2013年土地科学研究重点进展评述及2014年展望——土地利用与规划分报告

林 坚，张禹平，李婧怡，罗 洁，楚建群

（北京大学城市与环境学院，北京 100871）

2013年土地科学研究重点进展评述及2014年展望
——土地利用与规划分报告

林 坚，张禹平，李婧怡，罗 洁，楚建群

（北京大学城市与环境学院，北京 100871）

研究目的：总结2013年国内外土地利用与规划方面的研究进展，展望2014年国内研究趋势。研究方法：文献调研法。研究结果：2013年国外土地利用与规划研究侧重在土地利用动态监测、土地利用变化效应以及土地利用规划理念和方法等方面；国内研究主要集中在土地利用调查与动态监测、土地评价、土地利用变化效应和模拟以及土地利用规划编制和评估等方面。研究结论：构建国土空间规划体系、建立“生产、生活、生态”的“三生”空间分类、强化土地利用的生态环境保护和土地利用效率评价，将是2014年及未来土地利用与规划领域着重研究的方向。

土地利用；土地规划；综述；研究进展；研究展望

2013年，国内外学者针对土地利用与规划问题展开了大量研究，并取得了一定进展。本文采用文献调研法，基于中国知网（CNKI）、万方、维普、Elsevier、Springer、ProQuest等电子期刊数据库，梳理分析了2013年国内外土地利用与规划研究发展现状和重点问题，并结合中国宏观经济发展的科技需求，展望2014年中国土地利用与规划发展趋势。通过检索“土地利用”（land use）、“土地评价”（land evaluation; land assessment）、“土地利用/覆被变化”（LUCC）、“土地利用规划”（land use planning）等关键词，筛选出2013年发表且影响因子较高的学术文献83篇，其中，中文期刊文献54篇，英文期刊文献29篇。主要分布在《中国土地科学》、《生态学报》、《地理研究》、《农业工程学报》、《自然资源学报》、Land Use Policy、Journal of Environmental Management、Applied Geography、Landscape and Urban Planning等期刊，内容涵盖土地利用调查与动态监测、土地利用/覆被变化、土地评价、土地规划、土地利用信息技术等方面。

1 2013年土地利用与规划研究发展现状

从国内外土地利用与规划研究趋势来看，土地利用与规划需要重视科技成果应用，在与土地管理实践密切结合中得到不断发展[1]。吴传钧将土地利用研究的主要内容概括为土地利用现状调查、土地利用评价、土地利用类型与区划、土地利用规划4个方面[2]。笔者以此为基础，结合近年土地利用与规划研究主题，构建土地利用与规划研究内容体系（图1）。具体而言，土地利用调查是开展研究的基础，包括土地利用分类，土地利用现状调查等内容。在充分获取土地利用信息的前提下，进行土地社会经济和生态效益评价以及土地利用变化时空特征、驱动机制、影响效应和模型模拟研究。在此基础上，开展土地利用规划体系、评估方法和实施管理研究，保障土地资源合理配置和高效利用。对土地利用变化和规划实施情况进行动态监测，其成果又成为土地利用调查的基础。土地信息技术应用和土地利用政策保障机制研究贯穿内容体系的各主要环节。

2013年，国内外土地利用与规划研究在上述主要领域均取得了一定成果，但研究更集中于土地评价、土地利用/覆被变化、土地规划和土地信息监测技术等重点问题。

图1 土地利用与规划研究内容体系Fig.1 The research contents system of land use and planning

1.1 国外土地利用与规划研究发展现状

2013年，国外学者主要从自然地理视角研究土地利用与规划问题，研究集中于土地利用调查与动态监测、土地利用/覆被变化和土地利用规划编制3个方面。其中“土地利用动态监测技术”、“土地利用变化效应”、“土地利用规划理念与方法”等是国外学者研究的重点问题。研究表明，优化3S技术和探索遥感影像的处理方法能够实现土地调查与动态监测中土地利用信息的快速识别；土地利用方式的转变会影响生态系统服务功能和价值，包括引起水质与径流量、生物多样性、土壤、气候条件的改变等；通过加入生态系统服务功能指标，构建统一开放的公众参与平台，有助于发挥土地利用规划的生态环境保护功能，促进规划参与者的多方利益协调。

1.2 国内土地利用与规划研究发展现状

2013年国内土地利用与规划研究围绕土地利用调查与监测、土地利用评价、土地利用/覆被变化以及土地利用规划展开，在深化传统重点领域的基础上，着眼于与土地管理相结合，推动学科的进一步发展。目前，基于3S技术的土地利用监测技术已经较为完备，但信息提取的效率和准确性还有待提高，通过探索土地信息识别和挖掘方法，实现土地利用信息的快速、准确获取。在快速城镇化的背景下，土地资源供需矛盾日益突出，生态环境受到严重威胁，土地适宜性评价、土地集约利用评价和城市用地效率评价研究成为热点问题。土地利用/覆被变化研究成果丰硕，以土地利用时空变化特征和驱动机制为基础，着重开展土地利用变化效应以及模型模拟研究。研究表明，土地利用变化对生态环境影响显著，主要体现在生态系统服务价值、土壤、水文、景观格局、生物多样性和碳排放强度等方面。土地利用变化的预测和模拟研究通过大量实证案例的积累，探索模型模拟方法的优化和创新。围绕土地利用规划的编制与评估方法，学者试图通过完善土地利用规划编制理念，促进公众参与规划编制，探索并改进规划实施评估方法，提高规划质量与实施效果，为土地利用管理提供科学依据。

2 2013年土地利用与规划重点问题研究进展

2.1 国外土地利用与规划重点问题研究进展

2.1.1 提升土地利用动态监测技术水平 优化3S技术与方法有助于土地利用调查和动态监测水平的提升。改进应用于海平面测量的GPS技术可以辅助沿海地区土地利用与土地污染监测[3]；基于多指标综合模型和地区变化模型的综合变化探测方法（CCDM）能够捕捉不同景观格局下的自然和人为干扰[4]。在遥感影像处理技术的改进方面，通过探索自动消除卫星影像中云和云影的方法[5]和基于多分辨率、多传感器空间解译的图像融合技术[6]，可以实现快速捕捉土地利用变化并精确判定地表作物类型的监测目标。利用土地利用信息技术，学者分析了不同区域土地利用变化的时空特征和动态演变过程，研究土地用途转变的速度和规律[7-8]。

2.1.2 关注土地利用变化影响效应问题 学者普遍认为土地利用变化对生态系统服务功能产生影响[9]。结合不同土地利用类型、多种空间尺度的研究发现，草地、滩涂可以提高区域生态系统服务价值，而耕地的增加则会降低生态系统服务价值[10-11]，当人均建设用地面积到某一阈值时，土地的生态系统服务功能急剧退化[12]。此外，土地利用方式的转变引起地表土地覆被状态变化进而影响水文环境、土壤和气候、生物多样性等方面。河流系统的理化性质、生物条件以及径流量因人类活动受到影响[13-15]，居民点密度的增加引起森林覆被率下降，导致局部地区不同程度的气候条件改变[16]。土地利用变化也是导致物种演替或灭绝的重要驱动力，土地用途转换往往会引起生物结构变化和生物多样性减少[17-18]；土地利用相对集约的地区生物多样性减少速度慢，土地利用类型越多生物多样性越高[19]。

2.1.3 创新土地利用规划理念与方法 土地利用规划理念创新体现在两个方面。一是重视土地利用规划对生态环境的影响。将生态系统服务价值作为重要指标，纳入到土地用途选择的决策分析中[20]；整合地区气候变化研究、能源规划和土地利用规划[21-23]，将影响生态系统服务的生态环境因素、社会经济变化过程与土地利用规划政策相结合[24]；加强土地利用和生态系统服务的联系机制，有助于土地利用规划中生态和经济利益的协同[25]。二是构建多方利益协调的土地利用规划。农村地区的土地利用规划应充分兼顾农民、自然保护组织等的利益诉求，建立统一、开放的参与平台[26]；为了避免城镇边缘居住用地扩张引起的利益冲突，在制定规划时通过多方谈判化解公众、私人以及地方组织间的利益纠纷，保证土地利用规划的实施效果[27-28]。围绕土地利用规划编制的方法创新，也进行了有益尝试。根据土地类型的生态服务价值，建立基于空间决策支持系统（SDSS）的土地空间配置模型，有助于强化土地利用规划的生态保护功能[29]；运用人口迭代（PBIG）的启发式搜索算法可以解决农村居民区分区规划问题[30]；以意大利空间规划为案例，构建了支持土地利用、经济、农业和景观规划的规划工具[31]。

2.2 国内土地利用与规划重点问题研究进展

2.2.1 创新土地利用监测技术与方法 土地利用调查与动态监测是开展土地利用和规划研究的基础，国内学者主要在土地类型的快速识别和土地利用信息的挖掘方法两方面有所创新。土地利用信息快速识别技术中，以遥感图像为基本信息源，通过分析各类地物的光谱信息，构建土地自动分类方法，可快速准确识别水体、未利用地、居民点、林地和耕地，其速度远高于人工分类[32]。类似地，以无人机高分辨率影像为基础，运用面向对象的多尺度分割影像信息提取技术，可充分解读影像中包含的纹理、形状、大小等空间信息，快速、准确地进行土地利用信息提取[33]。在土地利用信息挖掘方法研究中，利用连续分时段土地利用转移矩阵求算总时段转移矩阵的方法，构造地类转移计算模型，对苏州市等高度城市化区域土地利用变化信息进行深入挖掘，分析地类转移的特征和趋势[34]。基于多期遥感影像和地形数据的分析，学者们从实证角度研究不同地区土地利用变化的历史演变过程、空间结构和分布特征以及各种土地利用类型相互转换的规律和趋势[35-36]。

2.2.2 深化土地评价研究 土地评价研究主要围绕土地适宜性评价、土地集约利用评价和城市用地效率评价等重点问题开展。土地适宜性评价研究是进行土地利用决策、科学编制土地利用规划的基本依据，研究方法较为成熟。研究成果集中于未利用地开发的适宜性评价和存量土地再利用适宜性评价两方面。未利用地是重要的耕地后备资源，以青藏高原区和黄河三角洲等地区为研究对象，选取地形地貌、气候、土壤和水资源状况等因子，构建适宜性评价模型，平衡区域土地利用效率和生态环境保护的要求[37-38]。科学有序地进行存量土地再开发是实现土地集约利用的重要途径，借鉴土地适宜性评价方法，判断土地再利用的最优用途，对废旧产业用地用途调整提供开发策略[39]。

城市土地闲置和低效利用现象仍普遍存在，土地节约集约利用尤为必要和迫切。在延续城市建设用地集约利用评价和开发区集约利用潜力评价的基础上，以城乡结合部、城市新区、交通用地为对象进行土地集约利用研究[40-42]，扩大了评价对象范围。通过增加生态环境指标[43]，探索低碳理念下的城市土地集约利用内涵和评价方法[44]。

在工业化、城镇化快速发展的背景下，城市用地效率评价研究仍是重点问题。实证研究方面，集中探讨了城市土地扩张的时空特征和社会经济效益[45-49]，评价结果发现，全国287个地级以上城市土地利用效率总体不高[50]，部分城市群土地扩张的经济效益较高[51]，而影响土地利用效率的因素包括经济发展水平、地理距离、人口数量、产业结构等，且影响效果对不同的用地类型或产业结构地区存在差异[52-54]。评价方法创新方面，依据协调发展理论，可构建土地利用系统和经济系统协调发展模型，在经济发展过程中，实现优化产业结构、减少资源消耗，强化土地集约利用管控的目标，发挥土地的宏观调控作用[55]。参照经济收敛的研究方法，建立土地资源收敛性进行检验模型，分析结果显示过去10年间中国城市土地消耗强度不断下降，其区域差异存在减小的趋势[56]。采用数据包络分析法、Logistic回归模型和地理加权逻辑回归（GWLR）模型对产业用地的生产效率进行分析，发现工业园区相较零散分布的工业企业，有更高的土地生产效率[57]。

2.2.3 关注土地利用变化效应和模拟 以土地利用/覆被变化（LUCC）时空变化特征和驱动机制为基础，着重开展土地利用变化的生态环境效应以及模型模拟研究，研究重心从基础理论转向生态环境效应分析和成果应用方面。土地利用变化的生态环境效应以生态系统服务价值变化为核心问题，对土壤、水文、生物多样性和碳排放等其他环境要素的变化分析也是重要内容。研究认为，自然主导的土地利用类型（森林、牧草地、湿地等）向人工主导的土地利用类型（城市建设用地、农用地等）的快速转变会影响生态系统服务功能和价值[58-59]。城市尺度的研究发现建设用地增加导致城市生态系统服务价值下降，而城市生态用地有规划地集中布局会提升区域生态服务效应[60-61]。区域尺度的研究对象包括林地、草地等非建设用地和各类型的建设用地，研究发现建设用地增加会削弱生态功能，而林地增加可引起生态系统服务总价值上升[62-64]。土地利用方式转变对土壤、水质以及物种数量、种类产生显著影响[65-67]，同时，引起碳排放强度的变化，研究发现在全国尺度上土地利用类型转变的碳排放强度存在明显的空间差异，可以考虑限制林地向其他土地利用类型转变，防止水土流失[68]，降低对草地的人为干扰等方式控制土地利用碳排放[69]。

土地利用变化模型模拟是定量预测土地利用变化的基础。在传统的土地利用变化及效应（CLUE）模型、马尔可夫模型（Markov）、元胞自动机模型（CA）和系统动力学模型基础上，引入空间自相关因子形成Auto-logistic回归模型和基于局部化转化规则的CA土地利用模型，提高了土地利用变化的数据解释能力和模拟精度[70-71]；通过构建区域土地利用竞争模拟模型和区位熵模型，实现对区域土地利用变化过程更为全面的模拟和阐释[72-73]。还有学者采用适用于景观格局过程分析的Spatial-Markov模型[74]和综合的Binary Logistic和CA-Markov模型对城乡结合部的土地利用变化进行模拟预测[75]。

2.2.4 改进土地利用规划编制和评估方法 土地利用规划编制与评估方法不断完善。土地利用规划编制方面，规划的编制和调整需要考虑不同利益相关者的诉求，探索公众参与式的规划编制方法，减小因偶然经济行为导致的规划调整，提升土地利用规划的合理性和可持续性[76-78]。在新型城镇化背景下，土地利用规划应当坚持节约集约的原则，主动服务城镇化发展，统筹土地城镇化、人口城镇化和经济社会城镇化同步发展的需要[79]。在规划编制与管理的实践过程中，对于土地利用总体规划布局的安排缺少评判的客观标准，选择适宜性指数、协调性指数与合理性指数等作为评价指标，可建立适用于土地利用功能分区布局的可行的评价方法与指标体系[80]。另外，土地利用规划通过调整土地结构和用地布局对生态环境产生深远的影响，通过建立多层次或多指标的评价体系，预估土地利用规划方案的实施对环境、生态和土地资源的潜在影响，为规避土地利用调整可能出现的负面影响提供有益的决策支持和参考[81-82]。

土地利用规划的实施评估既是规划实施管理的重要内容，也是新一轮规划修编的重要依据，因此，探索有效可行的评估方法对于完善土地利用规划的研究体系意义重大。将“压力—状态—响应”（PSR）模型与模糊综合评价法相结合，建立兼具层次系统性和模糊性的规划实施评价方法[83]；构建面向规划执行过程和执行结果的空间吻合度度量模型，并制定相应的空间吻合度分级标准，能够评估规划实施效果与规划目标的空间吻合性，及时发现土地规划在数量或空间上不吻合的原因[84]；由土地利用形态、结构、行为、程度、功能和布局6方面内容所组成的土地利用规划综合评价体系，为土地利用总体规划管理实践提供一定的方法支撑，切实提高规划的编制质量和实施效果[85]。

2.3 国内外土地利用与规划重点问题对比

总体而言，国内外土地利用与规划研究的主题相似，但由于社会经济发展阶段、土地制度不同，研究着眼点亦有所区别（表1）。国外尤其是西方发达国家，土地历史资料和数据积累丰富，易于对现有的土地理论加以完善和改进。而国内，全面、系统的土地调查刚刚完成第二轮，数据积累有限，更倾向使用短期的数据开展实证研究。

比较国内外土地利用与规划研究重点问题，有以下4点异同：第一，土地利用调查与监测信息技术的改进和创新是国内外共同探讨的问题，学者们利用3S技术，在实现土地利用信息提取和快速识别方面均取得了一定的进展。但就具体研究内容而言，国外主要探讨了土地利用动态监测中遥感影像处理方法的改进，国内侧重于探索新的土地信息识别和挖掘方法，提高土地利用信息提取的效率和准确性。第二，由于中国和其他发达国家处于不同的城镇化阶段，国内仍重视城市用地扩张的驱动机制研究，以及土地利用经济评价和效率评价，而国外相关研究成果较少。第三，土地利用变化是国内外学者共同关注并深入探讨的问题，但国外研究更加关注土地生态系统服务价值评估和其他生态环境的影响效应，国内学者除了重视生态环境影响效应以外，还强调土地利用变化的模型构建和区域情景模拟。第四，土地利用规划研究，国外主要探索规划理念和编制方法，而国内对规划实施效果评估和管理问题更加关注。

表1 国内外土地利用与规划研究主要内容的对比Tab.1 The comparison of the main research contents of land use and planning in China and abroad

3 2014年土地利用与规划研究展望

十八届三中全会指出“加快建立生态文明制度，健全国土空间开发、资源节约利用、生态环境保护的体制机制”。这一目标对国土空间开发与自然和谐发展提出了更高的要求。国土是生态文明建设的空间载体，优化国土空间开发格局是推进生态文明建设的首要任务。应建立“国土空间开发的保护机制”，划定生态保护红线，以主体功能定位为依据，划定生产、生活、生态空间开发管制界限，明确“三生”空间合理利用技术与方法。同时，提高土地资源环境承载能力监测技术，开展土地利用生态环境影响评价，加强土地利用变化动态监管机制。为了“完善城镇化健康发展体制机制”，破解城镇化发展中土地利用面临的深层次、结构性矛盾，应促进土地资源节约集约利用，积极盘活低效利用的存量建设用地，探索土地利用效率和效益的提升技术。

比较2013年实际研究成果与2012年度土地科学研究预测，整体预测吻合度较高。第一，土地集约利用评价的内涵扩展、评价指标体系和方法创新都出现有益的尝试。第二，土地利用变化的生态环境影响评价是可持续发展和创建“两型社会”的基础性研究，积累丰硕的理论分析和案例成果；土地利用变化的社会、经济效应主要体现在探讨社会经济因素对土地利用变化的驱动作用。第三，土地利用规划相关研究取得一定成果，“多规融合”的空间规划方法或技术未有突破性进展。第四，深化信息技术在土地利用与规划中的应用是本领域研究的热点，对3S技术进行改进与创新符合土地管理的基本需求方向。

在考察2013年土地利用与规划研究进展的基础上，通过分析2014年国家主要科技需求，我们认为2014年土地利用与规划研究将会集中在：（1）探索构建国土空间规划理论与技术体系。在中国，国土空间规划总体上还是一个相对薄弱和落后的规划领域，没有充分发挥整合区域资源、优化空间布局、提高土地资源利用效率的作用。目前，“两规协调”和“多规协调”层面的理论和实践研究较为全面，但科学完整的国土空间规划理论与方法仍有待进一步研究。受规划理念、管理体制、配套机制等方面制约，国土空间规划体系的建立不仅是技术问题，更是体制问题。如何统领不同部门、不同区域之间的规划，也是未来国土空间规划研究需要破解的难题。（2）建立“生产、生活、生态”的“三生”空间分类体系。目前中国土地利用现状分类和城乡用地分类体系相对成熟和规范，但与国土空间开发相适应的国土空间分类体系研究仍处于空白。十八大报告中提出建立“生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀”的国土空间开发格局，建立基于“生产、生活、生态”的“三生”空间分类体系成为编制国土空间规划、优化国土空间格局的重要前提。因此，有必要在现有分类体系的基础上，扩展土地利用分类的内涵和方法，增加土地质量属性和土地利用效益的考虑，构建“三生”空间分类体系。（3）加强土地利用的生态环境保护研究。已有研究普遍认为建设用地扩张往往造成区域生态功能下降，如何寻找生态保护与经济发展的平衡点将成为今后的重要课题。为此，需要加强土地利用的生态环境承载力评价、土地生态系统服务价值评估等研究，探索科学划定生态保护红线，严格保护国土生态空间的技术与方法，保障人口、经济、资源、环境协调发展。（4）开展以新型城镇化战略为导向的土地利用效率评价。新型城镇化战略要求不断提升城镇化建设的质量内涵，推动城镇化由偏重数量规模增加向注重质量内涵提升转变。目前，中国城镇化以大规模、低密度、粗放式的城市土地扩张为特点，忽略了土地利用综合效率与效益的提升。因此，探索更加节约集约的土地利用方式，创新土地利用效率评价的方法与技术是未来土地利用与规划研究的重要方向。

2014 年，《中国土地科学》在继续着力推介土地利用与规划领域重大科技成果的同时，重视上述涉及中国当前经济社会深化改革发展中的土地分类、土地评价、土地规划体系和实施评价、土地信息技术创新等研究成果，为土地资源管理提供决策参考与理论支撑。

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（本文责编：郎海鸥）

Comments on Land Sciences Research Priorities in 2013 and Perspective for 2014: Sub-report of Land Use and Planning

LIN Jian, ZHANG Yu-ping, LI Jing-yi, LUO Jie，CHU Jian-qun
（College of Urban and Environmental Sciences, Peking University, Beijing 100871, China）

The purpose of this study is to summarize the research progress of land use and planning in 2013. Furthermore, it forecasts the research trend in 2014. Method employed is literature review. The results indicate that the international researches on land use and planning mainly focused on land use dynamic monitoring, impacts of land-use change, concepts and approaches of land use planning. The research in China focused on land use survey and dynamic change monitoring, land evaluation, impacts and simulation of land-use change, and compilation and evaluation of land use planning in 2013. The relevant studies made indeed progress. It is concluded that further studies will pay more attentions on the issues, such as territory special planning, spatial classification for living, production, and ecology, environmental impacts of land-use change, and assessment of land use efficiency.

land use; land use planning; summary; research progress; research outlook

F301.2

A

1001-8158（2014）02-0003-10

2014-01-15

2014-01-26

林坚（1969-），男，福建福鼎人，博士，教授。主要研究方向为土地利用、评价与规划。E-mail:jlin@urban.pku.edu.cn

楚建群（1967-），女，吉林长春人，博士，讲师。主要研究方向为土地利用、评价与规划，城市与区域规划。E-mail:chujq@163.com