土地利用系統(tǒng)功能分類與評價體系研究

劉沛，段建南，王偉，曾敏

（湖南農(nóng)業(yè)大學 資源環(huán)境學院，湖南 長沙 410128）

土地利用系統(tǒng)是一個開放的、多層次的關(guān)聯(lián)系統(tǒng)，由此決定了土地利用系統(tǒng)功能的多尺度與多目標性．在同一文明發(fā)展階段上的不同地域，由于文化傳統(tǒng)和社會背景的不同，土地功能的發(fā)揮有不同的側(cè)重，同一民族文明發(fā)展的不同階段，土地的功能也不相同，表現(xiàn)出從單一到多樣，從簡單到復雜的發(fā)展趨勢．中國的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要強調(diào)土地的生產(chǎn)功能，當今的土地則在此基礎上強調(diào)土地的社會功能，未來的發(fā)展將比現(xiàn)在更重視土地的生態(tài)功能．

合理的土地利用系統(tǒng)，就是要實現(xiàn)土地數(shù)量結(jié)構(gòu)的合理性、土地空間布局的均衡性、土地用途的相對穩(wěn)定性和土地功能的持續(xù)性，以及尋求土地利用配置的數(shù)量、空間、功能和時間各要素之間的協(xié)調(diào)．土地利用系統(tǒng)功能研究并不僅是理論問題，還涉及到土地利用系統(tǒng)功能分類與評價等一系列土地可持續(xù)利用具體應用問題．

1 土地/土壤功能研究動態(tài)

1.1 土地/土壤功能分類

聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）1999年總結(jié)了土地具有以下功能：存儲個人、群體或社會財富；生產(chǎn)人類食物、纖維、燃料或其他生物物質(zhì)；植物、動物、微生物棲息的場所；全球能量平衡和水循環(huán)的決定者之一；提供資源和沉淀溫室氣體；規(guī)定地表水的儲存和流動；人類使用的礦物和原料的儲存場所；化學污染物的緩沖器、過濾器或調(diào)節(jié)器；提供聚集和娛樂的空間；保存歷史或史前記錄；提供或制約動物、植物和人類的遷徙[1]，基本包含了土地所具有的全部功能，但并未進行系統(tǒng)的分類．

W. E. H. Blum最早提出土壤功能分類體系，將土壤所具有的多重功能概括為：農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)的基礎、過濾、緩沖和轉(zhuǎn)化能力、生物基因庫和繁殖場所、原材料來源、容納基礎設施建設和構(gòu)成景觀并保存自然和文化遺產(chǎn)[2]．隨后，1999年德國頒布《聯(lián)邦土壤保護法》，區(qū)分了人類生活和居住基礎、植物生長地、水和養(yǎng)分循環(huán)、過濾和緩沖媒介、自然人文檔案記錄、森林和農(nóng)作物生長地、娛樂、居住和交通用地等功能，并在此基礎上提出了保護土壤功能的目標．Gergely Totch將這一分類方法在土壤功能和土壤封閉研究中加以應用[3]．2002年歐洲委員會將土壤功能分為糧食和其他生物產(chǎn)品的功能、存儲過濾和轉(zhuǎn)換功能、棲息地和基因庫功能、自然和文化景觀功能以及原材料來源功能．柏林數(shù)字環(huán)境地圖集（2002）中將土壤功能分為自然植被棲息地、農(nóng)作物生產(chǎn)、緩沖過濾、水平衡調(diào)節(jié)、自然歷史檔案記錄等功能，并開展了評價[4]．

中國學者對土地功能分類說法不一．王萬茂等[5]提出土地具有養(yǎng)育、承載、倉儲和景觀功能．劉黎明[6]認為土地的作用可以分為4大功能，即生產(chǎn)、環(huán)境、承載和空間功能．朱德舉[7]提出土地的功能包括養(yǎng)育、承載、美學和資產(chǎn)功能．周炳中等[8]建立了長江三角洲地區(qū)土地利用形式與功能結(jié)合的綜合分類方案，將土地分為農(nóng)業(yè)用地、非農(nóng)經(jīng)濟生產(chǎn)與服務用地、生態(tài)用地和未利用地等4個系統(tǒng)，但對“土地功能”的理解局限于人類自身角度．周寶同[9]提出土地功能分類的框架，將土地功能類型歸結(jié)為生態(tài)、社會、經(jīng)濟、生產(chǎn)、負向5大類，但未形成系統(tǒng)的分類體系．陳婧等[10]從土地系統(tǒng)的功能角度，建立了服務于生態(tài)、生產(chǎn)、生活3大功能協(xié)調(diào)和優(yōu)化的“土地利用分類體系”．還有學者提出城市土地為城市提供生產(chǎn)、生活、流通、還原和調(diào)控的服務功能，城市化使土地具有了住宅、商業(yè)、交通、娛樂、就業(yè)等功能[11]．鄧大才[12]以農(nóng)戶承包土地為對象分析了農(nóng)村土地新功能，除傳統(tǒng)的生存、就業(yè)和社會保障功能外，農(nóng)村土地還衍生出價值、財產(chǎn)、融資和資本等新功能，其觀點頗有新意．土地經(jīng)濟或土地管理理論對土地資源的功能歸類為生產(chǎn)、承載、資源與社會功能，但偏重于從物質(zhì)領域的生產(chǎn)與消費考慮，對土地生態(tài)功能重視不夠．劉學錄等[13]對土地生態(tài)功能進行了研究，包括保護土壤、涵養(yǎng)水源、防風固沙、調(diào)節(jié)微氣候、凈化環(huán)境、棲息地、生物多樣性．

黃昌勇[14]提出土壤在地球陸地生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著保持生物活性、多樣性和生產(chǎn)性，過濾、緩沖降解、固定有機無機污染物，貯存并循環(huán)生物圈和地表養(yǎng)分和其他元素的功能．姜明等[15]在探討濕地土壤環(huán)境功能時，參考R. Costanza等對生態(tài)系統(tǒng)服務功能的劃分，提出濕地土壤具有維持生物多樣性、分配和調(diào)節(jié)地表水分、過濾、緩沖、分解固定和降解有機物和無機物、維持歷史文化遺跡等4大功能．趙其國等[16]探討了針對土壤的5個特定功能因子進行土壤質(zhì)量評價的研究．

何躍等[17]在探討城市化過程中人為活動對環(huán)境的影響研究中，提及了土壤的記錄功能．孫志英等[18]探討土壤多種功能強弱和轉(zhuǎn)換關(guān)系，將土壤功能區(qū)分為生產(chǎn)、生態(tài)和承載功能等．呂巧靈[19]依據(jù)現(xiàn)有土壤功能及土地生態(tài)服務功能研究成果，構(gòu)建了鄭州市土壤功能分類系統(tǒng)．夏江寶等[20]提出人類對土壤植被的保育和土壤的培肥措施會促進土壤發(fā)揮其多功能性．城市化快速發(fā)展是土壤類型多樣性減少和喪失部分生產(chǎn)力功能、轉(zhuǎn)化為城鎮(zhèn)建設用地的過程[21]．城市化更進一步致使土壤生產(chǎn)功能與土壤生態(tài)、承載功能相互轉(zhuǎn)換，大量的土壤生態(tài)功能永久喪失，引發(fā)了很多負面生態(tài)效應[22-24]．

1.2 土地/土壤功能評價

土地功能評價方面的研究尚處于起步階段，多以滿足某種特定的目的為出發(fā)點，定性為主，結(jié)合定量方法開展．評價方法有單項評價和綜合評價兩種，并多以評價土地持續(xù)保護或者降低生態(tài)風險為前提構(gòu)建評價體系．比如德國柏林城市發(fā)展部針對區(qū)域土壤功能采用先單項后綜合的方法進行評價，即先針對不同的功能構(gòu)建評價指標體系，對各項功能的優(yōu)劣定性打分，用“高”、“中”、“低”3個值表示功能等級開展綜合評價[25]．

J. Tzilivakisa、K. A. Lewisa和A. R.Williamson采用關(guān)系分析法對土壤功能進行風險評價，依據(jù)土壤功能表征指標變化，結(jié)合一定的土壤功能變化情景，判定影響土壤某功能的對應土壤性質(zhì)和原因[26]．Costanza[27]對于生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值評估研究有一系列較成熟的理論方法．

姜明等[15]以濕地為研究對象，利用層次分析法構(gòu)建了環(huán)境功能評價指標體系及濕地土壤環(huán)境評價功能方程，但未開展實證性的研究．歐陽志云嘗試運用生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學知識與生態(tài)經(jīng)濟學方法初步研究了部分生態(tài)服務系統(tǒng)功能[28-29]．謝高地等[30]對草地和森林的生態(tài)資產(chǎn)價值評估，參考Costabza等對全球生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估的部分成果，建立了中國陸地生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務價值表．

黃賢金等[31-33]在核算方法上多采用“折現(xiàn)”的收益還原方法，從耕地資源的生態(tài)服務功能和價值的影響分值評價層面對個別因素進行權(quán)重調(diào)整，以計算總價值．蔡運龍等[34]則較全面地對耕地的經(jīng)濟、生態(tài)、社會功能價值進行核算，但只是進行簡單修正之后測算資源的價值，并未具體提出耕地資源生態(tài)服務功能價值和社會功能價值的算法．中國學者對于土地資源功能、生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值核算的探索己經(jīng)逐步從單一的土地產(chǎn)出收益還原算法發(fā)展到多因素、多功能的價值核算[35-36]．

2 土地利用系統(tǒng)功能分類初步設計

2.1 土地利用系統(tǒng)

土地利用系統(tǒng)是土地自然生態(tài)系統(tǒng)與土地經(jīng)濟系統(tǒng)耦合而成的土地生態(tài)經(jīng)濟復合系統(tǒng)[37]．系統(tǒng)論是研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能（包括演化、協(xié)同和控制）一般規(guī)律的科學[38-39]．根據(jù)波蘭學者 J.科斯特羅維茨基的觀點，世界上土地利用系統(tǒng)可歸并為3大類：①生物生產(chǎn)系統(tǒng)，包括農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、漁業(yè)、采集、狩獵等系統(tǒng)；②技術(shù)生產(chǎn)系統(tǒng)，包括采礦、能源生產(chǎn)、加工工業(yè)等系統(tǒng)；③服務系統(tǒng)，包括聯(lián)系生產(chǎn)與消費的運輸業(yè)、商業(yè)、文化、旅游等系統(tǒng)[40]．筆者從土地利用系統(tǒng)的土地生產(chǎn)、土地社會和土地生態(tài)3個子系統(tǒng)入手，分別對應生產(chǎn)用地、社會用地和生態(tài)用地，進行土地利用系統(tǒng)三大功能的分類．

2.2 系統(tǒng)分類法

系統(tǒng)論認為系統(tǒng)是由若干要素以一定結(jié)構(gòu)形式聯(lián)結(jié)構(gòu)成的具有某種功能的有機整體，系統(tǒng)的功能是反映系統(tǒng)與外部環(huán)境關(guān)系，表達系統(tǒng)的性質(zhì)和行為，分類從形式上區(qū)分產(chǎn)生互相對立的概念，分為重疊與非重疊分類，一元與多元分類，劃分與聚合分類，系統(tǒng)與非系統(tǒng)分類[41-42]．

本研究運用系統(tǒng)分類法強調(diào)整體性和聯(lián)系性，根據(jù)結(jié)構(gòu)-功能原理，土地利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定土地利用系統(tǒng)功能[43]．根據(jù)系統(tǒng)性原理，不同的要素配置決定著不同的土地利用系統(tǒng)功能[44]．

2.3 土地利用系統(tǒng)功能分類的初步設計

土地利用系統(tǒng)功能的內(nèi)涵是指在土地資源這種人類一切社會經(jīng)濟活動載體的基礎上，通過土地利用而形成的土地利用結(jié)構(gòu)，在獲取經(jīng)濟、社會和生態(tài)環(huán)境等三大效益的同時，實現(xiàn)相應的土地利用價值．

本研究嘗試從功能主體性的角度來分類，生產(chǎn)、社會、生態(tài)三大功能具有一定的獨立性，同時又相互關(guān)聯(lián)[45]．以不同土地利用系統(tǒng)的主體功能為依據(jù)，不排斥土地利用系統(tǒng)的其他功能的存在，進行土地利用系統(tǒng)功能的二級分類，具有應用上的可操作性，是以往的土地功能分類體系所無法實現(xiàn)的．例如大多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地，同時具備重要的生態(tài)功能，但其土地利用的核心目的是獲得經(jīng)濟產(chǎn)出，而不是維持區(qū)域生態(tài)環(huán)境的健康，故生產(chǎn)功能為其主體功能，生態(tài)功能只是由主體功能產(chǎn)生的附加效應[46-47]；又如社會用地中的教育用地，其主要功能是文化教育功能，在其內(nèi)部亦有產(chǎn)業(yè)活動，發(fā)揮生產(chǎn)功能，同時校園綠地等又具有生態(tài)功能，但這些功能都取決并服務于文化教育這一主體功能的需要．土地利用系統(tǒng)功能分類方案見表1．

表1 土地利用系統(tǒng)功能分類體系Table 1 The function classification system of Land-use system

在土地利用系統(tǒng)功能一級分類體系中，盡可能讓每塊土地的功能類型只屬于生產(chǎn)、社會、生態(tài)三大功能之一，分別對應“生產(chǎn)用地”、“社會用地”和“生態(tài)用地”三大土地子系統(tǒng)．在二級分類過程中，參考了土地利用功能的交叉性與重疊性，即對一些土地利用功能的多樣性進行了適當?shù)目紤]，但仍以土地的主體功能作為劃分其歸屬的主要依據(jù)．例如，從住宅用地來看，還有一部分人擁有多套住房，他們把它當作資產(chǎn)來升值和投資，其功能不是簡單的居住功能，而是屬于商業(yè)資產(chǎn)功能范疇．但在此分類中強調(diào)其住宅功能，它是保障人們正常居住的場所，突出其作為住宅滿足人們生活需要的主體功能．

3 土地利用系統(tǒng)功能評價指標體系的初步設計

到目前為止，國內(nèi)外開展土地利用系統(tǒng)功能評價的研究尚不多見，其主要原因是評估土地各種功能的重要性非常困難[48]．從生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)的觀點來看，土地利用系統(tǒng)的運行和發(fā)展必須兼顧生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益[49-50]．其功能評價也是由該系統(tǒng)的生態(tài)功能、生產(chǎn)功能、社會功能的組合狀況決定的．因此，從土地利用系統(tǒng)生態(tài)、生產(chǎn)、社會三大功能協(xié)調(diào)發(fā)展的角度，立足于土地可持續(xù)利用，綜合評價這三大功能，建立土地利用系統(tǒng)功能評價體系．本研究通過綜合前期研究成果，借鑒傳統(tǒng)的土地評價方法，咨詢了多位專家的意見，嘗試運用多指標綜合評價法初步確定評價因子．具體設計方案見表2．

本研究提出的指標體系是一個具有指導性的框架，只是盡量為土地利用系統(tǒng)功能評價提供較完整的思路．不同的土地利用子系統(tǒng)在具體運用時，應當根據(jù)不同地域自身的實際情況，對有關(guān)指標的選取進行取舍，建立起適合本區(qū)域土地利用子系統(tǒng)研究的指標體系．確定土地利用系統(tǒng)功能評價指標體系，為進一步開展土地利用系統(tǒng)功能評價的應用奠定理論基礎．該土地利用功能評價體系是為解決中國面臨的嚴峻的土地問題提供基本的分析框架，為“生產(chǎn)發(fā)展、社會和諧、生態(tài)良好”落實用地空間和評價指標，以此指導土地利用規(guī)劃工作，保證重要的生態(tài)用地不被侵占，確保區(qū)域生態(tài)安全；提高社會用地的生活質(zhì)量，保障社會穩(wěn)定；同時合理布局生產(chǎn)用地，促進經(jīng)濟發(fā)展．

表2 土地利用系統(tǒng)功能評價指標體系Table 2 Ⅰndex system of land-use system’s functional evaluation

4 展 望

如何從土地利用系統(tǒng)的視角出發(fā)進行功能的系統(tǒng)分類與評價，如何用更科學更現(xiàn)實可行的方法，進一步開展土地利用系統(tǒng)功能分類與評價是亟待研究的課題．

土地的生產(chǎn)、社會、生態(tài)三大子系統(tǒng)對應著生產(chǎn)、社會、生態(tài)三大功能，系統(tǒng)要素之間相互作用、相互制約，形成一定的反饋機制．同時，三大子系統(tǒng)內(nèi)部還分別存在下一級子系統(tǒng)．因此，在進一步的研究中，應從土地利用下一級子系統(tǒng)入手，剖析社會、經(jīng)濟、環(huán)境與土地功能之間的相互關(guān)系，構(gòu)建更科學合理的土地利用系統(tǒng)功能評價指標體系．進一步研究要解決的關(guān)鍵問題包括以下幾個方面：1）構(gòu)建多級土地利用系統(tǒng)功能分類體系；2）確定土地利用系統(tǒng)功能評價因子權(quán)重與評價方法；3）考慮土地利用的多功能性，對單元土地利用子系統(tǒng)的多種功能進行評價；4）實例驗證土地利用系統(tǒng)功能分類與評價體系的合理性，以此指導土地可持續(xù)利用等具體應用問題．

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英文編輯：胡東平