中国主体功能区划方案

中国主体功能区划方案是刻画未来中国国土空间开发与保护格局的规划蓝图,主体功能区规划已上升为主体功能区战略和主体功能区制度。2004-2014年,笔者组织系列研究项目,配合国家编制主体功能区规划,研究地域功能基础理论和功能区划技术流程,提出国家和省区尺度进行空间管制的地域功能区域类型为城市化区域、粮食安全区域、生态安全区域、文化和自然遗产区域等4类,在此基础上转化为以县级行政区划为单元的优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发4类主体功能区。研制了由水资源、土地资源,生态重要性、生态脆弱性、环境容量、灾害危险性、经济发展水平、人口集聚度和交通优势度等9类可定量指标及战略选择为1项定性指标构成的地域功能识别指标体系,进行了单项指标评价,开发并运用地域功能适宜程度综合评价指数进行了综合评价,测算了各省区保护类区域下限、开发类区域上限以及开发强度等关键参数;研讨了以规划为应用指向的主体功能区划分方法,形成中国首部主体功能区划方案,按照全国主体功能区规划口径,2020年与2010年相比,全国国土空间开发强度从3.48%增加到3.91%;按照省区集成的主体功能区规划口径,优化、重点、限制开发区域的土地面积比重分别为1.48%、13.60%、84.92%,城市化、粮食安全、生态安全区域的土地面积比重分别为15.08%、26.11%、58.81%。结合区域发展水平、资源环境承载状态、民生质量等相关分析,给出了主体功能区的主要特征。通过区划方案校验,国家和省区分两级采用笔者主持制定的《主体功能区划技术规程》互动完成的全国主体功能区划方案,同预判的吻合程度多为80%以上。     

现代土地利用区划新设想

回顾土地利用区划研究并分析目前发展趋向,提出现代土地利用区划新方案——土地利用功能区划。界定土地利用功能概念,依据土地利用功能内涵及分区原则,从土地资源利用基础及土地利用的经济、社会和生态环境三大功能方面构建分区指标,并采用3S技术和列联表互斥矩阵分类方法进行功能分区,该方案有助于推动区域土地可持续利用。     

中国地貌区划理论与分区体系研究

区划和类型是地貌学研究的两大核心内容。中国地貌区划已有诸多划分方案,比较而言,各种方案存在遴选指标不一、确定等级较少、反映特征各异、划分结果不同、成图尺度较小等不足。应中国地理国情普查等国家专项任务的需求,对较大尺度、多级地貌区划研究提出了新的要求。在梳理中国地貌区划的理论,包括板块构造与地貌圈特征、地貌形态与内外营力体系、地貌形态的类型组合与区域分异的基础上,基于2013年提出的中国地貌二级区划的新方案,归纳了全国多级地貌区划分的原则,提出了基于“大区—地区—区—亚区—小区”的全国五级地貌等级分区方案,建立了“大地构造控制下的地势阶梯特征—>区域宏观形态类型组合—>内外营力及基本形态类型组合—>区域内形态类型组合—>区域微地貌形态组合”的五级地貌分区指标体系,提出了五级地貌区划体系的命名规则和编码方式,构建了基于多源数据进行多级地貌区划单元精确定位的技术与方法,完成了全国1:25万尺度五级地貌区的划分,包括6个一级大区、36个二级地区、136个三级区、331个四级亚区、1500多个五级小区,并建立了全国地貌区划数据库。该研究对于促进中国区域地貌学的发展、基于地貌区划的应用研究等具有重要的指导意义。     

基于植被动态的黄土高原生态地理分区

生态地理区划作为自然区划的新分支,近年来受到国内外地理学者的广泛关注,其在认识地理分异规律及区域规划活动中发挥着重要作用。传统生态地理分区多依据自上而下的三级演绎途径,且对于多分区方案的对比与优选缺乏定量化准则。黄土高原作为中国典型的生态脆弱区,植被生长与恢复对缓解当地生态困境十分重要,因此以植被多年动态一致性特征作为分区合理性的评价指标,有助于准确揭示当地生境特点及分异规律。为此,选取热量类、水分类、地形类及地表覆被类共9个指标,采用自组织映射网络（SOFM）与GIS空间分析技术,基于黄土高原近30年来自然本底与覆被状况进行生态地理分区;并依循植被动态一致性准则,依据两步筛选法对多种方案进行优选,最终将黄土高原分为六大生态地理区。研究表明：黄土高原修正6分区方案在12个备选分区方案中效果最好;同时,修正6分区方案多年平均NPP离散系数最低,表明该分区内部离散程度最小。分区方案与既有分区方案相比具有较好的一致性,但由于区划尺度存在一定的差异,整体区域划分更为清晰。对生态地理分区方案优选定量方法的探索,有助于提升自下而上生态地理区划的客观性。     

区域空间功能分区的目标、进展与方法

本文主要回顾了我国功能区划的发展历程,指出已有区划在解决新问题时存在的不足。提出进行以可持续发展为目标的区域空间功能分区,其目标是充分协调利用和保护区域空间多功能性即其社会功能、经济功能、生态环境功能等。区域空间功能分区分为三个步骤:针对不同地区关键领域的功能识别与确定、区域空间功能发展目标导向确定和区域空间发展工具确定。区域空间具有多项功能,区域多种功能的识别和定量以及主体功能的选择可采用区域空间功能函数群方法,区域空间功能分区的整个流程可用决策树方法将区域空间功能分区结果表达在空间上形成一系列主题功能区图谱。     

耦合SOFM与SVM的生态功能分区方法——以鄂尔多斯市为例

辨析区域主要生态环境问题及其空间异质性,划定生态功能区,对保障区域生态安全和国土开发优化具有重要指导意义。以往自下而上的分区研究多基于行政区或流域开展,难以体现行政区或流域内部的生态功能分异。以鄂尔多斯市为例,基于生态系统服务与生态敏感性构建区域生态功能分区指标体系,耦合自组织特征映射（SOFM）网络与支持向量机（SVM）划定鄂尔多斯市生态功能分区。结果表明,区域内各生态功能分区指标呈现明显的空间分异特征,通过SOFM网络基于栅格进行指标聚类,构建分类效果指数筛选最佳聚类方案,将区域分为7种不同的生态功能类型。最终,利用SVM识别最优分区界线,将鄂尔多斯市分为11个生态功能区。本文构建分类效果指数实现多分类方案优选,使用机器学习算法解决自下而上的自然分区容易弱化要素空间位置属性的问题,完成了从分类到分区的定量转换,有助于提升分区的空间精度与客观性,为生态功能分区与分区边界划定提供了新的方法途径。     

中国水生态区划方法体系及淮河范例研究(英文)

本文提出的水生态区划方法体系包括指导思想、基本原则、分区方法、命名与编码规则几个部分。其核心指导思想是科学发展观及人与自然和谐的理念;基本原则有区域相关性原则、协调原则、主导功能原则和分及区划原则;分区方法、命名与编码规则则随分区等级和研究尺度而异。本文采用2级分区的思路,提出了全国水生态区划分方案,包括6个水生态一级区和34个水生态二级区。基于以下3类7种水生态服务功能:水生态保育类(包括水源涵养、水土保持和物种保护),水生态调控类(包括洪水调蓄和生境维持),水生态服务类(包括产品提供和景观保障),以淮河流域为例,将3级水生态区划方法应用于流域尺度。在实例区共划分出2个水生态一级区、3个水生态二级区和21个水生态三级区。     

基于地理格网的新疆地貌区划方法与实现

利用遥感影像和Srtm-DEM等多源信息解译的新疆数字地貌图为基础数据源,运用地理格网方法对新疆地貌类型分布进行定性与定量分析,在此基础上,通过自下而上的合并与自上而下的划分相结合的系统聚类分析法,确定各级地貌区划单元及其区划界线,实现新疆地貌的智能化分区。将新疆地貌分为一级、二级和三级地貌区划。其中,一级为6个地貌区 ,二级为23个地貌区,三级为200个地貌区。研究结果表明,在所依据的地貌数据基础上,采用地理格网地貌区划方法,能够实现地貌区划的智能化分区。本研究中的地貌分区和区划等级合理,区划界线准确可靠,利用地理格网方法实现了区划的定量化和数字化。     

中国城市密集区空间识别及其与国家主体功能区的对接关系

城市密集区是城市化发展到高级阶段的一种地域空间组织形式,是社会经济发展的主体。对城市密集区进行空间划分与识别,有助于明确国家开发格局和促进区域的一体化发展。本文在已有研究成果的基础上,根据中国城市化发展的水平和阶段,从中心城市、标准市、其他中小城市和城镇、边界识别等方面界定了中国城市密集区的识别标准,并通过基于交通可达性测算的城市密集区边界划分,将中国城市划分为15个典型城市密集区和8个准城市密集区,形成“三纵两横”的城市密集区空间格局。通过与国家主体功能区规划的对比发现,本文提出的城市密集区划分方案与国家主体功能区规划提出的城市化战略格局基本相符,城市密集区的发展应在国家主体功能区战略指导下,参照规划设定的定位和目标,选择适合的路径和方向。     

河南省经济发展的国土空间评价分区研究

优化国土开发格局是国土规划的核心任务,合理的区划方案是国土开发利用的基础。基于可持续发展理论,结合河南省国土资源属性的多功能性,从社会、经济、资源和生态环境入手建立国土多功能利用评价指标体系,通过模糊聚类分析法将河南省18个地级市分成4种类型区,并采用熵权法对各类型区进行功能评价。结果表明：重点发展功能区的各项功能评价值均居于首位;农业发展功能区的农业生产功能价值最高,其余各项功能相对较弱;综合发展区功能区的各项功能均不突出;生态优先功能区的经济、社会和资源功能受生态环境功能的影响最明显。通过对比分析,验证了构建的指标评价体系和分区方法基本可行,表明区划方案可对省级国土规划的编制和国土资源的可持续利用提供技术支撑。     

中国城市群技术知识单中心与多中心探究

城市空间组织的多中心、网络化特征受到区域经济研究关注。但由于发展阶段、空间尺度、研究视角的差异,城市区域多中心格局有待商榷,知识经济时代解读知识流作用下的城市空间组织应成为经济地理学重点破解的命题。基于中国知识产权局2014年申请和联合申请发明专利数据,运用社会网络分析法和基尼系数,从知识生产和知识网络层面,对京津冀、长三角、珠三角、长江中游、成渝五大城市群技术知识形态多中心和多尺度功能多中心进行测度。研究发现：① 城市群技术知识创新呈现网络化模式,但在形态和功能上多呈现单中心格局,与已有研究基于城市间基础设施联系、企业联系、科学知识联系广泛认同城市群呈现多中心格局的观点不同;② 城市群技术知识网络结构具有空间异质性,国家尺度技术知识流强度的空间不均衡性更加显著,强联系由少数核心城市控制;③ 形态和功能多中心程度存在区域差异,同城市群创新基础、经济实力、协同发展水平有关;④ 功能多中心程度具有尺度敏感性,区域尺度功能多中心程度高于国家尺度。研究结论有助于引发对城市空间组织理论的再思考。     

知识流动空间的城市关系建构与创新网络模拟

知识经济时代城市间的创新关系是新时代城市间相互作用关系的新内涵,研究者尝试采用各种方法探索城市间创新关系及其网络特征。然而,如何从理论上建构知识流动空间的城市间创新关系?如何设计更加合理的城市间创新网络模拟方法?这些问题却少有专门探讨。基于相关研究,本文提出了城市间创新关系构建的理论框架,认为城市间创新网络本质上是区别于“硬网络”的“软网络”,是一种主观的关系建构过程,需要经过异城创新主体间的点—点关系向城—城之间关系的尺度转换,这一转换过程容易发生夸大或偏离城市间客观存在的创新关系,对结果的精确度产生很大影响,应对关系建构给予充分理论论证;本文论述了4种城市间创新关系建构和网络模拟方法,包括科技成果异城合作的城市间无向网络构建方法、科技成果转让转移的城市间有向网络构建方法、高端人才跨城移动的城市间创新网络建构方法和创新企业机构多城分布的城市间创新网络建构方法,并运用相关数据进行了模拟试验与结果展示,来反映城市间创新关系的不同方面。本研究有助于推动从城市地理学视角和城市关系的维度探讨全球/区域的创新空间格局,为城市间创新网络研究提供理论和方法支撑。     

基于千强高新技术企业的中国城市创新网络研究

在我国创新驱动发展战略的背景下,城市发展中的创新要素变得空前重要,基于创新型企业联系数据研究城市创新网络成为当今城市发展的重要议题。选取2018年中国创新能力1000强的高新技术企业总部和分支机构信息,基于核密度分析法和连锁网络模型,对企业布局和城市创新网络结构进行研究。研究表明：（1）高新技术企业主要聚集于中国三大沿海城市群及部分中西部中心城市;（2）中国城市创新网络大致呈现出菱形结构,城市创新能力差异显著且具有等级性,城市间的创新联系主要通过等级扩散形成;（3）不同行业视角下的城市创新网络结构差异性显著,依据行业属性可将创新型城市划分为科技创新型城市、工业创新型城市和服务创新型城市。研究以期推动传统产业转型升级,实现城市创新发展,为创新型城市制定针对性发展模式提供科学参考。     

区域协同创新对创新绩效的影响机制研究

区域协同创新有利于促进区域间创新要素流动,优化科技资源的合理配置,提升区域创新绩效。采用改进的DEA模型,在测度中国62个城市2003~2016年创新绩效的基础上,运用门槛回归模型分析在不同经济发展水平条件下区域协同创新对创新绩效的影响机制。结果表明：① 研究期内62个城市的创新绩效整体上在波动中稳步提升,区域创新绩效存在较大的空间非均衡性。② 区域协同创新对于区域创新绩效的提升具有促进作用,区域创新绩效与区域协同创新核心解释变量之间存在着非线性关系,专利合作数对区域创新绩效的影响呈现正向双门槛特征,科技论文合作数对区域创新绩效的影响呈现正向单门槛特征,两者对区域创新绩效的影响都随着经济发展水平的提升呈现出不同程度的下降趋势。③ 科技人员流动量在跨过经济发展水平第一门槛10.088而低于第二门槛10.255时,对创新绩效的促进作用最明显;科技资金流动量在经济发展水平第一门槛9.427以下时对创新绩效的影响最显著。     

中国区域创新能力与经济发展水平的耦合协调分析

采用协整检验和耦合协调模型方法,分析不同尺度区域创新能力与经济发展水平耦合协调状况的时空演化及差异规律。结果表明：① 中国区域创新能力与经济发展水平具有长期稳定而短期跳跃性,区域创新并不必然带来经济发展。② 2005~2014年间,两者动态的耦合协调程度具有尺度敏感性且在地级尺度上偏低,但正逐步改善,区域差异随尺度的缩小而增大。③ 耦合协调高值区在省级层面分布在北京、上海、广东等沿海省份,地级层面分布除沿海城市外,还有内陆省会城市及其周边城市,分布由分散逐渐集聚,宏观上已经形成“沿海-腹地”型大创新-经济合作区。     

中美城际科技创新合作网络的空间演化

知识与技术是科技创新的重要表征，中美科技竞争与合作成为世界经济地理研究的热点和前沿。本文集成数据挖掘、知识计量、社会网络和GIS空间分析方法，从论文合著、专利合作及专利交易三个维度，刻画了中美科技创新合作网络的空间演化规律：（1）中美参与双边科技创新合作的城市数量持续增长，但美国城市仍占据主导位置；（2）参与科技合作的节点以高校科研院所集中、科技创新能力突出的城市为主，且保持时间惯性和空间粘性；（3）论文和专利等知识合作城市的空间分布相对分散，而专利技术转移则具显著空间集聚性，高度集中于少数科技创新中心；（4）中国科技创新合作枢纽城市高度集中于东南部沿海和和港澳地区，而美国则呈明显的接触扩散特征；（5）中美城市科技创新合作呈现网络化态势，论文合作网络由三核点对式主导向四核轴—辐式演化，专利合作联系范围日益分散，高度依赖个别枢纽城市；（6）中国对美国的专利技术依赖度过大且持续加深，而美国对中国则持续减弱。     

中国新能源汽车产业创新网络特征及其多维邻近性成因

随着知识经济的发展和创新驱动发展战略的实施,创新网络及其多维邻近性机制已成为政府和学者共同关注的焦点。利用Ucinet软件,从区域、主体性质等维度,刻画了2009—2014年产业快速发展时期的中国新能源汽车专利创新网络特征。运用PLS-SEM模型,探究全国及不同区域创新网络的多维邻近性影响过程及原因。研究发现：① 与中国新能源汽车产业创新活动集中在大城市和三大城市群不同,其合作创新网络主要集聚在京津冀与长三角地区,珠三角地区的创新网络明显较弱。同时,创新能力欠发达的区域出现了与其数量不匹配的合作创新规模。② 总的来看,全国创新网络呈现“核心-边缘”结构,国家电网是网络中最重要的创新主体。在京津冀,大型国企集团控制网络,“核心-边缘”结构突出,合作创新最活跃,网络外向程度高。在长三角,区域内主体类型混合多样,“核心-边缘”结构突出,合作创新活跃,网络外向程度较高。在珠三角,民营企业是网络的主要主体,区域网络结构松散,合作创新活跃度低,网络外向程度高。③ 从创新网络的多维邻近性成因看,在全国尺度,组织关系与知识搜寻是全国网络形成的两大动力。在京津冀,国电集团强有力推动跨区域网络形成。在长三角,国电系及区域大企业影响网络形成,丰富的知识源推动合作创新发生。在珠三角,地理邻近性对民营企业合作创新影响有限,知识需求推动了跨区域合作。     

长三角城市科研合作的邻近性与自组织性

随着学者们对知识网络研究的深入,网络关联的影响因素和作用机制成为重要议题。本文基于2019—2020年Web of Science论文合作发表数据构建长三角城市科研合作网络,在空间和拓扑特征分析的基础上,采用加权指数随机图模型定量模拟了城市属性、城际关系和网络结构对合作网络的影响,揭示了科研合作中的邻近性和自组织性。研究发现：① 长三角城市科研合作网络是内外生动力共同作用的结果。就城市禀赋而言,高校数量、研发投入、人均GDP可促进城市的对外科研合作,其中高校数量的边际效应最大。② 就城际关系而言,组织邻近性的正向影响最强,同省城市合作的概率是跨省城市的3.157倍;认知邻近性每提高0.1,城市间的合作概率将是原先的1.981倍;而地理和社会邻近性的促进作用甚微,制度和文化邻近性影响为负,是择优偏好较强和方言壁垒有限的结果。③ 就网络结构而言,长三角城市科研合作具有自组织自演化性,局部星型结构和三角形结构对新合作关系的贡献为0.875和0.540,择优链接性强于传递闭合性。     

基于大型科研基础设施共享的区域创新网络研究——以山东省为例

在产业革命和科技革命的背景下,创新在区域发展中发挥着越来越重要的作用,网络化创新模式成为当下创新的主流模式之一。基于创新网络视角,利用大型科研仪器共享大数据,对山东省创新网络的空间特征和主体特征进行分析,研究发现：山东省创新网络在形态上呈现出以济南为创新核心辐射带动济宁和淄博等周边边缘城市发展,同时形成东部青岛、威海和烟台作为创新次级核心集中连片发展的空间格局。然而,创新网络的形态核心节点与功能核心节点存在错位,从网络关联的角度出发,山东省区域创新网络节点存在核心、次核心、地方核心、外围4个层级,济南、济宁、淄博、潍坊中心地位明显,并且各级节点数量规模呈现金字塔格局,等级结构完善。网络联系强度最大的主要是济南市向周边辐射的联系,区域政产学研协同创新体系基本确立,存在综合创新模式、异质创新模式、根植创新模式和孤立创新模式四种创新网络模式。通过QAP模型分析表明,行政、交通等因素使得创新合作更倾向于发生在与省会城市之间以及地理接壤、交通条件优越的城市之间。最后,基于研究基础,对山东省创新网络优化、大型科研仪器共享、区域产业发展等提出发展建议。     

“一带一路”视角下城市技术合作网络演化特征与影响因素研究

采用2007—2018年的PCT专利合作数据,基于“一带一路”视角,分段刻画城市技术合作网络的拓扑结构、空间格局及其时空演化,利用负二项回归方法分析其演化的邻近性机理,结果表明：① 拓扑结构方面,网络整体规模经历了从“规模扩大”到“联系增强”的演化过程,中国城市逐渐占据网络的核心层级。② 空间格局方面,“一带一路”城市之间的合作多为国家内部合作,来自同一国家的城市在选择外部合作伙伴时具有一定的相似性。新加坡是“一带一路”内部网络和对外网络的枢纽节点。③ 影响机制方面,合作城市的质量对合作具有显著正向作用,地理邻近性和经济邻近性具有显著负向作用,社会邻近性、认知邻近性和语言邻近性具有显著正向作用,而地理邻近性与经济邻近性、地理邻近性与语言邻近性具有相互补充作用。