城市土地利用可持续评价方法研究进展

城市土地利用可持续评价方法研究进展
朱琳;贾庆雄
【摘要】The purpose of this paper is to conduct a literature review on assessment methods of urban land use and understand the domestic research. Evaluate the pros and cons of various methods and identify problems in order to guide the future development direction. While diversity means on assessment methods of urban land use in foreign literature that can be combined with urban characteristics, and establish a unique index evaluation system, which is more comprehensive and relational, focusing on social and environmental indicators. It is concluded that ways on assessment methods of urban land use in China should strengthen quantitative, localization, integrated research.% 通过综述国内外有关城市土地利用可持续评价方法的研究文献，了解国内研究现状，评价各种方法优劣，并找出存在问题。

国外研究方法能够结合城市特色，建立独有的指标评价体系，多采用综合评价法进行研究，注重社会、环境方面的指标。

虽然国内外城市发展情况不同，但研究方法可以借鉴，我国城市土地利用可持续评价方法应该向定量化、多元化、本土化、智能化方向发展。

【期刊名称】《国土与自然资源研究》
【年(卷),期】2012(000)005
【总页数】3页(P9-11)
【关键词】城市土地利用;可持续评价;FAO;文献综述
【作者】朱琳;贾庆雄
【作者单位】中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州 221116;佳兆业地产江苏
公司，江苏无锡 214000
【正文语种】中文
【中图分类】F301.2
随着城市化进程的加快，城市人口数量和城市规模不断增加，伴随产生许多城市土地问题，诸如城市土地利用效率低下、城市内部土地利用结构不合理等。

城市土地可持续利用研究是解决城市化进程和土地不合理利用、破除困境之道[1]。

城市土地可持续利用是保障城市可持续发展的基础，是中国可持续发展的重要组成部分。

构建科学适用的城市土地利用可持续评价指标体系，运用准确、便捷的方法，界定城市土地利用可持续水平的标准，测算城市土地利用可持续水平，有助于评估城市土地的发展进程，帮助城市土地管理者和公众确定可持续发展目标，促进土地可持续利用和城市可持续发展[2]。

目前土地利用可持续评价的理论与方法研究颇多，评价对象也很广泛，包括国家、区域、流域等不同层面。

其中，对农业用地可持续评价较多，单独对城市土地利用可持续的评价相对较少。

城区域范利用可持续评价是对中小尺度区域范围土地利用可持续性的研究。

构建可持续评价指标体系和方法是城市土地利用可持续评价的核心[3]。

本文在收集文献的基础上，分别整理了国内外研究现状（表1，表2）。

从表1看出，国内城市土地利用可持续评价自90年代来有许多学者研究，研究方法主要以建立指标体系、综合评价法为主，在建立指标体系中围绕生态—社会—
经济、FESLM框架居多。

随着时间推移，评价方法也逐步多样化，引入了物质—
能量流动方法[4，5]、系统动力学方法[6]、人工神经网络方法[7]等。

从表2中可以发现，国外在研究城市土地利用可持续评价中，偏好将多种方法结合。

比如在建立指标体系时会根据研究目的选取不同体系，运用不同方法分析，追求评价的完整性。

在选取具体评价指标时，能够针对不同类型的城市的地理特征、发展方向选取典型指标，“本土特色”明显。

2.1.1 因果关系框架
基于因果关系的评价指标体系的雏形是加拿大政府提出的“压力（Pressure）—状态（Status）”体系，围绕因果关系原理，随后出现PSR即压力—状态—响应模型、驱动力—状态—响应(DFSR)模型，驱动力—压力—状态—影响—响应（DPSIR）模型，驱动力—压力—状态—响应—控制（DPSRC）模型。

因果关系模型表示了自然环境的影响力、自然环境改变的结果、人类对其所做出的反应，不同之处是在因果链上分级程度和人在因果链中所发挥的作用，如DPSIR和DPSRC 模型将人对环境改变所产生的政策行为融入到因果关系链中。

因果关系体系的优点是能够较好地反应资源环境、经济、社会之间相互依存、相互制约的关系，揭示特定时段内土地利用中人地相互作用循环链关系。

但是对于小区域范围及复杂的发展中的土地利用系统可持续评价具有局限性，其区域内因果关系链较短，生态环境的反应结果不明显；在复杂发展的土地系统中常会忽略无因果关系的指标，从而影响评价结果。

2.1.2 FELSM框架
1993年，FAO颁布了《可持续土地利用评价纲要》（FELSM），确定了土地可持续利用的基本原则、程序和5项评价标准，即土地生产性、土地的安全性或稳定性、水土资源保护性、经济可行性和社会接受性。

许多学者对FELSM框架也进行了研究[13]，FELSM是一个高度概括的框架，适用于各种尺度下可持续发展的研究。

早期FELSM框架主要应用在农业用地评价中，对于城市土地利用可持续评价，需要根据不同研究区域，对具体指标进行筛选、调整[13]。

2.1.3 生态—社会—经济体系
有学者认为城市土地的可持续利用就是要实现经济效益、社会效益、生态效益协调统一，故将城市土地利用系统分解为生态、经济、社会子系统。

傅伯杰[32]、倪绍祥[12]，根据生态、经济、社会系统三方面评价指标体系，建立了完整的城市土地利用可持续评价框架。

同时，基于生态—经济—社会框架，衍生了一些相关的评
价指标体系[33]。

该体系不仅能满足科学性、系统性的要求，还能客观反映区域土地生态安全的状态和问题，但是缺少对城市土地利用与各指标间相互作用、相互关系及反馈环节的描述，对政府行为和政策制定的指导具有一定局限性。

2.1.4 其他指标体系
国外学者较多使用的多指标体系，直接选取与评价目标相关的若干指标通过定量化进行评价分析 [26，27]。

此外还有目标层—准则层—指标层体系、PRED（人口—资源—环境—发展）框架。

2.2.1 传统评价法。

目前国内对城市土地利用可持续评价的研究多采用综合评价法[34-36]。

综合评价法是指运用多个指标对多个参评单位进行评价的方法，称为多
变量综合评价方法。

评价过程主要包括确定综合评价指标体系、收集数据、确定指标体系中各指标的权数、对经过处理后的指标在进行汇总计算出综合评价指数或综合评价分值、根据评价指数或分值对参评单位进行排序，并由此得出结论。

综合评价法思路清晰、运用方便，适宜推广，但在评价过程中，对指标的选取、指标权重确定方法常常融入人为干预，从而影响评价结果。

2.2.2 熵值法。

物理学采用“熵函数”描述系统无序化或有序化程度，熵值增长意味着系统无序化提高或有序化降低，熵值减少意味着系统无序化降低或有序化提高，城市土地利用的结构特征也可以用信息熵表示。

陈彦光[37]，谭永忠等人通过实证研究，验证了土地利用结构的信息熵值可以反映研究区域土地利用系统的有序程度，在时间上具有动态演变规律。

熵值法的应用简单，可以观测土地利用系统的有序程
度和均衡度，也方便城市土地系统特点纵向比较，但是，缺少对土地利用结构空间配置的指导和人类对土地利用的反馈调节的引导。

2.2.3 物质、能量流动方法。

有学者指出土地利用就是人类通过与土地结合获得物质产品和服务的经济活动过程，这一过程是人类与土地进行物质、能量和价值、信息的交流、转化过程。

所以，土地利用可以影响物质流和能量流，利用物质能量流动方法可以体现结构和过程的相互关系分析。

生态足迹法和分室模型是从社会—
经济物质和能量流动角度研究土地利用可持续评价的典型方法。

此方法基于生命周期原理和土地面积的量化指标，研究人类生产生活所需土地与实际供应土地的关系，揭示可持续发展目标下土地利用状况，并架起能量代谢和土地利用覆盖二者间的桥梁，弥补了信息熵方法的不足，而且此方法操作简单，便于区域间横向比较及大区域的应用。

缺点是该方法侧重生态系统的可持续，忽视了社会、经济、管理等方面的可持续，体现不了土地功能多样性，特别是土地资源系统为人类生活提供的服务功能[25]。

2.2.4 系统动力学方法。

该方法是采用模拟技术，从系统、整体、联系、发展角度研究，以结构—功能模拟为突出特点，是复杂信息反馈的系统科学，应用于大规模、多变量、非线性的复杂系统随时间变化的问题。

土地利用是长期发展不断演化的过程，是复杂系统的典型，通过系统动力学方法可以比较不同情境下不同的动态结果，对政府、管理者的政策制定具有指导作用。

但是由于模型变量多是社会、经济指标来推演城市变化，因此动态城市模型多反映城市中社会经济指标的动态变化，对城市土地利用空间结构变化发展状况的研究具有一定局限性。

2.2.5 人工神经网络（ANN）方法。

人工神经网络方法是由大量处理单元互联组成的非线性、自适应信息处理系统，具有非线性、非局限性、非常定性、非凸性等特征。

网络中处理单元的类型分为三类：输入单元、输出单元和隐单元。

谭术魁[19]、袁俊[44]等运用人工神经网络模型进行城市土地利用可持续评价进行了研究。

该方
法对处理复杂系统较快捷，但是存在着收敛速度慢，可能陷入局部极小点的弱点，同时训练样本方法的科学性有待检验。

从目前研究现状看，针对不同的土地利用的生态、经济、社会的差异性，土地利用可持续等级的划分不同，主要根据经验法、调查法以及统计方法定性划分，缺乏权威标准引导，对阈值的确定方法尚无定论，也鲜有学者研究（表3）。

从文献搜集结果看，大多国内学者忽视了公众参与在评价过程中的作用。

城市土地利用可持续的评价，最终目的是指导土地管理方法和土地政策优化，促使土地资源的可持续利用。

在土地利用过程中政府、企业、公众从不同方面体现了对土地利用的不同偏好[49]，因此在可持续评价过程中要融入不同利益主体的观点。

在不同的发展阶段、不同时空尺度下，对城市土地可持续利用的影响因子不同，其所适用的评价指标体系、衡量标准也应不同，应结合研究区域实际情况进行调整，将现代方法和传统方法结合，从时空角度对城市土地利用可持续评价进行研究，综合应用3S技术（RS，GIS，GPS）对城市土地利用活动的响应进行动态监控、空间分析、风险评价等，从而建立可持续土地利用决策模型，完善城市土地可持续利用等级划分系统，实现科学、动态管理，促进管理部门有针对的制定政策。

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