地域功能识别的研究现状与思考

陈小良，樊杰，孙威，陶岸君，梁育填

（1.中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室，北京 100101；2.中国科学院大学，北京 100049；3.东南大学建筑学院，江苏 南京 210096；4.中山大学地理科学与规划学院，广东 广州 510275）

0 引言

党的“十八大”指出，我国要加快实施主体功能区战略，推动各地区严格按照主体功能定位发展，通过调整空间结构，优化国土空间开发格局［1］，目标在2020年“基本形成主体功能区布局”［2］。可见，主体功能区规划已成为我国区域协调发展战略的重要组成部分。从科学的角度，主体功能区规划是地域功能理论在国家规划中的全面应用，已成为构筑我国有序区域发展格局的依据［3］，这对经济地理学理论和方法创新提出了紧迫需求。现实是，地域功能理论作为我国地理学者在区域可持续发展领域的科技创新，正处于发展和完善阶段，未来10年，对地域功能成因理论与识别方法等基础性研究有待加强［4］。

地域功能识别是地域功能研究的重点，也是其难点。地域功能研究直接服务于空间规划，为空间管治提供依据，地域功能及其空间组织规律是空间管治的基础，准确识别地域功能、界定不同地域功能的空间范围是功能管治基本原理的方法论要点［5］。地域功能又具有主观认知、多样构成、相互作用、空间变异及时间演变等特征［3，6］，这使得地域功能识别要解决主体多元性、系统复杂性、区域差异性和动态演变性等诸多难题。

对地域功能识别的研究主要集中在功能分区中，但亦存在诸多不足［7］。梳理当前的研究成果，掌握研究重点、特点与盲点，把握研究现状与趋势，有助于深化地域功能识别的研究，完善地域功能理论，对支撑我国主体功能区建设具有重要意义和价值。

1 地域功能识别基础的研究

地域功能识别是基于自然本底条件和社会经济发展状况对地域单元所承载功能的科学认知，只有在对地域功能充分理解的基础上，才能客观、科学地识别地域功能，为地域空间规划服务。为此，学者们就如下三方面内容展开了研究：1）地域功能的内涵，何谓地域功能？2）地域功能的发生学原理，地域功能是如何形成的，其演化遵循什么规律？3）地域功能的外延，地域空间承载着或存在哪些类型的功能？

1.1 地域功能的内涵及概念

简单地说，地域功能是指一定地域（Ri）在更大的地域范围（ΣR）内，在自然资源和生态环境系统中、在人类生产和生活活动中所履行的职能和发挥的作用［3，8］。从本质而言，地域功能是自然生态系统提供的自然本底功能与人类因生活生产活动需要而赋予的开发利用功能的复合体［9］。因此，地域功能是地域系统固有的属性，是综合性的功能。

地域系统包括自然系统（生态系统、资源环境系统）和人文系统（社会经济系统）两个子系统，但两个子系统的功能都不能独立地视为地域功能，地域功能也并非两个子系统功能简单地加总。这些子系统功能包括生态系统服务（功能）［10－16］、景观功能［17］、土地利用功能［18］、土地系统功能［19］等，这些子系统相互区别，发挥不同功能，又并非孤立，而是以不同的系统结构和功能属性特征承载于同一地域空间，并通过系统的耦合和复合生成更具综合性、控制性和动态性的功能［8，20］。因此，地域功能比子系统功能的内涵和外延更加丰富、复杂。

学者们从不同的研究目的、尺度、区域和视角对地域系统的功能空间划分进行研究和探索，提出了迥异的概念，如空间功能［21，22］、区域功能［23］、反功能［24，25］和具体功能［26］等，这些本质上都是地域功能。其中，反功能与具体功能是相对于主体功能而言的，反功能的本质是地域系统中与主体功能相悖的次要功能，而具体功能则是主体功能区在更小尺度分异的结果。

1.2 地域功能的演化机理

学者们普遍认为，地域功能研究的理论支撑是人地系统理论、地域分异规律、生态经济学理论、空间结构理论、可持续发展理论和系统理论等［27－30］，并认为因地制宜是地域功能组织的最根本原则。在演化机理方面，提出了不同的见解。樊杰［3］在剖析主体功能区科学基础时构建了主体功能空间均衡模型，认为功能区划目标在于保障空间结构有序，区域发展水平均衡应立足区域比较优势，充分体现其地域功能综合价值，实现生产层面、中间层面和生活层面等不同层面各要素合理流动下的空间均衡，认为地域功能的形成包括系统总效益最大化和空间结构最优两大内在机制［8，20］。姜安印认为地域功能是空间资源的双重价值（生产要素聚集的空间载体和人类赖以生存的生态环境的提供者）在地域空间组合优化的结果，而优化就是调整对二维价值体系中空间功能定位问题［23］。刘传明等认为类型空间的形成需要适宜条件，而其需求与社会发展阶段相关，两者供需变化不一致引起空间供需矛盾，即空间结构失衡，功能区建设是满足空间需求多样性、优化多样性空间组合的结果［26］。郝大江认为地域系统中区域性要素和非区域性要素具有不同的要素适宜度，前者对后者的效率选择以及由此而生的分工专业化和聚集是主体功能区形成和发展的动力之源［31］。

可见，地域功能演化机理研究围绕着均衡、优化、协调、适宜等关键词展开，体现了地域功能是耦合功能的本质。但就不同类型地域而言，如山区县、平原县、丘陵县、沿江县、边疆县、海岛县、旅游县、资源县、农业县等，这些不同的地域系统内部功能格局遵循怎样的演化路径和机理，鲜有研究。

1.3 地域功能的类型划分

类型随时空转化而不断增加和多样化是地域功能的基本特征。地域功能类型与空间尺度相关，尺度越小，地域分异越显著，功能类型越多；地域功能类型与时间尺度相关，随着人类社会的进步，新的地域功能类型不断涌现，原有的功能类型分化出更多的功能，或演进为更高级的功能，所以，经济越发达的地区，空间结构越复杂，地域功能类型越丰富，等级也越高。正因为时空演变的动态性，使得迄今为止难以梳理出一套完整的地域功能类型系统。从当前研究成果看，地域功能类型包括主体功能和具体功能两种划分方式。

从主体功能识别来看，国家和省级主体功能区规划中的优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发成为统一的规范，并为市县级地域主体功能的划分所借鉴。在市县层级主体功能划分中，根据地域功能的内涵和功能地域的开发保护导向，又衍生出优先开发、鼓励开发［32］、引导开发［33］、适度开发［34］、控制开发／发展［34］、优化调整［35］、适度保护［21］、宜居开发［36］等地域主体功能类型，此外，还提出了灰色弹性［21］等过渡类型。

地域的具体功能更多地依托自然单元的分异展开，如自然保护区、水库水源保护区、水源涵养与水土保持限制开发区、矿产资源重点开发区、设施菜林果特色农业重点开发区以及其他一些重点开发区等［37］。刘传明尝试将湖北省划分为城镇、乡村、交通和生态4种类型空间［38］；王传胜等将上虞市划分为自然景区保护、人文遗产保护、饮用水源保护、环境隔离带、水土保持与水流流失防治、水源涵养及人口产业集中等地域功能类型［25］；谢高地、李传武等对地域系统内生态类功能进行了划分［22，33］。此外，陶岸君［20］沿承主体功能区划的理念，将全国划分为中心地区、支撑地区和生态地区3类，并细分为15个二级功能类型。针对不同类型区域，提出了不同的功能类型，如海岛县［39］、沿江／滨湖／滨河县市［40－42］、流域［43－45］等，这些地域除了具备一般地域所具有的功能外，还兼具一些特殊功能，如沿江滨湖地区具有水运、水产养殖、海洋能利用等功能。

综上所述，在地域功能识别的基础研究方面，对地域功能的内涵已形成较为统一的认识，但在地域功能演化机理方面见解不同，并有力支撑了不同的地域功能识别，而在功能类型方面还存在较大分歧。

2 地域功能识别的指标体系研究

指标体系的选取应具有区域可比性、层次性和差异性［29］。区域可比性要求指标体系在各层次中必须具有相同的指标，这些指标是全国、各区域必选指标；层次性要求不同的区域选取不同的指标体系，而具体指标选择也将视特定功能要求而异［21］。另外，针对不同类型功能区域，应使用不同的评价指标体系，例如，禁止开发区并不是按照“资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力”三方面因素划分的［46］。

中科院地理科学与资源研究所研制了具备区域可比性的主体功能区划的技术流程和指标体系，并编制为省级主体功能区划分规程（试行）。该指标体系包括9个可计量指标项和1个调控指标项，其中，可计量指标项分为可利用土地资源、可利用水资源、环境容量、生态系统脆弱性、生态重要性、自然灾害危险性、人口集聚度、经济发展水平、交通优势度，调控指标项为战略选择。该指标体系在不同省市的实践中得到了应用［47－49］。

在地区实践中，对上述10个指标进行不同的取舍或组合，部分学者将这些指标聚类为承载能力、开发密度及发展潜力3类因素［50］。陈雯等认为功能区划的指标体系主要包括生态保护价值和经济开发价值两方面指标，经济开发价值的指标体系包括区域资源的数量和质量、综合区位要素、经济基础要素、人文社会要素等；而生态保护价值指标体系则主要体现为区域的生态敏感性［21］。赵亚莉等按经济发展、环境承载力、资源承载力和人口状况对江苏省进行了评价［51］。陈仲常等对重庆主体功能划分时选用了经济、人口、土地和资源环境4类指标［52］。张晓瑞等提出了生态阻力的概念（可理解为区域自然生态环境的一种生态惯性，即维持区域原来各种自然空间格局状态和功能的能力），提出以资源环境承载力、社会经济潜力、环境压力和生态阻力作为功能区划的约束层指标［50］。可见，在指标体系构建方面尚未达成共识。

此外，也有学者通过建立指标体系对资源环境要素进行了评价，如可利用土地资源［53］、可利用水资源［54，55］、交通优势度［56］等，其实质是对地域功能识别单项指标的评价。

3 地域功能识别的方法研究

对地域功能识别方法的研究，可以从识别路径、基本方法、技术支撑和综合集成等方面展开。

3.1 识别的路径：先易后难

功能区划过程中最基本方法是采用先易后难的识别路径，如“准则＋指标体系”的判别法［57］、“两类三步法”［58］、“感性试划＋理性判别”［59］、“先留白，后作图”法［60］等。这些方法都是基于自然保护区规划或其它上位规划战略规划优先且直接识别生态功能类和农业功能类地域，再根据指标赋值和综合判别结果确定各类功能地域，即先划定限制开发区域和禁止开发区域，再划定优化开发区域和重点开发区域［61］。通过分类识别、有序划分从整体上降低了地域功能识别的难度，并凸显了对生态类地域功能的重视，实现了“自上而下”和“自下而上”的有机结合。

3.2 以适宜性评价为基础

因地制宜是功能区划的科学基础之一，功能区划的出发点和落脚点都是对空间利用的适宜性评价。地域功能区是对地域开发或者保护二维目标的综合实现，但在更微观的领域，开发和保护的内涵更加分化，使得空间利用行为多样化，如何使人文功能与自然功能得到最好的空间耦合则成为地域功能识别的主要内容，适宜性评价成为研究的载体。

陈雯等对苏州地域开发适宜性进行了评价，将地域分为优先开发、适度开发、适度保护、禁止开发等类型［62］；王传胜等在上虞市的地域功能区划过程中，对一二级功能区的识别以土地开发适宜性评价为依据，并辅之以自然条件和社会经济条件的空间分异研究［25］；陶岸君对全国地域功能进行了识别，认为特定的地域空间可能有承载不同种地域功能的抉择，但它对不同种功能有着不同的适宜性，这种适宜性体现为地域单元所产生的效益，合理的功能配置可以带来地域单元的功能增益，并因地域系统总体效益最大化而形成地域功能格局［20］。

3.3 识别方法的研究

重要的生态性保护地域功能相对单一，其识别相对容易。但绝大多数地域空间既有生态保护的价值，还有发展社会经济的潜力，对这些地域功能的识别主要是建立在适宜性评价基础上的功能判别。

矩阵列联分析法是地域功能划分最常用的方法［21］，通过建立二维判别矩阵／互斥矩阵来反映地域空间开发中的经济开发价值和生态保护价值，并通过相互比较来划分开发适宜性或地域空间开发功能。在研究中，这类互斥关系被归结为生态重要性－经济重要性［62］、自然约束－经济开发［41］、生态保护－发展潜力、生态保护价值和经济开发需求［63，64］、自然生态阻力－经济集聚引力［65，66］、农地适宜性－建设用地适宜性［67］、约束－引导［42］等。在二维判别矩阵法中，对互斥的两方面都表现为适中，则可划分为灰色功能区域，保证区划的弹性，二维矩阵判别法也称为象限法［31］等。矩阵判别法反映了地域主体功能“开发”与“保护”的双维复合特性［3］，在二维判别矩阵的基础上，也有学者加入“资源开发成本”等评价指标并发展了三维魔方图进行识别［68－70］。

从资源环境承载能力评价入手进行功能区划分是主体功能区识别的重要方法。毛汉英等［71］在进行区域资源承载力评价时提出了状态空间法，地域“空间状态”与理想状态相比出现超载、满载和可载三种状态，正对应优化开发区、重点开发区和限制开发区［58］，该法被广泛运用于不同尺度的地域功能识别［58，72－74］。此外，还有从人均角度出发，提出基于相对资源承载力的功能区划分的主体功能区划方法［43，75］。

谢高地等提出了决策树判定的方法［22］，认为区域空间具有多项功能，区域多种功能的识别和定量及主体功能的选择可采用区域空间功能函数群方法，区域空间功能分区的整个流程可用决策树方法表达在空间上，形成一系列主体功能区图谱。此外，在主体功能区规划中，对指标赋值、适宜性评价等还会用到熵值法和主成分分析法、系统聚类法、矩阵判断、叠加分析和缓冲分析等［76］。

3.4 技术方法的研究

在单要素指标评价方面，计量分析、空间分析成为最基本的评价方法，如聚类分析、水文分析、叠置分析、缓冲分析、地统计分析等。在综合评价方面，顾朝林等归纳总结了经典地理学中的三类区域（均质区、节结区和功能区）的区划方法，发现功能区一般采用综合区划法，有时也采用均质区、节结区划分方法，即也采用密度法、格网法、地图叠置法、综合地理要素法、极点法、空间相互作用法等［61］。

遥感方法也逐渐应用到主体功能识别过程中。如省级规程中提出，可以运用灯光指数法进行主体功能识别的辅助决策；遥感影像解译出的土地利用／覆被图也可作为基础数据［53］。实体或虚拟网络、流空间等对于地理研究是很重要的创新，被广泛运用于社会经济发展状况评价和测度，如公交卡［77］、微博［78］等，这些是反映地区经济发展水平的重要指标，在中小尺度地域功能识别时是否可以应用值得思考。

3.5 综合集成分析的难题

综合集成是地域功能识别的最后环节，也是最难环节。其中，类型划分的阈值划定、功能区边界的确定以及识别结果的动态性体现是地域功能识别的技术关键，也是其难点。

类型划分的阈值。阈值的确定是划分类型区的关键与难点，对区划结果影响很大［58］。阈值实质是使得地理界线两侧的不同状态体发生质的改变，使原有系统发生根本性的变化的临界点［5］，通常是通过区划结果的反馈并借助GIS工具不断调整与优化［57］。阈值的划定应体现区域差异性，即区划的标准应以区域平均水平确定阈值，而非以全国水平为标准［58］。郑荣宝等［69］将直方统计中的拐点作为阈值点；张晓瑞等提出功能识别的“承载力－潜力－压力－阻力”模型，通过对不同作用力赋以不同权重，求取综合划分指数，当指数为零时为生态零点，即作为划分开发类与保护类功能区的分界点或质变点［50］。

功能地域的边界。朱高儒等［79］采用在区划草图上考虑政策性进行评价后调整的方法对广州市进行了功能分区。韩增林［80］认为，边界的本质是对“争议地区”的归属问题，其解决路径：一是科学论证并选择关键因素进行判别，关键因素的选择尽可能少；二要与功能区概念对应；三要对形成功能区的关键因素达成共识，并且尽量选择可测量、可跟踪的客观指标、单一指标，减少复合指标。

功能识别的动态性。传统意义的区划是对现状条件的科学识别，功能区划这种综合性区划是通过发展功能的导向，将未来所具有的发展功能通过区划的形势给予科学体现并加以塑造；而地域功能本身具有时空变异属性［81］，因此，功能区划既应有对现状的分析，又应对未来发展潜力进行科学把握，由以前区划的静态描述转变为动态分析。

4 市县尺度的研究与斟酌

随着国家主体功能区规划和省级主体功能区规划的陆续出台，宏观层面的地域功能研究和实践已相对成熟，当前需要考虑的是如何在基层落实主体功能区规划。学者们进行了不同的尝试，并体现在研究文献中，但在识别的内容和成果上并不统一，还值得斟酌。

4.1 研究尺度向市县集中

市县功能区划研究不断涌现［32－37，39，61－64，82－84］。值得关注的是，从国家、省域到市县域，尺度缩小带来了显著的地域分异，因此类型更加丰富，部分学者开始探讨进行具体功能的识别，或者将其应用到土地利用中，提出了土地利用主体功能分区的概念［85，86］。当然，正如前文所述，沿承主体功能区划体系也是多数学者的选择。

并没有检索到市县以下尺度的地域功能识别研究，可能在于乡镇基层空间规划中的实权远远低于市县，当前阶段对该尺度地域功能分异的研究并无太大的意义。地域功能识别研究集中于市县尺度，一方面在于县域内自然和社会经济条件分异较为显著；另一方面，市县作为基层空间规划的实权层级，市县规划是面向主体功能管制需求的必然结果。

4.2 需要斟酌的问题

值得商榷的问题是，市县域内部的功能类型究竟以主体功能还是具体功能表达，学者们持有不同意见，事实上，这两者的功能识别有着不同的特点：

（1）评价单元不同。按主体功能划分主要以行政单元为评价对象，主要是乡镇，而按具体功能划分主要以自然地域单元为评价单位。持前者观点的学者认为：主体功能区可以从不同空间尺度进行划分，主要取决于空间管理的要求和能力［87］，虽然行政单元难以划分同一单元内不同的利用类型，但为了便于主体功能分区的规划与管理，必须使主体功能区界线尽量与一定级别的行政区划界线相吻合［27］；而有学者则认为基层地域功能分区应以地域开发利用为导向，突出具体利用功能的多样性，因此应与土地利用等联系起来［76］。

（2）操作的难易不同。显然，以行政单元为基本评价对象，无论是在搜集资料或是功能地域边界划分都相对容易，而以自然单元为评价要素则使搜集的资料更为综合，以点、线、面等各种形式呈现，且存在不同的边界，这提高了功能识别的难度。

（3）功能导向不同。以主体功能呈现的类型划分完全沿承国家和省级主体功能区划，并未将自然格局的分异体现出来，但该划分方式有利于行政管理，如财政资源在各乡镇的分配。按具体功能划分，不仅能反映市县域内部的显著分异，也能通过“区块管理”来有效地指导资源配置和土地利用，促进不同空间规划的协调、衔接和整合。

云浮县的实践［88］表明，在市县尺度基于行政单元的主体功能区划是可行的，而主体功能区最初总体考虑是市县两级不必再划定主体功能区，而应划定功能区［89］。因此，这两种划分孰优孰劣有待进一步探讨，或最终形成统一，抑或两者将长期共存。

5 对未来研究的思考

地域功能识别研究依托于功能区规划（建设），是一项以应用为导向的研究，其目标是通过识别不同地域单元的功能，协调或整合当前空间规划，建立高效、协调和可持续的国土空间格局。为此，笔者通过对当前研究成果的梳理，认为在理论创新和发展实践的过程中，未来有如下方面值得关注：

（1）继续深化和拓展地域功能成因理论研究。地域功能生成与演化机理将是地域功能分异研究的一项长期的关键科技命题［90］，亟须提高对自然地理过程和人文地理过程的认知水平和模拟分析能力，这不仅要求加强基础学科的交叉融合，深化自然、人文－经济地理要素的整合研究，也要提高空间动态模拟和分析的技术能力。同时，应重视并强化对山区、湖泊、海岸、海岛、边疆地区、资源型城市、粮食主产县等典型区域的研究，探究其地域系统的功能、格局及演化机理，支撑该类地区功能区建设。

（2）建立分类体系和评价指标体系，完善识别方法，并推进标准化建设。地域功能识别研究核心的内容是指标体系和识别方法，未来的研究应与功能区划实践联系，形成标准化的成果。在机理研究的基础上，构建一套系统、完整的地域功能分类体系，该分类应充分体现地域功能的特征，能与其它空间规划分类有效衔接，并具有指导作用。基于区域差异性和可比性原则，建立一个普适性的指标体系，该体系通过指标的取舍、参数范围设置也应能适用于不同典型地区。还要加强空间分析技术的运用，探索新的识别方法，并解决综合集成问题，尤其是阈值、边界和动态性等技术难题。

（3）注重研究成果空间规划整合的功能。我国当前存在的土地利用规划、城市规划等规划具备空间管治功能，但上述规划在部分地域空间并不协调，甚至出现了矛盾和冲突，其主要原因在于地域功能本身具有认知的多元性，从不同利益视角出发必然得出不同的结论。而地域功能区规划是在兼顾长远利益的基础上，保障总体利益和综合利益最大化，因而具备空间规划整合的功能。因此，地域功能识别研究在指标选择、方法构建和综合集成时应以空间规划整合和协调为出发点，考虑识别成果的可应用性。

（4）建立监测、后评估与动态调整机制。地域功能并非一成不变［91］，地域空间的功能复合性、分异性和动态性共同表明地域功能可能是变化的。地方社会／经济的发展转型、重大自然环境变化（如灾害）以及经济全球化、全球气候暖化都深刻影响地域功能格局演化，如何监测、评估这些变化是地域功能识别的后续工作；此外，人们认知水平的提高、观念的转变、地方发展诉求以及地域系统结构（土地利用结构、产业结构等）调整，都可能引致地域功能进行相应的调整，未来的一个基本事实是，部分重点开发地区必然会进入优化调整阶段。所以，地域功能识别是个长期的、动态的过程。

地理学是一门经世致用的学问，其研究成果应服务于国民经济建设，而地域功能识别的研究正很好地践行着这条准则。

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