地理科学的研究核心课件

1、地理科学的研究核心一、地理科学研究核心的基本根据二、人地关系地域系统的科学内涵三、人地关系地域系统的研究内容四、人地关系地域系统的调控目标五、人地关系地域系统的应用分析专题第1页，共104页。 作为地理科学研究对象的地球表层陆地空间系统，是一个复杂的巨系统，需要研究的问题极多。其研究核心是什么呢？这是地理科学发展到现代阶段必然要面对的基本理论问题，也是地理学家势必要回答的重大问题。如何回答这个问题呢？回答这个重大问题要遵循理论创新的最高原则“历史与逻辑统一”原则。探讨“地理科学的研究核心是什么”这个问题并给“出地理科学的研究核心是人地关系地域系统”的科学结论，因使地理科学对人地关系的研究具体化

2、而落实到地域上，而成为中国当代地理科学（家）对全世界的地理科学的最杰出的贡献之一。第2页，共104页。 一、地理科学研究核心的基本根据 （一）基本根据：历史根据 1、地理科学的理论成就 对地理科学发展来讲，以第二次世界大战为分界，过去的百年可分为前后两个时期。第二次世界大战以前，是近代地理学发展的后期。这个时期是区域地理学和部门地理学（又称系统地理学）发展的黄金时代，同时景观学在这个时期内也突飞猛进，因而这个时期又可以称之为“三架马车”的时代。 区域地理学经过赫特纳和哈特向这两位学术巨擘在理论方面的塑造。已成为这一时期的地理学的主流意识。赫特纳的区域因果描述体系、哈特向的区域差异认识论，贯穿于

3、地理教育、学术研究之中，基本上得到地理科学家的认可，成为那个时代地理科学的主要范式。 第3页，共104页。 部门地理学继续了19世纪以来的科学分化大趋势，其发展到了前所未有的高度。其中以自然地理学领域表现最为明显，发展最快、最成熟的是地貌学、气候学，A.彭克以地貌为左证的第四纪冰期说，其贡献超出了地理学、第四纪地质学的学科范畴；柯本的气候分类、戴维斯的侵蚀循环论都是那个时代辉煌的学术成就。道库恰耶夫的自然地带学说为以后发展起来的景观学奠定了理论基础，接踵而来的景观学思想（贝尔格、卡列斯尼克）、自然综合体思想（伊萨钦柯）、文化景观思想（索尔）、景观生态学思想（特罗尔），体现了20世纪地理学与19

4、世纪地理学的明显差异，孕育了20世纪后半期地理学的综合研究趋势。 从方法论上讲，这一时期的地理学基本停留在对地理差异的认识和解释上。由于区域地理学虽然具有综合的框架，但实际上只是因果叙述序列的集合，而且景观学着眼于自然的整体过程的研究或人类自然过程影响的研究，理论研究的深度主要表现在部门地理学上。这个时期的地理学，人文与自然基本是不相干的，认识论上基本是二元论的。第4页，共104页。 二战以后是地理科学最活跃的时期，是动荡的、革命的、多样的、多元的时代。先是在美国，而后在英语圈最后波及到整个世界，地理学发生了一系列以方法论为先导的“革命”运动，与之相伴研究的主要对象主要领域也随发生转移。20世

5、纪60年代的“计量革命”、“理论革命”，70年代的“行为革命”，80年代的“生态思潮”，90年代的“信息革命”方法论也随之不断变更，呈现多元化的趋势，以致在国际地理学会上，有的学者说：“真不明白五花八门的我们是为什么坐在一起的？”尤其在人文地理学领域，逻辑实证主义、结构主义、人本主义，激进的马克思主义等等，多种方法论并存并彼此争论不休。如果用库恩科学学理论来说，这是一个旧的范式被否定，新的范式还未得到认同或还未真正出现的时代。虽然这与在西方流行的后现代主义思潮影响有关，但在地理学中反应这么强烈至少说明地理科学处在一个关键的时期，要么在争吵、泛化中衰退下去，要么逐渐形成有别于其他科学方面的主流范

6、示，迎来新的质的飞跃的新发展时代。第5页，共104页。 这个时期理论研究也有很大进步。最明显的是来自地球科学的板块运动学说为自然地理学、地貌学提供了基本理论依据的认识框架；全人类普遍认同的可持续发展理论为地理科学的人地关系研究提供了认识框架。另外，在地理科学内部尽管还有争论但也产生了较为普遍被认同的理论成果，如重力模型、中心地理论、扩散理论、城市序位理论、行为地理理论，等等。 这一时期比较明显的特点就是空间主义的复兴，本来区位论、中心地理论都是前半期的产物，但那个时代并未受到重视，甚至被视为异类，而在后半期被大大地发扬光大了，其次是对地理环境中人的意义的重视，再次就是大家都感觉到的信息化研究手

7、段的广泛应用。 我国地理科学在改革开放前是处于封闭状态的，尽管也有自己的特点，但基本走的是一条遵循前苏联地理学的二元化发展路径。当我们与世界接轨时“计量革命”、“理论革命”、“行为革命”的风云已经过去，虽然我们缺了这一课，但也避免动荡和矛盾，经验和教训一起摆在我们的面前，使我们少走了弯路，而可以更为全面地审视过去，面向未来。第6页，共104页。 2、地理科学的中心课题 吴传钧院士在1979年召开的第四次地理学代表大会上作了学术报告“地理学的昨天、今天和明天”，后以“地理学的特殊研究领域和今后任务”为题发表在经济地理创刊号上。他在对地理分布、地理环境和人地关系等基本概念的内涵进行阐述后，提出了地

8、理科学特别是人文地理学的研究的特殊领域“是研究人地关系的地域系统”的重要观点。他在“论地理学的研究核心”一文中，进一步阐述了地理科学的研究核心是人地关系地域系统的著名论断。如同其它学科一样，地理科学研究的中心课题是变化的，在不同的历史时期各有不同的侧重。它取决于地理科学的自身发展的程度与解决问题的能力以及社会经济发展对地理科学的需求等的综合作用。仅就本世纪以来而言，地理科学的中心任务存在明显的变化序列。吴传钧院士在“国土整治和地理学的理论研究”等论著中，在系统阐述了地理科学中心任务的变化。第7页，共104页。 近代地理科学在20世纪30年代前，以“空间分布科学”的特点而跻身于科学之林，以全面研

9、究各种自然环境要素和人文现象的分布为中心。到了40年代，深化为地域差异的研究，不是孤立的研究某一个地区，而是联系有关地区进行对比，分析其本质差异。第二次世界大战后，各国地理事业有了长足的进展。经济发达国家在大学中增设了更多的地理系。地理科学的专业队伍日益扩大，从有关学科引进了不少理论，运用数学方法、计算机、遥感和其它新测试手段，工作方法有所革新，这门学科从而进入到现代地理科学的新阶段，其发展更为迅速。20世纪50年代，地理科学在地域差异研究的基础上又深化一步，进而以研究自然和人文景观的分类和地域类型为中心，并开展了为认识客观存在的自然综合体为目的的自然区划，为因地制宜发展农业生产服务的农业区划

10、和为配合地区经济综合发展而着手的经济区划研究。第8页，共104页。 20世纪60年代，在世界主要国家工业大发展的形势下，为进行生产力的合理布局，区位的研究成为地理科学特别是人文地理科学的研究中心，并开始利用计算机和数学模式来处理多种变数，以精确度量人类活动和自然环境的复杂关系，以及地域差异与变化，以数学上的函数关系来取代文字上的因果说明。这一称为“数量革命”的方法论研究热潮，促进了地理科学从描述解释为特征的科学，转化为总结归纳客观规律的科学。20世纪70年代，紧跟“数量革命”之后，地理科学在和有关学科加强交叉联系的过程中，又出现了“理论革命”的热潮，其中心是运用系统论的观点来探讨事物的相互关系

11、，加强了自然与人文的联系和综合，并重视地理现象的动态过程研究。在以往的20年中，由于地理科学的发展片面强调专业分化而一度被冷落了的区域地理科学，如今又被提高到重要的地位。很多学者认为地理工作者由于基础训练比较宽广，特别长于研究人类与环境的关系，因此以地区为单元来分析人类活动与自然环境相互关系为主旨的区域地理科学，应是地理科学应用层次的当然核心。它能最完美地反映地理科学的地域性和综合性相结合、在地域性基础上的综合性的特点，于是复兴区域地理科学就成为一时的中心。第9页，共104页。 20世纪80年代，世界在人口加快增长、资源供求失调、环境质量恶化、城市扩展失控的形势下，进行区域的综合开发研究就成为

12、地理科学研究的中心。着重探讨资源的地域组合，分析地区的优势和潜力，提出开发建设的最佳地域社会经济结构，强调全面兼顾经济效益、社会效益和环境效益。20世纪90年代以来，面对全人类社会的首要重大任务施行可持续发展战略这样的形势，地理科学以其擅长于区域和人地关系及其耦合的优势而表现出独特的价值。它对于可持续发展特别是区域可持续发展的理论研究与实证研究具有其它学科无法替代的作用。区域可持续发展的理论研究与实证研究以及“（区域）可持续发展学”的构建与发展，已成为地理科学的前沿课题。21世纪初叶以来，党和国家在对国情科学认识的基础上，提出并高度重视科学发展，提出了编制并施行“主体功能区规划”的重要任务，其

13、重要科学基础是“主体功能区区划”。这也成为中国地理科学（家）为社会经济发展服务的重要领域。第10页，共104页。 学科发展与社会基础的关系，正如恩格斯所言“我们时代的理论思维，都是一种历史的产物，在不同时代具有非常不同的形式，并因而具有非常不同的内容。”这为地理科学自身的理论建设与学科建设提出了更高的要求，奠定了21世纪的地理科学的重要的客观基础。纵观20世纪以来不同时期地理科学的中心任务的变化，可以发现：第一，虽然这些中心任务的具体内容和名称有较大的差别，但却始终没有脱离人群活动与地理环境之间的关系问题即人地关系问题。但研究人地关系问题的学科，并非仅有地理科学。但以地域为单元和基础，着重研究

14、人地关系的地域系统的唯有地理学。地理科学对于人地关系的研究是以一定的区域为研究范围的，没有脱离地域或地域系统。第二，地理科学始终在关注区域或地域问题，但关注的角度是人群活动与地理环境之间的关系即人地关系。所以，地理科学实践及其发展决定了地理科学的研究核心，不是人地关系，也不是区域（系统），而是二者的综合，即人地关系地域系统。第11页，共104页。 一、地理科学研究核心的基本根据 （二）基本根据：逻辑根据 地理学家李春芬教授在其“地理学的传统与近今发展”中，将当代地理学的研究的核心问题或主要问题归纳为空间与过程的研究、生态研究和区域研究等三个方面。现代地理科学和近代地理科学一样，重视地理事物的分

15、布与形成过程的综合研究，特别强调原因以及这些原因的作用机制。现代地理科学强调地理事物的分布规律和分布模式及其形成过程、形成机制的研究，为生产布局服务。地理学对于人地关系的研究，“决不是地理学一门学科更不是它的某一门分支学科所能承担得了的，它涉及自然地理、人文地理、区域地理以及其它分支学科，而且需要与其它有关学科共同协作，互相渗透。在相互协作和渗透中，地理学还可以找出它的新生点。”现代地理科学既重视区域个别规律的研究，而且重视区域一般规律的研究，既重视个体区域的研究，而且重视区域之间关系的研究。他写道“关于地表事物分布的空间研究，必然涉及到人地关系和具体地区，而人地关系的研究既牵连地表事物或现象

16、的分布，也离不开具体地区，因为这种关系因地而异，受不同地区的自然和人文因素的制约。同样，地区的研究，以地表事物或现象的分布为基础，以人地的生态关系为重要内容。一个区域的特征，不少就是由人地关系来体现的。”第12页，共104页。 据此，李春芬教授将地理科学的研究概括为三种分析：空间分析（spatial analysis ）、生态分析（ecological analysis）和地域综合体分析（regionalcomplex analysis）。通过空间分析，探索地理事物和现象的分布模式的形成和变动；通过生态分析，研究人文因素和环境因素的相互关系；通过地域综合体分析，着重研究区域和区际联系与交流。这

17、三个方面又可以归纳成二个大系统连接人与地的生态系统和连接区际关系的空间系统或地域系统。地理学主要研究两大系统的结构与相互作用。二者的结合就是人地关系的地域系统。它是地理科学研究的中心课题。第13页，共104页。 二、人地关系地域系统的科学内涵 （一）“人地关系地域系统”中的“人地关系” 对于人地关系这一地理科学的重要科学概念，地理学家的认识或定义角度尚存在很大的差别，形成了不同的认识或角度：不加区域界定的人地关系的定义、不加区际的人地关系的定义、不加过程的人地关系的定义和力求时空统一的人地关系定义。 、不加区域界定的人地关系的概念 这种概念，泛指人类与地理环境之间的关系。这种定义存在着没有具体

18、界定区域等方面的问题，是哲学思辨的概念，而不是地理科学的概念。 、不加区际界定的人地关系的概念 这种概念，将人地关系定义为某区域的人地关系是指这个区域内的人的群体的活动与这个区域内的资源和环境条件之间的关系。这个角度要好于第一种角度，增加了区域界定，但也还存在着问题。这是因为，某一个区域的人地关系的状况，并不是仅由这个区域内的人的群体的活动与这个区域内的资源和环境条件之间的关系所决定的，而是由这个区域内的人的群体的活动与这个区域内的资源和环境条件之间的关系、这个区域与其有关的区域之间的关系共同决定的。比如，我国西部某些地区的人地关系状态处于人地冲突或临近冲突的状态，并不是仅由这个区域内的人的群

19、体活动与这个区域内的资源和环境之间的关系决定的，而是还由东部地区无偿或低廉使用这里的资源和环境而导致的。第14页，共104页。 、不加过程界定的人地关系的概念 这种概念，将人地关系定义为某区域的人地关系是指这个区域内的人的群体的活动与这个区域内的资源和环境条件之间的关系和与这个区域有关的区域之间关系的总和。这个角度要好于第二种角度，增加了区域联系，但也还存在问题。这是因为，某一个区域的某一时期的人地关系的状况，不仅是由这个时期内的这个区域内的人的群体的活动与这个区域内的资源和环境条件之间的关系、这个区域与其有关的区域之间的关系共同决定的，而且还取决于这个区域的历史时期的人地关系的状态以及规划的

20、、未来时期的人地关系的状态。 、不加时空界定的人地关系的概念 这种概念，将人地关系定义为某区域的某时期的人地关系是指这个区域内的人的群体的活动与这个区域内的资源和环境条件之间的关系和与这个区域有关的区域之间关系以及历史继承（乃至未来规划）关系的总和。这个角度要好于第三种角度，增加了历史时期的人地关系和规划未来时期的人地关系对某一时期的人地关系的作用，但也存在着问题。最理想的是，能将空间关系和时间关系统一起来，即将（1）这个区域内的人的群体的活动与这个区域内的资源和环境条件之间的关系，（2）与这个区域有关的区域之间关系，（3）历史继承（乃至未来规划）关系这三者能写出一个或一组方程。第15页，共1

21、04页。 二、人地关系地域系统的科学内涵 （二）“人地关系地域系统”中的“地域系统” 人地关系地域系统中的地域系统有两个理解的角度：要素关系的概念和地域关系的概念。 、要素关系的角度的概念 “人地关系地域系统”中的“地域系统”，是指某一个地域内的各种地理要素（自然地理要素、经济地理要素和人文地理要素）之间通过能量流、物质流和信息流等和各种因果反馈关系而形成和维持的系统。其中，等级较高的是“这个地域内”的“人的群体的活动”子系统与“这个地域内”的“资源和环境”子系统之间的“人地关系”。目前绝大多数学者是这样理解“地域系统”的。 、地域关系的角度的概念 “人地关系地域系统”中的“地域系统”，是指某

22、一个地域与与其有关的其它地域它的背景地域、相关地域和次级地域之间通过能量流、物质流和信息流等和各种因果反馈关系而形成和维持的系统。第16页，共104页。 二、人地关系地域系统的科学内涵 （三）人地关系地域系统的含义与规定 “人地关系地域系统”在理解为“关于人地关系的地域系统”的基础上，还可以理解为“关于地域系统的人地关系”。这样理解的人地关系地域系统才是地理科学的研究核心。 1、人地关系地域系统的含义与规定 （1）含义与规定 “人地关系地域系统”可以理解为“关于人地关系的地域系统”。这是绝大多数地理学家和地理工作者所理解的人地关系地域系统。正如吴传钧院士指出的那样，“人地关系地域系统是以地球表

23、层一定地域为基础的人地关系系统”。这种理解规定了地理科学对地域系统研究的主要角度是人地关系。如何进行以地域为基础的人地关系的系统研究呢？建立从人地关系公理是必要的和必然的。第17页，共104页。 （2）人地关系公理 地理科学中的人地关系具有如下三种属性，是地理科学关于人地关系研究的全部理论的元基础。它们构成了地理科学关于人地关系公理体系乃至形式体系的公理系统。公理：任何人地关系都是地域系统的人地关系。地理科学所理解和研究的人地关系都是一定地域内的人地关系，其状态取决于这个地域以及与这个地域有关系的诸多地域的性质和特征。公理：任何人地关系都是人与地因果反馈的人地关系。这里存在着地对人的作用和人对

24、地的作用，有些情况地对人的作用表现突出，有些情况人对地的作用表现突出。公理：任何人地关系都是发展过程中的人地关系。任何人地关系在某一时期的总体特征还取决于这个地域在过去历史时期的特征乃至未来规划时期的发展期望。第18页，共104页。 2、人地关系地域系统的含义与规定 （1）含义与规定 “人地关系地域系统”可以理解为“关于地域系统的人地关系”。这是需要地理学家和地理工作者需要拓展理解的人地关系地域系统。这种理解规定了地理科学对于人地关系研究的主要角度是地域系统。如何进行以人地关系为主要角度的地域的系统研究呢？建立地域公理是必要的和必然的。 （2）地域系统公理 地理科学中的地域具有如下三种属性，是

25、地理科学关于地域或区域研究的全部理论的元基础。它们构成了地理科学关于地域或区域的公理体系乃至形式体系的公理系统。公理：任何地域都是人地关系的地域。任何地域在某一时期的总体特征取决于这个地域内的人的群体活动与这个地域内的资源环境之间的关系。公理：任何地域都是地域系统中的地域。任何地域在某一时期的总体特征还取决于这个地域与与其有关的诸多地域之间的关系。公理：任何地域都是发展过程中的地域。任何地域在某一时期的总体特征还取决于这个地域在过去历史时期的特征乃至未来规划时期的发展期望。所以，某一个地域在某一时期的状态取决于：这个地域内的人和这个地域内的地之间的关系、其它地域对这个地域的作用、这个地域的历史

26、时期的状态以及未来规划时期的期望。第19页，共104页。 三、人地关系地域系统的研究内容 （一）基础研究内容 地理学家吴传钧院士在其“论地理科学的研究核心”及其与地理学家郑度院士主编的国家自然科学学科发展调研报告地理学中指出，人地关系地域系统研究的主要内容。包括:（1）人地关系地域系统的形成过程、结构特点和发展趋势的理论研究;（2）人地系统中各子系统相互作用强度的分析、潜力估算、后效评价和风险分析;（3）人与地二大系统之间相互作用和物质、能量传递与转换的机制，功能、结构和整体调控的途径与对策;（4）地域的人口承载能力分析，关键是预测粮食增产的幅度;（5）建立一定地域人地系统的动态仿镇模型，根据

27、系统内各要素相互作用的结构和潜力，预测特定的地域系统的演变趋势;（6）人地相关系统的地域分异规律和地域类型分析;（7）不同层次、不同尺度的各种类型地区人地关系协调发展的优化调控模型。 第20页，共104页。 其实，对于人地关系地域系统的研究内容，还可以这样认识：(1)人地关系地域系统的分级系统的理论、方法和实践的研究，包括区域等级的划分标准和建立等级系统等的研究；(2)人地关系地域系统的分类系统的理论、方法和实践的研究，包括在分级研究基础上在某一个地域等级上对各个人地关系地域系统的类型研究；(3)人地关系地域系统的空间秩序的理论、方法和实践的研究，包括分布实况、分布格局和分布规律等方面的研究；

28、(4)人地关系地域系统的时间序列的理论、方法和实践的研究，包括历史过程研究和未来趋势研究；(5)人地关系地域系统的动因机制的理论、方法和实践的研究，包括空间秩序的动因机制和时间序列的机制等，以求为实现人地关系地域系统的和谐提供调控和决策根据。第21页，共104页。 三、人地关系地域系统的研究内容 （二）理论研究内容 地理学家毛汉英研究员致力于区域发展与区域规划的理论、方法和实践的系统研究，在其区域发展与区域规划中阐述了人地关系地域系统的结构、功能和动力机制以及演进等方面的理论问题。这些问题正是人地关系地域系统理论研究的主要内容。 1、人地关系地域系统时空结构的研究 人地系统是一个具有耗散特征的

29、、复杂反馈结构的多层次地域系统。人地系统的要素结构包括人口结构、经济结构、社会结构、资源结构和生态环境结构。由于人地系统是一个开放的系统，系统内与系统外进行着人力、物质、能量、信息的交换，在人地系统内部的复杂反馈结构影响下，呈现出明显的非线性和耗散结构特征。根据热力学中的 “熵增原则”，一个封闭系统在其自发的演变过程中，系统的熵只能增加不会减少，熵作为对系统无序程度的一种度量，表明封闭系统的有序程度将越来越低，最终达到熵的最大值和混沌状态。而对于一个开放系统，若以ds表示系统的总熵变化，dis表示系统内部的熵变化，des表示系统与环境相互作用产生的熵变化，则系统的总熵变化为：ds=disdes

30、 。由于dis总是大于0的，因此，要保持系统熵减（即ds 0）的条件是系统从环境吸收的负熵流大于系统内部的熵增，即dis -des。可以用以下指标来反映系统的有序程度：设R（t）为系统的有序度，S(t)和Smax分别表示系统在t时刻和热力学平衡态时的熵值，则:R（t）1S(t)/ Smax 。从上式可见，系统有序性增强（R（t）增大）的条件是系统熵值变小（S(t)变小）。因此，可将人地系统中各子系统之间的相互作用均可看做一个不稳定的、非线性的、远离平衡状态的耗散结构。人地系统要保持持续性，就必须保持“耗散结构”，一方面从外界输入负熵流，即输入人流、能量流、物流和信息流，并提高资源（包括上述“四

31、流” 的广义资源）的利用效率，减少区内的熵增。第22页，共104页。 2、人地关系地域系统功能优化的研究 人地系统的功能是由系统内部各种流的耦合叠加而成的，主要功能有：(1)生产与需求消费功能。生产功能包括人口再生产、经济再生产、社会再生产和资源再生产，其中经济再生产及及社会再生产中的科技进步是人地系统演进的主要驱动力。消费功能如人口生存需求、经济增长需求及社会进步需求，是人地系统演进的启动器。(2)保障服务功能。包括生产性保障服务与生活性保障服务。前者主要为经济再生产的顺利进行提供条件，后者则为人口再生产提供所需的物质和精神需求，包括居住、交通、通信、文化娱乐等。保障服务功能构成生产领域的第

32、三产业（服务业）。(3)承载支撑功能。主要由资源环境系统提供。如土地资源、水资源、气候资源、矿产资源、生物资源等，为人口、经济、社会子系统起着提供活动空间及各种物质流与能量流作用。(4)容纳消解功能。表现为环境容量和环境承载力。通过物理、化学和生物的作用，将人类社会在物质生产、资源开发和生活中产生的各种废弃物消解，通过再释放和转变其组分，返回到资源子系统中去。(5)自组织功能。人类以计划、政策和法律法规的手段通过不同层次的决策、管理与调控，确保人地系统的和谐、协调与系统的正常演进。在调控与管理过程中，不断将各子系统的无序因素消除或将其转变为有序因素，及时地加强某种功能，以保证人地系统的稳定和持

33、续。第23页，共104页。 3、人地关系地域系统动力机制的研究 人地系统演进的驱动力主要有以下三类：(1)内部扰动力是一种无序的作用力。如当人类活动对资源环境的作用强度达到损害环境的自然趋稳机制和自然资源的再生更新机制时产生，但它在一定的外力引导下可以转化为促进内部结构转换的动力。(2)因内外交流而引起的拉动力是一种有序的作用力，它主要受“价值回报”规律的制约。如由于信息和市场发育而引起的内外部人流、物质流和资金流的加强，导致人地系统结构的演进。(3)由于体制、政策、科技信息、基础与服务设施、资金等因素的改善而对人地系统演进产生的推动力。 人地系统演进可分为两个阶段：早期趋于随机过程，后期则通

34、过非线性的相互作用更多地趋于自组织性，并形成特定的时空结构和具有一定功能的自组织结构，表现为有序状态。因此，可以通过人地系统内部的非线性动力学机制和自组织理论，研究其演替过程与机制。根据热力学和耗散结构理论，系统的发展实际上就是一个又一个越来越高层次的有序结构的形成，而其动力就来自远离平衡状态下系统内部非线性的“涨落”效应。第24页，共104页。 人地系统的开放性是其产生有序结构的必要条件，而系统内部各子系统及各要素之间的非线性动力学效应则是其产生有序结构的基础，是物质能量信息有序结构的重要反映，即具有生物社会的自组织过程。当系统外部环境或内部某些环节发生变化时，系统就能感知这种变化并在一定的

35、阈值范围内通过自组织加以调整，从而适应这种变化。在这一自组织过程中，涉及各要素结构功能的调整。各要素围绕着一定的目标，通过非线性的叠加和衰减，放大了各系统的功能，从而使系统的功能远远大于各部分功能之和。 人地系统内部的非线性效应具有两个主要特征，即演变与分叉。因此对它的发展和演化可用分叉理论加以描述，通常采用非线性微分组表示： dX/dt=F(X,a) 。式中，状态变量X=（x1,x2,）,F=(F1,F2,),a为约束条件，用于表征系统受控程度及偏离平衡状态的程度。上述人地系统演进的非线性动力学理论，不仅可解释人地系统演化的规律，而且也可作为研究区域可持续发展动力机制的重要理论依据。因为系统

36、演进的本质就是对某种更加有序、更加稳定状态过程的追溯。第25页，共104页。 4、人地关系地域系统演进过程的研究 人地系统演进的模式主要有以下两种:一是渐变型模式。该模式指人地系统的演进过程是逐步变化的，反映在时间上，依次从低级阶段向高级阶段发展，如从原始社会向农业社会、工业化社会、后工业化社会和信息社会发展。二是突变型模式。反映在时间过程上中断了原有的发展顺序，在短期内跳过了一个发展阶段而进入另一个新的发展阶段；在空间过程上，中断了原有的空间推移顺序而进入新的发展格局。 根据人地系统发展与演进的过程，可将其演进模式归结为以下四种： （1）指数增长模式。 如在特定时段内，由于区域人口和工业总产

37、值增长导致资源消耗量和“三废” 污染量初期增长较慢、后期增长加快的增长过程（图2-1-a）。 （2）收敛平衡模式。 该模式呈现与指数增长相反的过程（图2-1-b、2-1-c），如一定阶段内粮食产出量，耕地面积减少，不可再生资源的衰减，接近承载上限的人口增长等。具体分为增、减两种趋稳过程。这两种模式均属负反馈作用的结果，受环境因子的限制，使系统状态在既定目标下演变。第26页，共104页。 （3）阶梯型演变模式。 是由一组突变过程和稳定过程交替组成的演变模式（图2-1-d）。在特定时间点上，由于系统中的随机突发因子作用，致使系统发生跳跃变化，然后处于稳定过程，再待新的突变过程的出现。现实人地系统中

38、的环境灾变过程及技术进步过程等均属于此类。 （4）复合“S”型演化模式 复合“S”型演化模式（图2-1-e）为上述三种简单模式的进一步复合而成。该模式由多级“S”形曲线组成，不同层次反映了系统不同的演化阶段，阶段之间则存在突变（如由于重大的科技进步等）。这种突变的周期随系统的演进越来越短。在“S”形增长过程中，可以用孕育期、持续增长期和稳定期三个阶段来描述。利用“S”形曲线可以说明环境承载力变化的过程，如果系统的发展超过环境承载力就会产生系统的崩溃，从而使系统稳定在新的平衡上。显然，新的环境承载力低于原来的环境承载力。第27页，共104页。TP(c)PT(b)(a)TP(d)TP图2-1人地系

39、统发展与演进的过程TP(e)P11P21P31第28页，共104页。 三、人地关系地域系统的研究内容 （三）主要研究任务 1、人地系统协调发展机理研究 影响人地系统发展的因素包括人为的和自然的、内部的和外部的、积累的和突发的因素。这些因素造成系统物质、能量、信息流动和交换的失调，使得人与自然系统演进在速度与方向上出现偏差，从而降低系统的持续发展能力，最终影响系统发展目标的实现。这类因素主要有：人口膨胀、自然资源过度消耗、生态环境恶化以及突发性的自然灾害等。重点研究上述各因素相互作用的机理及人地系统演进的动力机制。 2、人地系统发展过程的动态模拟 由于人地系统的演替过程具有不可逆性、复杂性和不确

40、定性，仅仅依靠抽象的理论思维还不足以把握其内部机理。为此，需要用实验的方法研究人地系统演替的动力学机制和评估政策效应。然而，现实的人地系统发展过程需要经历较长的时间周期，对其进行试验需要花费大量的时间、人力和物力。人地系统发展过程模拟作为一项实验性综合技术，以系统论、控制论、相似性原理和信息技术为基础，以计算机为工具，借助于系统模型对区域自然经济社会复合系统进行动态试验，具有经济性、超实时性、可重复性、便捷性等特点，国际上一致认为是最有效的总和集成方法之一，因而可作为研究人地系统发展过程的重要手段。第29页，共104页。 3、人地系统协调发展的综合调控研究 人地系统协调发展的综合调控研究的实质

41、就是从整体与可持续的角度，协调区域发展过程中各种矛盾和利益分配，使人地系统处于循环再生、协调共生和持续自生，达到整体协调。由于人地系统内部各子系统要素间存在着固有的“反馈机制”，因此，可通过系统动力学模型中的“人机对话”功能，在人类本身再生产和经济社会活动与资源环境之间寻求一种理想的组合状态，以实现人地系统的和谐、高效、有序、优化发展。除此以外，还必须建立相应的调控体系，借助一系列宏观调控政策的干预和调节，实现人地系统的协调发展。 4、人地系统协调发展的方法论及技术支持系统研究 人地系统协调发展是一项复杂的系统工程，必须采用从定性到定量的综合集成方法并借助计算机技术手段，促进研究方法与手段的现

42、代化。为此，要充分利用计算机技术、GIS技术、信息融合技术、网络技术、综合集成技术、专家系统和决策支持系统等，建立一套完善、高效、可操作性强的人地系统协调发展研究的技术支持系统。第30页，共104页。 四、人地关系地域系统的调控目标 地理学对其研究核心“人地关系地域系统”的研究的基本目标，是通过对其结构的调整，以达到人地关系地域系统协调共生的目的。而如何理解或界定人地关系地域系统的协调呢？目前对于具体的协调共生的目标的理解的角度尚有一定的差别。 （一）角度：区域可持续发展能力 区域可持续发展特别区域可持续发展能力的测度和提升，已成为地理科学的前沿领域，是人地关系地域系统及其协调共生的具体体现。

43、区域可持续发展能力的概念可以有和多阐述角度。其中，（）科学杂志认为，区域可持续发展能力的“本质是如何维系地球支持系统去满足人类基本需求的能力”；（）可持续发展研究的杰出科学家牛文元教授，认为区域可持续发展能力是“一个特定系统在规定目标和预设阶段内，可以成功地将其发展度、协调度、持续度稳定地约束在可持续发展阈值内的概率”，并制定了区域可持续发展能力的测度的指标体系。包括：作为区域可持续发展的基础支撑的区域生存支持能力、作为区域可持续发展的动力牵引的区域发展支持能力、作为区域可持续发展的临界阈值的区域环境支持能力、作为区域可持续发展的有序运作的区域社会支持能力和作为区域可持续发展的指挥中枢的区域智

44、力支持能力。毛汉英研究员在陆大道院士等著的中国区域发展的理论与实践中的“第十四章区域可持续发展及其指标体系”中阐述了区域可持续发展的调控目标问题。这实际上也是阐述了从区域可持续发展角度理解的人地关系地域系统的调控目标。第31页，共104页。 1、人地关系地域系统调控的总体目标 人地关系地域系统调控的总体目标，是在确保区域经济和社会获得稳定增长的同时，谋求人口增长得到控制，自然资源得到合理开发利用，生态环境保持良性循环发展。以资源持续利用和改善生态环境为根本，以培植可持续发展的能力为先导，改变传统的发展模式（即高投入、高能耗、低产出、高污染和高消费的模式转向减轻资源环境压力，提高效益的低投入、低

45、消耗、高产出、低污染和合理消费的模式），以及社会经济行为所造成的外部不经济性内部化，完善市场机制，在区域政策、法律、技术、行政等手段的系统调控下，经济和社会同人口、资源、生态环境之间保持和谐、高效、优化有序的发展。第32页，共104页。 2、人地关系地域系统调控的具体目标 人地关系地域系统调控的总体目标可以分成三个人地关系地域系统调控的具体目标：基础系统调控目标、协调系统调控目标和潜力系统调控目标。 （1）具体目标：基础系统的调控 基础系统调控的目标可以分为资源系统调控目标、经济系统调控目标、社会系统调控目标和生态系统调控目标。其中，资源系统调控目标为认识资源的总量危机、资源节约和资源回收利用

46、和开发稀有与易损资源的替代型品种，把资源核算纳入国民经济核算体系。经济系统调控目标为培育新的经济增长点，提高资金的利用效率，增加城乡居民收入。社会系统调控目标为改善居民消费结构，提高居民的生活质量，保证人类生存与发展的基本权利。生态系统调控目标为降低能耗，减少人类活动对生态环境的破坏，加强环境保护，增强生态环境抵御自然灾害的能力和自净能力。第33页，共104页。 （2）具体目标：协调系统的调控 协调系统调控的目标为实现资源、经济、社会、生态系统之间的和谐发展，兼顾经济效益、社会效益和生态效益。其中包括在创造经济效益的过程中减少能源消耗和生态环境退化，在保持经济增长的同时注重社会各地区、各阶层财

47、富的公平分配和社会精神文明的进步，在经济发展获取的利益中增加对环境保护的投入和提高社会福利的投入。 （3）具体目标：潜力系统的调控 潜力系统调控的目标为通过区外要素介入及人才、科技、管理等软件建设提高区域可持续发展的能力。具体包括加强教育与科研投入，培育科技生产力，增强区域与外界进行物质、技术、信息、人才等交流的能力，提高政府等管理部门的工作效率。这要重点考虑，一个区域的可持续发展能力的提高，并不一定仅从这个区域内部来考虑，还应该从它的相关地域关系和背景地域关系来考虑。第34页，共104页。四、人地关系地域系统的调控目标 （二）角度：区域主体功能 杰出的地理学家吴传钧院士在为潘玉君教授的系列学

48、术著作“区域发展与主体功能区系统研究”之区域发展研究：发展条件与空间结构和区域发展研究：发展条件阶段与约束条件的序言中写道：“主体功能区规划的基础是主体功能区区划，要编制出科学系统的主体功能区规划必须要从主体功能区区划入手。主体功能区区划，就是以综合自然地理区划、综合经济地理区划和综合人文地理区划为基础的综合地理区划。主体功能区规划的重要而最直接的思想基础就是人地关系地域系统及其协调共生。实际上，主体功能区规划就是人地关系地域系统实现协调共生的主要路径和策略之一。第35页，共104页。 1、主体功能区思想及其客观基础 （1）客观基础及其科学认识 改革开放以来，我国工业化、城镇化、市场化、国际化

49、进程不断加快，经济有待优化地持续高速增长，国家和各个地区的综合实力明显增强，人民生活明显改善，国际地位明显提高。在取得一系列辉煌成就的同时，也出现了许多发展中的综合性问题，诸如国土开发和建设布局无序乃至失控，生态系统失衡和生态赤字扩大，高速城市负效应化问题激增，区域保护意识过强的诸侯经济明显，区域发展差距非理性扩大这双重效应表明，我国及各个地区处于黄金发展时期和矛盾凸现时期。为此，中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议和中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划明确提出了主体功能区的发展思想：我国“将根据资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力，统筹考虑未来我国人口分布

50、、经济布局、国土利用和城镇化格局，将国土空间划分为优化开发区、重点开发区、限制开发区和禁止开发区四类主体功能区，按照主体功能定位完善区域政策和绩效评价，规范空间开发秩序，形成合理的空间开发结构”。 第36页，共104页。 （2）主体功能的基本内涵 主体功能区研究专家樊杰研究员“我国主体功能区区划的科学基础”、朱传耿教授地域主体功能区划的理论、方法与实证、杜黎明教授主体功能区区划与建设和潘玉君教授云南省主体功能区区划系统研究等关于主体功能区区划和规划的有关论著和研究中，阐述了主体功能区和区域开发的科学内涵。主体功能区就是基于不同区域的资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力等，按照区域分工和协调

51、发展的原则，将特定区域确定为特定主体功能定位类型的一种空间单元与规划区域。所谓“主体”是指一个地区相对它的背景地域和相关地域是承担的主要功能或者发展经济或者保护环境或者其它功能。“区域的主体功能”决定了该地区的区域属性和发展方向。除了区域的“主体功能”之外，某地区还有辅助功能、次要功能等区域功能。第37页，共104页。 2、主体功能区的调控方向 （1）优化开发区的调控目标 优化开发区域，是指国土开发密度已经较高、资源环境承载能力开始减弱的区域，如京津冀北、长江三角洲、珠江三角洲地区等。环渤海、长江三角洲和珠江三角洲等地区是我国经济社会发展中的龙头，其发展模式很大程度上决定着今后一段时期我国增长

52、方式能否转变、新型区域格局能否建立等一系列重大战略问题。这些地区应把提高增长的质量和效益放在首位，率先提高自主创新能力，率先实现结构优化升级和增长方式转变，率先完善社会主义市场经济体制，在率先发展中带动和帮助中西部地区发展。主要调控目标为： 第38页，共104页。空间开发的调控目标。改变大量占用土地、大量消耗资源和严重污染环境的开发模式，切实保护好已经不多的绿色空间，增强生态环境容量，改善生态环境质量，提高人民群众的生活品质。产业发展的调控目标。要积极发展先进制造业和高技术产业，推动产业结构向高效率、精加工和高端产品转变。限制长江三角洲和珠江三角洲等高耗能地区继续发展高耗能产业，禁止环渤海等水

53、资源严重匮乏地区发展高耗水产业。城市发展的调控目标。限制北京、上海、天津、深圳、广州等超大城市“摊大饼”式地平面扩张。突破行政区划界限，鼓励制造业特别是一般加工业和劳动密集型产业向周边地区转移。充分发挥中心城市向区域乃至全国提供综合服务的功能，把发展服务业特别是现代服务业放在优先位置，率先形成服务经济为主的产业结构。在区域内培育新的副中心城市，提高产业配套能力，有效承接中心城市的资金、技术、产业转移和人口转移。第39页，共104页。 对外开放的调控目标。切实转变对外贸易增长方式，推动加工贸易转型升级。扩大高技术、高附加值产品以及具有自主知识产权、自主品牌的产品和服务出口，严格控制高载能和高污染

54、产品出口。进一步提高利用外资质量，积极承接高技术产业和现代服务业转移。不断提升参与全球分工与竞争的层次，继续成为带动全国经济社会发展的龙头和我国参与全球化的主体区域。 基础设施建设的调控目标。突破行政区界限，立足区域范围内资源优化配置，以共建共享为原则，统一规划建设区域重大基础设施。改革相互分割的交通运输管理体制，促进综合交通运输体系的建设和交通运输的一体化。加强城际快速轨道系统建设，有机联系区域内各主要地区，提高城际交通方便可达程度，促进区域经济一体化。第40页，共104页。自主创新的调控目标。加快完善自主创新的激励机制，建立以企业为主体、市场为导向、产学研相结合的技术创新体系，强化技术创新

55、、产业创新、企业创新、产品创新和品牌创新，形成一批自主知识产权、核心技术和知名品牌，提高产业素质和国际竞争力。政策体系的调控目标。土地政策，要对优化开发区域实行更严格的建设用地增量控制，严格限制新设开发区的数量和面积，重点搞好现有开发区建设，提高单位土地面积的产出效益。人口管理政策，要鼓励在优化开发区域有稳定就业和住所的外来人口定居落户，促进流动人口本地化。政绩评价体系，要从“量”的考核转向“质”的考核，强化经济增长方式转变、产业结构优化升级、自主创新能力提高等方面的评价指标，弱化CDP增长速度、招商引资等方面的评价指标。第41页，共104页。 （2）重点开发区的调控目标 重点开发区域，是指资

56、源环境承载能力较强、集聚经济和人口条件较好的区域，如中原地区、江汉平原、长株潭地区、关中地区、成渝地区等。重点开发区域要充实基础设施，改善投资环境，加强产业配套能力建设，促进产业集群发展，提高资源利用效率，壮大经济规模，提高城镇化水平，承接限制开发和禁止开发区域转移出来的人口，逐步成为未来支撑全国经济发展和人口聚集的重要载体。主要调控目标为： 基础设施的调控目标。做好基础设施规划，大力充实基础设施，加快构建综合交通运输体系，重点建设干线铁路、区际公路、内河港口、区域性机场。大力发展城市间轨道交通，建设大通道、大物流。有条件的地区应充分发挥能源、资源的优势，优化能源结构，加快城乡电网改造和输电网

57、络建设。大力开展节约用水，重视水污染问题，为区域发展解决好水资源问题。第42页，共104页。产业发展的调控目标。注重发挥已有的产业优势，提高工业发展水平，形成产业发展集群。运用高新技术改造传统产业，提高产品档次和竞争力。运用新技术、新工艺，加快传统工业改造，积极发展新兴产业。城市进程的调控目标。进一步壮大区内中心城市的经济规模，促进其增强吸纳资金、技术、产业和人口集聚的能力，充分发挥它们对整个区域的辐射和带动作用。促进城市规模结构的合理化和合理布局。搞好城市基础建设和管理，吸纳转移人口。生态建设的调控目标。土地政策、投资政策、产业政策、人口政策、开发区政策等都要从培育重点开发区加快发展及加快其

58、工业化和城镇化出发，避免其他区域已经出现的土地过多占用，地下水过度开采，环境污染严重问题。 行政改革的调控目标。理顺行政管理体制和区域一体化发展的关系，从经济发展的角度出发，消除制度上的障碍。第43页，共104页。 （3）限制开发区的调控目标 限制开发区域是指资源环境承载能力较弱、大规模集聚经济和人口条件不够好的生态环境脆弱区域。从国家层面看，主要是事关全国或较大区域范围生态安全的天然林保护地区、退耕还林还草地区、草原“三化”地区、重要水源保护地区、水资源严重短缺地区、国家蓄滞洪区、自然灾害频发地区、石漠化和荒漠化地区、水土流失严重地区等。该类地区必须坚持保护优先、适度发展的方针，从根本上扭转

59、不顾当地生态环境条件盲目搞建设的做法，逐步建成全国重要的生态功能区。主要调控目标为： 区域发展思路的调控目标。立足于“全国一盘棋”谋发展，从全局和长远利益出发高度重视这些地区的生态功能，在全国范围内谋划实现这些地区人口共享小康幸福生活。对这些区域本身的发展，也要从区域整体情况出发，统筹考虑区域资源环境承载能力、生态保护、人口规模和经济发展，按区域一个地区、一个地区地实施综合治理，而不是按领域、按专项分散推进。第44页，共104页。区域统筹规划的调控目标。对每个区域编制空间发展规划，摸清底线，研究提出有利于实现可持续发展的整体方案。制定“一揽子”的配套措施，整合现行的退耕还林、天然林保护等各方面

60、的资金，实施保护和治理工程，因地制宜地发展特色产业，限制各种不利于生态功能保护的开发活动，逐步扭转生态恶化的趋势，恢复自然生态平衡。区域人口的调控目标。促进少数城镇适度发展，引导人口向资源环境条件相对较好的地区适当集中。采取综合措施，积极实施生态移民，鼓励和引导这些地区的超载人口向重点开发区域和优化开发区域有序转移，逐步从根本上缓解人与自然关系紧张的状况，促进人与自然和谐。公共政策的调控目标。按照公共服务均等化的原则，健全公共财政转移支付制度和生态补偿机制，完善公共服务体系，加大财政转移支付力度，改善这些地区的生活条件，保障这些地区居民能够达到与其他地区相差不多的生活水平。第45页，共104页