1、引言

《自然资源科技创新发展规划纲要》（自然资发〔2018〕117号）提出以科技创新推进自然资源治理能力现代化，其中主要任务和重大科技工程等章节分别明确：研发土地功能修复关键技术与成套设备；创新国土空间多功能精细化识别技术；研究生态功能监测方法；阐明不同自然综合体的功能特征；研究生态系统服务多功能权衡关键技术；完善国家基础性生态空间的生态功能整体提升技术；提出重要生态功能区生态修复方案；研究山水林田湖草生命共同体功能重构技术，建立生命共同体功能权衡协同模型；发展森林资源碳汇功能增强技术；初步厘清生命共同体“要素—结构—功能—效应”协同机制；在地球关键带过程与功能等方面提出创新性认识，显著提升对地球表层系统及其过程认知和表达的能力；完成土地功能协同增强关键技术的研发工作等与土地功能研究直接相关的目标与任务，其中既阐述了国家需求，也为土地功能领域科技创新指明了方向。

基于土地功能视角对土地资源开发、利用、保护与治理，如土地空间多功能性变化、国土空间功能识别与优化等研究正在兴起。土地功能是土地科学理论基础之一，本文根据相关文献，分析土地功能的概念与内涵、分类、评价等研究进展，并结合作者团队多年的研究，提出了未来的研究方向及解决方案，以支撑土地科学学科建设与发展。

2、土地功能概念与内涵

2.1 概念缘起与内涵演进

1999年FAO最早比较系统的提出土地支撑人类和其他陆地生态系统等10个基本功能，但未对土地功能概念内涵做明确界定。学者们对土地功能的定义与内涵在不断探索与研究中（表1），由于土地多功能和兼功能利用也受到关注，学者们的研究视角与界定标准有所差异，但普遍认同：（1）土地功能是土地提供产品或服务的能力与特性；（2）土地具有多种功能，与人类需求及土地利用活动息息相关。

2.2 概念辨析

土壤功能是由土壤自身的物质能量流动、生物演替和信息传递特征决定的，是土壤固有属性。经初步测算中国土地面积中约80%为土壤覆被，土壤与土地两者的功能在一定程度上具有复合性和一致性，如平原地区土壤与土地在发挥农作物生长、影响水循环等功能时具有一致性，而后者比前者更丰富（图1略）。在小尺度下，土壤功能等同于土地功能，随着尺度扩展，两者逐渐有了区分。

“多功能性”最先于“农业多功能”中被解释为“某些经济活动所具有的产生多种产品从而有助于社会目标实现的特点”，农业多功能性即来源于土地的多效用性。土地多功能是基于多角度、方向展现土地的不同效用，其表达对象更偏向某一地块或地类。土地功能是一个综合概念，集中表达全部土地所具有的主动或被动服务人类需求、提供有益产品的特性，本质上涵盖了土地的多功能性。

关于土地功能与土地利用功能，有学者认为，土地功能是对土地自身功能的描述，而土地利用功能则强调以人为中心，注重人类对土地的利用和需求。也有认为土地功能与土地利用功能难以彻底厘清，土地功能包括土地的自然功能和随人类需求而产生的人为功能。土地功能的内涵可分为两大块（图2略），一是土地自身具备的功能，二是人类直接或间接利用土地所产生的功能。随着人类活动渗透于地球各处，真正意义上的“未利用土地”并不多，原始森林或“未利用地”也属于人类利用土地的一种安排，同样在为人类生存与发展提供生态调节等功能，属于间接利用的范畴。所以通常对土地功能与土地利用功能两个概念不作严格区分。

3、土地功能分类

土地功能分类是对土地功能进行发现、表征、命名、归类的过程，是认识土地利用方式、实施土地利用调控和实现土地资源可持续化的理论基础，也是土地功能评价的前提。

3.1 分类体系

目前土地功能分类体系大致可分为两类：

一是与人类福祉挂钩的应用分类，包含归纳土地利用类型、对应土地利用可持续性影响指标及土地空间分类三种方式，该分类适应土地利用/覆被分类制图、土地利用规划与管理工作，实用性强，但没有全面反映地块的多功能性；

另一类是基于土地本质性状，结合人类需求及人为活动影响，对功能本身进行细化与归类，试图建立一个系统的、全面的综合分类体系，困难在于操作较复杂、理论支撑不足，但符合系统分类学原则，是科学研究的方向。

3.2 分类方法

目前的分类方法主要包括顺序分类法和数学分类法。在顺序法中采用枚举法，为分类提供前期工作基础，并在土地功能随人类需求不断衍生的过程中起到收集新类型的作用。

因为数学分类法用在整个分类体系的建立，容易产生分类层级过多、控制特征指标不精细导致高级分类不合理、聚类有效性较低等问题，使得分类结果难以应用。但数学分类法可减少由于学者经验和认知不足所产生的主观误判，可作为顺序分类法的补充。目前已有学者结合枚举法与数学分类法进行土地功能分类研究，综合考虑了涵盖类型的全面性、时效性与聚类的科学性。

目前土地功能分类处于初始阶段，呈现出类型细化、分级分维的趋势。学者从不同角度构建土地功能分类体系，但存在只针对特定研究目的与区域、尚未形成科学、统一的标准等问题。建立一个“通用”的土地功能系统分类任重道远，还需继续加强基础研究，以实现分类标准的一致性和分类系统的可参比性。

4、土地功能评价

4.1 评价过程与方法

土地功能评价过程涉及分析框架构建、尺度与单元选择、指标体系设置等内容。评价分析框架构建是基础性工作，使研究者能在土地利用过程中正确寻找、确认与标签化土地功能及相关信息。

目前评价指标的数据多来自以行政区划为单元的统计数据，评价尺度多为全国、省、市、县等中宏观尺度。也有学者通过GIS技术将土地利用/覆被类型作为评价单元或将区域空间划分为规则格网进行评价。评价指标体系多为层级式架构，存在“目标层—准则层—要素层”和“目标层—要素层”两种模式。因尺度和指标体系的差异，常用不同方法如综合指数法、主成分分析法、市场替代法等。为突破土地功能评价尺度依赖性，融合多源、多尺度数据，构建多层次评价指标体系的微观尺度评价研究已成新趋向。评价指标的选定与权重的设置对评价结果影响重大，以促进土地可持续利用为出发点的土地功能评价在指标选取上未完全与社会经济可持续评价区分开来，常选取诸如：人均GDP、恩格尔系数、人均二三产业产值、农民人均纯收入、就业率/失业率、人均文化娱乐支出、城市污水处理率、工业废水/固体排放强度等指标，难以直接表征土地功能。以价值量评估法为指导的土地功能价值评估研究能较直接的反映土地功能价值量大小，但在评价过程中有部分功能，如体现社会安全、宗教信仰等服务，难以直接计算价值，还需探索新方法。

4.2 评价结果分析

4.2.1 演变特征与影响因素

表征土地功能变化是土地功能评价的重要目的。因不同土地功能之间天然具有此消彼长的属性，各功能无法在同一区域均达极值，考虑地域分异规律在内的土地功能变化趋势、特征及地域分异研究具有重要意义。土地功能的空间分布主要由地图展示，数量变化由雷达图、功能房子等表示。研究者运用三角模型、功能转移“流”及GIS空间分析方法等分析土地功能的时空变化情况，进一步借助景观格局指数、灰色关联度、障碍度模型等判别影响土地功能变化可能的自然禀赋、社会经济条件或政策因素原因。研究发现，不同尺度下土地同一功能可能呈不同变化情况，杨威依据人类需求程度，发现土地生态与生产功能在省域尺度与农户视角下呈相反变化趋势，这表明土地功能变化研究的尺度选择很重要。

4.2.2 评价成果应用

依托城市建设或区域发展，许月卿等、刘艺等进行了土地功能区划分，提出各功能区的优化调控方向、适宜土地利用方式等，对指导土地利用具有重要意义。基于土地功能视角的土地承载力研究，将土地功能分类引入承载力评价指标体系中，反过来又通过承载力指标计算值反映土地各项功能的大小，指导土地利用结构、方式调整。当前正在开展国土空间规划“双评价”中的“适宜性评价”也与土地功能密切相关，即土地功能与土地开发利用的匹配。从土地功能角度定量评价生活空间宜居性的研究是土地功能评价在区域生活空间优化方面的新应用。面向耕地保护领域，基于土地功能的耕地多功能研究顺应当前中国耕地保护的新定位和新要求，这是土地功能研究在优化国土空间结构、科学构建农业发展格局和生态安全格局的有益尝试和有力支持。

综上可见，土地功能评价分析框架已初步构建与应用，评价方法在不断探索，但仍面临一些不足。

✦（1）分析框架方面，处在借鉴土地可持续性评价或生态服务功能评价的阶段，前者以政策或决策为研究起点，后者重在生态系统产品和间接利益价值的评估。它们各有特定指向，还不能完全满足土地功能综合评价的要求。

✦（2）评价尺度及指标体系方面，当前研究多为中观尺度，缺乏从宏观尺度分析土地多种功能对社会、经济、生态所发挥的效用值，同时较少将评价单元具化到地块等微观尺度。评价指标设计还未跳出土地利用可持续性评价，甚至社会经济发展评价的框框，应将间接“浮云”般指标“落地”，直接表征土地功能。

✦（3）评价结果分析方面，应将尺度差异与区域特色纳入土地功能变化及影响因素研究范畴，亟待加强土地功能变化机理及驱动机制的分析。应用土地功能研究成果指导乡村发展建设的能力还有待提升。

5、结论与展望

随着土地利用可持续性研究的不断深入，土地功能研究成为解决区域土地利用失衡等问题的关键。目前土地功能的研究主要集中在：（1）土地功能概念、定义及内涵的延伸，通过概念的辨析与内涵的丰富，深刻理解土地为人类提供产品和服务的本质；（2）土地功能识别与分类，反映人类对土地功能全面认知的深化和进展；（3）土地功能综合评价，包括分析框架的构建、评价方法手段的创新与评价结果的实证研究及多方面应用，揭示土地利用方式与土地功能及其变化之间的关系。

土地功能研究总体还处于起步阶段，未来的研究方向及解决方案可归结以下方面。

（1）形成土地功能概念与内涵的知识体系，构建土地功能研究框架。对土地功能概念和内涵的深入理解，形成知识体系，为土地功能研究奠定理论基础，使土地功能分类、评价和应用具备共同基石，研究成果将具有准确性、可参比性和可拓展性。为此构建土地功能研究框架（图3略）：土地单项功能如生态、社会功能等，可在内涵界定的基础上进行特征分析和价值测算，并结合实际进行功能转换与覆被变化等应用研究，再进一步深化和完善土地功能的内涵界定，依次螺旋式上升为土地多功能研究筑基；土地多功能涉及社会、经济、生产等方面，更适宜探索区域土地功能的整体演变过程，分析土地多种功能的区域分异特征，探讨其地域空间格局，以反映区域差异和尺度差异的比较，在此基础上，进一步揭示土地多功能变化的演变机理及驱动机制，并进行基于土地综合功能评价的土地利用功能分区和国土空间结构优化。

（2）完善土地功能系统分类。目前尚未形成公认的分类体系之原因：一是现有土地功能概念与内涵未完全揭示土地功能产生源头、实现条件、表现特征等一系列问题，难以为土地功能分类提供准确、充分的理论依据；二是土地功能分类原理、原则和指标等理论的系统研究相对不足；三是土地功能具有非直观性、非实体性、不断变化性等特征，现有功能或新功能的确定，带有相当的主观性，因此准确界定分类系统各层级功能类型个体是亟待解决的科学问题。可否建立类似生物分类中新种的鉴定范式？未来的土地功能分类研究应更加注重从土地功能内涵理论挖掘分类支撑点，重视多学科交融，借鉴相关的系统分类理论与方法（如系统论、信息论等），构建更加科学、全面的系统分类。

（3）深化土地功能形成要素的特征尺度研究。土地功能的形成要素在不同时空尺度下有不同的状态和表现，只有在一定的时空尺度范围内才能充分发挥作用，因此，在复杂地理环境、显著地域差异和多样化背景下开展土地功能评价研究应注重不同时间、空间尺度的选择。要突破现有研究在确定某尺度（如行政区域等级）的局限（可称为“尺度特征”），向“特征尺度”（指研究某一事物或现象时所采用的能够体现其属性特征的量度）拓展。土地功能形成要素观测和分析尺度选择的精确性直接决定着由此得到土地功能评价的可靠性。开展特征尺度视角的土地功能研究将有助于更准确理解土地功能的本质及其与土地利用的关系，探索土地利用过程与机制。以特征尺度视角遴选具体、准确的“落地化”评价指标。开展多功能景观的空间识别，实现特定区域空间内的不同类型土地资源的科学配置，向决策者和利益相关者直观展示土地功能时空效益，强化对土地资源优化配置的决策支持。

（4）加强土地功能研究成果实践应用。土地功能既决定区域社会经济建设和发展的方向，又受人类社会需求发展变化的影响。通过发现土地多功能比较优势，能在一定程度上实现不同区域的功能互补。土地功能评价分析可挖掘区域土地利用的潜在问题，为国土空间规划提供科学依据，土地功能变化驱动机理研究能为可持续发展决策与管理实践提供理论支持。农村土地功能定量评价结果可作为征收土地补偿的参考依据。因此，将土地功能研究应用到社会经济发展实践中，如土地综合整治、自然资源要素综合观测、国土空间格局优化、乡村振兴等，将反过来再推进理论研究水平提升。

总之，土地功能研究已具有良好的基础，发展趋势和前景看好，需要强化基础研究，深化实践应用，不断创新，强化土地资源的系统认知，支撑土地科学学科建设与发展。

作者：

段建南，湖南农业大学资源环境学院

刘思涵，湖南农业大学资源环境学院

李萍，湖南农业大学资源环境学院

杨威，湖南农业大学资源环境学院、深圳市规划和自然资源局罗湖管理局

来源：微信公众号“中国土地科学”，https://mp.weixin.qq.com/s/PQYhUEZqsvHZREyHc422VA 发表时间：2020年2月6日