土地利用沖突權衡的理論與方法

楊永芳，劉玉振，朱連奇

(河南大學環(huán)境與規(guī)劃學院，河南開封 475004)

0 引言

21世紀，隨著社會經濟的發(fā)展，土地資源的日趨緊張，土地利用沖突發(fā)生的頻率、涉及的層面、沖突的內容以及沖突所引發(fā)的后果都越來越多。相關機構和領域都給予深入研究，如英國鄉(xiāng)村協(xié)會、IHDP、FAO等組織在20世紀90年代分別召開會議［1］，討論土地利用沖突產生的原因、過程、沖突的類型、政策和法律對沖突管理的作用和影響以及沖突的解決辦法等問題，指出土地利用沖突已不是局部的區(qū)域性問題，而是全球范圍內廣泛存在的世界性問題［2－5］。土地利用沖突對區(qū)域生態(tài)、經濟效應都將產生重大的影響，土地利用給人類提供了食物、木材、纖維和居住空間的同時，也促使區(qū)域景觀格局的變化如森林退化、牧場沙化、耕地減少等，甚至影響大氣、水文、生物多樣性等［6］。一定時空尺度下，土地利用的社會經濟響應所顯示出的矛盾也很突出，不同地域范圍內社會主權、歷史、政治和經濟與環(huán)境之間存在著復雜的相互作用關系［7］。所以，土地利用競爭和沖突已不可回避，土地利用沖突管理就更是迫在眉睫。

1 土地利用沖突的類型和結果

事實上，土地利用沖突研究已成為國家土地管理與可持續(xù)發(fā)展決策的核心組成部分。因為土地生態(tài)系統(tǒng)是一動態(tài)的平衡系統(tǒng)，系統(tǒng)的物質、能量、信息的交換和流動過程中存在多種干擾因素，土地利用改變了系統(tǒng)各要素的競爭能力，但各種要素通過對抗和競爭，必然尋找到各自的生態(tài)位。反映在土地利用沖突維度方面主要表現為數量變化所引起的功能性沖突和要素沖突。土地利用功能性沖突，往往表現為沖突維度間不是一種尖銳的對立關系，而是相互依存、互為條件、此消彼長的關系，要解決這種沖突既要滿足它們之間的條件，又要尋求各自發(fā)展的“度”。正確處理沖突維度間的辯證關系，權衡不同沖突維度間滿意的結合點、平衡點，是功能性沖突和解的重要方法。土地利用要素沖突是指雙方根本對立或不相容的沖突，沖突的解決必須要求一方付出代價，或者第三者參與協(xié)調的情況下才能解決，這種沖突必須及時制止，以防事態(tài)擴大，否則可能對沖突各方的生命財產造成較大損失或對社會穩(wěn)定造成較大影響，傳統(tǒng)沖突管理就是對這種要素間的排斥性沖突進行管理。對于土地資源利用沖突來說，排斥型要素沖突主要發(fā)生在土地資源開發(fā)、利用、分配、保護過程中所產生的利益沖突。隨著社會的發(fā)展，土地政策、制度的不斷完善，土地所有權絕對性的觀念在世界范圍內都發(fā)生了深刻變化，人們已經不再重視對土地的絕對占有，而是更加關注土地的利用效益，因此，土地利用要素間排斥性沖突逐漸減少，而功能性沖突逐漸增加。

土地利用沖突的增加會改變生態(tài)系統(tǒng)生物相互作用和資源可得性的格局，導致負面的局地影響和區(qū)域響應［8］。首先，土地利用沖突對區(qū)域生態(tài)效應具有影響。土地利用強度的增加和土地覆被類型的變化改變了生態(tài)系統(tǒng)的組分、能量、物質、信息等循環(huán)，進而影響生態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)、特性和功能，導致了地表生物地球化學循環(huán)、水文過程和景觀動態(tài)的快速變化。開展土地變化的生態(tài)效應研究，不僅能夠有效揭示人地系統(tǒng)相互作用的內在機制，而且可以預測土地利用格局的未來發(fā)展趨勢，從而采取相應對策。其次，土地利用沖突對區(qū)域社會經濟也有相應的影響。土地利用是土地在人類活動干預下進行自然再生產和經濟再生產的過程，它既受自然因素的作用和制約，又受社會、經濟、技術條件的重大影響［9］。而土地利用變化反過來會導致區(qū)域生態(tài)環(huán)境、社會和經濟狀況發(fā)生相應的變化，進而又會影響到土地利用方式的改變，影響到區(qū)域人口增長、經濟發(fā)展方式、城市化、區(qū)域發(fā)展政策、區(qū)域人類活動的行為方式等，一定時空尺度下，土地利用的社會經濟響應所顯示出的矛盾會更加突出。所以，土地利用沖突的解決應尊重自然規(guī)律，在人類行為、土地生態(tài)系統(tǒng)和生物系統(tǒng)之間尋求平衡，充分權衡人類土地利用的后果并做出選擇。

2 土地利用沖突的和解方法——權衡

2.1 權衡的概念

權衡概念和理論廣泛運用于經濟學、工程設計、企業(yè)管理和資源管理領域。在企業(yè)運作戰(zhàn)略管理中，競爭要素(主要包括質量、交付期、柔性和成本)之間存在權衡關系(trade-offs)，把它們之間的相對權重，稱作權衡定律 (law of trade-offs)［10］;企業(yè)的運作能力受到現有技術條件的制約，至少在短時期內，企業(yè)不可能同時提升各個競爭要素，不得不在競爭要素之間做出權衡。W.W.L.Cheung等在考察熱帶海洋生態(tài)系統(tǒng)的管理過程中發(fā)現，在種群多樣性和生態(tài)保護與社會經濟目標之間的取舍是復雜的，傳統(tǒng)的資源管理辦法是獲得長期、持續(xù)的產量最高，而不顧海洋系統(tǒng)的生態(tài)和社會目標，這必然導致海洋種群枯竭或滅絕，因此，海洋漁業(yè)管理需要在生態(tài)保護和社會經濟目標之間作出權衡。即放棄一些事情，以便獲取更多別的產品和信息［11］。

土地利用變化促使人類不斷增加利用地球資源的份額，進而破壞生態(tài)系統(tǒng)的生產能力，要維持糧食生產，保持淡水和森林資源，調節(jié)氣候和空氣質量，改善傳染病傳播途徑，就必須權衡人類現實需求與維持生物圈的能力，以應對生態(tài)系統(tǒng)提供商品和服務的長期挑戰(zhàn)［12］，必須在土地利用、需求、沖突之間做出權衡。因此，我們把“土地利用沖突權衡”定義為:為達到土地利用較為理想的目標，可適當地放棄、減少一些系統(tǒng)競爭要素，從而獲得更多其他競爭要素的產品和信息，從而使系統(tǒng)整體最優(yōu)。權衡的理論基礎是建立在管理學、生態(tài)學的相關基礎理論之上，包括生態(tài)系統(tǒng)平衡理論、景觀生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性理論和資源管理的權衡關系理論。

2.2 國內外土地利用沖突的權衡研究進展

國內外土地利用沖突的權衡研究散見于局部的、區(qū)域的、基于土地生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)平衡關系的研究，其著眼點大致集中在多尺度自然保護間的權衡、社會經濟目標管理與保護間的權衡、耕地利用與濕地保護間的權衡等［13－20］，國外眾多學者開展了這方面的研究工作(表1)。可以看出，針對各種不同的土地利用方式所引起的沖突，學者們采用了不同的模型和方法，從各個側面解決了土地生態(tài)系統(tǒng)中的不和諧利用問題，但是缺乏在理論框架指導下的綜合模型方法。所以本研究在借鑒前人研究的基礎上，建立土地利用沖突權衡的理論框架和方法，試圖用綜合數理模型，從區(qū)域土地利用生態(tài)系統(tǒng)的功能和價值沖突入手，分析區(qū)域土地利用沖突的類型、強度和沖突發(fā)展趨勢，尋求沖突的內在機制，關注利益相關者的多種利益訴求，權衡不同目標關系，構建基于社會、經濟和環(huán)境的妥協(xié)方案或沖突磋商支持系統(tǒng)(negotiation support system)［14］，使區(qū)域土地利用向著和諧、可持續(xù)的方向發(fā)展。

表1 國外土地利用沖突的權衡內容和模型方法Tab.1 Trade-offs contention and model on land-use conflicts abroad

2.3 基于土地利用功能與價值的權衡理論框架

一個健康的土地生態(tài)系統(tǒng)不僅具有結構上的完整性，還必須實現功能上的連續(xù)性。土地利用系統(tǒng)和其他生態(tài)系統(tǒng)一樣具有調節(jié)功能(regulation functions)、生境功能(habitat functions)、生產功能(production functions)、信息功能(information functions)和載體功能(carrier functions)。各功能間是統(tǒng)一的、不可分割的整體，它們互相關聯(lián)，在一定條件下還可以相互促進。土地利用的格局及其變化本質表現為自然生態(tài)系統(tǒng)、社會經濟系統(tǒng)相互作用、相互影響、協(xié)同發(fā)展演變的作用過程，是區(qū)域人地關系演進的最本質的體現，它們之間是一種互動互饋關系。目前，對于這種互動互饋關系的描述，很多學者都是用基于土地利用三態(tài)效益來量化評估，進而提出解決方案［21－22］。

為了協(xié)調土地利用變化與自然資源的需求和景觀保護之間的關系，對特定區(qū)域(景觀)土地利用方案的制定，一要根據生態(tài)系統(tǒng)所提供的商品和服務的范圍分析其功能(調節(jié)、生境、生產、信息和載體功能);二要進行功能價值評估，包括生態(tài)、社會文化和經濟價值評價;三要進行沖突分析，分析和評估生態(tài)系統(tǒng)在不同尺度的功能、價值水平，并在利益相關者和決策者的意愿和偏好之間作出權衡，提出可持續(xù)利用的景觀和“自然資本”的規(guī)劃與管理方法［23］(圖 1)。

圖1 環(huán)境規(guī)劃、管理和決策中的功能分析和價值評估的權衡Fig.1 Trade-offs between function analysis and value evaluation in environment planning，management and decision

土地利用效益是人類開發(fā)利用土地所取得的收益，主要包括土地利用社會經濟效益和生態(tài)環(huán)境效益，也是土地利用活動所取得的成果，成果的高低與土地的投入和產出有關，土地利用的社會效益是指對社會需求的滿足程度及其產生的相應的社會影響;經濟效益是指土地利用帶來的經濟成果，即在土地利用過程中投入的勞動消耗(包括物化勞動和活勞動)及其物質產出(符合社會需求的新產品量)或價值量;生態(tài)效益是指土地利用活動對生態(tài)過程的影響和改善程度，以及對區(qū)域生態(tài)平衡維持的貢獻。用式(1)、(2)表示:

式中:Vs，Ve分別為某年土地利用的社會經濟效益和生態(tài)環(huán)境效益指數;x'i，y'i為xi，yi無量綱化值;xi，yi為測算單元土地利用經濟效益和生態(tài)環(huán)境效益指標;Xi0，Yi0為研究區(qū)域基期年i項指標值;wi，w'i為土地利用經濟效益和生態(tài)環(huán)境效益i項指標權重。

土地利用的決策往往在滿足人類需要的社會經濟價值和生態(tài)系統(tǒng)價值之間平衡取舍，且在相關政策和制度的作用下，犧牲一定的社會經濟價值(Vc)，往往能使生態(tài)環(huán)境價值(Vb)得到提高，綜合價值也會隨之發(fā)生變化(V1—V4)(圖 2)。

圖2 社會經濟價值和生態(tài)環(huán)境價值的權衡Fig.2 Trade-offs between socioeconomic value and ecological environment value

近年來，國內學者都在關注土地利用沖突的解決問題，并試圖尋找沖突調節(jié)的多贏方案或構建有效的共識系統(tǒng)，來解決無度的土地需求與有限的服務功能之間的沖突。因此，土地利用沖突權衡和解的研究框架包括了土地利用的利益相關者、土地利用沖突的形式和內容的調查、診斷與分析、土地利用沖突強度的評價，引起沖突的內在機制揭示，以及土地利用沖突和解方案的建立與選擇的研究(圖3)。同時，考慮到了空間尺度效應，強調在相對較小的空間范圍進行深入研究，以獲取更好的結果。

圖3 土地利用沖突與和解的研究框架Fig.3 The research framework about land-use conflicts and reconciliation

3 土地利用沖突的權衡方法

土地利用系統(tǒng)是由多個競爭要素組成的復雜巨系統(tǒng)，其發(fā)展變化的過程正是各要素之間相互競爭的過程，土地利用系統(tǒng)的競爭要素包括:土地功能(效益)、尺度、響應性和協(xié)調度。功能(效益)主要指土地生態(tài)系統(tǒng)的社會—經濟—生態(tài)價值或效益;尺度則表現為時間和空間兩個方面;響應性則是指生態(tài)系統(tǒng)能快速、低成本地從提供一種產品/服務轉換為提供另一種產品/服務的能力;而協(xié)調度則指土地利用的整體效果。在土地利用過程中，如果存在潛在沖突要素時，如在區(qū)域土地面積和總量一定的情況下，土地利用與保護、土地投入與產出之間總是存在沖突，這就要求人們在利用土地時不得不做出選擇，但這種權衡是基于有沖突存在的要素競爭維度上的權衡，是通常我們認為的某時間點上管理者必須著重挑選的競爭要素，且該要素的增加和重視是以其他要素的減少或降低為代價的權衡，是某一時間點上的靜態(tài)權衡。

土地資源的規(guī)劃管理過程，實質上是對區(qū)域所占有的土地資源利用效益與預期所達到的土地管理績效目標之間的協(xié)調過程。是區(qū)域土地資源各競爭要素效益與功能在一定的時間尺度范圍內的動態(tài)權衡關系的響應，是反映某一時點靜態(tài)的土地利用效益，體現競爭集群內短期的競爭優(yōu)勢的集合。然而，土地利用系統(tǒng)的競爭要素預期要在功能、尺度、響應性中的任一個維度獲得或保持長期競爭優(yōu)勢，就必須獲得持續(xù)的競爭能力，必須把競爭要素間的靜態(tài)權衡變?yōu)閯討B(tài)的權衡關系;一個給定競爭要素的效益或價值，部分依賴于未來是否存在展現自已的機會，考查土地利用系統(tǒng)的穩(wěn)定性和預期效益是否最優(yōu)，必須在某一時點從靜態(tài)的績效維度之間做出權衡，通過選擇，發(fā)展并利用優(yōu)勢能力以達到可能的、新的動態(tài)權衡。

所以，在土地利用規(guī)劃戰(zhàn)略管理中，應從土地利用系統(tǒng)整體性出發(fā)，把土地生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境價值、社會文化和經濟價值納入規(guī)劃和決策系統(tǒng)中充分考慮，建立經濟、社會文化、生態(tài)、環(huán)境等價值權衡關系，設計好影響區(qū)域土地可持續(xù)利用的重要競爭因素，減少或放慢一些次要影響因素，從而提升土地利用的整體效益。

3.1 基于多目標規(guī)劃的權衡模型構建

土地利用規(guī)劃是協(xié)調土地利用利益相關方沖突的一種較為有效的制度安排。土地利用規(guī)劃權衡模型的選擇要考慮環(huán)境、經濟、社會甚至政治等多種因素，規(guī)劃的決策目標是追求公平與效益的均衡。從效益方面看，至少應包括經濟、社會和生態(tài)效益的最優(yōu)，從公平方面看，至少應包括代內公平、代際公平和區(qū)際公平。要實現這兩大決策目標，必須對土地利用結構進行合理的安排、設計和組合。傳統(tǒng)規(guī)劃模型方法局限于強調規(guī)劃要素之間的線性的或確定型的關系，是一種基于推理的逐步式方法，難以處理土地利用規(guī)劃中非線性的、隱性的、不確定型的函數關系，而遺傳算法可以權衡不同目標，尋求實現生態(tài)、經濟和環(huán)境目標的妥協(xié)方案。

3.1.1 模型的變量設置。模型的變量選擇主要是依據土地利用的數量結構的變化，測定不同利用結構下土地的社會經濟價值和生態(tài)環(huán)境價值，所以，變量的選擇既要符合《土地利用現狀分類規(guī)程》，又要符合研究區(qū)的實際情況，設定研究區(qū)有i個土地類型，其染色體個數為:V={X1，X2，…，Xi}(表2)。

表2 模型變量Tab.2 The model variables

3.1.2 目標函數的確定。以三態(tài)價值最優(yōu)作為土地利用結構的權衡目標，土地利用系統(tǒng)的數量結構優(yōu)化目標主要涉及3個方面，即經濟效益、生態(tài)效益和社會效益，由此建立目標函數:

式中:V1，V2，V3分別為規(guī)劃實施后達到的經濟效益、社會效益和生態(tài)效益;xi分別對應于20個變量，c1i，c2i，c3i分別為各土地利用類型的經濟效益、社會效益和生態(tài)效益系數。

3.1.3 確定約束條件。約束條件主要為區(qū)域土地總面積的約束、經濟發(fā)展的約束、耕地保有量的約束和生態(tài)建設約束，用式(4)表示:

約束條件(s.t.)中:aij為第i個約束條件的j變量(xj)對應的系數，bi為約束條件i的常數值。

3.1.4 模型的實現。遺傳算法用目標函數本身建立尋優(yōu)方向，對染色體進行編碼、初始化、適應度的計算和遺傳操作，并引入約束條件，最終求得Pareto解集。要進行快速非支配排序，在選擇運算之前，根據個體的非劣解水平對種群分級。

具體方法為:將當前種群中所有非劣解個體劃分為同一等級，令其等級為1;然后將這些個體從種群中移出，在剩余個體中找出新的非劣解，再令其等級為2;重復上述過程，直至種群中所有個體都被設定相應的等級。選取種群規(guī)模N=100，進化代數G=100，采用規(guī)模為2的錦標賽選擇法，以及交叉變異兩種遺傳操作，得出Pareto解集。

3.2 基于利益相關者參與的土地利用權衡方案

多目標優(yōu)化不同于單目標優(yōu)化，具有唯一最優(yōu)解。因為多目標優(yōu)化中的各個目標函數并不是獨立存在的，各個目標之間具有一定的關聯(lián)性，如果優(yōu)化過程中“偏袒”某一目標，其他的目標優(yōu)化結果可能變得惡化，總體上仍然不能算是最優(yōu)的。解決這種困境的手段只能是對各個目標進行折衷處理，使得各個目標值盡量滿足決策者的要求，由于Pareto最優(yōu)解僅僅只是它的一個可以接受的非劣解或滿意解，不同決策者對最優(yōu)的理解存在差異。在實際應用中，可采用快速評估與有限性確定方法，根據利益相關者對問題的了解程度和決策人員的個人偏好做出權衡，從多個Pareto最優(yōu)解中挑選出一個或多個解作為最優(yōu)方案。

4 結語與展望

在土地利用系統(tǒng)管理中，土地利用沖突管理已具有明顯的時代特征。從理念上，人們已經認同沖突存在的必然性和普遍性;從沖突的解決方法上，已經不是傳統(tǒng)意義的對抗和消滅，而是引導發(fā)展積極性的沖突，弱化或減少消極性的沖突，即權衡多方效益尋求較優(yōu)方案化解沖突。但也應該看到，土地利用生態(tài)系統(tǒng)權衡研究目前尚未形成完善的理論框架和成熟的、系統(tǒng)的技術方法，有關生態(tài)系統(tǒng)權衡的研究報告和論文多屬于探索性的實證研究，定性分析和論述多于定量研究，所用的研究方法、原則、評判標準等多來自于其他學科領域。基于此，期待未來的研究能從以下方面開展:(1)強化權衡理論研究，建立合理的土地生態(tài)系統(tǒng)沖突和解的研究框架;(2)開展區(qū)域間土地利用沖突類型和強度的診斷研究，厘清權衡關系，構建基于數理關系的綜合權衡模型，以尋求較優(yōu)的和解方案;(3)影響土地利用沖突的因素非常復雜，權衡不同時期土地利用結構、效益和目標之間的關系，構建基于公眾參與的沖突磋商支持系統(tǒng)是未來土地管理的發(fā)展方向和目標。

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