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国土空间是由山水林田湖草构成的生命共同体，是人类生产、生活和社会经济活动以及生态文明建设和乡村振兴的空间载体。国内外学术界积极投入相关研究和实践，本书从国土空间格局特征、国土空间规划、国土空间功能和国土空间优化等方面展开论述。
（1）国外国土空间格局相关研究
空间格局是一种动态演变的过程，具有特定的时空属性，其形态和状态在时空尺度上显示出不同的变化特征。土地利用与土地覆被变化（LUCC）反映了国土空间格局的演变以及自然—人文系统的相互作用。通过研究国土空间开发格局变化，能够把握国土空间演变规律，促进国土空间有序、适度及可持续开发利用（林伊琳等，2019）。1898年，Howard提出将城市发展与乡村结合进行系统处理，最早体现城乡一体的思想，是国土空间规划的启蒙（徐磊，2017；徐磊等，2017）。1933年，Christaller提出中心地理论，为城市空间形成多等级分布格局奠定了理论基础。
自从联合国可持续发展目标（SDGs 2030）提出以后，国土空间格局与优化配置问题业已成为全球变化和可持续发展研究的热点问题（Gao & Bryan，2017）。Creutzig（2017）等呼吁有序开发土地与有效管理土地应达成全球共识。全球未来城市扩张将会对农田生态系统、生物多样性和生态系统碳蓄积产生深刻影响。因此，在农田生态系统方面需要重塑全球农田生态系统，合理布局农田，减少水资源消耗，提高粮食生产水平，建立集约化绿色农业，从而实现农业可持续发展（Davis et al.，2017；Pretty et al.，2018）。加强对城市扩张热点区域的管控，调整热点区域的相关政策，从而优化城市空间以及未来城市扩张的趋向，减小城市扩张对生态环境的负面影响（Seto，Güneralp & Hutyra，2012）。
（2）国内国土空间格局相关研究
20世纪末期，随着我国西部大开发、振兴东北老工业基地、中部崛起等区域发展战略的先后实施，我国的国土空间开发力度呈现中西部渐强势头，经济增长空间也向西拓展，以点—轴为标志的空间经济组织基本形成。我国国土空间开发的战略格局是在经济空间拓展的同时，加强了对国土开发的空间管制，明确战略布局以及空间拓展方向，与区域发展战略相辅相成。国土空间格局是基于资源环境、经济发展、生态安全在国土空间上的配置形态和秩序，是自然生态过程与人文社会系统交互耦合作用的综合体现（方创琳，2013）。国土空间格局体现了人类社会经济活动水平不同开发强度下作用的结果，具有空间维度、时间维度和开发强度维度特征（匡文慧，2019）。
从研究进程上看，20世纪之前国土空间多关注经济要素的合理布局和区域发展的空间结构与导向，进入21世纪后则更多强调保护和开发并重、强调综合性和系统性视角。国土空间开发格局研究最早从研究城市关系入手（朱道才等，2011），顾朝林（1991）构建了城市综合实力指标体系，利用城市实力指数分析全国城市布局与结构，并划分全国城市经济区。从研究方法上看，20世纪之前国土空间开发以定性分析和经济学方法为主，进入21世纪后偏好采用统计学方法、系统模型建构、资源承载力评价计算、GIS空间分析等手段为国土空间开发研究提供支撑。孙久文和年猛（2011）分析了新中国成立以来中国国土空间格局的演变、经济活动在国土空间上的集聚与扩散趋势以及对经济发展的影响等问题。唐常春和孙威（2012）以长株潭接合部暮云镇为例，对行政边界区域土地利用结构特征、影响机制以及存在的阶段性和结构性问题等进行了系统分析。叶菁、谢巧巧和谭宁焱（2017）以湖北省鄂州市为例，构建“资源环境承载力—生态弹性力—社会经济协调力”生态承载力综合评价模型，并运用三维魔方法分析鄂州市的国土空间开发布局。时振钦、邓伟和张少尧（2018）利用横断山区多期土地利用数据，分析不同海拔各种国土空间类型的数量、结构变化以及空间格局变化特征，揭示国土空间格局变化规律及影响因素。匡文慧（2019）深刻剖析了新时代国土空间格局优化和管控的科学内涵，分析了进入21世纪以来国家国土空间格局时空变化特征，并提出了对标2035年和2050年愿景的国土空间格局优化配置与调控模式。
（3）国土空间格局研究述评
国土空间开发格局问题是全球变化和可持续发展研究的热点问题，是开展国土空间功能评价和分区规划的基础，无论是在模型与技术方法上还是在理论和实证研究方面均已成熟。今后将在我国资源环境问题突出、经济战略性调整的背景下，在生态文明建设和“多规合一”国土空间规划等政策的实施下，结合国土空间承载能力、开发适宜性等方面进行深化研究。
（1）国外国土空间规划相关研究
国外对于空间规划研究起步较早，以对自然界的认识为主，在认知能力、科技手段和实践需求等方面都具有限制性。18世纪末，德国学者Hettner提出地理区划的概念，认为分区就是按照一定原则将整体不断地分解为部分的过程（傅小锋等，2005；郑度，2005）。18世纪中期以后，工业化的急速发展带来一系列城市空间问题，空间规划多为物质空间的规划，多以项目为主，如“带形城市”“田园城市”“卫星城”等。“二战”之后，世界各国进行战后重建工作，原有的空间规划体系亟待改革和完善，以德国、法国、荷兰为代表的国家和地区，以日本、韩国为代表的亚洲国家纷纷开展了多轮空间规划，带来空间规划工作的兴旺发展和思想理论的繁荣绽放。20世纪90年代后，经济全球化浪潮冲击世界，许多国家开始注重建立大区域尺度空间规划，生态保护得到持续重视，并且分权制衡、公民参与协商治理理念逐渐成为主流。当前，国外较重视国土空间分区与规划工作，许多发达国家和地区通过设置次级区域，实施差异性的经济干预、社会管理、环境引导等政策规范区域发展，形成了独具本国特色的国土空间规划体系（蔡玉梅等，2008；吴殿庭等，2009；蔡玉梅、宋海荣和廖荣，2014）。现以国家为单位对代表性国家的国土空间规划发展进行梳理总结如下：
①德国。德国是国土空间规划体系最为完整的国家之一，也是最早开展国土空间规划的国家之一，在20世纪初就开展了柏林、慕尼黑等大城市及鲁尔工业区的区域规划，1935年成立了帝国居住和区域规划部，负责全国国土整治规划和交通建设工作。“二战”后为了发展经济和缩小区域差距，联邦德国开始着手编制各州县区域规划，先后通过了《联邦德国国土规划法》《德意志联邦共和国国土规划法》，规定国土整治任务，提出发展联邦领土空间结构。20世纪70年代以后，联邦德国各州都编制完善了国土空间整治（区域/发展）规划。至此，1990年之前联邦德国已形成以地方、行政区、州和联邦四级为主的完整规划体系，且各规划层次互不交叉、权责分明，空间约束极强。20世纪末，随着欧洲一体化和东西部融合的加快，社会结构发生变化，在此背景下德国政府建立起了一整套国家国土空间规划体系，先后颁布“区域发展的指导方针”“区域规划行动框架”并修订了《联邦德国区域（国土空间）规划法》。近年来，联邦政府编制了国土空间规划报告，德国国土空间规划的框架性文件从此产生。德国的空间规划从强调代内公平到代际公平再到提高核心竞争力的演变，为规范德国国土空间秩序发挥了重要作用（苗婷婷和单菁菁，2019）。总之，德国的国土空间规划体系健全，分工明确，坚持立法为本，规划先行，同时建立了包含纵向协调、横向协调的地区间的协调机制，此外，其规划的重点在于落实区域政策，在保持区域特色多样性的前提下解决区域发展问题，强化规划过程中的公众参与和知情权，因此，德国的国土空间规划实施成效也十分显著，对中国及其他国家的国土空间规划编制具有示范作用。
②法国。20世纪50年代，法国开始进行国土整治规划，将全国划分为若干个规划行动区域，并设立新的行政区划试点。经过多次修订，规划目标从公共服务规划到大区国土规划，再到地域协调发展规划，最后到土地利用规划，形成了以城市为核心，以国家综合公共服务规划为主导的国土整治规划。法国空间规划分为全国、大区、城市集聚区和市镇共同体4个层次，同时，为了平衡区域间的基础设施建设等问题，法国的空间规划打破了传统的行政单元界限，通过建立城市集聚区、聚居共同体和市镇共同体的形式探索跨行政区区域发展问题。
③荷兰。与西欧多数国家相同，荷兰空间规划也源于“二战”重建带来的开发活动。荷兰的国土空间规划独树一帜，以实用性和战略性闻名，具有全国一盘棋式的整体空间规划设计，分为国家级、省级（区域）、市镇级，与其行政体系相吻合。从20世纪60年代到21世纪初期，空间规划部门共编制并实施了五次国土空间规划，规划目标从“统筹兼顾公平和效率”到“促进经济发展，提高生活质量”再到“优化空间结构，可持续发展”。进入21世纪，在荷兰第五次空间规划中，以增强空间和基础设施、提供舒适安全的生活环境为核心目标，注重提高空间质量，以“绿心”控制城镇发展且无条件永久保留，形成以城市区域和国家城市网络为核心的多极核网络开发模式，且更注重规划过程和公众参与（陈利和毛亚婕，2012）。荷兰的分层规划理论将其国土空间分为基础层（土壤系统、水系统和生物系统等自然空间）、网络层（航线等社会基础设施）和应用层（人类活动及空间模式），且重视与其他规划的联系，建立相互配合的规划体制（Priemus，2004）。
④日本。日本是亚洲国家中最早开展国土空间规划的国家，历来重视国土开发和整治工作。在“二战”后开展了大规模的产业基础设施建设并在重点地区重点建设，用以恢复国民经济水平，随之而来的是大城市地区产业人口过密而其他地区过疏的区域不平衡问题。在这种情况下，为了促进国土复兴和地区社会均衡发展，日本内阁从20世纪60年代开始，在40年间先后编制了六次“全国综合开发规划”，以问题为导向，从解决工业和人口过密和过疏问题，促进区域均衡发展转为建立地区间交流合作的“点—轴—面”多级国土利用格局（潘海霞，2006；刘慧、高晓路和刘盛和，2008）。进入21世纪以后，经济全球化趋势加强，日本进入后现代化时代，随之而来的是人口老龄化、环境破坏严重、财政制约等发展问题，日本进行国土形成规划改革，分为全国规划和广域地方规划，开始在强化国土规划的开发的基础上注重利用、开发和维护的综合规划，明确分工职能并将编制主体改为国家和地方合作，并保证和其他规划的协调性及有效实施，构建了多样化广域板块的多轴、多核型的国土格局。2015年编制了《国土形成规划法》，形成对流促进型国土，在广域独立协作发展的基础上强调地方特色文化的融合（胡安俊和肖龙，2017；谭纵波和高浩歌，2018）。日本的国土规划为包括中国在内的资源短缺型国家开展新时期的国土空间规划提供了一定的借鉴作用。
⑤韩国。20世纪60年代，韩国先后通过设立建设部、颁布《国土综合规划法》《国土综合规划基本构想》、特区开发等一系列行动，为开展全国性的国土综合规划奠定了基础。70年代以后，为促进国土均衡发展，韩国中央政府先后编制并实施了三次“国土综合开发规划”，但受到中央财力、地方民间消极怠慢等因素的限制，实施效果不甚理想。进入21世纪以来，韩国编制了第四次“国土综合规划”，标志着韩国的国土空间规划趋于成熟，从强调开发、中央政府主导转向强调环境保护、共同参与的一元化国土规划体系。韩国的国土规划体系分为国土综合规划（道综合规划，市、郡综合规划等）、地域规划（首都圈整备规划、广域圈开发规划等）和部门规划（环境、住宅、工业布局等）（雷国雄和吴传清，2004），为韩国创造了良好的国土发展条件，提高了国家竞争力。
国土空间规划最终要落实在不同的规划单元上，国际上很早就开展了标准单元划分的研究工作，且不同国家关于单元的划分标准、层次和规模也有所差别。国外学者率先将地图、尺度、界线和单元等工具或概念引入到区划研究中，引发了学者们对地域分区原则和依据的探讨，提出了空间分区标准概念化和指标化方案（Wenning，2008），如欧洲的NUTS标准地域单元的划定标准（Faludi，2008），美国的EA经济区划定标准（Johnson &Kort，2004）等。欧盟在1988年、1997年、1998—2000年、2003年先后启动了欧洲标准地域单元划分、欧洲空间发展远景、欧洲空间规划研究计划和跨国境协作计划等4个侧重点不同的空间规划研究工作，在标准地域单元、空间区域划分、空间政策图形化（Wenning，2008；Coenen，Benneworth & Truffer，2012）等方面的研究成果值得借鉴。以欧盟的NUTS为例，NUTS由欧洲统计局建立，为欧盟共同体提供统一的地域评价单元，主要以行政区划和人口规模为依据，实行三级分类，为制定空间规划和区域战略奠定了基础。而美国的跨州经济区划定是由其经济分析局负责，基本空间评价单元是县级行政区，根据经济中心及其吸引力的不同，形成了单元经济区—经济区—区域经济组合三级标准区域划分机制，并随着经济发展合理调整规划的层次和范围等，构成了美国国土空间规划的基本框架。至此解决了西方国家不同尺度、不同主题下的空间规划集成融合问题（金贵，2014），而且得到法律上的支持，为美国可持续发展奠定了坚实的基础。
（2）国内国土空间规划相关研究
我国的空间规划实践历史悠久，自几千年前周朝“井田制度”下对辖区内国土九等分的设计开始，到春秋战国时期具有区划思想萌芽的《尚书·禹贡》的问世，再到我国历代王城和景观园林的建造，无不反映了古人关于空间区划的智慧结晶。
我国现代国土空间规划发展研究历程可分为4个时期：
①初始萌芽期（20世纪20年代至40年代末期）。我国是世界上较早进行现代区划研究的国家之一，20世纪20年代，以黄秉维为代表的地理学家就相继完成了地貌、气候、土壤、土文、植被等区划，呈现指标标准单一的特点，主要用于农业生产服务（郑度，2005）。
②酝酿过渡期（20世纪50年代初期至80年代末期）。新中国成立初期，我国面临着生产基础薄弱、国际形势转变的复杂背景，以恢复生产为目标主线，先后编制并实施了五个“五年计划”，制定了以重大生产项目布局为主的区域规划和城市规划，初步具有空间规划的味道，但缺乏对空间资源的配置和调控，仍处于摸索阶段。改革开放以后，我国提出了以推动经济增长为目标的非均衡发展战略，着手国土空间开发活动。但经济快速增长的背后重开发轻治理，生态环境问题开始凸显，为国土空间可持续利用埋下隐患。随着资源浪费、城镇无序扩张、生态破坏等一系列问题的产生，同时受到西方国家开展国土整治的影响，1987年《国土规划编制方法》中提出要建立不同层级的以综合开发和整治为主的规划体系，空间规划重心开始转移到国土规划上来，开始进入以合理利用为主的国土空间管制时期。这一时期，以竺可桢、吴传钧为代表的地理学家指出，国土空间是包括土地、水、生物、气候、旅游、矿产等自然资源和社会经济条件的综合，并探索如何处理自然资源合理利用与人口资源环境的关系问题。
③全面发展期（20世纪90年代初期至2010年）。20世纪90年代初，我国提出土地利用规划战略研究理念，党的十五大提出要“统筹规划国土资源开发和整治”，这一时期空间规划形成了以推进城市发展建设为主的城镇体系规划和以保护耕地、保障发展为主的土地利用总体规划体系。进入21世纪以来，经济发展与国土空间管制之间的矛盾凸显，考虑到我国各地区资源禀赋条件和社会经济发展差异等现实国情，为提高国土空间管制效率，开始推行差别化发展策略，实行主体功能区规划。我国国土空间规划进入了以主体功能区规划为主导规划，土地利用总体规划和城乡规划等专项规划协调运行的规划体系，我国的国土空间规划进入全面发展期。
④实施突破期（2011年至今）。党的十八大提出要以国土空间保护为前提开展生态文明建设，我国进入了国土空间规划的实施突破期，逐步开展了多规合一的试点工作。在“十三五”规划纲要中明确了“以主体功能区为基础统筹各类空间规划，将国土空间治理能力提质提效”的政策方针。《全国国土规划纲要（2016—2030年）》的出台标志着我国国土规划事业进一步推进，奠定了优化国土空间发展格局的基础。2018年，交由自然资源部统一行使所有国土空间用途管制职责，建立完善国土空间规划体系，标志着我国开始转向内涵式的发展和管理模式，更加注重自然资源和生态环境的保护（张年国、王娜和殷健，2019）。2019年5月，《中共中央 国务院关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》和《关于全面开展国土空间规划工作的通知》相继发布，标志着国土空间规划体系顶层设计和实践工作有了新的突破，我国的国土空间规划进入实施突破期。
从目前国内空间规划研究内容来看，主要包括规划体系研究和空间分区研究（方创琳，2004；樊杰，2007；方创琳，2013；方创琳等，2017；王元，2018）两个方面：
①规划体系研究
从国土规划管理的需要出发，迄今形成了多种国土空间分类方式，主要分为土地利用规划体系、城乡规划体系、主体功能区化体系和生态环境功能区划体系（林坚、柳巧云和李婧怡，2016）。具体来看，国土部门主持编制的土地利用总体规划体系同时考虑空间分区和用地分类，以保护耕地、基本农田，控制建设用地规模为目标，更加注重非建设用地的细分，范围覆盖乡级行政单元（黄媛玉，2017）；住建部门主持编制的城乡规划体系也考虑空间分区和用地分类，主要关注城镇内部用地与布局的引导和调控，包括城市、乡（镇）政府所在地和其他独立的建设用地规划与布局；发改部门主持编制的主体功能区规划体系则主要考虑空间分区功能，更为宏观地指引国土空间开发利用方向；而环保、农林等部门主持编制的生态环境功能区划体系则是考虑空间分区，更大尺度上为物质环境建设提供生态底图。当前，随着全国国土空间规划体系等各类方针政策的出台实施以及全国各地试点工作的开展，我国新时期国土空间规划体系框架已基本形成，正式迈入山、水、林、田、湖、草、海等全域全要素统一管理的新阶段。
在理论研究方面，我国学者根据国家政策方针的调整对国土空间类型的划定进行研究和探讨。念沛豪等（2014c）应用本体分类法将国土空间划分为8类地理实体，并从“三生”角度将地理实体实现的功能归纳为14类，从而构建国土空间地理实体与功能间的多对多网络关系。黄宏源等（2014）探讨了以地貌、国土空间类型、功能分类的省级国土空间综合功能区划三级体系。林坚、柳巧云和李婧怡（2016）提出了以“1套体系、2类管控、5类分工、4类空间、多种功能用途”为核心的国土空间分类方案，在国土空间分类体系下建立建设（城市建设、城镇建设、乡村建设、其他建设）和非建设两类空间管控，划分生产空间、生活空间、生态空间、保障空间等四类空间。徐晶、朱志兵和余亦奇（2018）落实国土空间全域全类型管控要求，将国土空间用地分为农用地、建设用地和生态保育用地，包括3个一级类、14个二级类和23个三级类。孔江伟、曾坚和高梦溪（2019）结合生态文明建设和国土规划改革的要求，以划定“三区三线”为突破提出3大类、18中类、51小类的用地分类标准和3类主体功能区、6类政策区及16类用途区的空间管控分区，以及与现行规划的差异处理方式共同构成的国土空间规划分类体系。徐勇、赵燊和段健（2019）建立了7个一级类、27个二级类和79个三级类空间规划分类方案，在耕地、建设用地等二三级类型上做出重大调整，提出既服务于空间规划又满足各部门需求的分类方案。
②国土空间分区研究
当前我国的国土空间分区已经步入了综合区划阶段，表现在土地、水、矿产、生态等资源和社会经济主题下的不同实施主体的国土空间特征差异（金贵等，2013），可划分为行政单元和自然地理单元两种单元。从行政单元上形成了全国（樊杰，2015）、省域（念沛豪等，2014b；郭艳、张成才和康鸳鸯，2015；郭艳、康鸳鸯和刘晓丽，2015；高庆彦等，2015）、市域（陈雯，2006；蒙莉娜等，2011）、县域（朱媛媛等，2015；罗雅丽等，2016）和乡镇范围（赵海霞等，2016）的尺度序列，多呈现大区域如国家到市县层面空间功能分区的研究，小尺度如县、乡镇层面的研究较少（张路路，2017）。此外，也有学者将区域尺度（刘玉、刘彦随和郭丽英，2011）和城市群（李艳梅等，2015）作为分区对象。从自然地理单元上，多考虑将自然条件相对一致的地区作为对象，涵盖了流域（白杨等，2011）、绿洲（杨发相等，2007）、黄土高原（张甜等，2015）等典型区域。当前研究的侧重点主要集中在分区单元划定、分区指标体系构建、评价方法和模型、分区方法等方面。
从分区单元划定来看，构建完善的国土空间规划体系，关键在于明确空间分区的基本单元，通常选取行政单元、自然单元和栅格单元中的一种，对分区的结果和分区成果的实用性具有一定的影响。行政单元具有简单易用、成果易于实施、主体明确的特点，但评价单元功能单一，导致结果精度不高、科学性不强。在以行政区划为单元的研究中，县域是我国行政管理体系中基本的单元，在系统自身完整性、稳定性和地域多功能性（刘彦随和王介勇，2016）方面具有一定优势，因此成为国家、省级尺度分区研究的首选。金贵等（2013）提出以县级行政区为主体，乡镇组团、保护区等为辅的划分方式，为我国国土空间标准地域单元的识别与划分研究提供了思路。马世发等（2014）借鉴了欧盟国土空间规划的标准地区统计单元划分标准，提出了国土空间标准地域单元划分的原则、依据和技术路线，并探讨了湖南省国土空间标准地域划分的实施途径。在市县以下的分区对象中，又以乡镇和栅格为分区单元的居多。自然单元划分多以道路、河流及其他自然边界的封闭区域作为分区单元，以自然要素为对象和尺度较小的（县、乡）分区使用普遍（刘传明、李伯华和曾菊新，2007；潘竟虎，2009）。以栅格单元作为评价单元的研究通常以评价对象自身条件及其影响因素为依据，确定一定采样间距的像元为评价单元，栅格单元的评价结果精度得到提高，但基础数据获取难度大，区域综合政策实施困难（王琳等，2010；蒙莉娜等，2011；王华、刘耀林和姬盈利，2012）。
从分区指标体系构建来看，评价指标体系是影响国土空间分区科学性的关键因素，大致可分为主体功能分区、土地利用分区两类（念沛豪等，2014a，2014b）。主体功能区指标体系大多以开发利用强度、资源环境承载能力、发展潜力作为主题要素进行构建（马利邦等，2015）；也有学者单从开发适宜性（王传胜等，2010；王秀兰和王霄，2018；韩青、于立和陈有川，2019；韩青等，2019）、资源环境承载力（梁宇哲等，2019；丁冬冬，2019）等某一决定要素出发进行集中研究；一些研究从社会经济和自然生态两个方面进行综合评价；一些则考虑资源环境、生态环境、社会经济等因素。陶岸君和王兴平（2016）以安徽郎溪县为例，从开发条件、农业发展条件、生态重要性、自然灾害危险性和未来发展潜力等方面进行综合集成评价，划定国土空间综合分区。王亚飞、樊杰和周侃（2019）以贵州六盘水为案例，建立控制性目标参数，并在双评价的基础上进行格网单元地域功能的优化。土地利用分区指标体系主要从土地利用（结构、程度、投入产出效益、动态变化）、社会经济（经济总量、结构、人口、交通）、自然生态（敏感性、重要性）等方面进行构建（潘竟虎、石培基和孙鹏举，2009），从而应对不同区域差别化土地利用管理的政策需求。评价因子的筛选方法可依靠规则规范和专家经验，如采用专家经验选择、依据规范文件等主观方法（钟文和钟昌标，2018；纪学朋等，2019）；也可参照客观规律，采用神经网络法、GRNN模型、模糊数学模型等客观方法（金贵等，2013；魏海等，2014；郭艳、张成才和康鸳鸯，2015；郭艳、康鸳鸯和刘晓丽，2015；孟霖等，2018）。
从评价方法和模型来看，评价的方法或模型是影响国土空间分区科学性的又一关键因素。按照推理机制可将评价方法分为两大类：一类是综合指数法、模糊综合评判方法等基于知识驱动的方法（李涛，2015；张路路，2017）。综合指数方法能有效运用专家的经验确定权重，但主观性成分较大；模糊综合评判法权重计算复杂，评价精度存在误差。另一类是逻辑回归模型、人工神经网络方法等基于数据驱动的方法（金贵等，2017）。神经网络法在决策方法和处理知识等方面效果显著，但具有隐藏性和复杂性的弊端；逻辑回归模型在变量多且相关性强的时候会影响评价结果的准确性。
从分区方法来看，依照层级的角度认定国土空间分区的过程存在“自上而下”与“自下而上”两个分区层级思路。“自上而下”可宏观把握区域的地域分异规律，但难以明晰分区界线，专题图叠加是常见的方法；“自下而上”则将具有相同性质的小块单元进行合并，常见于低等级国土空间划分（郑度、欧阳和周成虎，2008）。从数据处理的角度可分为定性和定量分析两种类型。定性分析是通过总结分区对象的特点和地域分异规律，揭示分区对象空间属性的地域差异性，如决策树方法等。定量分析是通过建立分区对象的地理空间数据库，建立数学模型并计算各个分区单元的评价得分，增加了分区的科学性，常用的有空间叠置法、聚类方法等（吴文恒、徐泽伟和杨新军，2012）。从多方法集成进行功能分区的研究成果也较为丰富（谢高地等，2012；鲁春霞等，2015；彭金金，2017）。
（3）国土空间规划研究述评
从国外的空间规划发展历程和研究内容来看，国外的空间规划体系具有多样性，多侧重体系划分、理念、方法和政策方面。从细节来看，注重凸显区域特色，因地制宜；空间规划理念都经历了促进经济发展、区域协调到可持续发展的过程；关注周边国家和区域间的交流与合作，并且实施跨区域的广域开发；空间规划政策刚柔相济，在对环境要素上刚性控制，在其余人类活动上柔性引导；规划具有层级性，各层级之间的衔接性和实用性较强，同时逐层细化侧重。从主要发达国家的标准地域单元的划分来看，建立了较完备的标准化划分单元，解决了空间规划的集成融合问题，并且得到法律上的支持，具有权威性。
从我国的空间规划发展历程和研究内容来看，我国国土空间分类也具有不同的层级且逐层细化侧重；体系划分主题主要考虑空间分区和用地分类，规划多种标准并行，部门特色突出，尚未形成一套统一的划分体系，目前正朝着统一的“多规合一”的国土空间规划体系迈进。主要研究成果集中在分区单元、识别、指标体系以及评价、分区模型和方法的探讨上，尚处于探索阶段。我国国土空间分区研究经历了从要素、主题到系统的划分过程，研究多以功能覆盖为主，逐渐引入空间形态、弹性需求和政策因素等多重控制目标，当前整合国土空间各类要素、体现功能特征的国土空间综合分区成为发展趋势。今后要增强国土空间规划的透明度和人本化，注重国土空间资源的生态价值，并对接新型国际化，构建人类命运共同体。
（1）国外国土空间功能相关研究
20世纪末期，世界粮农组织、经合组织、WTO等对有关农业政策进行了调整，引起了广大学者的关注。国外研究国土空间功能最早从农业多功能开始（Tipraqsa et al.，2007；Firbank et al.，2013；Borrelli，2016）。2001年世界经合组织正式提出了农业多功能性的概念，认为农业不仅具有经济功能，还具有社会功能和生态功能。随着可持续发展理念的提出以及研究的逐步深入，多功能性不仅限于农业领域，在景观和生态系统等领域均得以应用，丰富了多功能性的内涵。1999年，FAO/UNEP提出物质空间有10项功能，分别为调节水功能，提供生命体的栖息地，储存财富，提供生产食品及其他生物材料，居住、工业和娱乐等，系统性较弱。Fleskens、Duarte和Eicher（2008）将功能分为经济、社会、文化、生态和生产五大类。Willemen等（2008）将景观功能分为居住、集约养殖、文化遗产、饮用水、旅游、植被栖息、耕地生产、休闲骑行8项基本功能。Lovell等（2010）将景观功能分为生产、生态、文化三大类15个具体功能。在2004年全球土地计划支持下的SENSOR项目中首次提出土地利用多功能性概念，是指在区域开发过程中为人类社会提供的产品和服务功能，包含社会功能、经济功能和环境功能等（Paracchini et al.，2009；刘愿理等，2020）。通常从可持续利用角度研究土地利用多功能，诸如生态系统价值、气候变化及区域经济社会等方面（Aubry et al.，2011；Valujeva et al.，2016），丰富了理论研究的内涵。Kopeva、Khrapko和Ivanova（2018）概述了多功能土地利用政策在保加利亚实施的作用和效果，提出土地功能运用就是要满足土地利用社会、经济及生态的需求，并提出土地利用多用途管制策略。Schößer、Helming和Wiggering（2010）认为，土地利用多功能性是基于不同景观所提供的社会、经济和环境商品和服务以及对人类需求的满足程度。
（2）国内国土空间功能相关研究
识别国土空间功能、进行国土空间功能分类是国土空间合理配置的前提和基础，对研究我国国土空间形态、时空演变及驱动因素具有重要意义。随着粮食安全、经济发展和生态保护等多目标需求的刺激以及人们认知水平的提高，研究内容从土地功能利用到主体功能区建设，逐步发展到国土空间多功能相关研究（徐磊，2017）。国土空间功能的相关研究多是从土地利用功能逐步开展的（张洁瑕、陈佑启和姚艳敏，2008；刘沛等，2010；陈睿山等，2011；张晓平、朱道林和许祖学，2014；王枫和董玉祥，2015），并且逐步转移到主体功能区及国土空间功能利用方面，从主体功能区规划理论体系、主划分方法以及意义和作用多个方面出发，相关研究也逐步成熟（王强等，2009；樊杰，2015；汪洋等，2019）。国土空间利用和开发从以生产空间开发为主导模式逐步向生产、生活和生态空间均衡开发改变。国内学者引入三生空间的概念进行国土空间利用和开发的相关探索（崔家兴等，2018），主要围绕三生功能的内涵（马世发等，2014；刘燕，2016）、分类（念沛豪等，2014c；张红旗、许尔琪和朱会义，2015；刘继来、刘彦随和李裕瑞，2017）、空间识别（朱媛媛等，2015；吴艳娟等，2016；杨清可、段学军和王磊，2016；于莉等，2017）等方面展开，近年来，我国学者对国土空间开展了不同的尺度和背景下的功能分类和功能评价研究。
①功能识别与分类研究
根据研究主题侧重点的不同，学者们采用的分类体系在功能识别和分类研究上可分为直接分类和间接分类两种。一种是根据土地利用的主体功能进行划分，划分了生产、生活、生态用地3个一级类，并根据不同用地部门分出65个二级类，但对其功能多样性方面考虑不够（陈婧和史培军，2005）。另一种是依据土地利用的可持续性，间接地对土地利用多功能的衡量指标进行降维区分，反映的是社会经济发展对土地利用多功能性变化产生的影响程度（罗刚，2019）。随着可持续发展理念的深入发展，国内外学者对土地利用功能进一步细分，如谢高地等（2012）从国土空间三生功能考虑，将国土空间功能划分为“居住容载、就业支持、经济发展、资源供给、生态维衡”五大功能，着重突出了资源供给和生态维持价值。郭艳、张成才和康鸳鸯（2015）从社会、经济、资源、生态环境等功能出发，细分为社会发展、文化休闲、非农业生产、农业生产、基础设施、土地资源、水资源、能源矿产资源、生态维持、环境安全等功能，建立国土空间多功能利用评价指标体系。扈万泰、王力国和舒沐晖（2016）以城乡用地分类为基础，分别从城乡、城镇、乡村等不同尺度进行三生空间划定，并依托各类规划划定三生空间的工作重点和技术路径。李广东和方创琳（2016）从城市空间入手，从土地、生态系统和景观功能综合的视角构建城市三生功能分类体系，并确定不同地类的空间功能主导类型。张路路（2017）基于三生功能理论将土地多功能类型细分为农业生产、经济发展、社会保障居住就业、旅游休闲和生态保育，并利用投影寻踪模型揭示湖南省土地多功能时空变化特征。
②功能评价研究
功能评价旨在测度国土空间多元化利用所提供的产品和服务。从尺度上看，可分为全国、区域、省域、市域等行政规划尺度和图斑、格网等微观尺度两大类。受到数据的限制，全国尺度的研究多以省级行政区划为单元进行评价，省域尺度多以县级或市级行政区划为单元进行评价，市域以县级区划为主要评价单元。图斑和格网等微观尺度的评价单元根据研究区大小进行栅格大小的合理调整，结果更加精细准确。从路径上看，一种是从经济价值和生态视角进行核算的量化路径：李平星、陈雯和孙伟（2014）核算了不同时期乡村地域的农业生产、工业发展、生态保育和社会保障功能及其综合价值，揭示了江苏省乡村地域功能的时空分异规律。另一种是用指标体系表征的路径，已成为当前应用较广泛的功能评价途径（张晓平、朱道林和许祖学，2014；高庆彦等，2015；杜国明、孙晓兵和王介勇，2016；Zhou，Xu & Lin，2017）。从评价指标体系来看，关于功能评价指标体系尚未形成统一的标准。一种是基于可持续发展思想，从经济、社会、生态3种角度考虑建立土地利用多功能性的评价指标体系；另一种是基于三生功能理论，结合区域土地利用、经济社会以及生态环境的实际情况将土地利用多功能分为生产、生活、生态三个主体功能。从土地利用多功能指数测算方法来看，大多采用综合指数法（刘超，2017）、灰色关联投影法、改进突变级数法（王枫和董玉祥，2015）、投影追踪模型（张路路，2017）、模糊综合评价、神经网络等方法进行定量评价。当前，基于知识驱动的熵值法与综合加权法结合的功能评价仍是主流（刘玉、刘彦随和郭丽英，2011；王枫和董玉祥，2015；张路路，2017），也被尝试性应用于各类功能评价领域。
（3）国土空间功能研究述评
国内外学者对空间功能的认识从简单到深入，从农业多功能到土地多功能再到国土空间综合功能，从一元到多元化，功能分类从整体性转向可持续性，功能分类逐渐细化。目前，国外空间多功能研究已成为土地可持续利用研究的热点和前沿，研究重点聚焦在基于可持续发展的土地利用多功能变化和区域政策耦合对可持续发展的影响。然而，国内空间功能研究起步相对较晚，研究重心逐渐转移到主体功能区及国土空间功能利用、三生空间研究，学者们根据不同尺度、区域不同主体功能角度，以功能识别和评价为重点研究内容，已初步形成研究框架和方法体系，指标体系衡量标准和权重确定尚不规范，仍需进一步优化和完善，但仍处于应用实践探索阶段。
（1）国外国土空间优化相关研究
国外的国土空间优化理论启蒙较早，19世纪30年代，德国经济学家杜能提出的农业区位论最早体现了“优势区位”的思想，随着区域经济学、景观生态学和空间几何学的相互交融，地域空间布局理论日渐成熟，如增长极核理论、点轴理论、同心圆理论等城市空间均衡布局理论和分形理论等为国土空间优化提供了理论支撑。
20世纪70年代以后，以非线性规划和线性规划等控制论为理念的规划为土地利用优化配置方法的创新提出新的解题思路（罗鼎等，2009），数学模型和地理信息技术广泛应用于空间评价和优化研究，如CLUE模型、CLUE-S模型、U-LAM模型、KBS-DSS模型等，研究方法日渐成熟。城市土地优化配置也由于城市土地的高价值性一直受到规划学者的格外青睐，而农村土地优化布局也由于农村特殊的生产生活性受到重视。但国外的国土空间优化是在城乡关系问题并不突出的情况下开展的，与中国的具体国情相差甚远，在此不一一展开论述。
（2）国内国土空间优化相关研究
改革开放以来，西方有关国土空间优化理论及方法开始引入中国，专家学者们在根植于我国国情和地域特点的基础上，借鉴国外学者的经验，探索出适合我国国情的新理论，如吴传钧院士（1991）的人地地域系统理论、陆大道院士（1998）的点轴发展理论。20世纪90年代以后，国土空间优化理论进一步细化，樊杰（2015）提出国土规划性质与内容调整的关键问题，并指出经济布局、优化土地利用结构是国土空间规划的核心内容。进入21世纪，城镇化进程的推进、资源环境约束、生态退化等普遍存在于不同尺度的国土空间开发层面上。党的十八大报告首次将优化国土空间开发格局提到战略高度，提出了生态文明建设和经济建设同等重要。“十三五”期间，又将生态文明建设与乡村振兴、精准扶贫等国家战略相结合，通过划分空间功能和空间管控实现美丽中国的美好愿景。2018年自然资源部的成立，对我国空间治理体系提出了新要求，国土空间优化也形成了以国土空间集聚开发、资源环境优先保护和土地整治为核心的空间框架。
学者们开始关注当前的国土空间优化利用问题，无论是在理论研究还是方法体系上都日渐成熟。从优化方法来看，传统的数学模型如线性规划是最早的空间优化方法，GIS空间技术的发展又为空间优化提供了重要的技术支持，GIS技术与智能优化算法相结合的方法已成为当前研究的常用手段（张骏杰，2018），如粒子群算法（马世发等，2014）、遗传算法（袁满和刘耀林，2014）。从理论探讨来看，樊杰（2007）指出优化国土空间开发格局的战略任务要从建设美好家园，促进陆地海洋空间统筹发展，构建城市化、农业、生态安全三大战略格局以及形成优化、重点、限制和禁止的四类主体功能区域等4个方面进行。邓伟等（2017）在对山区国土空间特性进行解析的基础上，从“需求、供给、关联、效应”四大问题和“功能、状态、权衡、路径”四大层次出发，构建了我国山区国土空间优化的概念矩阵模型和逻辑遵循。匡文慧（2019）系统剖析了新时代国土空间格局优化和管控的科学内涵，并提出对标2035年目标和2050年愿景的国土空间优化配置和调控模式。孟宝、邓伟和彭立（2019）基于地理学“格局—过程”的基本原理梳理了国土空间相关概念，阐明了国土空间的形成过程、格局和功能，并指出国土空间失衡的原因和功能优化的方向。从实证研究来看，马利邦等（2015）基于主体功能区划框架将天水市空间发展战略与地域功能分区相结合，以乡镇为单元划分国土空间，提出相应的空间定位和发展方向。沈悦、严金明和陈昊（2018）以海淀区为例，划定城乡交错带土地整治功能单元，从而达到空间优化的差异化需求。张骏杰等（2018）改进多目标规划模型并辅以智能遗传算法构建市级国土空间优化模型，为决策者提供优化方案及技术支持。王亚飞、樊杰和周侃（2019）以福建省六盘水为例，通过基于“双评价”的控制性参数测算与降尺度分解，实现格网单元地域功能优化分区。张年国、王娜和殷健（2019）等以沈阳为案例，建立了三条控制线管控体系与调整规则，并提出三条控制线和三大空间协同优化的思路和建议。
（3）国土空间优化研究述评
国外的国土空间优化是在城乡关系问题并不突出的情况下开展的，主要研究了以城市土地为中心的城乡规划、布局等，城乡关系并没有纳入明晰的逻辑框架。而中国存在明显的城乡二元结构，城乡国土空间优化配置差异明显，应构建不同层次、不同尺度、不同战略需求的空间优化模型。当前，国内关于国土空间优化的研究逐步成为学术界探讨的热点问题，从理论方法到实践路径，从城市国土空间优化到三生空间引入空间优化实践等。同时，国家战略的推动也使得优化国土空间格局成为实现中国社会经济可持续发展的必经之路。
通过对国内外已有研究的梳理和总结，发现已有研究成果为推动国土空间功能评价及分区优化研究提供了很好的借鉴，但仍存在一些不足和需要完善的方面，总结为以下三方面内容：
（1）国家层面技术指南的适用性问题
《中共中央 国务院关于建立国土空间规划体系及监督实施的若干意见》和自然资源部颁布的《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价指南（试行）》等相关政策，为全国大尺度的国土空间“双评价”工作提供了参考依据和技术支持；而对于不同地区中小尺度的国土空间“双评价”及后续的功能分区优化而言，并没有涉及具体的方法细节，也不能完全适用于各地区的实际情况，仍处于不断探索实践阶段，对采用何种评价方法仍需进一步研究。
（2）已有研究多侧重于单一的资源承载力评价或开发适宜性评价
近年来，作为优化国土空间格局的基本依据和编制国土空间规划的基础，“双评价”的重要性日益凸显，尤其在2010年以后国家相继出台了一系列关于资源环境承载力评价和国土空间开发适宜性评价的规程方案，这些政策和规程方案极大地推动了我国的国土空间开发利用可持续发展及相关理论和实践研究。然而，在现有的国土功能空间评价及实践中，普遍存在着只考虑资源承载力或开发适宜性等单一评价情况，只强调生态保护目标，或强调社会经济发展，对实现县域国土空间开发利用保护与经济社会发展、生态文明建设的融合共生形成一定的阻力。未来长时间内经济社会发展与生态环境保护之间的冲突仍将继续存在，如何实现国土空间开发利用保护与经济社会发展、生态文明建设的融合共生，仍然是亟须破解的难题。因此，本研究构建国土空间功能“双评价”概念模型和方法体系，并结合县域典型案例探讨实现农业生产、生态保护和社会经济的区域协调发展路径等。
（3）缺乏针对典型区域的全域国土空间“双评价”及功能分区优化研究
受到我国幅员辽阔、地形复杂多样、各地经济水平迥异等条件的限制，当前国土空间分区主题重叠，分区尺度存在差异，实施过程难以衔接，国土空间功能评价、分区与优化研究滞后于现实决策需求。为了统筹谋划未来人口分布、经济布局、国土利用和城镇化格局，《全国主体功能区规划》中明确规定，根据不同区域资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力的差异，将国土空间划分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发四类，确定主体功能定位，明确开发方向，控制开发强度，规范开发秩序，完善开发政策，逐步形成人口、经济、资源环境相协调的空间开发格局。优化开发、重点开发和限制开发区域原则上以县级行政区为基本单元，禁止开发区域按照法定范围或自然边界确定，因此，针对某一特定类型的典型区域进行全域国土空间“双评价”及功能分区优化研究，具有较强的现实价值，为相同区域国土空间优化与管制决策和指标落地提供思路和精准建议。例如，国家限制开发区下的农产品主产区关系到全国或更大范围区域的粮食安全问题，而在其全域范围内如何在保障农业生产安全的前提下协调城镇发展和生态保护仍需进一步探索，且县域国土空间分区研究还处于探索性研究阶段，亟待开展典型县域的国土空间功能综合评价与分区优化研究，也为平原水乡地区县域国土空间优化决策等提供思路建议。