[10-11]，并轉(zhuǎn)空間定量研究[12-13]。在正確理解土地多功能性概念、內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，對(duì)土地利用多功能性進(jìn)行科學(xué)分類，構(gòu)建合理、科學(xué)的指標(biāo)體系，是對(duì)土地利用多功能性定量評(píng)價(jià)研究的前提，也是研究結(jié)果服務(wù)于土地利用多功能分區(qū)規(guī)劃、功能權(quán)衡、政策制定的依據(jù)。本文查閱國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)，對(duì)土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究進(jìn)行系統(tǒng)梳理和回顧，分析當(dāng)前研究現(xiàn)狀與存在問題，探討應(yīng)深化研究的重點(diǎn)方向、解決思路，以期促進(jìn)土地利用多功能性系統(tǒng)研究工作的開展。

2 土地利用多功能性概念與內(nèi)涵

2.1 概念起源

土地利用多功能性研究由早期的農(nóng)業(yè)多功能性演變而來。2001年，國(guó)際組織正式提出了農(nóng)業(yè)多功能性的概念：農(nóng)業(yè)除了提供食品、纖維等商品產(chǎn)出的經(jīng)濟(jì)功能外，還具有與農(nóng)村環(huán)境、農(nóng)村農(nóng)業(yè)景觀、生物多樣性、生存與就業(yè)、食品質(zhì)量衛(wèi)生、國(guó)家糧食安全保障、農(nóng)村農(nóng)業(yè)文化遺傳以及動(dòng)物福利等非商品產(chǎn)出相關(guān)的環(huán)境和社會(huì)功能[14-15]。隨著研究進(jìn)一步深入，學(xué)者們逐漸認(rèn)識(shí)到多功能性不僅僅局限于農(nóng)業(yè)方面，其他土地利用同樣具有多功能性特性[6]。土地利用多功能性將所有土地利用類型視為有機(jī)整體，研究一定區(qū)域范圍內(nèi)土地為人類所能提供的產(chǎn)品和服務(wù)，從這一點(diǎn)看，土地利用多功能性的外延更大，研究?jī)?nèi)容更廣，綜合性更強(qiáng)。

2.2 內(nèi)涵研究

SENSOR項(xiàng)目首次提出土地利用多功能性概念[1]：是一定區(qū)域內(nèi)土地利用過程中，能為人類提供的各方面的產(chǎn)品和服務(wù)[6]，包括社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境三大功能。隨后，不同學(xué)者在此基礎(chǔ)上從不同角度對(duì)土地利用多功能性進(jìn)行了改進(jìn)性詮釋，De Groot[15]認(rèn)為景觀是承載土地利用多功能性的基本載體，將景觀作為重要土地利用多功能性的研究單元。Reidsma等[10]重點(diǎn)明確了土地利用多功能性研究的目的是服務(wù)于土地可持續(xù)利用。Scher等[16]對(duì)比分析了景觀多功能、生態(tài)多功能、土地利用多功能新，指出三者目的基本一致，均服務(wù)土地可持續(xù)利用、土地利用格局優(yōu)化調(diào)控，但三者為土地利用管理過程中不同階段的研究工作。陳婧等[17]對(duì)土地利用多功能性的特性進(jìn)行了補(bǔ)充，認(rèn)為是其主要是由生產(chǎn)功能、生態(tài)功能、生活功能構(gòu)成的具有完整性、連續(xù)性、綜合性的功能整體。此外，部分學(xué)者擴(kuò)展了功能構(gòu)成，如王楓等[11，13]將文化功能作為重要功能單獨(dú)列出，構(gòu)成經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)、文化4大功能。不同學(xué)者對(duì)土地利用多功能性概念進(jìn)行了調(diào)整完善，促進(jìn)了土地利用多功能性理論研究。

圖1 土地利用多功能性形成的理論關(guān)系Fig.1 The theoretical relationship of LUFs formation

土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究重點(diǎn)刻畫土地利用提供商品和服務(wù)及滿足人類社會(huì)需求的程度，這就決定了土地利用多功能的出現(xiàn)離不開兩個(gè)主體，即作為 “載體”的土地和人類的“需求”。把原始自然狀態(tài)看作土地覆蓋，在人類出現(xiàn)前，土地的功能主要為各種生物之間能量循環(huán)的功能，即生態(tài)系統(tǒng)功能；在人類出現(xiàn)后，為了滿足需求對(duì)土地進(jìn)行開發(fā)利用，這一過程便出現(xiàn)了土地的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)功能，由此，便形成了土地利用多功能性，土地利用多功能性產(chǎn)生的兩大主體缺一不可，出于可持續(xù)利用目的，對(duì)土地利用多功能性進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，在此基礎(chǔ)上，實(shí)時(shí)對(duì)土地覆蓋進(jìn)行管理和調(diào)控（圖1）。土地利用反映了一定時(shí)期內(nèi)的生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系，兩者的先進(jìn)性很大程度影響土地利用所提供的產(chǎn)品和服務(wù)的質(zhì)量[18]。由以上分析可知，土地利用多功能性應(yīng)具有以下幾方面特性：（1）客觀性：多功能分布在不同的土地空間，物質(zhì)能量在不同空間循環(huán)過程中養(yǎng)育了不同的生物，這些都是客觀存在的；（2）人本性：滿足人類需求的屬性；（3）人工性：改造和利用土地而產(chǎn)生的功能；（4）復(fù)合性：多功能并存；（5）動(dòng)態(tài)性：隨著人類需求的變化而變化；（6）階段性：不同歷史階段土地功能的穩(wěn)定性。可見，對(duì)土地利用多功能性進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，是對(duì)不同時(shí)期土地覆蓋改造和利用效用的檢驗(yàn)[19]。

不同學(xué)者對(duì)土地利用多功能性有不同的稱謂，英文詞有：“Land Use Functions”[6，13，20]、“Multifunctionalities of Land Use[21]” 、“MultiFunctional Land Use”[9]、Functional Land Use[17]等，中文詞有 “土地多功能性”[15，22]、“土地多功能利用”[23]、“土地利用多功能性”[21]、“土地利用多功能”[11，17]等，分析其研究成果可見，不同學(xué)者的研究，雖稱謂有所差異，但其落腳點(diǎn)均為人類利用土地能獲取的產(chǎn)品和服務(wù)的量度，本質(zhì)內(nèi)涵均一致。因此，筆者將其統(tǒng)稱為“土地利用多功能性（Land Use Functions）”。其直接目的是測(cè)算特定土地利用結(jié)構(gòu)模式下，土地為人類社會(huì)提供的各種產(chǎn)品量和服務(wù)量，根本目的是服務(wù)土地空間規(guī)劃與可持續(xù)利用研究。因此，本文將土地利用多功能性內(nèi)涵解釋為：一定區(qū)域范圍內(nèi)，一定時(shí)期土地利用結(jié)果在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境中的狀態(tài)和表現(xiàn)，是一個(gè)區(qū)域在一定時(shí)期內(nèi)，人類根據(jù)需求對(duì)土地進(jìn)行改造和利用過程中，土地向人類提供各方面產(chǎn)品和服務(wù)的能力，包括社會(huì)功能、經(jīng)濟(jì)功能、生態(tài)功能。

3 土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究

3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

土地利用多功能性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建形式，主要涉及功能分類設(shè)計(jì)和層級(jí)設(shè)計(jì)兩部分。功能分類設(shè)計(jì)主要是指主要功能類型的設(shè)計(jì)，不同學(xué)者設(shè)計(jì)的功能分類差異較大，如SENSOR項(xiàng)目將土地利用多功能性分為社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境三大功能[6]，Gebhard[24]突出土地生態(tài)功能的重要性，將主要功能分為社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)三大功能，De Groot[15]將土地利用多功能分為社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境三大功能，Tao等[25]構(gòu)建了生產(chǎn)功能、供應(yīng)功能、生態(tài)功能、安全保障功能、經(jīng)濟(jì)功能5種分類體系，陳影等[26]將土地功能分為生物性生產(chǎn)功能、原材料供應(yīng)功能、承載功能、生態(tài)功能、景觀文化遺產(chǎn)功能、交通功能等，李廣東等[23]將土地分為生態(tài)、生產(chǎn)、生活三大功能空間，王楓等[11，13]將土地利用多功能性分為經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)、文化4大功能。根據(jù)現(xiàn)有研究，指標(biāo)體系層級(jí)設(shè)計(jì)大致可分為：目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、要素層和目標(biāo)層、要素層兩種模式，其中目標(biāo)層通常對(duì)應(yīng)于功能類型，是土地利用多功能性的一級(jí)解釋指標(biāo)，準(zhǔn)則層是指各類型的功能亞類，是目標(biāo)層功能類型的二級(jí)解釋指標(biāo)，要素層由諸多具體數(shù)據(jù)指標(biāo)構(gòu)成，由搜集和處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)過前期預(yù)處理后獲得。已有研究案例大多采用模式一的層級(jí)設(shè)計(jì)思路，典型案例如SENSOR項(xiàng)目所構(gòu)建的指標(biāo)體系，目標(biāo)層為功能分類中的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境三大功能，社會(huì)功能準(zhǔn)則層主要包括就業(yè)支持、人類健康、消遣文化功能，經(jīng)濟(jì)功能主要包括居住、獨(dú)立于土地的生產(chǎn)、基于土地的生產(chǎn)交通3個(gè)準(zhǔn)則層，環(huán)境功能包括非生物資源供給、生物資源支持與供給、生態(tài)系統(tǒng)過程維持3個(gè)準(zhǔn)則層，不同準(zhǔn)則層由若干要素層構(gòu)成。模式二為兩級(jí)指標(biāo)，典型案例如陳影等[26]構(gòu)建的指標(biāo)體系中目標(biāo)層生物性生產(chǎn)功能由耕地、園地生物性生產(chǎn)功能2個(gè)要素構(gòu)成，原材料供應(yīng)功能由其他礦產(chǎn)、磚瓦窯、采鹽原材料供應(yīng)3種要素構(gòu)成，承載功能由城市、建制鎮(zhèn)、農(nóng)村、獨(dú)立居住家園承載功4種要素構(gòu)成，生態(tài)環(huán)境功能由森林、草地等5個(gè)要素構(gòu)成，景觀文化功能由風(fēng)景名勝、文化古跡2個(gè)功能構(gòu)成，交通功能由道路、機(jī)場(chǎng)等5個(gè)要素構(gòu)成。

土地利用多功能性各功能值測(cè)算是對(duì)各層級(jí)指標(biāo)進(jìn)行聚合的過程，如何選擇聚合模式對(duì)指標(biāo)設(shè)計(jì)模式的選擇以及指標(biāo)選取結(jié)果的科學(xué)性具有重要影響。目前的聚合思路主要包括“一對(duì)一”和“一對(duì)多”兩種。“一對(duì)一”聚合思路是體系中任一要素只能貢獻(xiàn)上一層級(jí)的功能特征，第一種層級(jí)設(shè)計(jì)模式往往采用此種聚合思路；王楓等[11，13]提出了較完整的土地利用多功能指標(biāo)體系，目標(biāo)層分為社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境3大功能，將環(huán)境功能分為生態(tài)維持功能、環(huán)境凈化功能、資源供給功能3個(gè)準(zhǔn)則層，經(jīng)濟(jì)功能分為經(jīng)濟(jì)發(fā)展功能、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能、交通功能3個(gè)準(zhǔn)則層，將社會(huì)功能分為社會(huì)保障功能、文化休閑功能、居住功能、就業(yè)支持功能4個(gè)準(zhǔn)則層，并為不同的準(zhǔn)則層選擇了若干要素層，該分類體系具有一定的科學(xué)性和完整性，為土地利用多功能指標(biāo)體系構(gòu)建提供了重要參考；杜國(guó)明等[27]構(gòu)建了 “社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—生態(tài)”三維功能為目標(biāo)層，9個(gè)準(zhǔn)則層、21個(gè)要素層的多功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系?！耙粚?duì)多”聚合思路是評(píng)價(jià)體系中任一要素可貢獻(xiàn)多項(xiàng)上一層級(jí)的功能特征，即一個(gè)指標(biāo)可以對(duì)應(yīng)多項(xiàng)土地利用功能；指標(biāo)對(duì)土地利用功能的作用可以是正的或負(fù)的，強(qiáng)的或弱的；每個(gè)指標(biāo)的地理/環(huán)境/社會(huì)/經(jīng)濟(jì)背景不同，指標(biāo)表現(xiàn)也不同[28]。兩種思路如圖2所示。

將目標(biāo)層、準(zhǔn)則層視為概念設(shè)計(jì)，則由具體數(shù)據(jù)構(gòu)成的要素層可視為物理設(shè)計(jì)，而聚合思路好比邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)的合理性對(duì)物理設(shè)計(jì)具有決定性影響，邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)概念設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)具有重要影響?！耙粚?duì)一”聚合思路簡(jiǎn)單易行，易于定量化研究，但概念設(shè)計(jì)對(duì)象較多的情況下，指標(biāo)要素層容易出現(xiàn)信息冗余；“一對(duì)多”聚合思路可充分挖掘各要素對(duì)各類功能的貢獻(xiàn)，信息冗余小，但在聚合過程中，各要素權(quán)重確定往往采用專家定性分析的方法，難以運(yùn)用客觀賦權(quán)法進(jìn)行權(quán)重確定。在土地利用多功能性研究歷程中，指標(biāo)功能分類多樣化，指標(biāo)體系日趨完善、全面，但由于受學(xué)者研究視角不同、概念解讀差異、功能分類差異、以及數(shù)據(jù)可獲取性等因素影響，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系設(shè)計(jì)存在較大差異，具體分類及數(shù)據(jù)選擇差異較大，但不同學(xué)者的研究目的未發(fā)生變化，均是對(duì)一定時(shí)期內(nèi)，在土地利用過程中為人類提供的各項(xiàng)產(chǎn)品和服務(wù)的測(cè)算，從這一點(diǎn)看，其指標(biāo)選取的靈活性更強(qiáng)；而評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建不同，主要是由概念設(shè)計(jì)存在差異，以及所采用數(shù)據(jù)的科學(xué)性及完整性不同所引起的。

3.2 評(píng)價(jià)尺度

土地利用多功能性評(píng)價(jià)尺度對(duì)指標(biāo)體系的構(gòu)建、評(píng)價(jià)方法及其成果應(yīng)用具有重要影響。目前，評(píng)價(jià)尺度主要有全國(guó)、省域、市等中宏觀尺度和圖斑、格網(wǎng)等微觀尺度。

圖2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建模式Fig.2 The type of evaluation index system

由于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均以行政區(qū)域?yàn)閱卧M(jìn)行統(tǒng)計(jì)，使得以行政區(qū)域?yàn)樵u(píng)價(jià)單元的研究居多。全國(guó)尺度的研究主要以省級(jí)行政區(qū)域?yàn)樵u(píng)價(jià)單元，采用省級(jí)尺度的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如甄霖等[29]、Jin等[30]以各省區(qū)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)構(gòu)建指標(biāo)體系，對(duì)全國(guó)土地利用多功能性進(jìn)行了評(píng)價(jià)研究。省域尺度土地多功能性評(píng)價(jià)研究多以地市級(jí)或縣級(jí)行政區(qū)域?yàn)榛締卧M(jìn)行評(píng)價(jià)，杜國(guó)明等[27]以縣域?yàn)樵u(píng)價(jià)單元構(gòu)建指標(biāo)體系，對(duì)東北三省土地利用多功能性進(jìn)行評(píng)價(jià)；Zhou等[31]以長(zhǎng)江中下游主要市域?yàn)樾姓卧?，?gòu)建了省尺度的指標(biāo)體系。市域尺度的研究多以縣級(jí)行政區(qū)域?yàn)榛締卧?，如王楓等[11，13]和Zhang等[32]對(duì)廣州市武安市的土地利用多功能性進(jìn)行了評(píng)價(jià)研究。

微觀尺度土地利用多功能性研究多以圖斑和格網(wǎng)為評(píng)價(jià)尺度。圖斑尺度的土地利用多功能性研究多以土地利用類型為功能分類依據(jù)，將不同土地利用類型面積作為功能測(cè)算的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，典型代表如周寶同等[33]、陳影等[26]、Taleai等[9]。周寶同等[33]構(gòu)建的指標(biāo)體系中，以耕地、建設(shè)用地、水域等一級(jí)土地利用類型圖斑為評(píng)價(jià)單元，將土地利用多功能性分為生態(tài)功能、社會(huì)功能、經(jīng)濟(jì)功能、生產(chǎn)功能和負(fù)向功能5個(gè)一級(jí)功能。陳影等[26]以耕地、園地、水工建設(shè)用地等土地利用圖斑為評(píng)價(jià)單元，將土地利用多功能分為生物生產(chǎn)功能、原材料供應(yīng)功能、承載功能、生態(tài)環(huán)境功能、景觀文化遺產(chǎn)功能、交通功能，對(duì)黃驊市土地利用多功能性進(jìn)行了評(píng)價(jià)研究。格網(wǎng)尺度土地利用多功能性的評(píng)價(jià)是利用GIS技術(shù)將區(qū)域土地空間劃分為規(guī)則格網(wǎng)，以規(guī)則格網(wǎng)為評(píng)價(jià)單元進(jìn)行研究，如李德一等[34]將哈大齊地區(qū)劃分為1 km×1 km的公里格網(wǎng)，構(gòu)建了資源功能、生態(tài)功能、經(jīng)濟(jì)功能、社會(huì)功能4維度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)土地利用多功能性進(jìn)行了評(píng)價(jià)研究。

中宏觀尺度的研究以行政區(qū)域?yàn)樵u(píng)價(jià)單元，數(shù)據(jù)多為行政區(qū)域的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，其研究多為對(duì)應(yīng)研究尺度下土地利用多功能性規(guī)劃提供定性、宏觀參考，缺乏功能的定量、定位和精確性研究。微觀尺度評(píng)價(jià)研究以圖斑和柵格為評(píng)價(jià)單元，可根據(jù)區(qū)域適當(dāng)調(diào)整柵格大小，實(shí)現(xiàn)功能定量化、定位化、精確化研究。

3.3 土地利用多功能性評(píng)價(jià)方法

土地利用多功能性是其諸構(gòu)成要素相互作用、相互影響的總體效應(yīng)與綜合反映。在評(píng)價(jià)過程中，多源數(shù)據(jù)量綱統(tǒng)一、綜合評(píng)價(jià)方法的選擇是土地利用功能評(píng)價(jià)研究中兩大關(guān)鍵步驟。

3.3.1 量綱統(tǒng)一法 量綱統(tǒng)一過程即是各要素的同質(zhì)化過程，或稱為一致化、可比較化，該過程在保持各要素內(nèi)部差異性的前提下，真實(shí)地反映各組分之間的相互作用關(guān)系[35]。目前，量綱統(tǒng)一法主要有：歸一化法、面積化法、貨幣化法、能值化法。

歸一化法是土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究中廣泛使用的量綱統(tǒng)一法，該法采用線性拉伸的方法將源數(shù)據(jù)值域歸一化為統(tǒng)一值域[36]，常用的值域范圍如-1—1、0—1、0—10、0—100等[13]。面積化法是以各要素的面積大小衡量功能大小[21]，或采用面積百分比對(duì)功能進(jìn)行評(píng)價(jià)[37]；面積化法是土地利用多功能性研究中常用的方法，如李德一等[12]學(xué)者的研究，該法最大的優(yōu)勢(shì)在于可將各功能進(jìn)行空間落地化，常用于微觀尺度的土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究中。貨幣化法是將產(chǎn)品和服務(wù)的物質(zhì)量通過貨幣化率轉(zhuǎn)換為貨幣量綱，以便各要素之間進(jìn)行差異化比較[38]；陳影等[26]利用貨幣化法對(duì)黃驊市的土地利用多功能性進(jìn)行了評(píng)價(jià)研究。能值化法是一種生態(tài)熱力學(xué)方法，認(rèn)為地球上的人口、資源、環(huán)境、商品、勞務(wù)等均為太陽能流動(dòng)和存儲(chǔ)的狀態(tài)和過程，試圖通過能值率的轉(zhuǎn)換，將所有商品和服務(wù)的產(chǎn)生回歸到太陽所提供的能量上，即能值（Emergy）[39]；能值化法在生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)[40]、土地可持續(xù)利用態(tài)勢(shì)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[41]，在土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究中應(yīng)用較少。

中宏觀尺度的研究多以歸一化法進(jìn)行量綱統(tǒng)一，微觀尺度多以面積化方法進(jìn)行量綱統(tǒng)一，兩者對(duì)多功能性高低評(píng)價(jià)標(biāo)尺不同，從而使得研究成果的可比性差。貨幣化法和能值化法將土地利用所提供的產(chǎn)品和服務(wù)用貨幣或能值同一，并為不同區(qū)域、不同尺度研究提供了可比較的標(biāo)尺，但應(yīng)用較缺乏。

3.3.2 綜合評(píng)價(jià)方法 土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究是將多指標(biāo)進(jìn)行逐級(jí)綜合的過程，其中，確定各指標(biāo)因子對(duì)各功能的重要性，即權(quán)重，是綜合評(píng)價(jià)的關(guān)鍵步驟，但目前土地利用功能和指標(biāo)之間存在復(fù)雜性和不確定性，權(quán)重確定方法有通過主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法兩種綜合評(píng)價(jià)方法。

主觀賦權(quán)法如專家打分法、層次分析法（AHP）等，該法基本原理是通過經(jīng)驗(yàn)豐富的專家對(duì)各類指標(biāo)進(jìn)行主觀賦權(quán)，即確定指標(biāo)權(quán)重，以此權(quán)重體系，逐級(jí)綜合指標(biāo)，以致獲得目標(biāo)層功能值，專家經(jīng)驗(yàn)對(duì)各指標(biāo)在土地利用綜合功能中的貢獻(xiàn)具有決定性作用，兩種指標(biāo)體系模式均適用。Mariana[42]、甄霖[29]、Xie[21]等學(xué)者在土地利用多功能性綜合評(píng)價(jià)研究中均采用層次分析模型。土地利用多功能性評(píng)價(jià)作為一種人為的主觀判斷，主觀賦權(quán)法有其科學(xué)合理性，實(shí)用性較強(qiáng)，但其所需時(shí)間和人力投入較大；同時(shí)，其過程往往受主觀判斷的影響，忽略了各要素之間的關(guān)系。

客觀賦權(quán)法主要為數(shù)學(xué)模型法，基本原理是通過一定的算法規(guī)則對(duì)各要素?cái)?shù)據(jù)特征進(jìn)行分析，并根據(jù)數(shù)據(jù)特征計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重，由此進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，數(shù)學(xué)模型法優(yōu)點(diǎn)是可充分挖掘各要素?cái)?shù)據(jù)對(duì)綜合值的貢獻(xiàn)信息，具有較強(qiáng)的客觀性，適用于一對(duì)一模式的指標(biāo)體系中。目前，土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究中使用較多的數(shù)學(xué)綜合模型主要有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型[43]、聚類分析法[44]、主成分分析法[45]等，較新的數(shù)學(xué)模型有：改進(jìn)的突變級(jí)數(shù)學(xué)法[11]、灰色關(guān)聯(lián)投影法[13]等。與主觀賦權(quán)法相比，數(shù)學(xué)模型法操作相對(duì)簡(jiǎn)單，在定量評(píng)價(jià)中能將各指標(biāo)間的信息充分整合歸納進(jìn)入綜合功能值中，能最大限度描述和模擬復(fù)雜系統(tǒng)，可容納不確定性、模糊性和部分真實(shí)性，可避免由于專家經(jīng)驗(yàn)不足而引起的多因素信息提取不完整情況。但在運(yùn)用該法時(shí)，受各指標(biāo)量綱統(tǒng)一性問題的影響[46]，所獲得的結(jié)果為區(qū)域土地利用多功能性的相對(duì)高低值。主觀賦權(quán)受人為影響較大，客觀賦權(quán)法受數(shù)據(jù)本身取值影響較大[46]，因而采用主觀與客觀/定性與定量相結(jié)合的方法更為科學(xué)。

4 研究評(píng)述

綜觀以往研究可見，土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究尚處于起步探索階段，學(xué)者針對(duì)不同地域形態(tài)、不同的研究尺度，構(gòu)建了不同的指標(biāo)體系，采取不同的方法和模型對(duì)土地利用多功能性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，取得了階段性的研究成果。但仍存在諸多問題和不足：

（1）土地利用多功能性內(nèi)涵和理論研究不足。當(dāng)前，不同學(xué)者根據(jù)自身研究方向，對(duì)土地利用多功能性提出了不同的釋義，但對(duì)其內(nèi)涵、理論基礎(chǔ)缺乏深入、統(tǒng)一的探討。（2）評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建缺乏規(guī)范性。研究集中在對(duì)不同尺度的區(qū)域功能案例分析，對(duì)指標(biāo)選擇意義、體系結(jié)構(gòu)缺乏深入研究；指標(biāo)體系存在“一對(duì)一”、“一對(duì)多”的兩種構(gòu)建模式，目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、要素層的指標(biāo)構(gòu)建差異較大，尚未形成科學(xué)的、統(tǒng)一的指標(biāo)體系構(gòu)建模式。（3）在評(píng)價(jià)尺度上，微觀尺度評(píng)價(jià)研究不足。受現(xiàn)有數(shù)據(jù)和及其挖掘技術(shù)的限制，研究多從中宏觀尺度進(jìn)行，多以統(tǒng)計(jì)資料為數(shù)據(jù)源，尚未將土地利用格局與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)相結(jié)合，缺乏定量化、定位化、精確化研究。（4）評(píng)價(jià)模型缺乏客觀賦權(quán)法的應(yīng)用，在對(duì)各要素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)過程中，多以主觀賦權(quán)法為主，數(shù)學(xué)模型綜合評(píng)價(jià)法的應(yīng)用欠缺。（5）研究成果可比性差。從概念理解、指標(biāo)體系構(gòu)建、評(píng)價(jià)尺度及評(píng)價(jià)方法的選擇等諸多的不統(tǒng)一，使得不同研究成果缺乏可比性。此外，成果應(yīng)用不足，將土地利用多功能性評(píng)價(jià)結(jié)果與空間規(guī)劃相結(jié)合的研究尚不多見，成果應(yīng)用力度不夠。

5 研究展望

土地利用多功能性研究的實(shí)現(xiàn)需要社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的多維支撐。對(duì)土地利用多功能的評(píng)價(jià)應(yīng)遵循“人口、資源、環(huán)境相均衡，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)功能相統(tǒng)一”的原則。未來土地利用多功能評(píng)價(jià)研究方向和解決思路可歸結(jié)為以下幾方面：

（1）統(tǒng)一土地利用多功能性內(nèi)涵和基礎(chǔ)理論，完善評(píng)價(jià)指標(biāo)分類體系研究。土地利用多功能性概念的理解和認(rèn)同是評(píng)價(jià)研究的基礎(chǔ)，在統(tǒng)一土地利用多功能性內(nèi)涵和理論基礎(chǔ)上，構(gòu)建多分類、多層次、多尺度土地利用多功能性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，使得評(píng)價(jià)結(jié)果具有可比性和可擴(kuò)展性。構(gòu)建指標(biāo)體系應(yīng)遵循以下原則：①系統(tǒng)性與穩(wěn)定性相結(jié)合；著眼于要素—結(jié)構(gòu)—功能視角，將各項(xiàng)功能與土地利用結(jié)構(gòu)建立有機(jī)聯(lián)系，系統(tǒng)地識(shí)別與分類土地利用多功能，分目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、要素層規(guī)范指標(biāo)體系的構(gòu)建；指標(biāo)體系應(yīng)具有一定的穩(wěn)定性，以便不同時(shí)段和不同區(qū)域的研究具有可比性。②注重多分類多層次、多尺度相結(jié)合；構(gòu)建核心目標(biāo)層，使研究結(jié)果能與國(guó)際同行研究可比；構(gòu)建具有典型性和代表性的準(zhǔn)則層，使研究結(jié)果在區(qū)域研究中具有較強(qiáng)的可比性，要素層設(shè)計(jì)應(yīng)具有足夠的擴(kuò)展性，以便特殊區(qū)域的指標(biāo)選取具有足夠的彈性空間；注重尺度推演，通過尺度推繹，將微觀尺度上的信息擴(kuò)展到大、中尺度，研究尺度的內(nèi)斂與外擴(kuò)，使土地利用多功能的分析、評(píng)價(jià)更具科學(xué)性，深化土地利用多功能理論及實(shí)證研究。③指標(biāo)設(shè)計(jì)的代表性、獨(dú)立性及全面性；指標(biāo)應(yīng)充分反映土地的多功能特性，并采用系統(tǒng)論的思想設(shè)計(jì)各層級(jí)指標(biāo)，既要全面，又要保持各指標(biāo)之間的獨(dú)立性，減少指標(biāo)間冗余和相關(guān)性。④新技術(shù)助力土地利用多功能性評(píng)價(jià)；利用GIS、RS、GPS、WEB-GIS等新興技術(shù)手段，構(gòu)建能容納專家知識(shí)及公眾參與的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，推動(dòng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、地圖信息數(shù)據(jù)、觀測(cè)數(shù)據(jù)、社會(huì)調(diào)查等多源數(shù)據(jù)相融合，提高土地利用多功能性評(píng)價(jià)的科學(xué)性。此外，應(yīng)注重?cái)?shù)據(jù)的可獲得性與可操作性。

（2）加強(qiáng)微觀尺度研究。微觀尺度的土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究，可實(shí)現(xiàn)功能定位、定量、落地，為優(yōu)化土地空間提供更精確的數(shù)據(jù)參考。著眼于不同的研究對(duì)象和學(xué)科視角，不同學(xué)者開展了大量的基于某一土地利用功能研究，如城市土地多功能研究[47]、耕地多功能研究[48]、景觀多功能研究[49-50]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)多功能[51-52]研究等，這些研究均取得了豐碩的成果，尤其是在定量化研究中，形成了特有的研究范式，諸多成果可被借鑒用于土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究中。

（3）科學(xué)應(yīng)用綜合評(píng)價(jià)方法。嘗試多種量綱統(tǒng)一法的應(yīng)用，加強(qiáng)客觀賦權(quán)法的應(yīng)用研究。嘗試各種統(tǒng)一量綱的法的應(yīng)用，并研究不同量綱法的優(yōu)劣。加強(qiáng)非線性綜合評(píng)價(jià)模型的應(yīng)用研究，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、關(guān)聯(lián)分析等，并對(duì)不同綜合方法的優(yōu)劣進(jìn)行比較研究。由于土地利用多功能性含有較多的人文因素，因此，可嘗試主觀/客觀、定性/定量相結(jié)合的評(píng)價(jià)法，尋求更為科學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法。

（4）拓展成果應(yīng)用研究。目前，土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究側(cè)重在對(duì)土地利用結(jié)構(gòu)合理性檢驗(yàn)階段，檢驗(yàn)土地利用過程是否達(dá)到最優(yōu)等方面。進(jìn)一步研究應(yīng)擴(kuò)展研究結(jié)果的應(yīng)用價(jià)值，注重社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)功能之間的權(quán)衡（trade-off），才能將評(píng)價(jià)成果更進(jìn)一步的應(yīng)用到土地利用規(guī)劃和土地可持續(xù)開發(fā)利用中。

結(jié)合以上分析，初步擬建土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究框架，如圖3所示。該框架采用“一對(duì)一”聚合模式，分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和要素層三個(gè)層級(jí)模式，指標(biāo)要素的選擇均以微觀尺度數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，由若干核心要素構(gòu)成，可根據(jù)區(qū)域不同進(jìn)行擴(kuò)展，并可推演至中宏觀尺度，實(shí)現(xiàn)土地利用多功能性在區(qū)域上的定量、定位、精確化評(píng)價(jià)研究。土地利用多功能性評(píng)價(jià)是對(duì)階段性土地利用的合理性和科學(xué)性的檢驗(yàn)，因此，在評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)對(duì)不同時(shí)期的土地利用多功能性進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，以便更好的對(duì)土地利用進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控。

圖3 土地利用多功能性評(píng)價(jià)研究框架Fig.3 The research framework of land use functions evaluation

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（本文責(zé)編：王慶日）

Progress Review on Land Use Functions Evaluation and Its Prospects

HUANG An1，2, XU Yue-qing1，2, HAO Jin-Min1，2, SUN Pi-ling1，2, LIU Chao1，2, ZHENG Wei-ran1，2
（1. College of Resource and Environmental Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193, China; 2. Key Laboratory for Agricultural Land Quality, Monitoring and Control, the Ministry of Land and Resources, Beijing 100193, China）

The purpose of this paper is to study on Land Use Functions （LUFs） to coordinate land scientific and reasonable development, to improve the efficiency of land use, and to promote regional sustainable development. The method of literature research is employed. The results show that the research on land use functions evaluation has made a major breakthrough, but the conception and classification standard of land use functions have not yet reached a consensus. The evaluation index system has not yet unified. And there exists massive macro-scale research on administrative unit while the research of micro level is limited. The evaluation approaches like dimensional unified method and the application of comprehensive model method is insufficient. In conclusion, based on promoting the existing research outcomes, the theoretical research on LUFs should be further reinforced, and the evaluation index system including multi-classification, multi-level and multi-scale of LUFs should be developed. And the micro-scale evaluation research on LUFs should be enhanced. Also, the application of evaluation results should be extended.

F301.24

A

1001-8158（2017）04-0088-10

10.11994/zgtdkx.20170315.133056

2016-12-14；

2017-02-07

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于多源數(shù)據(jù)融合的冀北貧困帶土地利用多功能演變研究”（41571087）。

黃安（1990-），男，四川雅安人，博士研究生。主要研究方向?yàn)橥恋乩枚喙δ苄栽u(píng)價(jià)、土地資源可持續(xù)利用。E-mail: hhanner@163.com

許月卿（1972-），女，河北定州人，副教授。主要研究方向?yàn)橥恋乜沙掷m(xù)利用、土地利用多功能等。E-mail: xmoonq@sina.com