土地混合利用测度研究进展

郑红玉，黄建洪，卓跃飞，徐忠国

（1.苏州大学政治与公共管理学院，江苏 苏州 215123；2.江苏高校新型城镇化与社会治理协同创新中心，江苏 苏州 215123；3.浙江大学公共管理学院，浙江 杭州310029；4.浙江大学土地与国家发展研究院，浙江 杭州 310029）

1 引言

土地用途的混合（Mixing of Land Uses）自人类文明发展以来已是城镇普遍的特征[1]。近现代的城市分区条例缘起于对西方部分工业城市问题的解决，从1933年《雅典宪章》的发表到1977年《马丘比丘宪章》的签署，理念的继承与批判体现了人们对城市发展的反思与探索。进入21世纪，精巧的城市形象意味着“让城市变大变宽”的无限拓展模式不可持续[2]，人类将不得不接受“在极限之内谋生存，无限的世界观将被抛弃”的价值导向[3]，城市空间发展范式正经历从均质化到异质性，从竞争隔离到互利共生的转换[4]，“混合性”已成为城市的核心特征[5]。

当代混合功能理念自20世纪90年代被引入中国[6]，局限于对传统混合自发组织性的固有理解，面对着多数城市仍处于空间分散布局的发展阶段，土地混合利用相关研究进展缓慢。已有成果偏重理念经验引介，少有方法体系深化，与此相对应的是中国土地混合利用实践模式不断涌现，如居住用地趋向“社区生活圈”；商办用地发展城市综合体；休闲绿地创建绿色公共空间网络；交通用地开展线性综合开发等[7]。此外，政府也日益重视土地混合利用在破解用地瓶颈、助推转型升级中的积极作用，上海①2016年上海市发布《上海市控制性详细规划技术准则（2016年修订版）》提出了用地混合引导表；2018年《上海市城市总体规划（2017—2035年）》鼓励工业用地的功能置换和混合使用等。、深圳②2017年深圳市修订的《深圳市城市规划标准与准则》鼓励土地混合使用，将其作为基础标准并明确土地用途混合使用指引。等城市已加快推进土地利用模式由单一向混合转变。

理论研究滞后于活跃的实践探索，注重定性判断缺乏量化支撑是制约理论与实践发展的重要因素，以“测度”为核心梳理现有土地混合利用研究成果基于三个方面的考量：首先，测度作为定量研究的基础内容，是架构理论探讨与实践应用的桥梁，测度研究的完善有助于“理论—方法—应用”完整逻辑体系的形成；其次，国内理论研究与政府决策多数依赖宏观尺度的定性判断，系统测度研究的梳理有助于强化对定量研究的关注，推动土地混合利用研究从定性向定性与定量的综合发展；最后，科学规范的测度研究是后续推进土地混合利用方法创新、技术探索、机制分析的基础，有助于加快土地混合利用研究的本土化进程。

2 土地混合利用的概念与内涵

概念内涵是测度研究的基础，归纳、辨析、界定相关概念内涵是测度研究的前提。国外理论和实践的模棱两可导致概念边界模糊、内涵理解多元。国内对当代混合功能理念的引介伴随着概念内涵的二次解读，目前未有共识。

2.1 国外梳理与分类

“Mixed Land Use”与“Mixed-use Development”、“Mixed-use”在国外文献的使用中并未作明确的区分。概念方面，ROWLEY首次全面提出混合功能开发的概念化模型，指出土地混合利用的空间物理形式反映在城市结构、环境、区位等各方面[8]；HOPPENBROUWER等认为仅从城市设计角度考察并不全面，还应纳入城市体验、用途特性等，并从功能、维度、尺度、结构4个方面系统优化了ROWLEY的概念模型[9]。目前，两种概念使用最为广泛：（1）美国城市土地协会（Urban Land Institute, ULI）从项目开发的角度提出土地混合利用的三大特点：由良好的规划项目所支撑且包含三种及三种以上获利用途；项目要素应整合重要的物质与功能，包含无缝连接的步行环境；保持规划的一致性[10]。（2）美国四大房地产行业组织联合开展调研后形成具有共识性的定义：“混合功能开发是一项功能集成综合规划的房地产项目，包含零售、办公、住宅、娱乐等用途，步行导向且整合居住、工作、娱乐的环境因素，它谋求空间利用的最大化，拥有便利的设施和优良的建设环境，以缓解交通压力和城市蔓延”[11]。

内涵方面，学者观点主要分为两类：（1）多样性视角：JACOBS批判市区重建过程中单一土地利用，强调开发多样性的首要用途与次要用途的混合[12]；混合是一个特定区域内相邻土地有着不同的土地利用类型[13]；混合是一个相对的概念，只有与单一用途比较才能被定义[14]。（2）兼容性视角：土地混合利用并非指用途的有机混乱（Organic Jumble），而是指三种或三种以上用途兼容的规划项目[15]；混合内涵包括三个层次，一是鼓励不同容积率或住户类型的混合，二是鼓励兼容性用途的混合，三是避免噪音、交通及环境影响，整合隔离不兼容的用途[16]。

2.2 国内释译与辨析

国内对“Mixed-use”有多种释译：“混合功能”[17]“混合使用”[18]“混合用途”[19]。“混合功能”相对合理，即居住、商业、文化、生产等功能在不同尺度、不同强度上的融合[20]：首先，“use”常常与“land”结合体现“使用”或“用途”的含义[21]，“功能”是“事物或方法所发挥的有利作用”，混合本身就是一种方式或方法，二者可结合；其次，“混合功能”凸显基于“功能分区”的演变思想。“Mixed-use Development（MXD）”包含“混合功能开发”[22]“混合功能发展”[21]“混合使用开发”[23]等释译，“混合功能开发”相对合理，体现对物质和空间等多种功能进行有目的的开发改造：在混合功能内涵的基础上，首先，从美国城市土地协会和美国四大房地产行业组织提出的具有共识性的定义来看，MXD针对的主要是具体的项目，“开发”更为明确；其次，相对“发展”的抽象性与模糊性，“开发”是以“荒地、矿山、森林、水力等自然资源为对象进行劳动，以达到利用的目的”，对象更为具体。“Mixed Land Use”在国内主要包含“土地混合利用”[24]和“土地混合使用”[25]两种提法，内涵强调“功能混合（Mixed-use）”与“土地利用（Land Use）”两个层面的整合，相对于“使用”，土地混合“利用”更体现空间的多尺度与目标的综合性[26]。

2.3 概念内涵的界定

国内外尚未形成统一的土地混合利用概念体系，有可能是多方参与者因不同立场所引发的竞争性观点导致，如规划者更为关注概念背后的目标；项目开发者认为任何包含了多用途的土地开发即为混合功能项目；专家学者则倾向于一个更为具体的定义，以降低传达错误理念的机会[27]。尽管概念内涵表述不一，但基本围绕基础、核心、路径、目标4个方面展开，基于上述归纳辨析，本文尝试将土地混合利用定义如下：以土地利用为基础，通过在不同尺度展开综合性地开发、更新与改造等活动，实现两种或两种以上土地用途的结构共存与功能融合，以满足人的多元化需求与促进城市空间的优化（图1）。

3 土地混合利用测度维度与方法

3.1 土地混合利用测度的维度

图1 土地混合利用相关概念内涵辨析与界定Fig.1 Clarification and definition of mixed land use concepts

概念的模糊性有助于理论研究的“解释活力”（Interpretative Viability）与从不同角度进行概念解构的潜力[28]，也推进了土地混合利用测度的多视角研究。土地混合利用意味着不同的土地用途或活动在有限的空间范围内相互影响，其测度或明或暗地包含了两个核心的子概念：数量和距离[29]。土地利用类型的多样性是最简单且最常用的测度依据，即某一区域内土地利用类型的数量和不同土地利用类型的相对面积[30-32]，但仅考虑多样性而忽视布局和邻近度的混合测度，从规划的角度是一种弊端[33]，如各土地利用类型的拓扑结构与空间距离也可作为测度依据[34]。在数量和距离维度之外，关系维度日益被学者所关注，土地混合利用测度是某一区域不同土地利用类型整合的水平或标准，应考量多种土地利用类型的功能互补[35]；现有测度过多考虑土地利用类型的数量组合，忽视了土地利用类型间的相互关系[36]，这里的关系指不同土地利用类型的兼容性，即两种或两种以上土地利用类型共存且不产生严重负外部性的程度[37]。

基于对内涵的多重理解，现有土地混合利用测度可归纳为4种维度：一是以土地利用多样性为依据的数量规模维度；二是以土地利用可达性为依据的空间结构维度；三是以土地利用兼容性为依据的功能关系维度；四是综合维度。基于维度与依据，进一步梳理土地混合利用测度的指标方法及结果评价（图2和图3）。

3.2 土地混合利用测度的方法

3.2.1 数量规模：基于多样性的混合测度

基于多样性的测度主要包含两种方法，一是直接依据不同土地利用类型的面积比例，即土地规模（强度）大小或土地用途种类计算混合度[38-40]。BOADEN通过综合线性规划模型与现金流折现模型来反映土地利用的规模和强度以探讨一定空间范围内最佳的土地利用混合度（Optimal Land Use Mix）[41]；HOEK将混合功能的复杂性转换为一个简化的指标（Mixed-use Index, MXI），提出一定空间范围内住宅与非住宅的建筑面积比例可表述混合度[42]；KONG等在探讨混合功能开发路径时，将社区土地用途划分为住宅、工业、商业等7种类别，依据各用途所占土地利用总面积的比例计算土地利用混合度（Land-use Mix, LUM），混合度取值［0，1］，值越大，混合度越高[43]；SHI等认为土地混合利用是一个用地单元内包含两种或两种以上的功能用途，其通过混合用地面积占总用地面积的比例计算土地利用混合度，比例越大，混合度越高[44]。

图2 土地混合利用测度梳理的逻辑与内容Fig.2 Logic and content of the measurement of mixed land use

二是间接采用辛普森指数、香农指数、熵指数、平衡指数、相异指数、阿特金森指数等与多样性相关的一种或多种指标计算混合度[29，45-48]，或综合直接和间接两类指标计算混合度，如综合商住混合比、香农指数等测度混合度[49]。SONG等认为测度指标的选取与研究尺度有关，平衡指数、熵指数更适宜应用在较小的尺度，如社区，而相异指数、阿特金森指数更适宜大尺度，如城市[29]，包宇将这种指标分类方式直译至国内，利用熵指数和相异指数探讨了深圳市土地混合利用格局[50]。目前国内学者基本采用香农熵单一指标来计算土地利用混合度[51-54]。

3.2.2 空间结构：基于可达性的混合测度

土地混合利用的目标之一是推动形成良好的步行出行环境[55]，可采用影响居民日常生活的各用地类型的空间距离可达性来测度土地利用混合度[56]。测度方法也可归为两类。一是采用欧式距离计算混合度，TALEN认为邻里尺度的土地混合利用应考量不同土地用途的相邻位置及相互影响，通过欧式距离反映各用地类型的邻近度[57]，基于欧式距离测度的混合度可进一步探讨土地混合利用与紧凑城市空间格局的一致性[24，33]。二是引入分形理论（Fractal Theory）测度混合度，可利用等步法（Structured Walk Method）[58]、面积—周长法（Area-Perimeter）、盒子计数法（Box Counting Method）[59]计算分形维数测度混合度；可借助元分维理论中相邻区域单元性质相似的思想，建立相邻区域的土地混合利用测度模型[60]；可基于分形理论的测度方法探讨城市土地混合利用空间布局的自组织特性[61]。空间结构维度的测度方法一般以土地利用现状图为基础，采用GIS等空间分析技术，通过自然间断点分级或数据标准化等方法处理测度结果并比较分析，因此，该方法下的混合度结果未有统一的评价标准。

3.2.3 功能关系：基于兼容性的混合测度

多种用地类型在一定区域内共存将产生外部性，有可能是正的外部性，也有可能是负的外部性[62]，并非所有的土地利用彼此间都会产生正的外部性，即具有兼容性，若互相排斥的用地类型混合，势必导致空间环境和行为活动的混乱[63]。非住宅活动对住宅物业的影响取决于土地利用正面和负面外部力量的相对强度，快速发展地区未来的经济活动定位应寻求土地利用活动的最优混合，而不是隔离[64]。目前从关系维度量化混合度的研究较少，MANAUGH等提出了一种基于GIS技术和土地利用图层数据的土地用途相互作用的测度方法（Interaction Method），通过解释用地类型间互补融合的程度来反映土地利用混合程度[36]；TALEAI等认为在促进土地混合与集约利用方面，兼容性分析有助于强化土地用途间相容程度的理解，通过建立兼容性评估模型（Compatibility Evaluation Method, CEM）考察了微观尺度相邻土地利用的兼容程度，将结果划分为高度兼容、中度兼容、低度兼容、极低兼容、不兼容5种类型，兼容度越高，不同土地用途混合共存的能力越强[37]。国内兼容性研究基本以定性判断为主[65-66]，田莉等首次基于居住用地与工业仓储用地的兼容性建立了土地利用混杂度指数MDI（Mixed Degrees Index）①混杂代表“不兼容”，即混杂程度越大，越不兼容，与本研究“混合”虽同使用“mixed”，但内涵表述相异，一般认为越兼容越混合，反之也成立。，探讨混杂度对居住环境质量的影响，MDI取值范围［0，1］，混杂度指数越大，居住环境越差[67];ZHUO等进一步优化此MDI，将两种用地类型扩展至城市中心城区所有用地类型，并提出基于矢量数据的混合度指数VMDI/WVMDI（（Weighted）Vector-based Mix Degree Index），取值范围为［0，1］，值越大，混合程度越高，区域土地的兼容性越好[68]。

图3 土地混合利用测度研究进展总结与归类Fig.3 Summary and classi fi cation of research progress on mixed land use measurement

3.2.4 综合维度：基于多维度的混合测度

为化解单一视角的片面性，有学者将上述三种维度有选择地进行综合，以数量规模与空间结构两种维度的综合为主。SONG等在考察土地混合利用与住宅价格的关系，将土地用途划分为住宅用途和非住宅用途，从4个指标测度土地混合利用，一是住宅到邻近的各个非住宅用途的空间可达性，二是一个街区范围内非住宅用途的比例，三是基于熵的土地利用的组合模式；四是就业与居住的相对平衡度，结果以标准化及与住宅价格的回归模型来呈现[69]；NABIL等从土地利用类型的多样性，住宅到学校、商业、服务区的可达性两种维度计算混合度，认为土地利用混合度越高，可实现的社会资本越多[70]；MALEKI等综合可达性指标（到便利服务区、学校、商场等地点）和熵指数（商业、工业、住宅等用途）来计算混合度[71]；WHEATON建立了土地混合利用模型，涉及土地利用类型与空间距离两个要素的综合[72]；ESCAMILLA等提出综合中心性指数（CCI, Composite Centrality Index）来测度土地利用混合度以确定城市中心的空间布局，该指数综合了城市网络分析（Urban Network Analyst, UNA）和熵指数两种方法[73]。

3.3 测度结果：效度与信度的讨论

量化研究以信效度来评价研究的规范性与测度结果的质量。信效度指标包含构建效度、内部效度、外部效度和信度。构建效度是将概念形成一套可测量、可操作的指标体系；内部效度是研究的自变量与因变量之间关系的明确程度；外部效度是研究结果能够一般化和普适性的程度；信度是研究结果的稳定性及可靠性[74]。

在构建效度方面，多维测度的相关研究已反映出学者对单一维度的反思[69-73]。在内外部效度与信度方面，也有学者关注此类问题：MANANGH等基于土地交互作用法测度土地利用混合度时，一方面将标准化后的测度结果与采用熵指数的测度结果进行了比较分析，另一方面对交互法的有效性采用简单回归模型（OLS）进行了检验[36]；SONG通过对14种土地混合利用测度指标进行斯皮尔曼等级相关性（Spearman Rank Correlations）和成对比较（Pair Wise Comparison）分析，结果显示指标中存在高度相关的分组，并给出不同测度背景下指标选取的建议[29]；HAJNA等认为基于香农熵指标的土地混合利用测度在部分研究中可能存在误用和偏差，通过对比优化熵指标前后的两种测度结果，并模拟数据的关联性，建议在使用香农熵指标时应最大限度的减少偏差，即使计算准确，熵值也仅能反映土地用途的占比，而难以说明土地用途间的相互作用、土地用途的结构配置等问题[75]；IM等同样说明了先前未知的基于熵的土地混合利用测度的局限性，并给出了指标有效使用的条件，相对HAJNA的研究，其认为以熵指数得到的土地利用混合度呈现n型特征，建议在未来的研究中，应建立土地利用混合度与解释变量之间的逻辑和理论关系，并明确被测样本的数据特征[76]。

4 对土地混合利用测度的思考与展望

4.1 测度对象：对混合组织空间的再认识

土地混合利用测度的基础是明晰概念内涵以确定测度对象。现有研究并没有明确提出测度对象的概念，基本以土地类型的空间数据为基础。传统混合空间分类往往以组织形态来划分，如平面空间混合、垂直空间混合、平面与垂直综合混合，该分类侧重于土地、建筑物等空间资源的物质特征，是混合形态的表达，一方面形态本身是可变的，另一方面形态的分类仅体现空间的特质，未反映混合的本质内涵，难以作为混合测度的对象。土地混合利用是人类有目的的社会实践，本质是人与地理空间相互作用方式或过程的外在表现，它既体现了空间的物质属性，也集合了空间的社会关系，二者的交互融合才是混合测度对象的完整表达。

4.2 测度依据：混合空间良性互动的机制

土地混合利用测度的核心是效度构建，通过内涵的解构形成可靠的测度依据。尽管目前已形成了多样性、可达性、兼容性等多视角的测度依据，但多数研究基于单一维度展开，尚未体系化。究其原因可能有三个方面：一是概念的模糊性加大了对混合内涵解构的难度；二是背景信息的复杂性易使学者倾向简单易行的解决方法；三是尚未理清多维测度依据之间的逻辑关系。现有研究侧重“混”（数量规模与空间结构），忽视“合”（功能关系），对“混合”的统一性认识不足。“合”反映多种土地利用类型共存的外部性，且具有良性互动的正外部性是混合空间形成与稳定的核心，也是土地混合利用系统高级的表现模式。因此测度依据应在数量与结构的基础上注重“功能关系”的兼容互补，实现各维度之间的联系与统一，形成不同土地利用类型间的结构共存与功能共享，实现混合空间的有机良性运转。

4.3 测度方法：空间分析与数理评价统一

理论探索以最终的实践应用为目标，测度指标与方法的选取影响测度结果的科学性与实践的合理性，测度结果反过来也会作用于理论研究的规范性。现有基于多指标的土地混合利用测度注重空间的分析与表达，缺乏深入的数理分析与统计，尤其是各指标变量间的关系并不明确，所用指标与方法对测度结果的解释力阐述不足。目前土地混合利用量化研究仍处于初步探索阶段，尤其是国内针对混合测度结果的效信度讨论仍为空白，此时更应避免科学研究的人云亦云，在起步阶段建立规范有效的测度方法：一方面充分融合国内外测度研究在空间量化方法上的优势，推进研究成果对实践的指导性与对决策的支撑性，另一方面弥补现有研究数理评价的不足，重视测度结果的信效度分析。

4.4 研究展望：测度基础上的多层次探索

首先，现有研究以平面测度为主，平面测度是立体测度的基础，且立体混合开发是提高土地利用效率的关键路径；其次，测度是评价的基础，客观准确的测度是进一步探讨土地利用混合度高低的依据，现有测度研究对结果的评判往往偏向主观且与实践的结合性不强；最后，测度是规律探寻的基础，土地混合利用时空地理规律可为城市发展与政府决策提供重要的理论和数据支撑。因此，基于现有测度的研究，未来可进一步强化或推进土地混合利用在平面立体综合测度、评价研究、时空地理规律及其影响机理探寻等方面的研究。