人地系統(tǒng)可持續(xù)過程

1、地理學(xué)報(bào)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(xiàng)目：中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目（KZZD-EW-06;國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（40830741國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)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(jiǎn)介:樊杰（1961-男，研究員，博士生導(dǎo)師，中國(guó)地理學(xué)會(huì)會(huì)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(yè)人地系統(tǒng)可持續(xù)過程、格局的前沿探索樊杰（中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，中國(guó)科學(xué)院區(qū)域可持續(xù)發(fā)展分析與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100101摘要:本文結(jié)合筆者近年來在人文地理學(xué)前沿問題探討的綜述，闡釋了人一地系 統(tǒng)相互作用時(shí)空分異規(guī)律是現(xiàn)代地理學(xué)最高

3、層級(jí)的科學(xué)難題、也是決定未來地理學(xué)前途的 關(guān)鍵問題的認(rèn)識(shí),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(gè)實(shí)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(jié)構(gòu)等4個(gè)前沿領(lǐng)域，討論了影響區(qū)域發(fā)展格局變化的驅(qū)動(dòng)力、自然圈對(duì)人類活動(dòng)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(jié)構(gòu)變化規(guī)律等研究的學(xué) 術(shù)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(rèn)為自然科學(xué) 和社會(huì)科學(xué)交叉”、基礎(chǔ)研究和決策應(yīng)用貫通”的復(fù)雜性科學(xué)基礎(chǔ)理論體系和綜合研究 集成方法體系建設(shè),將深刻影響著人地系統(tǒng)過程和格局的研究進(jìn)展。關(guān)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(jié)構(gòu)； 未來地球D0l:10.11821/dlxb2014080031人一地系統(tǒng)相互作用與地理學(xué)綜合研究人文地理學(xué)是地球表層科學(xué)的一個(gè)分支學(xué)科。地球表層科學(xué)研究的一個(gè)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(xué)與其他天體星球科學(xué)研究的根本 區(qū)別1-2。相對(duì)于人類活動(dòng)這一主體而言，自然圈層是人類活動(dòng)主體的 自然環(huán)境。人類活動(dòng) 主體和自然環(huán)境構(gòu)成了一個(gè)極其復(fù)雜的相互作用系統(tǒng)3-5,其復(fù)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(guān) 系多樣，特別是隨著人類活動(dòng)主體與自然環(huán)

5、境之間融合 程度不斷加深，純”人類活動(dòng)主 體、 純”自然環(huán)境越來越少，人類活動(dòng)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(shì)加劇、作用關(guān)系的復(fù)雜程度提高；另一方 面各種作用的驅(qū)動(dòng)關(guān)系和影響機(jī)理通常還存在著因時(shí)、因地、因尺度不同而發(fā)生變異，加之人類活動(dòng)在這一作用系統(tǒng)中的影響力加強(qiáng)，因人而異產(chǎn)生的不確定性顯著提升、作用機(jī)制的復(fù)雜程度提高。在自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)二元論為主導(dǎo)、復(fù)雜性科學(xué)研究方法滯后的過去，地理科學(xué)發(fā)展長(zhǎng)期受阻，在綜合性研 究方面難以有實(shí)質(zhì)性 突破6-7。近年來，為了增強(qiáng)科學(xué)性采取微觀機(jī)理深化研究又加速了地理學(xué)科分化,綜合地理學(xué)面臨被瓦解的風(fēng)險(xiǎn)8。如何突出地理學(xué)的綜合性、以及如何在

6、地理學(xué)框架內(nèi)實(shí)現(xiàn)人一地系統(tǒng)相互作用機(jī)理的深化研究，已成為現(xiàn)代地理學(xué)最高層級(jí)的科 學(xué)難題，也是決定未來地理學(xué)前途和命運(yùn)的關(guān)鍵問題9-11。傳統(tǒng)地理學(xué)科結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，表現(xiàn)為自然地理學(xué)更具有基礎(chǔ)性研究和自然科學(xué)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(xué)是疊加在自然地理學(xué)之上，具有與現(xiàn)實(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系 更密切、自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)雙重屬性交叉的性質(zhì)13。這種學(xué)科構(gòu)成和學(xué)科性質(zhì)，必然使得人文地理 學(xué)在傳統(tǒng)地理學(xué)研究中，無法回避、輕視 綜合性”這一地理學(xué) 最高科學(xué)難點(diǎn)問題，更多地承載著破解 綜合性”難題的學(xué)科建設(shè)任務(wù)14。由于復(fù) 雜性科學(xué)發(fā)展滯后、綜合集成方 法體系還不成熟,人

7、文地理學(xué)者在過去應(yīng)對(duì)綜合性 問題時(shí)，逐步形成了一套實(shí)用性強(qiáng)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(jī) 制的變化，在現(xiàn)狀問題研究中難以照 搬套用，在預(yù)測(cè)中難以直接進(jìn)行推導(dǎo)延續(xù)；二是通常 以比較研究作為建立在長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn) 積累基礎(chǔ)上解析相似研究對(duì)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(shí)空分異問題而被疑似為教條機(jī)械的方法；三是通常以定性分析作為 探究復(fù)雜對(duì)象內(nèi)在相互作用關(guān)系和機(jī)制的基本方法，但通常因缺乏清晰的作用關(guān)系機(jī)理表達(dá)和數(shù)理關(guān)系表達(dá)而有損定性結(jié)論的科學(xué)性和定量結(jié)論的精準(zhǔn)性，且難以通過傳授和交流過程較快地實(shí)現(xiàn)對(duì)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(yù)測(cè)的基本方法，但往往又由于邏輯關(guān)系更多的是科學(xué)哲學(xué)層面的宏觀 思維而出現(xiàn) 具體結(jié)果多樣、共識(shí)程度低的情況。中國(guó)的人文地理學(xué)能夠長(zhǎng)期堅(jiān)守綜合研究的方向，主要得益于吳傳鈞對(duì)地理學(xué) 和人文地理學(xué)是一門交叉、綜合學(xué)科的定位，他把 人地關(guān)系地域系統(tǒng)”研究作為地 理學(xué)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(jī)理和演變規(guī)律的 核心內(nèi)容，強(qiáng)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(xué)綜合研究的關(guān)鍵所在17。吳傳鈞對(duì)地理學(xué)定位的把握，較早地將地理學(xué)基 礎(chǔ)研究引向基于地域系統(tǒng)、探究 人地關(guān)系、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的學(xué)科方向上。傅伯 杰強(qiáng)調(diào)：影響

9、地理格局形成的各種物理、生物、化學(xué) 過程”以及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化過程”應(yīng)作為地理過程研究的內(nèi)容，也是地 理學(xué)研究的重要領(lǐng)域。宋長(zhǎng)青認(rèn)為：豐富 學(xué)科體系、促進(jìn)學(xué)科建設(shè)的科學(xué)難點(diǎn)問題，同關(guān)乎人類發(fā)展、影響文明進(jìn)步的社會(huì) 熱點(diǎn)問題的復(fù)合、重疊，就是科學(xué)前沿問題。由此可 見,以可持續(xù)人地系統(tǒng)為研究對(duì) 象，按照地理過程和格局研究的基本范式，結(jié)合社會(huì)需求熱點(diǎn)，選擇具有前沿意義的科 學(xué)命題開展研究，是中國(guó)人文地理學(xué)學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)和社會(huì)貢獻(xiàn)的一個(gè)特色18。表2是筆者近年來按照這一指導(dǎo)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(qū)動(dòng)力討論人文地理過程和格局變動(dòng)的核心驅(qū)

10、動(dòng)力，通常被認(rèn)為是導(dǎo)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(dòng)過程及由此引起的區(qū)域發(fā)展格局變動(dòng)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(dá)為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的均衡，也 就是說，區(qū)域之間經(jīng)濟(jì) 發(fā)展水平的差距形成的勢(shì)能差，是產(chǎn)生人文地理格局變動(dòng)的核 心驅(qū)動(dòng)力。從世界各國(guó)發(fā)展 歷程的歸納得出倒“ U型曲線規(guī)律，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展差距 經(jīng)歷了先擴(kuò)大、后縮小的基本過 表1人文地理學(xué)在開展人地系統(tǒng)綜合研究中的實(shí) 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(yīng)用領(lǐng)域凝練普適性規(guī)律解析相似

11、研究對(duì)象探究復(fù)雜對(duì)象內(nèi)在相互作用關(guān)系和機(jī)制診斷問題和調(diào)控預(yù)測(cè) 存在問題 現(xiàn)狀研究難以照搬 預(yù)測(cè)研究難以順延 教條機(jī)械 定性結(jié)論的科學(xué)性欠缺定量結(jié)論的精準(zhǔn)性欠缺結(jié)果多樣、共識(shí)程度低產(chǎn)生問題的 成因影響因素和機(jī)制發(fā)生變化 可比較性可信程度有限、時(shí)空分異考慮不足作用機(jī)理和數(shù)理關(guān)系不清局限在科學(xué)哲學(xué)層面的宏觀思維 106169卷地理學(xué)報(bào)程，拐點(diǎn)多出現(xiàn)在人均GDP達(dá)到1萬美元的時(shí)候。除了 穩(wěn)定態(tài)的 相對(duì)性:非均衡一均衡一非均衡的反復(fù)過程”之外，進(jìn)一步研究表明，即使在人口完全 可以自由流動(dòng)的前提下，也不存在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的絕對(duì)均衡。換句話說，區(qū)域發(fā)展進(jìn)入穩(wěn)定態(tài)時(shí)，區(qū)域之間經(jīng) 濟(jì)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(bǔ)著因經(jīng)濟(jì)發(fā)展水 平差距產(chǎn)生的區(qū)域勢(shì)能差。這里有兩個(gè)可供研 究的邏輯起點(diǎn):其一，人類需求是多樣的，而且隨著社會(huì)發(fā)展水平的提升，人的需求取 向和福祉構(gòu)成將與 經(jīng)濟(jì)效益”的維度開始拉 大;其二，即使是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差 距是決定區(qū)域均衡的關(guān)健，人們真正感受到的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距，最直接的是民生質(zhì) 量。針對(duì)第一點(diǎn)可以認(rèn)為，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距存在的前提下，區(qū)域均衡得以實(shí)現(xiàn) 的原因,是存在其它效益的區(qū)域差距恰恰彌補(bǔ)了經(jīng)濟(jì)效益的差距。如果我們簡(jiǎn)單地 把各種效益歸納為經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)區(qū)域發(fā)展格局穩(wěn)定狀態(tài)的 必要條件就應(yīng)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(jì)效 益、D i 2或D j 2是社會(huì)效益、D i 3或D j 3是生態(tài)效益。若不 計(jì)社會(huì)效益，則經(jīng)濟(jì)效益之差可以由 生態(tài)效益之差予以彌補(bǔ)，生態(tài)效益就成為經(jīng)濟(jì)效 益的函數(shù)，受區(qū)域發(fā)展差距狀態(tài)所決定。針對(duì)第二點(diǎn)，用GDP衡量區(qū)域經(jīng)濟(jì)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(gòu)買產(chǎn)品和服務(wù)等環(huán)節(jié) ，也就是說, 還受到政府財(cái)政的收入分配、個(gè)人收入水平、

14、實(shí)際購(gòu)買力（受物價(jià)指數(shù)影響等影響。因此，以民生質(zhì)量為導(dǎo)向的經(jīng)濟(jì)效益 D i 1或D j 1的表達(dá)應(yīng)該貫穿生產(chǎn)層、分 配層、消費(fèi)層，相對(duì)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(jì)均 衡模型。這兩個(gè)模型的復(fù)合，就將注重經(jīng)濟(jì)水平的區(qū)域均衡導(dǎo)向內(nèi)含經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、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(dòng)的核心驅(qū)動(dòng)力是民 生質(zhì)量區(qū)域差距所形成的勢(shì)能差。當(dāng)以往局限于生產(chǎn)層面的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平均衡上 時(shí)，無法闡釋 勞動(dòng)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(yīng)用層面，就是生態(tài)建設(shè)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(dān)功能的經(jīng)濟(jì)收益存在巨大差別。如 果當(dāng)?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(chǔ)產(chǎn)業(yè)比重越高的區(qū)域越窮、從事公益性事業(yè)事務(wù)越多的區(qū)域越窮的情形，區(qū)域格局進(jìn)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(jì)學(xué)原理，這種不穩(wěn)定必然導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)活動(dòng)或公益 建設(shè)規(guī)模的縮小、通過改變基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和公益性活動(dòng)的供需關(guān)系，實(shí)現(xiàn)這類活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)效益的提升。正是由于基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)（如糧食和生態(tài)產(chǎn)品（如水資源短缺將對(duì)社會(huì)經(jīng) 濟(jì)體系造成極大破壞、甚至是災(zāi)難性的，因此，維持其穩(wěn)定、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)就成為社會(huì)的 守夜人一政府必須應(yīng)對(duì)的現(xiàn)實(shí)。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(xué)難點(diǎn)區(qū)域均衡基本原理人地相互作用機(jī)理綜合地理區(qū)劃 方法空間結(jié)構(gòu)有序化 過程中國(guó)發(fā)展需求熱點(diǎn) 區(qū)域分工合作與 差異化區(qū)域發(fā)展模式 人口經(jīng)濟(jì)與資源環(huán) 境相協(xié)調(diào) 產(chǎn)業(yè)、城鎮(zhèn)布局和 國(guó)土安全格 局開發(fā)強(qiáng)度管制和資 源合理利用 人文地理學(xué) 學(xué)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(jì)均衡模型資源環(huán)境承載能力 評(píng)價(jià)原理與方法地域功能生成機(jī) 理和空間組織方式 空間結(jié)構(gòu)的數(shù)量比 例關(guān)系表達(dá)過程格局的 基礎(chǔ)

17、性研究 影響區(qū)域發(fā)展格局變化 過程”的驅(qū)動(dòng)力研究 影響人 地系統(tǒng)分布 格局”的關(guān)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(jié)構(gòu)變化 過程”的綜合研究 實(shí)踐應(yīng)用的 社會(huì)貢獻(xiàn) 國(guó)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(jì)帶規(guī)劃 汶川、玉樹、舟曲、蘆山 重建規(guī)劃的基礎(chǔ)工作國(guó)家和省級(jí)主體功能區(qū)規(guī)劃基本原理和技術(shù)方法廣東省國(guó)土規(guī)劃、遼寧省海岸帶保護(hù)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(shí)現(xiàn)縮小民生質(zhì)量的差距 一這就是基本公共服務(wù)均等化的科學(xué)內(nèi)涵，另一方面 就是要通過社會(huì)效益和生態(tài)效益得到經(jīng)濟(jì)化的合理體現(xiàn)，用以彌補(bǔ)經(jīng)濟(jì)差距，實(shí)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(bào)告”中提出的經(jīng)濟(jì)生態(tài)社會(huì)效益 相統(tǒng)一 ”的優(yōu)化國(guó)土空間格局原則、以及十八屆三中全會(huì)決議”中有關(guān)資源和環(huán)境價(jià)值化的科學(xué)闡釋和依據(jù)24-25。2.2資源環(huán)境承載能力 自然圈層對(duì)人類活動(dòng)圈層作用的探索當(dāng)自然圈層同人類活動(dòng)發(fā)生作用時(shí)，各自然地理要素才被賦予了資源屬性、環(huán) 境屬性和災(zāi)害屬性。人類社會(huì)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(shí)期，自然條件、特別是農(nóng)業(yè)自然資源對(duì)人類活動(dòng)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(shí)期，人類對(duì)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(zhǎng),以及隨著環(huán)境污染不斷加重和生態(tài)服務(wù)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(guān)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(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，以犧牲資源環(huán)境為代價(jià)換取發(fā)展的方式必然難以維系 26。協(xié)調(diào)人 類活動(dòng)與自然圈層之間的 關(guān)系，就必須首先客觀認(rèn)知和合理把握自然圈層作用人類活動(dòng)的載體和規(guī)律，資源環(huán)境承載能力就是對(duì)這一載體的表達(dá)27。資源環(huán)境承載能力是自然圈層 同人類活 動(dòng)相互作用所呈現(xiàn)的資源屬性、環(huán)境屬性和災(zāi)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(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)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(dá)，即資源環(huán)境承載能力 同時(shí)也是人類生產(chǎn)和生活方式、類型、結(jié)構(gòu)、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(guān)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(jié)果表達(dá)。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(dòng)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(fù) 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(duì)象，承 載體對(duì)承載對(duì)象的承 載能力的研究難點(diǎn)和重點(diǎn)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(píng)價(jià)的指標(biāo)構(gòu)成和關(guān)鍵閾值的選擇是不同的。同一尺度的區(qū)

21、域承載對(duì)象不同對(duì)承載能力也產(chǎn)生重大影響，除承載對(duì)象類型不同需要選 擇不同的評(píng)價(jià)承載能力的指標(biāo)體系之外,承載能力因承載對(duì)象的結(jié)構(gòu)和效率不同也 會(huì)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(dòng)性，使得區(qū)域承載 能力研究必須受制于開放性和流動(dòng)性涉及的相關(guān)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(qiáng)的短板效應(yīng)，即制約區(qū)域 發(fā)展的某個(gè)關(guān)鍵要素就可以決定整體承載能力的大小 ；同時(shí)，資源環(huán)境承載能力還具 有很強(qiáng)的集成效應(yīng)。資源環(huán)境承載能力是動(dòng)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(qiáng)的政策內(nèi)涵，可以作為評(píng)價(jià)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?fàn)顟B(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(guān)研究在國(guó)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(dòng)性、承載 對(duì)象不確定性等研究難點(diǎn)的制約，另一方面因 研究成果的政策內(nèi)涵不夠、應(yīng)用能力不足、應(yīng)用需求不旺,資源環(huán)境承載能力研究難以有實(shí)質(zhì)性突破。2008年汶川特大地震發(fā)生 后，筆者參與起草國(guó)務(wù)院汶川重建工 作方案時(shí)提出將資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)作為災(zāi)后恢復(fù)重建規(guī)劃的基礎(chǔ)和重建工作的前提，并首次在我國(guó)嘗試將資源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)”作為人口資源環(huán)境相均衡”的 基礎(chǔ)性科技

23、支撐工作27。此后，科學(xué)認(rèn)知區(qū)域的資源環(huán)境承載 能力,不僅在玉樹、 舟曲、蘆山災(zāi)后恢復(fù)重建規(guī)劃和重建工作中得到整體應(yīng)用，而且被逐步推廣到越來越多的國(guó)土空間規(guī)劃和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃中，成為尊重自然、順應(yīng)自然、保106369卷地理學(xué)報(bào)護(hù)自然的重要依據(jù)。在生態(tài)文明建設(shè)時(shí)期，建立資源環(huán)境承載能力監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī) 制成為可持 續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要制度，已被寫入黨的十八屆三中全會(huì)決議當(dāng)中，通過對(duì) 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(shí)別和成因的分析，為調(diào)控區(qū)域發(fā)展目標(biāo)和路 徑提供依據(jù),在完善政府空間治理體系、統(tǒng)籌國(guó)土空間合理 配置中發(fā)揮實(shí)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(jié) 果。長(zhǎng)期以來，刻畫區(qū)域分異格局的基本地理學(xué)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(shí)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(dòng)不斷增長(zhǎng)和豐富需求的格局是怎樣的形態(tài)，這是 現(xiàn)實(shí)發(fā)展給地理學(xué)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(biāo)是什么？這一基本問題,在缺失 綜合地理區(qū)劃目標(biāo)的前提下，指標(biāo)體系的選 擇和區(qū)劃表達(dá)的內(nèi)容就無從談起。地域 功能研究解決了地理學(xué)開展綜合區(qū)劃缺失目標(biāo)導(dǎo)向的問題，進(jìn)而在區(qū)劃的技術(shù)手段與方法上嘗試了自然和人文因素的復(fù)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(dòng)的前提下，自然界在地域空間上會(huì)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(duì)穩(wěn)定性。當(dāng) 人類活動(dòng)介入后，經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(dòng)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(dòng)空間區(qū)位和布局合理性角 度進(jìn)行的選擇，有可能會(huì)是選擇 自然生態(tài)系統(tǒng)重要性程度高、或脆弱性強(qiáng)的區(qū)域 ，對(duì) 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(dòng)適宜的位置，影響到 人類發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)能力和生活品質(zhì)29。可見,從 人”或地”任何一個(gè)系統(tǒng)出發(fā)所構(gòu) 造的空間結(jié)構(gòu)都是不合理的，需要進(jìn)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(dòng)中所履行的綜合職能和發(fā)揮的作用29。與地域功能相關(guān)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(shí)別地域功能類 型的基礎(chǔ)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(yīng)符合三個(gè)方面的要 求,同時(shí)滿足對(duì)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(zhǎng)的生產(chǎn)

27、生活需要的雙重目標(biāo)；實(shí)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(shè)的前提條件，本文在區(qū)域均衡” 小節(jié)中討論了這個(gè)問題；實(shí)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(guān)一空間結(jié)構(gòu)問題，而且與時(shí)間取值有關(guān)一地域功能的類型、功能區(qū) 劃的方案會(huì)因時(shí)間的不同而發(fā)生變動(dòng)。地域功能格局形成的地理過程，主要由相對(duì)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(dòng)的人口和產(chǎn)業(yè)集聚疏散 過程所構(gòu)成。地 域功能區(qū)劃的應(yīng)用實(shí)踐是主體功能區(qū)規(guī)劃，筆者主持的項(xiàng)目歷時(shí)近 10年,通過確定主體功能區(qū)劃原則和指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)國(guó)土空間功能適宜性、制定和 培訓(xùn)國(guó)家和省級(jí)

28、主體功能區(qū) 劃分技術(shù)規(guī)程、研制國(guó)家級(jí)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(shí)人口 資源環(huán)境相均衡、經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)效益相 統(tǒng)一原則的基礎(chǔ)性空間布局方案22。2.4空間結(jié)構(gòu)從空間形態(tài)的結(jié)構(gòu)拓展到數(shù)量關(guān)系的結(jié)構(gòu)點(diǎn)、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(diǎn) 軸系統(tǒng)理論創(chuàng)建了有關(guān)點(diǎn)”和線”的空間組織與演變的規(guī)律，成為我國(guó)不同空間 尺度進(jìn)行國(guó)土空間開發(fā)格局組織的基礎(chǔ)模式6。點(diǎn)軸理論更多地闡釋了空間形態(tài)為主體表達(dá)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(guān)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(gòu)的形成過程及作用 機(jī)制，如果要進(jìn)行空間開發(fā)強(qiáng)度的管制，同時(shí)需要更多地從功能空間的比例關(guān)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(jié)構(gòu)演變規(guī)律。生產(chǎn)空間、生活空間、生態(tài)空間”不僅彌補(bǔ)了點(diǎn)軸”系統(tǒng)中面狀空間組織結(jié)構(gòu)缺失的問題，同時(shí)，拓展為生產(chǎn)、生活和生態(tài)三大空間比例關(guān)系表達(dá)空間結(jié) 構(gòu)，使其形成與點(diǎn)一線一面空間形

30、態(tài)構(gòu)筑的空間結(jié)構(gòu)相互支撐，初步揭示了空間 結(jié)構(gòu)有序化演進(jìn)規(guī)律26。這一學(xué)術(shù)思想被全面應(yīng)用到筆者主持的國(guó)土資源部、廣 東省人民政府和中國(guó)科學(xué)院 合作開展的 廣東省國(guó)土規(guī)劃”試點(diǎn)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(lǐng)域的探索可以看出，過去10多年里，筆者及其團(tuán)隊(duì)秉承吳傳鈞先生人地關(guān)系地域系統(tǒng)的學(xué)術(shù)脈絡(luò)，在陸大道先生指導(dǎo)下，以不同空間尺度的區(qū)域可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)、以人文圈層和自然圈層相互作用為研究重點(diǎn)，把人口經(jīng)濟(jì)資源環(huán)境協(xié)調(diào)作為科學(xué)認(rèn)知人文地理過程和格局的主要基礎(chǔ)，開展了地理學(xué)綜合問題的初步探索。與此同時(shí)，國(guó)內(nèi)人文地理學(xué)也呈現(xiàn)出另一個(gè)取向，在接軌國(guó)際前沿過程中加劇了人文地理學(xué)的人

31、文化傾向，相關(guān)研究在更加深刻揭示社會(huì)文化新因素和新機(jī)制在人文地理格局產(chǎn)生和演變過程中 的作用的同時(shí)20-21，也出現(xiàn)了邁入較為單純的社會(huì)科學(xué)的跡象，如果這種轉(zhuǎn)身演變?yōu)槿宋牡乩韺W(xué)整體的行為，就有可能對(duì)地理學(xué)產(chǎn)生巨大的破壞力。事實(shí)上， 目前國(guó)外人文地理學(xué)也正在擺脫簡(jiǎn)單地以經(jīng)濟(jì)過程、文化社會(huì)轉(zhuǎn)型、行為心理為牽引的發(fā)展路徑，越來越 關(guān)注可持續(xù)性的研究，并被認(rèn)為是發(fā)揮地理學(xué)科優(yōu)勢(shì)、 直面現(xiàn)實(shí)問題的重要方向，GIS技術(shù)和模型方法為這一選項(xiàng)提供了方法支撐11。 國(guó)外人文地理學(xué)開始注重可持續(xù)發(fā)展研究的這一趨勢(shì)同地球科學(xué)研究的總體趨向是 一致的。目前地球科學(xué)提出的 朱來地球”研究計(jì)劃把地球整體性研究與地球可持

32、續(xù)發(fā)展研究結(jié)合起來、采用自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)相融合的方法、注重基礎(chǔ)研究與 決策應(yīng)用的貫穿，越來越得到廣大地球科學(xué)工作者的認(rèn)同，同樣也引導(dǎo)地理學(xué)在 直面 綜合性”研究方面共 識(shí)越來越高、學(xué)術(shù)探究和面向應(yīng)用的行動(dòng)也趨于同歸 9- 11。應(yīng)該說，朱來地球”的理念和 基本框架同黃秉維先生晚年對(duì)地理學(xué)的思考和設(shè)計(jì)、與吳傳鈞先生人地關(guān)系地域系統(tǒng)理論體系和應(yīng)用目標(biāo)的創(chuàng)新貢獻(xiàn)，是完全一致的。事實(shí)上，開展系統(tǒng)地理學(xué)、綜合地理學(xué)、統(tǒng)一地理學(xué)研究的嘗試，一直在地理學(xué)界沒有被放棄。自然地理學(xué)和人文地理學(xué)斷裂的地理學(xué)不能成為真正的地理學(xué)，忽視人文圈層和自然圈層相互作用的地球系統(tǒng)科學(xué)也不是真正的地球系統(tǒng)科學(xué)。地理學(xué)的綜合性

33、研究，比較現(xiàn)實(shí)的一個(gè)領(lǐng)域方向是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展”研究，這里的1066地理學(xué)報(bào)69卷表3區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究的若干關(guān)鍵科學(xué)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(guān)系一可持續(xù)發(fā)展 因素與機(jī)理 區(qū)域可持續(xù)發(fā)展（社會(huì)一環(huán)境動(dòng)力學(xué)、 影響人地系統(tǒng)變化的因素與機(jī)理及其時(shí)空分異規(guī)（科學(xué)研究的一般范疇律、資源 環(huán)境承載一響應(yīng)一適應(yīng)，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(diǎn)一軸一面”空間結(jié)構(gòu)、生活一生產(chǎn)一生態(tài)”空間比例的時(shí)空特（地理科學(xué)的

34、基本范疇 征、人地關(guān)系地域系統(tǒng)的功能和質(zhì)量、優(yōu)化調(diào)控的關(guān)鍵政策閥門，等等過程與格局自然圈和人文圈相互作用、實(shí)體空間和非實(shí)體空間相互作 用、區(qū)域依賴性、流空間過程和（地理科學(xué)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(jié)構(gòu)的集成、 不同空間尺度地域功能和結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換、人文一自然界面對(duì)地理過（地理科學(xué)的特殊范疇程和格局的作用、人文界面（線對(duì)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(lǐng)下，區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究成為中國(guó)科學(xué)院地理資源所人文一經(jīng)濟(jì)地理研究團(tuán)隊(duì)的主攻方向，并取得一定的成就和影響，得到中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展規(guī)劃的

35、認(rèn)可。2007年，中國(guó)科學(xué)院開展中國(guó)至2050年重要 領(lǐng)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(lǐng)域之一31 (18個(gè)領(lǐng)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(jìn)制造、先進(jìn)材料、納米、大科學(xué)裝置、重大交叉前沿、國(guó)家 與公共安全。如果以 地域(陸地表層一 人地關(guān)系一可持續(xù)發(fā)展”為橫軸、以地理學(xué)命 題的基本范疇 因素+機(jī)理、功能+系 統(tǒng)、過程+格局、尺度+界面”為縱軸，人文地理學(xué) 過程和格局研究的關(guān)鍵學(xué)科問題 梳理見表3,由于其中許多問題目前已被現(xiàn)實(shí)發(fā)展高度關(guān) 注，將有可能成為近期學(xué) 科探索的前沿領(lǐng)域。 我國(guó)正在經(jīng)

36、歷著社會(huì)治理、政府決策步入科學(xué)化的轉(zhuǎn)型過 程，當(dāng)空間管治、區(qū)域戰(zhàn)略和國(guó)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(shí)，科技支撐能力難以滿足現(xiàn)實(shí)發(fā)展需求的差距問題被越來越充分地顯示出 來。國(guó)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(yù)警方法目前都亟待開發(fā)建設(shè)；國(guó)家需要通過開發(fā)強(qiáng)度管制實(shí)現(xiàn)生態(tài)、生活、生產(chǎn)空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化，但不同自然環(huán)境和發(fā)展基礎(chǔ)的區(qū)域合理空間結(jié)構(gòu)還沒有建構(gòu)可信的理論模型；國(guó)家優(yōu)化國(guó)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(jì)社會(huì)生態(tài)效益相統(tǒng)一 ”，將這一原則通過科學(xué)分解、進(jìn)行貫徹落實(shí)的理論依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)仍停留在宏觀理念的討論上。比照十八大報(bào)告、十八屆三中

37、全會(huì)決議中有關(guān) 城鎮(zhèn)化、可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)等任務(wù)，人文地理學(xué)、地理學(xué)、地球科學(xué)的 學(xué)科建設(shè)要求 迫切、任務(wù)艱巨、意義重大。隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展需求的不斷旺盛及對(duì)科學(xué)界的要求不斷明確，加之 未來地球”等外來理念影響和國(guó)際前沿的牽 引，重視人類活動(dòng)與自然環(huán)境變化的相互影響、響應(yīng)適應(yīng)，重視學(xué)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(shí)。目前困擾朱來地球”在中國(guó)得以推進(jìn)、困擾資源環(huán)境科學(xué)在解決中國(guó)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(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)和自然科學(xué) 一社會(huì)科學(xué)相融合的基礎(chǔ)理論薄弱之外，更 為現(xiàn)實(shí)的問題是，怎樣認(rèn)識(shí)因研究對(duì)象的改變、理論基礎(chǔ)的改變、學(xué)科和知識(shí)構(gòu)成 的改變，而

38、需要有適合的研究方法體系，按照一些學(xué)科擅長(zhǎng)且行之有效的方法論 移植或照搬到 復(fù)雜對(duì)象和復(fù)雜問題研究上，有可能歪曲了復(fù)雜性科學(xué)機(jī)理的闡 釋，影響到綜合性學(xué)術(shù)價(jià)值的效果。因此，包容的科學(xué)文化和相互尊重的學(xué)術(shù)氛圍，可能成為近期在 朱來地球”框架下實(shí)現(xiàn)研究創(chuàng)新和科學(xué)跨越的關(guān)鍵。致謝：以上研究項(xiàng)目承蒙國(guó)家基金委、中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家發(fā)改委、相關(guān)地方政府等部門的 立項(xiàng)資助，在 此致以謝意！同時(shí)，感謝陸大道院士和項(xiàng)目組諸多同事在研究中給 與的指導(dǎo)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(xiàn)(References1 Huang B

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40、hip and Econo mic Layout. Beiji ng: Academic Press, 2008.吳傳鈞.人地關(guān)系與經(jīng)濟(jì) 布局.北京：學(xué)苑出版社，2008 4 Li Jijun.Con siderati on on the prospects of the developme nt of geography in Chin a/Wu Chuanj un. Chinese Geography at the Turn of the Century. Beijing: Peoples Education Press, 1999.李吉均.關(guān)于地理學(xué)在中國(guó)的發(fā)展前景的思考 吳傳鈞.世紀(jì)之

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44、 Agenda 21 and geography. Acta Geographica Sinica, 1994, 49(6: 481-489鄭 度.中國(guó)21世紀(jì)議 程與地理學(xué).地理學(xué)報(bào),1994, 49(6: 481-489. 11 The National Academy of Scien ces America n Research Coun cil. Un dersta nding the Changing Pla net: Strategic Direction of Geographic Scienee. Beijing: Science Press, 2011.美國(guó)國(guó)家科學(xué) 院研究

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46、ience and Tech no logy Press, 1995毛漢英. 人地系統(tǒng)與區(qū)域持續(xù)發(fā)展.北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,1995. 14 Geographical Society of Chi na. Geography Developme nt Strategy and Theory Con structi on: Review and Prospect at the Beginning of the Century. Beijing: The Commercial Press, 2004中 國(guó)地理學(xué)會(huì).地理學(xué)發(fā)展方略和理論建設(shè)：世紀(jì)之初的回顧與展望.北京:商務(wù)印書 館,2004.

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57、 Du. A study on the regionality and regional differe ntiation of geography. Geographical Research, 1998, 17(1: 48 鄭度.關(guān)于地理學(xué) 的區(qū)域性和地域分異研究.地理研究，1998, 17(1: 4-8. 29 Fan Jie. The macroeffect of n atural resources structure on the evoluti on of regi onal in dustrial structure: Take the area surro unding th

58、e Bohai Sea as an example. Jour nal of Natural Resources, 1992, 7(2: 97- 106.樊杰.自然資源結(jié)構(gòu)在地 區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)中的宏觀作用：以環(huán)渤海地區(qū)為例. 自然資源學(xué)報(bào),1992, 7(2: 97-106. 30 Fan Jie, Jia ng Zilo ng, Che n Do ng. Scie ntific foun dati on and practical strategies of collaborative pla nning for spatial layout. City Planning Review, 2014, 38(1: 16-25, 40.樊杰,蔣子龍,陳東.空間布局協(xié)同規(guī)劃的科 學(xué)基礎(chǔ)與實(shí)踐策