国土空间用途的权衡决策方法研究

孙爱博，张绍良，公云龙，侯湖平

（中国矿业大学环境与测绘学院，江苏 徐州 221116）

1 引言

国土空间由已利用空间和未利用空间组成，目前中国将之分为建设利用空间、农业利用空间和生态利用空间[1]。改革开放以来，中国经济快速发展的同时，国土空间开发不协调无秩序的现象也日益显现[2]，自然保护空间与社会经济发展空间之间冲突矛盾不断加剧。中共十八大以来，为顺应生态文明新时代空间治理的要求，中国提出融合各类空间规划、编制国土空间规划的重大战略部署[3]，为实现“多规合一”，必须首先破解国土空间用途冲突难题。因此，协调国土空间冲突、实现国土空间规划的有效决策，是当前中国学界关注的热点与难点。

受系统规划思想的影响，数学建模被认为是空间规划决策的核心方法[4-5]；空间规划决策以预测与优化为前提，近几十年来，运筹学方法形成，多目标规划等最优化方法也被广泛应用于规划决策之中[6-7]；随着信息化、数字化时代的到来，越来越多学者将国土空间规划决策同地理信息与遥感技术（GIS/RS）、大数据、人工智能等技术相结合，空间规划决策的技术方法在多学科的融合中不断创新发展，也不断完善[8-9]。但中国的国土空间规划涉及多部门、多行业、多利益相关者，单纯的技术手段并不能有效解决空间用途的冲突问题，需要考虑政治、沟通等多方面因素，国土空间规划其实是一种权衡规划。虽然目前国内外关于权衡的研究不少，但主要集中于权衡的认知[10-11]、分类[12-13]、驱动机制[14]、关系识别[15]等方面，且多集中于生态系统服务领域，也有少部分学者将权衡的概念引入空间规划领域并将其作为决策的有效方法，但有关权衡决策的研究也主要基于对权衡关系的统计分析或用最优化代表权衡[11，16-17]，还未形成系统的权衡决策方法体系。

为此，本文针对上述问题，提出一种国土空间用途权衡决策新方法，构建“战略理性+技术理性+沟通理性”的权衡决策新模式，并通过实例阐述这种模式的决策过程，验证其可行性，旨在为中国国土空间规划提供决策方法。

2 国土空间权衡决策概念模型

国土空间利用的冲突，经常是抗解问题（Wicked problem），例如城市周边的耕地，往往历史悠久、相对肥沃而且农业基础设施好。中央政府从粮食安全着眼，常常要求将之划为基本农田，而地方政府从城市化和经济发展角度，常常希望将之划为城市扩展区。作为规划师，此时遇到的问题并不是最优化的问题，而是一个权衡问题：要么基本农田，要么城市扩展区，二者只能取其一。总之，国土空间规划冲突产生的原因很多，但主要源于规划利益目标及原则差异、规划沟通及协调机制缺失、规划依据及技术标准差异等[10，18-19]，因此需要从这三方面入手探索协调国土空间用途的现实方法，即权衡决策方法。

所谓权衡决策，是指采用一定方法，对各利益相关者提供的规划方案进行权衡，最终得到各利益相关者均能接受的权衡解的抉择过程。权衡决策与一般的多目标优化决策不同，它不是技术性的极端的优化选择，而是利益相关者接受度与满意度的平衡，权衡决策过程得到的不是最优解，而是可接受解，该过程允许决策者的主观进入，并非完全的客观决策过程。对一般抗解问题，权衡被视为最好的决策方法。

国土空间用途的多宜性、政府部门之间利益冲突、政府和土地使用者之间的利益冲突等，使得空间用途协调过程往往不能通过优化决策方法解决，只能是权衡决策。将权衡决策的概念引入国土空间用途协调过程中，建立国土空间权衡决策概念模型，如图1所示。

图1表达了国土空间权衡决策过程，是在国家战略引导下，经过充分的沟通，实现利益相关者间的妥协，达成统一的规划目标（模型顶部框架），采用一定的技术方法（模型底部框架）对国土空间用途间的冲突进行权衡（模型中部框架）的过程。沟通过程、技术过程与权衡过程相互进行信息转化，可以看作是一个迭代过程，直到找到科学合理满意的权衡方案为止。

图1 国土空间权衡决策概念模型Fig.1 Trade-off decision conceptual model of territorial spatial use

3 国土空间权衡决策模式

3.1 战略理性：权衡的重要准则

基于马克思主义规划理论，规划并非完全的技术理性过程，而更多地源于国家与政府对于规划权力的掌控，源于国家与政府在规划过程中扮演的角色。因此，在国土空间规划中，并非所有类型的空间用途冲突都需要或可以通过技术手段得到协调，而是首先服从国家战略。

所谓优先权衡，是对依据时代需求与国家战略即可实现协调的冲突类型进行的先于技术理性与沟通理性的决策过程。时代需求与国家重大战略使一些冲突类型具有优先权衡权，是权衡必须考虑的重要准则。基于战略理性的优先权衡过程，是权衡决策的第一步。

中华人民共和国成立以来，中国历经了具有代表性意义的经济发展优先、粮食安全优先、生态保护优先的三大战略。不同国家战略下的国土空间权衡决策准则如图2所示。每一时期的规划都必须服从当时的国家战略，现阶段，中国高度重视永久基本农田及生态保护红线管控，严禁任何非农建设占用基本农田，生态保护红线按照禁止开发区要求管理，当前国家战略下，“AS1 VS CS2”“ES1 VS CS2”“AS1 VS CS2 VS ES2”“ES1 VS AS2 VS CS2”（解释见图2）4类冲突具有刚性优先权衡权，其余冲突类型为弹性优先权衡类型。

新时代，中国国家发展对三大战略均有诉求，需统筹全国粮食安全、经济发展与生态保护，但中央政府对各特定地方的发展方向的要求却有所侧重，规划区政府需在国家意志与地方发展中寻求平衡点，以确定其在规划年对各个战略的不同需求，确定各弹性冲突类型是否进行优先权衡，这一环节则需要通过沟通进行。

对规划区具有优先权衡权的冲突类型进行调整，其他冲突类型作为待权衡变量继续依据技术理性与沟通理性进行决策。

图2 国土空间权衡决策准则Fig.2 Trade-off decision principles of territorial spatial use

3.2 技术理性：权衡的技术模式

3.2.1 国土空间价值评估模型

国土空间是一个综合性功能空间，应注重经济、社会与生态的协调发展。因此，国土空间价值评估模型统筹考虑镇村、农业、生态三类国土空间的经济、社会、生态价值。选取不同指标分别对三类国土空间的经济、社会、生态价值进行评估，如表1所示。

镇村空间的经济价值（Vcs1）反映了城镇及村镇的经济发展状况，地区生产总值（GDP）（Gn）是指某一地域或区域的全部常住单位在一定期间内生产活动的最终成果，是衡量区域经济发展状况的重要指标[6]。镇村空间的社会价值（Vcs2）主要体现为给乡镇居民提供就业机会，因此，采用城镇居民总收入（In）为测算指标[20]。镇村空间中的公园绿地为城镇及村镇提供了一定生态服务价值，但镇村空间对于生态环境的作用主要表现为负面影响，表现为大气污染与环境污染对镇村空间生态价值造成的损失[20]，因此，基于单位面积绿地提供的生态服务价值（Vg）、大气污染（Va）及环境污染产生的价值损失（Ve）测算指标表示镇村空间的生态价值（Vcs3）。

农业空间的产业结构以农业为主，主要用于耕种与粮食生产，因此，用粮食产值表示农业空间的经济价值（Vas1）较为合理。农业空间的社会价值（Vas2）主要体现在其为农民提供的生活保障等社会保障价值（Vb），为人类提供的粮食安全等社会稳定价值（Vw）以及为人类提供的美学观赏价值（Vm）[20-22]。农业空间是一个巨大的有机碳储存库，其对生态的价值（Vas3）主要在于其对大气中的CO2的调节功能价值（Vo）、对土壤的保持功能价值（Vt）[23-24]。

表1 国土空间价值评估模型Tab.1 Measuring model of territorial space values

图3 国土空间价值权衡决策矩阵Fig.3 Trade-off decision matrix of territorial spatial values

生态空间主要服务于生态功能，以为人类提供生态系统服务功能，其价值主要体现在生态空间为人类所提供的各类生态系统服务的价值。依据单位面积价值当量因子法，对不同类型生态系统的不同生态系统服务功能价值进行评估测算[25]是当前应用最为广泛的方法。

镇村空间、农业空间各类价值按照各城镇斑块面积平摊落实至各国土空间单元；生态空间价值依据不同生态系统类型的单位面积生态系统服务价值量落实至各国土空间单元。

表1中，Sn为各类国土空间面积，Sg为绿地面积，Yn为单位面积粮食产量，Pn为粮食市场价格，qc、qo分别为单位重量干物质吸收CO2量、释放O2量，rc为碳税率，ro为制氧率，R为农地还原利率，Ves1、Ves2、Ves3分别为生态空间经济、社会、生态价值，Eg、Ew、Et、Ez分别为单位面积生态系统供给服务、文化服务、调节服务、支持服务价值。

3.2.2 国土空间权衡决策矩阵

每类国土空间的价值均包括经济、社会、生态价值三类价值，因此其权衡过程可以用矩阵来表示。国土空间价值权衡决策矩阵如图3所示。

首先，通过价值求和将3×3的矩阵降为1×3的矩阵；其次，依据经济发展战略下各类国土空间的价值权重（k1、k2、k3）、粮食安全战略下各类国土空间的价值权重（l1、l2、l3）、生态文明战略下各类国土空间的价值权重（m1、m2、m3）分别得到不同国家战略下的镇村、农业、生态空间总价值。基于此矩阵对冲突斑块进行国土空间总价值权衡，将冲突斑块用途调整为价值大的国土空间所对应的用途。

3.3 沟通理性：权重确定的依据

沟通是权衡决策不可或缺的组成部分，为有效协调各利益相关主体之间的利益目标，更好地解决国土空间规划中各类空间功能的冲突，构建国土空间权衡决策沟通模式如图4所示。

图4 国土空间权衡决策沟通模式Fig.4 Communication mode of territorial spatial tradeoff decision

召集地方各规划职能部门代表、公众代表及国土空间规划领域专家学者，由规划师主持开展座谈。采用特尔斐法综合各方意见确定经济发展、粮食安全、生态文明三大战略在规划年规划区发展中所占权重以及不同国家战略下各类国土空间价值权重，并对权重结果进行充分讨论以使各方均无异议。权衡后，需对权衡结果进行反馈，对集中连片的典型冲突区域的权衡结果进行讨论，对不合理区域进行再调整，确认该权衡结果得到各利益相关主体认可，确保结果的科学性与合理性。

4 实证研究

4.1 研究区概况与数据来源

（1）研究区概况。丰县位于江苏省最西北部，隶属于徐州市，以平原为主。全县面积为1 450.33 km2。经分析，丰县现行各类空间规划在规划指标、规划期限、规划发展目标、规划空间用途等方面均存在差异，其中国土空间用途重叠是主要冲突，包括“镇村与农业空间冲突”“镇村与生态空间冲突”“农业与生态空间冲突”“镇村、农业与生态空间冲突”4种冲突类型。

（2）数据来源及处理。丰县土地利用总体规划、基本农田保护规划、2017年土地利用现状数据，来自原丰县国土局；丰县城乡规划数据，来自原丰县规划局；丰县生态红线区域保护规划数据，来自原丰县环保局。丰县各镇区地区生产总值、粮食总产量、粮食播种面积、城镇居民总收入、各镇区面积，来自2004—2018年徐州丰县统计年鉴；稻谷、小麦、玉米的全国平均价格、单产及播种面积，来自2018年中国统计年鉴。绿地生态[20]、大气污染损失[23]、环境污染损失[26]、社会保障[27]、社会稳定[27]、美学愉悦[21]、大气调节[24]、土壤保持[28]等价值评估所需指标值借鉴自相关学者已有研究，并对部分指标进行地区修正。本文选取2030年为规划目标年，运用SPSS 25统计软件进行回归分析，对价值测算所需的各类数据进行预测。

4.2 国土空间用途冲突识别

依据城乡规划、土地利用总体规划及生态红线区域保护规划，按照空间用途差异分别提取镇村空间、农业空间、生态空间三类国土空间。其中，镇村空间为城乡规划中的镇村居住用地与其他建设用地，主要服务于建设功能；农业空间为土地利用总体规划中的基本农田与一般农地，主要服务于农业功能；生态空间为生态红线区域保护规划中划定的一级生态管控区与二级生态管控区，主要服务于生态功能。

在GIS中对三类空间进行叠加分析，得到4类国土空间冲突，如图5所示。国土空间冲突总面积为460.39 km2。

4.3 国土空间用途战略权衡

组织座谈，在考虑专家意见的基础上，由规划区各职能部门及公众代表进行打分，确定丰县规划年（2030年）对经济发展、粮食安全、生态文明战略的需求权重分别为0.4、0.3、0.3。依据国家刚性规定对丰县4类具有刚性优先权的冲突进行优先调整；依据丰县规划年“经济＞粮食=生态”的战略权重大小关系对具有弹性优先权的冲突进行优先权衡，结果如图6所示。战略理性下，共优先权衡丰县国土空间86.61 km2，其中59.27 km2调整为镇村空间，24.80 km2调整为农业空间，2.54 km2调整为生态空间。

4.4 权衡结果与分析

在依据战略理性实现优先权衡的基础上，对其他冲突类型继续依据技术理性与沟通理性进行决策。通过座谈统筹规划区各职能部门、公众代表、专家意见，采用特尔斐法确定不同国家战略下各类国土空间价值权重（表2）。

表2 不同国家战略下各类国土空间价值权重Tab.2 The weight of territorial space values under different national strategies

SPSS回归分析得到2030年丰县各国土空间价值测算指标的预测值，对无法进行优先权衡的冲突国土空间进行价值评估及价值权衡。GIS空间分析得到冲突权衡初步结果，再次组织座谈，对丰县西南部大沙河特殊物种保护区、中心城区等集中连片冲突区域的初步权衡结果进行讨论，在实地考察的基础上，听取政府、公众及专家的意见对部分斑块进行了调整，最终得到2030年丰县冲突国土空间权衡空间分布结果（图7）。

丰县存在冲突的国土空间面积为460.39 km2，权衡后，各类冲突国土空间在不同战略背景下的面积及占比情况如表3所示。丰县总国土空间面积为1 450.33 km2，权衡后，各类总国土空间在不同战略背景下的面积及占比情况如表4所示。

进一步分析可以发现：纵向来看，丰县镇村空间面积在经济发展战略下最大，农业空间面积在粮食安全战略下为最大，生态空间面积在生态文明战略下为最大，不同国家战略对于每类国土空间的需求合理；横向来看，不同国家战略下丰县农业空间占比均为最大，符合丰县以农用地为主要地类的实际。

图5 丰县国土空间用途冲突Fig.5 Con flict area between different territorial space in Feng County

图6 丰县国土空间战略权衡结果Fig.6 Result of spatial use strategic trade-off in Feng County

5 结论与讨论

本文将权衡的思想引入国土空间规划决策当中。国土空间权衡决策准则能够权衡不同战略背景下具有优先协调权的各国土空间冲突类型；从经济价值、社会价值、生态价值三个方面分别对镇村空间、农业空间、生态空间总价值进行评估并对总价值进行权衡是决策的核心步骤，构成权衡决策的技术模式；政府规划部门、规划区公众、国土空间规划领域专家学者间的有效沟通为规划区战略需求权重及空间价值权重的确定提供依据。构建的“战略理性+技术理性+沟通理性”的权衡决策模式，综合考虑政治因素、技术方法与沟通思想，为国土空间冲突协调提供了新的思路。实证研究验证了权衡决策方法对国土空间冲突协调决策的适用性，未来可以作为协调国土空间规划中空间用途冲突的有效方法，为中国“多规合一”及国土空间规划的决策提供理论与方法指导。

以往的规划多采用数学建模、最优化方法、大数据、模拟仿真、GIS空间分析等技术手段进行决策，国土空间用途的冲突可以通过这些“工具”强制解决，但也由此带来了规划难实施、冲突协调结果不合实际的现实问题。本文提出的权衡决策方法并不排斥技术理性，而是在运用技术方法的基础上充分考虑国家战略对规划决策的指导作用，注重利益相关者间相互沟通、取得共识的过程，弥补了一般最优化决策等确定性规划方法单纯依赖技术、忽视国家意志与沟通的不足，能够有效解决国土空间用途冲突这一抗解问题。

图7 丰县冲突国土空间权衡结果Fig.7 Result of spatial use trade-off under different strategies in Feng County

表3 权衡后丰县冲突国土空间面积情况Tab.3 Adjustment of territorial spatial con flict areas before and after trade-off in Feng County

表4 权衡后丰县总国土空间面积情况Tab.4 Areas of territorial space after trade-off in Feng County

但本文提出的权衡决策方法仅以各类数量价值作为评价指标进行权衡，没有考虑空间布局指标对权衡结果的影响，未来可注重权衡决策技术模式中对空间布局评价模型的探索，或以各类空间布局指标为依据对权衡结果进行技术上的再评价。其次，本文提出的权衡决策技术模式适用于县域等小尺度或斑块数量不多区域的国土空间权衡问题，该模式需要基于斑块面积进行价值测算与比较，同时需要基于GIS空间分析与属性表筛选、编辑等相关功能进行空间处理与可视化，若研究区为大尺度区域或斑块破碎数量过多，会使GIS系统难以高效甚至无法运行，未来若希望实现大尺度区域国土空间权衡需要进一步的探索与研究。最后，由于国土空间冲突类型、国土空间价值类型较多，同时权衡中涉及较多的GIS处理手段，技术实现过程复杂、烦乱，处理效率不高，未来可以在完善权衡决策技术模式的基础上开发基于GIS的国土空间权衡决策系统，使权衡决策方法更加普及，操作更加方便高效。