人地系統(tǒng)可持續(xù)過程

1、地理學報ACTA GEOGRAPHICA SINICA 第69卷第8期2014年 8 月 V ol.69, No.8August, 2014收稿日期:2014-06-18;修訂日期:2014-08-02基金項目：中國科學院重點部署項目（KZZD-EW-06;國家自然科學基金重點項目（40830741國家科技支撐計劃項目（2008BAH31B01Fou ndatio n:Key Program of Chi nese Academy of Scien ces,No.KZZD-EW-06; KeyProject of the Natio nal Natural Scie nces Fou ndat

2、ion of Chi na, No.40830741;Natio nal Key Techno logy R&DProgram, No.2008BAH31B01作者簡介:樊杰（1961-男，研究員，博士生導師，中國地理學會會員（S110005375M,主要從事區(qū)域可持續(xù)發(fā)展問題研究。E-mail:fanjigs nrr.ac.c n1060-1068 頁人地系統(tǒng)可持續(xù)過程、格局的前沿探索樊杰（中國科學院地理科學與資源研究所，中國科學院區(qū)域可持續(xù)發(fā)展分析與模擬重點實驗室，北京100101摘要:本文結合筆者近年來在人文地理學前沿問題探討的綜述，闡釋了人一地系 統(tǒng)相互作用時空分異規(guī)律是現(xiàn)代地理學最高

3、層級的科學難題、也是決定未來地理學前途的 關鍵問題的認識,提出了截至目前開展人地系統(tǒng)綜合研究所采用的過程歸納、區(qū)域比較、定性分析、邏輯判斷”等4個實用方法，并圍繞著區(qū)域均衡、資源環(huán)境承載能力、地域功能、 空間結構等4個前沿領域，討論了影響區(qū)域發(fā)展格局變化的驅動力、自然圈對人類活動圈層 的作用、綜合地理區(qū)劃原理和方法、以及 生活一生產(chǎn)一生態(tài)”空間結構變化規(guī)律等研究的學 術思想，探討了未來地球”框架下區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究的意義和重要命題，認為自然科學 和社會科學交叉”、基礎研究和決策應用貫通”的復雜性科學基礎理論體系和綜合研究 集成方法體系建設,將深刻影響著人地系統(tǒng)過程和格局的研究進展。關鍵詞:人地

4、系統(tǒng);人文地理;可持續(xù)性；區(qū)域均衡；地域功能;承載能力；空間結構； 未來地球D0l:10.11821/dlxb2014080031人一地系統(tǒng)相互作用與地理學綜合研究人文地理學是地球表層科學的一個分支學科。地球表層科學研究的一個重要命 題，是自然圈層與人文圈層之間的相互作用規(guī)律，這是地球科學與其他天體星球科學研究的根本 區(qū)別1-2。相對于人類活動這一主體而言，自然圈層是人類活動主體的 自然環(huán)境。人類活動 主體和自然環(huán)境構成了一個極其復雜的相互作用系統(tǒng)3-5,其復雜性一方面表現(xiàn)為 主體” 環(huán)境”內(nèi)部各要素間、要素不同組合間、以及主體”和 環(huán)境”間的相互作用關 系多樣，特別是隨著人類活動主體與自然環(huán)

5、境之間融合 程度不斷加深，純”人類活動主 體、 純”自然環(huán)境越來越少，人類活動與自然環(huán)境 的界面越來越模糊，相互作用的內(nèi)生 化趨勢加劇、作用關系的復雜程度提高；另一方 面各種作用的驅動關系和影響機理通常還存在著因時、因地、因尺度不同而發(fā)生變異，加之人類活動在這一作用系統(tǒng)中的影響力加強，因人而異產(chǎn)生的不確定性顯著提升、作用機制的復雜程度提高。在自然科學與社會科學二元論為主導、復雜性科學研究方法滯后的過去，地理科學發(fā)展長期受阻，在綜合性研 究方面難以有實質(zhì)性 突破6-7。近年來，為了增強科學性采取微觀機理深化研究又加速了地理學科分化,綜合地理學面臨被瓦解的風險8。如何突出地理學的綜合性、以及如何在

6、地理學框架內(nèi)實現(xiàn)人一地系統(tǒng)相互作用機理的深化研究，已成為現(xiàn)代地理學最高層級的科 學難題，也是決定未來地理學前途和命運的關鍵問題9-11。傳統(tǒng)地理學科結構的特點，表現(xiàn)為自然地理學更具有基礎性研究和自然科學研究的性8期樊杰：人地系統(tǒng)可持續(xù)過程、格局的前沿探索質(zhì)12,而人文地理學是疊加在自然地理學之上，具有與現(xiàn)實社會經(jīng)濟發(fā)展關系 更密切、自然科學和社會科學雙重屬性交叉的性質(zhì)13。這種學科構成和學科性質(zhì)，必然使得人文地理 學在傳統(tǒng)地理學研究中，無法回避、輕視 綜合性”這一地理學 最高科學難點問題，更多地承載著破解 綜合性”難題的學科建設任務14。由于復 雜性科學發(fā)展滯后、綜合集成方 法體系還不成熟,人

7、文地理學者在過去應對綜合性 問題時，逐步形成了一套實用性強的方法論15-16。一是通常以過程歸納作為凝練 普適性規(guī)律的基本手段，但往往因影響因素和機 制的變化，在現(xiàn)狀問題研究中難以照 搬套用，在預測中難以直接進行推導延續(xù)；二是通常 以比較研究作為建立在長期經(jīng)驗 積累基礎上解析相似研究對象的基本方法，但往往因缺失 令人折服的可比較性論 證、以及忽略時空分異問題而被疑似為教條機械的方法；三是通常以定性分析作為 探究復雜對象內(nèi)在相互作用關系和機制的基本方法，但通常因缺乏清晰的作用關系機理表達和數(shù)理關系表達而有損定性結論的科學性和定量結論的精準性，且難以通過傳授和交流過程較快地實現(xiàn)對分析方法的掌握；四

8、是通常采用邏輯判斷作為診斷 問題和調(diào)控預測的基本方法，但往往又由于邏輯關系更多的是科學哲學層面的宏觀 思維而出現(xiàn) 具體結果多樣、共識程度低的情況。中國的人文地理學能夠長期堅守綜合研究的方向，主要得益于吳傳鈞對地理學 和人文地理學是一門交叉、綜合學科的定位，他把 人地關系地域系統(tǒng)”研究作為地 理學的方向,指明地理過程和地理格局研究是揭示地域系統(tǒng)成因機理和演變規(guī)律的 核心內(nèi)容，強調(diào)地域研究中的功能屬性、系統(tǒng)屬性、協(xié)調(diào)屬性、可持續(xù)屬性是凸現(xiàn) 地理學綜合研究的關鍵所在17。吳傳鈞對地理學定位的把握，較早地將地理學基 礎研究引向基于地域系統(tǒng)、探究 人地關系、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的學科方向上。傅伯 杰強調(diào)：影響

9、地理格局形成的各種物理、生物、化學 過程”以及經(jīng)濟、社會、文化過程”應作為地理過程研究的內(nèi)容，也是地 理學研究的重要領域。宋長青認為：豐富 學科體系、促進學科建設的科學難點問題，同關乎人類發(fā)展、影響文明進步的社會 熱點問題的復合、重疊，就是科學前沿問題。由此可 見,以可持續(xù)人地系統(tǒng)為研究對 象，按照地理過程和格局研究的基本范式，結合社會需求熱點，選擇具有前沿意義的科 學命題開展研究，是中國人文地理學學術貢獻和社會貢獻的一個特色18。表2是筆者近年來按照這一指導思想組織開展的主要研究工作。2人地系統(tǒng)若干前沿問題的探索2.1區(qū)域均衡人文地理格局演變過程的核心驅動力討論人文地理過程和格局變動的核心驅

10、動力，通常被認為是導致區(qū)域發(fā)展趨向穩(wěn)定 態(tài)一均衡格局的發(fā)展要素流動過程及由此引起的區(qū)域發(fā)展格局變動過程的作用力 19-22。這里，穩(wěn)定態(tài)的區(qū)域格局在傳統(tǒng)上多被表達為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平的均衡，也 就是說，區(qū)域之間經(jīng)濟 發(fā)展水平的差距形成的勢能差，是產(chǎn)生人文地理格局變動的核 心驅動力。從世界各國發(fā)展 歷程的歸納得出倒“ U型曲線規(guī)律，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展差距 經(jīng)歷了先擴大、后縮小的基本過 表1人文地理學在開展人地系統(tǒng)綜合研究中的實 用方法en vir onment systemfrom Chinese human geographer研究方法過程歸納區(qū)域比較定性分析邏輯判斷主要應用領域凝練普適性規(guī)律解析相似

11、研究對象探究復雜對象內(nèi)在相互作用關系和機制診斷問題和調(diào)控預測 存在問題 現(xiàn)狀研究難以照搬 預測研究難以順延 教條機械 定性結論的科學性欠缺定量結論的精準性欠缺結果多樣、共識程度低產(chǎn)生問題的 成因影響因素和機制發(fā)生變化 可比較性可信程度有限、時空分異考慮不足作用機理和數(shù)理關系不清局限在科學哲學層面的宏觀思維 106169卷地理學報程，拐點多出現(xiàn)在人均GDP達到1萬美元的時候。除了 穩(wěn)定態(tài)的 相對性:非均衡一均衡一非均衡的反復過程”之外，進一步研究表明，即使在人口完全 可以自由流動的前提下，也不存在區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平的絕對均衡。換句話說，區(qū)域發(fā)展進入穩(wěn)定態(tài)時，區(qū)域之間經(jīng) 濟發(fā)展水平仍存在著一定的差距

12、。這就說明，還存在著 另一種力量在彌補著因經(jīng)濟發(fā)展水 平差距產(chǎn)生的區(qū)域勢能差。這里有兩個可供研 究的邏輯起點:其一，人類需求是多樣的，而且隨著社會發(fā)展水平的提升，人的需求取 向和福祉構成將與 經(jīng)濟效益”的維度開始拉 大;其二，即使是區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平的差 距是決定區(qū)域均衡的關健，人們真正感受到的經(jīng)濟發(fā)展水平差距，最直接的是民生質(zhì) 量。針對第一點可以認為，區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平差距存在的前提下，區(qū)域均衡得以實現(xiàn) 的原因,是存在其它效益的區(qū)域差距恰恰彌補了經(jīng)濟效益的差距。如果我們簡單地 把各種效益歸納為經(jīng)濟效益、生態(tài)效益、社會效益，實現(xiàn)區(qū)域發(fā)展格局穩(wěn)定狀態(tài)的 必要條件就應該是三大效益之和在區(qū)域之間的均衡，

13、即區(qū)域發(fā)展綜合均衡模型23（或稱空間綜合均衡模型：D i =刀D imiP=刀D jm P j =D j式中:區(qū)域i和j綜合效益的人均水平值分別為 D i和D j , P為人口總量,D i 1 或D j 1是經(jīng)濟效 益、D i 2或D j 2是社會效益、D i 3或D j 3是生態(tài)效益。若不 計社會效益，則經(jīng)濟效益之差可以由 生態(tài)效益之差予以彌補，生態(tài)效益就成為經(jīng)濟效 益的函數(shù)，受區(qū)域發(fā)展差距狀態(tài)所決定。針對第二點，用GDP衡量區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平差距表征的是生產(chǎn)層面的區(qū)域差距 從生產(chǎn)層面到民生質(zhì)量，至少還經(jīng)過了收入分配、購買產(chǎn)品和服務等環(huán)節(jié) ，也就是說, 還受到政府財政的收入分配、個人收入水平、

14、實際購買力（受物價指數(shù)影響等影響。因此，以民生質(zhì)量為導向的經(jīng)濟效益 D i 1或D j 1的表達應該貫穿生產(chǎn)層、分 配層、消費層，相對傳統(tǒng)的生產(chǎn)層面均衡具有了立體特征，因此稱為立體區(qū)域經(jīng)濟均 衡模型。這兩個模型的復合，就將注重經(jīng)濟水平的區(qū)域均衡導向內(nèi)含經(jīng)濟、社會、生態(tài) 效益的民生質(zhì)量的區(qū)域均衡，也就是說，人文地理過程和格局變動的核心驅動力是民 生質(zhì)量區(qū)域差距所形成的勢能差。當以往局限于生產(chǎn)層面的經(jīng)濟發(fā)展水平均衡上 時，無法闡釋 勞動生產(chǎn)地域分工穩(wěn)定格局成立的充分條件是什么”這一問題，因此，從政策應用層面，就是生態(tài)建設區(qū)域、糧食主產(chǎn)區(qū)、礦產(chǎn)開發(fā)基地、重工業(yè)城市、輕 型工業(yè)城市等，在產(chǎn)業(yè)鏈條上附加

15、值不同，而承擔功能的經(jīng)濟收益存在巨大差別。如 果當?shù)氐拿裆|(zhì)量完全依靠這種地域分工收益的話，就出現(xiàn)從事基礎產(chǎn)業(yè)比重越高的區(qū)域越窮、從事公益性事業(yè)事務越多的區(qū)域越窮的情形，區(qū)域格局進入非均衡狀態(tài)，區(qū)域發(fā)展將極其不穩(wěn)定。按照經(jīng)濟學原理，這種不穩(wěn)定必然導致產(chǎn)業(yè)活動或公益 建設規(guī)模的縮小、通過改變基礎產(chǎn)業(yè)和公益性活動的供需關系，實現(xiàn)這類活動的經(jīng)濟效益的提升。正是由于基礎產(chǎn)業(yè)（如糧食和生態(tài)產(chǎn)品（如水資源短缺將對社會經(jīng) 濟體系造成極大破壞、甚至是災難性的，因此，維持其穩(wěn)定、規(guī)避風險就成為社會的 守夜人一政府必須應對的現(xiàn)實。因此，一方面要通過分配環(huán)節(jié) 表2近年來筆者主持 開展的若干人地系統(tǒng)前沿問題探索Tab

16、. 2Some fron tier即proaches on the huma n-en vir onment system accord ing to the authors work人地系統(tǒng)研究科學難點區(qū)域均衡基本原理人地相互作用機理綜合地理區(qū)劃 方法空間結構有序化 過程中國發(fā)展需求熱點 區(qū)域分工合作與 差異化區(qū)域發(fā)展模式 人口經(jīng)濟與資源環(huán) 境相協(xié)調(diào) 產(chǎn)業(yè)、城鎮(zhèn)布局和 國土安全格 局開發(fā)強度管制和資 源合理利用 人文地理學 學科前沿問題 區(qū)域發(fā)展綜合均衡 模 型、立體區(qū)域經(jīng)濟均衡模型資源環(huán)境承載能力 評價原理與方法地域功能生成機 理和空間組織方式 空間結構的數(shù)量比 例關系表達過程格局的 基礎

17、性研究 影響區(qū)域發(fā)展格局變化 過程”的驅動力研究 影響人 地系統(tǒng)分布 格局”的關鍵自然要素研究 揭示功能 格局”分異規(guī)律的 綜合研究 影 響空間結構變化 過程”的綜合研究 實踐應用的 社會貢獻 國土空間開發(fā)格局優(yōu)化 原則、京津冀都市圈區(qū)域規(guī) 戈V、廣西西江經(jīng)濟帶規(guī)劃 汶川、玉樹、舟曲、蘆山 重建規(guī)劃的基礎工作國家和省級主體功能區(qū)規(guī)劃基本原理和技術方法廣東省國土規(guī)劃、遼寧省海岸帶保護和利用規(guī)劃研制10628期樊杰：人地系統(tǒng)可持續(xù)過程、格局的前沿探索實現(xiàn)縮小民生質(zhì)量的差距 一這就是基本公共服務均等化的科學內(nèi)涵，另一方面 就是要通過社會效益和生態(tài)效益得到經(jīng)濟化的合理體現(xiàn)，用以彌補經(jīng)濟差距，實現(xiàn)綜 合

18、效益的均衡一這就是主體功能區(qū)提出的生態(tài)產(chǎn)品”等、十八大報告”中提出的經(jīng)濟生態(tài)社會效益 相統(tǒng)一 ”的優(yōu)化國土空間格局原則、以及十八屆三中全會決議”中有關資源和環(huán)境價值化的科學闡釋和依據(jù)24-25。2.2資源環(huán)境承載能力 自然圈層對人類活動圈層作用的探索當自然圈層同人類活動發(fā)生作用時，各自然地理要素才被賦予了資源屬性、環(huán) 境屬性和災害屬性。人類社會在不同發(fā)展階段表現(xiàn)出不同的自然觀和作用自然的 方式。在原始文 明、農(nóng)業(yè)文明時期，自然條件、特別是農(nóng)業(yè)自然資源對人類活動的 作用是直接的，地理環(huán)境決定論成為早期人類可持續(xù)發(fā)展的自然法則。工業(yè)文明時期，人類對自然資源的開發(fā)程 度不斷提升，隨著支撐工業(yè)化和城鎮(zhèn)

19、化的礦產(chǎn)資源、能 源資源、水土資源的開發(fā)規(guī)模持續(xù)增長,以及隨著環(huán)境污染不斷加重和生態(tài)服務功 能的持續(xù)減弱，資源上限、環(huán)境底線和生態(tài)安全成為制約人類可持續(xù)發(fā)展的關鍵，人 類如果不能合理調(diào)控生產(chǎn)方式和生活方式、調(diào)整空間結構和產(chǎn)業(yè)結構，以犧牲資源環(huán)境為代價換取發(fā)展的方式必然難以維系 26。協(xié)調(diào)人 類活動與自然圈層之間的 關系，就必須首先客觀認知和合理把握自然圈層作用人類活動的載體和規(guī)律，資源環(huán)境承載能力就是對這一載體的表達27。資源環(huán)境承載能力是自然圈層 同人類活 動相互作用所呈現(xiàn)的資源屬性、環(huán)境屬性和災害屬性的總和所能夠承載人類生產(chǎn) 和生活的能力，即資源環(huán)境承載能力是資源保障、環(huán)境容量、災害風險的

20、函數(shù)。資 源環(huán)境承載能力也是決定人類是否可持續(xù)發(fā)展的資源環(huán)境門檻的閾值表達，即資源環(huán)境承載能力 同時也是人類生產(chǎn)和生活方式、類型、結構、效率等的函數(shù)。從全球整體研究，通常是把食物量作為維系人類可持續(xù)發(fā)展的關鍵參數(shù)，把能夠 養(yǎng)活多少人作為資源環(huán)境承載能力的結果表達。若著眼于區(qū)域，因區(qū)域的開放性和部分資源環(huán)境要素的可流動性，使區(qū)域資源環(huán)境承載能力研究較全球資源環(huán)境承載 能力研究更為復 雜。如果把資源環(huán)境作為承載體，把人類生產(chǎn)生活作為承載對象，承 載體對承載對象的承 載能力的研究難點和重點在于：區(qū)域的尺度不同，影響區(qū)域 發(fā)展的自然條件是有差異 的,評價的指標構成和關鍵閾值的選擇是不同的。同一尺度的區(qū)

21、域承載對象不同對承載能力也產(chǎn)生重大影響，除承載對象類型不同需要選 擇不同的評價承載能力的指標體系之外,承載能力因承載對象的結構和效率不同也 會產(chǎn)生顯著的差異。區(qū)域承載體部分組成要素的開放性和流動性，使得區(qū)域承載 能力研究必須受制于開放性和流動性涉及的相關區(qū)域，也就是說，整體總量是控制組成各區(qū)域分量的約束條件。資源環(huán)境承載能力具有很強的短板效應，即制約區(qū)域 發(fā)展的某個關鍵要素就可以決定整體承載能力的大小 ；同時，資源環(huán)境承載能力還具 有很強的集成效應。資源環(huán)境承載能力是動態(tài)的，不僅可以通過人類整治改善自然、增加資源環(huán)境 承載能力，更重要的是可以通過調(diào)控人類生產(chǎn)和生活方式、增加資源環(huán)境承載能 力。

22、也就是說，資源環(huán)境承載能力具有很強的政策內(nèi)涵，可以作為評價區(qū)域可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)、制定區(qū)域可 持續(xù)發(fā)展規(guī)劃、調(diào)控區(qū)域可持續(xù)發(fā)展過程的重要依據(jù)和政策 手段。盡管資源環(huán)境承載能力的相關研究在國內(nèi)外起步較早，但一方面受地域系統(tǒng) 開放性、資源環(huán)境要素流動性、承載 對象不確定性等研究難點的制約，另一方面因 研究成果的政策內(nèi)涵不夠、應用能力不足、應用需求不旺,資源環(huán)境承載能力研究難以有實質(zhì)性突破。2008年汶川特大地震發(fā)生 后，筆者參與起草國務院汶川重建工 作方案時提出將資源環(huán)境承載能力評價作為災后恢復重建規(guī)劃的基礎和重建工作的前提，并首次在我國嘗試將資源環(huán)境承載力評價”作為人口資源環(huán)境相均衡”的 基礎性科技

23、支撐工作27。此后，科學認知區(qū)域的資源環(huán)境承載 能力,不僅在玉樹、 舟曲、蘆山災后恢復重建規(guī)劃和重建工作中得到整體應用，而且被逐步推廣到越來越多的國土空間規(guī)劃和社會經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃中，成為尊重自然、順應自然、保106369卷地理學報護自然的重要依據(jù)。在生態(tài)文明建設時期，建立資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預警機 制成為可持 續(xù)發(fā)展的一項重要制度，已被寫入黨的十八屆三中全會決議當中，通過對 不同區(qū)域資源環(huán) 境承載能力不超載、臨界超載、超載狀態(tài)的識別和成因的分析，為調(diào)控區(qū)域發(fā)展目標和路 徑提供依據(jù),在完善政府空間治理體系、統(tǒng)籌國土空間合理 配置中發(fā)揮實質(zhì)性作用。2.3地域功能 綜合地理區(qū)劃的嘗試陸地表層格局、特別

24、是人文地理格局是自然和人文過程相互作用產(chǎn)生的共同結 果。長期以來，刻畫區(qū)域分異格局的基本地理學方法 區(qū)劃,卻在解決自然一人 文綜合作用形成的統(tǒng)一地表格局方面難以實現(xiàn)突破28。究竟地表既符合自然圈 層可持續(xù)過程、又能滿足人類活動不斷增長和豐富需求的格局是怎樣的形態(tài)，這是 現(xiàn)實發(fā)展給地理學提出的重要命題。綜合地理區(qū)劃不僅受到人文和自然要素集成 方法的障礙，更重要的是沒有解決 綜合區(qū)劃的目標是什么？這一基本問題,在缺失 綜合地理區(qū)劃目標的前提下，指標體系的選 擇和區(qū)劃表達的內(nèi)容就無從談起。地域 功能研究解決了地理學開展綜合區(qū)劃缺失目標導向的問題，進而在區(qū)劃的技術手段與方法上嘗試了自然和人文因素的復合

25、，為開展綜合地理區(qū)劃至少提供了一種可 行、有用的途徑。陸地表層在沒有人類活動的前提下，自然界在地域空間上會形成差異化的自然 地理地 域功能類型，形成了有序的自然生態(tài)格局。這樣的生態(tài)格局保障了不同自然 要素之間和不同功能地域之間的作用聯(lián)系，維系了自然生態(tài)系統(tǒng)的相對穩(wěn)定性。當 人類活動介入后，經(jīng)濟社會發(fā)展遵循著自身的空間配置規(guī)律，各種生產(chǎn)和生活活動有 著自身的區(qū)位指向和選擇 原理，僅從滿足生產(chǎn)、生活活動空間區(qū)位和布局合理性角 度進行的選擇，有可能會是選擇 自然生態(tài)系統(tǒng)重要性程度高、或脆弱性強的區(qū)域 ，對 自然生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性產(chǎn)生破壞并最終反饋影響到人類的可持續(xù)發(fā)展；反之，滿足 自然生態(tài)系統(tǒng)本底功

26、能要求的區(qū)位或區(qū) 域,可能又不是人類活動適宜的位置，影響到 人類發(fā)展的競爭能力和生活品質(zhì)29?？梢?從 人”或地”任何一個系統(tǒng)出發(fā)所構 造的空間結構都是不合理的，需要進行綜合的、 集成的功能分區(qū)。地域功能是指一定地域在更大的地域范圍內(nèi)，在自然資源和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中、 在人類生產(chǎn)和生活活動中所履行的綜合職能和發(fā)揮的作用29。與地域功能相關的是功能區(qū)，即承載一定地域功能的區(qū)域。地域功能的研究就是在識別地域功能類 型的基礎上，優(yōu)化空間組 織，尋求最優(yōu)或次優(yōu)的功能區(qū)劃方案30。合理的功能區(qū)組 織方案至少應符合三個方面的要 求,同時滿足對自然生態(tài)系統(tǒng)干擾小、有利于自 然可持續(xù)發(fā)展，又支撐人類不斷增長的生產(chǎn)

27、生活需要的雙重目標；實現(xiàn)不同功能 區(qū)綜合發(fā)展效益的均等，這是保障不同地域功能建設的前提條件，本文在區(qū)域均衡” 小節(jié)中討論了這個問題；實現(xiàn)各功能區(qū) 所組成整體的效益最大化，而這不僅同功 能如何劃分有關一空間結構問題，而且與時間取值有關一地域功能的類型、功能區(qū) 劃的方案會因時間的不同而發(fā)生變動。地域功能格局形成的地理過程，主要由相對穩(wěn)定的生態(tài)功能格局下土地利用功 能格局的變化過程、以及受人居環(huán)境和產(chǎn)業(yè)區(qū)位選擇牽動的人口和產(chǎn)業(yè)集聚疏散 過程所構成。地 域功能區(qū)劃的應用實踐是主體功能區(qū)規(guī)劃，筆者主持的項目歷時近 10年,通過確定主體功能區(qū)劃原則和指標體系、評價國土空間功能適宜性、制定和 培訓國家和省級

28、主體功能區(qū) 劃分技術規(guī)程、研制國家級主體功能區(qū)劃草案、編制 案例省份主體功能區(qū)規(guī)劃等，為主體功能區(qū)規(guī)劃、戰(zhàn)略和制度的形成作出了重要的科技支撐，使主體功能區(qū)成為貫徹落實人口 資源環(huán)境相均衡、經(jīng)濟社會生態(tài)效益相 統(tǒng)一原則的基礎性空間布局方案22。2.4空間結構從空間形態(tài)的結構拓展到數(shù)量關系的結構點、線、面”是刻畫人文地理格局空間形態(tài)的三種要素。陸大道先生提出的點 軸系統(tǒng)理論創(chuàng)建了有關點”和線”的空間組織與演變的規(guī)律，成為我國不同空間 尺度進行國土空間開發(fā)格局組織的基礎模式6。點軸理論更多地闡釋了空間形態(tài)為主體表達空間10648期樊杰：人地系統(tǒng)可持續(xù)過程、格局的前沿探索1065圖1三大空間比例關系演

29、變過程 (a 和類型區(qū)(b 示意圖 Fig. 1 The proportion of the productive, living and ecologic spaces for temporal evoluti on (a and fun cti on zone (b吉構的形成過程及作用 機制，如果要進行空間開發(fā)強度的管制，同時需要更多地從功能空間的比例關系來揭示不同自然地理環(huán)境背景下、不同發(fā)展水平和發(fā)展階段的空間結構演變規(guī)律。生產(chǎn)空間、生活空間、生態(tài)空間”不僅彌補了點軸”系統(tǒng)中面狀空間組織結構缺失的問題，同時，拓展為生產(chǎn)、生活和生態(tài)三大空間比例關系表達空間結 構，使其形成與點一線一面空間形

30、態(tài)構筑的空間結構相互支撐，初步揭示了空間 結構有序化演進規(guī)律26。這一學術思想被全面應用到筆者主持的國土資源部、廣 東省人民政府和中國科學院 合作開展的 廣東省國土規(guī)劃”試點工作中。3未來地 球”框架下的區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究從以上前沿領域的探索可以看出，過去10多年里，筆者及其團隊秉承吳傳鈞先生人地關系地域系統(tǒng)的學術脈絡，在陸大道先生指導下，以不同空間尺度的區(qū)域可持續(xù)發(fā)展為目標、以人文圈層和自然圈層相互作用為研究重點，把人口經(jīng)濟資源環(huán)境協(xié)調(diào)作為科學認知人文地理過程和格局的主要基礎，開展了地理學綜合問題的初步探索。與此同時，國內(nèi)人文地理學也呈現(xiàn)出另一個取向，在接軌國際前沿過程中加劇了人文地理學的人

31、文化傾向，相關研究在更加深刻揭示社會文化新因素和新機制在人文地理格局產(chǎn)生和演變過程中 的作用的同時20-21，也出現(xiàn)了邁入較為單純的社會科學的跡象，如果這種轉身演變?yōu)槿宋牡乩韺W整體的行為，就有可能對地理學產(chǎn)生巨大的破壞力。事實上， 目前國外人文地理學也正在擺脫簡單地以經(jīng)濟過程、文化社會轉型、行為心理為牽引的發(fā)展路徑，越來越 關注可持續(xù)性的研究，并被認為是發(fā)揮地理學科優(yōu)勢、 直面現(xiàn)實問題的重要方向，GIS技術和模型方法為這一選項提供了方法支撐11。 國外人文地理學開始注重可持續(xù)發(fā)展研究的這一趨勢同地球科學研究的總體趨向是 一致的。目前地球科學提出的 朱來地球”研究計劃把地球整體性研究與地球可持

32、續(xù)發(fā)展研究結合起來、采用自然科學與社會科學相融合的方法、注重基礎研究與 決策應用的貫穿，越來越得到廣大地球科學工作者的認同，同樣也引導地理學在 直面 綜合性”研究方面共 識越來越高、學術探究和面向應用的行動也趨于同歸 9- 11。應該說，朱來地球”的理念和 基本框架同黃秉維先生晚年對地理學的思考和設計、與吳傳鈞先生人地關系地域系統(tǒng)理論體系和應用目標的創(chuàng)新貢獻，是完全一致的。事實上，開展系統(tǒng)地理學、綜合地理學、統(tǒng)一地理學研究的嘗試，一直在地理學界沒有被放棄。自然地理學和人文地理學斷裂的地理學不能成為真正的地理學，忽視人文圈層和自然圈層相互作用的地球系統(tǒng)科學也不是真正的地球系統(tǒng)科學。地理學的綜合性

33、研究，比較現(xiàn)實的一個領域方向是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展”研究，這里的1066地理學報69卷表3區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究的若干關鍵科學問題 Tab. 3 Key issues of regi onal susta in able developme nt research based on geograp地域 （陸地 表層一人地關系一可持續(xù)發(fā)展 因素與機理 區(qū)域可持續(xù)發(fā)展（社會一環(huán)境動力學、 影響人地系統(tǒng)變化的因素與機理及其時空分異規(guī)（科學研究的一般范疇律、資源 環(huán)境承載一響應一適應，人文因素作用的不確定性，等等功能與系統(tǒng) 地域功能生成和演化、點一軸一面”空間結構、生活一生產(chǎn)一生態(tài)”空間比例的時空特（地理科學的

34、基本范疇 征、人地關系地域系統(tǒng)的功能和質(zhì)量、優(yōu)化調(diào)控的關鍵政策閥門，等等過程與格局自然圈和人文圈相互作用、實體空間和非實體空間相互作 用、區(qū)域依賴性、流空間過程和（地理科學的基本范疇 格局、不同區(qū)位原理的空 間耦合、綜合地理區(qū)劃原理和方法，等等尺度與界面區(qū)位到空間結構的集成、 不同空間尺度地域功能和結構的轉換、人文一自然界面對地理過（地理科學的特殊范疇程和格局的作用、人文界面（線對物質(zhì)和非物質(zhì)流的作用， 等等 區(qū)域”可以是不同空間尺度的。在陸大道先生的率領下，區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究成為中國科學院地理資源所人文一經(jīng)濟地理研究團隊的主攻方向，并取得一定的成就和影響，得到中國科學院重點學科領域發(fā)展規(guī)劃的

35、認可。2007年，中國科學院開展中國至2050年重要 領域科技發(fā)展路線圖戰(zhàn)略研究中，區(qū)域發(fā)展”被列為18大領域之一31 (18個領域是：能 源、水資源、礦產(chǎn)資源、海洋、油氣資源、人口健康、農(nóng) 業(yè)、生態(tài)與環(huán)境、生物質(zhì)資源、區(qū)域發(fā)展、空間、信息、先進制造、先進材料、納米、大科學裝置、重大交叉前沿、國家 與公共安全。如果以 地域(陸地表層一 人地關系一可持續(xù)發(fā)展”為橫軸、以地理學命 題的基本范疇 因素+機理、功能+系 統(tǒng)、過程+格局、尺度+界面”為縱軸，人文地理學 過程和格局研究的關鍵學科問題 梳理見表3,由于其中許多問題目前已被現(xiàn)實發(fā)展高度關 注，將有可能成為近期學 科探索的前沿領域。 我國正在經(jīng)

36、歷著社會治理、政府決策步入科學化的轉型過 程，當空間管治、區(qū)域戰(zhàn)略和國土規(guī)劃越來越成為調(diào)控人類空間行為的重要政策 工具時，科技支撐能力難以滿足現(xiàn)實發(fā)展需求的差距問題被越來越充分地顯示出 來。國家可持續(xù)城鎮(zhèn)化需要資源環(huán)境的保障，但資源環(huán)境承載能力的數(shù)據(jù)質(zhì)量和預警方法目前都亟待開發(fā)建設；國家需要通過開發(fā)強度管制實現(xiàn)生態(tài)、生活、生產(chǎn)空間結構優(yōu)化，但不同自然環(huán)境和發(fā)展基礎的區(qū)域合理空間結構還沒有建構可信的理論模型；國家優(yōu)化國土空間開發(fā)格局的原則確定為人口資源環(huán)境 相均衡、經(jīng)濟社會生態(tài)效益相統(tǒng)一 ”，將這一原則通過科學分解、進行貫徹落實的理論依據(jù)和標準仍停留在宏觀理念的討論上。比照十八大報告、十八屆三中

37、全會決議中有關 城鎮(zhèn)化、可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)文明建設等任務，人文地理學、地理學、地球科學的 學科建設要求 迫切、任務艱巨、意義重大。隨著我國可持續(xù)發(fā)展需求的不斷旺盛及對科學界的要求不斷明確，加之 未來地球”等外來理念影響和國際前沿的牽 引，重視人類活動與自然環(huán)境變化的相互影響、響應適應，重視學科交叉綜合解決全球和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展問題等越來越成為共識。目前困擾朱來地球”在中國得以推進、困擾資源環(huán)境科學在解決中國重大可持續(xù)發(fā)展問題發(fā)揮重要作用的主要障礙，除了復雜系統(tǒng)科學和自然科學 一社會科學相融合的基礎理論薄弱之外，更 為現(xiàn)實的問題是，怎樣認識因研究對象的改變、理論基礎的改變、學科和知識構成 的改變，而

38、需要有適合的研究方法體系，按照一些學科擅長且行之有效的方法論 移植或照搬到 復雜對象和復雜問題研究上，有可能歪曲了復雜性科學機理的闡 釋，影響到綜合性學術價值的效果。因此，包容的科學文化和相互尊重的學術氛圍，可能成為近期在 朱來地球”框架下實現(xiàn)研究創(chuàng)新和科學跨越的關鍵。致謝：以上研究項目承蒙國家基金委、中國科學院、國家發(fā)改委、相關地方政府等部門的 立項資助，在 此致以謝意！同時，感謝陸大道院士和項目組諸多同事在研究中給 與的指導和幫助，感謝湯青、周侃、蔣子龍、孔維鋒在成文過程中所做的輔助性工作。8期樊杰：人地系統(tǒng)可持續(xù)過程、格局的前沿探索1067參考文獻(References1 Huang B

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