近35年中国资源环境承载力评价:脉络、热点及展望

孙阳, 王佳韡, 伍世代

自然资源学报 ›› 2022, Vol. 37 ›› Issue (1) : 34-58.

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自然资源学报 ›› 2022, Vol. 37 ›› Issue (1) : 34-58. DOI: 10.31497/zrzyxb.20220103
新时期自然资源利用与管理

近35年中国资源环境承载力评价:脉络、热点及展望

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Resource and environmental carrying capacity in China for 35 years: Evolution, hotspots, future trend

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摘要

在运用CITESPACE、ORIGN、Data-Driven Documents等软件计量统计核心期刊及核心学者的基础上,系统回顾近35年中国资源环境承载力评价研究的发展历程,梳理研究热点,提出研究展望。结果显示:(1)中国资源环境承载力评价遵循“单要素”—“多要素”—“动态集成”评价的轨迹,应用研究沿回答“人口容量”—“区域发展单方面问题”—“区域发展多方面问题”的方向演进;(2)以“科学评价—机理揭示—实际应用”逻辑梳理研究热点,学者们主要运用指标体系法、综合评价法、足迹类等方法测算承载力,并以测算结果为支撑,通过总结承载力时空分布规律、判别影响因子、揭示作用机制,发挥承载力在促进区域经济发展、推进新型城镇化、优化国土空间及监测预警与模拟预测等应用方面的支撑作用;(3)基于以上,提出未来应在学科交叉性、评价指标特异性与先进性、机理揭示深入性、承载力评价动态性等四个研究方向进行优化与深入。

Abstract

Based on statistical core journals and core scholars, this paper uses softwares such as CITESPACE, ORIGN, and Data-Driven Documents, to review the development of research, sort out hotspots and put forward research prospects on resource and environmental carrying capacity (RECC) assessment in China in the past 35 years. The results show that: (1) The evaluation of RECC in China follows the trajectory of "single factor", "multi-factor" and "dynamic integration", and the applied research evolved from "population capacity", "unilateral problem of regional development (RD)", to "multifaceted problem of RD". (2) According to the logic of "scientific evaluation - mechanism disclosure - practical application", this paper points out that, scholars mainly used the index system method, comprehensive evaluation method, footprint method and other methods to estimate the bearing capacity. Based on the calculation results, scholars summarized the spatial and temporal distribution of carrying capacity, identified the impact factors, and revealed the mechanism, to play a supporting role of carrying capacity in promoting regional economic development, speeding up new urbanization, optimizing territorial space, monitoring, early warning, simulation and prediction. (3) Based on the above, it is suggested that the following four aspects should be further optimized, namely, interdisciplinary research, specificity and advancement of evaluation indicators, depth of mechanism disclosure, and dynamics of carrying capacity evaluation.

关键词

资源环境 / 承载力评价 / 脉络 / 热点 / 中国

Key words

resources and environment / carrying capacity evaluation / evolution / hot spots / China

引用本文

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孙阳, 王佳韡, 伍世代. 近35年中国资源环境承载力评价:脉络、热点及展望[J]. 自然资源学报, 2022, 37(1): 34-58 https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20220103
SUN Yang, WANG Jia-wei, WU Shi-dai. Resource and environmental carrying capacity in China for 35 years: Evolution, hotspots, future trend[J]. JOURNAL OF NATURAL RESOURCES, 2022, 37(1): 34-58 https://doi.org/10.31497/zrzyxb.20220103
资源环境承载力(Resource and Environmental Carrying Capacity,RECC)是指自然环境对人类活动的最大支撑能力或最高保障程度,亦可作为人类社会系统与自然环境系统协调程度的量化指标[1]。资源环境承载力研究通常被认为起源于西方国家的马尔萨斯人口论,并逐渐以“科学概念—数学化表达—科学机理”为骨架进行理论构建,在应用上实现了从生物领域向人类社会经济领域的扩展。在中国,在经济高速发展与资源高速消耗的背景下,以土地资源承载力研究为开端开启了资源环境承载力的系统研究并涌现丰硕的研究成果[2,3,4,5],这些研究成果对于保护和合理开发利用自然资源、有效解决资源环境与区域发展关系等问题具有重要的现实意义[6,7],对地理学学科发展具有积极的意义[8,9,10]。本文以1986年最早一篇公开发表的文献[11]为起点,在梳理各阶段研究特点和演化脉络的基础上,归纳1986—2020年间近35年来中国资源环境承载力评价研究热点,并提出未来的研究展望,以期为相关研究提供参考。

1 文献计量分析及演化脉络

运用文献计量统计工具,以“资源”“承载力”“评价”为关键词,考虑文献权威性,对中国知网期刊库内SCI、EI、CSSCI(含扩展版)、《地理资源领域高质量科技期刊分级目录(2020)》收录期刊内文献进行搜索追踪,获得1411篇文献(不包含学术会议信息、学科资讯、学术争鸣、书评、通知等)作为计量分析的数据来源,结果表明:1986—2020年载文量呈现显著的阶段性波动特征,1986—1999年为平稳波动阶段,2000—2007年为快速上升阶段,2008—2020年为波动上升阶段(图1)。
图1 1986—2020年SCI、EI、CSSCI(含扩展版)、《地理资源领域高质量科技期刊分级目录(2020)》收录期刊内相关文献载文量

Fig. 1 The number of articles in relevant journals indexed in SCI, EI, CSSCI (expanded edition included) and Classification Catalogue of High-quality Scientific and Technological Journals in Geographical Sciences and Resources Field (2020) from 1986 to 2020

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1.1 核心期刊

借助CiteSpace软件遴选核心期刊,运用Orign等软件进行可视化表现(图2),结果显示:将期刊按主题划分为资源类、地理科学类、规划类、经管类、人口类、(以高校学报/科研院刊为主的)综合类期刊等六类。其中,资源类期刊(《自然资源学报》《资源科学》《中国人口·资源与环境》《中国土地科学》《长江流域资源与环境》《干旱区资源与环境》等)与地理科学类期刊(《地理科学》《地理学报》《地理研究》《经济地理》《人文地理》等)在1986—2020年间载文量占总载文量将近七成(69.31%),为中国资源环境承载力研究学术争鸣主要场地;规划类(《城市规划学刊》《城市规划》《地域研究与开发》《城市发展研究》等)、经管类(《统计与决策》《华东经济管理》《科技管理研究》等)、人口类期刊(《人口研究》《人口学刊》等)分别占5.67%、2.13%、1.06%,从国土空间优化、资源环境与区域经济发展相互关系、资源环境限制下的区域人口容量等方面展开系统研究;综合类期刊(如《中国科学院院刊》等)占2.98%。
图2 中国资源环境承载力研究核心期刊计量统计

Fig. 2 The core journals on the study of resource and environmental carrying capacity in China

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1.2 核心学者

综合学者学术贡献、学术产量及研究经历,将1986—2020年间承载力研究核心学者划分为三个梯队(图3):第一梯队包括齐文虎、陈百明、封志明、毛汉英等初代学者,他们于20世纪90年代前后基于中国所处的发展阶段及自身学科体系背景,产出经典学术成果,于中国资源环境承载力研究学术体系和学者体系中发挥奠基作用;第二梯队承袭初代学者衣钵,以封志明、毛汉英等初代学者为引领,以地理学、资源科学等学科的研究侧重点及范式入手,从2000年前后起持续活跃至今,贡献包括运用指标体系法、综合评价法、足迹类方法、自然资源核算等技术方法对土地资源、水资源等单要素承载力评价、资源开发利用效率及资源管理等专门性研究,以及资源环境与区域经济发展研究、水资源及生态环境与城镇化耦合研究、资源环境与国土空间优化研究、人地关系等综合性研究;第三梯队为近十余年崛起的新生力量,这些青年学者站在巨人的肩膀上,从理论总结、实证运用、方法创新等方方面面扩展承载力研究的广度。学者们历经近35年的深稽博考,从“理论基础—技术手段—应用研究”全面搭建起中国资源环境承载力研究广厦(图4图51( 图3~图5限于篇幅无法穷尽所有学者,横坐标仅人工筛选载文量靠前的学者,从左至右以学者在上述期刊范围内首次公开发表相关文献的时间先后为序进行排列。)。
图3 中国资源环承载力研究核心学者及发文占比

Fig. 3 The core scholars on the study of resource and environmental carrying capacity and the proportion of their publications in China

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图4 核心学者(按评价方法分类)及其载文占比

Fig. 4 Core scholars (classify by the methods) and the proportion of their publications

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图5 核心学者(按应用研究分类)及其载文占比

Fig. 5 Core scholars (classified by application domain) and the proportion of their publications

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1.3 演化脉络

以上述文献为支撑,刻画1986—2020年间资源环境承载力评价研究的演化脉络。
1.3.1 单要素评价阶段(1986—1999年):以评价单个自然资源要素为主并回答人口容量问题
改革开放以来,中国的快速城镇化与工业化激发了经济社会发展与资源、生态、环境之间的矛盾。在此背景下,中国学者以土、水等单要素评价为开端,开启中国资源环境承载力的系统研究,从国家、省域、市县等各尺度回答“多少土地/耕地/粮食供养多少人口”的问题,涌现许多具有理论奠基意义的研究成果[3,12,13]。随后,水资源承载力概念及其相关研究从水资源矛盾严峻的西部地区开始[14],回答“多少水资源供养多少人口”的问题。继而,环境承载力[15]、交通环境承载力[16]等基于多要素的综合的资源环境承载力评价相继展开(表1)。
表1 1986—2020年中国资源环境承载力研究演化阶段特点及应用研究代表文献

Table 1 Characteristics of evolutionary stage of the research of RECC and representative literatures in China from 1986 to 2020

阶段 评价特点 对指导区域发展所发挥的作用及代表性文献
单要素评价阶段(1986—1999年) 以评价土、水等单个自然资源要素为主,基于多要素的综合资源环境承载力评价研究相继展开 回答多少土地[17]、水[14]等资源供养多少人口的问题,对指导区域发展作用有限
多要素评价阶段(2000—2007年) 以土、水等单个自然要素为基础,基于多要素的综合资源环境承载力评价在理论与实践层面上快速发展 评价成果用于资源评估与配置[18,19]、资源安全[20]、资源移民策略[21]、红树林保护[22]等,能够从多个角度回答区域发展的实际问题
动态集成评价阶段(2008—2020年)
动态
物质流:以物质流分析思想为主 更加系统地回答区域发展的多方面问题,充分发挥承载力评价在国土空间规划、空间治理、区域发展等方面的支撑作用:
a) 区域产业发展:区域产业结构调整[23]、产业空间合理布 局[24]、产业发展对区域资源环境的胁迫[25]
b) 区域经济发展:区域资源的经济效益[26,27]、区域经济发展与资源环境相互关系[28]
c) 区域新型城镇化发展:新型城镇化发展与水、土地、资源环境、生态环境等约束下的新型城镇化响应机制[29,30,31]
d) 国土空间优化:城市扩张规律[32]、划定城市开发边界[33]、区域功能分区[1]、指导区域空间规划[34]、国土空间优化[35]
能量流:以能值理论为主
物质流+能量流微观视角
多学科交叉视角:要素流动、资源配置等
集成
多要素集成:自然资源要素与社会资源要素集成
多系统集成:单系统与多系统集成、多系统与多系统集成
总体而言,该阶段中国学者基于中国所处的发展阶段及自身学科体系背景,从土、水等自然要素总量和人均使用量等自然资源标准出发,以使工农业生产与资源环境协调为研究目的,以计算一定区域内的自然资源所能承载的人口数量为手段,开展全国范围的资源环境承载力评价,为中国资源环境承载力评价理论与实践的奠基阶段(图6)。但是,该阶段多将承载力简单等同于资源与环境条件对人口的极限容纳量,这种过度追求该区域所能承载的人口数量的“静态机械”的评价思维,对指导当时区域发展能够发挥一定作用,但作用有限。
图6 中国资源环境承载力评价阶段演化关系

Fig. 6 Stage evolution of resource and environmental carrying capacity evaluation in China

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1.3.2 多要素评价阶段(2000—2007年):评价多要素集成的综合性承载力并进行应用初探
2000年以后,经济全球化、信息全球化带来了资源环境研究的理论与实践的巨大发展,尤其体现在对评价思维的转变,同时资源环境与经济系统、社会系统、城镇系统、生态系统等各个系统间的矛盾进一步加剧。在该背景下,中国学者一方面继承并夯实上一阶段土、水等单自然资源要素的研究基础,另一方面逐渐转变在原本“静态机械”评价思维指导下的承载力研究的不足。具体而言,继续回答“多少资源供养多少人口”的问题,评价要素从土、水等单自然资源要素扩展至社会资源要素与文化资源要素[36],环境承载力[37]、城市承载力[38]、旅游承载力[39]等综合性承载力研究成果大量涌现;评价方法趋于多样,从生态、经济、社会、技术等维度上构建多维度、多指标的承载力评价体系[40,41],评价成果从多个角度回答区域发展的实际问题(表1)。
总体而言,该阶段起到承上启下的作用,学者基于土、水等单个自然资源要素评价,集成多要素测算区域水环境、土地环境、城市、旅游经济等区域的综合性承载力,应用更具实用性,理论趋于成熟,为中国资源环境承载力评价理论与实践的夯实阶段(图6)。但是,面对众多评价指标,指标互相矛盾、指标选取代表性不足等问题也逐渐出现;虽然学者有意识地采用动态评价思维[42,43],但在实际应用中这种评价思维的融入依然有待加强[44]
1.3.3 动态集成评价阶段(2008—2020年):动态、集成评价资源环境承载力并系统回答区域发展的多方面问题
2008年后,以汶川地震灾后修复为契机,资源环境承载力评价在区域空间规划、土地利用、空间管制等领域的基础性地位更加明确。该阶段,资源环境承载力评价显示出动态与集成的特征。动态性主要体现在学者进一步转变以往“静态机械”的评价思维,采用物质流分析思想(物质流)及能值理论(能量流)等进行动态评价,使得评价成果更具实用性。基于物质流分析思想的承载力研究划分为两大思路:其一为环境系统与社会经济系统之间的物质流分析框架,该框架主要分析人类的物质消耗对环境造成的影响,如构建原料[45]等单个环境物质流分析框架,或构建基于多个环境物资流的综合物质流分析框架[46];其二为社会经济系统内部的物质流分析框架,主要用于研究人为活动影响下的物质流变化规律[47],从多尺度[48]提出更加客观精准的研究成果。基于能量流分析思想的承载力研究以能值理论为主,采用“投入—产出”[49]思路,分可更新资源[50]与不可更新资源[51]做出评价。此外,有学者将物质流与能量流集成研究,但较多应用于微观视角[52];也有学者将行政配置与市场配置视角、多学科交叉视角等应用于资源环境承载力动态评价[53,54]
集成性主要体现在评价过程与机理分析两个方面。在评价过程中,充分考虑环境、社会经济、基础设施、文化、政策等评价要素,评价指标极为丰富[5,55,56]。例如,孙久文等[55]选用重点文物保护单位数量及每万人文娱产业从业人数来衡量大运河文化带城市文化承载力;闫树熙等[56]考虑土地的耕种属性与建设属性。在机理分析过程中,系统思考资源环境承载力与经济系统、社会系统、文化系统等多系统耦合机理,进行系统与系统之间一对一、一对多的集成耦合研究[57]
总体而言,该阶段资源环境承载力评价研究在评价方法、评价体系等多个方面日渐完善,实证案例日渐丰富,为中国资源环境承载力评价理论与实践的爆发阶段(图6),相较于以往“静态”“单一”的评价研究,当前阶段评价的动态性与集成性能够使得评价结果更具现实意义,进而充分发挥承载力在指导区域发展过程中的基础性作用(表1)。

2 研究热点

资源环境承载力评价研究以地理学与资源科学为主要学科基础,其研究范式既包含资源科学学科对资源的评价、利用与管理,也包含地理学学科对格局过程的描述及对人地系统的模拟,应用领域即涵盖资源科学对“资源系统”的研究,也涵盖地理学对空间差异、系统耦合等核心问题的揭示。因此,在综合以上学科研究范式与研究侧重点后,提炼出“科学评价—机理揭示—实际应用”的归纳逻辑,对中国资源环境承载力评价研究热点进行梳理。具体手段为,以前文总结的核心期刊载文文献及核心作者研究成果为数据样本,运用CiteSpace、Data-Driven Documents等软件进行计量分析与可视化调试,获得“中国资源环境承载力评价主要研究成果关键词树状图”(图7),运用文献分析法总结评价思维、评价方法、影响因素、机理规律、研究应用、提炼核心作者主要学术贡献,并述评研究特点与不足。
图7 中国资源环境承载力研究主要成果关键词树状图

Fig. 7 Tree diagram of research on resource and environmental carrying capacity in China

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2.1 资源环境承载力评价

对资源环境承载力的科学评价是一切承载力研究的基础性工作,也是决定后续研究工作及研究结果是否准确客观的重要初端。进行承载力评价,首先应当依据评价要素明确评价的思维方法,进而选取适宜的评价方法。
2.1.1 评价思维:动态性与差异化评价
目前对资源环境承载力评价的思维由静态评价逐渐过渡为动态评价,并兼顾差异化评价。动态评价主要藉由广义的“物质流动”和“能量流动”进行实现。物质流分析思想(物质流)及能值理论(能量流)自引入中国以来,已经从多尺度、多评价要素、多系统集成进行检验,理论方法与实践案例均趋于成熟。在此基础上,部分学者扩展“物质流动”和“能量流动”的外延,结合自身学科背景及研究区域现状从不同角度提出广义的基于“要素(物质或能量)流动”的动态评价思维框架:如通过关注资源输入区和资源输出区的资源环境承载力的变化以实现动态评价[53],追踪要素在资源系统、经济系统和环境系统三者之间的流动轨迹以实现动态评价[54];也有学者通过考虑人为的扰动使得资源总量出现增减这一过程以实现动态评价,如余灏哲等[58]认为水资源承载力不仅需要考虑水资源总量承载力,还应当注意因水资源污染、水域空间被占用、水资源过度开发等引发的水资源总量的减少,以此考虑人为扰动使得资源总量出现的减少,以及张茂鑫等[59]从资源节约集约利用视角,在以往“总量—耗占量”评价研究框架上,增加“节约集约利用量”,考虑人为扰动使得资源利用效率提高。
差异化评价思维遵循“分类—评价”的步骤。当前常见的基于差异化评价思维的评价框架有两种。其一为对研究区域进行“分类—评价”,较为常见的有将研究区域按照不同功能指向进行分类。如《“双评价”技术指南》依据生态保护、农业生产、城镇建设功能指向的差异化需求,从土、水、环境、生态、灾害等自然要素构建特异性评价指标体系,逐项开展资源环境要素单项评价[1];《国土资源环境承载力评价技术要求(试行)》在结合了区域经济社会发展情况、生态文明建设要求、主体功能区定位,将评价区域划分为城市地区、资源地区、生态地区和农业地区等不同类型区域的基础上,开展基础评价[60];此外有学者将研究区域按照产业重要性进行分级分类后,设定不同产业结构的调整情景,并根据不同情景分别计算资源环境承载力[23];也有学者将研究区域按尺度分类后进行评价与集成[61]。其二为将普适性评价方法或评价体系进行分类,选取适宜研究区域的特异性评价方法或评价体系(即进行地方性修正)后,再进行评价。这种评价框架通常与指标体系法结合,从评价指标的特异性与指标权重的特异性两个方面体现差异性。相较于“无差异评价”,差异化评价思维能够更为精准地关注研究区域承载力的主要矛盾,使得评价结果更贴近实际,但也存在评价方法不适宜异地推广、区域内外评价结论不衔接等弊端,面临“特性有余而普适性不足”的风险。
面对差异化评价的弊端,有学者从全球视角,自上而下地下达全人类共同的可持续发展目标,由这种评价思维形成了Planetary Boundaries(行星边界[62]或称地球界限[63])框架。由于该框架从全球视角划定承载阈值,因此能够有效解决区域之间承载阈值不一致、评价结果的应用衔接不足等问题[64,65]。但该框架的实现需要不同政体通力合作,有可能因国家发展方式不同而引发政治纠纷,目前来看较为理论化。
总体而言,学者们持续关注资源环境承载力评价过程出现的问题,并不断地通过更新评价思维来加以提升,为科学与客观地评价资源环境承载力做出显著贡献。
2.1.2 评价方法:以指标体系法为主
常用的承载力评价方法为指标体系法、综合评价法、以生态足迹、碳足迹和水足迹等为代表的足迹类方法、状态空间法以及借鉴计量经济学、统计学等其他学科经典理论方法。其中,指标体系法为最常用的评价方法。该方法从经济、人口、生态、环境、(土、水、地质灾害等)自然资源本底条件等层面展开,在借鉴权威体系的基础上,选取评价指标,构建评价体系(表2)。也有学者通过引入国际评价体系[83],进行地方性修正。
表2 指标体系法常见评价指标及代表性文献

Table 2 Common evaluation indexes in index system method and representative literatures

评价层面 常见评价指标及代表性文献 所占比例/%
经济 人均GDP、GRP、全社会固定资产投资额、恩格尔系数等经济学统计指标[66]、(海洋渔业总产值、港口货物吞吐量等)海洋经济指标[67]、(旅游产业收入、游客数量等)旅游经济指标[68] |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
29.78
人口 表征城镇化率的人口指标[69] ||||||||||||||||||||||||||
9.5
资源供需 区外调入水量[7] |||||||||||||||
5.51
环境 生活垃圾清运量[66]、工业废水废烟等排放量[69]、(在流量逆转次数[70]等影响下的)生态环境指标等 ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
16.91
生态 水土保持量[71]、植物多样性[72]、生态系统服务价值[73] |||||||||||||||||||||
7.72
社会福利 每百人公共图书馆图书藏量[74]、医护人员数量[66] ||||||||
2.94
(土、水等)自然资源本底 土壤肥力[75]、(耕地、农地等)生产性土地面积[76]、地下水总量[77]、建设用地面积[60]、地质灾害发生率[78]、(高程、坡地等)地质条件[79]、海岸带长度[80] ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
23.53
基础设施 公共汽车数量、公路里程、宾馆数量[69] |||||
1.84
新兴指标 膳食营养需求[81]、文娱产业从业人数[55] |||
1.1
科学技术水平 研发经费投入比[80] |
0.37
政府投入 环境污染治理投资占GDP比例[82] ||
0.74
注:限于篇幅,部分评价指标仅放入具有代表性和特异性指标,常见指标不列入其中。
综合评价法是指综合运用多种计量方法对区域资源环境承载力进行全面评价,是进行承载力评价的常用方法。其中,《“双评价”技术指南》中对承载力评价的一系列方法为较多学者借鉴与使用,这一系列方法能够科学全面地摸清并分析国土空间本底条件,为主体功能区降尺度传导、国土空间结构优化、国土开发强度管制等提供了重要参数[1]。学者们以此为参考,结合不同自然资源环境限制因素[73]、不同社会经济发展阶段[84,85],对“双评价”中的评价方法进行地方化修正[86]
足迹类方法常用于计算全球生态/水/碳等环境承载力、国家或地区自然资源负债情况以及比较不同人群的生态/水/碳等消耗[87,88]。状态空间法是定量描述和测度区域承载力与承载状态的重要手段[89],通常由表示系统各要素状态向量的三维状态空间轴组成,如资源轴—环境轴—生态轴[73]、人口轴—资源轴—经济轴[8]、生态弹性力轴—资源环境承载力轴—社会经济协调力轴[57]等。
综上所述,对资源环境承载力评价经过近35年的验证及广泛实证检验,已经成熟并相对科学,当下主要通过对指标选取的特异性与新兴指标的纳入进行创新。

2.2 资源环境承载力机理研究

由于人地系统的复杂性,对承载力机理的揭示一直是资源环境承载力评价研究的重点和难点。当前主要通过分析时空分布特征、寻求主控因子、揭示作用机制、对比分析等手段进行机理研究。
2.2.1 资源环境承载力时空分异研究现状
为梳理当前研究现状、甄别研究手段的优势与薄弱,对核心期刊内含有承载力时空分布特征及演变规律的文献进行统计(图8)。由图8可知,学者们从时间和空间两个尺度对承载力进行刻画,其中刻画区域内部各研究单元的承载力时空分异(包括单一时间节点内[90]及长时间尺度下[91]区域内部各研究单元的承载力空间分异研究)为当前主要研究手段(分别占62.12%及24.60%)。而区域与区域之间的承载力时空分异及其对比研究(尤其区域之间的承载力时间演变规律对比研究)则较为薄弱,尚有可研究的空间[92]:例如,通过对比大陆与港澳台地区不同社会制度与不同经济体制下,不同资源配置方式引致的资源要素流量与流向的差异,进而引致的影响因素作用机制的差异,这对深入揭示资源环境承载力机理具有重大价值。
图8 中国资源环境承载力时空分异研究手段定量统计

Fig. 8 Quantitative statistics of research methods in spatio-temporal differentiation of resource and environmental carrying capacity in China

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2.2.2 资源环境承载力影响因子识别及作用机制
由于不同区域的资源环境约束存在地域分异,因此不同区域承载力的主要促进或限制因子也存在地域分异。准确识别这些影响因子,是科学揭示资源环境承载力机理的重要环节之一。依据徐勇等[93]对承载力地域分异的研究成果,将自然承载体按照不同地形类型进行分类后梳理不同区域承载力影响因子的敏感程度。
具体而言,平原区(如京津冀—环渤海[94]、成都平原[95]等)自然资源本底最为优越,社会经济水平为主要促进因子,但由于人口过于集中以及社会经济发展对土地、水等需求过高,土、水的供需矛盾以及趋于恶化的水气环境为主要限制因子。高原区(如青藏高原[41]、黄土高原[96])受到海拔高度与热量条件限制,生态环境敏感脆弱是最突出的限制因子。山地丘陵区(如福建山区[97]、云南山区[98]、湖南山区[99])生态环境优越、自然资源丰富,因此生态功能性、森林覆盖率等为主要促进因子,但由于地形破碎、土壤层薄、水土流失频发,坡度、地质灾害、土地可利用面积等为主要限制因子。盆地(如柴达木盆地[100]、民勤盆地[101]、鄂尔多斯盆地[102])则受水资源、水环境、土地资源和水气环境约束。海域海岛则更多地受影响海洋生态环境的指标(如COD排放量[103]、氨氮排放量、港口吞吐量、陆地水环境[104])等的约束。
根据研究成果,相同的影响因子在不同区域对承载力发挥类似的作用机制。具体而言:在区域发展的全阶段,各影响因子遵循“短板效应”,识别短板即可揭示造成超载的症结[105],且自然资源本底[78]、社会经济发展水平[106]、环境[107]三个层面之下的影响因子发挥主导效用,三者呈现“铁三角”式形态共同影响区域承载力水平;在区域发展的早期阶段,社会经济发展水平在“铁三角”中占主导地位[75],即社会经济发展水平的提升能够一定程度上消解因自然资源匮乏、生态环境脆弱等对承载力带来的负面影响,使得承载力总体呈现上升趋势[91,108,109];随着区域持续发展,科学技术水平提高,政府主导性作用的发挥,单一的依靠社会经济发展已经无法消解因发展带来的资源浪费、环境污染等负面影响,出现“边际效益”[110],承载力总体将呈现下降趋势[111],此时,经济结构调整[5]、资源的合理开发[104]、利用[96]、调配[28]等因子成为承载水平提升的主要激励因子,作用机制由“铁三角”式形态向“多边形”式形态演变(图9)。
图9 影响因子及作用机制概念

Fig. 9 Concept map of impact factors and their mechanisms

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综上可知:学者们主要藉由刻画长时间尺度下,区域内部各研究单元的承载力空间分异的手段,以探讨影响因子对承载力的作用机制,但对基于不同社会制度与经济体制下的对比研究则较为薄弱;不同自然承载体的特异影响因子不尽相同,因此未来的研究中应当着重区分特异影响因子,且这些特异影响因子必然成为影响该区域承载力的关键因子;虽然学者们就不同研究区域提出基本相似的影响因子作用机理规律,但由于人地系统的复杂性,更为详细深刻的运作机制依然需要深入揭示。

2.3 资源环境承载力应用研究

通过科学测算承载力并揭示机理,为进一步实现承载力在实际应用中发挥的基础性功能起到重要作用。目前,承载力主要在促进区域经济发展、推进新型城镇化进程、指导国土空间优化、监测预警和模拟预测这四大应用领域发挥重要作用,并涌现大量成果。
2.3.1 资源环境承载力与区域经济发展相互关系研究
资源环境承载力与区域社会经济发展水平和发展阶段密切相关,二者具有多重相互关系,是迄今成果最为丰富、基础最为扎实的领域。
资源要素与区域经济发展的相互关系可进一步总结为资源丰度(富足或匮乏)与区域经济水平的互动机制。学者们分陆域与海域,以中国城市群[112,113]、东北等资源枯竭型地区[107]、黄土高原等生态脆弱地区[96]、沿海区域[91,114]等为研究区域,系统研究水、土资源与区域经济的相互关系,认为资源要素与区域经济在陆域与海域具有基本相似的相互关系,即:资源匮乏抑制区域经济发展[96,115,116],资源富足促进区域经济发展;在二者相互作用的过程中需要注意资源利用效率问题与资源依赖困境,否则将出现拥塞效应[117,118,119,120]与资源消耗“尾效”[121],从而对区域经济产生负面影响。从提出的解决措施来看,具有可移动属性的资源要素约束(如水资源约束)可以通过提高资源利用效率等措施进行化解[122],但部分具有不可移动属性的资源(如土地资源),使得受到该资源约束的区域(如北京、珠三角地区等)暂时陷入困局[119]
环境对区域经济发展的相互关系主要为环境污染程度与区域经济的互动机制。黄贤金团队、董锁成团队从全国[123,124]、地区[125]、省域[126]、市域[127]等尺度的实证研究认为,受到国家治理理念的影响,我国过去实行“先污染后治理”的发展路径,经济发展以环境污染为代价[128],即经济越发达,环境污染越严重;而当前在保护环境战略全面实施的背景下,环境与区域经济发展的关系逐渐扭转[129];全阶段基本与环境库兹涅茨曲线拟合(即倒“U”型曲线)。李裕瑞等[122]、刘刚等[130]、盖美等[131]分不同阶段与研究案例得出相似结论。为此各地区应当采取继续优化产业结构[126]、优化产业空间布局[128]、调整科技投入方向[132]、加强对外开放[113]等措施加快推进环境与区域经济的健康关系。
2.3.2 资源环境承载力与新型城镇化耦合研究
资源环境与新型城镇化耦合研究常见思路为:运用指标体系法或综合评价法,将资源环境系统与城镇化进程量化为具体数值,并运用灰色关联度、耦合协调度模型、PSE模型、响应指数等从各尺度识别二者耦合程度并划分阶段,以定量研究两个系统的耦合关系。有研究表明,二者基本呈正相关关系[30,133-135]
上述思路能够较为科学划分资源环境与城镇化耦合协调程度及阶段,但回避了二者之间极其复杂的耦合机理。方创琳团队关注到了以上研究的薄弱,自2003年起深耕资源环境与城镇化的耦合关系15年。其研究成果划分为两个阶段:2003年起系统分析城镇化与水资源[136]、生态环境[137]的耦合机制,并总结二者先指数衰退、后指数改善的耦合规律,提出低水平协调、拮抗、磨合和高水平协调四个阶段[138],以河西走廊[29,139]、三峡库区[140]等区域进行实证检验。2016年起至今致力于特大城市群地区城镇化与生态环境交互耦合效应研究,从近远程耦合视角入手,总结城镇化与生态环境耦合的10种关系和交互方式、6种耦合类型、45种耦合图谱,研发耦合器(UEC)及京津冀城市群城镇化与生态环境耦合调控器计算机软件[9,31],成熟构建城镇化与生态环境耦合圈理论。
2.3.3 资源环境承载力与国土空间优化
该部分研究内容较为集中,即学者主要运用《“双评价”技术方法》的评价方法与技术流程对区域国土空间进行优化调控。自《“双评价”技术方法》首次提出后[141],樊杰及其团队通过实践检验与理论深化,不断修订“双评价”技术方法[105,142],逐步构建基于资源环境承载力评价的国土空间管控的方法与途径[1,143],同时以地区、省域、市域等不同研究尺度[1],干旱半干旱区域[144]等不同区域本底,聚焦东北振兴[107]等不同区域发展诉求,进行实践验证,均能科学制定空间开发指引。郝庆等[145]、岳文泽等[146]、吴大放等[77]、尹怡诚等[147]从科学机理、关联逻辑、不同研究视角、丰富案例区域等方面对其进行积极补充完善。
同时,资源环境承载力在具体指导国土空间规划的过程中不可避免地出现诸多实际问题。如,《“双评价”技术方法》中单一承载能力的视角,导致其在进行实际应用时效果不佳,为此有学者通过扩展承载力内涵的方式,从“能力—压力—潜力”三个维度,综合考虑资源环境本底能力和人类开发利用状态[34],在一定程度上化解视角单一的问题;又如,《“双评价”技术方法》缺乏对生态文明理念的价值导向,为此有学者提出根据国土空间治理的现实需求与区域特色对评价方法或参数适当补充或者删减[145];再如,当前各类评价方案过于关注承载力的“计算方法”,而在深入架构承载力指导国土空间优化的理论基础、解析承载力与国土空间优化的衔接逻辑等方面较为薄弱,为此需要结合自身学科背景及区域需求,搭建二者理论基础[148],理清二者逻辑关系[146]
虽然各类技术方案仍需在广泛实践与检验中继续完善,但是不可否认,资源环境承载力对国土空间优化具有重要的科学基础地位。
2.3.4 资源环境承载力监测预警与模拟预测研究
目前,资源环境承载能力监测预警已经成为承载力研究的一个重要前沿领域,研究成果主要围绕《资源环境承载能力监测预警技术方法》,针对不同自然地质条件和不同社会经济发展阶段等,从技术方法创新[149]、主控因子选取[150]等展开地方性实践探索。但在阈值确定等方面仍然有较多需要修正的地方。
由于计算机、人工智能、GIS等技术的不断突破,在资源环境承载力模拟预测方法上展现较大突破,呈现经典方法(如马尔科夫过程[151]、自回归移动平均模型[88]、灰色预测模型[152]、系统动力学模型(SD)[5]等)与新兴模型(如元胞自动机(CA)[153]、CLUE模型及其改进的CLUE-S模型[154]、多智能体系统(Multi-agent System,MAS)模型[155]等)并存的格局。但各方法与模型瑕瑜互见:例如,系统动力学模型(SD)为单要素耦合动态模拟,难以体现系统自适应特点,且空间解释不足;元胞自动机(CA)尚停留在理论探讨和初步应用阶段,仍需充分经验数据进行校正和验证;CLUE模型及其改进的CLUE-S模型偏重“人类—环境”耦合系统中的某一方面,难以体现人类活动与土地系统的复杂的耦合过程;多智能体系统(MAS)模型有效弥补了以往研究对行为、决策等因素的忽视[156],但存在研究区域被抽象为均质空间且验证难度较高等缺陷。因此未来需通过构建多方法集成的模拟预测技术链(如SD与GIS集成[157]、SD与CA集成[158]、多智能体系统(MAS)与元胞自动机(CA)集成[159]等),以中和各类方法优缺点,并增加各技术方法的实证训练案例,以获得更为科学的模拟预测结果。

3 展望

历经近35年的沉淀积累与深化发展,资源环境承载力评价研究从经验描述,到过程模拟以及未来预测等各层面,均呈现丰硕的研究成果。鉴往知来,结合思考,目前在以下方面尚有进一步改进、优化与拓展研究的空间。

3.1 以地理学思维为本质,实现多学科交叉

复杂的人地关系及不断萌生的新的社会需求与区域发展需要对地理学研究持续提出新的挑战。至目前为止,为应对以往产生的资源环境新挑战,地理学范畴下的资源环境承载力的研究融合了资源学、生态学、经济学、管理学等学科经典理论与研究方法,可见,多学科交叉必然是科学评价资源环境承载力,使其发挥更大技术支撑作用,以应对复杂多变的人地矛盾的动力源泉。
未来应当持续立足于地理学思维,恰当引入其他学科的相关理论方法。例如,引入社会学相关理论与研究方法,探讨不同社会经济制度下资源环境承载力与区域发展相互关系的异同;引入心理学相关理论与研究方法,以个体微观视角探讨个人行为对区域资源环境承载力的影响机制。通过学科交叉,互通互融,提升资源环境承载力研究的科学性及成果的现实意义。

3.2 立足于要素集成,评价指标特异性与先进性并行

目前学者在不同区域、不同自然资源本底、不同研究尺度下,分别提出不同评价体系,也在一定程度上出现指标冲突、评价结果不一致等弊端,引发政策指向模糊等问题。因此,未来可在确保各层面评价指标科学集成的基础上,从权重、计算方法、指标框架等方面把握各评价体系的特异性,建立更加科学的承载力评价体系,从而更为客观、精确地反映多要素在多过程、多目标指向下的集成效应。
同时,承载力评价标准不断更迭,不仅从单要素向多要素演进,而且从自然资源要素逐渐向行政要素、人文要素、社会要素等方面扩展,政策效率指标、文化指标、民生福祉理念等新兴评价层面逐渐加入承载力评价体系之中,因此未来需继续把握评价指标的先进性,构建与时俱进的评价体系。

3.3 打开机理“黑箱”,深入揭示资源环境与区域发展相互关系

由于资源环境与区域发展相互关系的研究涉及多系统之间复杂的相互关系,无法清晰解读,使得目前对承载力机理依然较多地通过刻画承载力时空分异、识别主控因子的方式进行揭示,但在此机理“黑箱”中,主控因子是如何进一步作用于承载力的,这一议题尚待揭晓。同时,目前通过定量测算资源环境系统与其他系统耦合水平的方式无法详细揭示系统间复杂的作用机理。因此,如何打开以上机理“黑箱”依然是学者们需持续研究的重要方向之一。
未来可先从影响因子和相互作用力两个层面入手深入揭示二者相互关系。在影响因子层面上,通过细分主要影响因素、间接影响因素、起到催化作用的影响因素、抑制因素等多类因子,模拟不同情境中各类因子组合下的多种影响机理模式;在相互作用力层面上,认识到资源环境承载力与区域发展水平并非简单的促进或抑制关系,在不同政策环境、经济环境、人文环境之下,二者存在多重关系,因此可通过政策环境、经济环境、人文环境等,提出分阶段的相互作用模式,以做出更为科学客观的研判。通过以上两个层面以期更为详细深入地揭示二者影响机理,预测二者相互关系,做出政策预研。

3.4 关注要素流动,强化承载力的动态性

学者们在强化承载力评价的动态性方面已经进行了大量尝试并形成一定研究成果,但是目前依然较多采用的是对某一时段区域自然资源本底清算的评价方式,这种方式对系统开放性考虑较为薄弱,一定程度上忽略了因要素流动而产生的承载力,因此无法进一步解释为何资源较好的区域却面临承载力过载等问题,如何彻底地注入动态思维依然是今后持续研究的方向之一。
未来可以从评价环节与揭示机理环节入手,强调承载力评价的动态性。在评价环节中,通过区分动态要素与静态要素以测算因要素流动而产生的承载力;在机理揭示环节,注重将研究区域置于地区大环境之下,采用社会网络分析方法,充分考虑研究区域的人口、经济、资源等要素与相邻区域之间,以及与地区大环境之间的主动或被动的交互关系,以加强对系统开放性的考虑。

4 结论与讨论

本文采用文献计量分析方法,通过追踪知网期刊库内SCI、EI、CSSCI(含扩展版)、《地理资源领域高质量科技期刊分级目录(2020)》收录期刊,计量筛选出核心期刊,综合研究内容、学者学术贡献、学术产量及研究经历划分核心学者。在核心期刊相关载文的支撑下,系统回顾近35年中国资源环境承载力评价研究的发展历程与研究热点,并得出以下主要结论、述评及展望:
第一,根据对相关文献的计量分析可知:1986—2020年载文量呈现显著的阶段性与波动性;资源类期刊与地理类期刊为承载力学术争鸣主要场地;承载力研究核心学者呈现显著梯队特征,从“理论基础—技术手段—应用研究”全面搭建起中国资源环境承载力评价研究广厦。
第二,以核心期刊载文文献及核心作者研究成果为支撑,刻画1986—2020年资源环境承载力评价研究的演化脉络可知:近35年中国承载力评价遵循“单要素”—“多要素”—“动态集成”的评价轨迹,应用研究从回答“人口容量”—“区域发展单方面问题”—“区域发展多方面问题”的方向演进。
第三,综合地理学与资源科学研究范式与研究重点后,提炼出“科学评价—机理揭示—实际应用”的逻辑轨迹,对资源环境承载力评价研究热点进行梳理:在科学评价阶段,以动态评价与差异化评价为主,以指标体系法为常用评价方法;在机理揭示阶段,通过分析承载力时空分布特征、寻求主控因子、揭示作用机制、对比分析等手段进行揭示,影响因子依资源环境约束性不同而显示不同的敏感性,且影响因子在不同区域对承载力呈现相似的作用机制;在实际应用阶段,承载力评价研究在促进区域经济发展、推进新型城镇化进程、指导国土空间优化等方面均发挥重要的基础支撑作用,并通过监测预警和模拟预测扩展应用外延。
第四,历经近35年深化发展,承载力研究日臻完善,但也存在部分内容尚需优化与重视:如在科学评价阶段,动态评价思维具体实现方式依然较为单一的从“物质流动”和“能量流动”两方面入手,差异化评价思维有可能面临“特性有余而普适性不足”的风险;在机理揭示阶段,对不同分配制度下承载力机理研究则较为薄弱,且由于人地系统复杂性,影响因子运作机制的机理“黑箱”尚需进一步打开。因此,未来可从学科交叉性、评价指标特异性与先进性、机理揭示深入性、承载力评价动态性等四个方面持续深化研究。
最后,本文对文献的计量分析及引用仅采用本文所归纳的核心期刊载文文献及核心作者发文文献,受限于数据库的选取必然无法穷尽所有研究成果,今后需进一步完善文献筛选和计量方法,从创新性、前沿性等多方面综合引用学术贡献,以更加全面、准确地分析中国资源环境承载力评价研究脉络及热点。

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摘要
“双评价”(资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价)作为构建国土空间的基本战略格局、实施功能分区的科学基础,为主体功能区降尺度传导、国土空间结构优化、国土开发强度管制等提供了一系列重要参数。以地域功能理论为基础,从人地关系演化出发,探索“双评价”的理论内涵,建立“双评价”到地域功能优化分区的科学逻辑,指出“双评价”集成实现综合效益最大化时所形成的主体功能分区方案为地域功能优化分区的最优方案。以福建省、六盘水市为案例,将人类生产生活的合理需求转化为用地需求参数,通过降尺度的参数分解与测算,结合上位规划及政府与专家系统研判,确定总量控制、结构化控制、空间结构或战略格局控制等目标参数,并在“双评价”基础上,通过不断调整指标、参数及阈值,逐步进行格网单元地域功能优化。着重考虑相邻区域功能冲突与协调、差异化的主体功能定位、土地利用现状及规划、区域发展战略格局以及海陆统筹等区域特征,不断校核与优化。从数据的可获取性、数据集满足理论模型及评估方法的适应程度、可使用的分析方法及模型的不确定性以及尺度效应等方面,探讨功能分区方案不确定性及其解决途径,增强优化结果的鲁棒性,以此作为“三区三线”划定等国土空间规划的科学基础。
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摘要
本文探讨了资源环境承载能力预警机制的设计基点,阐释了资源环境承载能力、承载能力评价和预警的基本概念,创建了资源环境承载能力预警的理论模型,并制定了2016版全国资源环境承载能力预警的技术流程、评价体系、集成方法与类型划分等技术要点,为全国资源环境承载能力预警全面试行提供技术参考。研究表明:增长极限论是资源环境承载能力预警的理论基础;以县级行政区为评价单元的资源环境承载能力预警,分别开展陆域评价和海域评价,二者均包括基础评价和专项评价两部分,基础评价采用统一指标体系对所有县级行政区进行全覆盖评价,专项评价根据主体功能区规划选取特征指标对优化开发、重点开发和限制开发区域进行评价;采取“短板效应”原理确定资源环境超载、临界超载和不超载3种类型,结合资源环境耗损过程评价划分红色(极重警)、橙色(重警)、黄色(中警)、蓝色(轻警)和绿色(无警) 5个预警等级,通过陆海统筹校验确定资源环境承载能力“三类五级”评价方案。
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1978年改革开放以来中国经济创造了长期高速增长的奇迹,但人和自然关系出现严重不协调,突出表现为资源的过度消耗与环境污染的加剧。与此同时,为实现2050年成为现代化强国的发展目标,中国亟需持续发展。为此,中国学者和政府需着力解决问题是,在未来中长期内,中国应当期望多高的经济增长率及其对应的发展模式或调控手段?本文对影响乃至决定国民经济增长的资源环境支撑系统以及建立在这之上的发展模式进行分析,揭示经济增长及发展模式与支撑系统之间的耦合关系,模拟发展与环境之间相互作用过程,阐释未来经济增长可能的方案及其对资源环境支撑系统(主要因素)的要求,对中国资源环境状态和发展状态做出预警。模拟结果显示,为实现2050年进入发达国家行列并保持良好生态环境的发展目标,在考虑技术进步会改善资源利用效率和污染排放的前提下,中国采取3.8%~6.3%的经增速较为适宜。在该区间内,3.8%~4.4%是较为安全的发展速度,而4.4%~6.3%的发展速度则要求较高的技术进步。本文所构建的系统动力学模型可用于对比分析不同发展情景,选择更优发展方案,为实现国家的可持续发展提供决策支持。本研究也是对“未来地球”框架文件的响应,从人口和产业发展速度方面发展了资源环境承载力的理论体系,具有重要理论探索意义和应用价值。
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城镇化与生态环境之间客观上存在着极其复杂的近远程非线性耦合关系,如何协调城镇化与生态环境的关系问题已上升为全球性战略问题和世界性科学难题。本文从理论上揭示了城镇化与生态环境交互作用的耦合性、耦合关系和耦合度;根据主控要素总结出了城镇化与生态环境耦合的10种关系和交互方式;根据耦合度强弱将耦合性分为低度耦合、较低耦合、中度耦合、较高耦合、高度耦合和完全耦合6种类型,分别对应随性耦合、间接耦合、松散耦合、协同耦合、紧密耦合和控制耦合,进而形成城镇化与生态环境耦合塔;创建了城镇化与生态环境耦合圈理论,按每旋转10°生成一个图谱构建了由直线图谱、指数曲线图谱、对数曲线图谱、双指数曲线图谱和“S”型曲线图谱等组合而成的45种耦合图谱,不同图谱对应着不同的城市发展阶段和发展模式。在多种耦合图谱中,认为“S”型曲线耦合图谱是最佳图谱,代表着多种图谱中体现城镇化与生态环境相互作用的最佳耦合状态。以“S”型曲线耦合图谱为依托,借助SD模型及各变量之间存在的一对一、一对多和多对多的复杂关系,构建了由11个调控要素和201个变量构成的耦合调控器(UEC),只要一个变量发生变化,就会牵一发而动全身,影响整个耦合调控器的结构、功能和调控结果。这种耦合调控器包括同一时间多个城市城镇化圈与生态环境圈之间的静态调控、不同时间同一城市城镇化圈与生态环境圈之间的动态调控、不同时间多个城市城镇化圈与生态环境圈之间的动态调控3种时空尺度,通过调控将逐步推动城镇化圈与生态环境圈之间由低级耦合向高级耦合方向演进。
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摘要
经济的快速发展造成资源的过度消耗和环境恶化,资源环境承载力研究逐渐得以关注。本文构建了产业、人口、经济、资源、环境综合分析框架,该框架首先评价各产业对区域社会经济的重要性,确定产业结构调整方向;进而分析产业、人口与资源环境间相互作用机制,明晰产业经济、人口规模与资源利用、环境污染的关系;然后开展资源环境承载力综合评价,为实现环境友好、资源有效利用前提下的最大社会经济发展规模提供依据。西藏自治区案例研究结果显示,有色金属矿采选业、旅游业、酒饮料和精制茶制造业对当地社会经济系统有着重要作用,成为支柱产业;不同发展情景的资源环境承载力评价,确定了资源环境限制下各种产业结构调整所能支撑的最大人口和经济规模,为区域产业发展提供决策依据。本文所构建的分析框架可为实现“社会经济—资源环境”系统可持续发展提供决策支撑。该框架的建立增强了资源环境承载力评价方法在辅助决策方面的可操作性,有助于推进区域资源环境承载力理论研究和实践应用。
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摘要
通过Global Moran's I 指数和Getis-Ord Gi*指数并构建协调发展度模型对塔里木河流域绿洲城镇1995、2000、2005 和2008 年4 个时间点的城镇化水平、土地资源效益和水资源效益的集聚扩散状态及其冷热点空间格局演化与空间联动效应进行分析,得出结论:受塔河流域绿洲分布、气候条件及城镇发展基础等多种因素影响,城镇化和水土资源效益空间格局表现出不尽相同的状态。① 塔河流域城镇化与水土资源效益的集聚扩散状态不一致,城镇发展与自然条件相互作用的时间和力度不同决定了三者空间差异的必然性。② 受城镇化所处阶段、城镇职能与主导产业的影响,各县市水土资源开发的时序不同,城镇化和水土资源效益各自的热点演化格局明显不同,区域联动效应差异显著。③ 城镇化与水土资源效益冷热点区域的数量结构迥异。城镇不平衡发展仍然是主导趋势,土地资源效益滞后于城镇发展,水资源效益敏感性较强。④ 塔河流域范围广,自然条件复杂,各二级流域城镇化与水土资源效益的差异性显著。⑤ 城镇化与水土资源效益协调发展度的类型主要为发展水平低和较低两种,协调发展度的空间格局相比其冷热点区域的空间格局更具稳定性,三者差异显著是协调发展度低的重要原因。
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摘要
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。
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摘要
“地球界限(Planetary Boundaries)”是指用于界定“安全运行空间(safe operating space)”的边界值,是Johan Rockstr?m等近年来提出的旨在保障人类生存和发展的重要概念框架。该框架一经提出就引起了广泛关注,一方面质疑者对这一概念框架的科学意义以及评估方法提出批评;另一方面支持者则对其评估方法、研究内容和研究尺度进行了完善和扩展,并取得了重要的成果。为了促进国内学者对该领域的了解和应用,论文在回顾相关文献的基础上,首先介绍了“地球界限”的概念内涵,并将其与中国学者所熟知的环境承载力等概念进行了比较分析;随后总结了该概念框架的争议观点,同时也对其近期的发展状况进行了评述;最后结合中国目前的发展状况,分析了“地球界限”概念框架对中国可持续发展的借鉴意义,并对未来的研究提出了展望,包括① 进一步了解不同地球系统过程的相互作用机制,完善“地球界限”的指标评估体系;② 明确“地球界限”与生态系统服务以及人类福祉三者之间的内在联系;③ 结合“地球界限”的评估结果,加强变革式环境治理的研究。
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摘要
在解析支撑能力和东北问题特点的基础上,从“创新、协调、绿色、开放、共享”五大理念出发建立全面振兴社会经济支撑能力评价指标体系和综合评价方法,以地级市为单元对东北三省进行评估。研究发现:各地市社会经济支撑能力差异显著,哈大沿线核心城市的支撑能力较强,西翼城市以及朝阳、七台河、绥化、葫芦岛、铁岭、双鸭山和鹤岗等资源型城市支撑能力较弱。因此未来东北地区在振兴政策的区域分布上应有所侧重,对不同地区施以不同的振兴或扶持政策。在创新、绿色、开放方面需要集中力量重点突破,而在体制机制改革和共享服务建设方面需要全面覆盖,并重点加强黑龙江北部和辽宁、吉林西翼城市的共享能力建设。
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摘要
基于2012年环境污染物排放和社会经济截面数据,选取化学需氧量、二氧化硫及污染源结构指标,定量研究中国339个地级行政单元环境污染源的空间分异和集聚效应,解析环境污染源及排放空间格局的影响因素,并提出污染防控措施与综合治理建议。结果表明:① 环境污染源结构区域差异显著,水环境污染源以农业源主导型、城镇生活源主导型、城镇生活和农业源复合型为主,三者比重分别为35.40%、33.92%和25.66%,农业源主导型排放强度最高,主要分布于华北和东北地区;大气环境污染源以工业源绝对主导型为主,其比重为74.63%,分布于除青藏高原区的广大区域。② 农业源主导使水污染物集聚式排放加剧,工业源主导则促进了大气污染物集聚式排放,特别在环渤海及其经济腹地区域,污染源结构强化了污染物排放的空间集聚效应。③ 人口规模、城镇化水平和经济增长速度是污染物排放的主要驱动因素,其中以人口规模影响最为显著;经济发展水平在区域模型中呈现不同的影响效应,对工业源主导型区域的大气污染物排放呈正向影响,而对城镇生活源主导型区域的水体污染物排放具有抑制作用;工业化程度对工业源绝对主导型区域的大气污染物排放正向影响显著。
[ ZHOU K, FAN J. Regional disparity of environmental pollution source and its socio-economic influencing factors: Based on the cross-section data of 339 cities at prefecture level or above in China. Acta Geographica Sinica, 2016, 71(11):1911-1925.]
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李龙, 吴大放, 刘艳艳, 等. 生态文明视角下喀斯特地区“双评价”研究: 以生态敏感区宁远县为例. 自然资源学报, 2020, 35(10):2385-2400.
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刘世梁, 朱家蓠, 许经纬, 等. 城市化对区域生态足迹的影响及其耦合关系. 生态学报, 2018, 38(24):8888-8900.
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向秀容, 潘韬, 吴绍洪, 等. 基于生态足迹的天山北坡经济带生态承载力评价与预测. 地理研究, 2016, 35(5):875-884.
摘要
生态承载力是测度区域社会经济发展对资源与环境系统压力程度的重要标尺。基于生态足迹法,构建生态承载力的评价与预测模型,分别评价和预测了2010年与2015年天山北坡经济带的生态足迹和承载力。结果表明:2010年天山北坡经济带生态足迹组分以草地和能源用地为主,约占足迹总量的93%,人均生态承载力总体高于人均生态足迹;2015年生态承载状况仍然总体盈余。但随着人口快速增长以及人均消费能力提高,2015年人均生态承载力已经低于2010年水平,城镇化对未利用地的开发形成用地总量供给的增加可能是维持生态盈余的主要原因之一。经济发展与城镇化进程对区域可持续发展造成一定压力,需要对资源环境承载能力加强监测预警。
[ XIANG X R, PAN Y, WU S H, et al. Assessment and prediction of ecological carrying capacity for the Northern Slope Economic Belt of Tianshan Mountains. Geographical Research, 2016, 35(5):875-884.]
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毛汉英, 余丹林. 区域承载力定量研究方法探讨. 地球科学进展, 2001, 26(4):549-555.
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张学渊, 魏伟, 颉斌斌, 等. 西北干旱区生态承载力监测及安全格局构建. 自然资源学报, 2019, 34(11):2389-2402.
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樊新刚, 仲俊涛, 杨美玲, 等. 区域可持续发展能力的能值与㶲耦合分析模型构建. 地理学报, 2019, 74(10):2064-2077.
[ FAN X G, ZHONG J T, YANG M L, et al. Construction of an emergy and exergy coupling model for the analysis of regional sustainable development capability. Acta Geographica Sinica, 2019, 74(10):2064-2077.]
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徐勇, 张雪飞, 李丽娟, 等. 我国资源环境承载约束地域分异及类型划分. 中国科学院院刊, 2016, 31(1):34-43.
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樊杰, 周侃, 陈东. 环渤海—京津冀—首都(圈)空间格局的合理组织. 中国科学院院刊, 2016, 31(1):70-79.
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[ DONG S C, LIU G H, LI D, et al. A circular economic pattern in the eco-fragile region of the Loess Plateau: A case study in Longxi county of Gansu province. Resources Science, 2005, 27(4):82-88.]
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曾月娥, 伍世代, 王强. 南方丘陵生态脆弱区生态文明区划探讨: 以长汀县为例. 地理科学, 2013, 33(10):1224-1230.
摘要
生态文明建设是以尊重和维护生态环境为前提,以人与自然、人与社会良性循环、全面发展、持续繁荣为核心,旨在寻求生态、经济的双赢。以长汀县作为南方丘陵生态脆弱区生态文明建设研究实例,融合主体功能区划理念及方法,从生态经济文明、生态社会文明、生态环境文明、生态文化文明和生态制度文明方面选取评价指标,考虑南方丘陵生态脆弱区的生态敏感性,并结合农户调查意见划分生态文明管制区。结果表明,长汀县生态文明管制区可分为生态文明重点管护区、核心发展区、综合治理区、集中修复区;生态文明建设的政策重心应倾向于农户生计变化,加强农业专业化,发展绿色产业,实现绿色产业市场竞争优势和持续发展优势,促使生态效益凸显、持久,最终实现生态、经济的双赢。
[ ZENG Y E, WU S D, WANG Q. Ecological civilization construction of ecological fragile region in southern hills: A case study of Changting county. Scientia Geographica Sinica, 2013, 33(10):1224-1230.]
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田亚平, 刘沛林, 郑文武. 南方丘陵区的生态脆弱度评估: 以衡阳盆地为例. 地理研究, 2005, 24(6):843-852.
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唐曲, 姜文来, 陶陶. 民勤盆地水资源承载力指标体系及评估. 自然资源学报, 2004, 19(5):672-678.
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孙燕英, 李元杰, 康艾, 等. 鄂尔多斯盆地(内蒙古地区)资源环境综合承载力评价研究. 干旱区资源与环境, 2017, 31(2):56-62.
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崔文婧, 闫晶晶, 沙景华, 等. 基于熵权TOPSIS模型的天津市海洋资源环境承载力评价. 资源与产业, 2020, 22(6):9-17.
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樊杰, 王亚飞, 汤青, 等. 全国资源环境承载能力监测预警(2014版)学术思路与总体技术流程. 地理科学, 2015, 35(1):1-10.
摘要
建立资源环境承载能力监测预警机制,是全面深化改革的一项创新性工作。从资源环境承载能力的科学内涵出发,以区域可持续发展为指向,探究资源、环境等构成的承载体——自然基础同承载对象——人类生产生活活动之间形成的“压力-状态-响应”过程,提出资源环境承载能力预警是从资源环境约束上限或人口经济合理规模等关键阈值开展的超载预警,以及从自然基础条件变化或资源利用和环境影响变化态势开展的过程预警的学术思路。在探讨承载能力预警指标体系选取原则的基础上,构建陆域和海域差异化的预警指标体系和总体技术流程。采用土地资源压力、水资源利用强度、环境胁迫程度、植被盖度变化作为基础指标进行地域全覆盖评价;针对城市化地区、农业地区、牧业地区、生态地区,分别选择灰霾污染程度、耕地面积增减状况、草蓄平衡指数、生态环境质量变化状态作为专项指标,确定各类专项指标的关键阈值并进行分类评价;最后进行复合,形成在鲜明主体功能定位指向下的差别化评价方法、取得具有一致性表达的评价结果,并开展资源利用效率和环境污染压力两方面的过程评价,以辅助反映中国资源环境承载能力和可持续发展能力预警状态,为提出限制性措施建议和完善监测预警机制提供科学依据。
[ FAN J, WANG Y F, TANG Q, et al. Academic thought and technical progress of monitoring and early-warning of the national resources and environment carrying capacity (v2014). Scientia Geographica Sinica, 2015, 35(1):1-10.]
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周侃, 樊杰. 中国欠发达地区资源环境承载力特征与影响因素: 以宁夏西海固地区和云南怒江州为例. 地理研究, 2015, 34(1):39-52.
摘要
目前全国性贫困格局已基本消除,但欠发达地区的连片集中分布格局仍未发生显著变化。分析了欠发达地区分布格局与资源环境要素的空间耦合关系,划分了国家级贫困县的资源环境约束类型;以宁夏西海固地区和云南怒江州为案例,解析了欠发达地区区域总体承载力较弱、资源环境负荷超载、要素间变化响应敏感、承载力提升潜力受限以及超载后修复代价巨大的基本特征;阐释了欠发达地区资源环境承载力受到超载人口流动与迁移、区域生态环境综合治理、资源环境要素区际交互、大规模工程建设过程以及自然灾害突发与气候变暖等新兴因素的多重影响,并探讨了优化提升其总体承载力的对策建议。
[ ZHOU K, FAN J. Characteristics and influence factors of resources and environment carrying capacity in underdeveloped areas of China. Geographical Research, 2015, 34(1):39-52.]
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樊杰, 刘汉初, 王亚飞, 等. 东北现象再解析和东北振兴预判研究: 对影响国土空间开发保护格局变化稳定因素的初探. 地理科学, 2016, 36(10):1445-1456.
摘要
从“东北现象”的新近表现,提出影响国土空间开发保护格局变化的3个稳定因素:资源环境承载能力、地缘关系、文化和体制机制。分别对3个稳定因素在东北地区的特征状况进行了解析,结果表明东北资源环境承载能力本底强,但开发利用效益不佳,突出表现在优化开发区和重点开发区面积过小、限制性开发区收益较低、资源环境承载力预警超载低;位于全球三大经济圈之一的东北亚核心区,地缘优势突出,但未能转换为经济优势,突出表现为外向型经济比重过小、对日韩贸易地位不凸显;文化和体制机制成为限制东北地区发展的核心障碍,突出表现在产业结构不合理、国有经济比重过高。以五大发展理念为指引,结合东北振兴的问题导向,着重对东北地区提高科技创新能力解决发展驱动力的转型、创新国有企业改革模式和促进多种所有制经济协调发展、围绕“一带一路”战略实现开放经济的转型以及腾出国内市场促进东北优势产业继续保持活力、以共享发展理念消除城市贫困增进东北地区民生福祉、采取经济社会生态效益相统一的原则实现东北地区按照主体功能定位进行发展等开展预判研究。
[ FAN J, LIU H C, WANG Y F, et al. "The Northeast China phenomenon" and prejudgment on economic revitalization in Northeast China: A primary research on stable factors to impact national spatial development and protection pattern. Scientia Geographica Sinica, 2016, 36(10):1445-1456.]
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赵兴国, 潘玉君, 赵庆由, 等. 科学发展视角下区域经济增长与资源环境压力的脱钩分析: 以云南省为例. 经济地理, 2011, 31(7):1196-1201.
[ ZHAO X G, PAN Y J, ZHAO Q Y, et al. Decoupling analysis between regional economic growth and resources and environmental pressure based on view of scientific development: A case study of Yunnan province. Economic Geography, 2019, 39(4):43-49.]
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张建兴, 马孝义, 赵文举, 等. 黄土高原地区水资源承载力动态变化分析: 以山西、陕西、宁夏、甘肃4省为例. 干旱区研究, 2009, 26(1):115-119.
[ ZHANG J X, MA X Y, ZHAO W J, et al. Dynamic change in the bearing capacity of water resources in the Loess Plateau: A case study in Shanxi, Shaanxi, Ningxia and Gansu provinces. Arid Zone Research, 2019, 39(4):43-49.]
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王学义, 熊升银. 中国经济发展方式转变综合评价及时空演化特征研究. 地理科学, 2020, 40(2):220-228.
摘要
基于经济高质量发展的核心理念,构建包含经济增长的动能转换、结构优化、绿色发展、稳定开放、人口发展的五维经济发展方式转变评价指标体系。运用“纵横向拉开档次法”对中国及各省域1987~2017年的经济发展方式转变水平进行综合评价,利用ESDA法对其时空特征进行探索,研究表明:① 中国经济发展方式转变水平整体呈逐年上升趋势,特别是2012年后很多省域增速明显,但地区间发展差距较大。② 反映经济发展方式转变的5个维度中,人口发展较好;经济结构优化稳步推进;绿色发展呈现先恶化后改善的趋势,但正成为主导转变的核心动力之一;经济稳定开放能力平稳上升;经济增长动能转换较差,但在呈波动中略上升。③ 空间分异明显,中国经济发展方式转变水平总体呈现出以东部地区为核心、逐步向内陆腹地区域梯度递减的趋势。④ 呈现出较明显的全局空间正相关性,局部空间上主要形成高高和低低集聚类型,存在较明显的交互影响关系。据此提出几点促进新时代中国经济发展方式转变的建议。
[ WANG X Y, XIONG S Y. Characteristics of com-prehensive evaluation of time and space in the transformation of China's economic development mode. Scientia Geographica Sinica, 2020, 40(2):220-228.]
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李博, 史钊源, 韩增林, 等. 环渤海地区人海经济系统环境适应性时空差异及影响因素. 地理学报, 2018, 73(6):1121-1132.
摘要
适应性是全球变化和环境与发展研究的热点和重要领域,并为区域可持续发展研究提供了新的研究框架和有效分析工具。以适应性为切入点,基于敏感性、稳定性、响应3要素构建评估框架,应用熵权TOPSIS法和协整检验分析环渤海地区人海经济系统环境适应性的时空差异和影响因素。结果表明:① 环渤海地区人海经济系统环境适应性的发展受到内源力和外向力的双重扰动作用;② 不同适应性要素以及适应性系统时空分异特征显著;人海环境系统敏感性较弱且呈现南北高、中间低的“哑铃形”分布状态;人海环境系统稳定性较差且呈现东高西低的发展态势;人海经济系统响应较弱且呈明显“极差化”分异特征;人海经济系统适应性与人海环境系统适应性大致保持线性相关关系;③ 2000-2014年环渤海地区人海经济系统环境适应性呈缓慢上升趋势,采用聚类分析方法将适应性分为4类,高适应性城市(0.536)为大连;较高适应性城市(0.442~0.482)有天津、烟台、青岛、日照、东营和威海;中适应性城市(0.346~0.380)有秦皇岛、潍坊、营口和丹东;低适应性城市(0.303~0.326)有唐山、葫芦岛、滨州、盘锦、沧州和锦州;④ 人海经济系统环境适应性的影响因素呈现海洋环境管理力度>海洋经济对外交流能力>港口建设水平>人才支持力的正向驱动作用。
[ LI B, SHI Z Y, HAN Z L, et al. Spatio-temporal difference and influencing factors of environmental adaptability measurement of human-sea economic system in Bohai Rim Region. Acta Geographica Sinica, 2018, 73(6):1121-1132.]
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孙才志, 马奇飞, 赵良仕. 基于GWR模型的中国水资源绿色效率驱动机理. 地理学报, 2020, 75(5):1022-1035.
摘要
遵循“以人文本”的绿色发展理念,综合考虑水资源利用的经济、社会及环境效益,运用地理加权回归模型,综合选取自然、社会经济、环境、科技四大因素共19个指标,测度2000—2016年中国水资源绿色效率,并对其驱动机理进行探究。结果表明:中国水资源绿色效率存在着显著的空间正相关性和空间分布不均衡性;各因素对水资源绿色效率的影响存在着空间差异,且随着时间而变化;总体来看,产业结构、工农业发展水平、交通基础设施建设、环保投入和科技转化率等因素对中国水资源绿色效率的提高具有显著影响,人均水资源量、人口规模和污染物排放等因素的增加则限制了水资源绿色效率的提高;就其空间差异而言,水资源禀赋、人口规模等因素对西部地区水资源绿色效率的促进作用大于东部,而产业结构、用水结构、交通基础设施建设等因素对水资源绿色效率的影响程度东部大于西部。研究结果对于解决中国水资源短缺问题,因地制宜地制定适合各地区发展的水资源政策,具有重要的实际意义。
[ SUN C Z, MA Q F, ZHAO L S. Analysis of driving mechanism based on a GWR model of green efficiency of water resources in China. Acta Geographica Sinica, 2020, 75(5):1022-1035.]
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李宇, 董锁成. 水资源条件约束下西北农村地区生态经济发展对策. 长江流域资源与环境, 2003, 12(3):243-247.
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孙才志, 王晨. 中国水资源投入的“拥塞效应”研究. 资源科学, 2020, 42(2):334-345.
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孙才志, 王雪妮. 基于WPI-ESDA模型的中国水贫困评价及空间关联格局分析. 资源科学, 2011, 33(6):1072-1082.
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万永坤, 董锁成, 王隽妮, 等. 北京市水土资源对经济增长的阻尼效应研究. 资源科学, 2012, 34(3):475-480.
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王泽宇, 卢雪凤, 韩增林. 海洋资源约束与中国海洋经济增长: 基于海洋资源“尾效”的计量检验. 地理科学, 2017, 37(10):1497-1506.
摘要
通过构建海洋资源“尾效”模型,运用面板数据分析方法对中国沿海11省份(不含港澳台)海洋资源“尾效”进行实证研究,结果表明:① 中国海洋资源“尾效”的平均水平为0.032 2,海洋资源对海洋经济增长的约束程度较高,资源利用方式整体呈粗放型。② 沿海各省份海洋资源“尾效”差异显著,其中广东、上海为海洋资源低约束型,海洋资源“尾效”值分别为0.009 4、0.009 8;山东、浙江、江苏、福建、天津、辽宁、河北为海洋资源高约束型,海洋资源“尾效”值介于0.010 0~0.050 0之间;广西、海南为海洋资源强约束型,海洋资源“尾效”值均大于0.050 0。③ 海洋资源“尾效”与涉海从业人员增长率、海洋资源消耗增长率、海洋资源弹性系数、资本弹性系数呈正相关关系,海洋资源消耗速度越快,对海洋经济增长的阻力越大,而劳动力、资本的过度供给会加大海洋资源消耗对海洋经济增长的阻碍力度。因此合理利用海洋资源、优化资源利用方式,合理分配区域人力资源、提高涉海从业人员的科技素质,并推动海洋产业结构优化调整是降低海洋资源“尾效”的关键。
[ WANG Z Y, LU X F, HAN Z L. Marine resources constraint and China's marine economic growth: metrology analysis based on marine resources "tail drag". Scientia Geographica Sinica, 2017, 37(10):1497-1506.]
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李裕瑞, 刘彦随, 龙花楼, 等. 大城市郊区村域转型发展的资源环境效应与优化调控研究: 以北京市顺义区北村为例. 地理学报, 2013, 68(6):825-838.
摘要
:村域是认识和改造中国农村的窗口,深入开展村域转型发展及其资源环境效应与优化调控研究对于可持续乡村建设具有现实意义。本文首先探讨了村域转型发展及其资源环境效应研究的理论位点,然后以京郊北村为例剖析了大城市郊区典型村域在“种、养、加、旅”四业协调发展过程中的资源环境效应及其优化调控的过程、特征与内在机理。案例研究发现:① 改革开放以来北村经历了缓慢发展、逐渐起步和转型升级3 个阶段;② 北村的转型发展过程中,资源环境效应存在阶段性差异,资源投入从低效率向高效率转变,环境污染从高污染向低污染转变,环境污染指数曲线具有倒“U”型特征;③ 优化调控过程可分解为问题呈现、观察评估、激发整合、功能赋予、联合行动和系统重构6 个环节;④ 调控目标得以实现的内在机理在于,以干部、能人和合作组织为核心,成功激发了普通村民和驻村企业的内生需求,有效整合了各级政府、技术单位的外部力量,并以优化资源环境要素为共同目标,顺利构建了目标明确、功能明晰、技术可行、效益良好的行动者网络。新时期的乡村建设及资源环境效应调控应着力增强内发响应机制、优化外源干预机制,尤其要注重环保意识、发展能力、社会责任、科技支撑及管控机制的提增、完善和耦合。
[ LI Y R, LIU Y S, LONG H L, et al. Village transformation development, resources and environment effects and their optimal regulation in the metropolitan suburbs: The case of Beicun in Shunyi district, Beijing. Acta Geographica Sinica, 2013, 68(6):825-838.]
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金贤锋, 董锁成, 刘薇, 等. 产业链延伸与资源型城市演化研究: 以安徽省铜陵市为例. 经济地理, 2010, 30(3):403-408.
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周道静, 徐勇, 王亚飞, 等. 国土空间格局优化中的“双评价”方法与作用. 中国科学院院刊, 2020, 35(7):814-824.
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周侃, 樊杰, 盛科荣. 国土空间管控的方法与途径. 地理研究, 2019, 38(10):2527-2540.
摘要
国土空间管控是对国土空间各类开发保护活动的科学谋划与管理安排,是进行国土空间宏观调控和微观管理的重要政策工具。探讨以地域功能和资源环境承载力为科学基点的国土空间管控体系框架,并以福建省和贵州省六盘水市为例,解析“三区三线”协同划定和国土开发强度并测算两个国土空间管控中技术难点的解决方法,在此基础上,提出以功能管控和参数管控为核心的多尺度、多时序国土空间管控途径。研究发现:① 功能管控以主体功能区划和“三区三线”划定方案为基础,按照四类主体功能定位、三类空间(生态、农业和城镇空间)、六类分区(生态保护红线及一般生态区、永久基本农田及一般农业区、城镇开发边界及城镇预留区)以及N类建设和非建设类用途分层级实施;② 参数管控则以国土开发强度为关键目标参数,实施基于总量-目标和过程-增幅双控的阈值管控,以及基于上限和下限双控的分类型管控途径,旨在实现各类空间内和区域整体的生产、生活、生态“三生”结构均衡协调,促进形成高质量、可持续的国土空间开发保护格局。
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周侃, 樊杰, 王亚飞, 等. 干旱半干旱区水资源承载力评价及空间规划指引: 以宁夏西海固地区为例. 地理科学, 2019, 39(2):232-241.
摘要
以宁夏西海固地区为例,在区域尺度水资源超载状态分析基础上,构建了栅格尺度水资源承载力评价指标体系和计算方法,阐释了水资源承载力空间格局、特征及其与人口经济要素的空间关系,并提出空间规划与发展路径指引。干旱半干旱区栅格尺度的水资源承载力评估指标体系包括5项一级指标和12项二级指标,案例实证研究与校验表明:指标体系与评估模型具有可操作性,可为空间规划与管制提供更有效的决策支撑;西海固地区栅格尺度的水资源承载力划分为强、较强、中等、较弱以及弱5个等级,强和较强等级区主要位于清水河河谷平原,是黄河扬水灌区与地下水资源富集区的叠加区域,较弱和弱等级区集中分布于黄土丘陵区、六盘山及其余脉山地区。在水资源承载力空间差异分析的基础上,因地制宜地制定空间开发指引,建立“节流为主、开源为辅”的水资源保障体系,有助于构建与区域水资源条件相适应的人口产业布局模式。
[ ZHOU K, FAN J, WANG Y F, et al. Evaluation of water resources carrying capacity and its guidelines for spatial planning in arid and semi-arid region: A case in Xiji-Haiyuan-Guyuan Area of Ningxia. Scientia Geographica Sinica, 2019, 39(2):232-241.]
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郝庆, 邓玲, 封志明. 面向国土空间规划的“双评价”: 抗解问题与有限理性. 自然资源学报, 2021, 36(3):541-551.
[ HAO Q, DENG L, FENG Z M. The "Double Evaluation" under the context of spatial planning: Wicked problems and restricted rationality. Journal of Natural Resources, 2021, 36(3):541-551.]
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岳文泽, 吴桐, 王田雨, 等. 面向国土空间规划的“双评价”: 挑战与应对. 自然资源学报, 2020, 35(10):2299-2310.
[ YUE W Z, WU T, WANG T Y, et al. "Double evaluations" for territorial spatial planning: Challenges and responses. Journal of Natural Resources, 2020, 35(10):2299-2310.]
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尹怡诚, 成升魁, 马润田, 等. 基于“在地性”与“协同性”的丘陵地区县域“双评价”模式探讨: 以湖南辰溪县为例. 经济地理, 2020, 40(9):102-113.
[ YI Y C, CHENG S K, MA R T, et al. "Double Evaluation" mode to county in hilly areas based on "locality" and "coordination": A case study of Chenxi county, Hunan province. Economic Geography, 2020, 40(9):102-113.]
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喻忠磊, 张文新, 梁进社, 等. 国土空间开发建设适宜性评价研究进展. 地理科学进展, 2015, 34(9):1107-1122.
摘要
国土空间开发建设适宜性是优化国土空间开发格局、合理布局建设空间的依据,包括国土空间开发适宜性和建设用地适宜性两个方面。本文首先探讨二者的概念与内涵,然后从评价目标与视角、评价尺度与单元等多个角度梳理国土空间开发建设适宜性案例研究现状;进而总结归纳国土空间开发建设适宜性的指标体系及评价方法。分析发现:国土空间开发建设适宜性指标体系早期以工程地质条件为主,但目前涉及要素日益多元化,涵盖地质地貌、生态、经济、社会各方面;并已形成多要素叠置综合评价、空间作用及其趋势模拟、基于生态位的适宜性评价及参与式综合评价四种适宜性评价方法。今后应借鉴地理学、社会学、空间经济学、生态学等多学科理论,构建完善的国土空间开发建设适宜性研究体系,加强基础理论研究;推动指标体系规范与统一,完善评估框架与技术方法,研发开放式评价系统;构建可与空间管制政策对接的适宜性分类体系,扩展适宜性评价的案例研究和应用范围;同时应促进宏观空间开发适宜性和微观建设适宜性的统一和整合,响应“多规融合”的实践需求。
[ YU Z L, ZHANG W X, LIANG J S, et al. Progress in evaluating suitability of spatial development and construction land. Progress in Geography, 2015, 34(9):1107-1122.]
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杨正先, 张志锋, 韩建波, 等. 海洋资源环境承载能力超载阈值确定方法探讨. 地理科学进展, 2017, 36(3):313-319.
摘要
超载阈值是资源环境承载能力监测预警体系构建中的关键因子,其确定是当前资源环境承载能力评价方法研究中的重点和难点问题。本文首先分析了资源环境承载能力超载阈值的定义和内涵,结合国内外研究进展和国家发改委下发的《资源环境承载能力监测预警技术方法(试行)》,分析目前海洋资源环境承载能力评价采用的超载阈值确定方法及潜在的问题。试行方法主要是从海洋功能区划及环境质量标准的合规性,以及指标多年变化情况确定超载阈值,对资源环境保护与社会经济发展的关系协调考虑较少,评价方法的创新性以及评价结果的管理效能还较弱。本文还从海洋资源环境对于社会经济发展的限制性分析视角,探索构建区域差异性指标体系和更具科学性及管理适用性的超载阈值确定新思路。
[ YANG Z X, ZHANG Z F, HAN J B, et al. Thresholds determination of marine resource and environmental carrying capacity. Progress in Geography, 2017, 36(3):313-319.]
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徐勇, 张雪飞, 周侃, 等. 资源环境承载能力预警的超载成因分析方法及应用. 地理科学进展, 2017, 36(3):277-285.
摘要
建立资源环境承载能力监测预警机制和对超载区域实行限制性措施是中央全面深化改革的一项重大任务,而超载成因分析既是资源环境承载能力监测预警技术方法的重要组成内容,也是制定超载区域限制性政策的基础。本文在搭建超载成因分析总体框架、阐述关键因素识别和成因分析方法的基础上,梳理总结了陆域/海域基础和专项评价结果以及综合预警超载成因分析的要点,进而在京津冀地区进行了实证应用。研究结果表明,导致京津冀地区资源环境超载的因素涉及自然、发展和管理各个类别,但关键因素的作用程度及其组合叠加状况在基础评价结果、专项评价结果和综合预警超载成因方面存在较大差异;水资源严重短缺、地形和气象等自然条件是导致超载的基础原因;人口和产业过度集聚以及低端产业、能源消费结构等发展类因素是超载的首要原因;内海净化能力差和海域生态退化、海岸开发强度大综合导致了海域生态环境超载;现行的资源环境管理政策尚不具备有效遏制和解决资源环境超载的能力。既有的超载成因分析框架、方法及要点可供各省、市、自治区开展资源环境承载能力监测预警借鉴。
[ XU Y, ZHANG X F, ZHOU K, et al. Method and application of cause analysis for early-warning of resource and environmental system overloading. Progress in Geography, 2017, 36(3):277-285.]
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许小娟, 刘会玉, 林振山, 等. 基于CA-MARKOV模型的江苏沿海土地利用变化情景分析. 水土保持研究, 2017, 24(1):213-218, 225.
[ XU X J, LIU H Y, LIN Z S, et al. Scenario analysis of land use change in Jiangsu coast based on CA-MARKOV model. 2017, 24(1):213-218, 225.]
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杜湘红, 张涛. 水资源环境与社会经济系统耦合发展的仿真模拟: 以洞庭湖生态经济区为例. 地理科学, 2015, 35(9):1109-1115.
摘要
以洞庭湖生态经济区水资源环境与社会经济系统为研究对象,引入灰色关联度算法测度耦合状况,结合GM(1,1) 模型预测演化趋势,并进行仿真模拟。研究表明:2004~2013年生态经济区水资源环境优于社会经济发展状况,但水资源条件对快速增长的社会经济发展产生的约束作用较为明显,水资源与生态环境危机正在进入潜伏期;10 a间系统耦合度较高,处于较为协调发展的磨合耦合阶段,耦合度呈现大幅攀升后回落趋势,进一步对2014~2023年状况预测证实经济发展对水资源环境呈现越来越显著的胁迫效应。研究表明,应着力提高水资源利用效益,缓解水资源经济系统矛盾,实现社会经济和水资源环境的协调发展。
[ DU X H, ZHANG T. The simulation to coupling development between water resource & environment and socio-economic system: Dongting Lake Ecological Economic Zone as an example. Scientia Geographica Sinica, 2015, 35(9):1109-1115.]
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柯新利, 肖邦勇, 郑伟伟, 等. 城镇—农业—生态空间划定的多情景模拟. 地球信息科学学报, 2020, 22(3):580-591.
摘要
城镇—农业—生态空间划定(简称“三区”划定)是国土空间规划的核心内容,对于科学合理地规划、利用有限的国土资源具有重要的意义。已有研究主要根据区域内土地利用与社会经济发展现状构建指标体系进行“三区”划定,较少将未来土地利用变化纳入“三区”划定过程中,使得划定结果在指导实践过程中缺乏前瞻性。针对这一问题,本文提出一种基于土地利用情景模拟,结合指标体系评价与决策树特征挖掘的“三区”划定方法,并以武汉市2015年土地利用现状为基础,在土地利用变化情景模拟的基础上进行“三区”划定。通过对比,验证了本文提出方法的合理性。研究发现:① 不同情景下的“三区”空间在规模、空间分布上具有明显差异,将未来土地利用变化纳入“三区”划定过程中确有必要;② 不同土地利用情景下“三区”空间的差异主要出现在三类空间的交界区域,这些区域是国土空间规划应该关注的重点区域。
[ KE X L, XIAO B Y, ZHENG W W, et al. Urban-agricultural-ecological space zoning based on scenario simulation. Journal of Geo-Information Science, 2020, 22(3):580-591.]
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刘菁华, 李伟峰, 周伟奇, 等. 京津冀城市群景观格局变化机制与预测. 生态学报, 2017, 37(16):5324-5333.
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付玲, 胡业翠, 郑新奇. 基于BP神经网络的城市增长边界预测: 以北京市为例. 中国土地科学, 2016, 30(2):22-30.
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段非, 王钧, 蔡爱玲, 等. 重庆两江新区空间结构演变驱动机制分析与过程模拟. 地球信息科学学报, 2019, 21(8):1254-1264.
摘要
两江新区作为中国第一个内陆开放区,在短时间内经历了高强度开发,其社会经济空间结构演变对于国家新区的发展和规划具有重要意义。两江新区的城市建设用地扩张基本分布在中心城区外围,部分沿交通线向外扩张,并可通过元胞自动机模型对未来建设用地演变趋势进行模拟。本研究基于两江新区的人口数据、建设用地空间分布、道路数据等基本要素分析区域空间结构演变过程,定性与定量相结合研究两江新区空间结构演变的特征与机制并进行多模型模拟。研究结果表明:① 从人口、用地、交通等基本要素的时空变化可以看出,两江新区自2010年6月成立至2015年,区域城镇中心体系和空间结构都发生了明显的变化;② 政策环境、基础设施、要素成本和集聚效应是企业入驻两江新区的4个主要驱动因素;③ 两江新区建设用地扩张空间累积阻力值呈同心圆和轴带发展形态,建设用地空间演变基本向空间累积阻力值低的方向和地区扩张;④ 元胞自动机模型模拟的结果精度在80%以上,能够展示过去5年两江新区空间结构的演变过程和未来该区域空间结构的状况。本研究的结果能够为内陆开放区的优化建设提供科学参考,有助于提高重庆市两江新区开发建设的效益。
[ DUAN F, WANG J, CAI A L, et al. Analyzing and modeling the driving mechanisms and processes of the spatial structure changes in Liangjiang new district, Chongqing. Journal of Geo-Information Science, 2019, 21(8):1254-1264.]
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基金

国家自然科学基金项目(41671126)
国家自然科学基金项目(42101297)

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