贾克敬等 | 基于“双评价”的国土空间格局优化

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内容提要

本文探索基于“资源环境承载能力评价和国土空间开发适宜性评价”的国土空间格局优化路径，为土地利用结构与布局优化、三条控制线划定等国土空间格局优化提供理论与方法参考。

研究发现：（1）基于“双评价”的国土空间格局优化需考虑尺度与区域差异；（2）以表征资源环境承载能力的极限约束作为多目标优化的数量约束，融合开发适宜性的空间转换规则及空间约束，构建国土空间优化模型，能够为生态、农业和城镇空间的合理布局提供优选方案；（3）基于“双评价”的区域多目标优化，强调生态安全、经济发展与社会保障等多目标间协同，将提供促进区域空间均衡的国土空间格局优化方案。

关键词

“双评价”；土地利用结构优化；承载规模；国土空间格局

文章信息

全文刊发在《中国土地科学》2020年5期，转自公公众号“中国土地科学”。

作者信息

贾克敬1，何鸿飞2，张辉1，郭杰

1.中国国土勘测规划院

2. 南京农业大学土地管理学院

3.农村土地资源利用与整治国家地方联合工程研究中心

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引言

当前国土空间规划编制明确提出应开展“双评价”，结合资源禀赋、环境条件、发展目标和治理要求进行综合权衡，支撑国土空间格局优化，但如何基于“双评价”进行国土空间格局的多目标优化，并未提供科学可操作的技术路线。一方面，“双评价”评估了资源环境承载的极限约束与国土空间开发适宜性，但如何协同多目标，确定“多规合一”的国土空间规划核心控制指标、规模及其优先序，并未给出明确解决方案；另一方面，以往多目标优化模型中对于约束条件的设定，往往根据趋势或主观判断设定约束值，存在较强的主观性。

基于此，本文从“双评价”内涵出发，提出基于“双评价”的国土空间格局优化分析框架，分析“双评价”支撑多目标国土空间格局优化的数量约束与空间约束的基本逻辑，并从区域主体功能分区完善、多目标结构优化约束条件参数设定和空间布局的转换规则等方面，构建基于“双评价”的多目标耦合优化模型，模拟多目标协同下的土地利用结构与布局优化方案，为国土空间格局优化与差异化管制提供决策参考。

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城乡规划作为国土空间规划主体支撑学科的内在逻辑

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基于资源环境承载能力评价的国土空间极限约束

研究区域国土空间开发的“短板要素”是资源环境承载能力评价的关键，水资源、土地资源、气候、生态、环境、灾害等对城镇开发、耕地利用等的约束，为国土空间格局优化中土地利用结构优化提供上限数量约束与空间边界约束。

3.1 资源环境承载能力内涵

资源环境承载能力指在自然生态环境不受危害且维系良好生态系统前提下，一定地域的资源禀赋和环境容量所能承载的最大人口与经济规模，包括资源承载能力与环境承载能力。

人口规模通常作为衡量资源环境承载能力大小的重要指标，最先是应用于耕地承载能力与旅游承载能力的测度。传统城乡建设规划基于“人口—规模-定位—布局”的规划模式，往往使得规划部门通过各种预测方法夸大行政区人口规模，进而造成新一轮的城乡建设用地的扩张。因此，单纯以人口指标表征资源环境承载能力并不合理。

伴随城镇化与工业化的快速推进，大量优质耕地、生态空间受到侵占，国土空间规划应更多聚焦城乡建设用地规模控制，严格保护耕地和生态用地，满足多目标协同的国土空间治理需求。因此，在问题导向的视角下，以“农业生产 城镇建设”为表征的承载能力，通过水资源供给、土地资源供给、环境容量等综合分析，来确定农业生产的承载规模和城镇建设的承载规模，既能在数量上有效实现对城乡建设用地总量的控制，又能通过数量控制保护一定人口需求的农业生产空间，及维持一定生态系统服务功能的生态空间。

3.2 数量约束：土地承载规模测度

资源环境承载能力评价需要基于现有经济技术水平和生活方式，以水资源、空间约束、环境容量等关键“短板要素”，评价规划区域可承载农业生产、城镇建设最大合理规模。

（1） 农业生产承载规模：以构建基于短板要素（水资源、水环境、土壤环境容量）的现状利用水平，通过测算雨养承载面积、灌溉承载面积、可持续饲草生产能力、可供捕捞渔业种群的数量等指标，同时考虑环境容量限制，综合确定可承载的农业生产用地规模总量；将生态保护极重要区和种植业生产不适宜以外区域作为空间约束的耕地最大承载规模；上述约束值的最小值可作为耕地承载的合理规模。

（2） 城镇建设承载规模：根据供水量及人均需求定额，结合区域的人口发展战略，确定可承载的城镇人口规模；考虑不同区域主体功能定位和经济发展阶段的差异，研究区域差异化的人均城镇用地标准，据此确定可承载的建设用地规模。

在确定基于资源环境承载能力的农业和城镇用地合理规模之后，还可考虑制约土地利用结构调整的其他目标，如经济发展水平（GDP）、生态系统服务、就业水平、森林覆盖率、基本农田保护率、社会福利水平等的国土空间格局优化的多目标，作为土地利用结构优化的约束条件，通过目标函数与上述约束条件的设置构建多目标土地利用结构优化模型，从而研制区域宏观资源环境承载能力约束下的土地利用结构优化方案。

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4.1 国土空间开发适宜性评价内涵

国土空间开发适宜性指在维系生态系统健康和国土安全的前提下，综合考虑资源环境等要素条件，特定区域国土空间进行农业生产、城镇建设、生态保护等人类活动的适宜程度。

（4） “生态—农业—城镇”多宜空间选择：国土空间开发多宜性指在某一地域空间同时存在生态极重要、农业生产适宜和城镇建设适宜的两到三种地域功能复合叠加的区域。解决国土空间多宜性的冲突是有序组织三类空间、合理确定多目标空间约束条件，科学划定“三条控制线”的前提。

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基于“双评价”的多目标国土空间格局优化

5.1 基于“双评价”的主体功能区定位

主体功能区指根据资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力，统筹考虑区域人口分布、经济布局、国土利用和城镇化格局，对国土空间划定的主体功能类型区。“多规合一”的国土空间规划将主体功能区规划纳入其中，因此，国土空间格局的优化需要确定区域主体功能定位。

5.2 基于“双评价”的国土空间结构优化

（1） 目标函数确定：研究分类土地的经济、生态和社会效益的差异化参数。 （2） 约束条件构建：在国土空间结构优化模型目标函数设定的基础上，还需要参照资源环境承载能力评价测算出的不同区域的城镇建设承载规模、农业生产承载规模，结合区域国土空间格局优化的其他多目标，设定区域差异化的约束条件。

在区域差异化的目标函数与约束条件及其参数设定的基础上，构建区域土地利用结构优化模型，借助多目标优化方法得到区域资源环境约束下，实现多目标协同的土地利用结构优选方案。

5.3 基于“双评价”的国土空间布局优化

结合国土空间开发适宜性，利用历史数据模拟研究区国土空间格局变化，挖掘土地利用空间转换规则，在此基础上构建国土空间布局优化模型，将土地数量布局到国土空间。其开展的总体逻辑如下：

（1） 土地利用数量结构约束：将多目标协同的土地利用结构优选方案，作为国土空间布局优化模型的数量约束。

（4） 土地利用空间转换规则：结合土地用途单元继承性、国土空间开发的适宜性和周围土地单元约束影响等方面，制定土地利用空间转换规则，在此基础上，测算地理格网单元成为某种土地利用类型的概率，即该单元对这种土地利用类型的适宜性、周围土地单元对该单元转化为这种土地利用类型的影响、单元保持为这种土地利用类型的惯性(继承性)和随机干扰因素等综合影响的结果。

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结论与讨论

6.1 结论

6.2 讨论

（2）国土空间格局优化需要考虑研究尺度差异。国土空间格局优化具有显著的尺度特征，不同层级（国家-省-市-县-乡）的资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价的重点与评价指标的选择应该体现差异性。宏观与中观尺度重点强化数量约束，主要用于国家、省级行政单元确定“市-县”指标分解；而微观尺度（县—乡镇），应更注重空间约束，不同区域、不同层级的承载能力与适宜性评价的指标选择也应因地制宜，反映区域特征及短板要素。

（3）国土空间格局优化多目标协同是未来研究深化的重点。在可持续发展、国土空间治理体系与治理能力提升的理念下，国土空间格局优化需要协调生态安全、经济增长与粮食安全等多目标，不同区域应重点研究目标间的权衡与协同及目标优先序。承载能力阈值确定、多目标格局优化模型、耦合“格局-过程”的系统优化模拟等研究仍亟待加强，其深化研究将为合理规划目标确定、空间结构与布局优化提供科学支撑。

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