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相似文献
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1.
人地系统远程耦合的研究进展与展望   总被引:2,自引:2,他引:2  
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。  相似文献   

2.
远程耦合视角下的土地利用/覆被变化解释   总被引:3,自引:0,他引:3  
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。  相似文献   

3.
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。  相似文献   

4.
城镇化与生态环境“耦合魔方”的基本概念及框架   总被引:14,自引:0,他引:14  
刘海猛  方创琳  李咏红 《地理学报》2019,74(8):1489-1507
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。  相似文献   

5.
马恩朴  蔡建明  郭华  林静  廖柳文  韩燕 《地理学报》2021,76(10):2343-2359
受城市化、地域功能分化、生产要素优化配置和交通网络快速扩展等因素影响,区域之间资源要素的流动已成为区域可持续发展的内在需求。在这种背景下,人类与地理环境互动模式的网络化就要求地理学研究采取全程耦合范式,即将区域内部、区域与周边区域、以及非邻接区域之间的人地互动同时纳入考虑。食物系统作为衔接乡村与城市、以及产地与全球消费市场的产业链和价值链,是开展人地系统近远程耦合研究的重要切入点。基于这种认识,本文在论证理论研究内在依据及外在条件的基础上,将食物系统的构成要素与远程耦合框架相结合,建立“城市化驱动下食物系统近远程耦合的理论框架”并论述该理论框架的具体内涵。以拓展理论框架中的前沿领域为基本导向并结合国家重大战略需求,本文进一步明确了食物系统耦合研究的基本问题和4个亟待突破的优先研究方向。其中,基本问题是食物域的格局特征、时空演化及其动力机制。4个优先方向则包括:耦合社会经济文化变迁与生物地球化学循环的供应链网络人地互动研究;食物系统近远程耦合效应及其调控策略研究;基于食物系统的城乡融合与长效脱贫机制研究;以及面向公共卫生安全的食物系统跨区域、多层次治理研究。本文最后设计了食物系统耦合研究的一般技术路径,研究结果可为进一步的案例实证提供理论支撑和研究思路参考。  相似文献   

6.
地理系统是多圈层交互的复杂巨系统。地理系统模型是理解和预测不同尺度地理系统格局和过程变化最重要的研究方法。地理系统模型作为可持续发展科学决策必需的工具,是自然地理学重要的研究方向。过去几十年来,在全球变化等全球性重大环境问题和人类科学决策需求的推动下,地理系统模型虽然发展迅速,但还不足以准确地模拟和预测复杂人地耦合系统。本文分别从模型原理、框架和尺度等方面回顾与梳理了地理系统模型从单要素到多要素、从统计到过程、从静态到动态、从单点到区域和全球尺度模拟等发展历程,并总结了地理系统模型对发展人类—自然耦合系统以及模型—数据融合系统的趋势。发展中国的地理系统模型将有助于中国和全球可持续发展的科学决策。  相似文献   

7.
随着人类世的到来,“常态化”的极端天气与自然灾害成为人类生存面临的首要问题。大数据智能化的技术驱动、大科学(计划)的学科基础、全球化治理与应对的需求牵引,共同构成了新时代自然灾害研究的主旋律。论文提出自然灾害态势感知的概念,并结合新时代背景提出洞悉“态”、预测“势”两个不同层次的感知。在洞悉“态”方面,论文辨析了传统灾害观测与大数据态势感知的区别和联系;并以社交媒体、手机信令、视频监控等为例,梳理了大数据在台风、洪涝、地震、极端高温等灾害态势理解中的研究与实践。在预测“势”方面,论文总结了系列大数据观测—机器学习—机理模型整合的方法,并以城市洪涝事件演进模拟为例进行说明;在区域或全球尺度,提出应在大科学(计划)统一定义的未来情境下开展跨领域综合态势的感知与预测,并服务于区域的可持续发展;特别是利用人地耦合模型,感知灾害对社会经济的级联影响和远程效应,用以消除和解决非传统安全的威胁。最后,建议国家成立相关研究机构推进灾害大数据的共享和应用,开展灾害灾情标准知识库、训练库的建设;建议进一步推进机理模型、大数据、机器学习的整合与应用,推进自然灾害人地系统的耦合,提升中国自然灾害的社会治理与决...  相似文献   

8.
胡晓辉  董柯  杨宇 《地理研究》2021,40(12):3272-3286
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。  相似文献   

9.
塔里木河流域生态经济系统耦合态势分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
吕晓  刘新平  李振波 《中国沙漠》2010,30(3):620-624
在过去50 a里,在资源开发和社会经济发展的同时,塔里木河流域生态环境发生了显著变化,生态与经济的矛盾日益突出。基于系统论视角与生态经济学原理,构建评价指标体系,用宏观流域尺度运用耦合态势定量评价模型对塔里木河流域生态经济系统耦合态势进行了评判。研究结果表明,2001—2005年间,在流域生态经济系统内部,生态环境子系统与社会经济子系统综合指数基本呈同步上升趋势;生态环境子系统的演化速度呈上升趋势,但是一直低于呈下降趋势的社会经济子系统的演化速度;生态经济系统耦合态势由2001—2003年的强烈开发不协调状态逐步调整为2004—2005年的协调发展型。  相似文献   

10.
生态系统综合评估研究进展:内涵、框架与挑战   总被引:5,自引:1,他引:4  
自然生态系统中的所有生物和非生物都具有双重属性,既是生态系统不可或缺的组成部分,也是人类社会可持续发展的基础资源。客观准确地评估生态系统状况,不仅是生态系统生态学所面临的一个科学问题,更是人类可持续发展所面临的一个生态系统综合管理问题。如何客观全面地评估生态系统现状、变化和趋势,是生态学领域研究的热点和难点之一,成为关系着人类社会可持续发展的关键性命题之一。根据当前国内外研究主要成果,从生态系统综合评估的概念和内涵、框架模式和主要内容、发展趋势和挑战等三个方面,梳理和分析了生态系统综合评估的研究进展。基于"社会—经济—自然"复合生态系统角度和社会与生态系统的互动过程,综述了生态系统管理、生态系统服务、生态资产等概念和内涵,讨论和梳理了三者之间的关系。对相关国际组织和政府实施的全球、区域、国家等不同尺度的生态系统综合评估,分析归纳为"生态压力—政策响应"、"生态系统服务—人类福祉"、"服务价值—自然益惠"、"综合状况—变化趋势"等四种评估框架模式。但是,面对多元、综合、复杂、开放的生态系统,基于生态系统与人类社会交互关系的评估框架及相关理论研究、生态系统综合评估指标和方法体系构建、观测技术方法集成和数据同化、时空尺度选择和确定的协同等科学问题,将会成为今后生态系统综合评估发展趋势和挑战。  相似文献   

11.
Tools that support public engagement with sustainability are essential for local sustainability planning. This research investigates the ability of two geographic information system (GIS)-based tools to promote discussion of sustainability in a suburban context. A local ecological footprint tool and a community environmental atlas (an environmentally themed online mapping system) were created for seven suburban boroughs of Montreal. Variations of both tools have been used to support sustainability efforts, but their use has not been widely evaluated. Working from a public participation GIS (PPGIS) framework that recognizes the powerful influence of data representation, this research uses focus groups to evaluate how well these tools address three criteria that have emerged from the literature on public engagement in sustainability: interdependency across systems, reflexivity about personal and social decision making, and interactions across spatial scales. Whereas the atlas remains advantageous for discussing local spatial specifics, it was found that the ecological footprint helped people see the interconnections among systems, integrate local and global aspects of sustainability, and reflect on the values and assumptions underlying current social and economic structures.  相似文献   

12.
Shifts in resource availability and resulting land use changes are important research themes for coupled human and natural systems and human dimensions of global environmental change. This study examines the relationship between groundwater depletion and agricultural land use change within a single county in the High Plains, where agro-economic systems and populations are dependent on access to reliable groundwater supplies. Results indicate a significant relationship between high proportionate decreases in groundwater and land being removed from irrigation. This case study strengthens the links among local, regional, and global environmental change, and contributes to a greater understanding of the High Plains in the context of regional sustainability and vulnerability concerns.  相似文献   

13.
Spillover effect offsets the conservation effort in the Amazon   总被引:1,自引:0,他引:1  
Diverse conservation efforts have been expanding around the globe, even under the stress of increasing agricultural production. A striking example is the supply-chain agreements put upon the Amazon forest which had reduced deforestation by 80% from the early 2000s (27,772 km2) to 2015 (6207 km2). However, evaluation of these conservation efforts usually focused on the impacts within the Amazon biome only, while the effects that spill over to other areas (e.g., displacement of environmental pressure from one area to another) were rarely considered. Ignoring spillover effects may lead to biased or even wrong conclusions about the effectiveness of these conservation efforts because the hidden cost outside the target area of conservation may offset the achievement within it. It is thus important to assess the spillover effects of these supply-chain agreements. In this study, we used the two supply-chain agreements (i.e., Soy Moratorium and zero-deforestation beef agreement) implemented in the Amazon biome as examples and evaluated their spillover effects to the Cerrado. To achieve a holistic evaluation of the spillover effects, we adopted the telecoupling framework in our analysis. The application of the telecoupling framework includes the interactions between distant systems and extends the analytical boundaries beyond the signatory areas, which fill the gap of previous studies. Our results indicate that the supply-chain agreements have significantly reduced deforestation by half compared to projections within the sending system (i.e., Pará State in the Amazon, which exports soybeans and other agricultural products), but at the cost of increasing deforestation in the spillover system (i.e., a 6.6 time increase in Tocantins State of the Cerrado, where deforestation was affected by interactions between the Amazon and other places). Our study emphasizes that spillover effects should be considered in the evaluation and planning of conservation efforts, for which the telecoupling framework works as a useful tool to do that systematically.  相似文献   

14.
Sustainability and Sahelian soils: evidence from Niger   总被引:2,自引:0,他引:2  
It is difficult to produce systems for judging sustainability, despite general enthusiasm for the concept. Here we evaluate the 'capitals' formulation for sustainability, which attempts to bring together the social and the environmental dimensions of the issue, and which has gained wide currency. We concentrate our attention on the 'natural capital' element in this framework, which has apparently been seen as its least problematical component. We use data on soil erosion from a Sahelian agricultural community in Niger. Despite apparently high rates of erosion, we find it difficult to decide whether the system is sustainable (using the capitals or any other framework). It is even dubious whether sustainability is an urgent concern. We caution against imposing yet another poorly formulated set of concepts on this and similar systems.  相似文献   

15.
基于多代理模型的城市土地利用博弈模拟   总被引:1,自引:1,他引:0  
以美国达拉斯北部地区为例,通过建立基于多代理的人类系统和自然系统的耦合互动模型,研究不同土地管理策略的有效性.自然系统包含土地覆盖变化、流域水文动力学和野生动物栖息地生态系统.人类系统包括土地利益相关者(地主、屋主、开发商、政府)的影响土地利用变化价值观.系统强调自然对土地利用决策的反馈机制,不同类型代理相对空间位置的重要作用,以及同一类别中不同类型代理在特定情形下的相互转化.研究进行了两类模拟,一是模拟初始化的若干情景,包括不同类型地主和户主的分布、不同类型政府以及经济模型的假定;二是模拟主动式土地政策的实施效果.模拟结果表明,当政府购置保留地时考虑土地拥有者的价值观,较之单纯基于机会或生态因素更能导致有效的增长管理策略.  相似文献   

16.
Arid areas are widespread globally and support a third of the world’s population’s livelihoods. The increasing population, urbanization, land-use changes, and the climate significantly affect coupled natural and human systems and threaten environments and socio-ecological land systems. The degradation of drylands poses a severe and widespread threat to the lives of millions of people, especially in developing countries and in the global environment. This review assesses published literature on dryland socio-ecological systems to reveal current research trends and changes in research themes over time and introduces basic theories and advances in dryland socio-ecological system frameworks, resilience measurement, and regime shifts. Developing a more general but adaptable framework and a more practical strategy for long-term coordination and partnership and attaining specific insights into ecological services should receive more attention and be strengthened in future studies on drylands sustainability.  相似文献   

17.
This study developed a spatial dynamic model to examine the coupled natural–human responses in the form of changes in population and associated developed land area in the Lower Mississippi River Basin region. The goal was to identify key socioeconomic factors (utility) and environmental factors (hazard damages, elevation, and subsidence rate) that affected population changes, as well as to examine how population changes affected the local utility and the local environment reciprocally. We first applied areal interpolation techniques with the volume-preserving property to transform all the data at Year 2000 into a unified 3 km by 3 km cellular space. We then built an Elastic Net model to extract 12 variables from a set of 33 for the spatial dynamic model. Afterward, we calibrated the neighborhood effects with a genetic algorithm and use the spatial dynamic model to simulate population and developed land area in 2010. Furthermore, we took a Monte Carlo approach for analyzing the uncertainty of the model outcome. Our accuracy assessment shows that the model on average slightly overpredicts the number of population and the developed land percentage at 2010, as indicated by the low values of mean absolute deviation (MAD) due to quantity. On the other hand, the MADs due to allocation are larger than the MADs due to quantity, with most outliers found in the New Orleans region where population and urban development declined significantly during 2000–2010 after Hurricane Katrina. The proposed model sheds light on the complex relationships between coastal hazards and human responses and provides useful insights to strategic development for coastal sustainability.  相似文献   

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