本文从地球进入“人类世”(Anthropocene)之后,实现世界可持续发展、建设人类命运共同体的角度出发,就地表系统的复杂性、人类面临的各种灾难以及将要面临的各种资源短缺和环境风险等问题,提出发展“地理协同论”,即:地球表层系统与区域可持续性机理、过程与动力学,以实现地理学研究从理解“人—地关系”到设计“人—地协同”的转变。着眼于“人类世”时代地球表层系统由多尺度、多过程等组成的复杂性,回顾了区域论、综合论、系统论等经典地理学理论,从自然单元与社会单元的结合、自然资源利用与自然灾害防御、人类功与过的评价、自然地图与行政地图间的关系、动力学与非动力学的耦合等主题入手,深入讨论了现代地理科学与技术问题。通过理解灾害系统及其致灾成害机理、过程和动力学,构建凝聚度指标,量化综合减灾系统的复杂性。利用协同宽容、约束、放大和分散原理,以灾害风险防范共识最高、成本最低、福利最大、风险最小化为目标,构建以政府为主导、企业为主体和社区全面参与的综合灾害风险防范凝聚力模式。在分析都江堰工程如何实现除害与兴利并举的基础上,综合阐释了“人类世”时代“适度改造自然”,以实现人与自然的协同。
本文利用Python程序抓取了中国土地市场网上的2010-2015年土地供应结果公告,采用空间分布重心、区位基尼系数、热点分析等方法探究了中国县域国有建设用地供应规模时空特征,并用面板数据模型解析了不同发展阶段的区域供地规模影响因素。研究发现:① 该期间供地规模总体经历了先增后减,县域供地规模空间集聚度、热点区和次热点区总体在扩散;② 受“西部大开发战略”“援疆”和“中部崛起战略”的实施,县域供地规模空间分布重心向西移动明显;③ 土地供应集中在城市群范围内,县域所在的城市行政等级与供地规模密切关联;④ 不同发展阶段的区域供地总规模变化和平均供地结构存在差异,高等级发展阶段的区域平均供地规模较大;⑤ 公共财政支出、固定资产投资、第二产业增长率、第三产业增长率、人口规模增长率和人均GDP对不同发展阶段的区域供地规模影响差异明显,投资建设对各个发展阶段的区域供地规模均有较强推动作用。
中国南方地区水稻生产的变化对国家粮食安全具有重要影响。本文利用Landsat数据提取1990-2015年南方地区水稻种植制度分布及变化,并分析其对粮食产能的影响。结果表明:① 1990-2015年,水稻复种指数从148.3%下降到129.3%,双季稻改种单季稻(“双改单”)损失的播种面积为253.16万hm2,区域上以长江中下游地区变化最为突出。南方地区水稻种植制度整体呈现由北向南“双退单进”的变化格局;② 1990-2015年,“双改单”导致全国水稻产量减少6.1%,粮食产量减少2.6%。水稻主产区湖南省和江西省以及经济发展较好的浙江省因“双改单”水稻减产幅度较大,均超过13%;③ 充分利用“双改单”稻田的粮食产能相当于新增耕地223.3万hm2,为2001-2015年通过土地整治项目新增耕地总量的54%,是2016-2020年全国新增耕地规划目标的1.7倍,可节省约1674.4亿元新增耕地开垦费用。因此,与其追求低质量的“新”耕地,不如充分利用已有的高质量“旧”耕地,政府应转变耕地占补平衡的考核方式,将因提高复种指数增加的播种面积纳入补充指标。
主体功能区规划已上升为国家制度和战略,对中国长期空间发展格局优化与再组织将发挥积极的引导和约束作用。从地域性角度出发,探寻主体功能区发生性(形成与演化)和反馈性(识别与规划)时空机理与规律是地理学具有时代意义的重要科学问题。以重庆市为例,通过国土空间开发条件综合评价,识别了主体功能区划分的适宜性空间格局。基于对西南山区发展约束条件的基本认识,提出了地域主体功能空间分异的主导性约束假设,设定地形和区位为原生性主导因素,验证了其与区划指标系统的定量关联性,以此为基础解析了主导因素约束机理并提出了地域主体功能区的空间稳定性机制。研究发现:① 开发与保护适宜性识别结果的格局指向清晰。城市化适宜的区域主要集中于都市区和部分周边区县,区域副中心(万州和黔江)适宜性也相对较高。生态保护适宜的区域集中于渝东北秦巴山区及部分三峡库区区县,同时包括渝东南武陵山区所在区县。② 地形和区位因子在本区域对主体功能区的识别与形成具有主导约束作用。回归分析显示,主体功能区划指标与地形因子相关性水平达到显著的超过70%,区位因子超过40%;两者综合后与区划标志变量(A、B指数)的相线性相关拟合度R2均超过0.8;地理探测器发现,地形和区位因子对区划指标的约束性分别有9个和7个达到0.05显著性水平,对A、B指数的解释度分别约为70%和60%,两者叠加后,约束水平全部达到显著,对A、B指数的解释度在90%左右。③ 空间稳定性机制表现为两个方面,其一是基于主导因素约束的稳定性传递机制,称为客观稳定性;其二是基于指标体系的局域相对性和算法的内部抵消机制,称为主观稳定性。两种机制的协同性验证了区划技术系统的地域适应性和科学性。
植被蒸腾与蒸散的比值(transpiration/evapotranspiration, T/ET)表征了植被蒸腾对生态系统蒸散的贡献率,是准确量化生态系统水分利用效率的关键参数,对研究植被水分运移的生理生态机理以及碳水循环关系具有重要意义。基于站点数据验证PT-JPL模型(Priestly-Taylor Jet Propulsion Laboratory Model)模拟精度,集成遥感数据和气象栅格数据模拟中国东部南北样带森林生态系统2001-2010年T/ET,并分析其时空变化及影响因子。结果表明:① PT-JPL模型适用于中国东部森林生态系统蒸散及其组分模拟,具有较高的稳定性和可靠性;② 中国东部南北样带森林生态系统T/ET空间差异显著,整体呈南部低、北部高,主要由夏季T/ET空间格局主导;样带整体T/ET均值为0.69,2001-2010年呈显著缓慢上升趋势,增幅为0.007/yr(p < 0.01);③ T/ET季节和年际变异的主控因子不同:温度和EVI是影响T/ET季节变异的关键因子,两者均可解释T/ET季节变异的90%左右(p < 0.01);而T/ET的年际变异则主要受EVI影响,解释率为53%(p < 0.05)。
分析长江源区生态保护工程和气候变化对植被变化的影响程度,对于长江源区生态工程的生态效益评估,以及区域植被适应性生态管理政策的制定具有重要意义。因此,本文基于1982-2015年的归一化植被指数数据(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)和气象数据,分析长江源区植被NDVI的时空变化规律,构建预测植被NDVI对气候因子响应的人工神经网络模型,在此基础上,在年和季节尺度上量化气候变化和生态保护工程对长江源区植被变化的影响程度。结果表明:① 在长江源区气候条件变化和生态保护工程影响下,长江源区植被退化得到遏制,植被生长呈好转趋势;② 海拔相对较低的通天河附近植被NDVI增加幅度较大,高海拔的沱沱河和当曲流域的植被NDVI增加幅度相对较小;③ 长江源区植被NDVI对气候因子响应存在1~2月的滞后性。构建的人工神经网络模型的拟合优度参数人工神经网模型具有较高的预测精度,可以用来模拟植被NDVI对气候因子的响应;④ 年尺度的植被NDVI增加受到生态保护工程的影响程度(58.5%)大于气候变化的影响程度(41.5%)。生长季生态保护工程对NDVI的影响程度(63.3%)大于气候变化对NDVI的影响程度(36.7%),而非生长季气候变化是影响长江源区植被生长的关键要素(52.8%)。研究结果有助于为长江源区植被生态系统恢复、管理和利用战略的科学制定提供决策依据。
本文利用2001-2016年时间分辨率为8 d的MOD09A1和MOD16A2的数据集,构建了基于NDVI和ET/PET的干旱指数(DSI),分析华北平原五省不同程度的干旱在时间和空间上的分布情况,探究不同程度的干旱作用于冬小麦不同生长阶段对农作物产量产生的影响。研究表明:① 年际分布上,2001-2002年干旱最为严重,其余年份干旱显著减缓,年内分布上,干旱主要集中发生在春季和秋季,夏季次之,冬季最少;② 空间分布上,河北北部、河南南部、安徽及江苏的中部和北部、山东东部是干旱多发区;③ 干旱对冬小麦产量的影响研究表明,越冬期发生初旱对产量起促进作用,而在乳熟成熟阶段发生初旱则会导致农作物减产;轻旱发生在乳熟期会对冬小麦产量产生显著影响,而中旱发生在开花、乳熟成熟期都会对产量产生显著影响,随干旱程度加重,干旱对作物产量产生显著负作用的生长期越长;此外,在播种时若出现水分短缺也会对冬小麦的产量产生影响,尤其是发生重旱和特旱。研究不同强度干旱发生在不同生长阶段对冬小麦产量的影响,对研究区的灌溉时间规划以及保墒增产具有重要理论与现实意义。
黑河“97”分水方案自2000年实施以来,流入下游水量明显增加,缓解了下游生态环境恶化趋势,但在丰水年难以完成分水指标,其适应性受到各方关注。本文在分析“97”分水方案的技术特点及背景条件变化对分水方案适应性影响的基础上,通过构建黑河水资源配置模拟模型,对分水方案在不同需水条件和黄藏寺水库建成运行后长系列年(1958-2012年)实施情况进行了模拟,分析评价了黑河“97”分水方案的适应性。研究表明,由于分水方案制定和实施前后黑河经济社会、水系连通性等背景条件发生了较大变化,在现状工程和需水条件下,不能完成“97”分水方案的分水要求;在中游退耕至2000年水平和黄藏寺水库建成的情况下,虽然可以完成“97”分水方案的分水要求,但仍存在地下水超采情况,因此,基于20世纪80年代中期黑河经济社会和1955-1986年水文条件的“97”分水方案与黑河流域现状存在一定的不适应性。
以全国653个农业气象站1993-2013年耕地的土壤相对湿度数据为基础,运用地统计方法,分析中国耕地土壤相对湿度时空分异特征与规律。结果表明:自1993年以来全国耕地的土壤相对湿度呈现波动上升趋势。全国耕地的土壤相对湿度普遍大于60%,分布区域自4月中旬开始随夏季风推移不断向北向西扩大,自10月下旬开始向东、南方向缩小。耕地土壤相对湿度值随土壤深度的增加而增加。年际尺度上,耕地的土壤相对湿度在夏秋季上升速度最快,变化幅度随土层深度增加而变小。土壤相对湿度与降水量存在较强的正相关关系,与潜在蒸发量、气温普遍存在较强的负相关关系。土壤相对湿度与各气象要素的相关性随深度加深而减弱。春、夏、秋季气象因素对旱地土壤相对湿度影响较大,冬季气象因素对水田影响更大。
为揭示三峡水库库区不同类型支流河口泥沙淤积的内在机理和变化趋势,本文充分利用水文、泥沙、固定断面和河道地形等原型观测资料,从支流水沙输移规律和河口局部水沙分布特征出发,研究了不同类型支流河口段泥沙淤积规律及主要影响因素的作用机理,探讨其淤积趋势及形成拦门沙的风险。结果表明:三峡水库蓄水后,库区不同类型支流河口普遍淤积,淤积范围及河道形态的变化各有特点;水库蓄水造成水动力条件减弱是河口泥沙淤积的根本原因,淤积幅度和范围主要取决于干支流来沙量和局部河势。在干支流来沙均明显减少的情况下,三峡水库库区支流河口泥沙淤积速度显著下降,形成拦门沙坎的可能性较小。
黄河三角洲是世界著名的河流三角洲之一。自有学者首次系统地提出黄河三角洲全新世10期超级叶瓣的时空分布范围后,这一观点近30年来未见明显的改进。借助渤海湾南岸研究区获得的4个20~30 m钻孔地层资料和相应的AMS 14C测年数据,以及前人部分钻孔的研究成果,本文对黄河三角洲利津超级叶瓣的沉积演化框架和时空分布特征进行了重新厘定:研究区全新世沉积环境由早期的河道和泛滥平原沉积,逐渐向海侵过程中盐沼、潮坪和浅海相演化。海平面上升速率减缓之后三角洲开始发育并逐步成陆,直至最后被陆相沉积所覆盖。黄河下游古河道在9000-8000 cal a BP左右可能在黄骅南部入海;大约8000 cal a BP之后,黄河主河道南迁到滨州—惠民一带,并在7000-5500 cal a BP之间发育利津超级叶瓣;利津超级叶瓣的北界可能在马山子和阳信一界,而南界在郭井子和弥河之间;约5500 cal a BP之后,黄河下游古河道可能重新过黄骅入海,于5500-3500 cal a BP 左右形成黄骅超级叶瓣;约3500 cal a BP之后,黄河古河道北迁至天津,直至~700 BC左右主流河道入海口再次南迁至河北岐口附近。
中亚干旱区是全球重要的粉尘源区,是全球变化与区域响应研究的关键区域之一。中亚粉尘形成搬运沉积过程一直是全球变化研究的热点科学问题。本文选取位于伊犁盆地北部、北天山南麓不同地形和气候条件下的两处黄土剖面,对其沉积速率最高的层段进行了粒度测试分析,结合聚类分析和粒度分布曲线拟合两种方法,重建了黄土粉尘的堆积过程。伊犁盆地黄土主要由远源和近源物质组成,分别由高空西风和中尺度的区域风搬运而来。高空西风所携带的远源粘粒级矿物颗粒对盆地东部降雨较高地区有一定的贡献,而在盆地西部不容易沉降下来。中尺度区域风所搬运的近源物质组成了黄土沉积物的主体,而近源区沉积物的可用性在黄土的形成过程中扮演着重要角色。另外,非风暴过程中(沙尘暴过后)出现的浮尘在沙尘暴天气频率减少的时期对黄土的发育有重要贡献,而在沙尘暴天气频发的时期,较差的植被覆盖度能够使得已经沉降下来的浮尘组分重新被扬起至大气中。由此建立了一个粉尘堆积的概念模型。认识黄土粉尘的堆积过程对现代沙尘天气的治理和人类生存环境的改善具有重要作用。
随着流域和河口水利工程建设,长江河槽沉积环境发生了巨大改变,对河势演变和河槽冲淤均产生重要影响。依据长江河口河槽大面积表层沉积物采样和各河槽定点水文观测资料,分析各河槽沉积特征,探讨其影响因子及作用机制。结果表明:河槽沉积物类型以砂质粉砂和粉砂质砂分布最广,粒径分布纵向上呈自西向东减小、横向上自北向南减小趋势,河槽总体主槽粗、边滩细。涨落潮泥沙输运和沉降过程影响河槽纵向沉积分布特征,风浪作用强化了口门段河槽南北沉积环境的差异,北支、北港口门段河槽受到偏北方向风浪作用强烈,沉积物粗化明显。不同泥沙来源是造成河槽整体沉积环境差异的主导因素,南支、南港上段表现为流域来沙的沉积特征,北港、南槽、北槽则表现为流域与海域来沙的混合沉积特征,口外沉积物对口内河槽的影响主要是为口内河槽提供细颗粒物质来源。
国家自然科学基金的学科申请代码是形成合理基础研究资助格局、促进学科均衡发展、鼓励学科交叉和发展新兴方向的指南。本文系统梳理了自1986年国家自然科学基金委员会创建至今,地理学科申请代码体系的历史沿革,重点对新时期地理学科申请代码体系在水、土、生态系服务、环境和人地关系演变等方向的布设特点,以及对未来学科基础研究资助格局的影响进行了分析和展望。
1978年改革开放以来,中国交通地理格局发生了历史性变化,理解其演变特征与规律对未来的交通建设与国土开发具有重要的启示意义。在系统梳理中国交通建设与发展历程的基础上,利用大数据和GIS等分析方法,探讨了国家交通地理格局的演变特征与空间效应,并从演进阶段、空间结构与秩序等视角系统归纳了中国交通地理格局演化的基本规律。研究发现,当前中国的交通建设已开始进入以质量提升为目标的新阶段,建设模式由早期资本驱动的“规模扩张型”过渡为创新驱动的“质量提升型”,发展方向从优先发展向综合协调发展转变;交通网络的快速建设和扩展改变了时间与空间的关系,其所营造的空间收敛与空间优势格局,与经济社会空间布局形成了耦合效应,持续推动经济社会空间结构演进,传统以发展轴线为中心的国土开发结构将逐渐转变为以大都市和城市群为中心的网络化国土开发结构;交通地理格局的演化具有显著的阶段性规律,中国当前处于系统结构完善阶段向级联秩序分异阶段过渡的时期,经济社会空间形态从轴线结构向轴—辐结构转变,初步形成了级序有致的网络体系;随着交通网络的不断成熟,宏观尺度上的各类功效空间结构与级联秩序将逐步趋向成熟与稳定,最终达到相对平衡的状态。
回顾改革开放40年,在深刻的制度变革环境下,中国工业实现快速发展,中国工业地理格局也在经济转型中得到重塑。中国工业总体上经历了从内陆扩散到沿海地区集聚,再向内陆转移的过程。但不同类型产业地理格局及变化受制于不同力量,显现出一定的行业差异性。与改革开放之初相比,中国工业在不同地理尺度上呈现出明显的集聚趋势,但集聚程度较欧盟和美国低。产业的聚集与分散驱动不同尺度下的产业迁移,导致区域产业频繁进入和退出,促使地方产业呈现多样化态势,推动中国工业地理格局演变。从经济转型的视角出发,改革开放可概括为市场化、全球化和分权化三个过程,这些过程创造市场力量,激活地方力量,引入全球力量,共同重塑了中国工业地理格局。
运用基尼系数、首位度分析、热点分析和Pearson相关分析,从全国和地区两种尺度对1978年改革开放40年来中国旅游业发展格局进行了研究。分析发现:① 旅游业发展格局的整体特征是东高西低,南高北低;入境旅游长期呈现极化分布的特征,广东是入境旅游的“极核”,京—沪处于第二梯队,甘—新—青—藏—宁发展滞后;国内旅游经历了极化分布到均衡分布的过程。② 旅游业发展格局阶段性特征:现代旅游起始阶段——入境旅游极化严重,广东地位举足轻重;国内旅游培育阶段——入境旅游空间结构未变(广东第一,北京第二,上海第三),国内旅游总体极化分布;旅游大发展阶段——北京入境旅游地位逐渐被上海取代,国内旅游总体均衡分布;旅游新常态阶段——入境旅游空间结构改善,国内旅游第一层级省份明显增加,出境旅游稳步快速增长,北京、上海引领出境旅游人均消费。③ 影响中国旅游业发展的因素比较多元:政策、管理制度、旅游需求、旅游吸引物、经济水平、消费水平、产业发展、投资状况、交通条件、食宿服务、中介服务和对外开放程度等因素对中国国内旅游和入境旅游均有不同程度的影响。
在人类社会发展转型过程中出现的乡村衰退问题已成为全球性趋势,亟需实施乡村振兴。科学、系统把握乡村地域系统的演化规律,深入揭示乡村系统与外界发展环境的交互作用模式,提升乡村自身抵御、适应外界环境变化的弹性,是实现乡村振兴与可持续发展的必由之路。本文从乡村弹性视角理论解析了乡村地域系统演化与乡村振兴。研究发现:① 乡村弹性包含乡村系统对外界扰动冲击的抵御能力、适应能力与实现全新发展的转型能力。② 乡村演化分异是乡村地域系统与外界发展主导因素交互作用的结果。在此过程中,乡村弹性决定着不同发展阶段乡村地域系统的演化方式和结果。③ 打造多功能乡村、实施乡村整治工程、培育乡村社会资本对构建弹性乡村起着重要的推动作用。文章强调应科学识别乡村地域系统,差异化制定培育与提升乡村弹性的实施方案,实现乡村系统功能、结构及运行达到均衡状态。
农业地域功能是农业地理学的重点理论问题之一,也是关乎粮食安全和区域农业可持续发展的重要实践课题。以环渤海地区为例,通过构建评价体系开展农业地域功能划分及其演进分析,利用空间计量模型诊断农业地域多功能形成的影响因素。结果表明:① 环渤海地区生态保育功能的空间集中度较高,农产品供给、就业与社会保障、文化传承与休闲功能则较低,4种功能空间格局具有显著规律性。② 农产品供给功能显著增强,主要分布区域向平原农区聚集;就业与社会保障高值区从内陆向沿海转移;山地丘陵生态保育功能有所增强;市辖区及周边的文化传承和休闲功能较显著。③ 农产品供给功能主导型县域集中于冀中南平原、鲁西北冲击平原、胶莱平原和辽河平原西部;社会保障主导型集中在燕山山麓平原、滨海平原、胶东半岛以及黄河三角洲;生态保育主导型集中在冀北坝上高原、燕山山地地区,以及辽西、辽东山地丘陵区和京津冀都市圈周边;文化传承与休闲功能集中于京津冀、辽中南和济南都市圈及周边;综合型位于鲁西南黄淮平原与鲁中南丘陵地区。④ 自然因素对农产品供给、就业与社会保障和生态保育功能的形成均具有显著影响;社会经济因素对4种功能的作用则具有较大差异。
绿色发展作为化解自然环境约束、破解经济转型难题、支撑和实现全球可持续发展目标(SDGs)关键。正逐渐成为中国生态文明建设、美丽中国建设和全球经济转型与重构的重要指导理念。在梳理绿色发展概念与内涵基础上,采用SBM-Undesirable模型、泰尔指数和空间马尔科夫链等方法,对2005-2015年中国城市绿色发展效率时空分异特征及其演变过程进行了测度与刻画,并进一步耦合自然与人文因素定量探讨了人地关系地域系统下的影响机制。研究表明:① 2005-2015年中国城市绿色发展效率稳步提升,由0.475增加到0.523,总体提高了10%,时序上呈现“W”型波动增加的阶段性演变特征。② 中国城市绿色发展效率呈现出“东中西”阶梯状递减的区域差异规律,不同类型城市群具有“国家级>区域性>地方性”倒金字塔式集群增长特征,形成了“超大城市>特大城市>大城市>中等城市>小城市”稳定等级规模结构。③ 中国城市绿色发展效率空间集聚特征显著,高效率城市存在正向溢出效应,低效率城市则负向溢出影响,“高高集聚、高带动低”的空间俱乐部趋同现象较为凸显,不同类型城市演化存在显著的路径依赖与时空惯性。④ 人地关系地域系统视角下,人文社会因素对城市绿色发展效率影响程度大于自然本底要素,其中经济实力、产业结构、开放程度和城市气温呈现积极促进作用。
集聚外部性是集聚影响工业污染排放的重要机制,不同的集聚空间组织型式具有不同的污染排放行为和减排效果。以中国285个地市工业SO2排放为例,依据集聚经济理论,将集聚空间组织型式细分为集聚密度、企业地理临近度、专业化、多样性、相关多样性、非相关多样性等不同类型,在系统分析工业SO2排放与集聚空间格局的基础上,通过构建计量经济模型,考察了不同集聚空间组织型式对工业SO2排放强度的影响。结果表明:① 工业SO2排放强度与工业集聚密度在空间上具有非对称性,污染排放强度西高东低,工业集聚密度、企业地理临近、多样性、相关和非相关多样性为东中高西部低;② 工业集聚对工业SO2排放强度的影响存在空间溢出效应,相邻地区集聚密度、多样性和相关多样性水平的上升有利于本区域工业污染排放强度的下降,但专业化水平的上升则会提升本区域的工业污染排放强度;③ 提高集聚密度、引导企业集中布局有利于工业SO2排放强度下降,多样且关联的产业组织结构有利于污染减排,而专业化和非关联产业的集中会提高污染排放强度;④ 集聚型式对工业SO2排放强度的影响存在区域和城市规模上的异质性,集聚密度、企业地理临近、多样性和相关多样性对中西部污染减排的作用比东部明显,专业化和非相关多样性不利于东中部地区的污染减排;城区人口规模20万以下的小城市提高集聚密度、减少多样性特别是非相关多样性更有利于污染减排;城区人口规模20~50万的小城市和50~100万的中等城市,提高企业的地理接近度和多样性水平特别是相关多样性水平,有利于其降低污染排放强度;城区人口规模在100万以上的大城市,提高集聚密度和产业多样性水平在一定程度上有利于其污染减排,但其减排效果因拥挤效应而明显下降;⑤ 进一步降低工业SO2排放强度,需要走集聚化道路,坚持提高集聚密度,因地制宜引导企业集中布局,着力提高产业在关联基础上的多样性水平,加强区域间联防联控,重视区域间的产业联系与环保合作。
可持续发展能力评价方法是识别人地协同规律、支撑科学决策的重要工具和热点需求。通过文献回顾与理论分析框架构建,耦合能值及?方法,提出自组织能力指数(SO)、生态压力指数(EP)、可持续发展能力指数(SC)构成的,基于热力学理论的可持续发展能力分析模型,利用文献荟萃法筛选17个典型发达国家1985年状态值计算SO与EP阈值,划分了4个阶段。利用中美两国1985-2015年特征对比验证,结果显示:① 2005年以前中国属“低自组织能力、低生态压力”阶段,之后进入“低自组织能力、高生态压力”阶段,存在低生态效率、规模扩张驱动特征;美国一直属“高自组织能力、高生态压力”阶段,存在高生态效率驱动、经济与生态脱钩特征,与全球生态足迹网络和世界自然基金会等的研究结果一致,模型具有较好适应性和可靠性。② 模型利用“获得?量/输入能值量”表达经济社会生态效率、“经济社会?损耗量/生态系统年产?量”表达生态压力,连接了经济社会对生态基底的熵化路径,可识别区域所处可持续发展阶段、分析水平变化和驱动因素。③ 模型以人类与生态并重的视角,从深度上反映经济社会的生态效率、从广度上评价生态空间被占用比例,具有宏观规模与微观效率分析相结合的优势,是对经典方法的补充。
揭示灾后经济发展状态和恢复过程,按照灾区经济韧性科学制定灾后经济重建的调控政策与恢复手段,对增强灾害防范与系统应对能力具有重要意义。以汶川地震极重灾区为案例,基于长时序社会经济面板数据与ARIMA模型,测算灾区经济韧性指数,并运用改进的规模报酬可变DEA模型、Malmquist生产率指数分析灾后年际经济恢复效率及影响效应。结果显示:① 汶川地震极重灾区经济韧性指数为0.877,地震导致灾区短期经济衰退,但2年内恢复至震前水平,工业经济韧性低于农业和服务业。② 受灾当年灾区经济恢复综合效率为0.603,其中,平原丘陵区综合效率、纯技术效率、规模效率均显著优于高原山地区。③ 灾后全要素生产率的年际波动强烈,经济恢复效率显著下降造成短期经济衰退,灾后2年TFP指数下降33.7%和15.2%后恢复至稳态。④ 灾后恢复效率显著下降主因为技术变动因素,而生产体系更新程度决定了灾后经济韧性。随着灾后经济恢复的规模收益下降,灾区经济恢复主要依赖纯技术效率,提升纯技术效率是保持灾后经济长期增长的动力。可见,针对重建自然条件和经济发展阶段的差异性,灾区当地需积极进行经济结构调整和再适应,同时,通过生产体系更新提升技术进步水平,以发挥灾后大规模资金、设施、人力等要素投入的规模效应,从而增强应对灾害冲击的经济韧性与恢复效率。
从全国—本地视角,以东北三省为研究区,基于2005-2015年的专利权转移数据,融合社会网络、GIS空间分析和计量方法,定量刻画东北三省技术转移网络的空间演化规律。结果显示:① 全国视角下东北三省城际技术转移网络呈现“核心—边缘”等级层次性结构,形成了专利技术由东北辐散向全国沿海辐合的空间格局。② 本地视角下东北三省技术转移网络呈现出向心收缩结网态势,“哈长沈大”四大核心城市在本地网络中扮演“技术守门者”角色。技术转移表现出“强全国化,弱本地化”特征。③ 东北三省城际技术流动既存在路径依赖,也不断涌现路径创造。全国视角下,技术转移以东北三省核心城市为流源,基本流向以北京、上海和深圳分别为枢纽的京津冀、长三角和珠三角城市群。本地城际技术转移以哈尔滨、长春、沈阳、大连为集散中心,集中于省内转移,呈现等级、接触和跳跃式混合扩散空间模式。④ 地理距离接近度、产业结构相似度、经济水平差异度、创新能力相似度、技术吸收能力、外商直接投资对东北三省城际技术转移存在一定影响。
在梳理发展地理学的发展过程、基本理论、分析模式和方法的基础上,结合中国解决区域性整体贫困目标和可持续发展本地化与减贫的学术探索,构建了欠发达地区贫困的发展地理学分析框架,建立了由经济地理资本、社会地理资本、文化地理资本、生态地理资本和政治地理资本构成的“五位一体”地理资本指标体系,提出了数据处理集成方法和技术流程,系统分析欠发达地区贫困的地方分异与治理方案。实证研究显示:① 地理探测可以确定作用地方贫困的主导地理资本,各主导地理资本对贫困发生率的决定力LA, P ≥ 0.15;② 在不同主导地理资本作用下,5个单维地理资本指数及其合成的区域地理资本指数地方分异明显,存在阻隔和时滞特征;③ 贫困的地方分异可分为经济地理资本约束型、经济—社会地理资本约束型、经济—社会—生态地理资本约束型、经济—社会—文化—生态地理资本约束型4大类共7小类;④ 立足发展特征,挖掘地方动力,提出不同贫困分异类型的地方治理对策和模式。乡村振兴和2020年的减贫转向,应重视欠发达地区贫困的空间分异与空间扩散、空间整合的综合研究,为可持续发展本地化与减贫提供发展地理学解决方案。
海绵城市建设被认为是解决城市内涝、水污染和水资源短缺、热岛效应等问题的有效途径之一。中国自2015年起共确立30个海绵城市建设试点城区,为今后海绵城市建设在全国范围的推广提供示范。基于实地调研、查阅资料并对比分析穿紫河流域海绵城市建设前后的水文、植被和气候等自然要素变化。结果表明:常德市城市内涝有效缓解,但在暴雨发生时局部仍出现积水和内涝现象;穿紫河水质总体上由劣Ⅴ类转变为Ⅲ类,但在冬季周期性恶化及污染物富集;穿紫河流域生物多样性显著增加,同时也表现出植物种类单一、具有环境净化功能的植物种类较少、生态系统不完整和管理不善等问题;常德市夏季的热岛效应有一定程度缓解。常德市2004-2019年的海绵城市建设显著提升了穿紫河流域的生态效应,为该地区的社会经济发展和人居环境改善提供了重要的生态基础,也为合理评价其他试点城区海绵城市建设效果提供借鉴。
行政区划调整是人文地理学研究中的重要议题,但目前相关理论研究仍显不足。本文借助“尺度政治”理论,尝试对行政区划调整的诸多类型进行理论化梳理。具体而言,行政区划调整主要涉及行政等级变更、领域幅员调整、区划类型更替3种类型;从尺度政治视角出发,行政区划调整可以理解为行政区划的尺度生产和权力的尺度修复两大过程,其中涉及各种形式的尺度上推、尺度下推和尺度更替。基于这些尺度特征,本文探讨了行政区划调整的尺度重构和尺度政治的综合性、动态性和辩证性。本研究对于深化行政区划及尺度政治的理论研究具有积极的推动作用。
采用历史时间断面方法和现代空间分析方法,对中国西汉、西晋、唐代、北宋、明代、清代、现代7个时间断面的人口分布进行分析。结果发现:① 中国人口疏密区的分界线就是中国农牧区的分界线,中国人口分布的大格局由中国农耕区和畜牧区的空间分异奠定,理论上中国人口疏密区分界线就是中国农牧交错带的拟合线。② 两千多年的历史证明,中国农牧交错带是一个弧状地带,不能用直线拟合,只能用弧线拟合;“沈天大弧线”(沈阳—天水—大理弧线)是该交错带的函数拟合线,“山兰防弧线”(山海关—兰州—防城港弧线)是该交错带的内缘拟合线,也是中原王朝衰弱时期的农牧分界线;“沈兰西弧线”(沈阳—兰州—西双版纳弧线)是该交错带的外缘拟合线,也是中原王朝强盛时期的农牧分界线;直线的“爱辉—腾冲线”理论上不能拟合弧状的中国农牧交错带,但因为它碰巧是中国农牧交错带的函数拟合线的切线,因而也能较好地刻画中国人口的宏观分异格局。③ 中国人口疏密区分界线有着丰富的地理学意义:一是分界线本身就是农牧业分界线;二是分界线与海岸线围成的区域是中国的“国家核心区”;三是分界线最大限度地刻画了中国东南和西北的自然地理和人文地理的分异。
人口老龄化的度量包括数量(老年人口数量和占比)和质量(人口预期寿命)两个方面。基于第六次人口普查和历年统计年鉴数据,综合运用空间自相关、Sullivan健康预期寿命测度模型、地理加权回归等方法,刻画了1990-2016年中国人口老龄化“数量”与“质量”的空间格局及其变化特征,并对其作用机制进行深入探讨。结果表明:① 总体上,人口老龄化“数量”与“质量”的发展并不协调,存在空间差异性。② 从“数量”上,“胡焕庸线”东南半壁老龄化程度高于西北半壁,但增速变化存在阶段性特征。老龄化水平存在高值和低值集聚区。高值集聚区由沿海向内陆扩展,位于西北地区的老龄化低值集聚区则逐渐萎缩。③ 从“质量”上看,“胡焕庸线”东南半壁人口预期寿命优于西北半壁,东部沿海省市远高于其他地区。④ 老年人口预期寿命与健康预期寿命发展并不同步,存在性别差异与区域功能缺损扩张效应。相比中西部,东部地区预期寿命与健康预期寿命均占优势。⑤ 从形成机制来看,“数量”格局的形成受人口自然变动与机械变动共同作用,其中,出生率为主导因素;对于“质量”而言,自然环境差异、社会环境发展不协调等是影响预期寿命的重要因素,其中经济发展与卫生医疗事业进步是寿命延长的主要推动力。
随着现代科技发展与社会环境变化,人类与非人类的边界日益模糊,这使得以往研究中未能引起足够重视的非人类生命与物质逐渐引起学者们的关注。21世纪以来,在西方地理学界兴起的“回归唯物主义”思潮中,超越人类的地理学(MTHG)应运而生,并成为探索人类与非人类共同构成的世界的重要途径之一。通过对298篇相关期刊论文及著作的分析发现,超越人类的地理学主张“关系本体论”,其产生受到行动者网络理论、生物哲学与非表征理论的深刻影响,现有研究议题聚焦于新动物地理学与自然保护、城市社会文化与生态政治、物质性与商品经济、身体与生命健康、气候变化与环境问题等方面。本文通过梳理超越人类的地理学的理论源起并剖析各议题的经典研究案例,以期为中国地理学研究提供新的视域。
中国地理学会前身是1909年在天津成立的中国地学会。1934年3月中国地理学会的成立与同年9月《地理学报》的创办,不仅是中国地理学科史上的大事,也是中国教育史乃至科学史上的亮点。这是新文化运动中所提倡“赛先生”,即科学观念不断在近代中国传播的重要节点。中国地理学会的成立,清晰地将近代地理学与传统舆地学分离开来,以独立学科的形态出现在中国历史舞台上。《地理学报》的创刊,则使中外地理学家们在中国开始享有高水准的专业学术窗口。这是中国地理学界仁人志士对“科学救国”“科技兴国”等思潮的实践。在中国地理学会的组织和推动下,老一代地理学家艰苦奋斗,将一系列重要的研究成果刊登在《地理学报》,中国地理学家在当时的国家顶层设计中占有了一席之地。虽然,当时对地理科学的重要性认知还主要停留在权力高层与专业学术圈内,但为后来中国地理科学的蓬勃发展播下了火种,也为唤醒普通民众的地理科学意识打下了坚实的科学基础。回顾历史,中国地理学会的成立与《地理学报》的创办可谓是中国地理科学的发轫,自此成为中国地理科学发展的推动者和见证者。值此中国地理学会创立110周年、《地理学报》创刊85周年之际,深入领会“不忘初心、牢记使命”,回顾中国地理学会与《地理学报》发展,以继承和发扬老一辈地理学家的精神,进一步推动地理科学发展,使之成为可持续发展的基础学科,更好地服务于国家建设,服务于人类命运共同体建设。
在《地理学报》创刊85周年之际,采用Citespace可视化为特征的科学文献计量方法,对1934-2018年《地理学报》4129篇载文的主题、引文和关键词等特征进行可视化分析,系统分析其1934-1949年创办时期、1950-1966年转型时期、1978-1995年成长时期以及1996年以后的创新发展时期4个不同时期出版的学术论文的主题脉络、知识演进、历史热点和机构发展。《地理学报》历年载文所体现的主题脉络持续变化、知识演进的不断前推、历史热点的交换更替以及载文机构的全面发展都充分体现出地理学在过去、现在与未来的自我革新力和蓬勃生命力。研究分析发现,自然地理学、人文地理学、遥感与地理信息系统和生态环境学在《地理学报》发展的不同时期都起到了重要引领作用。虽然4个主要领域的研究热度长盛不衰,但也大致经历了由自然地理向自然地理与人文地理并举,再向人地环境系统的交叉综合。其过程呈现出四大转变,即:① 研究视角的转变:迈向综合、交叉和融合的地理学研究;② 研究内容的转变:从自然要素和人文要素,到人地综合系统耦合的过程、机制和影响;③ 研究范式的转变:迈向理性科学主义和人文主义的融合;④ 研究方法和技术的转变:从田野观测和数字模拟到多源时空监测和耦合模拟。在此基础上,中国地理学者应进一步健全研究理论体系,改进研究范式,不断夯实地理科学的内核,并同时以更加开放的态度,吸收、引进相关学科的知识和方法,增强共识,走融合发展之路。
科学认知中国交通地理学的发展脉络和发展方向,促进与实践紧密结合的理论和技术创新,对完善学科建设和促进实践应用具有重要意义。以《地理学报》1934年创刊以来的交通地理论文为依据,厘清中国交通地理学的发展脉络,归纳学科发展的驱动力和趋势,以服务于学科建设。① 中国交通地理学的发展经历了探索阶段、初创阶段、体系形成阶段和稳定发展阶段,逐渐明确了自然—人文—技术交叉综合的应用学科性质,形成了突出的综合性研究特征,根据研究内容、交通方式和空间尺度确立了较为完善的学科体系;② 国家与区域发展需求是中国交通地理学发展的基本动力,数据与方法创新、学科交叉需求和国际理论引介对学科发展发挥了重要的推动作用;③ 中国交通地理学的发展具有人文、生态和技术相结合的前沿方向,未来有必要适时地调整学科体系和发展方向,以保持学科优势和竞争力。
西南地区以其独特的地理现象一直为国内外地理学者所关注。通过对《地理学报》创刊以来85年间西南地区研究的载文分析,可以管窥其研究脉络,并予未来研究以启示。结果表明:① 232篇论文囊括了地理研究的若干主题,但以地貌、气象气候、综合自然地理和生态环境发文量最大,而城市、民族、交通、健康则关注较少;② 研究经历了传统区域研究、任务带学科、承上启下和多元化发展4个阶段;③ 论文在数量和内容上的阶段性变化,既受国家时事格局影响,也受地理学科研究范式发展变化影响;④ 《地理学报》有关西南地区的载文具有很高的研究水平,无论是在学术视野还是研究方法手段上,区域的自然、人文、社会经济与生态环境等诸多研究都站在了学术研究前沿,代表了学界对西南地理的研究情况;⑤ 但西南地理研究论文增长速度远赶不上《地理学报》载文量增长,外来研究机构占比很大,本土力量弱;相较自然地理,人文地理研究也少而弱。可见,西南地理研究当从新区域地理视角重新审视这一地区传统与现代的碰撞、边界的接触与冲突和区际的联系与竞争,继续成就西南地区重要的地理意义。
土地变化科学是理解人类—自然耦合系统的交叉学科研究方向。多主体模型(ABM)作为过程导向模型,对揭示土地变化驱动力,理解土地变化过程有重要作用。本文从理论、应用与建模框架三方面出发,总结了ABM理论基础和相关概念;阐述了ABM在城市和农业土地系统两方面的应用与发展,进一步介绍了横断山区退耕还林ABM研究案例;在梳理ABM建模协议的基础上,提出了主体视角的土地系统ABM建模框架和实施流程。在城市土地利用方面,ABM研究从最初基于景观研究城市扩张,到研究城市内部居住分隔,规划分区,生态功能等多方面;在农业土地利用方面,ABM应用则呈现出更加多样化和个性化的特征,包括农民行为、农户决策、种植系统、农业政策等。相比于传统模型,ABM因其依靠本地知识与数据而使得其构建更为复杂,且不易推广;但因其独特的自下而上模型构架,在探究土地变化驱动力、刻画人类行为对自然环境影响等方面具有不可或缺的作用。
水土资源是人类生存的基础,山地水土要素耦合性与“三生空间”的功能性密切相关,其耦合的时空过程及规律关乎山区的生态服务与经济社会可持续发展。通过构建更加科学的水土要素耦合指数对太行山地、横断山地、黔桂喀斯特山地水土要素耦合特征进行大尺度、长时序的分析,并采用地理探测器方法分析了各时期水土耦合的影响因素。结果表明:① 三大山地水土要素耦合空间差异十分显著。太行山地以缺水区为主,横断山地以平衡区为主,黔桂喀斯特山地平衡区和充沛区兼有。② 垂直分异上,三大山地水土要素耦合指数分别在1300 m、1800~3400 m、500~1500 m处发生变异。各山地水土要素耦合指数在生态功能亚区表现为,林地生态亚区>林草复合生态亚区>农业生态亚区。③ 三大山地水土要素耦合的空间异质性是自然要素和人文要素综合作用的结果。其中,气候要素为主导驱动,地形地貌和土地利用居次,人为作用叠加在自然作用之上,加剧了水土要素耦合的时空复杂性和变异性。本文构建的水土要素耦合指数,加深了山地水土要素相互作用的时空过程研究,可为促进变化环境下的山区可持续发展提供决策依据。
山地是中国自然生态保护与经济社会发展问题交织、矛盾突出的区域。山地水资源受气候变化和人类活动综合影响发生演变,进一步影响到其与区域气候资源、土地资源以及经济社会之间的协调匹配,研究这些问题对辨识山地发展关键短板、提供山地问题解决思路具有基础意义。根据自然环境特点和经济社会发展状况,选择太行山、横断山和黔桂喀斯特三大典型山地开展研究,基于全国水资源调查评价成果及土地利用、经济社会数据,采用Mann-Kendall检验等方法分析1956-2015年山地降水和径流时空演变特点;采用匹配距离和不平衡指数对山地的水(降水和径流)、热(积温和辐射)、地(面积和耕地)以及社会经济(人口和GDP)等4类要素匹配性进行综合对比分析。结果表明:三大典型山地中,太行山水资源禀赋最差,且2000年以来径流显著衰减,而横断山和黔桂喀斯特降水、径流丰富,且无明显变化趋势;从“水—热—人—地”对比来看,太行山以缺水问题为主,横断山多数地区土地与热资源偏少且水热空间差异大,黔桂喀斯特整体来说土地资源偏少;综合来看,水与其他要素的匹配性最差,特别是在太行山区,水的时空分布及其均衡匹配是保障山地可持续发展的关键。