人地关系是地理学科古老又年轻的话题,其内涵伴随人类社会发展不断丰富,具体表现形式也具有鲜明的时代特性。自吴传钧先生提出人地关系地域系统理论以来,人地关系在学科建设及国家重大发展战略制定研究中发挥着基础科学支撑作用,其作为地理学研究核心的地位逐步被强化。在人地冲突不断加剧的时代背景下,深化对人地关系的系统认知,基于人地关系地域系统理论探讨人地关系动态演进的理论基础,并从综合视角审视新时期中国人地关系的演进过程、核心特征及机制,继而探讨现代人地关系的协调路径。总的来说,人地关系演进的实质是人地要素之间围绕发展空间的博弈过程,新时期中国人地关系演变速度加快,人地要素的相互作用程度不断加深。通过技术进步、增加要素投入和调配资源等方式,中国基本已化解了“以量为主”的第一代人地矛盾,而进入“以质为主”的第二代人地矛盾期。典型表现是,粮食总量不再短缺,但在生产粮食过程中引发的土壤退化和水资源污染等问题加剧;区域性资源不再短缺,但在跨区域开发调配资源过程中引发的生态退化和环境污染等问题凸显。提升人的思想认知和加深对人地关系的综合认知是纠偏人地演进路径的关键。
资源环境既是人类诞生与发展的物质基础,也是人类文明发育与成长的物质平台。作为世界上文明发育最早和人口最多的发展中国家,中国的长期实践再次证明了这一点。资源环境要素综合与地理开发条件的集成分析表明：① 中国的资源环境本底及其开发条件总体上决定了国家人文活动的空间结构基本特征是由沿东南—西北走向的适宜、较适宜和不适宜大规模开发的三大区域组成;② 决定上述三大区域格局的关键不仅在于资源环境本底特征的差异,更在于地理开发条件的优劣;③ 这一资源环境基础的结构框架始终决定着国家人文活动空间格局的主体走向,无论是在农耕文明时期,还是在工业文明时期,国家人文活动空间的总体格局依然没有跨出资源环境要素构成及其开发条件所设定的门槛。
人地关系演变具有继承性,从历史视角认识人地关系的演变过程及机制有助于增加对人地关系的综合认知。从人地关系核心内涵出发,将资源环境要素视为人地作用的焦点,以人类的核心需求和主要活动、对“地”的作用强度及认知能力为主线,在梳理中国历史人地关系演变过程的基础上归纳其演变特征,并进一步提炼其演变动力。发现：随着人类生产力水平提高,人对“地”的认知先后经历了“混沌未知、天人合一、人地相称、人定胜天、人地和谐共生”的演变历程。与此相应,中国历史人地关系经历了从萌芽到以土地为核心的一元化关系再到以土地、水、能矿等资源为核心的无序多元化关系以及现如今重新探索有序多元化人地关系的总体历程。从历史视角看,中国人地关系演变的动力机制是：生产力是最核心的动力,促进了人对“地”作用能力的发展;人口是最活跃的动力,人口需求及人口数量和质量的提升增强了人和“地”作用的紧密程度;生产关系主要通过影响人的生产积极性及资源所有权而间接影响人地关系演变;战争和自然灾害对中国历史人地关系演变均起到促进和阻碍的双面作用。无论从理论还是实践层面,人地关系研究不能脱离时代背景。中国现代人地矛盾的形成有其必然性,以史为鉴,提升人对“地”的科学认识,实施因地制宜,加快技术研发和生产方式转型是破解中国当下人地矛盾的重要途径。
合理开发利用资源环境是实现中国未来人地关系和谐演进的关键。基于集对分析和熵值法对2000-2015年中国省域资源环境的投入产出效率作了综合评价。结果表明：① 全国农用地投入的经济效率一直相对最好,农药和化肥投入的利用率次之;其次是水资源投入,最后是能源投入,环境产出的效率优劣顺序依次为废水排放,SO2排放和烟尘排放;② 从2000-2015年中国省域资源环境效率的同异反态势来看,东部沿海省份多为弱同势和准同势,序号等级较高,而中西部省份多为强反势和弱反势,序号等级较低,呈现出由东往西逐渐降低的格局分布;③ 资源环境的投入产出综合效率高的省域主要集中在京津鲁、苏浙沪以及闽粤琼等东部沿海地区,而综合效率低的省域主要集中在晋宁青新甘贵内蒙古等中西部地区。
能源要素作为人—地关系系统的重要组成,其作用随着能源开发利用总量、能源利用结构与经济发展等随之演变。采用弹性脱钩指数和广义LMDI方法,研究了20世纪50年代以来中国能源消费与经济增长的动态关系以及能源消费增长的驱动因素。结果显示：① 中国能源消费总量与GDP增长都呈现指数型增长曲线,且两者的增长态势表现出高度的一致性,且煤炭和石油仍然是中国能源消费的主体。② 能源消费与经济增长之间的弹性脱钩状态表现出明显的阶段性特征,当前二者之间的关系整体表现为弱脱钩的相对乐观状态。③ 不同类型能源消费与经济增长的脱钩状态呈现一定的差异性。近年来伴随着能源消费的清洁化转型,天然气、一次电力和其他能源消费与经济增长之间呈现为拓张负脱钩或拓张连接状态。④ 影响能源消费增长的驱动因素中,能源强度是能源消费量降低的最主要因素;投资拉动是能源消费增长的主导因素,土地效应是推动能源消费增长不可忽视的重要因素,其贡献率为35.65%。产业结构效应、劳动力效应和能源结构效应对能源消费增长的整体贡献在15%左右。
基于探知中国经济进入新常态前后工业发展的资源环境压力格局演化的初衷,以全国285个城市为研究对象,通过构建工业资源压力和工业环境压力评价指标体系,刻画两种压力的空间格局,比较归纳演化特征;基于空间计量模型识别工业资源环境压力的影响因素,比对作用方向和作用强度变化。结果显示：① 全国工业资源压力东高西低的格局进一步显著,沿海产业集聚地区是热点区域;工业环境压力西高东低、北高南低的空间格局弱化,北方产业集聚区是热点区域。② 工业资产规模、工业生产效益、工业劳动生产水平是影响工业资源压力格局的主要因素,其中工业资产规模的正向驱动作用减小,工业生产效益的正向驱动作用增大,工业劳动生产水平的负向驱动作用减小。③ 工业资产规模、环境规制、工业开放水平、工业生产效益、工业化水平是影响工业环境压力格局的主要因素,其中工业资产规模的正向驱动作用减弱,环境规制的驱动方向由正向转为负向,工业开放水平和工业生产效益的作用分别由正向显著和负向显著弱化为不显著,而工业化水平的作用由不显著演化为显著的正向驱动。④ 比较影响两种压力格局的主要因素,工业环境压力格局形成的动力机制比较复杂,在中国经济进入新常态背景下,工业环境压力影响因素的作用强度和作用方向变化更为剧烈。
实现制造业产业结构的优化和空间结构的协调,是当下中国制造业结构调整亟需解决的两大核心问题。基于规模以上企业数据,运用产业结构高级度（UPG）指数、GIS方法考察1998-2013年中国制造业产业结构高级度从全国到地市的多尺度时空格局特征,并对比OLS和空间回归模型进一步探讨城市制造业产业结构高级度的影响因素。研究表明：① 国家尺度,随着制造业产值提升了10.67倍,制造业UPG指数实现了由5.987到6.225的提升,但金融危机后略有下滑。② 区域尺度,制造业UPG指数由东部地区→东北地区→西部地区→中部地区递次降低,东北地区在2003年后大幅下降,中、西部地区始终处于底端且在全国地位略有下降。③ 省域尺度,直辖市与东部沿海省份的制造业UPG指数相对较高且成长更快,而中西部尤其是多数边疆省份较低且成长缓慢,甚至下降。④ 市域尺度,制造业UPG指数热点区域由北方传统工业城市向东部沿海城市转移,逐步在全国形成一个以长三角地区为导向的核心—边缘模式。⑤ 劳动力工资的提升是城市制造业UPG指数提高的重要推手,创新能力和制造业集聚的促进作用在后期有所下降,居民消费和开发区的作用在后期逐渐显著,外资的集聚总体抑制了城市制造业UPG指数的提升,而沿海三大核心城市群的作用尚不显著。
北京市域制造业在结构调整的同时也在不断发生空间格局的变动。在京津冀协同发展战略的推进下,北京非首都功能疏解不断加速,将进一步加剧北京制造业产业结构的调整,进而影响空间格局的演化。利用2008年和2013年北京市经济普查数据中街道、镇乡的制造业大类的就业数据,从街乡的尺度,分析探讨北京市域内制造业的空间演化特征与趋势。研究显示：2008-2013年北京市制造业的产业结构和空间结构均趋向集聚,增长产业是制造业空间集聚的主导力量,在引导制造业空间进一步集聚的同时,形成了明晰的空间分异,增长产业更加趋向于在专门化程度更高的地区集聚,就重点街乡来看,北部地区的空间发展趋势将较为稳定,南部地区可能成为未来需要重点关注的高变动区域。
沿海地区高速和高度集聚的产业发展导致其面临严峻的环境污染问题,切实需要在综合考虑地区产业转型特征和环境压力变化规律及其耦合关系的基础上制定科学的产业绿色转型路径和环境管制政策。以沿海地区地级市为空间单元,构建了产业绿色化转型系数,从结构转型和效率转型两个方面对沿海地区2005-2013年产业转型的空间格局进行了刻画,并以产业绿色化转型系数和环境压力系数为指标进行二维四象限划分,将沿海地区114个地级行政单元划分为压力降低产业绿色化转型区、压力降低产业非绿色化转型区、压力加大产业绿色化转型区和压力加大产业非绿色化转型区四种类型区,并针对不同类型区产业发展和环境压力特点,提出对应的产业绿色转型和环境管制建议。
探索城镇化与资源环境之间的相互作用与复杂关系具有重要意义。从可持续城镇化视角,构建城镇化发展指数和资源环境压力指数,分析评估了2003-2015年北京市城镇化发展对资源环境压力的影响,借鉴解耦模型进一步研究了北京市城镇化与资源环境压力的耦合关系。结果表明：① 北京城镇化进入了后期成熟阶段,人口、经济和社会城镇化均呈现出较高水平且增速放缓的特征,人口城镇化率从79.05%上升到86.51%。② 资源消耗总量仍在不断增加,而环境污染的治理效果相对较为明显,工业废水、工业固体废物等污染物排放量趋于降低,城镇化发展的资源环境压力总体处于中等水平且呈波动性逐步上升趋势。③ 12年间,北京市城镇化发展与资源环境压力呈现由弱解耦—强解耦—弱解耦—扩张性耦合—扩张性负解耦—强解耦—弱解耦—强解耦的演变轨迹,耦合与解耦关系反复,这种反复体现了城镇化发展与资源环境之间复杂关系及其动态演化特征。资源环境可持续性将是北京建设国际一流的和谐宜居之都的关键瓶颈因素之一。
描绘了1996-2006年间中国城乡建设用地增长及其占用耕地的时空特征,探讨了城乡建设占用耕地的驱动机制。研究发现：人口流动为主的城镇化模式导致农业转移人口在城乡“两头占地”,这是中国城乡建设用地持续扩张的主要根源;各类开发区的设立和扩张都以占用耕地为主,对城乡建设占用耕地的贡献超过一半;而城市和镇的扩张速度更慢、土地来源更为多元。实证结果表明,投资和产出增长的差异性对城乡建设及其耕地占用的时空格局起到了关键作用;中西部地区的基础设施建设占用了大量耕地,但对区域经济发展和人口集聚的带动作用有限;以开发区为载体的产业集聚发展模式有利于中西部地区的土地集约利用和耕地保护,而东部沿海地区的省级开发区则容易成为地方政府的圈地运动。土地集约利用和耕地保护政策应重点解决农业转移人口城乡同时占地的问题,发挥城镇化的节地效应,并强化政策的区域差异性和针对性。
在统计中国城市地表灰尘中重金属含量的已有相关文献基础上,探讨了中国地表灰尘中Cr、Cu、Pb、Zn、Cd五种元素的空间分布特征及各省份的富集状况。搜集到的各地区地表灰尘重金属含量的研究数据分别为69、84、86、79、58个。对研究数据剔除异常值后分别进行克里金插值和统计各省份地表灰尘重金属含量的平均值,并与土壤背景值作对比计算出累积指数,得到中国地表灰尘中重金属的空间分布状况和各省份的富集水平。结果表明：中国地表灰尘中重金属含量普遍较高,且各地区重金属含量水平存在不同程度上的差异。就整体而言,Cu、Pb、Zn三种重金属含量的空间分布较为相似,由高到低均大致呈南—北走势,而Cr含量呈中部高两侧低的趋势,Cd并无明显趋势。各省份平均值与土壤背景值相比,除Cr在山东省和贵州省无富集状况以外,各省的地表灰尘中Cu、Pb、Zn、Cd均具有一定的富集。其中,湖南省的Cd和Pb均富集最为严重,分别是土壤背景值的177.95和42.82倍;Cr在福建省富集最为严重,为背景值的7.11倍;广东省的Cu富集水平最高,是背景值的10.35倍,而Zn在江西省的富集水平最高,超出背景值39.13倍。
长三角是中国空气污染较为严重的区域。基于地统计、探索性空间数据分析等方法,使用实时监测数据,探讨该区域41个地级以上城市PM2.5在2013-2016年的时空格局演变与污染特征。结果显示：① PM2.5表现出不同的年度、月度以及逐日特征。年均值逐年下降,月均值则体现出鲜明季节性,呈现冬高、夏低的“U型”特征,日均值有“脉冲型”波动特点。② 2013-2016年,长三角PM2.5污染情况已经得到显著改善,但超过三分之二的地区仍存在不同程度超标现象,呈现“西北高、东南低”的污染格局。③ PM2.5高值区从以合肥、扬州为中心向江苏、安徽北部边界地区转移,低值区逐步扩展形成东至舟山、西至黄山、北至上海、南至温州的低值集聚带。④ 趋势分析来看,PM2.5年均值东西差异和南北差异均逐步减小,但东西向差异略大于南北向。同时,两个方向中部隆起现象得到改善,城市投影点趋于线性拟合。
人地关系及人地关系地域系统是地理学基础理论研究的本质所在,其研究方法的发展和完善不仅能促进人地关系研究的不断深化,而且可以更有效地解决经济社会发展中出现的复杂资源环境问题。在梳理人地关系及人地关系地域系统的内涵及研究脉络基础上,从哲学和环境史、可持续发展、人地关系地域系统研究方法、人地关系综合表征方法等四方面评述了中国人地关系及人地关系地域系统的研究方法,并提出了未来的发展趋势。① 伴随着人地关系及人地关系地域系统内涵的不断演变,人地关系地域系统的研究方法也不断发展,丰富了人地关系的理论内涵和方法体系。② 人地关系地域系统的不同研究方法各具特点,并且各有其适用性和局限性,总体上是往综合集成方向发展,如生态足迹和资源环境承载力等,是人地关系综合集成研究的有益探索。③ 提出人地关系地域系统研究方法未来的发展趋势包括发展自然要素和人文要素耦合的综合集成研究方法,加强新技术手段和新研究方法的运用,完善资源环境基础和资源环境承载力等综合研究的理论体系。
