彭建
, 毛祺, 杜悦悦, 苏冲, 张甜, 胡熠娜, 王仰麟
北京大学城市与环境学院,地表过程分析与模拟教育部重点实验室,北京 100871
PENG Jian, MAO Qi, DU Yueyue, SU Chong, ZHANG Tian, HU Yi'na, WANG Yanglin
收稿日期: 2018-01-1
修回日期: 2018-01-15
网络出版日期: 2018-01-28
版权声明: 2018 地理科学进展 《地理科学进展》杂志 版权所有
基金资助:
作者简介:
作者简介：彭建(1976-),男,四川彭州人,博士,副教授,研究方向为景观生态与土地利用,E-mail: jianpeng@urban.pku.edu.cn。
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摘要
分区是地理学认知世界的基本途径。作为综合自然地理学的重要研究内容,自然地域分区通过对区域的划分,有助于进一步认识自然地域系统要素特征及其相互作用过程的地域分异规律,可为制定差异化的空间管治政策提供科学依据。自然地域分区的主题与方法随着社会经济发展在不断变革与创新,本文系统梳理了中国学者在自然地域动态分区、分区界线自动划定与多分区方案定量优选等前沿领域的近期进展,总结了自然地域分区理念、方法的创新与拓展。在此基础上,探讨了新时代自然地域分区在理念、技术与任务方面面临的挑战,建议开展面向人类—自然耦合系统、综合定性与定量途径、从全球到地方多尺度的自然地域分区研究,以期进一步完善自然地域分区理论与方法。
关键词：
Abstract
Regionalization is a fundamental way for geographers to cognize the world. As an important part of integrated physical geography, terrestrial system regionalization aims at revealing rules of regional differentiations of terrestrial system features and their interaction processes, supporting the development of reasonable land management policies. The topics and methods of terrestrial system regionalization are constantly changing and innovated with the development of society and economy. After a brief review of research on terrestrial system regionalization in China, this study summarized the progress of Chinese scholars in the research frontier, i.e., dynamic regionalization, quantitative optimization of multi-regionalization schemes, and automatic demarcation. The study of dynamic regionalization could effectively depict the pattern and process of terrestrial system, with important guidance for regional sustainable development in the context of global change, while the study of quantitative optimization of multi-regionalization schemes and automatic demarcation might offer significant theoretical and technical supports for automatic regionalization. Furthermore, this study discussed the research challenges faced today, including the challenges of undertaking terrestrial regionalization for coupled human and natural systems, integrating qualitative and quantitative methods, and carrying out regionalization from the global to local scales.
Keywords：
分区是地理学认知世界的基本途径。通过对区域的划分,直观地表达地理环境中各组分的属性与相互联系,进而理解发掘其发生、发展、分布、结构等地理规律(黄秉维, 1960; 陈传康, 1988)。自然地域分区将光、热、水、土、气、生等要素相互作用形成的地域综合体划分为若干区内特征相似、区间差异显著的空间共轭区域 (Baily, 1983; 黄秉维等, 1996; Wu et al, 2016),是一项兼有理论性与实践性的工作(黄秉维,1958)：在认识分区对象、揭示区域特征与地域分异规律的同时,以服务生产为目的,为区域发展规划、利用自然资源与保护生态环境提供必要的科学依据。
自然地域分区工作往往具有鲜明的时代色彩,其内涵随着社会经济的需求在不断地发展。以实践应用为指向不断变革分区主题与技术手段是贯穿中国自然地域分区工作发展过程的主线。建国以来,自然地域分区的开展为国家经济建设作出了巨大的贡献。以合理安排农业生产布局为目的,全国先后形成林超(林超, 1954)、罗开富(罗开富, 1954)、黄秉维(黄秉维, 1958)、任美锷(任美锷等, 1961)、侯学煜(侯学煜等, 1963)等若干自然分区方案。这些方案增进了人们对自然地域分异规律的认识,指导全国农林牧副渔各产业的发展,推动了农业自然资源的合理利用(郑度等, 2005)。此外,配合全国性自然调查,为分析评价区域自然资源与发展条件服务的省级、地级自然分区方案和服务公路建设等特定目的的自然分区方案也有了较大的发展(陈传康等, 1994)。20世纪80年代之后,基于生态建设和环境保护的迫切需求,生态地理分区研究成为新的热点,先后开展了自然生态区划(侯学煜, 1988)、生态地域区划(杨勤业, 1999)、生态区划(傅伯杰等, 1999)等研究。这些研究重点关注区域生态环境问题,通过分析生态保护与环境建设的地域特征及差异,为土地管理政策的制定、自然保护区的规划和生态修复工程的实施等提供了必要的科学依据(刘焱序等, 2017)。
总体看来,社会需求的演变催生了新的分区主题,也是分区方法与技术手段创新的内在动力。自然地域分区不仅可综合地表征自然地域系统的复杂状况,也可揭示系统要素间相互耦合、反馈等机制的区域差异性。无论任何时期,分区都是开展自然地域系统研究的基础工作。基于此,本文重点总结了中国自然地域分区近年来的前沿领域及其研究进展,在此基础上对新时代自然地域分区面临的挑战略陈管见,以期推动自然地域分区理论与方法的进一步完善。
进入21世纪以来,中国的自然地域分区工作进入了新的发展时期,这一时期工作的主要特点可归纳为以下3方面(图1)：①多学科交叉。面临日益严峻的生态环境问题,需要从可持续发展的视角重新认识中国地域分异规律,因此自然地域分区逐渐成为了生态学、环境科学、灾害学和传统自然地理学等多学科交叉融合的重要研究主题(高江波等, 2010)。同时,针对不同的区域主导功能,还开展了水功能区划(李艳梅等, 2009)、海洋功能区划(栾维新等, 2002)和自然保护功能区划(呼延佼奇等, 2014)等特色主题分区研究;②多数据源支持。在自然地域分区主题不断发展的同时,遥感与地理信息系统等技术手段的不断进步促使分区数据源由传统的地面调查数据向“地面调查+遥感观测+台站监测+模拟数据”四位一体多数据转变(高江波等, 2010),为学科交叉的新主题分区提供了关键的数据支持;③多方法应用。结合多样的分区要素与丰富的数据支持,传统的专家集成、阈值控制等定性、半定量分区方法逐渐被综合识别数据结构特征的定量分区方法所取代,主成分分析、聚类分析、神经网络等方法得到了广泛应用(陈述彭, 2001; 郑度等, 2008; 吴绍洪等, 2017)。
图1 21世纪自然地域分区研究特点
Fig.1 Characteristics of the study on terrestrial system regionalization in the 21st century
随着对自然地域系统研究的深入,自然地域分区的研究方向也发生了深刻的变化。研究表明,气候变化以及人类活动对地域系统要素及其作用关系产生了显著的影响(Cao et al, 2013);基于时间序列平均数据反映自然地域系统长期状态的分区思路,在刻画系统动态变化特征方面的局限性越来越显著(吴绍洪等, 2017)。基于此,有必要考虑自然地域系统动态特征与不同的全球变化情景开展自然地域分区,但这无疑大大增加了自然地域分区的工作量。因此,需要完善定量分区方法,实现标准化的自动分区系统,从而高效率地完成自然地域分区工作。由于群落交错区、生态过渡带等的客观存在,自然地域系统各要素间的非线性作用使分区边界不能简单叠加,而随着分区要素的进一步增加,要素结构更加复杂,分区界线往往难以直接划定(郑度等,2016)。另外,应用定量分区方法尽管能较好地解决传统专家集成方法主观性强的问题,但仅从数据结构与特征出发进行分区,其地理学意义并不清晰,而且基于不同参数设置得到不同的分区结果之间往往难以直接评判。针对上述三方面问题,近年来中国学者进行了大量的理论方法探索与个案研究尝试,极大地拓展了自然地域分区理念与方法。
郑度等(2016)、吴绍洪等(2017)在总结全球变化背景下的自然地域研究特征时指出,自然地域系统动态研究的核心在于明晰关键要素变化与互馈对陆地表层格局形成的作用,重点回答对应于不同的全球变化过程或情景,关键要素怎么演化?要素间相互作用的关系如何改变以及这些变化对陆地表层格局产生何种影响等问题,并对比分析不同次区域之间的差异。从这个角度出发,关注自然地域系统的变化及其可能对资源环境格局和社会经济布局产生的影响,进行自然地域动态分区,对于适应与减缓全球变化的影响具有重大意义。
这里的动态分区包括两方面的含义,其研究各有侧重。一方面,是侧重解析自然地域系统动态变化的特征与格局。与采用多年平均值反映自然地域系统状态的传统自然地域分区不同,自然地域动态分区引入诸多表征动态过程的指标,刻画自然地域系统的变化趋势、幅度与规律。这一理念在气候变化分区研究中应用广泛,如Shi等(2014)利用1961-2010年气温和降水量的变化趋势值、波动特征值定量识别气候变化,结合中国地形特点,基于县级行政单元完成了中国气候变化区划(1961-2010年),揭示气候变化及其影响的地域分异。在土地利用/土地覆盖变化的研究中,刘纪远等(2014)提出并发展了土地利用动态区划的方法,参照土地利用动态度和各土地利用类型相互转化信息开展了20世纪末与21世纪初2个10年间的全国土地利用动态区划,揭示了前后十年间中国土地利用变化的基本特征及其主要驱动力。
另一方面,则是考虑基于未来不同情景形成相应的动态分区方案。相较完成后就不会变化的静态分区方案,根据不同模拟情景,设置相应的约束条件或分区准则、要素,依照统一的方法生成自然地域动态分区方案,可直观地展示不同情景下的区域特征与状态,有助于区域动态监测与精细化管理的实现。例如,徐翀崎等(2017)分别以保持现状、建设低碳生态城市为发展目标,调节社会经济发展度、生态系统保护度和资源环境承载力等分区指标的分类阈值,构建动态适应性生态经济区划模型,在广州市增城区划分出生态管控区域、生态优先区域、优化开发区域和重点开发区域,探讨了不同情景下各分区的主要发展目标及政策建议;吴未等(2016)以苏锡常为研究区域,分别以生态系统服务价值高的水域、林地及建设用地现状为扩张源,生态系统服务价值和生态风险值为阻力赋值依据,基于建设用地优先、均衡和低等级3种发展模式,以及底线、满意与理想3种生态用地数量构建九种发展情景进行模拟,测算互侵结果得到相应的土地生态安全分区,以此展示不同城市发展模式对土地生态安全的影响并提出相应土地用途管制措施。
在全球变化背景下,将传统的静态状态量与动态变化量结合,对深入理解自然地域系统演变的格局与过程有重大意义;而根据不同情景形成相应的动态分区方案,则更加直观地展示不同变化情景下区域特征与状态的空间分异,有助于提升相关规划、决策的科学性;二者均为全球变化背景下的区域可持续发展提供了重要的空间决策指引。
分区边界的识别与划定是分区过程中的关键一步。分区边界既表征了区域的范围,同时也是各区域间联系的重要标志。然而,分区边界的划定问题一直以来未能得到很好的解决(郑度等, 2008; 范泽孟等, 2007; 吴绍洪等, 2017)。由于自然地域系统各要素间的非线性作用,无论是基于某一要素特征来划定边界,还是将多个要素进行简单叠加,都难以得到令人信服的结果,导致分区工作中往往需要反复讨论边界位置及其合理性。如何实现自然地域分区界限的自动、准确划定,成为提升分区工作效率的重要环节。
一些学者尝试通过保持行政区或流域等单元的完整性来划定区域边界。尽管这样的简化可能会影响到分区的精确性,但考虑到政策落实的便捷性,基于行政单元划定分区边界仍有其必要性。例如,殷洁等(2013)基于承灾体脆弱性和台风发生可能性定量评估不同强度等级台风灾害风险,充分考虑了不同的行政单元间资金、政策的差异,使台风灾害风险分区尽量不打破行政界线,从而切实保障了分区结果的可用性及防灾减灾措施实施的便捷性。李慧蕾等(2017)结合区域的自然要素和社会经济活动连续性,通过关键生态系统服务的定量评估开展内蒙古生态功能分区,明晰不同区域的生态系统服务结构和主导服务类型,以旗县(区)为基本空间单元的分区结果极大地促进了生态保护措施的区域实践。可以看到,在合理选取行政或流域单元尺度的前提下,保证基本空间单元的社会/生态完整性不失为一种行之有效的分区划界方法。
但是,在识别重要自然边界时,构建合理的定量模型,以各次区域内的相似性与区间的差异性最大原则来划定边界,其意义更为突出。例如,Gao等(2010)基于地统计方法,将半方差分析与分形维数应用到基于NDVI的青藏高原生态地理分区边界划定与验证,通过NDVI的统计指标验证了其结果的准确性,表明地统计方法可为分区边界定量划定提供科学客观的依据。董玉祥等(2017)依托地理探测器模型,基于气候指标识别不同边界下区域特征的空间异质性进行了中国热带北界的划定,其结果与土壤性质、植被种类及农作物熟制等分界线基本吻合。
可以预见,分区边界划定新方法的探索能为自动分区提供重要的技术支持,将成为自然地域分区研究的关键突破点。必须说明的是,大部分的分区界线并不依托实体存在,而是在实践需求指引下人为划定的。因此,在实际工作中,不应机械地拘泥于单一划界原则或方法,需要结合分区目的灵活选择划定区域界线的技术手段。
在“3S”技术快速发展与海量数据积累的推动下,利用聚类分析(谢明霞等, 2016)、人工神经网络(彭建, 武文欢, 等, 2017)等定量方法,从数据结构与内在特征联系出发进行分区,显著地提高了自然地域分区结果的客观性。但是,基于定量手段得到的分区结果的地理意义有时难以诠释,人工神经网络等数据变换过程的内在机理尚不清楚,单纯使用数学检验并不足以说明分区方案的可靠性(黄娇等, 2011; 马程等, 2013)。因此,为减少分区结果的不确定性,对比不同参数设置下的分区方案并基于特定需求或偏好开展优选是十分必要的(彭建等, 2016; 李双成等, 2017)。分区方案的定量评价与优选方法,是解读数学手段背后的地理意义、提升分区结果准确性和可用性的关键步骤,也是标准化自动分区技术的重要补充。
基于不同的学科视角,中国学者先后提出多种分区方案评价与优选方法,其中区域地理特征被普遍应用于分区结果的验证。例如,张甜等(2015)进行黄土高原生态地理分区时,基于植被多年动态一致性,提出两步优选方法：首先,对比不同分区方案下各分区净初级生产力变化动态,各分区间净初级生产力年平均值折线相交越少,分区间差异就越大、分区越准确;其次,对比各分区净初级生产力的变异系数,变异系数越小,分区内部相似性越高、分区越准确。Peng等(2015)基于相对一致性与区域共轭性原则在开展深圳市综合土地利用分区时,提出各分区内部同一类型斑块的聚集程度越高其分区方案就越准确,并据此以景观聚集度指数为标准优选多重分区方案。
设计多重分区方案的定量优选方法,是实现自动分区系统的关键一环,能确保分区的客观性、科学性。应指出的是,在进行分区方案的优选时,不仅需关注各方案分区内部的一致性与分区之间的差异性,还要考虑具体的分区主题与实践需求。
自然地域分区是认识地表关键要素相互作用机理及区域分异特征、深入理解陆地表层格局变化规律的理论基础,是自然地域系统研究的重要组成部分。在近70年发展历程中,中国学者坚持以服务国家、促进社会发展进步为宗旨,不断发展分区理念与技术手段,取得了大量科学成果。现今,中国处于新的历史时期,深化生态文明、美丽中国建设与构建人类命运共同体将成为国家发展的重大目标;而随着“大数据”与“人工智能”时代的到来,计算机硬件存储与计算能力的发展也为自然地域分区研究的深化提供了新的思路和模式。因此,新时代的自然地域分区也将面临着新挑战,需要对分区的理念、技术与任务作进一步的创新与拓展(图2),推动中国的自然地域分区研究向更高水平发展。
图2 新时代自然地域分区面临的挑战
Fig.2 Challenges of contemporary terrestrial system regionalization
随着全球变化研究的逐步深入,越来越多的研究表明,自然地域系统的形成与演化受到自然要素与人类活动的共同驱动作用,而人类活动在典型区域的主导作用越来越清晰,正在深刻地影响着自然地域系统的关键要素及其相互作用机制(Kahn, 2016)。人地关系地域系统(陆大道, 2002)、人类—自然耦合系统(Liu et al, 2007)、社会—生态系统(Ostrom, 2009)由此成为地理学新的综合研究对象,强调将人类活动整合为自然系统演化的内在要素考虑。因此,面临中国社会转型时代背景下生态保护、新型城镇化等众多方面的发展需求,如何开展面向人类—自然耦合系统的自然地域分区,既是新时代面临的重要挑战,也是可能诞生重大理论创新的重要研究课题,而这一研究的深入将更好地提升自然地域分区在区域可持续发展中的应用价值。
面向人类—自然耦合系统开展自然地域分区,就是要更全面地刻画区域自然生态系统与人类活动的分异规律。不同于过去将人类活动作为自然地域系统外在胁迫因素的分区思路,新时代的自然地域分区应重视多尺度下要素、格局、过程间的人类—自然耦合效应,需要将人类与自然要素纳入综合的指标框架。如何合理选取定量指标表征这些要素,协调自然、人类要素在综合指标框架中的重要性,处理难以定量化的文化、制度等关键人类要素,是面向人类—自然耦合系统的自然地域分区需要重点探索的关键科学问题。
方法和技术的进步是自然地域分区研究发展的重要基石。从传统的专家集成、阈值控制等定性、半定量分区方法到主成分分析、模糊聚类、人工神经网络等定量分区方法的发展,极大地提升了分区工作的客观性(蔡运龙, 2010)。基于人类—自然耦合系统研究的内在要求,自然地域分区的技术手段也将进一步走向综合。一方面,自然地域分区往往是自然地域系统研究的基础工作,在多时空尺度将反复进行,涉及海量空间数据的交换、融合、匹配及交叉学科的联合分析(吴志峰等, 2015),因此要求分区方法具有较高的可重复性;运用定量化技术形成一套标准化的自动分区流程,将节约大量的人力物力,克服以往自然地域分区周期长、更新难等问题;另一方面,在人类—自然耦合系统框架下,面对难以定量化的文化、制度等关键人类要素,集成野外观测、传统经验和模型数据由专家作出综合判断,识别要素的空间分异特征,是自动化定量分区技术的重要补充。
因此,通过结合基于定量方法的数据结构分析、关键步骤的专家综合判断、可视化制图构建人机交互协作的自然地域分区技术平台,将是新时代自然地域分区的重要技术创新,有助于从人类—自然耦合系统的视角重新认识自然地域系统。而随着人工智能技术的不断发展,人机交互协作分区技术平台的应用也将积累大量开发人工智能分区系统所需的训练样本,为实现基于人工智能的自然地域分区奠定坚实基础。
在当前世界多极化、经济全球化、社会信息化、文化多样化的背景下,中国提出构建人类命运共同体的重大构想,坚持推进“一带一路”愿景,进一步深化对外开放,深度参与全球治理(陆大道, 2016)。此外,区域人类、自然要素在诸如贸易、物种入侵、疾病传播、生态系统服务流动等影响下存在远距离相互作用不断增加的现象,对区域社会经济和环境可持续发展产生了深远的影响(刘建国等, 2016; 彭建, 胡晓旭, 等, 2017)。由于经济活动和局地政策的溢出效应,全球各地的联系与远程耦合愈发紧密(Folke et al, 2016),温室气体排放等典型环境问题更需要从全球尺度寻求解决方案。因此,面向国家重大战略需求,基于针对中国不同类型地域系统开展分区的实践经验与技术积累,中国主导的全球或大陆尺度自然地域分区研究将不断涌现。
近年来,国外学者已开展了部分全球尺度的自然地域分区工作。例如,基于柯本—盖革分类更新的全球气候分区(Peel et al, 2007)、全球城市生态分区(Schneide et al, 2010)、全球陆地生态分区(The Nature Conservancy et al, 2006)等全球尺度的分区方案被广泛采用,为增进人们对全球自然地域系统的认识发挥了关键的作用。但这些分区工作往往较少考虑人类在自然系统中的作用,在指导不同国家和地区自然系统综合管理中仍有不足(刘焱序等, 2017)。从中国国家发展视角开展全球自然地域分区,不仅需要从理论上进一步完善已有的全球分区工作,也需要在实践中为中国的全球战略提供科学指引与决策支持,从而推动全球可持续发展目标的实现(Yang et al, 2016)。
与此同时,国内自然地域分区的应用方向与服务对象也在不断的变化和发展。随着新型城镇化建设的快速推进,城市群已经成为中国区域经济发展的重要支柱与空间载体(方创琳, 2014; 彭建等, 2015)。因此,开展基于城市群的自然地域分区,有助于识别更大时空尺度下的城市化过程中人类—自然耦合系统的特征与动态变化,为制定国家的城市群发展战略提供空间决策指引。此外,在国土精细化治理过程中,开展小尺度的自然地域分区可直接为生态保护与修复工程及山水林田湖草综合治理提供参考,并将进一步提升分区工作对国土空间治理实践的指导意义。
空间分异是地理学对科学哲学的核心贡献,分区则是地理学解构事物规律的重要手段。作为综合自然地理学的重要研究内容,自然地域分区极大地提升了中国地理学“经世致用”的社会贡献。随着国家发展重点从农业生产向生态环境保护、生态经济协同转型,自然地域分区的内涵也不断拓展,从强调自然资源禀赋、农业生产适宜性转向生态功能重要性、敏感性,以及国土开发格局优化。近年来,随着全球变化及机器学习算法研究的不断深入,自然地域分区研究逐步聚焦于自然地域动态分区、分区界线自动划定、多分区方案定量优选等三大前沿领域。其中,动态分区直接对应自然地域系统动态演变,有助于提升气候变化的区域适应能力,受到了较大关注;分区方案优选及界线划定的进展推进,则有赖于地域分异认知与空间数据分析方法的高度融合。
在国家生态文明、全球人类命运共同体这一新的时代背景下,“大数据”、“人工智能”技术为自然地域分区的迅速发展提供了新的发展机遇,但同时也面临着理念创新、技术发展与任务拓展的三重挑战。测度多尺度下要素、格局、过程间的人类-自然耦合效应,厘清人类-自然过程的内在联系,从而构建人类-自然耦合系统指标体系,将为自然地域分区理论的完善提供机理支持;借助人工智能等先进数据分析手段处理多源异构的海量地理空间数据,依托专家知识综合判断识别难以定量表征的人类要素时空格局,是综合定性与定量途径开展自然地域分区的技术导向;面向全球和区域可持续发展目标,厘清从全球到地方多尺度自然地域分区的管理需求差异,权衡城市发展、生态恢复等国土空间开发保护战略导向,将为新时代全球与地方国土空间治理提供重要的决策依据。
The authors have declared that no competing interests exist.
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当代自然地理学态势 [J].https://doi.org/10.11821/yj2010010001 URL [本文引用: 1] 摘要
认识自然地理学的发展态势,有助于把握学术前沿.当代自然地理学不仅研究组成自然环境的各个要素及其相互作用,研究空间过程和区域差异,也研究随时间进程而发生的各种过程及其中的各种关系,将一定时间或空间尺度上获得的结果推演到其他尺度,将自然地理学的研究成果应用于解决实际的资源、环境管理问题.国际自然地理学的新领域可以概括为自然地理系统、自然地理过程、景观与环境变化、人类活动与环境变化、全球自然地理学和文化自然地理学.中国现代自然地理学源于本土地理学并受欧美地理学和俄罗斯地理学的影响,在满足国家和社会需求方而表现突出,但在学术思想、理论和方法方面,独立的建树和自主创新尚待加强.我国自然地理学未来发展趋势是走向更加综合、站在全球变化的高度、走向更深入地揭示关键过程及其动态变化的机理机制、更加重视高新技术的运用、更加密切地为实现区域可持续发展服务,并需要加强科学思维、科学方法和科学工具的研究和创新.
New perspectives on physical geography [J].https://doi.org/10.11821/yj2010010001 URL [本文引用: 1] 摘要
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自然地理学、地球表层学和综合地理学 [J].Physical geography, epigeosphere science and integrated geography [J]. |
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近10年来自然地理学的新进展 [J].Progress of Chinese physical geography in recent ten years [J]. |
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地理科学的信息化与现代化 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0690.2001.03.001 URL [本文引用: 1] 摘要
2 0世纪我国地理学的成就是空前辉煌的 ,奠定了现代化的科学基础。 2 1世纪面对全球化、网络化和知识经济的机遇和挑战 ,需要把全球研究提到日程上来。对地观测技术系统的进步和时、空分辨率的提高 ,已使全球化同步动态监测成为现实 ,“地球信息科学”和“数字地球”战略研究提高了对城市化与资源、生态、环境问题的再认识 ;增强了地理战略决策和参予工程规划、设计的能力。地理学本来就是取法自然、又以人为本的综合性学科 ,从来就很注重探索时间规律与空间格局及其转换 ,通过全球化、网络化和智能化 ,2 1世纪的地理科学 ,必将焕然一新
Information and modernization of geography [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0690.2001.03.001 URL [本文引用: 1] 摘要
2 0世纪我国地理学的成就是空前辉煌的 ,奠定了现代化的科学基础。 2 1世纪面对全球化、网络化和知识经济的机遇和挑战 ,需要把全球研究提到日程上来。对地观测技术系统的进步和时、空分辨率的提高 ,已使全球化同步动态监测成为现实 ,“地球信息科学”和“数字地球”战略研究提高了对城市化与资源、生态、环境问题的再认识 ;增强了地理战略决策和参予工程规划、设计的能力。地理学本来就是取法自然、又以人为本的综合性学科 ,从来就很注重探索时间规律与空间格局及其转换 ,通过全球化、网络化和智能化 ,2 1世纪的地理科学 ,必将焕然一新
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基于地理探测器的中国陆地热带北界探讨 [J].https://doi.org/10.11821/dlxb201701011 URL [本文引用: 1] 摘要
热带北界一直是中国综合自然区划研究中争议较大的问题之一,不同学者基于不同区划指标和方法等划定的中国热带北界界线差异较大.基于空间分异性的综合自然区划思想,依托最新的基于统计学原理的地理探测器模型,以气候要素为主导指标,辅以土壤类型与作物熟制等,探讨中国陆地热带北界的界线.结果表明:①依据地理探测器模型所确定的中国陆地热带北界,自西向东依次经过滇、桂、粤和闽的临沧、思茅、玉溪、个旧、百色、马山、贵港、梧州、肇庆、广州、惠州、河源、梅州、漳州、泉州和莆田等地附近,其与最冷月均温12℃等温线、赤红壤与红壤界线及双季稻或双季稻连作喜温旱作与单(双)季稻连作喜凉旱作的分界线等基本吻合;②利用地理探测器确定的中国陆地热带北界新界线的各项指标决定力q值的均值为0.40,分异明显,满足层内同质性和层间异质性最大的区划原则,完全达到了热带与亚热带的区域空间异质性要求,其划分结果合理可信,表明地理探测器模型可为综合自然区划提供良好的技术支撑.
Delineation of the northern border of the tropical zone of China's mainland using geodetector [J].https://doi.org/10.11821/dlxb201701011 URL [本文引用: 1] 摘要
热带北界一直是中国综合自然区划研究中争议较大的问题之一,不同学者基于不同区划指标和方法等划定的中国热带北界界线差异较大.基于空间分异性的综合自然区划思想,依托最新的基于统计学原理的地理探测器模型,以气候要素为主导指标,辅以土壤类型与作物熟制等,探讨中国陆地热带北界的界线.结果表明:①依据地理探测器模型所确定的中国陆地热带北界,自西向东依次经过滇、桂、粤和闽的临沧、思茅、玉溪、个旧、百色、马山、贵港、梧州、肇庆、广州、惠州、河源、梅州、漳州、泉州和莆田等地附近,其与最冷月均温12℃等温线、赤红壤与红壤界线及双季稻或双季稻连作喜温旱作与单(双)季稻连作喜凉旱作的分界线等基本吻合;②利用地理探测器确定的中国陆地热带北界新界线的各项指标决定力q值的均值为0.40,分异明显,满足层内同质性和层间异质性最大的区划原则,完全达到了热带与亚热带的区域空间异质性要求,其划分结果合理可信,表明地理探测器模型可为综合自然区划提供良好的技术支撑.
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生态区边界智能识别模型构建分析 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1560-8999.2007.01.008 URL [本文引用: 1] 摘要
大量生态分区研究资料表明,对生态区边界的智能识别、自动分区是生态格局与过程、生态系统服务功能等生态环境研究内容的关键.本文基于专家知识经验和生态分区原则,以地理信息系统为建模平台,运用栅格生成技术,对生态区边界智能识别模型进行机理探讨和框架构建.生态区边界的自动识别和生态区的自动分区,旨在克服目前生态区边界确定过程中的精度低、周期长、更新难等诸多问题.这对数字生态建设也有重要的现实意义.
Intelligent recognition model of the ecoregion boundary [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1560-8999.2007.01.008 URL [本文引用: 1] 摘要
大量生态分区研究资料表明,对生态区边界的智能识别、自动分区是生态格局与过程、生态系统服务功能等生态环境研究内容的关键.本文基于专家知识经验和生态分区原则,以地理信息系统为建模平台,运用栅格生成技术,对生态区边界智能识别模型进行机理探讨和框架构建.生态区边界的自动识别和生态区的自动分区,旨在克服目前生态区边界确定过程中的精度低、周期长、更新难等诸多问题.这对数字生态建设也有重要的现实意义.
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中国城市群研究取得的重要进展与未来发展方向 [J].https://doi.org/10.11821/dlxb201408009 URL [本文引用: 1] 摘要
中国的城市群是近30年来伴随国家新型工业化和新型城镇化发展到较高阶段的必然产物,自21世纪初期城市群成为国家参与全球竞争与国际分工的全新地域单元之后,中国连续10年把城市群提升为推进国家新型城镇化的空间主体,首次召开的中央城镇化工作会议和《国家新型城镇化规划(2014-2020年)》进一步明确了城市群作为推进国家新型城镇化的主体地位。然而,城市群在中国的研究目前尚处在亟待加强的薄弱环节。系统总结从1934-2013年的80年间发表在地理学报的城市群主题论文,只有不到19篇,仅占总篇数的0.55%,不仅发表篇数少,而且发表时间短,首次发表城市群研究成果不到10年,研究单位和作者群体集中,研究内容瞄准国家需求但比较发散。即便如此,仅有的城市群研究成果还是对国家城市群总体格局的形成起到了引领作用,做出了重要贡献。具体体现在,提出的城市群空间格局推动国家形成了中国城市群空间结构的基本框架,引导国家新型城镇化规划把城市群作为推进新型城镇化的主体形态,提出的城市群空间范围识别标准与技术流程对界定国家城市群范围起到了重要作用,提出的城市群系列研究领域带动城市群的研究向着纵深与实用方向拓展,提出的中国城市群形成发育中存在的问题对未来城市群的选择与发展起到了警示作用。以这些研究进展和成果为基础,未来中国城市群选择与培育的重点方向为:以问题为导向,深刻反思检讨中国城市群选择与发育中暴露出的新问题;以城市群为主体,重点推动形成"5+9+6"的中国城市群空间结构新格局;以城市群为依托,重点推动形成"以轴串群、以群托轴"的国家城镇化新格局;以国家战略需求为导向,继续深化对城市群形成发育中重大科学问题的新认知,包括深入研究城市群高密度集聚的资源环境效应,科学求解城市群高密度集聚的资源环境承载力,创新城市群形成发育的管理体制和政府协调机制,研究建立城市群公共财政制度与公共财政储备机制,研究制定城市群规划编制技术规程与城市群空间范围界定标准等。
Progress and the future direction of research into urban agglomeration in China [J].https://doi.org/10.11821/dlxb201408009 URL [本文引用: 1] 摘要
中国的城市群是近30年来伴随国家新型工业化和新型城镇化发展到较高阶段的必然产物,自21世纪初期城市群成为国家参与全球竞争与国际分工的全新地域单元之后,中国连续10年把城市群提升为推进国家新型城镇化的空间主体,首次召开的中央城镇化工作会议和《国家新型城镇化规划(2014-2020年)》进一步明确了城市群作为推进国家新型城镇化的主体地位。然而,城市群在中国的研究目前尚处在亟待加强的薄弱环节。系统总结从1934-2013年的80年间发表在地理学报的城市群主题论文,只有不到19篇,仅占总篇数的0.55%,不仅发表篇数少,而且发表时间短,首次发表城市群研究成果不到10年,研究单位和作者群体集中,研究内容瞄准国家需求但比较发散。即便如此,仅有的城市群研究成果还是对国家城市群总体格局的形成起到了引领作用,做出了重要贡献。具体体现在,提出的城市群空间格局推动国家形成了中国城市群空间结构的基本框架,引导国家新型城镇化规划把城市群作为推进新型城镇化的主体形态,提出的城市群空间范围识别标准与技术流程对界定国家城市群范围起到了重要作用,提出的城市群系列研究领域带动城市群的研究向着纵深与实用方向拓展,提出的中国城市群形成发育中存在的问题对未来城市群的选择与发展起到了警示作用。以这些研究进展和成果为基础,未来中国城市群选择与培育的重点方向为:以问题为导向,深刻反思检讨中国城市群选择与发育中暴露出的新问题;以城市群为主体,重点推动形成"5+9+6"的中国城市群空间结构新格局;以城市群为依托,重点推动形成"以轴串群、以群托轴"的国家城镇化新格局;以国家战略需求为导向,继续深化对城市群形成发育中重大科学问题的新认知,包括深入研究城市群高密度集聚的资源环境效应,科学求解城市群高密度集聚的资源环境承载力,创新城市群形成发育的管理体制和政府协调机制,研究建立城市群公共财政制度与公共财政储备机制,研究制定城市群规划编制技术规程与城市群空间范围界定标准等。
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中国生态区划的目的、任务及特点 [J].
生态区划是对生态地域和生态单元的划分和合并研究。在分析了生态区划的发展过程及其我国各种区划特点的基础上,提出了中国生态区划的目的、任务和特点。研究认为:中国生态区划的目的是通过开展全国生态区划和建立区划信息系统,为区域资源开发与环境保护提供决策依据,为全国和区域生态环境综合整治服务。其突出特点是将特征区划与功能区划相结合,自然环境特征与人类活动相结合,生态与经济相结合。在要素区划的基础上,利用专家集成和定量分析相结合的方法进行综合生态区划。
The objectives, tasks and characteristics of China ecological regionalization [J].
生态区划是对生态地域和生态单元的划分和合并研究。在分析了生态区划的发展过程及其我国各种区划特点的基础上,提出了中国生态区划的目的、任务和特点。研究认为:中国生态区划的目的是通过开展全国生态区划和建立区划信息系统,为区域资源开发与环境保护提供决策依据,为全国和区域生态环境综合整治服务。其突出特点是将特征区划与功能区划相结合,自然环境特征与人类活动相结合,生态与经济相结合。在要素区划的基础上,利用专家集成和定量分析相结合的方法进行综合生态区划。
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中国自然地理区划研究的新进展与发展趋势 [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2010.11.032 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
<p>依据自然地带性和区域分异规律进行自然区划历来是自然地理学的重要研究内容。它不仅是获取地理知识的重要途径，而且可为拟定和实施社会经济发展规划以及保护、改良和合理利用生态与环境提供必要的科学依据。本文在简要回顾国内外自然地理区划研究发展历程的基础上，总结了中国近年来自然地理区划研究工作的特点：区划要素类型多样、自然综合区划“生态化”明显、区划空间单元及其尺度系列完整、区划技术方法鲜有创新、区划方法论有所重视、区划方案应用指向进一步强化。分析了当前自然地理区划研究工作中存在的学术问题：认识论研究欠缺、方法论研究薄弱。最后，对自然地理区划的未来发展进行了展望：持续增加的国家需求、不断规范化的区划工作，并提出了地理区划的几个发展趋势。</p>
The new progresses and development trends in the research of physio-geographical regionalization in China [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2010.11.032 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
<p>依据自然地带性和区域分异规律进行自然区划历来是自然地理学的重要研究内容。它不仅是获取地理知识的重要途径，而且可为拟定和实施社会经济发展规划以及保护、改良和合理利用生态与环境提供必要的科学依据。本文在简要回顾国内外自然地理区划研究发展历程的基础上，总结了中国近年来自然地理区划研究工作的特点：区划要素类型多样、自然综合区划“生态化”明显、区划空间单元及其尺度系列完整、区划技术方法鲜有创新、区划方法论有所重视、区划方案应用指向进一步强化。分析了当前自然地理区划研究工作中存在的学术问题：认识论研究欠缺、方法论研究薄弱。最后，对自然地理区划的未来发展进行了展望：持续增加的国家需求、不断规范化的区划工作，并提出了地理区划的几个发展趋势。</p>
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论我国自然生态区划及其大农业的发展(I) [J].Lun woguo ziran shengtai quhua jiqi danongye de fazhan [J]. |
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对于中国各自然区的农、林、牧、副、渔业发展方向的意见 [J].Duiyu zhongguo ge ziranqu de nong, lin, mu, fu, yuye fanzhan fangxiang de yijian [J]. |
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我国自然保护区功能分区研究进展 [J].https://doi.org/10.5846/stxb201309122256 Magsci [本文引用: 1] 摘要
自然保护区功能分区是保护区规划和科学管理的重要环节.我国自然保护区功能区划主要采用国际"人与生物圈"计划的"三区"划分模式,即核心区、缓冲区和实验区.介绍了我国自然保护区的分区依据,在总结自然保护区功能分区方法研究进展上,分析了目前我国自然保护区功能区划中存在的难点与问题,并对其进行了展望,以期为我国自然保护区功能区的科学划分与完善提供依据.
Research progress in function zoning of nature reserves in China [J].https://doi.org/10.5846/stxb201309122256 Magsci [本文引用: 1] 摘要
自然保护区功能分区是保护区规划和科学管理的重要环节.我国自然保护区功能区划主要采用国际"人与生物圈"计划的"三区"划分模式,即核心区、缓冲区和实验区.介绍了我国自然保护区的分区依据,在总结自然保护区功能分区方法研究进展上,分析了目前我国自然保护区功能区划中存在的难点与问题,并对其进行了展望,以期为我国自然保护区功能区的科学划分与完善提供依据.
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中国综合自然区划的初步草案 [J].Zhongguo zonghe ziran quhua de chubu caoan [J]. |
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地理学一些最主要的趋势 [J].Dilixue yixie zuizhongyao de qushi [J]. |
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区域持续发展的理论基础: 陆地系统科学 [J].https://doi.org/10.11821/xb199605007 URL [本文引用: 1] 摘要
对区域持续发展的研究是持续发展深化的必由之路。区域持续发展研究的理论基础是对地球表层自然与人文各种要素的综合规律的揭示，即陆地系统科学。对持续发展广泛深入地研究既是地理科学责无旁贷的任务，也可促进其进一步发展。
The theoretical foundation of regional sustainable development: Land system science [J].https://doi.org/10.11821/xb199605007 URL [本文引用: 1] 摘要
对区域持续发展的研究是持续发展深化的必由之路。区域持续发展研究的理论基础是对地球表层自然与人文各种要素的综合规律的揭示，即陆地系统科学。对持续发展广泛深入地研究既是地理科学责无旁贷的任务，也可促进其进一步发展。
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基于GIS与SOFM网络的中国综合自然区划 [J].https://doi.org/10.11821/yj2011090009 URL [本文引用: 1] 摘要
综合自然区划一直是中国地理学界的研究核心和热点之一,已有大量的区划方案应用于指导社会生产实践或教学活动中。已有的区划工作主要是基于传统地域划分研究范式,大多采用专家经验集成方法和技术。专家经验与知识的主观性和个体差异性会对区划方案的科学性和客观性产生影响。为了弥补传统区划范式的不足,丰富区划的方法与途径,本文探讨了自组织映射网络(SOFM)在综合自然区划研究中的应用。在GIS技术支持下,秉承传统区划的研究成果,采用温度带、干湿地区和自然区的三级单位系统,分别选取相应的温度指标、水分指标和地形、植被指标,构建和运行不同层次的SOFM网络,将中国陆地区域划分为8个温度带,17个干湿地区和43个自然区,并将区划方案与传统区划方案进行了对比和检验。结果表明,使用基于GIS平台的SOFM网络进行综合自然区划具有划分层次明显、区域分割清晰、客观性强等优点,是对传统区划方法的有力补充和拓展。
Comprehensive physiographic regionalization of China using GIS and SOFM neural network [J].https://doi.org/10.11821/yj2011090009 URL [本文引用: 1] 摘要
综合自然区划一直是中国地理学界的研究核心和热点之一,已有大量的区划方案应用于指导社会生产实践或教学活动中。已有的区划工作主要是基于传统地域划分研究范式,大多采用专家经验集成方法和技术。专家经验与知识的主观性和个体差异性会对区划方案的科学性和客观性产生影响。为了弥补传统区划范式的不足,丰富区划的方法与途径,本文探讨了自组织映射网络(SOFM)在综合自然区划研究中的应用。在GIS技术支持下,秉承传统区划的研究成果,采用温度带、干湿地区和自然区的三级单位系统,分别选取相应的温度指标、水分指标和地形、植被指标,构建和运行不同层次的SOFM网络,将中国陆地区域划分为8个温度带,17个干湿地区和43个自然区,并将区划方案与传统区划方案进行了对比和检验。结果表明,使用基于GIS平台的SOFM网络进行综合自然区划具有划分层次明显、区域分割清晰、客观性强等优点,是对传统区划方法的有力补充和拓展。
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基于生态系统服务簇的内蒙古自治区生态功能分区 [J].https://doi.org/10.13287/j.1001-9332.201708.036 URL [本文引用: 1] 摘要
生态功能分区是生态系统管理的重要环节,有助于维持生态可持续性.目前生态功能分区的框架复杂多样,但对多重生态系统服务之间关系的理解还不够深刻.生态系统服务簇可以识别多重生态系统服务间的交互作用,并依据簇的特征对区域进行生态功能分区,从而更好地进行社会-生态系统管理.本文以内蒙古自治区为例,定量评估了供给服务、调节服务和支持服务,以旗县（区）为基本空间单元,运用自组织特征映射网络（SOFM）得到生态系统服务簇、划分生态功能区.结果表明：研究区各项生态系统服务分布整体上呈现从东北向西南递减的格局;供给服务和调节服务存在权衡关系,支持服务和调节服务存在协同关系;依据聚类结果将内蒙古自治区划分为4个生态功能区,分别为西部荒漠生态脆弱区、中部草原水土保持区、东部草原牧业盈余区、东部森林生态均衡区.本研究基于生态系统服务簇的概念,分析了内蒙古自治区多重生态系统服务的权衡与协同关系,为生态功能分区提供了新的视角和方法.
Ecological function zoning in Inner Mongolia Autonomous Region based on ecosystem service bundles [J].https://doi.org/10.13287/j.1001-9332.201708.036 URL [本文引用: 1] 摘要
生态功能分区是生态系统管理的重要环节,有助于维持生态可持续性.目前生态功能分区的框架复杂多样,但对多重生态系统服务之间关系的理解还不够深刻.生态系统服务簇可以识别多重生态系统服务间的交互作用,并依据簇的特征对区域进行生态功能分区,从而更好地进行社会-生态系统管理.本文以内蒙古自治区为例,定量评估了供给服务、调节服务和支持服务,以旗县（区）为基本空间单元,运用自组织特征映射网络（SOFM）得到生态系统服务簇、划分生态功能区.结果表明：研究区各项生态系统服务分布整体上呈现从东北向西南递减的格局;供给服务和调节服务存在权衡关系,支持服务和调节服务存在协同关系;依据聚类结果将内蒙古自治区划分为4个生态功能区,分别为西部荒漠生态脆弱区、中部草原水土保持区、东部草原牧业盈余区、东部森林生态均衡区.本研究基于生态系统服务簇的概念,分析了内蒙古自治区多重生态系统服务的权衡与协同关系,为生态功能分区提供了新的视角和方法.
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北京大学综合自然地理学研究的发展与贡献 [J].https://doi.org/10.11821/dlxb201711003 URL [本文引用: 1] 摘要
北京大学的综合自然地理学缘起于1952年全国院系调整时在本校设置的自然地理学学科,在半个多世纪的发展历程中,经历了学科初创和完善等阶段,逐渐形成了面向学科前沿和国家需求的综合自然地理学学科体系.针对日趋严峻的气候变化、资源环境和社会经济发展问题,北京大学综合自然地理学在陆地表层过程及机理、土地利用/覆被变化及其生态环境效应、生态系统服务与人类福祉、生态风险评价与安全格局构建、自然地域系统划分等方面进行了开拓创新,取得了丰硕成果,引领了中国综合自然地理学的发展.展望未来,北京大学综合自然地理学将持续进行水、土、气、生等自然地理要素与过程的综合研究,认识人类活动与全球环境变化对主要自然地理过程和格局的影响机理,通过构建观测数据与地表系统模型融合系统,定量评估要素与过程耦合的区域资源环境效应及其对社会经济的影响,在生态文明建设、主体功能区划、国土开发整治和流域综合管理等国家战略服务方面做出更大贡献.
Recent research progress at Peking University and contributions to integrated physical geography [J].https://doi.org/10.11821/dlxb201711003 URL [本文引用: 1] 摘要
北京大学的综合自然地理学缘起于1952年全国院系调整时在本校设置的自然地理学学科,在半个多世纪的发展历程中,经历了学科初创和完善等阶段,逐渐形成了面向学科前沿和国家需求的综合自然地理学学科体系.针对日趋严峻的气候变化、资源环境和社会经济发展问题,北京大学综合自然地理学在陆地表层过程及机理、土地利用/覆被变化及其生态环境效应、生态系统服务与人类福祉、生态风险评价与安全格局构建、自然地域系统划分等方面进行了开拓创新,取得了丰硕成果,引领了中国综合自然地理学的发展.展望未来,北京大学综合自然地理学将持续进行水、土、气、生等自然地理要素与过程的综合研究,认识人类活动与全球环境变化对主要自然地理过程和格局的影响机理,通过构建观测数据与地表系统模型融合系统,定量评估要素与过程耦合的区域资源环境效应及其对社会经济的影响,在生态文明建设、主体功能区划、国土开发整治和流域综合管理等国家战略服务方面做出更大贡献.
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水生态功能分区的研究进展 [J].
<p>水生态功能分区是基于对流域水生态系统的区域差异的研究而提出的一种分区方法.它阐明了水生环境系统在区域和地带等不同尺度上的空间分异特征，并揭示出水生态系统空间分布规律.本文系统阐述了水功能区划、水环境功能区划、生态地理分区、生态分区以及水生态功能分区等几个重要分区概念的区划方法、目标及局限性，并综述了国内外水生态功能分区的研究进展，比较了国内外分区框架体系的差异，指出了我国水生态功能区划的缺陷，并对其发展趋势进行了展望.</p>
Research progress in water eco-functional regionalization [J].
<p>水生态功能分区是基于对流域水生态系统的区域差异的研究而提出的一种分区方法.它阐明了水生环境系统在区域和地带等不同尺度上的空间分异特征，并揭示出水生态系统空间分布规律.本文系统阐述了水功能区划、水环境功能区划、生态地理分区、生态分区以及水生态功能分区等几个重要分区概念的区划方法、目标及局限性，并综述了国内外水生态功能分区的研究进展，比较了国内外分区框架体系的差异，指出了我国水生态功能区划的缺陷，并对其发展趋势进行了展望.</p>
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中国自然地理区划大纲(草案) [M].Zhongguo ziran dili quhua dagang(caoan) [M]. |
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20世纪80年代末以来中国土地利用变化的基本特征与空间格局 [J].https://doi.org/10.1007/s11442-014-1082-6 URL [本文引用: 1] Spatiotemporal characteristics, patterns and causes of land use changes in China since the late 1980s [J].https://doi.org/10.1007/s11442-014-1082-6 URL [本文引用: 1] |
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远程耦合世界的可持续性框架 [J].https://doi.org/10.5846/stxb201611152318 URL [本文引用: 1] 摘要
远距离之间的相互作用及其影响日益广泛。这种远程相互作用往往会对可持续发展产生深远的影响并会造成意想不到的结果。很多可持续性研究都是针对某个特定地点进行的，很少注重多个地点之间远程相互作用对可持续性所产生的影响。虽然有些研究涉及到远程因素，但通常都把它们看作外在变量，而未把它们看作反馈。为了更好地理解和综合各种远程相互作用，本文提出了一种基于远程耦合的综合框架，它是一个远距离社会经济和环境相互作用的总体概念。人类与自然耦合系统是研究在特定地点发生的相互作用，远程耦合概念是对人类与自然耦合系统研究的自然延伸。远程耦合框架包括五个相关的组成部分，即：人类与自然耦合系统、流、代理、原因、和影响。本文通过农产品贸易和物种入侵两个远程相互作用的例子来解释远程耦合框架，重点阐述远程耦合框架的影响，并讨论促进远程耦合研究发展的研究条件和方法。这个框架有助于分析系统内各组成部分以及它们之间的相互关系，找出研究差距，探索其中的隐含成本以及尚未开发的优势，提供引入反馈及多系统（发送、接收和外溢系统）之间权衡和协同的有效手段，从本地到全球各个层面加深对远程相互作用的认识，并提高社会经济和环境可持续发展政策的有效性。
Telecoupling sustainability framework in Chinese final [J].https://doi.org/10.5846/stxb201611152318 URL [本文引用: 1] 摘要
远距离之间的相互作用及其影响日益广泛。这种远程相互作用往往会对可持续发展产生深远的影响并会造成意想不到的结果。很多可持续性研究都是针对某个特定地点进行的，很少注重多个地点之间远程相互作用对可持续性所产生的影响。虽然有些研究涉及到远程因素，但通常都把它们看作外在变量，而未把它们看作反馈。为了更好地理解和综合各种远程相互作用，本文提出了一种基于远程耦合的综合框架，它是一个远距离社会经济和环境相互作用的总体概念。人类与自然耦合系统是研究在特定地点发生的相互作用，远程耦合概念是对人类与自然耦合系统研究的自然延伸。远程耦合框架包括五个相关的组成部分，即：人类与自然耦合系统、流、代理、原因、和影响。本文通过农产品贸易和物种入侵两个远程相互作用的例子来解释远程耦合框架，重点阐述远程耦合框架的影响，并讨论促进远程耦合研究发展的研究条件和方法。这个框架有助于分析系统内各组成部分以及它们之间的相互关系，找出研究差距，探索其中的隐含成本以及尚未开发的优势，提供引入反馈及多系统（发送、接收和外溢系统）之间权衡和协同的有效手段，从本地到全球各个层面加深对远程相互作用的认识，并提高社会经济和环境可持续发展政策的有效性。
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从生物地理区划到生态功能区划: 全球生态区划研究进展 [J].From biogeography to ecological function: Progress and prospect of global ecological regionalization research [J]. |
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关于地理学的“人-地系统”理论研究 [J].Theoretical studies of man-land system as the core of geographical science [J]. |
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当代中国的全球观念与全球战略 [J].https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2016.04.001 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>简要叙述了“一带一路”战略对于中国崛起的重大意义,分析了当今全球地缘政治的基本格局、重要区域（国家）的地缘政治倾向及与中国发展经贸和产能合作可能的前景,指出了“一带一路”战略实施中可能将遇到的问题,并就加强“一带一路”研究及资料收集、整理、管理工作提了建议。</p>
The global concept and strategy of contemporary China: Analysis on the geopolitical and geoeconomic environment of the 'Belt and Road Initiative' [J].https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2016.04.001 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>简要叙述了“一带一路”战略对于中国崛起的重大意义,分析了当今全球地缘政治的基本格局、重要区域（国家）的地缘政治倾向及与中国发展经贸和产能合作可能的前景,指出了“一带一路”战略实施中可能将遇到的问题,并就加强“一带一路”研究及资料收集、整理、管理工作提了建议。</p>
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中国海洋功能区划的基本方案 [J].The fundamental programs of marine functional division of China [J]. |
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中国自然地理分区草案 [J].Zhongguo ziran dili fenqu caoan [J]. |
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基于SOFM网络的京津冀地区生态系统服务分区 [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2013.09.008 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
生态系统服务与土地利用之间有密切关联,生态系统服务分区对区域生态系统服务的管理和土地利用政策的制定有重要意义。本文以京津冀地区为研究区,依据IGBP2001-2009年间的土地利用数据,在对谢高地等制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值系数进行校正的基础上,核算了区域内各县(市)级行政单元单位面积生态系统服务的价值量,构建自组织特征映射网络(SOFM)对京津冀的生态系统服务进行分区,并用ArcGIS识别了不同服务类型的热点区,归纳和总结了每个分区的主导服务类型,并结合全国功能主体区划对该区域未来的发展重点和土地利用政策提出建议。依据分类结果,可将京津冀地区分为4 个区域:Ⅰ. 坝上高原和冀西北山区;Ⅱ. 燕山和太行山地;Ⅲ. 冀中南平原区;Ⅳ. 环渤海滨海区。2001-2009年间,除Ⅳ区的生态系统服务价值呈现增加趋势外,其他区域均有不同程度的减少,减少程度依次为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。Ⅰ区域发展重点为防风固沙和水源涵养;Ⅱ区域为生物多样性重点保护区域;Ⅲ区域应重点调整城镇用地的比例,适当增加其他生态系统服务;Ⅳ区域应增加水源涵养价值,治理土壤盐渍化。
Regionalization of ecosystem services of Beijing-Tianjin-Hebei Area based on SOFM neural network [J].https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2013.09.008 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
生态系统服务与土地利用之间有密切关联,生态系统服务分区对区域生态系统服务的管理和土地利用政策的制定有重要意义。本文以京津冀地区为研究区,依据IGBP2001-2009年间的土地利用数据,在对谢高地等制定的中国陆地生态系统单位面积服务价值系数进行校正的基础上,核算了区域内各县(市)级行政单元单位面积生态系统服务的价值量,构建自组织特征映射网络(SOFM)对京津冀的生态系统服务进行分区,并用ArcGIS识别了不同服务类型的热点区,归纳和总结了每个分区的主导服务类型,并结合全国功能主体区划对该区域未来的发展重点和土地利用政策提出建议。依据分类结果,可将京津冀地区分为4 个区域:Ⅰ. 坝上高原和冀西北山区;Ⅱ. 燕山和太行山地;Ⅲ. 冀中南平原区;Ⅳ. 环渤海滨海区。2001-2009年间,除Ⅳ区的生态系统服务价值呈现增加趋势外,其他区域均有不同程度的减少,减少程度依次为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。Ⅰ区域发展重点为防风固沙和水源涵养;Ⅱ区域为生物多样性重点保护区域;Ⅲ区域应重点调整城镇用地的比例,适当增加其他生态系统服务;Ⅳ区域应增加水源涵养价值,治理土壤盐渍化。
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生态系统服务权衡研究进展: 从认知到决策 [J].Research progress on ecosystem service trade-offs: From cognition to decision-making [J]. |
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基于要素-结构-功能的生态功能分区: 以大理白族自治州为例 [J].https://doi.org/10.13292/j.1000-4890.201608.006 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>生态功能分区综合反映了区域自然生态功能的特征差异，是自然资源开发和生态环境保护空间差异化管治的重要依据。针对以往生态功能分区分析框架复杂多样、权重设定人为主观等问题，本文以云南省大理白族自治州为例，基于要素-结构-功能系统分析框架，从基底要素-干扰结构-主导服务三方面构建指标体系，运用自组织特征映射（SOFM）神经网络依次进行流域主导生态系统服务分区、基底要素分区、干扰结构分区和生态功能综合分区，最终将大理州划分为4个生态功能区和10个生态功能亚区。不同要素分区对比结果表明，大理州生态功能综合分区主要受主导生态系统服务制约，二者重叠率达79.98%。本研究基于要素结构功能分析框架，系统刻画了区域生态系统结构与功能特征及其空间差异，为生态功能分区提供了新的方法指引。</p>
Ecological function zoning based on element-structure-function: A case study in Dali Bai Autonomous Prefecture [J].https://doi.org/10.13292/j.1000-4890.201608.006 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>生态功能分区综合反映了区域自然生态功能的特征差异，是自然资源开发和生态环境保护空间差异化管治的重要依据。针对以往生态功能分区分析框架复杂多样、权重设定人为主观等问题，本文以云南省大理白族自治州为例，基于要素-结构-功能系统分析框架，从基底要素-干扰结构-主导服务三方面构建指标体系，运用自组织特征映射（SOFM）神经网络依次进行流域主导生态系统服务分区、基底要素分区、干扰结构分区和生态功能综合分区，最终将大理州划分为4个生态功能区和10个生态功能亚区。不同要素分区对比结果表明，大理州生态功能综合分区主要受主导生态系统服务制约，二者重叠率达79.98%。本研究基于要素结构功能分析框架，系统刻画了区域生态系统结构与功能特征及其空间差异，为生态功能分区提供了新的方法指引。</p>
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基于城市群的国家级新区区位选择 [J].https://doi.org/10.11821/dlyj201501001 URL [本文引用: 1] 摘要
作为推进区域社会经济与新型城镇化建设快速发展的重要途径,国家级新区建设是中国国土空间开发格局优化的重要实践;而开展国家级新区区位选择的研究,则是制定科学合理的区域发展格局的重要前提.考虑到城市群对于中国区域经济发展的引领作用及其对新区建设的基础支撑,以中国现有的23个大城市群为评价对象,构建了国家级新区区位选择的“发展战略导向+建设支撑条件(1+4)”评估框架和评价指标体系,综合分析国土空间开发格局优化的区位选择.研究表明:就新区建设支撑条件而言,长江三角洲、京津冀、珠江三角洲、成渝、山东半岛、辽东半岛,以及海峡西岸、武汉、江淮、中原、呼包鄂、哈大长等城市群地区支撑能力较优;而综合考虑国家区域开发战略导向及其建设支撑条件,长江三角洲、京津冀、珠江三角洲、成渝,以及辽东半岛、关中、海峡西岸、山东半岛、中原、兰白西、黔中等城市群综合区位最佳,且在基础条件最为优越的城市群可支撑建设1～2个不同功能的国家级新区.而相关评估结果同现有国家级新区分布格局基本吻合,则在一定程度上例证了国家级新区区位选择评估框架的合理性.
Research on location accessibility of national new areas based on urban agglomerations [J].https://doi.org/10.11821/dlyj201501001 URL [本文引用: 1] 摘要
作为推进区域社会经济与新型城镇化建设快速发展的重要途径,国家级新区建设是中国国土空间开发格局优化的重要实践;而开展国家级新区区位选择的研究,则是制定科学合理的区域发展格局的重要前提.考虑到城市群对于中国区域经济发展的引领作用及其对新区建设的基础支撑,以中国现有的23个大城市群为评价对象,构建了国家级新区区位选择的“发展战略导向+建设支撑条件(1+4)”评估框架和评价指标体系,综合分析国土空间开发格局优化的区位选择.研究表明:就新区建设支撑条件而言,长江三角洲、京津冀、珠江三角洲、成渝、山东半岛、辽东半岛,以及海峡西岸、武汉、江淮、中原、呼包鄂、哈大长等城市群地区支撑能力较优;而综合考虑国家区域开发战略导向及其建设支撑条件,长江三角洲、京津冀、珠江三角洲、成渝,以及辽东半岛、关中、海峡西岸、山东半岛、中原、兰白西、黔中等城市群综合区位最佳,且在基础条件最为优越的城市群可支撑建设1～2个不同功能的国家级新区.而相关评估结果同现有国家级新区分布格局基本吻合,则在一定程度上例证了国家级新区区位选择评估框架的合理性.
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基于PSR框架的内蒙古自治区土壤保持服务分区 [J].https://doi.org/10.5846/stxb201702200273 URL [本文引用: 1] 摘要
土壤侵蚀是中国北方重要的生态问题，内蒙古自治区位于干旱半干旱地区，是中国北方典型的土壤侵蚀区。针对以往生态功能分区分析框架复杂多样、权重设定人为主观等问题，以内蒙古自治区为例，基于压力-状态-响应系统分析框架，从气候背景-土壤保持-植被条件三方面构建指标体系，运用自组织特征映射（SOFM）神经网络和GIS空间分析技术，以1280个小流域为基本单元进行土壤保持服务分区，按照分区单元的聚集度对多种方案进行优选，并依据区域共轭性原则最终将研究区划分为3个土壤保持服务区和11个土壤保持服务亚区。
Soil conservation service zoning in the Inner Mongolia Autonomous Region based on PSR framework [J].https://doi.org/10.5846/stxb201702200273 URL [本文引用: 1] 摘要
土壤侵蚀是中国北方重要的生态问题，内蒙古自治区位于干旱半干旱地区，是中国北方典型的土壤侵蚀区。针对以往生态功能分区分析框架复杂多样、权重设定人为主观等问题，以内蒙古自治区为例，基于压力-状态-响应系统分析框架，从气候背景-土壤保持-植被条件三方面构建指标体系，运用自组织特征映射（SOFM）神经网络和GIS空间分析技术，以1280个小流域为基本单元进行土壤保持服务分区，按照分区单元的聚集度对多种方案进行优选，并依据区域共轭性原则最终将研究区划分为3个土壤保持服务区和11个土壤保持服务亚区。
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中国自然区划问题 [J].Zhongguo ziran quhua wenti [J]. |
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中国陆地表层自然地域系统动态研究: 思路与方案 [J].Research on dynamic of terrestrial system of China: Academic logic and synthetic scheme [J]. |
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基于空间扩张互侵过程的土地生态安全动态评价: 以(中国)苏锡常地区为例 [J].A dynamic approach to land ecological security assessment: A case study of Su-Xi-Chang area, China [J]. |
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地理学碰上“大数据”: 热反应与冷思考 [J].Geography interact with big data: Dialogue and reflection [J]. |
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地理国情分类区划模型构建及实证研究: 以河南省为例 [J].The model construction and empirical research on classification-based regionalization of geographical national conditions: Take Henan Province as an example [J]. |
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动态适应性生态经济区划模型及其应用 [J].https://doi.org/10.5846/stxb201510082021 URL [本文引用: 1] 摘要
提高城市生态经济区划的精确性和动态性,对科学指导城市化发展具有重要的理论意义和应用价值.利用夜间灯光数据与人口密度建立线性模型,探索了以往用行政区域为最小统计单元数据的模拟细化问题;然后通过引入可变参数构建了动态适应性生态经济区划模型,在增强模型动态适应性的同时,将一级区划结果统一划分为生态管控区域、生态优先区域、优化开发区域和重点开发区域4个区域.以广州市增城区为典型案例,通过改进的动态适应性生态经济区划模型,运用GIS将增城区在两种情景下进行了模拟和对比,并提出了政策建议.区划结果符合当地发展特征,也为其他城市与区域的生态经济区划研究提供了科学方法.
Adaptive eco-economic regionalization model and its application [J].https://doi.org/10.5846/stxb201510082021 URL [本文引用: 1] 摘要
提高城市生态经济区划的精确性和动态性,对科学指导城市化发展具有重要的理论意义和应用价值.利用夜间灯光数据与人口密度建立线性模型,探索了以往用行政区域为最小统计单元数据的模拟细化问题;然后通过引入可变参数构建了动态适应性生态经济区划模型,在增强模型动态适应性的同时,将一级区划结果统一划分为生态管控区域、生态优先区域、优化开发区域和重点开发区域4个区域.以广州市增城区为典型案例,通过改进的动态适应性生态经济区划模型,运用GIS将增城区在两种情景下进行了模拟和对比,并提出了政策建议.区划结果符合当地发展特征,也为其他城市与区域的生态经济区划研究提供了科学方法.
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中国生态地域划分的若干问题 [J].Some themes on eco-regionalization of China [J]. |
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中国台风灾害综合风险评估与区划 [J].
<p>中国是受台风影响较多的国家之一，中东部地区人口、经济密集，台风频繁登陆对农业、人口、房屋与经济构成重大威胁。从台风灾害成灾机理出发，在采用历史灾情数据构建台风灾害损失标准的基础上，对承灾体脆弱性进行评估，综合分析台风在每一个县域单元内的发生可能性，基于承灾体脆弱性和台风发生可能性评估结果，应用风险评估模型，对不同强度等级台风造成的风险进行定量评估。通过对同一强度等级不同承灾体的风险、不同强度等级台风风险进行综合，实现台风灾害风险分区，划分为3 类（高、中、低风险）9 个大区，并提出防灾减灾策略与建议。</p>
Integrated risk assessment and zoning of typhoon disasters in China [J].
<p>中国是受台风影响较多的国家之一，中东部地区人口、经济密集，台风频繁登陆对农业、人口、房屋与经济构成重大威胁。从台风灾害成灾机理出发，在采用历史灾情数据构建台风灾害损失标准的基础上，对承灾体脆弱性进行评估，综合分析台风在每一个县域单元内的发生可能性，基于承灾体脆弱性和台风发生可能性评估结果，应用风险评估模型，对不同强度等级台风造成的风险进行定量评估。通过对同一强度等级不同承灾体的风险、不同强度等级台风风险进行综合，实现台风灾害风险分区，划分为3 类（高、中、低风险）9 个大区，并提出防灾减灾策略与建议。</p>
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基于植被动态的黄土高原生态地理分区 [J].https://doi.org/10.11821/d1yj201509004 URL [本文引用: 1] 摘要
生态地理区划作为自然区划的新分支,近年来受到国内外地理学者的广泛关注,其在认识地理分异规律及区域规划活动中发挥着重要作用.传统生态地理分区多依据自上而下的三级演绎途径,且对于多分区方案的对比与优选缺乏定量化准则.黄土高原作为中国典型的生态脆弱区,植被生长与恢复对缓解当地生态困境十分重要,因此以植被多年动态一致性特征作为分区合理性的评价指标,有助于准确揭示当地生境特点及分异规律.为此,选取热量类、水分类、地形类及地表覆被类共9个指标,采用自组织映射网络(SOFM)与GIS空间分析技术,基于黄土高原近30年来自然本底与覆被状况进行生态地理分区;并依循植被动态一致性准则,依据两步筛选法对多种方案进行优选,最终将黄土高原分为六大生态地理区.研究表明:黄土高原修正6分区方案在12个备选分区方案中效果最好;同时,修正6分区方案多年平均NPP离散系数最低,表明该分区内部离散程度最小.分区方案与既有分区方案相比具有较好的一致性,但由于区划尺度存在一定的差异,整体区域划分更为清晰.对生态地理分区方案优选定量方法的探索,有助于提升自下而上生态地理区划的客观性.
Eco-geographical regionalization in Loess Plateau based on the dynamic consistency of vegetation [J].https://doi.org/10.11821/d1yj201509004 URL [本文引用: 1] 摘要
生态地理区划作为自然区划的新分支,近年来受到国内外地理学者的广泛关注,其在认识地理分异规律及区域规划活动中发挥着重要作用.传统生态地理分区多依据自上而下的三级演绎途径,且对于多分区方案的对比与优选缺乏定量化准则.黄土高原作为中国典型的生态脆弱区,植被生长与恢复对缓解当地生态困境十分重要,因此以植被多年动态一致性特征作为分区合理性的评价指标,有助于准确揭示当地生境特点及分异规律.为此,选取热量类、水分类、地形类及地表覆被类共9个指标,采用自组织映射网络(SOFM)与GIS空间分析技术,基于黄土高原近30年来自然本底与覆被状况进行生态地理分区;并依循植被动态一致性准则,依据两步筛选法对多种方案进行优选,最终将黄土高原分为六大生态地理区.研究表明:黄土高原修正6分区方案在12个备选分区方案中效果最好;同时,修正6分区方案多年平均NPP离散系数最低,表明该分区内部离散程度最小.分区方案与既有分区方案相比具有较好的一致性,但由于区划尺度存在一定的差异,整体区域划分更为清晰.对生态地理分区方案优选定量方法的探索,有助于提升自下而上生态地理区划的客观性.
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中国区划工作的回顾与展望 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0585.2005.03.002 URL [本文引用: 1] 摘要
在回顾国内外区划工作基础上,总结了我国区划工作各个发展阶段的特点,简单概述了我国区划工作中的方法论,讨论了区划工作中存在的若干问题。20世纪后半叶起,我国的区划研究进入系统研究和全面发展期。这期间我国区划工作的主要特点可归纳为:(1)众多区划方案的提出都有其深刻的历史背景,既是科学的总结,又与我国当时经济发展的水平和需求相关;(2)区划工作多是静态的,不能及时反映变化了的自然和人文要素;(3)现有区划工作未能将自然区划和经济区划很好地结合起来;(4)区划工作大多集中在陆地系统,对海洋系统的关注不够;(5)在区划方案的认定上,没有制度化的保障。为此,有必要在我国开展综合区划研究,并就编制我国综合区划方案中存在的一些关键科学问题进行探讨。
Regionalization in China: Retrospect and prospect [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0585.2005.03.002 URL [本文引用: 1] 摘要
在回顾国内外区划工作基础上,总结了我国区划工作各个发展阶段的特点,简单概述了我国区划工作中的方法论,讨论了区划工作中存在的若干问题。20世纪后半叶起,我国的区划研究进入系统研究和全面发展期。这期间我国区划工作的主要特点可归纳为:(1)众多区划方案的提出都有其深刻的历史背景,既是科学的总结,又与我国当时经济发展的水平和需求相关;(2)区划工作多是静态的,不能及时反映变化了的自然和人文要素;(3)现有区划工作未能将自然区划和经济区划很好地结合起来;(4)区划工作大多集中在陆地系统,对海洋系统的关注不够;(5)在区划方案的认定上,没有制度化的保障。为此,有必要在我国开展综合区划研究,并就编制我国综合区划方案中存在的一些关键科学问题进行探讨。
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对自然地理区划方法的认识与思考 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2008.06.001 URL [本文引用: 2] 摘要
在研习和继承前人区划研究工作与成果的基础上，着重于自然地理区划方法论及其体系的探讨。首先，深入阐述了自然地理区划的内涵，认为：自然地理区划既是区域划分的结果，也是区域划分的方法与过程，同时还是认识地理特征和发现地理规律的一种科学方法。第二，假设性认为自然地理区划是客观存在的，针对不同的区划目的和采用不同的区划原则所形成了不同类型的自然地理区划，如部门区划与综合区划、区域区划与类型区划等，则构成了对区划对象的多角度认识，并且这些区划间存在内在联系，具有一定的一致性和可转换性。第三，在分析总结各种自然地理区划方案研究的基础上，提出了包括区划本体、区划原则、区划等级系统、区划模型和区划信息系统的自然地理区划范式，其中自然地理区划原则、等级系统和区划模型构成了区划方法的核心，并且通过区划模型，实现区划原则、指标体系和单位等级系统的综合。最后，论文对自然地理区划信息系统研究所涉及的主要科学问题和主要功能作了简要的说明和讨论，并指出：在地理空间单元理论的指导下，可以实现在统一的科学框架下的各种自然地理区划的集成，并为开展综合区划研究提供可用的技术方法。
Understanding of and thinking over geographical regionalization methodology [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2008.06.001 URL [本文引用: 2] 摘要
在研习和继承前人区划研究工作与成果的基础上，着重于自然地理区划方法论及其体系的探讨。首先，深入阐述了自然地理区划的内涵，认为：自然地理区划既是区域划分的结果，也是区域划分的方法与过程，同时还是认识地理特征和发现地理规律的一种科学方法。第二，假设性认为自然地理区划是客观存在的，针对不同的区划目的和采用不同的区划原则所形成了不同类型的自然地理区划，如部门区划与综合区划、区域区划与类型区划等，则构成了对区划对象的多角度认识，并且这些区划间存在内在联系，具有一定的一致性和可转换性。第三，在分析总结各种自然地理区划方案研究的基础上，提出了包括区划本体、区划原则、区划等级系统、区划模型和区划信息系统的自然地理区划范式，其中自然地理区划原则、等级系统和区划模型构成了区划方法的核心，并且通过区划模型，实现区划原则、指标体系和单位等级系统的综合。最后，论文对自然地理区划信息系统研究所涉及的主要科学问题和主要功能作了简要的说明和讨论，并指出：在地理空间单元理论的指导下，可以实现在统一的科学框架下的各种自然地理区划的集成，并为开展综合区划研究提供可用的技术方法。
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全球变化背景下中国自然地域系统研究前沿 [J].Frontiers in terrestrial system research in China under global change [J]. |
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Delineation of ecosystem regions [J].https://doi.org/10.1007/BF01866919 URL [本文引用: 1] |
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Instrumental temperature series in eastern and central China back to the nineteenth century [J].https://doi.org/10.1002/jgrd.50615 URL [本文引用: 1] 摘要
In this study, we bring together different source data sets and use quality control, interpolation, and homogeneity methods to construct a set of homogenized monthly mean surface air temperature (SAT) series for 18 stations in eastern and central China from the late nineteenth century. Missing values are statistically interpolated, and cross validation is used to assess the accuracy of the interpolation approaches. Results show that the errors of interpolation are small, and the interpolated values are statistically acceptable. Multiple homogeneity methods and all available metadata are used to assess the consistency of the time series and then to develop adjustments when necessary. Thirty-three homogeneity breakpoints are detected in the 18 stations, and the time series is adjusted to the latest segment of the data series. The adjusted annual mean SAT generally shows a range of trends of 1.0 degrees to 4.2 degrees C/100years in northeastern and southeastern China and a range of trends of -0.3 degrees to 1.0 degrees C/100years in central China near 30 degrees N. Compared to the adjusted time series, the unadjusted time series underestimates the warming trend during the past 100years. The regional and annual mean SAT over eastern and central China agrees well with estimates from a much denser station network over this region of China since 1951 and shows a warming trend of 1.52 degrees C/100years during 1909-2010.
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Social-ecological resilience and biosphere-based sustainability science [J].https://doi.org/10.5751/ES-08748-210341 URL [本文引用: 1] 摘要
Humanity has emerged as a major force in the operation of the biosphere. The focus is shifting from the environment as externality to the biosphere as precondition for social justice, economic development, and sustainability. In this article, we exemplify the intertwined nature of social-ecological systems and emphasize that they operate within, and as embedded parts of the biosphere and as such coevolve with and depend on it. We regard social-ecological systems as complex adaptive systems and use a social-ecological resilience approach as a lens to address and understand their dynamics. We raise the challenge of stewardship of development in concert with the biosphere for people in diverse contexts and places as critical for long-term sustainability and dignity in human relations. Biosphere stewardship is essential, in the globalized world of interactions with the Earth system, to sustain and enhance our life-supporting environment for human well-being and future human development on Earth, hence, the need to reconnect development to the biosphere foundation and the need for a biosphere-based sustainability science.
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Validating the demarcation of eco-geographical regions: A geostatistical application [J].https://doi.org/10.1007/s12665-009-0120-7 URL [本文引用: 1] 摘要
Eco-geographical regional system is important for the study of global environmental changes and sustainable development, and it serves as a scientific basis for rationally managing and sustainably utilizing ecosystems and natural resources, such as constructing healthy eco-environments and making policies of environmental management. This paper explained the necessity of validation in the demarcation of eco-geographical regions, which is difficult and may be achieved with some assumptions and presumptions because of the existence of transition zones. Also in this paper, we explored the use of geostatistics in validating regions and boundaries using a case study in Qinghai-Tibet Plateau on the basis of normalized difference vegetation index (NDVI) data. The results show that: (1) eco-geographical regions have different spatial complexity and spatial heterogeneity [i.e. different characteristic values (nugget/sill, fractal) of NDVI], and regions with similar patterns of temperature and moisture have similar mean NDVI values and spatial characteristics [i.e. similar spatial characteristic values (nugget/sill, fractal) of NDVI]. Thus, based on the similarity of spatial heterogeneity or spatial patterns of distribution, demarcations of eco-geographical regions with similar conditions of temperature and moisture, such as IID1 (Ngari montane desert-steppe and desert zone), IID2 (Qaidam montane desert zone), and IID3 (Northern slopes of Kunlun montane desert zone), meet the regional validation requirement. (2) Based on the comparison of spatial heterogeneity or spatial patterns of distribution, the boundary between IIA/B1 (Western Sichuan astern Xizang montane coniferous forest zone) and IB1 (Golog agqu high-cold shrub eadow zone) meets the boundary validation requirement. This boundary guarantees high similarities in an intra-region and high differences in inter-regions, because the value of fractal dimension is the minimum in buffer 1. Furthermore, this paper discussed the application of geostatistics in the choice of index system for boundaries of eco-geographical regions and the determination of region size. The results indicate that the application of geostatistics in eco-geographical regional system is broad, and such researches can serve for obtaining more reasonable and applicable eco-geographical regionalization schemes.
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The climate change adaptation literature [J].https://doi.org/10.1093/reep/rev023 URL [本文引用: 1] 摘要
The December 2015 Conference of the Parties (COP) to the United Nations Framework Convention on Climate Change meetings in Paris are likely to yield a global agreement that will slow the world growth of greenhouse gas emissions, but this agreement is unlikely to guarantee a decline in global emissions in the near future. Given this reality, climate change adaptation is an increasingly important topic for discussion and study. Although much research has focused on the macroeconomic relationship between economic growth and temperature at the national and/or annual level, microeconomic analysis also offers valuable insights. This Reflections discusses recent work on household and firm responses to three climate change challenges: increased summer heat, higher food prices, and increased natural disaster risk. (JEL: Q54)
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Complexity of coupled human and natural systems [J].https://doi.org/10.1126/science.1144004 URL [本文引用: 1] |
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A general framework for analyzing sustainability of social-ecological systems [J].https://doi.org/10.1126/science.1172133 URL PMID: 19628857 [本文引用: 1] 摘要
Abstract A major problem worldwide is the potential loss of fisheries, forests, and water resources. Understanding of the processes that lead to improvements in or deterioration of natural resources is limited, because scientific disciplines use different concepts and languages to describe and explain complex social-ecological systems (SESs). Without a common framework to organize findings, isolated knowledge does not cumulate. Until recently, accepted theory has assumed that resource users will never self-organize to maintain their resources and that governments must impose solutions. Research in multiple disciplines, however, has found that some government policies accelerate resource destruction, whereas some resource users have invested their time and energy to achieve sustainability. A general framework is used to identify 10 subsystem variables that affect the likelihood of self-organization in efforts to achieve a sustainable SES.
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Updated world map of the Köppen-Geiger climate classification [J].https://doi.org/10.5194/hessd-4-439-2007 URL [本文引用: 1] |
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Integrated urban land-use zoning and associated spatial development: Case study in Shenzhen, China [J].https://doi.org/10.1061/(ASCE)UP.1943-5444.0000245 URL [本文引用: 1] 摘要
As an effective approach to sustainable urban planning, integrated urban land-use zoning can contribute to fully understanding the integrated characteristics of urban land-use system, indicating the trend and possibility of land-use transformation, and thus mapping the spatial direction of urban development. However, compared with various case studies on land-use intensity, few land-use zoning is conducted with a special concern on land-use transformation. This paper used Shenzhen City in China as a case study to establish a systematic indicators model for integrated urban land-use zoning with a focus on both current intensity and structure of land-use system and transformation potential derived from socioeconomic system, and then to direct associated spatial development of urban growth in the future. The results show the following: (1) compared with traditional land-use degree index, the revised one through impervious surface area is more suitable in highly-urbanized area for its effectiveness in characterizing small differences among various assessing units; (2) according to current status and transformation potential of urban land-use system, four land-use zones are clustered with the application of self-organizing feature map method and aggregation index, i.e., transfer development zone, moderate development zone, prior development zone, and restrict development zone; and (3) five spatial axes of urban development associated with the zoning scheme are in high accordance with urban comprehensive plan of Shenzhen City. Therefore, the proposed integrated land-use zoning model is effective to characterize current land-use system, and its transformation potential exerted by socioeconomic system, and thus to make certain the primary landscape functions of various land-use zones and provide practical guidance for urban planning.
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Mapping global urban areas using MODIS 500-m data: New methods and datasets based on ‘urban ecoregions’ [J].https://doi.org/10.1016/j.rse.2010.03.003 URL [本文引用: 1] 摘要
Although cities, towns and settlements cover only a tiny fraction (< 1%) of the world's surface, urban areas are the nexus of human activity with more than 50% of the population and 70 90% of economic activity. As such, material and energy consumption, air pollution, and expanding impervious surface are all concentrated in urban areas, with important environmental implications at local, regional and potentially global scales. New ways to measure and monitor the built environment over large areas are thus critical to answering a wide range of environmental research questions related to the role of urbanization in climate, biogeochemistry and hydrological cycles. This paper presents a new dataset depicting global urban land at 500-m spatial resolution based on MODIS data (available at http://sage.wisc.edu/urbanenvironment.html). The methodological approach exploits temporal and spectral information in one year of MODIS observations, classified using a global training database and an ensemble decision-tree classification algorithm. To overcome confusion between urban and built-up lands and other land cover types, a stratification based on climate, vegetation, and urban topology was developed that allowed region-specific processing. Using reference data from a sample of 140 cities stratified by region, population size, and level of economic development, results show a mean overall accuracy of 93% ( k = 0.65) at the pixel level and a high level of agreement at the city scale ( R 2 = 0.90).
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Climate change regionalization in China (1961-2010) [J].https://doi.org/10.1007/s11430-014-4889-1 URL [本文引用: 1] |
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Standards for ecoregional assessments and biodiversity visions[R]. Arlington, VA: |
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Advances in terrestrial system research in China [J].https://doi.org/10.1007/s11442-016-1299-7 URL [本文引用: 1] 摘要
Land surface is of spatial-temporal heterogeneity. Terrestrial system (TS) comprehensively studies on land surface and physical regionalization objectively describes geographical zonation of the system. China has a vast area with apparent spatial variations in resources and environmental conditions, which highly influence on socio-economic development. In this paper, progress of the TS studies in China is overviewed and research priorities in the near future are prospected. Since the 1950s, China has paid great attention to the TS study as its socio-economic development, and conducted research on physical geographical regionalization, eco-geographical regionalization and comprehensive regionalization. Along with the deepening of global change research, dynamics of TS have been highly concerned. During the studies, methodology has been developed from qualitative research of integration of experts brainpower gradually to quantitative research based on field observation and experiments of the natural processes, including physical, chemical and biological processes, as well as application of information technology and mathematical simulation. In the near future, TS would combine with the ideology, objectives and key researches of Future Earth program, to focus on the mechanism and regional effects of interaction among land surface elements, the response of TS to global change, the quantitative recognition on regional unit boundary, and the application to TS in sustainable socio-economic development.
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New road for telecoupling global prosperity and ecological sustainability [J].https://doi.org/10.1002/ehs2.1242 URL [本文引用: 1] 摘要
Abstract Top of page Abstract Introduction Challenges Recommendations Acknowledgments Literature Cited China's ambitious Belt and Road Initiative, which seeks to expand the ancient land routes that connect China to the Mediterranean Sea and corresponding ocean-based routes, is expanding global cooperation with profound socioeconomic and ecological implications. As China and associated countries are developing specific policies to implement the initiative, it is important to analyze and integrate major relevant issues. In this article, we discuss several major challenges facing the Belt and Road region: complex natural features, mismatched resources, shared ecological issues, and diverse socioeconomic conditions. To meet the challenges, we apply the integrated framework of telecoupling (socioeconomic and environmental interactions over distances) and propose to enhance infrastructure connection, transboundary actions, scientific and cultural exchanges, and institutional innovations within the Belt and Road region; and collaborate with more international organizations and countries beyond the Belt and Road region for a prosperous and sustainable world.
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