2020年中国科学院地理科学与资源研究所建所80周年。回眸80年,从1940年重庆北碚成立的中国地理研究所,到1953年重新组建的中国科学院地理研究所和1956年成立的中国科学院自然资源综合考察委员会,再到1999年地理研究所和自然资源综合考察委员会整合形成现在的地理科学与资源研究所,几经变迁,历经三代人努力,研究所始终如一,求真务实,开拓进取,推动着地理科学与资源科学的创新发展,为国家建设发展和生态文明进步做出了重要贡献。适逢建所80周年,本文回顾地理资源所发展历程,总结取得的重要科研成果,并展望未来发展。
自然地理学自中国科学院地理科学与资源研究所建立以来一直是立所的核心学科,长期以服务国家重大需求为使命,在综合自然地理、气候、地貌、水文、土壤地理、生物地理、化学地理等各学科领域取得一批重要科技成果和进展,奠定了自然地理各分支学科在国内外的优势,为国家科技创新、区域经济社会可持续发展做出了重要贡献。本文回顾了中国科学院地理科学与资源研究所自然地理学的创新发展历程,总结了自然地理学取得的学术成就与标志性进展,并展望了中国科学院地理科学与资源研究所自然地理学未来发展,提出以陆地表层要素—过程交互作用机制,陆地表层格局动态研究,陆地表层系统过程的综合集成与模拟,陆地表层系统有序人类活动的可持续范式和调控机制为核心的发展战略。
人文地理学是地理学三大分支学科之一。1940年中国科学院地理科学与资源研究所成立以来,人文与经济地理学经历了萌芽、上升、成熟、波动和大发展等几个重要阶段,在科学研究、人才培养、服务国家战略决策等方面取得了突出进展和显著成效。经济地理、农业地理、工业地理、交通地理、城市地理、乡村地理、旅游地理与区域可持续发展等学科领域研究取得了开创性成就,带动了中国人文与经济地理学的整体创新和发展。研究所主持完成了系列国家重大任务,在农业区划与土地利用、工业基地建设与交通布局、城镇体系建设与城镇化、区域发展与规划等领域取得了系列重大成果,为服务支撑国家发展战略,引领人文与经济地理学发展做出了重要贡献。本文对80年来地理资源所人文与经济地理学科的建立与成长历程、研究领域、研究队伍和学术成果,以及在服务国家和地区经济社会发展中发挥作用方面进行了系统梳理;通过遴选地理资源所人文与经济地理学者发表的6216篇文献（中文文献4576篇,英文文献1640篇）,梳理分析了几个主要阶段的人文与经济地理学研究进展及其学术成果。面向国家生态文明建设、新型城镇化、乡村振兴、美丽中国建设战略,亟需创新人文与经济地理学前沿理论、创建交叉新型学科体系,对进一步强化国土空间治理、区域可持续发展、人地系统科学与国家现代化地理学创新等重点研究领域和方向提出了新的思考与展望。
本文回顾了中国科学院地理科学与资源研究所在地理信息科学研究与技术应用方面的历史过程,从早期的测量和制图的研究,到开创中国地理信息学科,建立资源与环境信息系统国家重点实验室的历史,是中国特色原创地理信息理论发展的历史,是中国具备自主研发世界级地理信息软件的历史,是地理信息为国家重大战略提供坚实科技支撑的历史。本文主要从地图学、地学遥感、地理信息科学、地学数据共享、重大技术突破和国家战略支撑等方面进行概述,最后从地学知识图谱、地理大数据分析、遥感人工智能、地理系统模拟和知识服务角度展望地理科学发展的新科学范式。
中华人民共和国成立以来,中国的资源科学研究在自然资源考察的基础上形成了一门综合性的学科体系。本文系统总结中国资源科学从自然资源综合考察到资源科学综合研究的发展历程,大致可划分为自然资源综合考察初期（20世纪50—60年代）、区域资源综合科学考察与资源科学研究时期（20世纪70—80年代）、资源科学学科体系的形成与发展时期（20世纪90年代—2000年）及现代资源科学迈向新发展时期（21世纪以来）等4个阶段,促进了中国自然资源的考察和开发利用事业不断向前发展,对中国资源科学形成与发展影响深远。当下面向生态文明建设和美丽中国建设两个国家先进发展需求,资源科学研究要以史为鉴,推陈出新,不断丰富学科的新概念、新知识与新方法,促进资源科学的蓬勃发展。
中国科学院地理科学与资源研究所生态系统学科以生态系统生态学研究为核心,通过研制生态系统观测和模拟分析的技术和方法,探索解决区域性/大尺度生态学问题的理论和方法,监测生态系统变化,认知生态系统变化规律,推动生态系统生态学、生物地理生态学、全球变化生态学和生态信息科学技术的发展,创新生态系统管理模式,服务于国家和地方的生态建设、应对全球变化及区域可持续发展。面向国家重大需求,在中国华北平原农业区、南方红壤丘陵林业区、青藏高原农牧区以及黄土高原区等典型区域开展生态系统管理技术与模式的集成与创新研究,着力解决国家生态文明建设和应对全球气候变化中的重大生态学问题,推动区域生态系统管理领域的科技进步。围绕生态系统生态学学科前沿,着重在① 生态系统联网观测、模拟与信息管理,② 生态系统结构、过程与功能,③ 生态系统空间格局与机制,④ 生态系统对全球变化的响应与适应,⑤ 生态系统管理与生态系统服务等五大主要研究方向,系统开展生态系统生态学前沿理论和实践的创新研究,研究成果处于国内和国际生态学研究的科学前沿。
中国科学院地理科学与资源研究所作为国内开展区域农业研究最早的研究机构之一,坚持遵循“面向国家需求,以任务带学科”的宗旨,基于农业生产及发展的阶段性和地域性特点,充分发挥地理学综合性和区域性的学科优势,完成了一系列前瞻性、战略性、引领性的区域农业研究成果,包括全国农业区划初步意见、新疆地区农业区划等,不仅成为区域农业研究的经典参考,同时也为国家及地方层面农业宏观调控提供了决策支持。承载80年的理论探索与经验总结,新时期地理资源所将在现有农业资源调查与区划、农业生态水文与气候、典型区粮食生产与安全、耕地利用保护与管理、农业经济管理与政策创新、乡村地域系统可持续发展等研究领域基础上,不断拓宽与丰富区域农业研究的内涵与价值,担负起服务国家战略制定实施、引领基础学科创新发展的时代重任。
地理科学与资源科学智库建设在地理科学与资源科学发展及学科建设中具有非常重要的战略地位。中国科学院地理科学与资源研究所建所80年来,地理科学与资源科学智库为传播人类文明、保障国家资源安全和持续利用、维护国家和全球可持续发展做出了重大贡献。本文回顾了80年来、尤其是2000年以来地理资源所在高端智库建设方面取得的辉煌成就,以时间为主线,总结了智库建设的重点领域及特色方向,包括综合科学考察与资源环境承载力评价、国家重大区划与规划、国情分析与区域可持续发展、新型城镇化与城市群建设、精准扶贫与乡村振兴、生态文明体制改革与美丽中国建设、“一带一路”建设与国家安全、生态环境保护与科技防灾减灾等方面研究和决策服务;提出要继续瞄准国家发展战略需求,继续提升智库建设在研究所发展与学科建设的战略地位、围绕国家“两个一百年”奋斗目标、对标SDGs实现国家可持续发展目标建好智库,围绕美丽中国与生态文明制度建设、国家重大区域发展战略和应急重大事件建好智库,强化地理模拟技术和智能化技术对智库建设的技术支撑,以智库建设推动地理科学与资源科学建设。力争通过5~10年努力,把研究所建成最具影响力的国家高端智库,成为生产智库产品和支撑国家发展决策的中坚力量。
中国科学院地理科学与资源研究所成立80年来,十分重视野外台站（网络）和科学数据中心的建设,取得了辉煌成就。研究所建立了4个野外观测研究网络,引领了中国生态系统研究网络的建设与发展;成立了2个国家级科学数据中心,1个中国科学院数据中心,1个数据出版系统并于2016年加入了世界数据系统;拥有2个国家级野外观测研究站,1个中国科学院野外研究站,形成了独具特色的野外观测研究平台和数据共享服务平台。本文回顾了中国生态系统研究网络、国家生态系统观测研究网络、中国通量观测研究网络、中国物候观测网和禹城站、拉萨站、千烟洲站以及地球系统科学数据中心、生态科学数据中心、资源环境科学数据中心和全球变化科学研究数据出版系统的发展历程。地理资源所台站（网络）从无到有,不断发展壮大,引领了中国野外观测研究事业的发展,支撑了地理学、生态学等重要科学成果产出,科技支撑能力和示范能力大幅提升,有力支撑了华北平原、青藏高原以及南方山地丘陵区的生态文明建设;成为中国地球系统科学、野外台站、资源环境等学科和领域最大的科学数据汇聚中心,数据共享服务成效显著,在国内外具有广泛影响力。在未来发展中,地理资源所将充分发挥野外台站（网络）综合中心作用,强化生态系统、碳水通量、物候等观测研究网络的能力建设,稳步提升野外观测研究站条件保障能力和科学数据中心的数据汇聚能力、分析挖掘能力以及共享服务能力,持续推动和引领中国科学数据的共享,在科学研究和支撑国家需求等方面做出更大贡献。
产业地理学研究产业空间分布及其动态演化规律。基于地理邻近性的集聚理论揭示了产业地理不平衡分布的内在机制。演化经济地理学借鉴演化经济学的历史视角,从历史角度考察经济活动空间分布的渐进演化机制,认为地理邻近性不是产业地理格局演化的充分必要条件,以认知邻近性为核心的多维邻近性能够提供更好的解释。本文从认知邻近视角系统地分析了中国区域产业发展与布局动态演化规律,总结出中国产业发展与布局的“关联法则”,即一个企业或区域进入（或退出）某项经济活动的概率是该企业或地区拥有的基于相关知识基础的经济活动的函数。本文全面地回顾了关联法则涉及的关键概念,梳理企业和区域尺度的实证研究成果,讨论关联法则在中国的适用性及其补充和拓展。本文指出：① 在认知邻近视角下,基于资源转换和组织学习等理论基础,关联法则研究了企业或区域发展新产业与现有产业之间的关系。② 关联法则不仅适用于中国企业和区域尺度,还会影响区域经济发展、创新和韧性等。③ 外部联系、冲击以及内部制度环境等可能会降低区域产业动态对本地产业基础的依赖性。关联法则指出中国区域需培育内生发展模式,围绕现有区域能力、技术和知识积累发展区域产业和实现区际产业优化布局与分工,逐步建立相关多样化的产业体系,增强区域韧性,支撑国内经济循环。
自国家“十五”规划起,中国现代化综合交通运输体系构建以填空白、补短板、大规模设施建设为主,但近年来人口的增长、流动、空间集聚和生活方式等均发生了新的显著变化。以人为本,科学实施“交通强国”国家战略,亟待开展适应人口发展的现代化综合交通运输体系研究。本文基于国家发展与改革委员会国家“十四五”规划前期重大问题研究的部分成果,从人口与交通系统耦合协同机制出发,在深入分析人口发展及其交通需求趋势的基础上,提出适应人口发展的中国综合交通体系“钻石战略”。以京津冀、长三角、粤港澳、成渝城市群为“钻石”四极,以京沪通道、沪粤通道、粤川通道、京川通道为四边,以长江水陆通道、京港澳通道为十字骨架,以人口流入流出高强度的节点地区为枢纽,并提出构建适应人口发展的现代化综合交通运输体系实施重点,支撑国家重大空间发展战略;实施交通强国、适应人口发展;以人民为中心,打造高品质交通服务。
中国人口流动进入总量稳定下的空间调整新阶段,存量流动人口的再流动成为塑造人口和城镇化格局的主体因素。本文从户籍地和前期流入地两个基点出发,综合考虑地理、制度、信息、社会、认知等维度,构建了双重多维邻近性影响人口再流动目的地选择的理论框架,利用全国流动人口动态监测调查数据和嵌套Logit模型开展实证研究。结果表明：双重多维邻近性对人口再流动的空间选择具有显著而稳健的影响。人口再流动时,会选择与自身知识水平更匹配、与户籍地和前期流入地都更近、信息联系都更强的城市,但社会联系仍主要依靠老家。流动人口具有回到户籍所在省（区、市）的主观意愿,但省内城市普遍机会不多、环境欠佳,缺乏吸引力。相对而言,女性对同乡网络的依赖高于男性;新生代流动人口在很多方面继承了老一代的特点,甚至比后者更依赖老家的信息和社会联系;高学历流动人口在流入地的深度社会融入使其能够利用本地化社会资本,再流动的空间选择也与流入地居民更为类似。
城市蔓延已成为具有普遍意义的现象,然而,城市蔓延内涵的争议性和模糊性问题一直没有得到很好的解决。本文将城市蔓延定义为一种低效、低密度、无序的城市空间开发模式,这种开发模式与中国城市高质量发展的目标和要求是相违背的。为实现对城市蔓延的宏观管理和精准调控,有效遏制城市蔓延带来的负面影响,本文开发了一套多维度、可比较的,并且与城镇化质量紧密关联的城市蔓延指数。基于卫星影像与人口、经济统计数据,选取代表城市蔓延核心特征的多个指标,采用主成分分析法计算了全国主要大城市2014年城市蔓延指数。结果发现,经济效率维主成分对综合蔓延指数贡献最大（41.30%）,人口密度维主成分次之（20.49%）,空间形态维主成分贡献率排第三（12.35%）。值得注意的是,许多经济发展较落后的城市因为经济效率维度的短板效应显著而被列入最蔓延的行列。此外,不同维度城市蔓延指数空间分布差异明显,并且综合蔓延指数与城市规模呈一定的负相关关系。
城市标度律刻画了城市系统中城市要素与人口数量之间的规模缩放关系,但标度律在中国城市系统中的适用性和意义尚不明确。本文采用中国275个地级及以上城市数据,探究不同城市要素与人口规模的标度关系,并从时空维度探究标度因子的时空演化规律。结果表明：作为典型的快速城市化发展中国家,中国城市发展符合标度律,且呈现出与发达国家不同的特征：中国城市人口集聚带来的经济产出集聚效应显著,而土地利用、基础设施与公共服务的规模经济效应还有待增强。部分基础设施、生活设施要素与人口规模呈超线性或线性关系,与预期的次线性相悖,基础教育、医疗等要素的标度因子则远低于发达国家的次线性阈值,反映了公共资源向大城市聚集、不同规模城市发展不平衡等快速城镇化进程中城市系统的独特性。标度因子的区域分异反映城市发展协调程度差异,其中东北地区不同规模城市差异最为显著。主要城市要素标度因子随时间的变化表明,中国大城市的经济产出集聚效应在2009年最为显著,而后略有下降;中国大城市土地扩张总体上自2000年以来持续加速,2008年以后仍维持在较高水平,管控城市特别是大城市的外延式扩张、提高土地利用效率具有紧迫性。中国城市标度律研究有助于认知快速城市化地区城市系统特征和演化规律,为实现区域协调发展与落实新型城镇化发展战略提供支持。
为清晰刻画全球高科技产品贸易体系变迁,本文利用世界银行以及联合国商品贸易数据库中2000—2017年高科技产品贸易数据,从产品结构、网络结构和影响因素3个方面探讨了全球高科技产品贸易结构的演化态势。研究发现：① 产品结构上,以电信设备为主的电子通讯产品主导全球高科技贸易发展,但在国家尺度上,化学产品和武器产品是大部分国家（地区）的进口依赖产品或出口优势产品;② 拓扑结构上,全球高科技产品贸易网络持续扩张,联系紧密,是一典型的“小世界”网络,并发育出稳定的“核心—边缘”式的等级层次结构;③ 空间结构上,全球高科技产品贸易格局呈现出由欧洲—北美主导向由东亚主导转变,贸易最大国也由美国转变为中国,网络空间结构也呈现出由以美国为核心的“双拱”格局向以中国为核心的“多拱”格局转变,但美国依然在多种高科技产品贸易网络中占据核心地位;④ 影响因素上,贸易规模、经济邻近性和文化邻近性对全球高科技产品贸易网络演化皆具有一定的正向作用,地理距离对全球高科技产品贸易网络的演化起到明显的负向作用。
