人地系统
人地关系是地理学科古老又年轻的话题,其内涵伴随人类社会发展不断丰富,具体表现形式也具有鲜明的时代特性。自吴传钧先生提出人地关系地域系统理论以来,人地关系在学科建设及国家重大发展战略制定研究中发挥着基础科学支撑作用,其作为地理学研究核心的地位逐步被强化。在人地冲突不断加剧的时代背景下,深化对人地关系的系统认知,基于人地关系地域系统理论探讨人地关系动态演进的理论基础,并从综合视角审视新时期中国人地关系的演进过程、核心特征及机制,继而探讨现代人地关系的协调路径。总的来说,人地关系演进的实质是人地要素之间围绕发展空间的博弈过程,新时期中国人地关系演变速度加快,人地要素的相互作用程度不断加深。通过技术进步、增加要素投入和调配资源等方式,中国基本已化解了“以量为主”的第一代人地矛盾,而进入“以质为主”的第二代人地矛盾期。典型表现是,粮食总量不再短缺,但在生产粮食过程中引发的土壤退化和水资源污染等问题加剧;区域性资源不再短缺,但在跨区域开发调配资源过程中引发的生态退化和环境污染等问题凸显。提升人的思想认知和加深对人地关系的综合认知是纠偏人地演进路径的关键。
人地关系演变具有继承性,从历史视角认识人地关系的演变过程及机制有助于增加对人地关系的综合认知。从人地关系核心内涵出发,将资源环境要素视为人地作用的焦点,以人类的核心需求和主要活动、对“地”的作用强度及认知能力为主线,在梳理中国历史人地关系演变过程的基础上归纳其演变特征,并进一步提炼其演变动力。发现：随着人类生产力水平提高,人对“地”的认知先后经历了“混沌未知、天人合一、人地相称、人定胜天、人地和谐共生”的演变历程。与此相应,中国历史人地关系经历了从萌芽到以土地为核心的一元化关系再到以土地、水、能矿等资源为核心的无序多元化关系以及现如今重新探索有序多元化人地关系的总体历程。从历史视角看,中国人地关系演变的动力机制是：生产力是最核心的动力,促进了人对“地”作用能力的发展;人口是最活跃的动力,人口需求及人口数量和质量的提升增强了人和“地”作用的紧密程度;生产关系主要通过影响人的生产积极性及资源所有权而间接影响人地关系演变;战争和自然灾害对中国历史人地关系演变均起到促进和阻碍的双面作用。无论从理论还是实践层面,人地关系研究不能脱离时代背景。中国现代人地矛盾的形成有其必然性,以史为鉴,提升人对“地”的科学认识,实施因地制宜,加快技术研发和生产方式转型是破解中国当下人地矛盾的重要途径。
人地关系及人地关系地域系统是地理学基础理论研究的本质所在,其研究方法的发展和完善不仅能促进人地关系研究的不断深化,而且可以更有效地解决经济社会发展中出现的复杂资源环境问题。在梳理人地关系及人地关系地域系统的内涵及研究脉络基础上,从哲学和环境史、可持续发展、人地关系地域系统研究方法、人地关系综合表征方法等四方面评述了中国人地关系及人地关系地域系统的研究方法,并提出了未来的发展趋势。① 伴随着人地关系及人地关系地域系统内涵的不断演变,人地关系地域系统的研究方法也不断发展,丰富了人地关系的理论内涵和方法体系。② 人地关系地域系统的不同研究方法各具特点,并且各有其适用性和局限性,总体上是往综合集成方向发展,如生态足迹和资源环境承载力等,是人地关系综合集成研究的有益探索。③ 提出人地关系地域系统研究方法未来的发展趋势包括发展自然要素和人文要素耦合的综合集成研究方法,加强新技术手段和新研究方法的运用,完善资源环境基础和资源环境承载力等综合研究的理论体系。
同近年国外人文地理学呈现人文化趋势相比,中国人文与经济地理学秉承吴传钧先生关于人文与经济地理学是研究自然圈与人文圈相互作用下、人类活动分布格局形成和演变规律的一门交叉学科的定位,形成了以不同空间尺度的地域、重要的生产生活领域、以及典型的地域空间类型的可持续发展时空规律作为研究指向的中国人文与经济地理学主流学派。吴先生提出的“人地关系地域系统”理论不仅为人文与经济地理学,而且是为整个地理学的综合研究提供了重要的理论基石。地域功能性、系统结构化、时空变异有序过程、以及人地系统效应的差异性及可调控性,是该理论的精髓,这与“未来地球”研究计划的前沿思想完全契合。近10年来,以城镇化科学模式、主体功能区划、一带一路路线图、京津冀城市群、农村空心化和精准扶贫、东北振兴与资源型城市转型、行政区划优化等为研究对象,发展了人文与经济地理重要的可持续过程、地域功能形成和综合地理格局有序化规律、城市群形成演化机理及其资源环境效应、问题地区可持续生命周期与振兴路径、地缘政治地缘经济和区域间相互作用关系、人文界线对可持续发展的影响等理论方法。人文与经济地理学科建设取得重要进展,应用成果对近年来中国生态文明建设和可持续发展产生了重要影响。中国人文与经济地理学在全球范围内发展态势最佳、总体水平领先,以此告慰吴传钧先生,并以此纪念吴传钧先生百年诞辰。
在吴传钧先生倡导的人地关系地域系统（简称“人地系统”）理论体系中,人地系统优化调控占据核心位置。本文以吴先生提出的人地系统优化调控的思路及有关论述为主线,在人地系统结构、人地系统非线性效应、人地关系耦合理论、人地系统演进等理论方法方面加以深化与拓展。在此基础上,聚焦于两方面：① 人地系统优化与区域PRED（即人口、资源、环境和发展）协调发展,着重探讨人地系统优化与PRED协调发展的关系,以及PRED协调发展的目标、重点、理论模式和定量测度;② 新时期中国人地系统综合调控的路径与对策,可归纳为：以创新驱动为引领,推动人地系统持续健康发展;以主体功能区划为导向,优化人地系统空间格局;以供给侧结构性改革为主线,建设现代经济体系;以促进人口长期均衡发展为目标,逐步完善人口政策;遵循市场原则,健全资源环境有偿使用和生态补偿机制。
生态系统服务是连接自然环境与人类福祉的桥梁,是人地系统耦合研究的核心内容。本文在构建生态系统服务与人地系统耦合研究框架的基础上,系统梳理了生态系统服务评估、生态系统服务权衡、生态系统服务影响因素、生态系统服务供给流动与需求等研究前沿,提出了未来生态系统服务研究的重点领域。主要研究结论认为：①国际生态系统服务模型发展迅速,SAORES模型是中国生态系统服务模型优化与参数本地化的突出代表;②生态系统服务权衡具有相对复杂的时空尺度,权衡分析的前提是辨析不同尺度生态系统结构—过程—功能—服务的作用机制;③自然因素是生态系统服务时空分布的基础,土地利用能改变生态系统结构、功能与生态系统服务变化,社会经济因素会导致生态系统服务权衡的差异;④为明晰生态系统服务供给与需求耦合关系,需进一步识别生态系统服务流的运移路径;⑤未来生态系统服务研究需加强生态系统服务对全球变化的响应特征和机制分析、面向可持续发展目标的生态系统服务供给流动与需求研究、生态系统服务的动态评价集成与优化、生态系统服务与人地系统耦合、生态系统服务与大数据集成等。
人地系统是人类社会与地理环境的耦合系统,属于典型的复杂系统。基于主体的模型（Agent-based models,ABM）作为研究复杂系统的重要工具,可以为人地系统研究提供新的方法支持。与传统模型不同,基于主体的模型更多的关注“人”的研究,注重体现人类主体行为决策在人地系统变化中的重要作用,并以一种空间显性的方式来表现人类活动对地理环境的动态影响。在总结回顾人地系统理论的基础上,介绍ABM的基本理论与技术,综述ABM在生态过程、生态系统管理和土地利用/覆被变化三个方向的应用及研究现状,分析概括ABM模拟中存在的主要问题,并对ABM未来发展的方向进行探讨。
人地关系研究始终贯彻在地理学发展的各个阶段,是地理学研究的核心。本文在大量的文献梳理基础上,对中国人地关系的内涵特征、研究概况和主要研究内容进行了系统综述。① 阐述了中国人地关系在不同社会发展阶段的内涵及演进规律,发现人地关系作为地理学研究核心的地位不断强化,其内涵随时代不断演变,尤其是可持续发展等理念的提出极大地丰富了人地关系的内涵及理论体系。② 运用文献计量方法概述中国人地关系的基本研究状况,对1980年以来人地关系研究的经费来源、主要研究团队和主要传播期刊等进行了定量识别,研究经费以国家级基金支持为主,并呈现多元化趋势;研究的优势团队主要集中在中国科学院地理科学与资源研究所及师范类院校;中国地理学会主办的期刊对人地关系研究传播具有重要影响力。③ 资源环境是人地关系的基本载体,本文进一步聚焦到人地关系的资源环境基础研究,发现中国资源环境基础研究经历了从单要素视角逐步向多要素综合视角演变的历程,研究主题从土地资源、水资源、能源矿产资源等单一要素逐步向资源环境综合要素转变。服务于国家和区域发展战略的实证研究是中国人地关系研究的特色,未来要更加注重以发展、动态的思路关注“人”、“地”特征的变化以及新因素对人地关系的影响研究,尤其要注重资源环境绝对区位的时空变化对人地相互作用的模式影响研究,加强学科交叉以及综合集成技术的系统性研究,以推进人地关系理论与实践应用的发展。
以铁西老工业区为例,通过2000年、2005年和2010年的航片及遥感影像数据,结合300 m×300 m网格的5 206栋建筑单体的人工调查,基于GIS及制度理论,从空间重构视角揭示了微观尺度人地系统演化特征,阐明了人地结构变化的动力机制。铁西老工业区空间重构主要表现为级差地租支撑下的企业搬迁：1938~2000年呈南北格局,2000年后快速转化为东西格局。以政府、企业和公众为主要分析对象构建空间重构动力分析模型,结果表明：政策条件对人地系统演化具有直接影响,其作用效力依赖于产业结构类型及其与周边区域经济活动的关联性。
基于“人地关系”视角下的农村流动人口创业行为影响机制理论模型,并辅之以江苏省的实证研究,从“环境”和“个体”两个方面解读其对农村流动人口迁入地创业行为的影响。采用2010年江苏省城镇暂住人口的抽样调查数据,通过二元Logistic模型发现,农村流动人口的个人经济社会特征及其所处的社会、文化、城市环境均对其创业行为产生影响。特别是城市环境方面,城市总人口规模和农村流动人口规模对农村流动人口的创业行为具有反向影响;控制规模之后,在户口含金量越高的地区,农村流动人口创业的可能性越低,这反映了中国特殊的制度环境对农民工创业行为的影响。
脆弱性理论是人地关系相互作用及机理分析的重要工具,为可持续性评估研究提供了新的视角。本文以汉长安城大遗址区为例,基于脆弱性理论,采用模糊层次分析法,结合GIS空间分析技术,对遗址区的人地系统脆弱性进行评价,并探讨了其脆弱性空间分异规律与形成机制。结果表明：遗址本体脆弱性程度普遍较低,低值区趋于集中分布,高值区零星分布于保护区边缘;社会脆弱性程度普遍较高,高值区趋向于集中,呈西、北高,东、南低空间格局;遗址区人地系统弱度脆弱性区域占总面积的27.2%,低度占23.8%,中度占27.9%,高度占11.7%,极度占9.4%,其空间分布呈现出西、北高,东、南低的基本格局;城市化的冲击与胁迫是大遗址区人地系统脆弱性产生的根本原因,居民的理性行为选择是人地系统脆弱性的内在动因,遗址保护政策的外部性一定程度上影响社会脆弱性。
以三峡库区腹地奉节县的27个乡镇为例,应用网格分析技术,以1km×1km网格为单元,揭示了聚落与坡耕地资源之间的配置关系以及不同岩性区聚落-坡耕地耦合模式差异,并对研究区人地关系做了类型划分。结果表明：①奉节县27个乡镇聚落和坡耕地的空间分布表现出较强的空间趋同性,二者用地比、斑块等级大小高值都主要位于北部梅溪河河谷和中部长江河谷地区,低值主要分布于南部石灰岩地区;②坡耕地偏多型主要分布于砂岩区,坡耕地偏少型主要分布于石灰岩区,而坡耕地-聚落均衡型则表现出随机分布格局;③研究区坡耕地大量存在的原因主要归结于坡耕地基数大和坡耕地退耕难度大。受坡耕地分布的影响,坡耕地偏多型的土壤侵蚀较其他耦合类型严重;④27个乡镇人地关系划分为人地矛盾突出型、人地矛盾较突出型、人地矛盾较缓和型和人地矛盾缓和型四种类型,而人地矛盾较突出类型所占比重最大,面临着退耕压力和耕地压力突出的双重问题。
针对旅游地理学理论研究比较薄弱和研究内容相对泛化的现状,提出将旅游人地关系作为旅游地理学研究的核心,阐述了旅游人地关系的理论内涵,认为旅游地理学是研究地球表层人类旅游活动与地理环境关系并服务于人类生活和社会经济发展的一门科学,其研究对象是“旅游地域系统”。基于人地关系的理论视角,按照旅游地理学理论体系化和科学化的发展要求,充分考虑旅游地理学旅游性、区域性、综合性和应用性的学科属性,初步构建了以旅游活动系统和地理环境系统为基础,以人地关系理论为核心,融合相关学科理论的旅游地理学理论框架。论文还梳理了旅游地理学的基本研究内容、主要科学问题和重要研究方法,强调应大力倡导地理学科学精神,改变低水平应用导向和过于偏重技术导向的研究现状,切实运用旅游地理学研究和解决国家与地方旅游发展中的重要现实问题,并在此基础上强化理论导向的思想型研究,将深刻揭示旅游人地关系地域系统的基本特征、功能结构、时空演化、基本规律、动力机制和调控途径作为旅游地理学研究的重点,通过学科特色创新、研究范式创新、理论成果创新、研究方法创新和应用价值创新,推动旅游地理学理论研究的深化、学术水平的提高和学科体系的完善,促进现代旅游地理学的本土化和中国旅游地理研究的国际化。
可持续发展实质上是叠加了人文价值的以人类为中心的战略性目标，因而可持续发展理论不是人地关系理论的现阶段形式或最高形式。在纠正可持续发展理论以"人"为中心的错误基础上，基于易经阴阳思想提出人地关系中"人"和"地"互为或互不为中心，并根据阴阳"一生二"的思想提出从人地关系地域系统的"人"系统和"地"系统的两个中心假设，以"二生三"即阴阳此消彼长的关系来构建人地关系地域系统模型。通过对模型的"六合"投影研究，得出人地关系地域系统的发展轨迹和人—地的阴阳合一线、人—地关系距离演变轨迹，以及人地关系地域系统具备的复杂系统非线性动力和混沌特征。研究表明:以易经的阴阳思想解释人地关系和构建人地关系地域系统模型是探索"人地关系"在"地域"的空间规律或"人地关系地域系统"发展规律的有效方法，人地关系或人地关系地域系统模型或许就是阴阳太极八卦图。并且，作为中国地理学研究核心的人地关系应是中国地理学继续坚持的方向，而这一理论应以中国传统文化思想进行充实和发展。
本文结合笔者近年来在人文地理学前沿问题探讨的综述,阐释了人—地系统相互作用时空分异规律是现代地理学最高层级的科学难题、也是决定未来地理学前途的关键问题的认识,提出了截至目前开展人地系统综合研究所采用的“过程归纳、区域比较、定性分析、逻辑判断”等4个实用方法,并围绕着区域均衡、资源环境承载能力、地域功能、空间结构等4个前沿领域,讨论了影响区域发展格局变化的驱动力、自然圈对人类活动圈层的作用、综合地理区划原理和方法、以及“生活—生产—生态”空间结构变化规律等研究的学术思想,探讨了“未来地球”框架下区域可持续发展研究的意义和重要命题,认为“自然科学和社会科学交叉”、“基础研究和决策应用贯通”的复杂性科学基础理论体系和综合研究集成方法体系建设,将深刻影响着人地系统过程和格局的研究进展。
文章立足于人地关系理论,利用系统动态模型方法,构建人地关系演变动态仿真模型,以甘南州为例,对西北少数民族地区人地系统演进规律进行仿真模拟研究,旨在描述该区人地关系演变过程中可能出现的情景,为该区协调人地关系走向可持续发展提供理论依据。模拟结果表明:甘南州人地关系处于失调状态,人地矛盾突出,表现出不可持续的态势。加快转变经济发展方式,降低经济增长对自然资源的依赖程度,可以有效延缓资源枯竭的速度,对人地系统向可持续发展演进具有积极的推动作用,是协调甘南州人地关系走向可持续发展的必然选择。加快技术进步和加大环保投资对协调甘南州人地关系具有显著的推进作用。严格控制人口数量,提高人口素质,才能有效协调人地关系。
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