基于系统动力学方法的人地系统优化调控研究

人地系统是地理学最为重要的研究内容，区域可持续发展有赖于人地系统的合理结构与优化模式以及人们对此系统的有效调控。县级区域是一个具有复杂系统结构与功能的人地关系地域系统，本文以黄陵县为例，结合实地调查资料和统计数据，分析县域人地系统中人口、资源、经济和社会等结构特征。运用系统动力学理论与方法，建立人地系统演变的动态调控模型，对该系统进行多种发展方案调控试验，比较优选出人地系统协调发展的优化调控模式，为地区可持续发展提供决策依据。     

黄河流域人地系统研究的大数据支撑与方法探索

从整体性出发,系统揭示黄河流域人地系统相互作用与耦合机制是实现黄河流域生态保护和高质量发展的关键。随着新时代的到来,地理学应该融合大数据范式,促进人地系统研究的认识革命,驱动人地耦合研究创新。论文系统分析了目前大数据+机器学习方法在人地系统模拟与预测中面临的两类挑战。一是在构建功能良好的地理机器学习模型时,面临地理标记样本贫乏、异质性、数据质量差、地理要素关系候选模式搜索空间巨大、伪相关等问题;二是面对迅速发展并成熟的地理机理模型以及地理复杂性解译需求,机器学习面临方法论困境。为实现黄河流域复杂人地系统的精准模拟与预测,本文提出将经典地理过程理论或建模方法与新的数据科学工具相结合,是大数据时代下人地系统研究的新范式和最佳路径,具体包括:以地理过程理解为基础的机器学习、机器学习与机理模型的耦合、机器学习与仿真的耦合和拓展远程耦合研究新方法。地理理论指导下的数据科学范式有望开启大数据在含有社会科学属性的黄河流域人地系统研究的潜力。     

黄土高原社会-生态系统变化及其可持续性

在全球变化和人类活动驱动下,社会系统与生态系统均处在不断加剧的动态变化中,揭示二者之间的互馈机制是保持和增强系统弹性以及可持续性的科学基础。黄土高原地区是中国人口、资源、环境矛盾最集中的区域之一,也是黄河重要的产水区和绝大部分泥沙的来源区。合理布局黄土高原土地利用格局,协调黄土高原水土保持和黄河下游水资源利用与泥沙控制,是黄土高原地区和黄河流域可持续发展的重大需求。本文立足于国际社会-生态系统耦合研究前沿和可持续发展与生态建设的国家需求,综述了区域社会系统与生态系统的互馈机制和社会-生态系统的耦合模拟的研究进展,总结了黄土高原社会-生态系统的变化过程和驱动机制,认为发展社会-生态系统动态机制分析方法和稳态转换识别方法,建立耦合社会系统与生态系统的土地利用权衡与优化模型,是推动社会-生态系统耦合研究理论与方法创新、为黄土高原的可持续发展提供科学依据的重要途径。     

基于生态系统服务价值的黄河流域生态与能源-经济-环境耦合协调发展研究

分析黄河流域各省份的生态环境问题,探讨生态系统服务价值时空演化特征及其与能源、经济、环境的协调发展现状,对促进黄河流域高质量协调发展有着重大价值。构建4E系统评价指标体系,基于黄河流域9省区2000、2010和2020年的土地利用数据及能源、经济、环境相关的统计数据,分析黄河流域生态系统服务价值时空演化特征及其分别与能源、经济、环境二元及四元系统的耦合协调发展水平。结果表明：2000—2020年黄河流域的耕地和未利用地面积不断减少,林地、水域和建设用地的面积不断增加,草地面积先减后增;从时间维度看,九省区的生态系统服务价值从2000年的18 385.52亿元增长到2020年的80 242.06亿元;从空间维度来看,黄河流域上游省份的生态系统服务价值较高;研究期内,黄河流域各省份的生态、能源、经济、环境系统组成的复合系统的综合发展指数,各二元系统及四元系统的耦合协调水平均呈缓慢上升趋势。但甘肃和宁夏四元系统耦合协调度变化幅度较低,尤其是宁夏生态-能源-环境-经济系统耦合协调水平仍处于轻度失调状态。据此,提出完善区域对接机制,优化国土空间布局;优化工业产业结构,培育壮大新兴产业;严控工业废...     

国土空间生态修复亟待把握的几个要点

文章基于人地耦合系统思想,认为国土空间治理中生态空间与生产空间、生活空间的关系呈现协调布局、系统治理、人地和谐3个阶段的演进状态。人地耦合系统研究需要从耦合指标、耦合层次、耦合效应、耦合模型等角度,识别主导评价指标、划定尺度嵌套区域、解析时空关系效应、研发人地耦合模型,系统支撑国土空间生态修复,助力国家和区域高质量发展。     

试析矿区生态经济系统的动态演化机制

矿区生态经济系统的动态演化是其经济、资源和环境等诸构成要素之间结构优化和整体协同耦合的过程,离不开自组织机制、需求机制、价格机制等内生性机制和调控机制、保障机制、约束机制等外在性机制的作用,这些内生性机制和外在性机制共同构成了矿区生态经济系统动态演化的动力机制.根据动态演化的不同阶段制定不同的发展策略,从而实现矿区生态经济系统的可持续发展.     

我国地球科学发展的若干思考与建议

地球科学是以地球各圈层相互作用及其资源与环境效应为研究对象，多学科交叉融合的一门科学。地球科学既研究过去，阐述地球演化历史，又面向未来，为人类可持续发展提供解决方案，是一门既能拓展人类知识前沿又能服务于人类社会经济发展的综合性、系统性的科学。文章在梳理国际地球科学发展趋势和总结我国地球科学发展现状与科技资助情况的基础上，提出我国地球科学发展应从系统科学和国家需求的视角部署未来发展方向和研究计划。从地球系统整体出发，关注地球系统各圈层、各要素之间的相互作用及其对人类社会经济发展的影响。以“四个面向”引领地球科学领域研究的发展方向，开展有组织的重大科学研究，完善科技资助与评价机制，使研究成果更好地服务于国家重大战略需求。     

具有中国特色的地球系统科学的前沿领域：三角洲人地耦合系统

一、人地耦合系统的研究是地球表层系统科学研究的核心之一 人类不能离开环境而生存和发展，同时环境的演变也无法摆脱人类活动的影响。地理学长期以来重视人类活动的影响。人和环境的相互作用(人地关系)，是地理学研究的前沿，是地理学产生的起源点和发展的基础(郑度．21世纪人地关系研究前瞻[J]．地理研究，2002.21(1)：9～13)；气候变化与政治、经济、社会发展的关系也是人地关系研究的重要内容(2003年1月6日任美锷在南京师范大学地理科学系统研讨会上的讲话)；以地域为单位，着重研究人地关系地     

黄河流域产业结构高级化与生态效率的耦合路径识别及空间治理

为促进黄河流域生态保护与高质量发展,深入探究其产业结构优化与生态效率提升的耦合协调发展关系.首先运用包含非期望产出的超效率SBM-DEA模型测算黄河流域9省区生态效率,着重考察水污染与水土流失治理效果;其次应用扩展的耦合模型研究9省区产业结构与生态效率的耦合协调关系,并根据耦合特征对9省区进行多重分类,设计产业结构与生态效率升级的耦合路径;最后从耦合协调空间重心视角出发研究其迁移路径.研究发现:9省区产业结构与生态效率水平总体不高,空间上呈现从西南向东北递增的态势,地区间差异较为显著;地区间耦合协调水平呈阶梯化,在时序上表现为"U"型特征,在2010年左右出现拐点,与国家"十二五"规划实施相契合;2011年之后耦合协调重心持续向南转移,表明黄河流域南部地区在"十二五"及"十三五"期间有较好的协调发展表现.最后提出兼顾合理化和高级化同步平稳推进黄河流域产业结构优化升级,生态治理坚持贯彻节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针,以及做好全局统筹规划、重点突出,促进协同高质量发展等政策建议.     

地理学研究进展与前瞻

现代地理学涵盖自然地理学、人文地理学和地理信息科学 ,其发展趋势是 :和相邻学科的交叉、渗透与融合 ,加强地理学内部的综合研究 ,地理过程的微观研究进一步深化 ,拓宽实践应用研究领域 ,实验地理与技术手段现代化 ,理论思维模式的转变等。地理学应在陆地表层过程与格局、全球环境变化及其区域响应、自然资源保障与生态环境建设、区域可持续发展及人 地系统的机理与调控、地球信息科学、技术与数字地球研究等前沿领域开拓创新 ,为促进地球系统科学的发展 ,为协调人 地关系等方面做出积极的贡献。     

黄河流域跨区域科技创新合作现状与优化策略研究

实现有效的跨区域创新合作,不仅有助于提升黄河流域整体的科技创新能力,而且对推进西部大开发战略,实现西部地区产业升级与跃迁至关重要。黄河流域各类企业、高校和科研院所构成的横跨各区域的创新合作网络有助于打破“信息孤岛”,帮助各省级行政区及其所属城市在开放的科技创新合作平台中充分实现信息共享。文章构建了黄河流域跨区域创新合作网络中各省级行政区间的内部创新合作关系,以及流域内与流域外省级行政区间的外部创新合作关系,研究了内、外部创新合作关系网络反映出来的黄河流域科技创新合作的现状。结果显示,内部创新合作网络在空间上呈现东部密集、西部稀疏的不均衡分布格局,但密度近年有所增加;外部创新合作网络起初在空间分布上也不均衡,但近期合作的广度和深度大幅提升。研究表明,黄河流域科技创新合作仍存在诸多障碍：（1）黄河流域内部创新合作不足,大规模、整体性的创新合作网络尚不健全;（2）黄河流域跨区域创新合作网络作用难以充分发挥,缺乏全方位、多层次的跨区域制度协同运作机制。鉴于此,文章提出应从中央到地方,自上而下地完善创新协同合作体系,遵循“加强顶层设计—完善合作网络—增强合作意识—协调地区法规—组建跨区域联盟—营造协同创新生态—挖掘创新合作机会”的优化思路建设黄河流域科创走廊。     

黄河流域高质量发展效率的演变及耦合协调水平

目前学术界对黄河流域发展效率的研究尚处于初步探索阶段，对黄河流域经济和创新效率及其子系统耦合协调水平的研究较少，为此，构建黄河流域高质量发展效率的“生态-经济-创新”三维分析框架，基于2010－2019年黄河流域九省区面板数据，采用Malmquist指数法分析黄河流域高质量发展效率的演变趋势，同时运用熵值法和耦合协调模型进行耦合协调分析。结果发现：九省区生态效率整体呈现下降趋势，经济效率和创新效率呈增长态势，高质量发展效率耦合协调度处于较低水平，生态、经济和创新系统间整体耦合协调度处于轻度失调状态。据此，提出采取在黄河流域分段采取相应的生态保护措施、强化市场化资源配置、突出创新引领作用以及各省区间优化联动协调机制等建议。     

黄河流域新型城镇化与生态环境耦合的时空格局及影响因素

以黄河流域作为研究对象,通过构建新型城镇化与生态环境的耦合协调模型,定量测度了2005—2016年黄河流域新型城镇化与生态环境耦合协调的时空格局,以及二者同步发展的状态;通过构建随机效应面板Tobit模型,对黄河流域新型城镇化与生态环境耦合的影响因素进行研究。结果表明：①黄河流域新型城镇化及生态环境子系统,以及耦合协调度均呈现先上升后下降的趋势;②黄河流域新型城镇化与生态环境的耦合度均值在0.34~0.70之间,整体上处于拮抗阶段和磨合阶段。黄河流域新型城镇化与生态环境的协调度均值处于0.20~0.60之间,整体处于低度协调和中度协调阶段;③黄河流域超过78％的地级市为生态滞后型城市,在新型城镇化快速推进背景下,生态环境的压力凸显;④经济发展水平、政府能力、科技投入等对于耦合协调度产生积极影响,对外开放程度、工业化水平对于黄河流域上游和中下游地区的耦合协调度产生不同的作用。在加快推进黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略背景下,摆脱区域发展的路径依赖对于推动新型城镇化与生态环境的耦合具有重要意义,黄河流域要针对上游和中下游地区采取差异化的策略来推动新型城镇化与生态环境耦合发展。     

技术创新与标准化耦合协同关系实证研究

通过构建技术创新与标准化两大系统之间的耦合协同模型,测算2006—2015年我国技术创新与标准化的耦合度水平和耦合协调度。研究结果表明,我国技术创新与标准化水平、系统耦合协调度整体呈上升趋势,两者耦合协调发展阶段也由初始的严重失调演变为中度协调发展,两大系统之间的耦合协调关系呈动态发展。研究结果为我国国家技术标准创新基地建设的高质量发展、技术创新与标准化的耦合协同发展提出政策建议。     

黄河流域生态系统变化及其生态水文效应

黄河流域是连接青藏高原、黄土高原和华北平原的生态廊道,也是我国"一带一路"建设的重要经济廊道,对国家的经济社会发展和生态安全都具有重要意义。受气候变化和人类活动影响,近几十年来黄河流域生态系统的结构和功能发生了巨大变化,流域生态系统的健康受到威胁。然而,目前仍缺乏对黄河流域生态系统在流域尺度上的整体性研究,对其完整性、连通性和脆弱性的系统研究不足,难以有针对性地提升变化环境下的生态系统服务与生态屏障效应。围绕黄河流域生态保护与高质量发展的重大战略需求,我们认为应从流域整体性出发,通过构建黄河流域生态系统类型及空间格局数据集,分析黄河流域生态水平衡分量的格局变化规律,解析并量化表征气候变化和人类活动与生态系统变化之间的关联;基于多源数据集以及生态水文模型,解析黄河流域生态系统的时空格局变化和生态水文过程,并以此建立关键生态系统服务的定量评估指标体系,揭示关键生态系统服务供给能力的格局特征和空间流动及变化趋势,开展生态系统服务格局特征与空间流动时空变异的归因分析;阐明生态系统结构—过程—服务的级联效应,提出生态屏障功能的优化提升方案,为黄河流域生态治理与管理提供科技支撑。上述研究对完善和丰富地球系统科学具有重要的理论和现实意义。     

青藏高原研究的信息环境建设

青藏高原研究涉及许多地球科学的前沿问题,目前开展的“青藏高原资源环境变化与区域可持续发展”和“青藏高原形成演化及其环境、资源效应”具有多学科综合研究的特点。面对汹涌澎湃的信息化浪潮,研究环境发生了很大的变化,青藏高原的科学研究需要充分利用信息科学技术建立(青藏高原;信息环境;基础设施;资源;政策     

农业学术期刊文摘编写的探讨

<地球科学进展>是由国家自然科学基金委员会地球科学部、中国科学院资源环境科学与技术局、中国科学院资源环境科学信息中心共同主办的一份综合性学术刊物,创刊于1986年,双月刊.其主要任务是评述国内外地球科学以及资源、环境科学的研究进展,提供地球系统科学、全球变化和可持续发展等重大综合性主题研究资料,报道边缘学科、交叉学科信息,推动高新技术在地球科学中的应用,促进地球科学和资源、环境科学研究与国民经济建设的结合.     

松散耦合研究对协同创新的启示

目前关于协同创新研究的理论基础制约了其对个体微观行为、有限理性及矛盾与二元性的关注,松散耦合视角的引入可有效弥补这一方面的缺陷。通过对1990—2014年间关于松散耦合的文献进行回顾,探讨了其对协同创新研究的启示。协同创新体本质上是一种松散耦合的系统,松散耦合的机制普遍存在于协同创新体的各个层面,并成为有效应对协同创新体中各种矛盾与冲突的有效手段,但也会对其造成某些负面的影响。     

基于系统耦合协调度的工业产业协同创新实证分析——以广西北部湾经济区为例

通过构建产业协同创新系统耦合协调模型,对2008—2014年广西北部湾经济区产业创新系统-外部创新环境系统耦合协调度进行实证分析。研究结果表明,北部湾经济区的工业产业协同创新系统耦合协调度总体呈稳步上升趋势,且除了南宁达到初级协调外,北海、钦州、防城港产业协同创新都处于不协调的发展阶段。针对实证分析结果,提出了北部湾经济区工业产业创新协同度的提升建议。     

黄河流域水循环规律与水土过程耦合效应

在气候变化和人类活动的共同影响下,黄河流域水循环和陆面过程正在发生深刻变化,其水资源和泥沙形成、分布和演变均呈现出显著的时空变异特征和高度的不确定性,并将影响流域未来的可持续发展。因此,揭示黄河流域水循环演变规律与水土过程耦合效应,对"黄河流域生态保护与高质量发展"国家重大战略实施具有重要意义。本文分析了黄河流域水循环与水土过程研究现状和面临的挑战,探讨了流域水循环和水土过程研究的发展趋势和关键科学问题,并针对黄河流域水循环规律与水土过程耦合效应研究提出了一些建议方向,为未来相关基础研究和应用基础研究提供参考。