李平星 ，周健 ，劉申偉

1. 中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所，江蘇 南京 210008；2. 中國(guó)科學(xué)院流域地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210008；3. 泰安市瑞峰地產(chǎn)置業(yè)有限公司，山東 泰安 271000

國(guó)土是生態(tài)文明建設(shè)的空間載體，國(guó)土空間規(guī)劃是對(duì)一定區(qū)域國(guó)土空間開(kāi)發(fā)保護(hù)在空間和時(shí)間上做出的安排，是空間治理體系中極其重要的政策工具，也是全社會(huì)開(kāi)發(fā)保護(hù)國(guó)土空間的遵循（樊杰，2019）。建國(guó)以來(lái)，國(guó)土空間的開(kāi)發(fā)利用推動(dòng)了中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，也帶來(lái)了資源耗費(fèi)、生態(tài)破壞、環(huán)境惡化、災(zāi)害增加等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題（張曉玲等，2017）。不科學(xué)、不合理的國(guó)土資源開(kāi)發(fā)利用已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，其中對(duì)自然要素及其約束作用的認(rèn)識(shí)程度不高、重視程度不強(qiáng)是導(dǎo)致國(guó)土資源開(kāi)發(fā)利用科學(xué)性、合理性不夠的重要原因。推動(dòng)人與自然和諧相處、實(shí)現(xiàn)國(guó)土空間開(kāi)發(fā)與資源環(huán)境承載能力協(xié)調(diào)成為當(dāng)前國(guó)土空間規(guī)劃的迫切要求（圖1）。2008年，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《省級(jí)主體功能區(qū)劃技術(shù)規(guī)程》，從自然資源和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)認(rèn)知的角度提出因地制宜進(jìn)行國(guó)土空間開(kāi)發(fā)與保護(hù)的理念。2017年，原環(huán)境保護(hù)部印發(fā)《“三線(xiàn)一單”編制技術(shù)指南 (試行)》，提出實(shí)施“生態(tài)保護(hù)紅線(xiàn)、環(huán)境質(zhì)量底線(xiàn)、資源利用上線(xiàn)和生態(tài)環(huán)境準(zhǔn)入清單”生態(tài)環(huán)境分區(qū)管控。但是，自然要素類(lèi)型多樣、涉及部門(mén)眾多，在部門(mén)協(xié)調(diào)和統(tǒng)籌考慮上存在較大難度。同時(shí)，已有研究也往往偏重于單一要素或者是某個(gè)維度的分析，缺乏對(duì)自然要素的系統(tǒng)分類(lèi)和綜合分析。

圖1 基于“人-地”關(guān)系的國(guó)土空間利用系統(tǒng)Fig. 1 Utilization system of territorial space from the perspective of “man-land” relationship

2018年，自然資源部正式組建，國(guó)土空間規(guī)劃編制有組織地展開(kāi)。堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先和山水林田湖草生命共同體理念是科學(xué)編制國(guó)土空間規(guī)劃的兩大原則，前者體現(xiàn)了對(duì)自然要素的重視、后者則強(qiáng)調(diào)了對(duì)自然要素的系統(tǒng)考慮。2019年，自然資源部發(fā)布《資源環(huán)境承載能力和國(guó)土空間開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)技術(shù)指南 (試行)》，體現(xiàn)了生態(tài)優(yōu)先的國(guó)土空間規(guī)劃理念，也初步對(duì)自然要素的各個(gè)方面進(jìn)行了綜合考慮（賈克敬等，2020）。受此影響，已經(jīng)提出或出臺(tái)的相關(guān)技術(shù)方法或各類(lèi)規(guī)程從各個(gè)方面對(duì)國(guó)土空間規(guī)劃的影響因素，包括各類(lèi)自然要素進(jìn)行了考慮，并提出了相應(yīng)的評(píng)價(jià)和集成方法。學(xué)界也從多個(gè)角度開(kāi)展研究（表1），如基于地域功能概念開(kāi)展的“雙評(píng)價(jià)”和“三區(qū)三線(xiàn)”劃定（王亞飛等，2019；魏旭紅等，2019；丁乙宸等，2020），基于生態(tài)安全格局的生態(tài)空間識(shí)別與管控（杜悅悅等，2017；徐華連等，2020；陳德超等，2020；陳志端等，2021），以及基于信息化、生態(tài)復(fù)合指標(biāo)對(duì)自然資源的空間管控（應(yīng)申等，2019；杜騰飛等，2020），等等。這些研究空間尺度和切入視角多樣，為探究國(guó)土空間規(guī)劃和自然要素系統(tǒng)評(píng)價(jià)對(duì)接工作提供了借鑒。然而，指標(biāo)體系結(jié)構(gòu)不清晰、關(guān)鍵指標(biāo)考慮不充分、綜合集成方法不明確等問(wèn)題依然存在，制約著國(guó)土空間規(guī)劃科學(xué)性的提升?；诖?，本研究以生態(tài)文明理念為支撐，在對(duì)自然要素系統(tǒng)進(jìn)行梳理和分析的基礎(chǔ)上，歸納和總結(jié)了要素評(píng)價(jià)和綜合集成的主要技術(shù)和方法，提出支撐國(guó)土空間規(guī)劃的自然要素構(gòu)成體系，為科學(xué)開(kāi)展國(guó)土空間規(guī)劃、推動(dòng)各級(jí)各類(lèi)規(guī)劃體系銜接提供基礎(chǔ)依據(jù)。

表1 近年來(lái)國(guó)土空間規(guī)劃自然要素評(píng)價(jià)研究Table 1 Existing researches on natural elements in territorial spatial planning recently

1 國(guó)土空間規(guī)劃與自然要素系統(tǒng)

為了對(duì)國(guó)土空間的自然基底條件進(jìn)行全面分析，需要探討包含水、土、氣、生物等自然系統(tǒng)內(nèi)各要素的作用機(jī)理。根據(jù)可持續(xù)性的指向，自然要素包含資源、生態(tài)、環(huán)境、災(zāi)害四大屬性，分別通過(guò)供給作用、支撐作用、容納作用和抑制作用4個(gè)方面來(lái)發(fā)揮屬性的功能（樊杰，2019）。對(duì)各自然要素及其屬性進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)和綜合集成，可以得到自然系統(tǒng)的基礎(chǔ)性評(píng)價(jià)結(jié)果，從而支撐國(guó)土空間規(guī)劃的科學(xué)開(kāi)展（圖2）。其中，資源屬性主要指為人類(lèi)生產(chǎn)、生活提供資源輸出，主要包括水資源、土地資源、礦產(chǎn)資源等；生態(tài)屬性則是指提供生態(tài)安全保障，包括提供初級(jí)生產(chǎn)力、維護(hù)生物多樣性、保障生態(tài)安全等；環(huán)境屬性指提供適宜人類(lèi)居住的自然條件，包括大氣環(huán)境、水環(huán)境、土壤環(huán)境等；而災(zāi)害屬性則是指可能產(chǎn)生的各類(lèi)自然災(zāi)害對(duì)人類(lèi)活動(dòng)的負(fù)面影響，包括氣象災(zāi)害、水文災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害、生物災(zāi)害等。

圖2 自然要素的分類(lèi)與構(gòu)成Fig. 2 Classification and composition of natural elements

資源環(huán)境承載力和國(guó)土空間開(kāi)發(fā)適宜性的“雙評(píng)價(jià)”是國(guó)土空間規(guī)劃的基礎(chǔ)性工作，其評(píng)價(jià)內(nèi)容涵蓋了自然要素的四類(lèi)屬性（岳文澤等，2019；自然資源部國(guó)土空間規(guī)劃局，2019）。具體而言，資源屬性方面，農(nóng)業(yè)和城鎮(zhèn)生產(chǎn)適宜性與承載規(guī)模評(píng)價(jià)中對(duì)土地資源、水資源、氣候的評(píng)價(jià)包含了土壤、地形、水文、氣候要素。生態(tài)屬性方面，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評(píng)價(jià)和生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)涵蓋了水文、土壤、生物、地形等要素。環(huán)境屬性方面，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與城鎮(zhèn)建設(shè)適宜性中的單項(xiàng)評(píng)價(jià)分別包含了土壤環(huán)境容量、大氣環(huán)境容量和水環(huán)境容量。災(zāi)害屬性方面，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與城鎮(zhèn)建設(shè)適宜性中的災(zāi)害單項(xiàng)評(píng)價(jià)涵蓋了水文、氣候、地形、地質(zhì)四類(lèi)自然要素。

2 自然要素各屬性評(píng)價(jià)方法進(jìn)展

2.1 資源屬性

資源屬性主要包含數(shù)量、質(zhì)量、分布3個(gè)方面，多是針對(duì)水、土、礦產(chǎn)、能源、氣候資源、生物資源等特定要素開(kāi)展評(píng)價(jià)。除了專(zhuān)業(yè)的技術(shù)方法開(kāi)展資源數(shù)量、質(zhì)量和分布的研究外，資源承載力作為反映地區(qū)的資源供給水平的整體指標(biāo)，被廣泛用于自然要素對(duì)人口、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的支撐能力。其中，水資源和土地資源承載力是研究的熱點(diǎn)，主要方法包括指標(biāo)評(píng)價(jià)法、趨勢(shì)分析法、多目標(biāo)優(yōu)化算法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法等（張寧寧等，2019；周侃等，2019）。氣候資源承載力通常采用逐步訂正法、農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)域法、Miami模型、Thornthwaite Memorial模型等從氣溫、降水、植物蒸散等角度進(jìn)行評(píng)價(jià)（白美蘭等，2010；李振杰等，2019）。礦產(chǎn)資源承載力研究主要集中于對(duì)資源可持續(xù)力的評(píng)價(jià)，主要方法包括集對(duì)分析、模糊綜合、灰色關(guān)聯(lián)等（魏景明，2006）?？梢?jiàn)，針對(duì)自然要素資源屬性開(kāi)展的評(píng)價(jià)多是結(jié)合特定指標(biāo)和模型所開(kāi)展的定量化評(píng)價(jià)，指標(biāo)權(quán)重的多方法集成和指標(biāo)體系的不斷綜合讓評(píng)價(jià)結(jié)果可信度越來(lái)越高。然而，研究對(duì)生物資源等關(guān)注較少，多種資源的綜合集成研究也相對(duì)缺乏。

2.2 生態(tài)屬性

基于生態(tài)屬性的自然要素評(píng)價(jià)涉及的概念和方法較多，主要包括生態(tài)承載力、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值、生態(tài)脆弱性等，多是通過(guò)構(gòu)建指標(biāo)體系開(kāi)展評(píng)價(jià)。研究對(duì)象上既涉及對(duì)土地、水、氣候、地形等單一自然要素生態(tài)屬性的評(píng)價(jià)（Fang et al.，2021；周廣勝等，2021），也包含了對(duì)多要素集成的綜合生態(tài)特征的探究（Peng et al.，2016；Chen et al.，2021；張學(xué)淵等，2019）。其中，水文、氣象指標(biāo)涉及降水量、水網(wǎng)密度指數(shù)、氣溫、地下水等，土壤指標(biāo)涉及質(zhì)地、土地退化等，生物指標(biāo)涉及植被覆蓋、生境重要性、凈初級(jí)生產(chǎn)力等，地形指標(biāo)涉及地形位、坡度等因子。

生態(tài)承載力原是指某一區(qū)域能夠供養(yǎng)的最大生物量，后期逐漸向?qū)?jīng)濟(jì)、社會(huì)等人類(lèi)活動(dòng)的承載能力方向延伸（沈威等，2019）。評(píng)價(jià)方法主要包含綜合評(píng)價(jià)法、狀態(tài)空間法、生態(tài)足跡法、凈初級(jí)生產(chǎn)力法、供需平衡法等（向蕓蕓等，2012；張學(xué)淵等，2019）。其中，綜合評(píng)價(jià)法是通過(guò)多指標(biāo)綜合分析和評(píng)價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)，指標(biāo)體系選擇是關(guān)鍵手段和因素，而狀態(tài)空間法適用于對(duì)生態(tài)承載力的時(shí)序變化分析。生態(tài)足跡法偏重于從人類(lèi)活動(dòng)影響的角度、通過(guò)轉(zhuǎn)化為生物生產(chǎn)性土地（或水域）的面積來(lái)進(jìn)行表征，凈初級(jí)生產(chǎn)力法則偏重于生態(tài)系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和功能以及其植被活動(dòng)狀況。供需平衡法兼顧了人類(lèi)的需求和生態(tài)系統(tǒng)本身的能力，評(píng)價(jià)往往更加全面。

生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)是生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)生態(tài)功能為人類(lèi)提供生態(tài)產(chǎn)品的過(guò)程，常用于評(píng)價(jià)各類(lèi)自然要素提供不同類(lèi)型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的能力（Costanza et al.，1998）。當(dāng)前生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的評(píng)價(jià)方法主要包括功能價(jià)值評(píng)價(jià)法和當(dāng)量因子評(píng)價(jià)法。功能價(jià)值評(píng)價(jià)法是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的水土保持、調(diào)節(jié)大氣、固碳制氧等關(guān)鍵服務(wù)功能及其價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)（Ouyang et al.，2016）；而當(dāng)量因子法通過(guò)當(dāng)量因子表和各生態(tài)用地面積計(jì)算包括食物生產(chǎn)、氣體調(diào)節(jié)、生物多樣性等生態(tài)服務(wù)價(jià)值（謝高地等，2015）。功能價(jià)值評(píng)價(jià)法可以相對(duì)準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)要素的生態(tài)服務(wù)功能，然而計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜，通常應(yīng)用于小范圍尺度地域，當(dāng)量因子法可以更加有效地應(yīng)用于大范圍的評(píng)價(jià)中（Richardson et al.，2015；汪東川等，2019）。此外，InVEST模型、ARIES模型和SolVES模型等價(jià)值評(píng)價(jià)模型發(fā)展較快，滿(mǎn)足了自然系統(tǒng)評(píng)價(jià)動(dòng)態(tài)性、客觀性、準(zhǔn)確性、綜合性的需求（Brown et al.，2012；Bagstad et al.，2013；Cong et al.，2020；黃木易等，2020）。

除生態(tài)承載力、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)外，其他指標(biāo)如生態(tài)脆弱性、生態(tài)敏感性、生態(tài)重要性、生態(tài)安全格局等也得到應(yīng)用（李德旺等，2013；杜悅悅等，2017；吳春生等，2018）。這些指標(biāo)從生態(tài)系統(tǒng)的某種屬性出發(fā)進(jìn)行定性或定量評(píng)價(jià)，但是指標(biāo)間關(guān)系以及不同生態(tài)要素之間的關(guān)聯(lián)性特征研究相對(duì)較少。此外，生物入侵被認(rèn)為是改變生物多樣性從而破壞生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重要因素，相關(guān)研究有待深化（潘紅麗等，2021；葉有華等，2021）。

2.3 環(huán)境屬性

環(huán)境承載力概念源于馬爾薩斯的資源有限論，用于判斷環(huán)境狀況對(duì)人類(lèi)活動(dòng)的容納能力，以維持復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)相對(duì)平衡所能容納的人類(lèi)活動(dòng)閾值作為表征。環(huán)境承載力的評(píng)價(jià)方法主要包含指標(biāo)體系法、供需平衡法、系統(tǒng)模型法和環(huán)境容量法4種類(lèi)型（李名升等，2012）。在具體評(píng)價(jià)中，環(huán)境承載力主要關(guān)注水環(huán)境、大氣環(huán)境、土壤環(huán)境等方面，同時(shí)指標(biāo)的選擇也兼顧了人類(lèi)活動(dòng)的環(huán)境破壞或改善效應(yīng)，如污染物排放和處理、環(huán)境負(fù)荷與削減等方面的表征指標(biāo)（潘丹，2016；張靜等，2016）。除了環(huán)境承載力之外，環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)也常用于環(huán)境系統(tǒng)評(píng)價(jià)，其中前者主要通過(guò)建立指標(biāo)體系對(duì)環(huán)境系統(tǒng)的質(zhì)量及其變化進(jìn)行評(píng)價(jià)（李名升等，2012），而后者則針對(duì)選定的污染物所產(chǎn)生的危害可能性進(jìn)行測(cè)算和評(píng)估（任世鑫等，2019）。由于環(huán)境狀況與人類(lèi)生產(chǎn)、生活的狀態(tài)息息相關(guān)，相互影響，如何兼顧環(huán)境自身狀況和人類(lèi)活動(dòng)影響開(kāi)展研究，成為從環(huán)境屬性角度進(jìn)行自然要素評(píng)價(jià)所關(guān)注的重點(diǎn)方向。

2.4 災(zāi)害屬性

自然要素的災(zāi)害屬性表現(xiàn)為自然活動(dòng)造成人類(lèi)系統(tǒng)受到擾動(dòng)從而產(chǎn)生人員傷亡或者經(jīng)濟(jì)損失的現(xiàn)象，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析與風(fēng)險(xiǎn)管理是災(zāi)害因素分析的兩個(gè)方面（劉斌濤等，2014）。災(zāi)害屬性的評(píng)價(jià)涉及災(zāi)害脆弱性、災(zāi)害危險(xiǎn)性、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等概念，其評(píng)價(jià)大致可以分為兩步，即單一災(zāi)種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和評(píng)價(jià)結(jié)果的綜合疊加分析（王耕等，2010）。以歷史災(zāi)情數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的評(píng)價(jià)法是災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的常用方法，主要是基于歷史的信息來(lái)分析災(zāi)害發(fā)生的條件和規(guī)律，推算未來(lái)災(zāi)害的可能，并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)方案和策略（夏興生等，2016）。在歷史災(zāi)情信息不充足的情況下，信息擴(kuò)散理論被廣泛用于災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中（張麗娟等，2009）。指標(biāo)綜合法也被廣泛使用，主要從危險(xiǎn)性、暴露性、脆弱性和防災(zāi)能力等方面選擇對(duì)應(yīng)的致災(zāi)指標(biāo)，建立模型開(kāi)展評(píng)價(jià)（巫麗蕓等，2014）。在技術(shù)方面，包括3S在內(nèi)的空間分析技術(shù)在現(xiàn)代災(zāi)害評(píng)價(jià)中也發(fā)揮了較強(qiáng)的支撐作用（姜藍(lán)齊等，2013）。然而當(dāng)前災(zāi)害屬性的指標(biāo)體系構(gòu)建過(guò)多地關(guān)注災(zāi)害所可能造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)自然要素的本底災(zāi)害屬性的評(píng)價(jià)相對(duì)欠缺，對(duì)各要素災(zāi)害屬性之間的關(guān)聯(lián)性分析較為缺乏。同時(shí)，除了廣為關(guān)注的旱澇災(zāi)害、氣象災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害等外，對(duì)生物災(zāi)害等新災(zāi)害的關(guān)注度有待加強(qiáng)。

3 自然要素各屬性的集成評(píng)價(jià)

單一自然要素及其特定屬性的評(píng)價(jià)是識(shí)別自然要素本底特征的基礎(chǔ)性工作，而對(duì)這些要素及其屬性的綜合集成分析則是確定其承載力和適宜性的終極目標(biāo)。當(dāng)前，與國(guó)土空間規(guī)劃相關(guān)的工作在綜合集成分析方面開(kāi)展了探索，主要體現(xiàn)在以下方面。

3.1 主體功能區(qū)規(guī)劃中的自然要素評(píng)價(jià)與集成

主體功能區(qū)劃是基于對(duì)自然條件適宜性以及資源環(huán)境承載力的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，根據(jù)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展需求所開(kāi)展的綜合區(qū)劃工作（樊杰，2015）。主體功能區(qū)劃從自然維度、自然環(huán)境對(duì)不同人類(lèi)活動(dòng)的適宜程度以及地域功能的空間組織效應(yīng)3個(gè)方面篩選出 10個(gè)指標(biāo)開(kāi)展評(píng)價(jià)，其中涉及自然要素的指標(biāo)項(xiàng)包含可利用土地資源、可利用水資源、環(huán)境容量、生態(tài)系統(tǒng)脆弱性、生態(tài)重要性、自然災(zāi)害危險(xiǎn)性六大項(xiàng)（圖3）?？衫猛恋刭Y源、水資源采用分布式計(jì)算，分別通過(guò)人均可利用土地資源、可利用土地資源總量以及人均可利用水資源潛力、可利用水資源潛力進(jìn)行表征。其他項(xiàng)采用集成式計(jì)算獲得，其中環(huán)境容量綜合了大氣環(huán)境、水環(huán)境的計(jì)算結(jié)果，生態(tài)系統(tǒng)脆弱性綜合了沙漠化、土壤鹽漬化等分析結(jié)果，生態(tài)重要性包含了對(duì)水源涵養(yǎng)、土壤保持、防風(fēng)固沙、生物多樣性維護(hù)等重要性評(píng)價(jià)，而自然災(zāi)害危險(xiǎn)性則綜合考慮了洪水、地震、熱帶風(fēng)暴等災(zāi)害類(lèi)型。在分項(xiàng)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，開(kāi)展指標(biāo)的集成分析，六項(xiàng)自然要素指標(biāo)分為兩類(lèi)。其中，生態(tài)系統(tǒng)脆弱性和生態(tài)重要性為一類(lèi)，取兩者較高值作為區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)程度的評(píng)價(jià)結(jié)果；人均可利用土地資源、可利用水資源、自然災(zāi)害危險(xiǎn)性和環(huán)境容量被劃為一類(lèi)，取前兩者較小值作為支撐項(xiàng)，取后兩者較大值作為限制項(xiàng)?？梢?jiàn)，主體功能區(qū)劃的評(píng)價(jià)涵蓋了自然要素的四大屬性，評(píng)價(jià)結(jié)果具有較高綜合性。但是，各項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)所采納的具體指標(biāo)還有待進(jìn)一步提高精準(zhǔn)性。同時(shí)，指標(biāo)綜合集成的科學(xué)性仍需加強(qiáng)，指標(biāo)間的聯(lián)系性與可比性有待明確。

圖3 主體功能區(qū)劃中的自然要素系統(tǒng)Fig. 3 Natural elements system of Major Function Oriented Zoning

3.2 資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)中的自然要素集成

資源環(huán)境承載能力概念是承載力概念的延伸，是環(huán)境科學(xué)、生態(tài)科學(xué)、地理科學(xué)等學(xué)科相互交叉的產(chǎn)物，也是集資源承載力、生態(tài)承載力、環(huán)境承載力等概念于一體的綜合性表達(dá)（樊杰等，2015；封志明等，2018）。但是，早期對(duì)資源環(huán)境承載能力的研究仍主要關(guān)注于理論探討和針對(duì)水、土地、大氣、礦產(chǎn)等特定要素的評(píng)價(jià)，近年來(lái)其評(píng)價(jià)內(nèi)容得到拓展，伴隨著對(duì)人口資源需求和消耗影響的關(guān)注，逐漸從資源、環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等多方面建立綜合性指標(biāo)體系，對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)域的資源環(huán)境承載能力進(jìn)行定量刻畫(huà)（圖4）。2008年汶川地震后，資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)也較多地應(yīng)用于城市總體規(guī)劃、專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃等規(guī)劃中（牛方曲等，2018）。評(píng)價(jià)方法也日漸豐富，包括綜合指標(biāo)法、突變級(jí)數(shù)法、系統(tǒng)動(dòng)力模型法等模型和方法得到廣泛應(yīng)用（呂一河等，2018；馬定國(guó)等，2020）。同時(shí)，研究視角也不斷由靜態(tài)分析向動(dòng)態(tài)模擬轉(zhuǎn)變，多方法綜合性的分析逐漸增多，提高了承載能力評(píng)價(jià)的綜合性和科學(xué)性（牛方曲等，2019；王秦等，2020）。但是，鑒于資源環(huán)境領(lǐng)域涉及的指標(biāo)眾多，每個(gè)指標(biāo)自身的評(píng)價(jià)方法就存在多樣性，指標(biāo)之間的關(guān)系確定和集成分析難度更大，給科學(xué)確定資源環(huán)境承載能力的綜合值帶來(lái)了較大挑戰(zhàn)。

圖4 資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)中的自然要素系統(tǒng)Fig. 4 Natural elements system of resources and environment carrying capacity

3.3 國(guó)土空間規(guī)劃“雙評(píng)價(jià)”中的自然要素集成

資源環(huán)境承載能力和國(guó)土空間開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)是國(guó)土空間規(guī)劃的重要前提，是從生態(tài)保護(hù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鎮(zhèn)建設(shè)三類(lèi)功能空間上所開(kāi)展的集成評(píng)價(jià)，是探究區(qū)域自然適宜空間的直接支撐（自然資源部國(guó)土空間規(guī)劃局，2019）。按照自然資源部國(guó)土空間規(guī)劃局2019年6月公布的《資源環(huán)境承載能力和國(guó)土空間開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)技術(shù)指南 (試行)》，資源環(huán)境承載能力側(cè)重于資源要素能夠支撐的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城鎮(zhèn)建設(shè)等人類(lèi)活動(dòng)規(guī)模，國(guó)土空間開(kāi)發(fā)適宜性反映特定國(guó)土空間進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城鎮(zhèn)建設(shè)等人類(lèi)活動(dòng)的適宜程度，兩個(gè)方面的評(píng)價(jià)均涉及到土地資源、水資源、氣候等自然要素的分析和評(píng)價(jià)，涵蓋了自然要素的資源、生態(tài)、環(huán)境、災(zāi)害4個(gè)屬性（圖5）。從功能角度，生態(tài)保護(hù)主要通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性、生態(tài)敏感性?xún)蓚€(gè)指標(biāo)集成獲得，以生態(tài)屬性的指標(biāo)為主；其中，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能重要性涵蓋了生物多樣性維護(hù)、水土保持、防風(fēng)固沙等功能，以每項(xiàng)功能重要性等級(jí)的最高值作為該項(xiàng)評(píng)價(jià)值；生態(tài)敏感性以水土流失、土地沙化、石漠化、海岸侵蝕敏感性的最高等級(jí)作為評(píng)價(jià)結(jié)果；在兩項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，根據(jù)生態(tài)廊道和生態(tài)系統(tǒng)自然邊界對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能的評(píng)價(jià)集成了生態(tài)、土地資源、水資源、氣候、環(huán)境、災(zāi)害等所有指標(biāo)的結(jié)果，但是以土地資源、水資源和氣候評(píng)價(jià)作為基礎(chǔ)，進(jìn)而結(jié)合土壤環(huán)境容量、鹽漬化敏感性等生態(tài)環(huán)境狀況和旱澇等災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性狀況進(jìn)行修正。城鎮(zhèn)建設(shè)功能考慮了除生態(tài)外的所有指標(biāo)，以土地資源和水資源的集成評(píng)價(jià)結(jié)果作為基礎(chǔ)依據(jù)，并結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性、大氣和水環(huán)境容量等進(jìn)行修正。

圖5 國(guó)土空間規(guī)劃“雙評(píng)價(jià)”中的自然要素體系Fig. 5 Natural elements system of “double evaluation” in territorial spatial planning

綜上，生態(tài)保護(hù)功能以生態(tài)屬性作為衡量的主要依據(jù)，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城鎮(zhèn)建設(shè)則以資源屬性作為評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)條件，并結(jié)合生態(tài)、環(huán)境、災(zāi)害等屬性進(jìn)行修正與限制?！半p評(píng)價(jià)”所包含的自然要素的指標(biāo)較為全面和系統(tǒng)，各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)方法也兼具科學(xué)性和可操作性，是已有研究成果的凝練和提升。但是，集成分析中，指標(biāo)的剛性和彈性作用無(wú)法得到明確識(shí)別，某些類(lèi)指標(biāo)應(yīng)該起到的剛性約束作用難以體現(xiàn)。同時(shí)，中國(guó)幅員遼闊，各個(gè)地方的自然條件存在明顯差異，需要在指標(biāo)評(píng)價(jià)中對(duì)區(qū)域性要素，尤其是具有較強(qiáng)約束的關(guān)鍵要素加強(qiáng)分析。

4 結(jié)論和展望

從農(nóng)業(yè)文明到工業(yè)文明到生態(tài)文明，國(guó)土空間開(kāi)發(fā)經(jīng)歷了從以追求糧食生產(chǎn)到追求經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，再到追求經(jīng)濟(jì)-社會(huì)-生態(tài)和諧發(fā)展的階段，服務(wù)于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展成為當(dāng)前國(guó)土空間規(guī)劃編制的主要目標(biāo)。從可持續(xù)性出發(fā)，自然要素具有資源、生態(tài)、環(huán)境、災(zāi)害4個(gè)方面的屬性。已有研究在屬性判別、指標(biāo)評(píng)價(jià)和綜合集成方面開(kāi)展了多方面的探索，取得了積極進(jìn)展，但是仍然存在具體指標(biāo)較混雜，且在代表性、適用性、系統(tǒng)性、可操作性等方面相對(duì)欠缺等問(wèn)題，需要結(jié)合國(guó)土空間開(kāi)發(fā)和保護(hù)的需求進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

4.1 主要問(wèn)題

（1）指標(biāo)與方法的適用性不足。代表性指標(biāo)的選取是科學(xué)評(píng)價(jià)自然要素的關(guān)鍵，但是鑒于自然要素涉及的方面較多，關(guān)鍵指標(biāo)的選擇需要根據(jù)評(píng)價(jià)的需要進(jìn)行確定。每個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)方法也千差萬(wàn)別，在適用性、可操作性方面存在較大差異，需結(jié)合實(shí)際需求和數(shù)據(jù)支撐等進(jìn)行評(píng)價(jià)方法的優(yōu)選。綜合集成分析中，指標(biāo)權(quán)重的確定也存在較大差異和不確定性。同時(shí)，對(duì)生物災(zāi)害等部分新要素作用的分析也存在不足。

（2）自然要素概念和屬性認(rèn)知尚待厘清。當(dāng)前自然要素的屬性評(píng)價(jià)已經(jīng)取得了較多成果，已有的屬性評(píng)價(jià)中仍存在概念混淆、指標(biāo)交織的問(wèn)題，如資源承載力、環(huán)境承載力與資源環(huán)境承載力的評(píng)價(jià)內(nèi)容較為相似，需要根據(jù)屬性進(jìn)行梳理和界定。此外，國(guó)土空間規(guī)劃“雙評(píng)價(jià)”規(guī)程中將要素評(píng)價(jià)和屬性評(píng)價(jià)置于同一層次，也使得評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一和結(jié)果難以集成。

（3）自然要素的統(tǒng)籌分析有待加強(qiáng)。單一自然要素的評(píng)價(jià)雖然針對(duì)性較強(qiáng)，但是難以整體反映自然要素的綜合特征。因此，自然要素及其屬性的綜合集成評(píng)價(jià)起到化繁為簡(jiǎn)的作用。但是，已有集成評(píng)價(jià)的體系性往往存在不足，不同類(lèi)型評(píng)價(jià)的指標(biāo)差異性以及銜接性還需研究加強(qiáng)。同時(shí)，不同屬性的作用往往在強(qiáng)度、方向上存在較大差異，如在“雙評(píng)價(jià)”的城鎮(zhèn)功能評(píng)價(jià)中資源屬性處于基礎(chǔ)性地位，而生態(tài)、環(huán)境、災(zāi)害屬性則起限制性作用。同樣在其他功能的評(píng)價(jià)中，不同屬性作用的差異也需要進(jìn)一步明確。

（4）評(píng)價(jià)的動(dòng)態(tài)性和作用的彈性還需加強(qiáng)。當(dāng)前，自然要素的評(píng)價(jià)仍然偏重于靜態(tài)分析和空間差異研究，對(duì)變化過(guò)程及其區(qū)域差異的研究較少，導(dǎo)致往往發(fā)生“知其然、不知其所以然”的問(wèn)題。此外，有些因素具有較強(qiáng)的限制和約束功能，甚至起到“一票否決”的作用，這在指標(biāo)綜合的過(guò)程中往往被弱化，無(wú)法得到明確體現(xiàn)。因此，需要結(jié)合目標(biāo)需求和區(qū)域差異加強(qiáng)剛性約束因素的分析和評(píng)價(jià)，以更好地凸顯其制約作用。

4.2 未來(lái)研究展望

（1）強(qiáng)化自然要素的基礎(chǔ)性地位和底線(xiàn)約束作用。優(yōu)化國(guó)土空間開(kāi)發(fā)和保護(hù)格局是生態(tài)文明建設(shè)的首要任務(wù)，針對(duì)當(dāng)前國(guó)土空間開(kāi)發(fā)存在的問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)通過(guò)調(diào)控使得自然要素在國(guó)土空間規(guī)劃中的基礎(chǔ)性不斷增強(qiáng)，重要性不斷提高，優(yōu)先性得到前置。要突出自然要素的底線(xiàn)約束作用，綜合考慮區(qū)域水、土等主要資源供給能力，設(shè)定資源利用上限；充分考慮水環(huán)境、大氣環(huán)境、土壤環(huán)境等相關(guān)環(huán)境指標(biāo)，嚴(yán)格按照環(huán)境準(zhǔn)入負(fù)面清單進(jìn)行監(jiān)督與管控；加強(qiáng)生態(tài)空間管控，切實(shí)以“一票否決”要求推動(dòng)生態(tài)保護(hù)紅線(xiàn)落地；強(qiáng)化對(duì)災(zāi)害屬性的認(rèn)知，加強(qiáng)對(duì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)性及其潛在危害的分析。

（2）加強(qiáng)通用數(shù)據(jù)和適用方法的篩選。針對(duì)當(dāng)前資源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)體系較雜亂的問(wèn)題，針對(duì)性地借助自然承載力概念對(duì)自然系統(tǒng)本底開(kāi)展評(píng)價(jià)，從而消除社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。此外，將理論成果應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)規(guī)劃時(shí)需要關(guān)注其可操作性，探索構(gòu)建具有較強(qiáng)適用性的的評(píng)價(jià)技術(shù)方法。隨著對(duì)自然預(yù)警工作的不斷重視，對(duì)自然要素時(shí)間序列上的對(duì)比分析也越來(lái)越受到重視，未來(lái)需要加強(qiáng)對(duì)自然要素系統(tǒng)演變趨勢(shì)的模擬研究，構(gòu)建集過(guò)去、現(xiàn)在、未來(lái)于一體的自然要素綜合評(píng)價(jià)體系，從機(jī)理上認(rèn)識(shí)自然系統(tǒng)。

（3）深化自然要素的系統(tǒng)性研究。國(guó)土空間規(guī)劃是“多規(guī)合一”，而非“多規(guī)疊加”，是系統(tǒng)、完整、有層次的規(guī)劃體系（圖6）。為凸顯自然要素的基礎(chǔ)性作用，需要加強(qiáng)自然各屬性及其關(guān)系的分析，形成集本底分析、預(yù)警分析、潛力分析于一體的綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)，為科學(xué)劃定國(guó)土空間開(kāi)發(fā)與保護(hù)格局奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，深入分析人類(lèi)活動(dòng)對(duì)自然要素的資源、生態(tài)、環(huán)境、災(zāi)害屬性已經(jīng)產(chǎn)生的影響，總結(jié)這種影響發(fā)生的規(guī)律，并對(duì)未來(lái)可能發(fā)生的影響進(jìn)行預(yù)測(cè)，以對(duì)相關(guān)規(guī)劃進(jìn)行調(diào)整，增強(qiáng)規(guī)劃的科學(xué)性與指導(dǎo)性。通過(guò)基礎(chǔ)評(píng)價(jià)、規(guī)劃管控、效應(yīng)反饋相結(jié)合的評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)自然進(jìn)行保護(hù)、利用、整治和修復(fù)，從而形成更加科學(xué)合理的國(guó)土空間開(kāi)發(fā)與保護(hù)格局。

圖6 自然要素系統(tǒng)與國(guó)土空間規(guī)劃的關(guān)系Fig. 6 Relationship of natural elements system and territorial spatial planning