人地系统远程耦合的研究进展与展望

在越发紧密关联的全球化世界中,如何实现可持续发展日益需要跨系统思维和超区域政策。这首先要求致力于可持续发展研究的学科要提升自身对跨区域资源环境问题的洞察力,因此就有必要推动地理学传统研究框架的适应性创新和变革。远程耦合作为聚焦于“远距离人类与自然耦合系统之间社会经济与环境相互作用”的理论框架,有极大的潜力和优势来促进这一理论创新进程。为了缩小国内外在远程耦合领域的研究差距,论文基于文献研究和笔者对远程耦合框架的理解,从远程耦合的理论建构、经验证据、重点研究领域和研究方法4个方面介绍了该理论框架及其应用进展,并提出3个方面的展望来激发新的研究。综述表明,由于远距离人类活动不断增长以及大尺度自然过程与人类活动的相互作用,在远程连接、全球化和城市化维度上均存在大量远程耦合的经验证据;目前学术界对远程耦合框架的应用主要集中于生态系统服务、远程耦合的社会经济和环境影响及土地变化科学3个方面;同时得益于理论操作化的进展,目前开展远程耦合研究已具备较好的方法支持。基于此,论文认为,为应对新兴的现实科学命题,基于远程耦合框架的地理学研究应当在人地关系网络系统的理论创新、远程耦合动力机制和远程耦合的调控工具集3个方面实现突破。     

战略耦合演化视角下的区域经济韧性分析框架

在全球政治经济变局和多尺度危机冲击语境下,区域经济韧性已成为当下经济地理学探究区域发展动态的核心议题。区域经济韧性不仅有关本地经济属性和适应力,更受到外部联系动态的影响,在范式上需融入多尺度网络动态观。本文将全球生产网络理论中的战略耦合概念纳入到演化经济地理学的区域经济韧性思想中,对两部分文献进行计量分析和梳理对比。在此基础上,以战略耦合不同模式（即耦合、去耦合、再耦合）为切入点,构建了一套基于“战略耦合演化”的区域经济韧性分析框架。研究结论：① 任何一种战略耦合模式,均是一种“战略性求变”和“语境应对”的能动行为过程,是理解区域经济韧性尺度性与能力来源的核心。② 两者在“连接度”“语境敏感性”“路径发展”概念上有较高的思想共性,相互融合可提升区域经济韧性的理论内涵。③ 战略耦合的能动主体、目的、嵌入性程度及方式是理解区域经济韧性特征和机制的关键,有助于从“地方-全球连接互动”的视角来综合分析区域经济韧性的初始属性（区域优势）、过程（恢复、更新和转型）、能力（恢复力、转型力和更新力）和结果（多元路径发展趋势）。本文认为战略耦合演化视角有利于破除以往“区域主义”韧性思想,能更科学地剖析区域经济韧性的多尺度语境依赖、多主体能动过程和多要素互动机制。此外,有利于推动关系与演化经济地理范式的融合创新,对“双循环”战略下中国企业决策和区域经济发展有重要现实意义。     

人地系统可持续过程、格局的前沿探索

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。     

城镇化与生态环境“耦合魔方”的基本概念及框架

城镇化与生态环境耦合系统是人地关系地域系统的重要一环,面对新时代全球尺度的远程联系、时空压缩与社会经济重构,传统的研究框架急需转型和升级。借鉴人地关系地域系统、远程耦合和星球城市化等理论,从复杂性科学视角出发,首先解析了城镇化与生态环境耦合系统的内涵,进而从空间、时间、表象和组织四个维度,提出了一个解释城镇化与生态环境耦合机理的分析框架——“耦合魔方（CHNC）”,并论述了其概念、内涵、演化规律和分析框架：魔方中的系统与系统、系统与要素、要素与要素间通过各种“耦合线”相互联系与作用,形成一个彼此嵌套、相互联系、对立统一的有机整体;魔方的旋转代表了不同地域间城镇化与生态环境的时空非线性耦合作用,系统通过不断能量交换,产生临界相变与整体涌现性,长期处于有序与无序之间的中间状态;“耦合魔方”包括近远程耦合、近远期耦合、组内间耦合和显隐性耦合,共四个维度,八种类型。重点剖析了远程、远期、组间和隐性耦合的科学内涵、研究方法与典型案例,并形成更具普遍意义的人地关系耦合矩阵。“耦合魔方”为揭示城镇化与生态环境耦合系统的演化和机理提供一个更加全面系统的跨学科研究范式,拓展了人地系统耦合研究的分析维度,为面向人类福祉的区域可持续发展政策制定提供科学支撑。     

贫困地理学的基础理论与学科前沿

中国的减贫实践证明,地理学在服务国民经济建设和支撑减贫瞄准与扶贫决策中发挥着重要学科价值。然而,由于基本概念模糊、基础理论滞后、学科体系不健全,“理论贫困”成为制约贫困地理学创新发展的最大短板。本文在解析贫困核心概念的基础上,系统剖析了贫困地理学作为一门分支学科的学科性质、基础理论、研究对象、研究内容与框架,提出了未来贫困地理研究中的前沿领域。结果表明：① 贫困是指与一定标准相比,人们所享受的各种福利处于劣势、缺少或不足的状态,具有多维性、区域性和动态性特征。在测量标准上,绝对贫困强调“极小值”,相对贫困强调“平均值”。在瞄准对象上,个体贫困关注个人福利或能力的缺失与不足,区域贫困则是从空间视角关注个体福利背后的“区域福利”。② 贫困地理学是一门研究贫困地区的形成、分布、地理特征及其与环境的关系和反贫困措施的学科,以贫困地域系统为研究对象,以“贫困—环境”关系为研究核心,具有综合性、交叉性和区域性特点。贫困地理学的基础性理论包括空间贫困理论、区域贫困理论和多维贫困理论,其研究内容与框架包括3个维度、2大要素、2类对象、2大标准。③ 贫困地理学需要进一步强化贫困地域系统演化、区域贫困测度、相对贫困瞄准、贫困监测模拟、减贫效应评估、区域可持续发展模式等方面的基础研究。     

城市收缩：内涵·中国化·研究框架

城市收缩是中国当前快速城镇化进程中不断涌现的一个新现象,给传统基于“增长情景模拟”的区域—城市规划范式和发展认知论带来极大的冲击和挑战;如何构建城市收缩“中国化”理论分析框架也由此成为学术界和规划管理部门关注的焦点话题。据此,论文围绕如下几个问题展开分析：① 系统梳理城市收缩概念的由来、城市收缩与城市增长、城镇化,以及与本土化、国际化的关系认知,指出城市收缩与城市增长是城镇化发展过程中2个方向互异的过程产物,也是一个嵌入全球化而根植于本土化的结果产物,研究中应避免“就收缩城市论收缩”;② 辨析与界定城市收缩与收缩城市的概念内涵,指出当前收缩城市识别标准的不统一,源于城市收缩与收缩城市概念混淆、概念重现象描述而忽视要素—效应的发展关联;③ 从研究范围、研究时段、界定标准和研究背景与区情差异性等方面对城市收缩内涵的“中国化”进行了初探,提出以城市建成区为研究范围、以10年为考察期、以综合取代单一人口指标构建收缩城市识别标准与方法体系,立足区域关联剖析、预测与响应收缩城市等内容与形式来落实“中国化”城市收缩内涵; ④ 基于产权区域、场势理论、区域关联与区域差异性构建中国语境收缩城市研究框架与实践路径。研究结果以期抛砖引玉唤起国内广大地理学者对城市收缩研究的“中国化”进行深入探讨,为世界城市收缩研究提供“中国经验”。     

拼装理论在人文地理学研究中的应用与展望

在法国“五月风潮”和后现代主义思潮的影响下,拼装理论应运而生。该理论提出了以根茎思维为基础的动态生成哲学观,批判地揭露了现有研究以网络结构为主,忽视空间拓扑的局限,为人文地理学开辟了新的知识空间。一方面,拼装理论在“空间生产理论”“异托邦”和“第三空间”等空间理论的基础上形成“异质生成空间”,强调属性不同的元素互动的同时,更关注时空不断生成、变化的逻辑;另一方面,拼装理论重构了关系,强调“客体的能动性”和“外部联系”,生成“后关系本体论”,承认所有事物都是通过关系进行拼装的。随着拼装理论在人文地理领域的运用,现有的实证研究主要聚焦于政治拼装与流动性、城市拼装与批判城市化、日常生活拼装与非人的能动性,以及与行动者网络理论、复杂性理论的比较研究。为了阐述拼装理论的内涵,增强理论的应用性,本文以案例的形式详细解析了边界拼装蕴含的拼装逻辑。此外,基于拼装理论为人文地理学注入的过程逻辑与克服人类中心主义的理念,以及该理论特征与中国社会转型期的耦合性,期望国内地理学者能批判地运用拼装理论解释中国情境,以便推动中国人文地理学理论与哲学方法论的多元发展。     

城镇化与生态环境近远程耦合关系研究进展

城镇化与生态环境近远程耦合关系研究是国际人地系统研究的前沿和热点领域,对于如何协调中国城镇化与生态环境的关系问题也具有重要的参考价值。本文紧扣城镇化与生态环境近远程耦合关系研究主题,在对国际研究进行梳理的基础上,集中从城镇化与生态环境近远程耦合关系理论、方法以及关键应用领域三个方面,对城镇化与生态环境近远程耦合关系研究国际前沿与进展进行评述。分析发现,国际上近远程耦合概念提出时间不长,其理论的完备性与系统性尚显薄弱,对实证研究统领性指导还略显不足。而从其他研究视角出发,国际上对互为远端的人地系统间关联现象进行了大量研究,实证内容充足,内涵丰富。展望未来,关注城市群地区城镇化与生态环境近远程耦合关系、挖掘城镇化与生态环境近远程耦合主导路径与动态演变特征、加强中国城镇化与生态环境近远程耦合理论研究,是推动中国城镇化与生态环境耦合研究迈向新的发展阶段的重要方向。     

理解地理“耦合”实现地理“集成”

“耦合”作为物理学的经典概念,为许多学科提供了一套阐述多主体相互作用的思路和方法。“集成”不是来自特定学科,但因其高度的概括能力被广泛应用于自然和人文科学领域。地球科学是应用这两个概念最多的学科之一。地理学作为自然与人文交叉学科,具有区域性、综合性和复杂性特征。在使用耦合概念时,不同地理分支具有不同的理解,为此,地理学者有必要明确界定不同学科、不同情景下耦合概念的内涵,从而更准确地探索陆地表层格局、过程和机制。首先,从地理要素耦合、地理空间耦合、地理界面耦合、地理空间尺度耦合、地理关系耦合、地理耦合解译六个方面,对地理耦合的内涵进行全面解析和界定,并给出了相应的研究实践案例。其次,从地理学的视角认识理解集成,并以“黑河流域生态—水文集成研究”重大研究计划的地理实践为例,介绍实现地理集成的基本路径。最后,提出理解地理“耦合”与实现地理“集成”之间的联系。     

全球乡城关系新认知与人文地理学研究

全球化、城镇化作为驱动人地系统不断做出适应性调整和改变的关键过程,持续推动着城乡关系的转型与重塑。本文认为乡村孕育了城市,乡城关系实质上是母子关系,是城镇化进程中乡村人文要素转移、人地关系转变、城乡发展转型的一种综合表征,具体体现在不同发展阶段乡村与城市之间土地非农化、人口城镇化、产业园区化、城乡发展一体化等诸多方面;传统的城乡关系认知忽略了城市与乡村之间的内在关系和多维联系,以及城乡融合系统这一重要地理综合体及其功能价值,成为产生乡村短板效应凸显、城乡发展权能受损、城乡地域功能紊乱等突出问题的根源;转变城市偏向发展观念,基于乡村母体思维,创新全球乡城关系新认知是破解当前全球化特别是中国社会经济发展不平衡、不充分问题的关键所在。现代人文地理学迫切需要强化与自然地理学、信息地理学交叉研究,创建天—空—地一体化人地系统协同观测体系,突出乡村人地系统的远程耦合性和系统综合性,重塑全球乡村观、乡城系统观,探究可持续的全球乡村人地关系、城乡融合关系、村镇居业关系。乡村人地系统研究应聚焦乡村自然生态系统、社会经济系统耦合及其复杂交互过程与效应,以多学科交叉、新领域拓展与新学科培育为支撑,创建人地系统协同观测技术与多源数据融合计算方法论,基于过程—机理—格局的研究思路和监测—模拟—决策支持的技术路径,探寻实现乡村人地系统耦合与乡城融合发展、区域可持续发展及全球共同治理的有机衔接路径。     

远程耦合视角下的土地利用/覆被变化解释

传统的土地利用覆被/变化驱动力研究在很大程度上并未充分考虑远距离相互作用的影响,对全球化世界中由远距离相互作用驱动的土地利用/覆被变化日益缺乏解释力。鉴于此,本文旨在将远程耦合（Telecoupling）理论框架引入到土地利用/覆被变化的动力机制研究中来。在概述土地利用/覆被变化驱动力研究的基础上,从驱动力背景的变化出发,切入远程耦合框架的介绍,并基于此给出远距离相互作用驱动土地利用/覆被变化的经验证据;认为远程连接、全球化和城市化是远距离相互作用驱动土地利用/覆被变化的3种主要形式;进而提出建立“时—空—事”三位一体的土地利用/覆被变化解析路径、土地利用/覆被变化的近远程驱动力分解和基于网络的跨系统综合研究是土地利用覆被/变化驱动力研究中应用远程耦合框架的重点内容。     

人文自然耦合视角下过渡性地理空间概念、内涵与属性和研究框架

从人文自然耦合的视角看,过渡性地理空间是介于自然和人文之间的复合地带,凸显人地关系地域系统的特殊性与复杂性。其中,山区是过渡性地理空间的主体,是全国国土空间高质量发展与治理的关键区域,对其系统深刻理解与认知亟待全面加强。立足于人文自然耦合系统层面阐释过渡性地理空间的概念、内涵与属性,并借鉴多学科理论与方法,结合地理编解码技术,探索性提出基于色差渐变原理的过渡性地理空间研究的科学框架,以期深刻阐释过渡性地理空间人文自然耦合演化过程及其机理,并为提升过渡性地理空间国土空间功能与优化国土空间开发格局提供科学指导和决策依据,这对于丰富人地关系地域系统研究做出新的探索具有应用价值。     

中国城市化与生态环境系统耦合研究进展

城市化过程与生态环境变化之间的相互联系、相互作用,是面向可持续发展的人文过程与自然过程综合研究的重要课题。基于系统耦合理论,文章将具有城市化特征的各类城市人文要素的集合与组成生态环境的各类自然要素的集合视为2个相互独立又彼此影响的系统,分别从理论与方法的角度梳理并总结了当前中国城市化过程与生态环境变化之间关系的研究进展。中国学者不仅在城市化与生态环境耦合关系和演化规律认识上取得了成果,而且在定量评价与测度两大系统各要素及系统之间的耦合机制方面积累了经验,也提出了实现城市化发展与生态环境维护相互协调的对策。综合而言,目前国内研究在内容上的多维性特征、方法上的多元化特征和研究对象上的区域性特征明显,但同时还存在理论基础薄弱、定量评价指标体系缺乏以及研究的滞后性和被动性等问题,今后应围绕城市化与生态环境系统耦合理论框架和方法体系、系统作用观测与评价指标体系及预警机制、城市生态空间扩展与优化的模式与方法等方面展开深入研究。     

论西部地区的城镇网络化发展

西部地区生态环境脆弱，基础设施较差，城市化尚处于起步阶段，要尽快缩小东西之间的地区差距，进行西部大开发，必须合理地加快城市化的步伐，城市化发展有着其自身的规律，城市化是区域经济发展的函数。文章首先阐明了城镇网络化的概念，并全面分析了西部地区之所以要走城镇网络化发展之路的主要原因，其次，指出西部地区城镇网络化发展应重点突出走廊型城镇网络化发展模式以及区域性城镇网络化发展模式并提出了在西部地区实现城镇网络化发展的基本构想。     

特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合效应解析的理论框架及技术路径

特大城市群地区是国家经济发展的战略核心区和国家新型城镇化的主体区,担当着世界经济重心转移承载地的历史重任,但在发展过程中面临着日益严重的资源与生态环境的胁迫压力。开展特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合效应的研究,是未来10 年地球系统科学研究的前沿领域和高优先研究主题。本文系统解析了特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合效应的基本理论框架。首先从理论上分析了特大城市群系统各自然要素和人文要素交互作用的非线性耦合关系及耦合特征,科学辨识近远程主控要素作用下城市群系统内外部各要素相互作用的胁迫强度、近远程耦合机理与规律,总结特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合圈理论,进一步构建多要素—多尺度—多情景—多模块—多智能体集成的时空耦合动力学模型,研发特大城市群地区可持续发展优化智能调控决策支持系统;其次从方法上将特大城市群地区视为一个开放的复杂巨系统,在建立同一标准化共享数据库的基础上,采用多要素—多目标—多模型—多情景环境下的城镇化与生态环境交互耦合集成技术方法、大数据支持下的城镇化与生态环境交互耦合技术方法,构建多尺度—多技术—多智能体集成的城镇化与生态环境交互耦合技术框架,按照分析时空演变特征—寻求主控要素—辨识耦合关系—揭示胁迫机制—发现耦合规律—筛选调控变量—求解临界阈值—进行调控试验—完成情景模拟—提出优化方案—完成情景模拟—提出优化方案—实现国家目标这样一条技术路径,提出解 决问题的整体优化方案。本文旨在为特大城市群地区由问题集中区转为可持续发展区提供理论指导和方法支撑。     

Climate change and multi-dimensional sustainable urbanization

Global large-scale urbanization and climate change have become indisputable scientific facts yet are unresolved issues, and are a common concern for mankind. The relationship between these two topics is unclear and it is not known how to deal appropriately at the scientific level with climate change in the process of urbanization. Further exploration of the science, management and practice, are needed to achieve global and regional sustainadevelopment. This paper first considers the basic facts concerning mass urbanization and climate change and summarizes the interactions and possible mechanisms of urbanization and climate change. Urbanization leads to the heat island effect, an uneven distribution of precipitation and extreme weather, together with a local-regional-global multi-scale superposition effect, which aggravates the consequences of global climate change. The impact of climate change on urbanization is mainly manifested in aspects such as changes of energy consumption, mortality, and the spread of infectious diseases, sea level rise, extreme weather damage to infrastructure, and water shortages. This paper also briefly reviews relevant international research programs and action coalitions and puts forward an analysis framework multi-dimensional sustainable urbanization which can adapt to and mitigate climate change, from the perspective of the four key dimensions—population, land use, economy, and society. It is imperative that we strengthen the interdisciplinary activities involving the natural and social sciences, take urbanization and other human activities into consideration of the land-atmosphere system, and explore the human-land-atmosphere coupling process. The adaptation and mitigation from the perspective of human activities, as represented by urbanization, might be the most critical and realistic way to deal with climate change.     

中国特色新型城镇化理论内涵的认知与建构

改革开放以来,中国快速城镇化既推动经济社会大发展,也面临巨大挑战。跨学科视野下,围绕城镇化问题的争论和持续研究对国家新型城镇化规划产生重要影响,也标志着中国城镇化方向的重大调整。但对中国特色新型城镇化的科学认知和理论挖掘仍不充分。本文归纳了中国城镇化发展的简要历程,指出半城镇化、特殊国情、复杂因素及治理体系交织的中国城镇化特征,阐明了中国城镇化对世界的巨大贡献,论述作为最显著的人文空间过程的城镇化对人文与经济地理学的学科意义,并解读了新型城镇化认知与建构的4个方面理论内涵：人本性、协同性、包容性和可持续性。伴随结构主义向人本主义发展理念的转变,新型城镇化应逐步实现从“人口城镇化”到“人的城镇化”的转变,其中有6个关键议题：人的城镇化与基本公共服务均等化、城镇化城乡综合过程与协同研究、资源环境承载与气候变化适应下的城镇化、多样化区域模式、城镇化人文社会空间效应及机制、大数据与技术方法创新。本文尝试构建中国特色的新型城镇化理论内涵的认知框架,以期为新型城镇化理论研究和政策实践提供借鉴。     

城市化与生态环境交互耦合系统的基本定律

城市化与生态环境之间存在着客观的动态耦合关系,这种耦合关系可以看作是一个开放的、非平衡的、具有非线性相互作用和自组织能力的动态涨落系统,称其为城市化与生态环境交互耦合系统。根据耗散结构理论和生态需要定律理论,从理论上分析了城市化与生态环境交互耦合系统满足的六大基本定律,即耦合裂变律,动态层级律,随机涨落律,非线性协同律,阈值律和预警律,这六大定律是研究分析城市化与生态环境交互耦合过程必须遵循的基本定律。对系统揭示城市化过程与生态环境演变过程之间的交互胁迫和动态耦合关系具有重要的理论指导意义。