基于社會生態(tài)系統(tǒng)測度的縣域空間功能分類及其價值評估*

劉宇舒 王振宇 孫嘉麟

蘇州科技大學建筑與城市規(guī)劃學院 江蘇蘇州 215011

隨著城鎮(zhèn)化進程、城鄉(xiāng)關系轉(zhuǎn)變與區(qū)域要素重組，傳統(tǒng)縣域空間的均質(zhì)性、單一性的弊端逐漸顯現(xiàn)，環(huán)境承載力下降、空間開發(fā)無序、人地關系失衡等問題凸顯[1－3]。土地利用作為縣域空間的表現(xiàn)形式和核心主體，其功能價值的多元性、社會需求的多樣性、土地利用的多適性決定了縣域空間及用地組織形態(tài)、功能組合模式和不同功能的動態(tài)權衡，是研判縣域空間發(fā)展目標與戰(zhàn)略導向的基本依據(jù)。土地利用多功能最早發(fā)端于20世紀歐盟對農(nóng)業(yè)多功能性與相關政策的研究，重點關注農(nóng)業(yè)功能分類體系、多功能性測度與評價、多功能動態(tài)演變及趨勢預測等內(nèi)容，并從不同領域、不同維度汲取營養(yǎng)，在內(nèi)涵更加充實和發(fā)散的同時，重點轉(zhuǎn)向全域空間全要素的土地利用多功能性研究，并在生態(tài)環(huán)境效應與社會經(jīng)濟耦合機理、人本主義與空間正義、測度方法與技術等方面形成了一定的基礎框架和特色。

國土空間規(guī)劃的新理念建構了全新的空間邏輯與技術思路，與空間相關的多功能分類、多功能定量識別技術方法與指標體系亟待結合國家宏觀要求重新厘定?，F(xiàn)階段，國內(nèi)外學者立足于三生功能視角對空間分類與定量識別展開有益探索，尺度多集中在宏觀(國家、區(qū)域)和微觀(某一縣市、鄉(xiāng)鎮(zhèn))層面。宏觀層面通過研判單一用地的主導功能對土地利用類型展開歸并與分類，方法具有較強的可操作性，但精準性受到限制；同時，單一用地多功能的復合性考慮不足。微觀層面則借助量化的指標體系展開空間識別與測度，需要大量的精細化數(shù)據(jù)作為支撐，且評價對象與評價標準在空間層面難以實現(xiàn)多主體融合和多尺度集成表達。基于此，研究以中觀層面的省域縣域單元(包含縣、縣級市、部分市轄區(qū))為研究對象，嘗試應用“社會生態(tài)系統(tǒng)”理論與生態(tài)系統(tǒng)服務測度方法，從人類福祉視角構建縣域空間功能評價指標體系，兼顧可操作性和精準度，核心應用“當量因子法”輔以“功能價值法”的價值測度方法實現(xiàn)縣域單元空間功能指標量化與空間表達，旨在落實省域空間層級主體功能，指導縣域?qū)蛹夃l(xiāng)鎮(zhèn)的錯位競爭與協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

1 研究區(qū)與數(shù)據(jù)來源

黑龍江省地處中國東北部，地理緯度最高且位置最北。截至2019年，黑龍江省總面積47.3萬km2，下轄12個地級市、1個地區(qū)(大興安嶺地區(qū))，常住總?cè)丝诩s3 730萬人，是國家重要的糧食主產(chǎn)區(qū)和生態(tài)功能區(qū)。研究以黑龍江省域縣(市)單元為對象，運用2015年多元數(shù)據(jù)類型展開縣域空間功能分類及其價值評估，其中，中國縣域統(tǒng)計年鑒(鄉(xiāng)鎮(zhèn)卷)、中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒、黑龍江省統(tǒng)計年鑒，以及黑龍江省基準地價來源于國家統(tǒng)計局；黑龍江省土地利用柵格圖(2015年，分辨率30 m)、年度植被指數(shù)NDVI圖(2015年，分辨率250 m)、縣域行政區(qū)劃圖等來源于中國科學院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心。

2 縣域空間功能分類體系

社會生態(tài)系統(tǒng)理論最早追溯到20世紀70年代[4]，經(jīng)由Holling、Ostrom等學者先后研究用以解決此前數(shù)十年間的空間資源管理失敗的問題[5]，其核心思想在于從“整體觀”視角建構了自然與人類互動關系及運作機理的客觀描述邏輯與方式，這一描述并非單一聚焦自然生態(tài)系統(tǒng)或社會經(jīng)濟系統(tǒng)，更非機械納入式或生硬嵌入式地加入某一系統(tǒng)，而是將兩者當作一個共同體展開全域“全景式”的資源管理與空間治理，這對于本項目的“破題”具有較強適用性和可行性。基于此，研究運用社會生態(tài)系統(tǒng)理論框架，拓展“生態(tài)系統(tǒng)服務”的核心思想和測度方法，將縣域空間功能價值解讀為人類從“社會－生態(tài)系統(tǒng)”中獲得的福祉與效用；研究以學界較為認可和應用較廣泛的指標體系(Costanza等[6]、De Groot等[7]、千年生態(tài)系統(tǒng)評估MEA[8]、謝高地等[9])為基本框架，借鑒國土功能、景觀功能體系及其分類方案[10]，依托CNKI與Web of science數(shù)據(jù)庫平臺，利用頻度統(tǒng)計和理論分析相結合的方法建立初選庫，進而結合黑龍江省的地域特征與測度需求、利用專家咨詢法(德爾菲法與層次分析法)和理論分析相結合的方法[11]對指標初選庫進行校核、甄選，最終形成適于資源稟賦、符合社會生態(tài)系統(tǒng)外部關聯(lián)及內(nèi)部自恰邏輯的縣域空間功能分類體系(圖1)。

圖1 社會生態(tài)系統(tǒng)視角下黑龍江省縣域空間功能分類體系

3 縣域空間功能測度模型

現(xiàn)階段，社會生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估大體有

兩種方法[12－13]:一是單位服務物質(zhì)量的價值估算(簡稱功能價值法)，即運用替代工程或損益分析等途徑進行價格評估，計算相對準確但數(shù)據(jù)依懶性強，難以形成統(tǒng)一的測度標準；二是單位面積價值的當量因子估算方法(簡稱當量因子法)，即運用Costanza的研究成果將價值量轉(zhuǎn)換至單位面積的生態(tài)系統(tǒng)類型，操作簡便且結果可與土地資源管理相對接，適用于較大尺度的價值評估，但生態(tài)系統(tǒng)類型劃分較少，評估精度和空間異質(zhì)性較差。本研究對象為黑龍江省域縣(市)單元，適宜運用當量因子法展開價值評估(主要為生態(tài)功能相關指標項)，而對當量因子法不涉及的指標項(主要為生產(chǎn)功能和生活功能相關指標項)則運用“功能價值法”予以測度(圖2)。

圖2 縣域空間功能價值測度方法

1)生態(tài)功能相關指標項測度。這是指與“生態(tài)系統(tǒng)”服務價值密切相關的指標研究，是以謝高地等[14]于2015年修訂的“中國生態(tài)系統(tǒng)單位面積服務價值當量”為基礎，統(tǒng)一了生態(tài)系統(tǒng)類型與土地利用分類，并通過1個標準當量因子的價值量和當量因子表的修訂和補充，拓展了測度的土地利用類型和精度；同時運用NDVI指數(shù)展開同類用地功效差異的修正(功能異質(zhì)性系數(shù))、運用經(jīng)濟社會多指標綜合展開價值支付意愿差異的修正(經(jīng)濟社會系數(shù))、運用人口密度差異展開資源稀缺度的異質(zhì)性修正(資源稀缺系數(shù))[15]，以匹配黑龍江省的地域特征和縣域單元的測度精度需求實現(xiàn)非建設用地(農(nóng)田、森林、水域等)的價值測度。而針對當量因子法不涉及的建設用地各項指標項(氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、淡水供給等)，則采用蔣小青[16]、宗躍光等[17]的研究成果，運用“功能價值法”予以測度，并折成當量系數(shù)進行核算。

2)生產(chǎn)、生活功能相關指標項測度。這是指與“社會系統(tǒng)”服務價值密切相關的指標，主要采用“功能價值法”予以核算，其中，間接生產(chǎn)功能價值以鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)工業(yè)產(chǎn)值予以核算；空間承載與避難服務以土地基準價格予以核算；物質(zhì)生活保障服務以居民在平均壽命保障基本生活水平的消費和耕地維持人口承載能力水平的經(jīng)濟價值為基準予以核算。

基于此，縣域空間功能價值測度模型[15]如式(1)和式(2):

式(1)和式(2)中:Vt為第t年縣域單元縣域空間功能的總價值(元)；Si為第i類土地利用類型的面積(hm2)；i為土地利用類型個數(shù)；j為縣域空間功能類型；為基于當量因子法測度縣域空間功能價值系數(shù)(第i類土地利用類型的第j類空間功能價值系數(shù))；Fij表示經(jīng)過修訂后縣域空間功能價值當量表(基表)；Pij為第i種空間功能異質(zhì)性系數(shù)；Et表示第t年單位面積糧食產(chǎn)量的經(jīng)濟價值(元/hm2)；Qt為第t年經(jīng)濟社會系數(shù)；St為資源稀缺系數(shù)；Gk為基于功能價值法測度的第t年第k類縣域空間功能價值量。

4 結果與分析

4.1 黑龍江省縣域空間功能價值空間分異特征

黑龍江省縣域空間功能總價值為3.25×104億元，生態(tài)、生產(chǎn)、生活功能價值分別為1.12×104億元、0.90×104億元和1.23×104億元，占比34.5%、27.7%、37.8%。生態(tài)功能中調(diào)節(jié)服務價值為7 847.68億元(占比70%)，主要來源于大興安嶺區(qū)與東南山區(qū)，充分表征了黑龍江作為國家重點生態(tài)功能保護區(qū)的重要職能。生產(chǎn)功能中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務價值為2 566.32億元(占比28.5%)，松嫩平原貢獻了近一半的價值量；而經(jīng)濟發(fā)展服務價值為6 480.09億元，松嫩平原和東南山區(qū)具有明顯的比較優(yōu)勢，總占比為81.9%，顯示了城市圈(群)與經(jīng)濟軸帶的輻射帶動作用。在生活功能方面，松嫩平原的平均水平較高(占比44.67%)，而其他3區(qū)相對均衡，其中空間承載與避難服務價值貢獻明顯(圖3)。

圖3 縣域空間功能價值分異

總體來看，大小興安嶺區(qū)、三江平原區(qū)、東南山區(qū)、松嫩平原區(qū)的縣域空間功能總價值分別為5 871.57億元、5 709.69億元、8 687.86億元、12 274.74億元，呈現(xiàn)以哈爾濱城市圈為核心、東西城市群為兩翼的價值量遞增趨勢，其中生產(chǎn)功能和生活功能價值基本符合總價值規(guī)律，而生態(tài)功能價值與總價值趨勢相關性較弱，資源利用的水平與能力差異明顯。東南山區(qū)、松嫩平原區(qū)單位面積縣域空間功能總價值較高，分別為均值(720.38萬元/km2)的1.32倍和2.35倍，其中東南山區(qū)生態(tài)功能平均價值水平最高，而松嫩平原的生產(chǎn)、生活功能平均價值均呈現(xiàn)省域范疇的高水準(圖3、圖4、圖5)。

圖4 縣域空間功能總價值(單位:萬億元)

圖5 單位面積縣域空間功能價值(單位:萬元/km2)

4.2 黑龍江省重點開發(fā)區(qū)縣域空間發(fā)展指引

縣域空間功能價值的綜合提升是空間發(fā)展的根本出發(fā)點與準則。研究基于社會生態(tài)系統(tǒng)理論，拓展生態(tài)系統(tǒng)服務價值測度的社會維度以及空間維度(增加建設用地核算)，形成以縣(市)為核算單元的全域生態(tài)、生產(chǎn)、生活功能的價值評估體系，其結果對于引導縣域空間發(fā)展，形成支撐省域空間發(fā)展的戰(zhàn)略格局具有重要作用。

一方面，根據(jù)測度結果明晰各縣(市)單元生態(tài)、生產(chǎn)、生活以及綜合功能在省域范疇的價值水平(強度)與比較優(yōu)勢(位序)，旨在分析“現(xiàn)狀空間發(fā)展格局”；另一方面，以上位規(guī)劃(省域城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、村鎮(zhèn)體系規(guī)劃等)確定的“一個引領核心、兩個城市群、三個北開節(jié)點、四個主要發(fā)展軸”為目標，確定與之密切相關的縣(市)單元及其發(fā)展導向，旨在分析其“未來空間發(fā)展格局” (圖6)。據(jù)此，通過比較分析現(xiàn)狀與未來格局的差異，結合區(qū)位條件、資源優(yōu)勢、地區(qū)需求等要素明晰省域重點開發(fā)區(qū)的范疇，并確定 “保持－優(yōu)質(zhì)” “復合－增值” “轉(zhuǎn)型－優(yōu)化”差異化發(fā)展的空間引導類型。“保持－優(yōu)質(zhì)”型表征了縣域空間功能水平具有較強的省域優(yōu)勢與綜合實力，未來發(fā)展應保持現(xiàn)有的質(zhì)的發(fā)展勢頭及模式，全面融合、承接輻射中心的溢出功能與服務，并需求創(chuàng)新與突破，以支撐未來空間發(fā)展導向； “復合－增值”型表征了縣域空間功能水平在省域不具備明顯的比較優(yōu)勢，并具有良好的改革轉(zhuǎn)型和提檔升級的基礎條件與潛力，亟待拓展服務于第一產(chǎn)業(yè)的二三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標與方向，以適應未來空間發(fā)展指向；“轉(zhuǎn)型－優(yōu)化”型表征了縣域空間功能水平在省域范疇呈現(xiàn)弱勢和低效，而未來城市圈層輻射與交通廊道為其帶來重大的發(fā)展契機，縣域空間發(fā)展亟待對接區(qū)域需求與資源缺口，構建區(qū)域協(xié)調(diào)與三產(chǎn)融合的發(fā)展模式，以匹配未來空間發(fā)展指向(圖7)。

圖6 黑龍江省未來空間發(fā)展格局

圖7 黑龍江省省重要片區(qū)縣域空間發(fā)展指引

5 結論與討論

本研究旨在運用社會生態(tài)服務的理論與測度方法提出基于三生空間的省域縣域空間功能分類及價值評估方法，以及結合省域未來空間格局的戰(zhàn)略導向，嘗試提出重點片區(qū)的縣域空間差異化的發(fā)展指引方向，其主要結論及討論包括:1)運用社會生態(tài)系統(tǒng)理論系統(tǒng)梳理了縣域空間功能的基本類型，并構建了契合國土空間“生態(tài)－生態(tài)－生活”功能體系的分類方案；2)運用生態(tài)系統(tǒng)服務測度方法，拓展社會系統(tǒng)維度與空間維度，構建了縣域空間功能價值評估的基本思路與核算方法；3)運用縣域空間功能測度結果提出了支撐省域未來空間發(fā)展格局的重點片區(qū)縣域空間發(fā)展類型指引。

此外，受鄉(xiāng)鎮(zhèn)地域資料、數(shù)據(jù)、技術的限制，本研究以縣(市)域為研究單元，完成了省域縣(市)單元的宏觀計量與分析，確定了省域縣(市)單元的主導功能以及各類功能的強度與位序水平，其結果對于縣域空間發(fā)展與建設具有方向性、引領性的指導作用。但研究在更深層次的空間指向性存在不足，例如縣(市)域主導功能如何實現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)層級的空間傳導與規(guī)劃落實、如何增強數(shù)據(jù)的精準性和針對性、如何從更為微觀的鄉(xiāng)鎮(zhèn)單元尺度進行空間測度與闡釋，以及如何分類分級地指導鄉(xiāng)鎮(zhèn)層級空間發(fā)展與規(guī)劃建設，這些都有待下一步的拓展討論與深入研究。