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供需视角下的人地系统可持续发展研究

井波  
【摘要】:面对日益尖锐的人地矛盾,人地关系及其变化成为现代地理学研究的重要主题,也是未来地球计划、联合国可持续发展目标等关注的重点,直接影响着当今人类社会经济可持续发展。中国积极走绿色发展道路,树立和践行“绿水青山就是金山银山”的发展理念,是新形势下人地关系理论的具体实践形式。山东省在经济快速增长过程中,粗放的经济发展模式造成严峻的人地矛盾,尤其是随着碳达峰、碳中和目标的提出,作为以煤炭消费、制造业和重工业为主的工业大省,山东省面临巨大的减碳压力。2018年山东省开始实施新旧动能转换战略,支持经济高速增长的内生和外生、需求和供给等基础性因素,都将发生重大变化,以要素投入为主要动力来源的外延式经济增长面临着不可持续性的挑战。以往人地系统研究多从经济、社会、生态等方面展开,面对新形势下更加复杂的人地矛盾,以及更多的空间规划与治理实践,人地系统研究视角亟需拓展。鉴于此,本文借鉴经济学中的供需均衡理念,基于生态系统服务理论、马斯诺需求层次理论、区域发展的空间均衡理论等,创新性的提出了供需视角下人地系统可持续发展研究框架以及人地系统可持续性评估和类型划分方法。通过对山东省人地系统供需时空演变实证分析和山东省人地系统可持续发展进行评估,提出山东省人地系统可持续发展优化路径。本文主要结论包括:(1)理论与方法上,基于已有的相关理论与概念,构建了供需视角下人地系统可持续发展研究的一般框架。首先明确了供需视角下“人”与“地”的概念内涵,梳理了区域可持续发展和人地系统的关系,进而提出供需视角下人地系统可持续发展研究的理论构架和人地系统可持续性指数以及人地系统协调类型划分方法。参考借鉴经济学中的供需概念,生态环境在人地系统中扮演“供给”的角色,通过生态系统服务价值来表达;而人类活动不断利用、改造地理环境实现自身的持续发展,扮演的是“需求”角色,用人类活动需求指数来测算。根据供给水平与需求水平高低的组合关系,将人地系统空间均衡划分为四种类型,为人地系统可持续发展评估提供了新的框架。(2)数学模型和GIS空间信息分析相结合,基于生态系统服务价值测算方法和欧空局300m分辨率土地覆盖数据,对山东省2000-2019年自然供给指数进行估算,并使用核密度估计、土地利用空间转移矩阵等方法对其时空分异进行分析。结果表明,山东省土地利用变化明显,农用地总面积呈现逐渐减少态势,城市建设用地逐渐扩张,生态用地整体呈现减少趋势,主要是因为受地理位置、资源禀赋、人口红利等因素影响,山东省经济发展与城市化进程加快推进,城市空间不断扩展。2000-2019年,山东省生态系统生产、调节和支持服务总值均趋于下降态势,生态系统服务总供给呈现先增长后减少的变化趋势。空间上,山东省生态系统服务总供给平均值呈现为中部地区高、东西部地区低、东部高于西部的特点,高值区数量显著增加,中低值区地级市数量有所减少。(3)从人口压力、经济发展、自然资源消耗、粮食需求压力、污染排放压力等5个方面构建人类需求指标体系,利用标准差椭圆模型和统计分析方法,对山东省人类需求指数的时空分异进行分析。结果表明,从时间演变来看,人类需求指数呈现出波动上升的变化趋势,期间会受到系统外其他因素的影响而下降,表明系统的稳定性有待提高。在空间分布上呈现以济南、淄博和青岛为核心的团状集聚状态,条带连接的空间分布形式。人类需求指数的高值区始终为济南、淄博、济宁、青岛和威海等城市,并以高值城市为核心在省内形成了东北-西南的发展带。从标准离差椭圆的变化来看,椭圆重心逐渐向西南移动,说明人类需求指数的集聚重心逐渐向全省西南部移动。标准差椭圆的面积逐渐增大,表明城市之间的差距逐渐缩小,符合全省强调协调发展的政策。(4)在供需分析结果基础上,对基于供需视角的山东省人地系统可持续性指数及其时空格局进行评估和分析。结果表明,2000-2019年,山东省人地系统可持续性指数整体呈现下降趋势,反映出人类需求对自然供给存在的压力和胁迫作用在提高;从人地系统可持续性指数空间格局来看,济南市、莱芜市、聊城市的人地系统可持续性指数长期较低,临沂市、潍坊市、东营市、德州市的人地系统可持续性指数相对较高;从人地系统供需平衡的时空转换分析来看,人地系统协调型的城市数量逐渐增多,而济南市、枣庄市、青岛市、淄博市、莱芜市等地区长期属于人地系统不协调型城市。(5)对山东省人地系统的耦合度和耦合协调度进行测度,结果表明,山东省人地系统耦合度呈现出先上升后保持平稳的趋势,而耦合协调度呈现出先上升后下降的趋势;从人地系统耦合度空间演化格局来看,各地级市人类需求和自然供给之间的耦合度水平整体较高,属于高水平耦合阶段的地级城市不仅数量最多,并且呈现逐渐增长的趋势;从人地系统耦合协调度空间演化格局来看,各地市耦合协调度水平整体偏低,其空间格局相对稳定,没有发生显著变化。(6)在山东省人地系统供需的内在机理和可操作性层面,构建区域可持续发展优化路径,基于供给视角、需求视角和供需综合视角三方面提出对策建议。通过强化重点生态功能保护区建设,制定生态保护红线,推动水土资源高效利用,保障资源供给安全,加强污染联防联控,改善地区环境质量等方面提高“地”的供给;通过推动产业结构调整,促进产业转型升级,加快构建现代能源体系,推进能源转型,构建现代环境治理体系,提升生态环境治理水平,提高居民生态意识,激发公众参与环境保护的积极性,坚持五大发展理念,推进生态山东建设等方面优化“人”的需求;通过构建国土空间规划体系、完善环境质量生态保护补偿机制和加强生态文明建设的制度创新等方式从供需综合视角来解决人地协调问题。本研究的创新点包括:第一,基于供需视角提出人地系统可持续发展评估的框架,避免了人地关系研究中对人和地的统一性和关联性研究存在偏差的问题。第二,提出了新的人地系统可持续性评估和类型划分方法。运用生态系统服务和人类需求指数构建了供需视角下的人地系统可持续性指数,使得“地”的供给更客观、科学的量化,突破了仅仅运用单一指标从“人”或者“地”某个方面进行评估的问题;根据供给与需求水平高低的组合关系,提出了一个新的人地系统协调类型划分方法,并对不同尺度人地系统协调进行时空和差异性分析,有效的解决了传统人地系统可持续发展评估中各子系统相互作用关系不清的问题。第三,对省域尺度人地系统评估,探索新旧动能转换过程中如何处理好地理环境与人类活动的关系,为山东可持续发展提供决策支持。展望未来研究,指标体系有待进一步完善,更小尺度的研究和横向比较研究有待继续加强,将综合地理学地理环境与人类活动损益变动、经济学投入产出、社会生态文明建设与科学技术进步对人地系统的复合作用等多个视角,深入解剖不同尺度的人地系统可持续发展状态和趋势。


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