國土空間用途的權衡決策方法研究

孫愛博，張紹良，公云龍，侯湖平

（中國礦業大學環境與測繪學院，江蘇 徐州 221116）

1 引言

國土空間由已利用空間和未利用空間組成，目前中國將之分為建設利用空間、農業利用空間和生態利用空間[1]。改革開放以來，中國經濟快速發展的同時，國土空間開發不協調無秩序的現象也日益顯現[2]，自然保護空間與社會經濟發展空間之間沖突矛盾不斷加劇。中共十八大以來，為順應生態文明新時代空間治理的要求，中國提出融合各類空間規劃、編制國土空間規劃的重大戰略部署[3]，為實現“多規合一”，必須首先破解國土空間用途沖突難題。因此，協調國土空間沖突、實現國土空間規劃的有效決策，是當前中國學界關注的熱點與難點。

受系統規劃思想的影響，數學建模被認為是空間規劃決策的核心方法[4-5]；空間規劃決策以預測與優化為前提，近幾十年來，運籌學方法形成，多目標規劃等最優化方法也被廣泛應用于規劃決策之中[6-7]；隨著信息化、數字化時代的到來，越來越多學者將國土空間規劃決策同地理信息與遙感技術（GIS/RS）、大數據、人工智能等技術相結合，空間規劃決策的技術方法在多學科的融合中不斷創新發展，也不斷完善[8-9]。但中國的國土空間規劃涉及多部門、多行業、多利益相關者，單純的技術手段并不能有效解決空間用途的沖突問題，需要考慮政治、溝通等多方面因素，國土空間規劃其實是一種權衡規劃。雖然目前國內外關于權衡的研究不少，但主要集中于權衡的認知[10-11]、分類[12-13]、驅動機制[14]、關系識別[15]等方面，且多集中于生態系統服務領域，也有少部分學者將權衡的概念引入空間規劃領域并將其作為決策的有效方法，但有關權衡決策的研究也主要基于對權衡關系的統計分析或用最優化代表權衡[11，16-17]，還未形成系統的權衡決策方法體系。

為此，本文針對上述問題，提出一種國土空間用途權衡決策新方法，構建“戰略理性+技術理性+溝通理性”的權衡決策新模式，并通過實例闡述這種模式的決策過程，驗證其可行性，旨在為中國國土空間規劃提供決策方法。

2 國土空間權衡決策概念模型

國土空間利用的沖突，經常是抗解問題（Wicked problem），例如城市周邊的耕地，往往歷史悠久、相對肥沃而且農業基礎設施好。中央政府從糧食安全著眼，常常要求將之劃為基本農田，而地方政府從城市化和經濟發展角度，常常希望將之劃為城市擴展區。作為規劃師，此時遇到的問題并不是最優化的問題，而是一個權衡問題：要么基本農田，要么城市擴展區，二者只能取其一。總之，國土空間規劃沖突產生的原因很多，但主要源于規劃利益目標及原則差異、規劃溝通及協調機制缺失、規劃依據及技術標準差異等[10，18-19]，因此需要從這三方面入手探索協調國土空間用途的現實方法，即權衡決策方法。

所謂權衡決策，是指采用一定方法，對各利益相關者提供的規劃方案進行權衡，最終得到各利益相關者均能接受的權衡解的抉擇過程。權衡決策與一般的多目標優化決策不同，它不是技術性的極端的優化選擇，而是利益相關者接受度與滿意度的平衡，權衡決策過程得到的不是最優解，而是可接受解，該過程允許決策者的主觀進入，并非完全的客觀決策過程。對一般抗解問題，權衡被視為最好的決策方法。

國土空間用途的多宜性、政府部門之間利益沖突、政府和土地使用者之間的利益沖突等，使得空間用途協調過程往往不能通過優化決策方法解決，只能是權衡決策。將權衡決策的概念引入國土空間用途協調過程中，建立國土空間權衡決策概念模型，如圖1所示。

圖1表達了國土空間權衡決策過程，是在國家戰略引導下，經過充分的溝通，實現利益相關者間的妥協，達成統一的規劃目標（模型頂部框架），采用一定的技術方法（模型底部框架）對國土空間用途間的沖突進行權衡（模型中部框架）的過程。溝通過程、技術過程與權衡過程相互進行信息轉化，可以看作是一個迭代過程，直到找到科學合理滿意的權衡方案為止。

圖1 國土空間權衡決策概念模型Fig.1 Trade-off decision conceptual model of territorial spatial use

3 國土空間權衡決策模式

3.1 戰略理性：權衡的重要準則

基于馬克思主義規劃理論，規劃并非完全的技術理性過程，而更多地源于國家與政府對于規劃權力的掌控，源于國家與政府在規劃過程中扮演的角色。因此，在國土空間規劃中，并非所有類型的空間用途沖突都需要或可以通過技術手段得到協調，而是首先服從國家戰略。

所謂優先權衡，是對依據時代需求與國家戰略即可實現協調的沖突類型進行的先于技術理性與溝通理性的決策過程。時代需求與國家重大戰略使一些沖突類型具有優先權衡權，是權衡必須考慮的重要準則。基于戰略理性的優先權衡過程，是權衡決策的第一步。

中華人民共和國成立以來，中國歷經了具有代表性意義的經濟發展優先、糧食安全優先、生態保護優先的三大戰略。不同國家戰略下的國土空間權衡決策準則如圖2所示。每一時期的規劃都必須服從當時的國家戰略，現階段，中國高度重視永久基本農田及生態保護紅線管控，嚴禁任何非農建設占用基本農田，生態保護紅線按照禁止開發區要求管理，當前國家戰略下，“AS1 VS CS2”“ES1 VS CS2”“AS1 VS CS2 VS ES2”“ES1 VS AS2 VS CS2”（解釋見圖2）4類沖突具有剛性優先權衡權，其余沖突類型為彈性優先權衡類型。

新時代，中國國家發展對三大戰略均有訴求，需統籌全國糧食安全、經濟發展與生態保護，但中央政府對各特定地方的發展方向的要求卻有所側重，規劃區政府需在國家意志與地方發展中尋求平衡點，以確定其在規劃年對各個戰略的不同需求，確定各彈性沖突類型是否進行優先權衡，這一環節則需要通過溝通進行。

對規劃區具有優先權衡權的沖突類型進行調整，其他沖突類型作為待權衡變量繼續依據技術理性與溝通理性進行決策。

圖2 國土空間權衡決策準則Fig.2 Trade-off decision principles of territorial spatial use

3.2 技術理性：權衡的技術模式

3.2.1 國土空間價值評估模型

國土空間是一個綜合性功能空間，應注重經濟、社會與生態的協調發展。因此，國土空間價值評估模型統籌考慮鎮村、農業、生態三類國土空間的經濟、社會、生態價值。選取不同指標分別對三類國土空間的經濟、社會、生態價值進行評估，如表1所示。

鎮村空間的經濟價值（Vcs1）反映了城鎮及村鎮的經濟發展狀況，地區生產總值（GDP）（Gn）是指某一地域或區域的全部常住單位在一定期間內生產活動的最終成果，是衡量區域經濟發展狀況的重要指標[6]。鎮村空間的社會價值（Vcs2）主要體現為給鄉鎮居民提供就業機會，因此，采用城鎮居民總收入（In）為測算指標[20]。鎮村空間中的公園綠地為城鎮及村鎮提供了一定生態服務價值，但鎮村空間對于生態環境的作用主要表現為負面影響，表現為大氣污染與環境污染對鎮村空間生態價值造成的損失[20]，因此，基于單位面積綠地提供的生態服務價值（Vg）、大氣污染（Va）及環境污染產生的價值損失（Ve）測算指標表示鎮村空間的生態價值（Vcs3）。

農業空間的產業結構以農業為主，主要用于耕種與糧食生產，因此，用糧食產值表示農業空間的經濟價值（Vas1）較為合理。農業空間的社會價值（Vas2）主要體現在其為農民提供的生活保障等社會保障價值（Vb），為人類提供的糧食安全等社會穩定價值（Vw）以及為人類提供的美學觀賞價值（Vm）[20-22]。農業空間是一個巨大的有機碳儲存庫，其對生態的價值（Vas3）主要在于其對大氣中的CO2的調節功能價值（Vo）、對土壤的保持功能價值（Vt）[23-24]。

表1 國土空間價值評估模型Tab.1 Measuring model of territorial space values

圖3 國土空間價值權衡決策矩陣Fig.3 Trade-off decision matrix of territorial spatial values

生態空間主要服務于生態功能，以為人類提供生態系統服務功能，其價值主要體現在生態空間為人類所提供的各類生態系統服務的價值。依據單位面積價值當量因子法，對不同類型生態系統的不同生態系統服務功能價值進行評估測算[25]是當前應用最為廣泛的方法。

鎮村空間、農業空間各類價值按照各城鎮斑塊面積平攤落實至各國土空間單元；生態空間價值依據不同生態系統類型的單位面積生態系統服務價值量落實至各國土空間單元。

表1中，Sn為各類國土空間面積，Sg為綠地面積，Yn為單位面積糧食產量，Pn為糧食市場價格，qc、qo分別為單位重量干物質吸收CO2量、釋放O2量，rc為碳稅率，ro為制氧率，R為農地還原利率，Ves1、Ves2、Ves3分別為生態空間經濟、社會、生態價值，Eg、Ew、Et、Ez分別為單位面積生態系統供給服務、文化服務、調節服務、支持服務價值。

3.2.2 國土空間權衡決策矩陣

每類國土空間的價值均包括經濟、社會、生態價值三類價值，因此其權衡過程可以用矩陣來表示。國土空間價值權衡決策矩陣如圖3所示。

首先，通過價值求和將3×3的矩陣降為1×3的矩陣；其次，依據經濟發展戰略下各類國土空間的價值權重（k1、k2、k3）、糧食安全戰略下各類國土空間的價值權重（l1、l2、l3）、生態文明戰略下各類國土空間的價值權重（m1、m2、m3）分別得到不同國家戰略下的鎮村、農業、生態空間總價值。基于此矩陣對沖突斑塊進行國土空間總價值權衡，將沖突斑塊用途調整為價值大的國土空間所對應的用途。

3.3 溝通理性：權重確定的依據

溝通是權衡決策不可或缺的組成部分，為有效協調各利益相關主體之間的利益目標，更好地解決國土空間規劃中各類空間功能的沖突，構建國土空間權衡決策溝通模式如圖4所示。

圖4 國土空間權衡決策溝通模式Fig.4 Communication mode of territorial spatial tradeoff decision

召集地方各規劃職能部門代表、公眾代表及國土空間規劃領域專家學者，由規劃師主持開展座談。采用特爾斐法綜合各方意見確定經濟發展、糧食安全、生態文明三大戰略在規劃年規劃區發展中所占權重以及不同國家戰略下各類國土空間價值權重，并對權重結果進行充分討論以使各方均無異議。權衡后，需對權衡結果進行反饋，對集中連片的典型沖突區域的權衡結果進行討論，對不合理區域進行再調整，確認該權衡結果得到各利益相關主體認可，確保結果的科學性與合理性。

4 實證研究

4.1 研究區概況與數據來源

（1）研究區概況。豐縣位于江蘇省最西北部，隸屬于徐州市，以平原為主。全縣面積為1 450.33 km2。經分析，豐縣現行各類空間規劃在規劃指標、規劃期限、規劃發展目標、規劃空間用途等方面均存在差異，其中國土空間用途重疊是主要沖突，包括“鎮村與農業空間沖突”“鎮村與生態空間沖突”“農業與生態空間沖突”“鎮村、農業與生態空間沖突”4種沖突類型。

（2）數據來源及處理。豐縣土地利用總體規劃、基本農田保護規劃、2017年土地利用現狀數據，來自原豐縣國土局；豐縣城鄉規劃數據，來自原豐縣規劃局；豐縣生態紅線區域保護規劃數據，來自原豐縣環保局。豐縣各鎮區地區生產總值、糧食總產量、糧食播種面積、城鎮居民總收入、各鎮區面積，來自2004—2018年徐州豐縣統計年鑒；稻谷、小麥、玉米的全國平均價格、單產及播種面積，來自2018年中國統計年鑒。綠地生態[20]、大氣污染損失[23]、環境污染損失[26]、社會保障[27]、社會穩定[27]、美學愉悅[21]、大氣調節[24]、土壤保持[28]等價值評估所需指標值借鑒自相關學者已有研究，并對部分指標進行地區修正。本文選取2030年為規劃目標年，運用SPSS 25統計軟件進行回歸分析，對價值測算所需的各類數據進行預測。

4.2 國土空間用途沖突識別

依據城鄉規劃、土地利用總體規劃及生態紅線區域保護規劃，按照空間用途差異分別提取鎮村空間、農業空間、生態空間三類國土空間。其中，鎮村空間為城鄉規劃中的鎮村居住用地與其他建設用地，主要服務于建設功能；農業空間為土地利用總體規劃中的基本農田與一般農地，主要服務于農業功能；生態空間為生態紅線區域保護規劃中劃定的一級生態管控區與二級生態管控區，主要服務于生態功能。

在GIS中對三類空間進行疊加分析，得到4類國土空間沖突，如圖5所示。國土空間沖突總面積為460.39 km2。

4.3 國土空間用途戰略權衡

組織座談，在考慮專家意見的基礎上，由規劃區各職能部門及公眾代表進行打分，確定豐縣規劃年（2030年）對經濟發展、糧食安全、生態文明戰略的需求權重分別為0.4、0.3、0.3。依據國家剛性規定對豐縣4類具有剛性優先權的沖突進行優先調整；依據豐縣規劃年“經濟＞糧食=生態”的戰略權重大小關系對具有彈性優先權的沖突進行優先權衡，結果如圖6所示。戰略理性下，共優先權衡豐縣國土空間86.61 km2，其中59.27 km2調整為鎮村空間，24.80 km2調整為農業空間，2.54 km2調整為生態空間。

4.4 權衡結果與分析

在依據戰略理性實現優先權衡的基礎上，對其他沖突類型繼續依據技術理性與溝通理性進行決策。通過座談統籌規劃區各職能部門、公眾代表、專家意見，采用特爾斐法確定不同國家戰略下各類國土空間價值權重（表2）。

表2 不同國家戰略下各類國土空間價值權重Tab.2 The weight of territorial space values under different national strategies

SPSS回歸分析得到2030年豐縣各國土空間價值測算指標的預測值，對無法進行優先權衡的沖突國土空間進行價值評估及價值權衡。GIS空間分析得到沖突權衡初步結果，再次組織座談，對豐縣西南部大沙河特殊物種保護區、中心城區等集中連片沖突區域的初步權衡結果進行討論，在實地考察的基礎上，聽取政府、公眾及專家的意見對部分斑塊進行了調整，最終得到2030年豐縣沖突國土空間權衡空間分布結果（圖7）。

豐縣存在沖突的國土空間面積為460.39 km2，權衡后，各類沖突國土空間在不同戰略背景下的面積及占比情況如表3所示。豐縣總國土空間面積為1 450.33 km2，權衡后，各類總國土空間在不同戰略背景下的面積及占比情況如表4所示。

進一步分析可以發現：縱向來看，豐縣鎮村空間面積在經濟發展戰略下最大，農業空間面積在糧食安全戰略下為最大，生態空間面積在生態文明戰略下為最大，不同國家戰略對于每類國土空間的需求合理；橫向來看，不同國家戰略下豐縣農業空間占比均為最大，符合豐縣以農用地為主要地類的實際。

圖5 豐縣國土空間用途沖突Fig.5 Con flict area between different territorial space in Feng County

圖6 豐縣國土空間戰略權衡結果Fig.6 Result of spatial use strategic trade-off in Feng County

5 結論與討論

本文將權衡的思想引入國土空間規劃決策當中。國土空間權衡決策準則能夠權衡不同戰略背景下具有優先協調權的各國土空間沖突類型；從經濟價值、社會價值、生態價值三個方面分別對鎮村空間、農業空間、生態空間總價值進行評估并對總價值進行權衡是決策的核心步驟，構成權衡決策的技術模式；政府規劃部門、規劃區公眾、國土空間規劃領域專家學者間的有效溝通為規劃區戰略需求權重及空間價值權重的確定提供依據。構建的“戰略理性+技術理性+溝通理性”的權衡決策模式，綜合考慮政治因素、技術方法與溝通思想，為國土空間沖突協調提供了新的思路。實證研究驗證了權衡決策方法對國土空間沖突協調決策的適用性，未來可以作為協調國土空間規劃中空間用途沖突的有效方法，為中國“多規合一”及國土空間規劃的決策提供理論與方法指導。

以往的規劃多采用數學建模、最優化方法、大數據、模擬仿真、GIS空間分析等技術手段進行決策，國土空間用途的沖突可以通過這些“工具”強制解決，但也由此帶來了規劃難實施、沖突協調結果不合實際的現實問題。本文提出的權衡決策方法并不排斥技術理性，而是在運用技術方法的基礎上充分考慮國家戰略對規劃決策的指導作用，注重利益相關者間相互溝通、取得共識的過程，彌補了一般最優化決策等確定性規劃方法單純依賴技術、忽視國家意志與溝通的不足，能夠有效解決國土空間用途沖突這一抗解問題。

圖7 豐縣沖突國土空間權衡結果Fig.7 Result of spatial use trade-off under different strategies in Feng County

表3 權衡后豐縣沖突國土空間面積情況Tab.3 Adjustment of territorial spatial con flict areas before and after trade-off in Feng County

表4 權衡后豐縣總國土空間面積情況Tab.4 Areas of territorial space after trade-off in Feng County

但本文提出的權衡決策方法僅以各類數量價值作為評價指標進行權衡，沒有考慮空間布局指標對權衡結果的影響，未來可注重權衡決策技術模式中對空間布局評價模型的探索，或以各類空間布局指標為依據對權衡結果進行技術上的再評價。其次，本文提出的權衡決策技術模式適用于縣域等小尺度或斑塊數量不多區域的國土空間權衡問題，該模式需要基于斑塊面積進行價值測算與比較，同時需要基于GIS空間分析與屬性表篩選、編輯等相關功能進行空間處理與可視化，若研究區為大尺度區域或斑塊破碎數量過多，會使GIS系統難以高效甚至無法運行，未來若希望實現大尺度區域國土空間權衡需要進一步的探索與研究。最后，由于國土空間沖突類型、國土空間價值類型較多，同時權衡中涉及較多的GIS處理手段，技術實現過程復雜、煩亂，處理效率不高，未來可以在完善權衡決策技術模式的基礎上開發基于GIS的國土空間權衡決策系統，使權衡決策方法更加普及，操作更加方便高效。