, 杜悦悦From natural regionalization, land change to landscape service: The development of integrated physical geography in China
PENGJian, DUYueyue通讯作者:
收稿日期:2017-04-24
修回日期:2017-07-23
网络出版日期:2017-10-20
版权声明:2017《地理研究》编辑部《地理研究》编辑部
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主旨聚焦：系统梳理综合自然地理学作为自然地理学独立分支在中国的起源及其综合视角、综合途径的演化历程;揭示中国综合自然地理学面向全球环境变化和可持续发展的应用方向及前景。
1 引言
综合自然地理学是关注不同自然地理要素相互作用规律,对自然地域系统进行综合、整体研究的一门自然地理学分支学科[1]。作为“探索自然规律、昭示人文精华”的地理学的有机组成[2],综合自然地理学秉承了地理学关注自然和人文要素相互关系的主题以及综合性、交叉性、区域性等特点[3],并侧重研究以自然结构为基础的自然地域不同尺度分异与组合的空间格局、演变过程、驱动机制,揭示对人类生存的影响以及人类活动的反馈[4],从而在地理学学科体系构架中形成独到的学科特色。综合自然地理学在中国自兴起以来就密切关注地域分异规律、自然区划、土地资源分类与评价、土地利用/土地覆被变化及景观格局与过程研究等,为生产实践提供了强有力的理论和方法支撑。进入21世纪以来,面临全球综合思潮愈演愈烈、多学科关联与跨学科整合日趋流行、数据获取方式和研究技术手段快速更新、国际重大科学合作愈发频繁,以及资源稀缺和人地关系矛盾加剧、生态环境与社会经济的可持续发展前景堪忧的大背景,综合自然地理学研究呈现出前所未有的机遇和挑战。面对当下学科发展诉求和社会需求特征,有必要系统梳理学科起源、发展脉络、战略方向,厘清新时期中国综合自然地理学的学科发展过程与方向,以期探求其服务实践、经世致用的新高度。基于此,本文围绕综合自然地理学在中国的源起及其综合视角、途径的发展历程展开相关讨论。
2 综合自然地理学在中国的兴起：偶然或必然?
作为自然地理学的重要分支,综合自然地理学着重研究自然地理环境各组成要素间的物质能量关系,阐明自然地理环境的历史形成、现代过程、类型结构、地域分异和发展演变[1,5]。作为基于部门自然地理学的自然地理环境系统研究,综合自然地理学在中国的兴起看似偶然,实则必然。20世纪50年代末期,前苏联地理学家A．R．伊萨钦科来华讲学,先后在北京大学和中山大学系统介绍了有关地理壳、自然区划和景观学的进展,其讲稿由李世芬翻译成中文并由高等教育出版社以《自然地理学原理》为名出版。在林超教授领导下,讲学进修班经集体讨论确定了“综合自然地理学”的学科名称[6,7],综合自然地理学由此在中国诞生。但需引起注意的是,在伊萨钦科访华之前,国内老一辈地理学家即已从事自然地理的综合研究工作,如黄秉维在20世纪30年代编撰了《自然地理原理》和《中国地理》等,周廷儒在20世纪30-40年代开创对历史时期环境变化的综合研究[7],为综合自然地理学理论体系的引入与吸收进行了很好的专业人员铺垫。
因此,综合自然地理学在中国的形成和发展绝非“伊萨钦科讲学”的偶然,而是一个循序渐进、水到渠成的必然结果[5,8]。一方面,中国综合自然地理学研究根植于中国古代地理学天人合一的人地协调理念,经历了20世纪初西方近代地理学“原始综合—地理学大分化—地理学新综合”发展沿革的传入,承继了前苏联地理学自然综合体思想和自然地带学说的深刻影响;另一方面,密切结合建国初期摸清资源本底、发展农业生产的经济建设需求,同时还得益于中国老一辈地理学家的长期努力（图1）。自伊萨钦科来华讲学后,中国的地理学综合研究与应用在“综合自然地理学”这一学科理论框架下迅速发展。此外,中国地域广大,自然要素差异性强,也为综合自然地理学的发展提供了典型而多样的区域空间背景。因此,中国的综合自然地理学在广泛继承的基础上结合本国国情和实践需要进行创新,比欧美学派的土地系统研究和俄罗斯学派的景观学具有更丰富的综合内涵,在科学和社会中起着更大的作用[8]。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图1综合自然地理学在中国的源起
-->Fig. 1The origin of integrated physical geography in China
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3 自然地理综合视角发展：从自然区划、土地变化到景观服务
综合自然地理学强调自然地理环境的综合特征解析,综合的视角作为学科发展的核心载体至关重要。面向中国社会经济发展的重大需求,自然地理综合的视角经历了从表征区域综合的自然区划,到表征类型和要素综合的土地变化、景观服务的发展历程。尽管不同时段学界主流关注热点有所差异,中国的综合自然地理****一直尝试并坚持“在分析的基础上综合、在综合的指导下分析”,运用“自上而下的演绎方法和自下而上的归纳方法相结合的综合研究方法”,认真剖析自然地理综合的不同载体所关联的诸多综合自然地理研究命题[8,9]。3.1 自然区划研究：从农业区划、生态区划到综合区划
新中国成立后,迫切的社会生产实践需求和地理学的区域地理传统使得中国的自然地理综合研究率先从区域综合视角开始,着力关注自然区划研究。为适应经济建设、认识自然条件和资源潜力、优化农业生产布局,在全国开展大范围、逐级深入的综合科学考察,先后建立各类观测网站,全面系统地积累了大量科学资料,并以此为基础开展了多次大规模的综合自然区划。在综合自然地理****的参与下,中国综合自然区划工作取得长足发展,并经历了“农业区划—生态区划—综合区划”等重要发展阶段[5]。具体而言,20世纪50年代,以服务农业生产布局为目标,全国先后形成林超、罗开富、黄秉维、任美锷、侯学煜、赵松乔、席承藩等若干综合自然区划方案[10-16],推动了当时农、林、牧、副、渔业的发展和农业自然资源的综合利用。自20世纪90年代,基于生态建设和环境保护的需求,引入生态系统观点、生态学原理和方法,相继开展了生态地理地域系统研究[17]、生态区划[18,19]和生态功能区划[20],为土地生产潜力的提高、自然保护区的选择与规划、区域生态安全保护等提供了科学依据。继生态地理区域系统研究之后,随着地球系统科学和可持续发展研究的深入,自然要素和社会经济要素的有机融合成为新世纪以来综合区划研究的鲜明特色,典型代表即为中国主体功能区划,统筹考虑全国人口分布、经济布局、国土利用和城镇化格局[21]。蔡运龙等开展的中国地理多样性与可持续发展研究[22],亦重点关注基于自然区域划分的综合区划。总体而言,中国的自然区划具有区划要素类型多样、空间单元及其尺度系列完整、应用领域广泛、影响决策明显、服务对象和领域明确等特点,在国际上居于领先地位[23],而地表自然功能动态区划及可视化、生态地理分区优选、过渡界线识别等已成为当前综合自然区划研究的重要方向[7,24-26]。
3.2 土地变化研究：从土地类型、土地资源到土地系统
随着综合自然区划工作的深入开展,小区域、小尺度的自然地理综合分析研究在精确化、实用性方面被提出更高的要求。土地作为地貌、岩石、气候、水文、生物等要素组成的自然地理综合体,兼具社会经济特性,毋庸置疑是综合自然地理的基本研究对象之一。中国有世界上最悠久的土地利用历史和最丰富的土地类型,在全球土地变化研究中的地位非常突出[7]。近50年来,中国土地变化研究总体表现为从强调自然基底要素表征的土地类型制图,到面向人类利用的土地资源分类和可持续利用评价,再到关注人对自然的作用及反馈的土地系统研究（图2）。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图2从土地类型到土地资源、土地系统的土地变化研究视角演化
-->Fig. 2Perspective evolution of land change research from land type to land resource, and land system
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20世纪70-80年代,中国以土地类型为自然地理综合视角的研究在自然区划工作的推动下逐渐发展[27]。从综合自然区划到土地类型的发展恰恰是综合自然地理学的深化过程,土地类型研究对于综合自然区划的局部环境单元组成、分布格局等形成了重要补充。更确切地说,开展土地类型研究是自下而上开展综合自然区划的空间基础和基本途径[28]。在汲取前苏联景观学方法论精髓和英、澳等国土地综合研究方法的基础上,关注土地自然结构、资源结构和利用结构,中国相继形成了一系列土地类型制图成果,如《中国1:100万土地类型图》《中国1:100万土地资源图》《中国1:100万土地利用图》等。各省区也相继开展省区与重点地区不同比例尺土地类型图的编制[29]。
20世纪80-90年代,土地研究的焦点转移到土地资源分类与评价方面,典型成果则是第一次全国土地资源大调查,形成了《中国土地资源》《中国土地资源调查技术》《中国土地资源调查数据集》等国家级成果。景贵和、申元村、傅伯杰、李孝芳、倪绍祥等对土地资源评价方法的探讨[30-34],有力推动了中国土地资源评价的定量化发展。进入20世纪90年代,随着申元村、陈百明、石玉林等的开拓性研究[35-37],土地资源生产力及人口承载力成为土地资源评价的重要内容;基于土地资源评价,进而形成城镇土地、农用地分等定级与估价等土地科学重要研究方向。同时,随着1990年土地持续利用思想的系统提出,张凤荣、傅伯杰、戴尔阜等相继围绕土地持续利用内涵、评价、规划与管理,尤其是核心评价指标体系开展了大量的理论方法与个案研究[38-40]。土地可持续利用评价成为20世纪末期中国土地类型拓展研究的热点方向之一。
21世纪初,土地利用/土地覆被变化（LUCC）研究成为中国综合自然地理学研究的热点领域。围绕着LUCC的特征、过程、机理、后果及未来情景,李秀彬、傅伯杰、史培军、蔡运龙、刘纪远等在动态监测、驱动机制、生态效应、情景模拟等方面开展的大量开拓性研究[41-45],极大地推动了中国LUCC研究的深化。LUCC研究作为综合自然地理学研究的重要组成和支撑,集中体现于LUCC研究在日臻完善的发展中以土地系统为土地变化问题的核心,聚焦土地系统变化的结构与功能耦合、多尺度特征与尺度推绎过程以及可持续发展目标。具体而言,土地系统通过土地利用和土地覆被分别关联人类社会系统和自然生态系统,体现出系统结构和功能的双重变化。土地系统结构变化主要涉及土地系统单元数量、质量、格局的动态监测与评价,通过土地系统“空间格局”与“时间过程”特征的集成,揭示其“变化过程的格局”及“格局的变化过程”[44];土地系统功能变化主要涉及土地利用/土地覆被变化所产生的生态环境影响,尤其是生态系统服务变化[42,46-48]以及综合生态风险的响应及其防范[49,50]。土地系统动态研究致力于在“压力—状态—响应”范式下还原和解释“人类驱动—LUCC变化—区域响应—环境反馈—决策调整”的过程[51],以及从人类社会影响自然生态而可能导致的土地系统的脆弱性（vulnerability）向弹性（resilience）、可持续性（sustainability）的状态转变[52]。由于土地系统动态过程在不同的时间和空间尺度发生、作用和演变,因而面对高层次的LUCC变化是低层次LUCC变化的累积和综合、宏观尺度特征从本地过程中涌现等规律,特征尺度与尺度推绎被当前土地变化研究高度关注[41,48,53]。
作为全球变化的重要组成部分,LUCC和土地系统动态研究牵涉到多种陆地表层物质循环与生命过程,如生物圈—大气交互作用、生物地球化学循环等。伴随着综合自然地理****全球视野的开放和LUCC尺度效应研究的深入,更宏大尺度的陆地表层系统过程和格局研究或将成为土地系统动态研究的拓展方向。当前,中国综合地理****已经开始关注冰冻圈过程及效应、流域生态水文过程、青藏高原地—气耦合系统变化及其全球气候效应等[54]。随着地理学研究方法与技术的革新,以及对陆地表层地理现象过程和机理认识的逐步深化,多圈层要素耦合的地球系统模式研发将成为可能[2]。
3.3 景观服务研究：从景观格局到景观功能与服务
作为地理学与生态学的交叉学科,与综合自然地理学同根同源的景观生态学在中国的快速发展离不开综合自然地理****的积极参与。从20世纪80年代初开始,林超、黄锡畴、肖笃宁、傅伯杰、陈昌笃、景贵和、李哈滨等率先将景观生态学原理与方法引入国内[55],标志着自然地理综合研究视角从土地向景观的拓展。景观生态学在国内学界的接受和发展过程实则是对土地系统研究的继承和深化,景观生态学的基本理论也为土地类型和土地变化研究提供了新思路（图3）。景观生态学因而带有浓重的综合自然地理学色彩[7],二者既有学科理论和研究视角的不同侧重,又有主题关注的内在交集。从研究对象看,景观生态学的核心——景观与综合自然地理学的焦点——土地都有地域综合体的含义,且景观结构、功能、动态研究与土地利用结构、土地功能、土地利用变化研究具有空间实体的相似性;从学科发展看,景观生态学的产生始于Troll利用航片对东非土地利用的研究,现在仍注重土地利用对物质流和能量流的影响以及结构和过程的相互关系分析[56];从学科视角看,景观生态学同样强调综合自然地理学的要素关联、过程综合、区域集成,而独具特色的景观格局与生态过程耦合则为综合自然地理学提供了新的综合视角。此外,景观生态学的生态整体性与空间异质性理论、等级尺度理论、景观变化与稳定性理论等均在土地利用空间规划中得以应用,亦加深了综合自然地理****对土地可持续利用内涵的理解。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图3综合自然地理学研究视角从土地向景观的演化基础
-->Fig. 3The basis for perspective evolution of integrated physical geography research from land to landscape
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20世纪末,景观生态学侧重基础理论与方法研讨[57-59]。伴随着LUCC研究计划在中国的推进,基于景观格局指数的景观格局演变及其驱动力分析提供了综合自然地理****解析土地利用变化的空间途径[60-62]。2000年以来,景观指数的尺度效应、景观指数相关性及其生态意义、空间格局表征有效性等受到高度关注[63]。围绕着景观格局与生态过程的相互关联,基于“源—汇”景观理论的景观空间负荷对比指数[64]、景观格局与生态过程耦合研究框架[65]等概念的提出,则为景观格局与功能互馈研究提供了可行的定量分析途径。
景观生态学在发展中既有传统领域的坚守又有新兴领域的探索,表现之一即为国内****对景观服务（landscape service）的持续关注。景观服务研究随着生态系统服务研究的深入而拓展,是当前景观生态学与可持续性科学的热点研究领域之一[66,67]。生态系统服务作为桥接自然生态系统与人类福祉的桥梁,核心是自然生态系统,侧重于围绕地形、水文、植被、土壤等自然背景,以及生物与生物、生物与环境相互作用的生物物理过程来讨论服务的产生并评估其人类福祉效用[68]。景观本身就是一个社会—自然耦合系统,因而景观服务更多关注人类活动与自然过程的相互响应,讨论人类通过改变土地利用/土地覆被直接或间接促使景观变化、多功能化所带来的附加生态、社会和经济价值[67]。相比于生态系统服务,景观服务的概念强调了空间格局和景观要素空间配置的重要性,具备地方、利益相关者以及环境互相匹配的相关性和合理性,更容易被人类感知。景观作为不同类型生态系统组成的、具有重复性格局的异质性综合土地单元,是探索人类活动对土地利用/覆被变化影响、探究人类—自然耦合系统演变机理和过程的最佳视角。
作为综合视角下的景观生态学热点研究方向,景观服务研究的内容方法和应用指向与综合自然地理学高度融合,在景观服务分类、评估、制图、模拟研究中均有多方面体现：如景观服务评估研究采用的生态系统服务地理学框架[69]、生态足迹和能值分析方法、InVEST模型、问卷调查和PGIS手段大多来源于综合自然地理学既有研究体系,并在继承中有所发扬;景观服务制图研究通过对特定时空尺度景观服务综合特征的可视化,方便决策者进行土地利用和景观规划决策,满足于综合自然地理学的服务目标;景观服务模拟研究基于LUCC的情景分析,假设不同生态系统管理策略和社会经济发展情景下的土地利用/土地覆被变化预案,讨论如何优化土地利用格局以实现景观服务的持续供给、如何权衡单一景观服务以实现整体效用最大化[70],不仅联动了景观、土地、生态系统等多种研究视角,也促进了自然地理综合研究与可持续性科学的接轨。景观服务分类、评估、制图、模拟集成的一个典型方面,则是景观多功能性和多功能景观的研究[71,72]。在景观服务系列研究中,评估同一空间多个时序的景观服务动态变化,探析服务供给区和服务受益区之间的景观服务流传递特征,理解不同景观服务权衡或协同的内在机理和形成过程,优化多功能景观和景观服务簇成为当前需要重点突破的研究方向。
4 中国综合自然地理学发展：寻求新的综合途径
综合自然地理学是将自然环境整体的综合特征作为研究对象的一门地理学分支学科。中国综合自然地理学在60余年的发展历程中,围绕自然区划与生态区划、LUCC与土地系统、景观格局、功能及服务等主题,重点关注农牧交错带、青藏高原、黄土高原、黑河流域、喀斯特地区等典型自然地域及京津冀、长三角、珠三角等城市群,结合国民经济建设的实践需求,形成了自然地域系统动态区划、土地资源评价与可持续土地利用管理、生态系统服务综合评估与区域集成等理论与方法创新。这些研究成果有效促进了部门自然地理学之间的联系,指引着自然地理学综合发展方向[4]。当前,中外自然地理学研究热点趋向一致,而国内研究的区域特色更加鲜明[2]。伴随着综合视角的变化,综合自然地理学在成长和发展过程中积极寻找新的综合途径,但唯一不变的是服务国家社会需求的宗旨和目标,以及“综合”的理念与理论体系。正如林超先生所言,任何时代的科学思想都是历史的产物,也都是那个时代的产物,相应的科学成果也正反映了当前的科学思潮和当代的社会需要[73]。中国综合自然地理学历久弥新的发展源动力,恰恰在于时代背景的变迁。气候变化和快速城市化背景下人口、土地、资源、环境关系紧张,生态文明建设和可持续发展呼声渐高,地理学工作者不断面临新的挑战、接受新的使命;同时,信息化时代科学技术的进步和国内外广泛的思想交流为发现和解决科学问题提供了可能;以服务国家和社会需求为首要宗旨的中国综合自然地理学因而兼备了传承与更新的必要性和可行性。综合自然地理学发展需要重点关注综合视角和综合途径的更新（图4）,前者着力于研究主题的拓展,后者则体现了研究思路、方法和过程的演化。综合视角的确立激发了为达到研究目标而寻求相应综合途径的探索过程,先进的综合途径和实施手段则有利于挖掘和定位下一阶段更深层次的综合视角,从而形成正反馈。从关注自然区划、土地变化到景观服务,传统的综合自然地理研究向更为广泛的自然地理综合研究发展,综合自然地理学趋向于发展为综合地理学[3,74]。纵观综合自然地理学发展与演化的时代背景,全球环境变化和可持续发展是当今人类社会面临的两大重要问题。围绕着自然地理综合体结构、功能、动态等模块,开展监测、分类、评价、模拟系列工作;新时期的综合自然地理学以人地耦合系统为研究对象,以过程耦合、区域集成为综合方向,以景观可持续性为重点领域,以大数据及高新技术为方法支撑,时刻关注地理要素和地理综合体的空间异质性、时间演变规律及区域集成特征,积极探究地表系统复杂性问题及其形成机制,服务于国家资源、环境和社会经济的可持续发展。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图4综合自然地理学发展视角与途径
-->Fig. 4The perspective and approach for the development of integrated physical geography
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4.1 研究对象：人地耦合系统
早期综合自然地理学的对象集中被表述为地球整体或特定地区自然界各个要素组成的“自然地理系统”的综合特征。然而,随着学科的发展和研究的深入,该界定已经逐步不能适应“人地关系”命题。综合自然地理学面临的问题正在由自然因素引发的环境变化转变为人类因素引发的环境退化,人地关系的解读也相应经历了地理环境决定论、人类决定论、人地协调论等不同阶段与流派;尤其是20世纪90年代以后,可持续发展思想的引入提供了诠释人地关系理论的新视角,人地关系地域系统[75]、人类—自然耦合系 统[76]、社会—生态系统[77]被确立为综合自然地理学的研究对象;人地系统优化机理及方法论探讨不断深化,并形成国土资源开发与承载力评估、全球环境变化及其区域响应、未来地球与可持续性转变等人地耦合系统研究与应用的重点领域。与此同时,伴随着利益决策或调控反馈过程的多样化和不确定性,地理现象的非线性、自组织复杂性特点被放大,人地耦合系统问题复杂、无唯一解（wicked problem）而非可驯、有简单解（tame problem）成为无法回避的客观事实,在认识（awareness）、接受（acceptance）、适应（adaptation）的基础之上开展可实践性研究也日益为地理****达成共识[78]。随着对人地耦合系统的重视和强调,自然地理学开始关注人类活动对于自然地理要素及地理综合体的影响,并吸收人文地理学的若干思想理论和方法途径。在必须同时考虑人地耦合系统演化的自然与人文驱动因素的背景下,综合自然地理学逐渐趋于走向综合地理学,并开展了更为广泛的综合研究[79]。这一发展趋向和学术演进背景有迹可循：从20世纪80年代钱学森先生倡导建立地球表层学,到90年代中期黄秉维先生提出“陆地系统科学”的理论体系[80-82],再到2012年12月“未来地球（Future Earth）”框架文件发布,关注地球表层的自然和社会、自然地理学和人文地理学合作解决资源生态环境问题、以人类社会可持续发展为核心开展自然科学和社会科学合作的呼吁相继被提出[83],对中国综合自然地理学的发展与演化形成启发[84]。关注人地耦合系统、自然地理学和人文地理学互相补充的思路正在国际上被认可和鼓励,如美国国家科学基金会的资助不再单分自然科学和人文科学,其研究计划强调“人与自然耦合系统的集成研究可以揭示新的、复杂的格局和过程,而单独的自然科学或者社会科学的研究不能揭示这种规律”[83]。可以说,自然地理学不考虑人类的活动和人文地理学忽视自然生态基础都将成为各自学科孤立发展的致命弱点,当代地理学的基本特点共同指向统一地理学、全球地理学、有人的地理学[75]。因此,面临中国城镇化时代背景下人地关系的严峻态势,综合自然地理学深入解析人地耦合系统特征,逐渐生态化、城市化、人文化（社会化）,高度关注城市地域的自然地理综合研究,并趋向于综合地理学;同时,将借力于数学、物理学、化学、生物学、经济学、社会学等其他学科的理论方法、分析手段和数据来源,通过跨学科研究解决资源环境和全球变化等更深层次的综合问题,以更好服务于国家和社会需求[85]。
4.2 综合方向：过程耦合和区域集成
综合自然地理学关注要素关联、过程耦合、区域集成的地理综合三要素,目前正从“整编式”的综合走向系统综合与集成。自然要素整编式的综合思路在18世纪末到20世纪中期地理学大分化前后尤为突出,随后“综合自然地理学不是对部门自然地理学的简单叠加”渐成共识[1]。黄秉维基于要素分析并将地表物理、化学、生物过程综合以解决自然地理学问题的观点[82],突破了描述性的、以要素为主体的传统综合研究模式,为当时期中国综合自然地理学研究的深入探得新路[5]。随着系统论的兴起、陆地系统科学的提倡和人地耦合系统理念的繁盛,综合自然地理学工作者愈发认识到地球表层是一个复杂巨系统,需要用“系统”的观点、理论和方法来探究自然要素之间及其与人文要素之间的相互作用规律,综合自然地理学的“要素整编式”综合逐步走向“要素—格局—过程—区域”的系统综合[86,87]。系统综合与集成研究包括历史数据和资料的集成,要素及要素作用的集成,对系统中各种区域变化状态的相互关系的集成、区域集成等。同时,系统综合与集成的分析基础,在于建立时间—空间转换思路、格局与过程耦合思路、区域差异与关联思路[87]。其中,格局与过程耦合是自然地理学综合研究的重要途径,也是地表过程系统研究的重要突破点。格局反映自然地表及人文现象分异,过程显示各种地理现象和生态环境状况的时空演变;格局反衍过程,过程反衍机理,机理揭示规律[88]。而格局与过程的耦合,具体可以通过直接观测和系统分析模拟两种途径实现[86]。
目前,以岩石圈、大气圈、生物圈、水圈交互作用形成的地球关键带（Earth Critical Zone）为切入点,格局与过程耦合的空间维度特征得以拓展：诸多生态过程、生物地球化学过程和水文过程不仅横向覆盖地表不同生态系统类型,还囊括纵向上自植物冠层向下穿越,经土壤层、非饱和包气带、饱和含水层达到下边界的深层地下水[89]。岩石—土壤—植物亚系统的三维特征关联着从微观到宏观的地下、地上格局与过程;与土地利用、城市化等有关的人类活动则作为社会—生态过程的一部分,直接影响关键带的景观格局、生态系统服务与人口承载,进而加剧关键带的垂直变异性,并作用于关键带区域的可持续发展。地球关键带因而成为自然地理过程从水平方向到垂直方向综合,以及人与自然垂直关联的重点方向。
4.3 重点领域：景观可持续性
在全球一体化时代,全球变暖、全球环境变化、经济全球化、地缘政治变化等影响地球地表系统,对各国生态环境、社会经济发展和居民健康产生显著冲击。为保障资源、环境与生态安全,推动跨学科研究集成,促进科学共识对决策共识的应用性支撑,IGBP、IHDP、WCRP、DIVERSITAS、ESSP、Future Earth等一系列国际重大科学计划相继开展,为寻求地球系统可持续途径而努力。在可持续发展的全球呼声中,可持续性科学（Sustainability Science）于21世纪应运而生[90]。景观和区域不但是可持续性科学研究最可操作的空间尺度,同时也是上通全球、下达地方的可持续性科学研究枢纽尺度。景观可持续性指特定景观所具有的、能够长期而稳定地提供景观服务,从而维护和改善本区域人类福祉的综合能力;景观可持续性科学则被定义为“聚焦于景观和区域尺度,通过空间显示的方法来研究景观格局、景观服务和人类福祉之间动态关系的科学”[91]。景观可持续性理论内涵的关键在于理解生物多样性、生态过程、气候变化、土地利用变化以及其他经济社会驱动因素对景观格局的影响,以及内外干扰下景观格局如何长期维持景观服务和人类福祉的关系,从而通过“格局—过程—设计”范式提供将科学理论与景观变化实践相连接的可行途径[66]。因此,景观可持续性研究在可持续性科学的发展中具有重要地位,是当前综合自然地理学发展的新动向和领域延伸,而景观服务可以成为景观可持续性理论和人类福祉提升实践的中枢纽带。景观可持续性研究以景观为载体,以可持续性作为要素关联、过程综合、区域集成的核心概念,尤其强调地理学、生态学、社会学等多学科、跨学科的综合。因此,景观可持续性不仅提供了人类与自然耦合、和谐相处、可持续生态系统服务供给的目标导向,还指出了实现这一目标的空间途径。以自然地理综合研究问题的脆弱性、弹性、惯性、阈值为切入点,通过适应性管理和社会学习来寻求环境保护、经济发展、社会平等多目标协同的景观途径,不失为解决自然地理综合研究所面临的棘手抗解问题（wicked problem）的新思路[78,92]。整体来看,景观可持续性的理论内核涵盖了海绵城市、城市适应气候变化、社会—生态系统恢复力测度、生态风险适应、生态安全格局优化、自然灾害脆弱性防范、生态文明建设等当前自然地理综合研究的热点方向,并与“未来地球”国际研究计划中的十大科学问题、三项研究主题相契合[9]。因此,景观可持续性研究能够有效促进自然地理综合研究与可持续性科学的接轨,为综合自然地理学提供新思路,向着“景观格局—景观服务—人类福祉”耦合联动的方向发展。
4.4 方法支撑：大数据及高新技术
从传统的综合自然地理研究过渡到更广泛的自然地理综合研究,数据、方法和技术进步是综合自然地理学传承与更新的基础支撑。在集成原有优势的前提下,传统的勘察、观测、记录、制图、区划与规划逐步被当代空间统计、对地观测、GIS、模型模拟、决策系统所替代[2]。自然地理过程研究的各种测量技术如全球定位系统、电子扫描显微镜、侵蚀测量、模拟分析等有利于自然地理学研究主题和内容的细化,为地理现象过程与机制的深化认识提供可能[93]。遥感和GIS技术的革新则为测量、分析和可视化地理数据,以及提出和回答新的科学问题提供了创新机会。随着“互联网+”时代的到来,大数据也为地理学研究的深化和从地理学视角解决社会需求问题提供一种新的思路和模式[94,95]。自然地理研究中的大数据源主要包括遥感大数据、地面传感大数据、地理成果累积数据,对地观测和自动感知是其主要生产方式[96]。近年来兴起的自发地理信息（Volunteered Geographic Information, VGI）和公众参与式地理信息系统（Public Participation GIS/Participatory GIS, PPGIS/PGIS）,也弥补了综合自然地理学传统数据源无法有效感知社会经济环境的不足,一定程度上打破了自然地理、地图学与地理信息系统关注“空间”（Space）而人文地理偏重“场所”（Place）的界限,有利于综合自然地理学趋向于综合地理学的发展。在大数据时代背景下,自然地理研究将向数据密集型范式转变,包括美国地质调查局模块式科学框架与“数据—信息—知识”工作流程在内的国际科学战略可为国内****提供参考[97]。通过把研究对象由传统的样本数据重新定义为总体数据,借助海量连续数据的交换、融合、匹配及交叉学科的联合分析,实现科学和技术的新发现,用以解决中国的城市化、气候变化、生态系统健康、环境容量、自然灾害、资源能源可持续性等问题[98]。在这一背景下,地理学研究势必实现新的综合,应用地理学得到发展,研究队伍结构将更加多元化,众包研究或成为新的方式[93,96]。大数据使用过程中应对数据的代表性有充分认识,集成多源数据交互验证,相关机构和部门应促进数据开放共享,规避新地理学（Neogeography）时代源于数字技术使用有效性而产生的数字鸿沟[93]。
The authors have declared that no competing interests exist.
参考文献 原文顺序
文献年度倒序
文中引用次数倒序
被引期刊影响因子
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| [88] | . 当前景观生态学，包括对农业景观生态学的发展已经突破早期对格局—空间结构的描述，达到了对景观生态系统的过程分析阶段。尽管现在关于流或过程的研究大都是经验性的，而正是这些经验性的信息积累无疑会成为未来景观生态学原理形成的基础。进一步的发展应主要依赖概念公理体系的建立和技术的改进。 . 当前景观生态学，包括对农业景观生态学的发展已经突破早期对格局—空间结构的描述，达到了对景观生态系统的过程分析阶段。尽管现在关于流或过程的研究大都是经验性的，而正是这些经验性的信息积累无疑会成为未来景观生态学原理形成的基础。进一步的发展应主要依赖概念公理体系的建立和技术的改进。 |
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| [89] | . MATERIALS SCIENCE ture, and internationally with monitoring networks such as SoilCrET (a newly organizing European network of nine CZOs)(16), and nearly 300 long-term soil-ecosystem experiments (5). Pushing these programs to their full potential requires |
| [90] | . <p>可持续发展是我们时代的主题，也是人类面临的最大挑战.自20世纪70年代，尤其是近20年来，可持续发展的概念日益频繁地出现在学术文章、政府文件以及公益宣传和商业广告之中.然而，为可持续发展提供理论基础和实践指导的科学——可持续性科学——是在21世纪初才开始形成的.该科学在短短的十几年中迅速开拓、不断发展，正在形成其科学概念框架和研究体系.中国是世界大国，是可持续性科学的哲学思想——“天人合一”——的故乡，有必要承担起时代之重任，在追求“中国梦”的同时促进全球可持续发展，并积极参与进而引领可持续性科学的研究和实践.为了帮助实现这一宏伟而远大目标，本文拟对可持续性科学的基本概念、研究论题和发展前景作一概述.可持续性科学是研究人与环境之间动态关系——特别是耦合系统的脆弱性、抗扰性、弹性和稳定性——的整合型科学.它穿越自然科学和人文与社会科学，以环境、经济和社会的相互关系为核心，将基础性研究和应用研究融为一体.可持续发展的核心内容往往因时、因地、 因人而异.因此，可持续性科学必须注重多尺度研究，同时应特别关注 50到100年的时间尺度和景观以及区域的空间尺度. 景观和区域不但是最可操作的空间尺度，同时也是上通全球、下达局地的枢纽尺度.可持续性科学需要聚焦于生态系统服务和人类福祉的相互关系，进而探讨生物多样性和生态系统过程，以及气候变化、土地利用变化和其他社会经济驱动过程对这一关系的影响.我们认为，景观和可持续性是可持续性科学的核心研究内容，也将是可持续性科学在以后几十年的研究热点.</p> |
| [2] | . 地理学是“探索自然规律,昭示人文精华”的一门学科,具有综合性、交叉性特点。20 世纪80 年代以来,地理学在全球环境变化研究计划中扮演了重要角色,地理学的理论、方法和技术已经成为解决人类社会面临的可持续发展问题的基础。起源于全球环境变化研究,并结合了社会科学研究的“未来地球”研究计划,代表了新时期地理学发展的方向。当代地理学研究方法已经从勘察、观测、记录、制图等传统的研究方法向空间统计、对地观测、GIS、室内外模拟、建模、决策系统等现代科学方法转变,逐渐走向综合性、定量化;随着地理学面临的问题更加复杂、更加综合,地理学研究议题变得更为综合和多元,吸引了更为广泛的学科参与,地理学视角在越来越多的领域得到重视,概念和工具所属的学科边界正变得模糊。新时期的地理学正在走向地理科学。中国是研究人类社会的可持续发展问题的一个理想的地理科学试验场所,中国地理科学未来的发展需要以综合的角度加深对人地复杂系统全面而综合的理解,需要加强全球性问题的研究,全面提升中国地理科学国际化水平,普遍提高先进技术解析地理现象的能力,系统实现地理科学的社会服务价值,促进中国从地理学大国走向地理学强国。 . 地理学是“探索自然规律,昭示人文精华”的一门学科,具有综合性、交叉性特点。20 世纪80 年代以来,地理学在全球环境变化研究计划中扮演了重要角色,地理学的理论、方法和技术已经成为解决人类社会面临的可持续发展问题的基础。起源于全球环境变化研究,并结合了社会科学研究的“未来地球”研究计划,代表了新时期地理学发展的方向。当代地理学研究方法已经从勘察、观测、记录、制图等传统的研究方法向空间统计、对地观测、GIS、室内外模拟、建模、决策系统等现代科学方法转变,逐渐走向综合性、定量化;随着地理学面临的问题更加复杂、更加综合,地理学研究议题变得更为综合和多元,吸引了更为广泛的学科参与,地理学视角在越来越多的领域得到重视,概念和工具所属的学科边界正变得模糊。新时期的地理学正在走向地理科学。中国是研究人类社会的可持续发展问题的一个理想的地理科学试验场所,中国地理科学未来的发展需要以综合的角度加深对人地复杂系统全面而综合的理解,需要加强全球性问题的研究,全面提升中国地理科学国际化水平,普遍提高先进技术解析地理现象的能力,系统实现地理科学的社会服务价值,促进中国从地理学大国走向地理学强国。 |
| [90] | . <p>可持续发展是我们时代的主题，也是人类面临的最大挑战.自20世纪70年代，尤其是近20年来，可持续发展的概念日益频繁地出现在学术文章、政府文件以及公益宣传和商业广告之中.然而，为可持续发展提供理论基础和实践指导的科学——可持续性科学——是在21世纪初才开始形成的.该科学在短短的十几年中迅速开拓、不断发展，正在形成其科学概念框架和研究体系.中国是世界大国，是可持续性科学的哲学思想——“天人合一”——的故乡，有必要承担起时代之重任，在追求“中国梦”的同时促进全球可持续发展，并积极参与进而引领可持续性科学的研究和实践.为了帮助实现这一宏伟而远大目标，本文拟对可持续性科学的基本概念、研究论题和发展前景作一概述.可持续性科学是研究人与环境之间动态关系——特别是耦合系统的脆弱性、抗扰性、弹性和稳定性——的整合型科学.它穿越自然科学和人文与社会科学，以环境、经济和社会的相互关系为核心，将基础性研究和应用研究融为一体.可持续发展的核心内容往往因时、因地、 因人而异.因此，可持续性科学必须注重多尺度研究，同时应特别关注 50到100年的时间尺度和景观以及区域的空间尺度. 景观和区域不但是最可操作的空间尺度，同时也是上通全球、下达局地的枢纽尺度.可持续性科学需要聚焦于生态系统服务和人类福祉的相互关系，进而探讨生物多样性和生态系统过程，以及气候变化、土地利用变化和其他社会经济驱动过程对这一关系的影响.我们认为，景观和可持续性是可持续性科学的核心研究内容，也将是可持续性科学在以后几十年的研究热点.</p> |
| [91] | . The future of humanity depends on whether or not we have a vision to guide our transition toward sustainability, on scales ranging from local landscapes to the planet as a whole. Sustainability science is at the core of this vision, and landscapes and regions represent a pivotal scale domain. The main objectives of this paper are: (1) to elucidate key definitions and concepts of sustainability, including the Brundtland definition, the triple bottom line, weak and strong sustainability, resilience, human well-being, and ecosystem services; (2) to examine key definitions and concepts of landscape sustainability, including those derived from general concepts and those developed for specific landscapes; and (3) to propose a framework for developing a science of landscape sustainability. Landscape sustainability is defined as the capacity of a landscape to consistently provide long-term, landscape-specific ecosystem services essential for maintaining and improving human well-being. Fundamentally, well-being is a journey, not a destination. Landscape sustainability science is a place-based, use-inspired science of understanding and improving the dynamic relationship between ecosystem services and human well-being in changing landscapes under uncertainties arising from internal feedbacks and external disturbances. While landscape sustainability science emphasizes place-based research on landscape and regional scales, significant between landscape interactions and hierarchical linkages to both finer and broader scales (or externalities) must not be ignored. To advance landscape sustainability science, spatially explicit methods are essential, especially experimental approaches that take advantage of designed landscapes and multi-scaled simulation models that couple the dynamics of landscape services (ecosystem services provided by multiple landscape elements in combination as emergent properties) and human well-being. |
| [3] | . 地理学素以综合性和区域性为其特色。区域研究是地理学悠久而重要的传统，并已形成区域学派。根据综合地理学或统一地理学的观点，区域研究是体现自然和人文相结合的重要层次和有效途径。探讨区域单元的形成发展、分异组合、划分合并和相互联系，是地理学对过程和类型综合研究的概括和总结。从地理学角度看，可以认为抓住典型区域研究，深化对地域分异规律的认识，是与国际接轨、连接全球的桥梁。可持续发展的概念应当包含地理学的区域性，其研究与实施也有不同的空间尺度。可以相信，在理论深化和方法创新的基础上，区域研究仍将是地理学的核心领域，也有着开展相关专题综合研究工作的广阔前景。 . 地理学素以综合性和区域性为其特色。区域研究是地理学悠久而重要的传统，并已形成区域学派。根据综合地理学或统一地理学的观点，区域研究是体现自然和人文相结合的重要层次和有效途径。探讨区域单元的形成发展、分异组合、划分合并和相互联系，是地理学对过程和类型综合研究的概括和总结。从地理学角度看，可以认为抓住典型区域研究，深化对地域分异规律的认识，是与国际接轨、连接全球的桥梁。可持续发展的概念应当包含地理学的区域性，其研究与实施也有不同的空间尺度。可以相信，在理论深化和方法创新的基础上，区域研究仍将是地理学的核心领域，也有着开展相关专题综合研究工作的广阔前景。 |
| [92] | . "Landscape approaches" seek to provide tools and concepts for allocating and managing land to achieve social, economic, and environmental objectives in areas where agriculture, mining, and other productive land uses compete with environmental and biodiversity goals. Here we synthesize the current consensus on landscape approaches. This is based on published literature and a consensus-building process to define good practice and is validated by a survey of practitioners. We find the landscape approach has been refined in response to increasing societal concerns about environment and development tradeoffs. Notably, there has been a shift from conservation-orientated perspectives toward increasing integration of poverty alleviation goals. We provide 10 summary principles to support implementation of a landscape approach as it is currently interpreted. These principles emphasize adaptive management, stakeholder involvement, and multiple objectives. Various constraints are recognized, with institutional and governance concerns identified as the most severe obstacles to implementation. We discuss how these principles differ from more traditional sectoral and project-based approaches. Although no panacea, we see few alternatives that are likely to address landscape challenges more effectively than an approach circumscribed by the principles outlined here. |
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| [94] | . 地理学主要关注陆地表层自然和人文要素的空间分异规律研究,针对这一复杂系统的不同问题应该选择不同的研究方式。本文在思考以往地理学研究方式的基础上,将地理学研究范式概括为：地理经验科学研究范式、地理实证科学研究范式、地理系统科学研究范式和地理大数据研究范式。对不同地理科学问题应选取不同的范式加以研究,对有些复杂科学问题应采用多种研究范式加以解决。 |
| [5] | . 回顾和评述了50年来具有中国特色的综合自然地理学的研究进展。认为今后在方法论上,需进一步强调以自下而上方法为主,以自上而下方法为辅,把所研究的部分置于整个系统之中;从研究方法和技术手段看,系统分析和综合集成的方法将得到更加广泛的应用;在研究方向方面,综合自然区划的研究正向着综合区划的方向发展。现代自然地理过程的研究将会朝微观深化和宏观综合两个方向发展,关键在于地理系统中界面过程的综合研究和实现物理、化学、生物过程的综合研究。区域自然地理研究仍是综合格局和过程,进行基础研究和应用研究的操作平台。应不断加强与人文地理学的密切结合,实现更高层次的综合研究。 . 回顾和评述了50年来具有中国特色的综合自然地理学的研究进展。认为今后在方法论上,需进一步强调以自下而上方法为主,以自上而下方法为辅,把所研究的部分置于整个系统之中;从研究方法和技术手段看,系统分析和综合集成的方法将得到更加广泛的应用;在研究方向方面,综合自然区划的研究正向着综合区划的方向发展。现代自然地理过程的研究将会朝微观深化和宏观综合两个方向发展,关键在于地理系统中界面过程的综合研究和实现物理、化学、生物过程的综合研究。区域自然地理研究仍是综合格局和过程,进行基础研究和应用研究的操作平台。应不断加强与人文地理学的密切结合,实现更高层次的综合研究。 |
| [94] | . 地理学主要关注陆地表层自然和人文要素的空间分异规律研究,针对这一复杂系统的不同问题应该选择不同的研究方式。本文在思考以往地理学研究方式的基础上,将地理学研究范式概括为：地理经验科学研究范式、地理实证科学研究范式、地理系统科学研究范式和地理大数据研究范式。对不同地理科学问题应选取不同的范式加以研究,对有些复杂科学问题应采用多种研究范式加以解决。 |
| [95] | . 互联网时代的“大数据”热潮迅猛波及到经济社会的各个领域,地理学是大数据研究与应用的天然试验场.聚焦地理学与大数据的碰撞,回顾大数据在地理学研究中的应用探索,重点讨论大数据给地理学研究与发展带来的机遇与挑战.讨论认为:大数据已经对地理学研究产生了一定的影响.其中,人文地理学领域的反应最为热烈,基于大数据的研究案例纷纷呈现;地理信息科学在互联网大数据时代将会更加迅猛发展,自然地理学领域正在寻找和等待爆发点.目前,大数据还不能改变地理学的核心命题与基本范式,在坚持地理学核心思想的同时,应该对地理学领域有关大数据理论的探讨与应用尝试持有一种开放包容的态度. |
| [6] | . 见: 苏泽霖, 陈金永. . In: Su Zelin, Chen Jinyong. |
| [95] | . 互联网时代的“大数据”热潮迅猛波及到经济社会的各个领域,地理学是大数据研究与应用的天然试验场.聚焦地理学与大数据的碰撞,回顾大数据在地理学研究中的应用探索,重点讨论大数据给地理学研究与发展带来的机遇与挑战.讨论认为:大数据已经对地理学研究产生了一定的影响.其中,人文地理学领域的反应最为热烈,基于大数据的研究案例纷纷呈现;地理信息科学在互联网大数据时代将会更加迅猛发展,自然地理学领域正在寻找和等待爆发点.目前,大数据还不能改变地理学的核心命题与基本范式,在坚持地理学核心思想的同时,应该对地理学领域有关大数据理论的探讨与应用尝试持有一种开放包容的态度. |
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| [7] | . 综合自然地理学及相关的景观生态学是自然地理学的重要分支学科。本文综述了近年来综合自然地理学在学术和应用方面取得的重要进展,由3部分组成:(1)学科发展回顾;(2)近今主要进展,包括在基础研究理论与方法技术方面的学科进展和研究成果应用方面的贡献;(3)学科未来展望,包括机遇与挑战分析和重点研究领域。综合自然地理学的未来发展应注意以下方面:进一步促进更高层次的综合与集成,加强多学科间的交叉融合,共同探究地表系统复杂性问题及机制;进一步提高观测技术和模型模拟的水平,以解决空间与时间上更为复杂的生物地理过程和格局问题;进一步拓展应用领域,为国家资源、环境和社会经济的可持续发展提供科技支持。 . 综合自然地理学及相关的景观生态学是自然地理学的重要分支学科。本文综述了近年来综合自然地理学在学术和应用方面取得的重要进展,由3部分组成:(1)学科发展回顾;(2)近今主要进展,包括在基础研究理论与方法技术方面的学科进展和研究成果应用方面的贡献;(3)学科未来展望,包括机遇与挑战分析和重点研究领域。综合自然地理学的未来发展应注意以下方面:进一步促进更高层次的综合与集成,加强多学科间的交叉融合,共同探究地表系统复杂性问题及机制;进一步提高观测技术和模型模拟的水平,以解决空间与时间上更为复杂的生物地理过程和格局问题;进一步拓展应用领域,为国家资源、环境和社会经济的可持续发展提供科技支持。 |
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| [97] | . 2010年,美国地质调查局为适应社会需求,将以往以学科为主线的组织架构调整为以重大问题为主线,新增了核心科学体系的科学使命,并于2012年制定和发布了《美国地质调查局核心科学体系科学战略(2013—2023)》,作为其今后10年核心科学研究的纲领。该战略是美国地质调查局在"大数据时代"的背景下提出的地球科学研究的新思维,将临界带视为其重点研究对象,按生态系统的内在逻辑构建了模块式科学框架,突出数据密集型科学研究新范式与地球科学研究的结合,以期形成为变化世界服务的科学体系,以增强地质调查满足社会需求的能力和解决复杂的经济-社会问题的能力,也代表了地球系统科学未来发展的一个新方向。 |
| [8] | . 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面表现突出，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。 . 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面表现突出，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。 |
| [97] | . 2010年,美国地质调查局为适应社会需求,将以往以学科为主线的组织架构调整为以重大问题为主线,新增了核心科学体系的科学使命,并于2012年制定和发布了《美国地质调查局核心科学体系科学战略(2013—2023)》,作为其今后10年核心科学研究的纲领。该战略是美国地质调查局在"大数据时代"的背景下提出的地球科学研究的新思维,将临界带视为其重点研究对象,按生态系统的内在逻辑构建了模块式科学框架,突出数据密集型科学研究新范式与地球科学研究的结合,以期形成为变化世界服务的科学体系,以增强地质调查满足社会需求的能力和解决复杂的经济-社会问题的能力,也代表了地球系统科学未来发展的一个新方向。 |
| [98] | . <p>与传统的数据相比，大数据的感知、获取、处理和表示都面临着巨大的挑战。森林生态系统作为陆地生态系统的主体，其所产生的服务功能在全球生态系统中发挥着极为重要的作用。森林生态系统服务功能评估在经历了小数据和表象大数据的评估阶段后，已经进入了大数据评估阶段。基于森林生态站长期监测数据开展的森林生态系统服务功能评估，能够在大数据中获取所需要的详细信息，开展多尺度镶嵌评估工作。同时，还可以避免小数据样本选择所带来的随机性误差，使得评估结果更趋于可靠，进而为森林资源的保护与可持续发展提供数据支撑。</p> |
| [9] | . 自然地理学的研究前沿是在学科发展和社会需求的共同驱动下形成的。对资源环境问题的全球性关注和我国可持续发展面临的重大问题对自然地理学提出了一系列需求。国际地圈生物圈计划、全球环境变化人文因素计划、世界气候研究计划、生物多样性计划以及地球系统科学联盟中的许多领域包含着自然地理学的研究前沿,我国国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金委员会地球科学部优先发展领域、科技支撑计划等也提出了一系列自然地理学的研究前沿。若干自然地理学的新方法和技术已被应用于数据采集、模型模拟、实验室分析、自然地理过程研究、环境变化研究、全球自然地理学研究。本文概括了所有这些前沿领域和论题。 . 自然地理学的研究前沿是在学科发展和社会需求的共同驱动下形成的。对资源环境问题的全球性关注和我国可持续发展面临的重大问题对自然地理学提出了一系列需求。国际地圈生物圈计划、全球环境变化人文因素计划、世界气候研究计划、生物多样性计划以及地球系统科学联盟中的许多领域包含着自然地理学的研究前沿,我国国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金委员会地球科学部优先发展领域、科技支撑计划等也提出了一系列自然地理学的研究前沿。若干自然地理学的新方法和技术已被应用于数据采集、模型模拟、实验室分析、自然地理过程研究、环境变化研究、全球自然地理学研究。本文概括了所有这些前沿领域和论题。 |
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| [13] | . <p><正> 緒言 为着充分利用我国各地复杂的、优越的气候、土壤、水、植被、动物等自然条件和資源,合理地規划某一地区的农、林、牧、副、漁业的发展方向,以及安排多种經营的布局,因地制宜是根本的指导原則。因此就有必要进行各地区的自然条件和社会經济条件的研究,科学地分析这些条件的有利和不利方面;这样,自然区划就成为农业区划工作中不可缺少的基础之一。</p> . <p><正> 緒言 为着充分利用我国各地复杂的、优越的气候、土壤、水、植被、动物等自然条件和資源,合理地規划某一地区的农、林、牧、副、漁业的发展方向,以及安排多种經营的布局,因地制宜是根本的指导原則。因此就有必要进行各地区的自然条件和社会經济条件的研究,科学地分析这些条件的有利和不利方面;这样,自然区划就成为农业区划工作中不可缺少的基础之一。</p> |
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| [19] | . 生态区划是生态系统和自然资源合理管理及持续利用的基础 ,它可为生态环境建设和环境管理政策的制订提供科学依据。在综合分析我国生态环境特点的基础上 ,探讨了生态区划的原则和依据 ,建立了各级生态区单元划分的指标体系和命名系统 ,最后对我国生态环境进行了区域划分。将我国划分为 3个生态大区、1 3个生态地区和 57个生态区。 . 生态区划是生态系统和自然资源合理管理及持续利用的基础 ,它可为生态环境建设和环境管理政策的制订提供科学依据。在综合分析我国生态环境特点的基础上 ,探讨了生态区划的原则和依据 ,建立了各级生态区单元划分的指标体系和命名系统 ,最后对我国生态环境进行了区域划分。将我国划分为 3个生态大区、1 3个生态地区和 57个生态区。 |
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| [25] | . Despite the well-documented effects of global climate change on terrestrial species’ ranges, eco-geographical regions as the regional scale of ecosystems have been poorly studied especially in China with diverse climate and ecosystems. Here we analyse the shift of temperature zones in eco-geographical study over China using projected future climate scenario. Projected climate data with high resolution during 1961–2080 were simulated using regional climate model of PRECIS. The number of days with mean daily temperature above 10°C and the mean temperature of January are usually regarded as the principal criteria to indicate temperature zones, which are sensitive to climate change. Shifts due to future climate change were calculated by comparing the latitude of grid cells for the future borderline of one temperature zone with that for baseline period (1961–1990). Results indicated that the ranges of Tropical, Subtropical, Warm Temperate and Plateau Temperate Zones would be enlarged and the ranges of Cold Temperate, Temperate and Plateau Sub-cold Zones would be reduced. Cold Temperate Zone would probably disappear at late this century. North borderlines of temperature zones would shift northward under projected future climate change, especially in East China. Farthest shifts of the north boundaries of Plateau Temperate, Subtropical and Warm Temperate Zones would be 3.1°, 5.3° and 6.6° latitude respectively. Moreover, northward shift would be more notably in northern China as future temperature increased. |
| [26] | . 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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| [28] | . 土地类型是综合自然地理学的基本研究对象,反映的是中小尺度地段 分异规律和综合整体的环境特征.对土地类型研究的学术意义、功能和对未来学科发展方向进行界定,对促进土地类型学的发展和应用功能的发挥有重要作用.文章 总结了土地类型研究的学术意义与功能,认为土地类型研究是自下而上论证综合自然区划、确立区域土地结构、进行生态研究和生态建设设计、进行农林牧合理用地 布局和用地结构调整、灾害成因和防灾减灾研究的基础性学科;在分析国内外研究现状与问题的基础上,指出当前该学科存在的关键学术问题是土地类型划分的基本 分级体系不确定,各级土地类型划分指标体系未建立,遥感与多元数据计算机制图与分类指标体系未实现技术连接;从学科发展方向着眼,当前应通过遥感、地理信 息系统与野外考察相结合,通过典型区解剖方法,确立土地类型基本分级体系,建立各级类型划分指标,以及遥感与多元数据计算机制图与分类指标体系的技术连 接,并对未来需要研究的课题作了展望. . 土地类型是综合自然地理学的基本研究对象,反映的是中小尺度地段 分异规律和综合整体的环境特征.对土地类型研究的学术意义、功能和对未来学科发展方向进行界定,对促进土地类型学的发展和应用功能的发挥有重要作用.文章 总结了土地类型研究的学术意义与功能,认为土地类型研究是自下而上论证综合自然区划、确立区域土地结构、进行生态研究和生态建设设计、进行农林牧合理用地 布局和用地结构调整、灾害成因和防灾减灾研究的基础性学科;在分析国内外研究现状与问题的基础上,指出当前该学科存在的关键学术问题是土地类型划分的基本 分级体系不确定,各级土地类型划分指标体系未建立,遥感与多元数据计算机制图与分类指标体系未实现技术连接;从学科发展方向着眼,当前应通过遥感、地理信 息系统与野外考察相结合,通过典型区解剖方法,确立土地类型基本分级体系,建立各级类型划分指标,以及遥感与多元数据计算机制图与分类指标体系的技术连 接,并对未来需要研究的课题作了展望. |
| [29] | . 本文概述综合自然地理近１０年来的新进展，主要包括：土地类型与土地科学，综合自然区划与区域自然地理，理论研究与应用等方面。 . 本文概述综合自然地理近１０年来的新进展，主要包括：土地类型与土地科学，综合自然区划与区域自然地理，理论研究与应用等方面。 |
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| [36] | . 土地资源能否生产足够的食物供养未来人口的问题益发受到关注,作为回答这一问题的土地资源承载能力研究也就应运而生。中国科学院自然资源综合考察委员会受全国农业区划委员会委托主持了“中国土地资源生产能力及人口承载量”项目。该项目的研究内容分解为5个基本层次,确定2000年和2025年为研究的时间尺度,并探讨了无具体时间尺度的理想承载力。该项研究以中国1∶100万土地资源图划分的9个土地潜力区为基础,以资源—资源生态—资源经济科学原理为指导,以综合、协调、持续性原则为特色,力图从PRED(资源、环境、人口、发展)的相互关系出发,回答我国土地资源在不同时期可以供养多少人口,提高土地资源承载能力的可能性与途径等问题。 . 土地资源能否生产足够的食物供养未来人口的问题益发受到关注,作为回答这一问题的土地资源承载能力研究也就应运而生。中国科学院自然资源综合考察委员会受全国农业区划委员会委托主持了“中国土地资源生产能力及人口承载量”项目。该项目的研究内容分解为5个基本层次,确定2000年和2025年为研究的时间尺度,并探讨了无具体时间尺度的理想承载力。该项研究以中国1∶100万土地资源图划分的9个土地潜力区为基础,以资源—资源生态—资源经济科学原理为指导,以综合、协调、持续性原则为特色,力图从PRED(资源、环境、人口、发展)的相互关系出发,回答我国土地资源在不同时期可以供养多少人口,提高土地资源承载能力的可能性与途径等问题。 |
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| [39] | . 本文分析了土地利用系统和土地可持续利用的特点,阐述了土地利用的持续性是土地利用适宜性在时间上的扩展,从生态、经济和社会３方面建立了土地可持续利用评价的指标体系。在不同的空间尺度上,土地可持续利用评价的主导因素也不同,从田块—农场—流域或景观—区域或国家—全球,土地利用可持续利用的主要约束因素分别是农业技术—微观经济—生态因子—宏观经济和社会因子—宏观生态因子,依据这一特点,提出了区域土地可持续利用的评价过程。 . 本文分析了土地利用系统和土地可持续利用的特点,阐述了土地利用的持续性是土地利用适宜性在时间上的扩展,从生态、经济和社会３方面建立了土地可持续利用评价的指标体系。在不同的空间尺度上,土地可持续利用评价的主导因素也不同,从田块—农场—流域或景观—区域或国家—全球,土地利用可持续利用的主要约束因素分别是农业技术—微观经济—生态因子—宏观经济和社会因子—宏观生态因子,依据这一特点,提出了区域土地可持续利用的评价过程。 |
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| [42] | . 选择黄土丘陵沟壑区的羊圈沟流域，应用地理信息系统和野外采样技术，从小流域，坡面和单一土地利用类型三个尺度层次研究土地利用变化对流域土壤侵蚀，土壤养分和土壤水分的影响。结果发现：１９９６年比１９８４年该流域坡耕地减少４３％，林地增加了４２％，草地增加了５％，土壤侵蚀量减少了２４％。 . 选择黄土丘陵沟壑区的羊圈沟流域，应用地理信息系统和野外采样技术，从小流域，坡面和单一土地利用类型三个尺度层次研究土地利用变化对流域土壤侵蚀，土壤养分和土壤水分的影响。结果发现：１９９６年比１９８４年该流域坡耕地减少４３％，林地增加了４２％，草地增加了５％，土壤侵蚀量减少了２４％。 |
| [43] | . 利用 1 980、 1 988、 1 994年的遥感影像 ,通过应用最大似然法和概率松弛法对深圳市土地利用进行了测量。在此基础上 ,运用分类结果比较法求得研究区土地利用变化的转移矩阵 ,据此分析了深圳市 1 5年来土地利用变化的空间过程。结果表明 :深圳市土地利用变化主要表现为原有农田、果园用地显著减少 ,城镇用地沿海岸和主要公路干线迅速增加。这一土地利用变化的驱动力主要是深圳经济特区的开放政策、城镇人口迅速增长、外资大量涌入和以房地产为主的第三产业的快速发展 . 利用 1 980、 1 988、 1 994年的遥感影像 ,通过应用最大似然法和概率松弛法对深圳市土地利用进行了测量。在此基础上 ,运用分类结果比较法求得研究区土地利用变化的转移矩阵 ,据此分析了深圳市 1 5年来土地利用变化的空间过程。结果表明 :深圳市土地利用变化主要表现为原有农田、果园用地显著减少 ,城镇用地沿海岸和主要公路干线迅速增加。这一土地利用变化的驱动力主要是深圳经济特区的开放政策、城镇人口迅速增长、外资大量涌入和以房地产为主的第三产业的快速发展 |
| [44] | . 正 过去150年来,土地覆被变化所引起的向大气层排放的二氧化碳量,与工业发展过程中化石燃料使用的结果相当。因此,土地利用/土地覆被变化是全球气候变化的重要动因。另一方面,全球气候变化又影响土地利用从而改变土地覆被。例如,全球变暖将导致某些地区土地利用方式、耕作制 . 正 过去150年来,土地覆被变化所引起的向大气层排放的二氧化碳量,与工业发展过程中化石燃料使用的结果相当。因此,土地利用/土地覆被变化是全球气候变化的重要动因。另一方面,全球气候变化又影响土地利用从而改变土地覆被。例如,全球变暖将导致某些地区土地利用方式、耕作制 |
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| [46] | . 生态系统服务作为生态学与地理学的研究前沿和热点，受到众多****与研究组织的关注。土地利用变化通过对生态系统格局与过程的影响，改变着生态系统产品与服务的提供能力。本文对土地利用变化与生态系统服务相关研究背景和概念进行了介绍，总结了生态系统服务评估方法的特点，对目前研究中存在的问题进行了分析，展望了未来的研究趋势。加强土地利用变化驱动下生态系统过程与服务的相互关系、生态系统服务之间的相互关系以及生态系统服务的区域集成与优化是生态系统服务研究的前沿科学问题，这些科学问题的解决将为生态系统管理提供重要的理论和方法支持。 . 生态系统服务作为生态学与地理学的研究前沿和热点，受到众多****与研究组织的关注。土地利用变化通过对生态系统格局与过程的影响，改变着生态系统产品与服务的提供能力。本文对土地利用变化与生态系统服务相关研究背景和概念进行了介绍，总结了生态系统服务评估方法的特点，对目前研究中存在的问题进行了分析，展望了未来的研究趋势。加强土地利用变化驱动下生态系统过程与服务的相互关系、生态系统服务之间的相互关系以及生态系统服务的区域集成与优化是生态系统服务研究的前沿科学问题，这些科学问题的解决将为生态系统管理提供重要的理论和方法支持。 |
| [47] | . Severe soil and water loss has lead to widespread land degradation in China's loess plateau. During the past decades, a great deal of effort was made on vegetation restoration to reduce soil and water loss in the loess plateau. However, due to water shortage the efficiency of vegetation restoration was not as satisfactory as expected. As part of a vegetation restoration project, we conducted research aiming to understand the relationship between vegetation pattern and soil water dynamics. The goal was to find vegetation types appropriate for the loess plateau with scarce water resources. In 1986, fifteen plots of land were planted with five vegetation types: pine woodland, shrubland, sloping cropland, alfalfa and semi-natural grassland. Soil water content, runoff, soil erosion were measured for each plot. Environmental variables, such as rainfall, evaporation and temperature, were recorded simultaneously by an automated meteorological station. The relationship between land cover pattern and soil water dynamic was evaluated by using statistical models. We found that: (1) soil water loss occurred during the growing season, and it reached the maximum in the second half of July; (2) soil water was not fully replenished from rainfall during the rainy season; (3) pine woodland induced the largest water loss to surface runoff, followed by sloping cropland, alfalfa, semi-natural grassland and shrubland; the poor capability of pine woodland for water conservation may be attributed to soil compaction and poor ground coverage under the tree; (4) in most cases, soil water of the five vegetation types was low except for shrubland and semi-natural grassland where it was moderate-high during a few periods. These conditions inhibit sustainable vegetation growth in the semi-arid loess hilly area of the loess plateau, China. |
| [48] | . Despite growing concerns for the variation of urban thermal environments and driving factors, relatively little attention has been paid to issues of spatial non-stationarity and scale-dependence, which are intrinsic properties of the urban ecosystem. In this paper, using Shenzhen City in China as a case study, a geographically weighted regression (GWR) model is used to explore the scale-dependent and spatial non-stationary relationships between urban land surface temperature ( LST) and environmental determinants. These determinants include the distance between city and highway, patch richness density of forestland, wetland, built-up land and unused land and topographic factors such as elevation and slope aspect. For reference, the ordinary least squares (OLS) model, a global regression technique, was also employed, using the same response variable and explanatory variables as in the GWR model. The results indicate that the GWR model not only provides a better fit than the traditional OLS model, but also provides local detailed information about the spatial variation of LST, which is affected by geographical and ecological factors. With the GWR model, the strength of the regression relationships increased significantly, with a mean of 59% of the changes in the LST values explained by the predictors, compared with only 43% using the OLS model. By computing a stationarity index, one finds that different predictors have different variational trends which tend towards the stationary state with the coarsening of the spatial scale. This implies that underlying natural processes affecting the land surface temperature and its spatial pattern may operate at different spatial scales. In conclusion, the GWR model is an alternative approach to addressing spatial non-stationary and scale-dependent problems in geography and ecology. |
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| [50] | . 面向全球城市化进程的快速推进与生物圈环境变化的不断增强，生态风险评价能够明晰制约区域生态持续性的主要生态要素与过程，成为当前自然地理学与宏观生态学应对社会—生态系统综合管理的热点研究领域之一。景观生态学高度关注空间异质性及景观格局—过程互馈，景观生态风险评价则为这一领域提供了新的研究视角。本文明确界定了景观生态风险评价的概念内涵，系统梳理了景观生态风险评价与生态风险评价、区域生态风险评价的异同；从评价对象的类型选择、评价单元的景观意义表征、评价方法的范式统一、评价模型的指数化途径和评价指标权重设定等方面，探讨了国内外景观生态风险评价的近今进展；同时，研究还展望了景观生态风险评价的重点发展方向，即基于景观过程的生态内涵明晰、尺度推绎在风险评价中的应用、评价结果的不确定性分析、耦合非线性生态模型的风险阈值判定、生态系统服务及其价值的整合、源汇景观过程识别与模型综合集成。 . 面向全球城市化进程的快速推进与生物圈环境变化的不断增强，生态风险评价能够明晰制约区域生态持续性的主要生态要素与过程，成为当前自然地理学与宏观生态学应对社会—生态系统综合管理的热点研究领域之一。景观生态学高度关注空间异质性及景观格局—过程互馈，景观生态风险评价则为这一领域提供了新的研究视角。本文明确界定了景观生态风险评价的概念内涵，系统梳理了景观生态风险评价与生态风险评价、区域生态风险评价的异同；从评价对象的类型选择、评价单元的景观意义表征、评价方法的范式统一、评价模型的指数化途径和评价指标权重设定等方面，探讨了国内外景观生态风险评价的近今进展；同时，研究还展望了景观生态风险评价的重点发展方向，即基于景观过程的生态内涵明晰、尺度推绎在风险评价中的应用、评价结果的不确定性分析、耦合非线性生态模型的风险阈值判定、生态系统服务及其价值的整合、源汇景观过程识别与模型综合集成。 |
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| [52] | . How to assort with the relationship between mountain development and ecological protection is a key issue during the process of mountainous urban construction. Ecological carrying capacity (ECC), as the key to measuring regional sustainable development in terms of society, economy and ecology, provides an approach to assess urban development potential in mountain areas. Taking Dali Bai Autonomous Prefecture in Yunnan Province, China as a study area, this study has explored the conceptual framework for ECC in view of coupled human and natural systems (CHANS), and has constructed an index system using aspects of ecosystem vigor (EV), resources and environmental carrying capacity (RECC), and social development ability (SDA). The results at the county level showed that: (1) Dali City had the highest EV and SDA, with a relatively good ecological background, stable geological environment, and more concentrated population and flourishing urbanization. Yunlong County occupied the best RECC for its relatively abundant stock of water and land resources. Due to well-balanced ecosystem stability maintenance, resource utilization, and human development, Yunlong County possessed the highest ECC all over the prefecture; (2) the study area can be grouped into five categories considering trade-offs between mountain development and ecological protection. That is, priority areas for conservation, priority areas for development, areas suitable for short-term conservation but long-term development, areas suitable for short-term development but long-term conversation, and areas reserved for future appropriate development. This research could help to identify the approach to sustainable mountain development from the perspective of CHANS, and to make effective contribution to urban development decision-making in mountainous areas. |
| [53] | . 大量研究证实,地理学研究对象格局与过程及其时空特征均是尺度依存的,随着研究工作的不断深入,尺度问题越来越展示出其重要性.针对地理学各个分支学科都不同程度存在诸如概念模糊、转换模式不统一、转换效果评价缺乏客观标准等与尺度相关问题,本文对一些有关尺度转换的议题进行了探讨.在评述了尺度及其转换研究的地理学意义后,着重阐述了地理学尺度研究理论框架的内容和对象,提出了地理科学中需要解决的10个关键尺度问题,并给出了初步的解决方案. . 大量研究证实,地理学研究对象格局与过程及其时空特征均是尺度依存的,随着研究工作的不断深入,尺度问题越来越展示出其重要性.针对地理学各个分支学科都不同程度存在诸如概念模糊、转换模式不统一、转换效果评价缺乏客观标准等与尺度相关问题,本文对一些有关尺度转换的议题进行了探讨.在评述了尺度及其转换研究的地理学意义后,着重阐述了地理学尺度研究理论框架的内容和对象,提出了地理科学中需要解决的10个关键尺度问题,并给出了初步的解决方案. |
| [54] | . 2012年是“十二五”时期承上启下的重要一年，全面实施科学基金“十二五”规划，应对挑战，科学筹划，不断完善体制机制，大力培育原始创新，稳定培养创新人才，充分发挥基础研究培育弘扬创新文化、支撑引领经济社会发展的重要作用。2012年国家自然科学基金委员会重点抓了以下工作：①统筹研究资助部署，大力培育原始创新；②遵循人才成长规律，丰富和发展人才资助体系；③合理配置科研资源，积极推进创新仪器研制；④坚持以我为主，开创国际（地区）合作新局面；⑤强化信息技术支撑，提升评审系统水平；⑥弘扬科学精神，推动科研诚信建设；⑦加强管理队伍建设，提高服务保障能力。 . 2012年是“十二五”时期承上启下的重要一年，全面实施科学基金“十二五”规划，应对挑战，科学筹划，不断完善体制机制，大力培育原始创新，稳定培养创新人才，充分发挥基础研究培育弘扬创新文化、支撑引领经济社会发展的重要作用。2012年国家自然科学基金委员会重点抓了以下工作：①统筹研究资助部署，大力培育原始创新；②遵循人才成长规律，丰富和发展人才资助体系；③合理配置科研资源，积极推进创新仪器研制；④坚持以我为主，开创国际（地区）合作新局面；⑤强化信息技术支撑，提升评审系统水平；⑥弘扬科学精神，推动科研诚信建设；⑦加强管理队伍建设，提高服务保障能力。 |
| [55] | . 景观生态学从其诞生到现在，已经历了70余年。中国景观生态学的发展从其引入，到发展、壮大、逐渐成熟，也经历了30余年。在这个发展过程中，中国景观生态学在跟踪国际前沿研究基础上，结合中国实际情况开展了大量研究，在许多研究领域取得了重要进展。简述了国际景观生态学会成立与发展过程，通过系统综述中国景观生态学文献，重点分析了中国景观生态学的发展历程；根据中国景观生态学研究特点，将中国景观生态学发展划分为五个阶段：摸索与酝酿阶段（20世纪80年代以前）、吸收与消化阶段（1980-1988年）、实践与迅速发展阶段（1989-2000）、发展与思索阶段（2001-2010）、思考与创新阶段（2011-?）。在此基础上，重点从土地利用格局与生态过程及尺度效应、城市生态用地与景观安全格局构建、景观生态规划与自然保护区网络优化、森林景观动态模拟与生态系统管理、绿洲景观演变与生态水文过程、景观破碎化与遗传多样性保护、多水塘系统与湿地景观格局设计、稻-鸭/鱼农田景观与生态系统健康、梯田文化景观与多功能维持、源汇景观格局分析与水土流失危险评价等方面系统分析了中国景观生态学研究的特点。最后从学科发展与理论研究、重点研究地区和应用实践三个方面分析了中国景观生态学未来发展的重点方向。 . 景观生态学从其诞生到现在，已经历了70余年。中国景观生态学的发展从其引入，到发展、壮大、逐渐成熟，也经历了30余年。在这个发展过程中，中国景观生态学在跟踪国际前沿研究基础上，结合中国实际情况开展了大量研究，在许多研究领域取得了重要进展。简述了国际景观生态学会成立与发展过程，通过系统综述中国景观生态学文献，重点分析了中国景观生态学的发展历程；根据中国景观生态学研究特点，将中国景观生态学发展划分为五个阶段：摸索与酝酿阶段（20世纪80年代以前）、吸收与消化阶段（1980-1988年）、实践与迅速发展阶段（1989-2000）、发展与思索阶段（2001-2010）、思考与创新阶段（2011-?）。在此基础上，重点从土地利用格局与生态过程及尺度效应、城市生态用地与景观安全格局构建、景观生态规划与自然保护区网络优化、森林景观动态模拟与生态系统管理、绿洲景观演变与生态水文过程、景观破碎化与遗传多样性保护、多水塘系统与湿地景观格局设计、稻-鸭/鱼农田景观与生态系统健康、梯田文化景观与多功能维持、源汇景观格局分析与水土流失危险评价等方面系统分析了中国景观生态学研究的特点。最后从学科发展与理论研究、重点研究地区和应用实践三个方面分析了中国景观生态学未来发展的重点方向。 |
| [56] | . 土地可持续利用一直是国内外土地科学及相关学科研究的热门话题 ,而新兴的景观生态学其理论核心涉及土地可持续利用的研究内容。基于景观生态学理论的土地可持续利用研究思考 ,是土地可持续利用研究思路的一次有益拓展。在分析景观、景观生态学与土地的关系的基础上 ,探讨了景观生态学的景观结构与功能理论、生态整体性与空间异质性理论、等级尺度理论、景观变化与稳定性理论等基本理论对土地可持续利用内涵的诠释。 . 土地可持续利用一直是国内外土地科学及相关学科研究的热门话题 ,而新兴的景观生态学其理论核心涉及土地可持续利用的研究内容。基于景观生态学理论的土地可持续利用研究思考 ,是土地可持续利用研究思路的一次有益拓展。在分析景观、景观生态学与土地的关系的基础上 ,探讨了景观生态学的景观结构与功能理论、生态整体性与空间异质性理论、等级尺度理论、景观变化与稳定性理论等基本理论对土地可持续利用内涵的诠释。 |
| [57] | . 景观多样性是生物多样性研究的主要内容之一。景观多样性是指景观结构、功能和动态的多样性和复杂性。本文讨论了景观多样性的概念、测度和空间制图。提出了景观多样性包括类型多样性、格局多样性和斑块多样性。景观多样性可用多样性指数、优势度、相对丰富度、修改的分维数等指数来测定。一个多样性指数Ｄ＿ｉ＝（ｉ－１）／（ｍ－１）×１００％被给出用于景观多样性制图，黄土高原泉家沟流域被选为研究区域。在地理信息系统的支持下，通过时栅格化的土地利用类型图进行分析操作产生出了研究区域的景观多样性图。对景观多样性进行空间制图有助于分析景观生态过程，研究结果可直接用于景观和土地利用规划、野生动植物保护及立地分析。 . 景观多样性是生物多样性研究的主要内容之一。景观多样性是指景观结构、功能和动态的多样性和复杂性。本文讨论了景观多样性的概念、测度和空间制图。提出了景观多样性包括类型多样性、格局多样性和斑块多样性。景观多样性可用多样性指数、优势度、相对丰富度、修改的分维数等指数来测定。一个多样性指数Ｄ＿ｉ＝（ｉ－１）／（ｍ－１）×１００％被给出用于景观多样性制图，黄土高原泉家沟流域被选为研究区域。在地理信息系统的支持下，通过时栅格化的土地利用类型图进行分析操作产生出了研究区域的景观多样性图。对景观多样性进行空间制图有助于分析景观生态过程，研究结果可直接用于景观和土地利用规划、野生动植物保护及立地分析。 |
| [58] | . 重点讨论了景观生态分类的基本原理,认为景观生态分类宜采用结构性与功能性双系列体系,提出景观生态系统的基本功能类型,即生物生产、环境服务及文化支持3种.试图对正在发展的景观生态学尤其是景观生态分类的理论和应用产生一些积极影响. . 重点讨论了景观生态分类的基本原理,认为景观生态分类宜采用结构性与功能性双系列体系,提出景观生态系统的基本功能类型,即生物生产、环境服务及文化支持3种.试图对正在发展的景观生态学尤其是景观生态分类的理论和应用产生一些积极影响. |
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| [60] | . 景观格局变化的主要原因在于外界的干扰作用, 其显著变化具有3种典型类型。本文对景观格局的研究, 采用了几种计测指标:(1)各类嵌块体的数目和面积大小;(2)嵌块体的转移矩阵;(3)嵌块体的优势度指数;(4)景观的多样性指数。研究结果表明, 沈阳西部景观在经历了30年的变化后, 变得更加破碎, 出现了较多的块状和岛状嵌块体。景观基质发生了改变, 城市化现象较为明显, 土地利用的经济效益也有所提高。但由于人口的剧增, 人均土地面积在不断减少, 荒地开发殆尽, 这预示着土地承载能力的饱和与危机的开端。 . 景观格局变化的主要原因在于外界的干扰作用, 其显著变化具有3种典型类型。本文对景观格局的研究, 采用了几种计测指标:(1)各类嵌块体的数目和面积大小;(2)嵌块体的转移矩阵;(3)嵌块体的优势度指数;(4)景观的多样性指数。研究结果表明, 沈阳西部景观在经历了30年的变化后, 变得更加破碎, 出现了较多的块状和岛状嵌块体。景观基质发生了改变, 城市化现象较为明显, 土地利用的经济效益也有所提高。但由于人口的剧增, 人均土地面积在不断减少, 荒地开发殆尽, 这预示着土地承载能力的饱和与危机的开端。 |
| [61] | . 利用空间自相关分析方法 ,以深圳市龙华地区为例 ,对快速城市化景观的空间结构特征及其成因进行了研究。参与分析的景观结构变量均表现出较好的结构性 ,表明该地区景观是在一种既可以覆盖全区 ,又具有良好连续性的驱动机制作用下形成的。进一步详细分析结果表明 ,工作区内的地形条件差异是景观空间分布格局成因的背景性因素 ,而快速城市化过程中人类活动的强烈改造作用 ,是导致 1988年和 1996年景观结构特征发生显著差异的根本性影响因素。进入九十年代以来 ,工作区内的景观已经逐渐转变成为一种人为活动占优势的景观类型。 . 利用空间自相关分析方法 ,以深圳市龙华地区为例 ,对快速城市化景观的空间结构特征及其成因进行了研究。参与分析的景观结构变量均表现出较好的结构性 ,表明该地区景观是在一种既可以覆盖全区 ,又具有良好连续性的驱动机制作用下形成的。进一步详细分析结果表明 ,工作区内的地形条件差异是景观空间分布格局成因的背景性因素 ,而快速城市化过程中人类活动的强烈改造作用 ,是导致 1988年和 1996年景观结构特征发生显著差异的根本性影响因素。进入九十年代以来 ,工作区内的景观已经逐渐转变成为一种人为活动占优势的景观类型。 |
| [62] | . 探讨了在人为控制不同因子变量的条件下各景观格局指标对由中性随机模型产生的不同景观格局系列的反应 ,以评价一些常用指标的实用性和局限性。研究结果表明 ,大部分指标所指示的格局特征往往是不全面的 ,即它们只对格局系列中个别因子的变化敏感 ,而对另一些因子的变化反应迟钝。比较值得推荐的指标有 :总斑块数目 ,平均斑块大小 ,总边界密度 ,分维数 ,蔓延度 ,聚集度。但即使是这些指标 ,也各有其局限性 ,且存在冗余。由此提醒读者在运用景观格局指标时应在了解其实际意义的基础上 ,结合生态学过程慎重选择和解释 ,避免陷于数字游戏。 . 探讨了在人为控制不同因子变量的条件下各景观格局指标对由中性随机模型产生的不同景观格局系列的反应 ,以评价一些常用指标的实用性和局限性。研究结果表明 ,大部分指标所指示的格局特征往往是不全面的 ,即它们只对格局系列中个别因子的变化敏感 ,而对另一些因子的变化反应迟钝。比较值得推荐的指标有 :总斑块数目 ,平均斑块大小 ,总边界密度 ,分维数 ,蔓延度 ,聚集度。但即使是这些指标 ,也各有其局限性 ,且存在冗余。由此提醒读者在运用景观格局指标时应在了解其实际意义的基础上 ,结合生态学过程慎重选择和解释 ,避免陷于数字游戏。 |
| [63] | . The effectiveness of landscape metrics in quantifying spatial patterns is fundamental to metrics assessment. Setting 36 simulated landscapes as sample space and focusing on 23 widely used landscape metrics, their effectiveness in quantifying the complexity of such spatial pattern components as number of patch types, area ratio of patch types and patch aggregation level, were analyzed with the application of the multivariate linear regression analysis method. The results showed that all the metrics were effective in quantifying a certain component of spatial patterns, and proved that what the metrics quantified were not a single component but the complexity of several components of spatial patterns. The study also showed a distinct inconsistency between the performances of landscape metrics in simulated landscapes and the real urban landscape of Shenzhen, China. It was suggested that the inconsistency resulted from the difference of the correlation among spatial pattern components between simulated and real landscapes. After considering the very difference, the changes of all 23 landscape metrics against changing of number of patch types in simulated landscapes were consistent with those in the real landscape. The phenomenon was deduced as the sign effect of spatial pattern components on landscape metrics, which was of great significance to the proper use of landscape metrics. |
| [64] | . 正确理解景观格局与生态过程的关系是进一步深化景观生态学研究的关键 ,但是由于景观格局和生态过程涉及到不同的研究尺度 ,并且随着尺度的变化而变化 ,加上面状生态过程监测数据无法直接获得 ,导致很难定量描述景观格局与生态过程之间的关系。本文以非点源污染作为研究的典型生态过程 ,通过分析不同景观类型及其空间分布格局在非点源污染形成过程中的地位和作用 ,借用洛伦兹曲线的理论 ,从距离、相对高度和坡度三个方面建立了不受尺度限制的景观格局评价模型——景观空间负荷对比指数。该指数可以较好地将具有面状特性的景观格局与点状监测数据有机地结合在一起 ,使定量研究流域景观格局与生态过程的关系成为可能。该评价模型的特点有以下几个 :1不受空间尺度的限制 ,具有跨尺度的功能 ;2适宜于环境背景 (降雨和土壤等 )相似的地区 ;3景观空间负荷对比指数具有相对比较意义 ,其值越大 ,表示该类景观空间格局对流域出口监测点的贡献越大 ,反之越小 ;4景观空间负荷对比指数不能用来预测流域出口监测点非点源污染或水土流失的值 ,但是可以通过比较计算不同流域景观空间负荷对比指数 ,来判断流域发生养分 (水土 )流失的危险性。 . 正确理解景观格局与生态过程的关系是进一步深化景观生态学研究的关键 ,但是由于景观格局和生态过程涉及到不同的研究尺度 ,并且随着尺度的变化而变化 ,加上面状生态过程监测数据无法直接获得 ,导致很难定量描述景观格局与生态过程之间的关系。本文以非点源污染作为研究的典型生态过程 ,通过分析不同景观类型及其空间分布格局在非点源污染形成过程中的地位和作用 ,借用洛伦兹曲线的理论 ,从距离、相对高度和坡度三个方面建立了不受尺度限制的景观格局评价模型——景观空间负荷对比指数。该指数可以较好地将具有面状特性的景观格局与点状监测数据有机地结合在一起 ,使定量研究流域景观格局与生态过程的关系成为可能。该评价模型的特点有以下几个 :1不受空间尺度的限制 ,具有跨尺度的功能 ;2适宜于环境背景 (降雨和土壤等 )相似的地区 ;3景观空间负荷对比指数具有相对比较意义 ,其值越大 ,表示该类景观空间格局对流域出口监测点的贡献越大 ,反之越小 ;4景观空间负荷对比指数不能用来预测流域出口监测点非点源污染或水土流失的值 ,但是可以通过比较计算不同流域景观空间负荷对比指数 ,来判断流域发生养分 (水土 )流失的危险性。 |
| [65] | . <p>景观生态学自诞生以来在理论和实践方面已经取得了众多进展, 然而在景观格局与生态 过程关系方面还有很多问题值得深入研究。本文阐述了景观格局和生态过程的有关概念和方法, 揭示了其中存在的一些问题和开展耦合研究的必要性, 进而总结了耦合研究的一般方法, 并在此 基础上提出了耦合研究的理论框架, 即以一定区域为依托和一定目标为导向进行土地单元或生 态系统类型划分, 通过土地评价和模型集成将小尺度观测研究和大尺度空间动态模拟相结合, 在 实现区域目标的基础上, 构建具有良好适应性的耦合模型系统。</p> . <p>景观生态学自诞生以来在理论和实践方面已经取得了众多进展, 然而在景观格局与生态 过程关系方面还有很多问题值得深入研究。本文阐述了景观格局和生态过程的有关概念和方法, 揭示了其中存在的一些问题和开展耦合研究的必要性, 进而总结了耦合研究的一般方法, 并在此 基础上提出了耦合研究的理论框架, 即以一定区域为依托和一定目标为导向进行土地单元或生 态系统类型划分, 通过土地评价和模型集成将小尺度观测研究和大尺度空间动态模拟相结合, 在 实现区域目标的基础上, 构建具有良好适应性的耦合模型系统。</p> |
| [66] | . 人类活动已经剧烈地改变了自然环境，全球气候变化、生物多样性丧失、环境污染等种种迹象表明当今世界正处在一个不可持续的运行轨迹上，实现可持续发展成为21世纪人类面临的巨大挑战。景观是理解与塑造人类社会和环境关系最具操作性的尺度，也是提供景观服务，实现人类福祉最重要的场所。景观可持续性研究对于人类具有重要意义。景观可持续性是指特定景观所具有的、能够长期而稳定地提供景观服务、维护和改善本区域人类福祉的综合能力。景观可持续性具有跨学科、多维度特征，强调景观弹性和可再生能力；景观服务是景观可持续性研究中的重要概念，它是连接自然资本与人类福祉的关键桥梁，也是将景观可持续性与景观生态学紧密联系在一起的纽带。格局-过程-设计新范式的产生是景观可持续性研究的新发展。在景观可持续性快速发展的同时，聚焦于景观和区域尺度的景观可持续性科学应运而生。景观可持续性科学以景观格局、景观服务、人类福祉三者之间的动态关系为主要研究内容，充分融合了景观生态学空间显示方法、可持续性指标体系和GIS&RS等方法技术，其理论框架和研究方法体系正在逐步形成和完善之中。景观可持续性科学是可持续性科学的重要组成部分，虽然处于刚刚起步阶段，它必将成为未来十多年可持续性科学的研究热点。 . 人类活动已经剧烈地改变了自然环境，全球气候变化、生物多样性丧失、环境污染等种种迹象表明当今世界正处在一个不可持续的运行轨迹上，实现可持续发展成为21世纪人类面临的巨大挑战。景观是理解与塑造人类社会和环境关系最具操作性的尺度，也是提供景观服务，实现人类福祉最重要的场所。景观可持续性研究对于人类具有重要意义。景观可持续性是指特定景观所具有的、能够长期而稳定地提供景观服务、维护和改善本区域人类福祉的综合能力。景观可持续性具有跨学科、多维度特征，强调景观弹性和可再生能力；景观服务是景观可持续性研究中的重要概念，它是连接自然资本与人类福祉的关键桥梁，也是将景观可持续性与景观生态学紧密联系在一起的纽带。格局-过程-设计新范式的产生是景观可持续性研究的新发展。在景观可持续性快速发展的同时，聚焦于景观和区域尺度的景观可持续性科学应运而生。景观可持续性科学以景观格局、景观服务、人类福祉三者之间的动态关系为主要研究内容，充分融合了景观生态学空间显示方法、可持续性指标体系和GIS&RS等方法技术，其理论框架和研究方法体系正在逐步形成和完善之中。景观可持续性科学是可持续性科学的重要组成部分，虽然处于刚刚起步阶段，它必将成为未来十多年可持续性科学的研究热点。 |
| [67] | . Landscape ecology is in a position to become the scientific basis for sustainable landscape development. When spatial planning policy is decentralised, local actors need to collaborate to decide on the changes that have to be made in the landscape to better accommodate their perceptions of value. This paper addresses two prerequisites that landscape ecological science has to meet for it to be effective in producing appropriate knowledge for such bottom-up landscape-development processes—it must include a valuation component, and it must be suitable for use in collaborative decision-making on a local scale. We argue that landscape ecological research needs to focus more on these issues and propose the concept of landscape services as a unifying common ground where scientists from various disciplines are encouraged to cooperate in producing a common knowledge base that can be integrated into multifunctional, actor-led landscape development. We elaborate this concept into a knowledge framework, the structure–function–value chain, and expand the current pattern–process paradigm in landscape ecology with value in this way. Subsequently, we analyse how the framework could be applied and facilitate interdisciplinary research that is applicable in transdisciplinary landscape-development processes. |
| [68] | . In response to ecosystem degradation from rapid economic development, China began investing heavily in protecting and restoring natural capital starting in 2000. We report on China's first national ecosystem assessment (2000-2010), designed to quantify and help manage change in ecosystem services, including food production, carbon sequestration, soil retention, sandstorm prevention, water retention, flood mitigation, and provision of habitat for biodiversity. Overall, ecosystem services improved from 2000 to 2010, apart from habitat provision. China's national conservation policies contributed significantly to the increases in those ecosystem services. |
| [69] | . 生态系统服务研究现已成为国内外的研究热点。回顾生态系统服务研究的历程可以发现,研究范式正在从自然科学研究范式向自然科学与社会科学综合研究范式转向。生态系统服务研究更加重视时空异质性、更加关注流动性与区域效应,更加强调生态系统服务对人类福祉的作用。在生态系统结构、过程与功能─服务─人类收益与福祉级联框架中,地理学的主要分支都可以找到自身的研究议题。在此过程中,逐渐建构起来的生态系统服务地理学,不仅可以为生态系统服务研究提供学科支撑,同时可以丰富和拓展地理学的研究内容。本文在评述生态系统服务研究历程和发展趋势的基础上,分析了地理学参与生态系统服务研究的逻辑必然性以及面临的机遇与挑战。为了推进生态系统服务研究的"地理化"转向,我们提议发展生态系统服务地理学,并初步描绘了生态系统服务地理学的学科框架,包括定义、研究范畴、研究内容及主要研究议题等。 . 生态系统服务研究现已成为国内外的研究热点。回顾生态系统服务研究的历程可以发现,研究范式正在从自然科学研究范式向自然科学与社会科学综合研究范式转向。生态系统服务研究更加重视时空异质性、更加关注流动性与区域效应,更加强调生态系统服务对人类福祉的作用。在生态系统结构、过程与功能─服务─人类收益与福祉级联框架中,地理学的主要分支都可以找到自身的研究议题。在此过程中,逐渐建构起来的生态系统服务地理学,不仅可以为生态系统服务研究提供学科支撑,同时可以丰富和拓展地理学的研究内容。本文在评述生态系统服务研究历程和发展趋势的基础上,分析了地理学参与生态系统服务研究的逻辑必然性以及面临的机遇与挑战。为了推进生态系统服务研究的"地理化"转向,我们提议发展生态系统服务地理学,并初步描绘了生态系统服务地理学的学科框架,包括定义、研究范畴、研究内容及主要研究议题等。 |
| [70] | . <p>从景观尺度上探讨生态系统服务功能的研究越来越引起国内外****的重视.相比生态系统尺度,景观尺度是探索人类活动对土地利用/覆被变化影响、探究可持续景观演变机理和过程的最佳尺度.基于对当前国际学界对景观服务研究进展的系统梳理与分析,本文探讨了景观服务的内涵与分类,并对景观服务价值评估、制图与模拟等研究方法进行归纳与分析,并对景观服务的未来研究趋势进行展望.景观服务研究的未来方向应进一步明确景观服务的内涵及其分类体系,不断完善和发展景观服务评估、制图与模型模拟方法,重点开展景观格局过程-服务-尺度长期综合研究,继续加强景观生态学及景观经济学等理论与方法在景观服务研究领域中的应用.</p> |
| [98] | <p>与传统的数据相比，大数据的感知、获取、处理和表示都面临着巨大的挑战。森林生态系统作为陆地生态系统的主体，其所产生的服务功能在全球生态系统中发挥着极为重要的作用。森林生态系统服务功能评估在经历了小数据和表象大数据的评估阶段后，已经进入了大数据评估阶段。基于森林生态站长期监测数据开展的森林生态系统服务功能评估，能够在大数据中获取所需要的详细信息，开展多尺度镶嵌评估工作。同时，还可以避免小数据样本选择所带来的随机性误差，使得评估结果更趋于可靠，进而为森林资源的保护与可持续发展提供数据支撑。</p> |
| [70] | . <p>从景观尺度上探讨生态系统服务功能的研究越来越引起国内外****的重视.相比生态系统尺度,景观尺度是探索人类活动对土地利用/覆被变化影响、探究可持续景观演变机理和过程的最佳尺度.基于对当前国际学界对景观服务研究进展的系统梳理与分析,本文探讨了景观服务的内涵与分类,并对景观服务价值评估、制图与模拟等研究方法进行归纳与分析,并对景观服务的未来研究趋势进行展望.景观服务研究的未来方向应进一步明确景观服务的内涵及其分类体系,不断完善和发展景观服务评估、制图与模型模拟方法,重点开展景观格局过程-服务-尺度长期综合研究,继续加强景观生态学及景观经济学等理论与方法在景观服务研究领域中的应用.</p> |
| [71] | . <p>作为沟通自然景观与人类社会的重要桥梁,景观功能一直以来都是景观生态学的重要研究内容;多功能景观通过对自然景观功能赋予人类价值评判,与土地利用决策紧密相关,已成为当前景观功能研究的重要发展方向、多学科景观综合研究的重点领域和景观生态学新的学科生长点。在系统梳理多功能景观概念内涵的基础上,对比分析了其与景观多功能性、生态系统服务及多功能农业的概念异同;并从景观多功能性评价、多功能景观空间识别、多功能景观规划与管理等3个方面,重点探讨了近年来国内外多功能景观研究的进展及其主要不足;最后,展望了当前国内外多功能景观研究的重点发展方向,即多功能景观权衡机理解析、多功能景观区域类型识别、多功能景观尺度与划区效应评估、多功能景观动态预测及情景模拟。</p> . <p>作为沟通自然景观与人类社会的重要桥梁,景观功能一直以来都是景观生态学的重要研究内容;多功能景观通过对自然景观功能赋予人类价值评判,与土地利用决策紧密相关,已成为当前景观功能研究的重要发展方向、多学科景观综合研究的重点领域和景观生态学新的学科生长点。在系统梳理多功能景观概念内涵的基础上,对比分析了其与景观多功能性、生态系统服务及多功能农业的概念异同;并从景观多功能性评价、多功能景观空间识别、多功能景观规划与管理等3个方面,重点探讨了近年来国内外多功能景观研究的进展及其主要不足;最后,展望了当前国内外多功能景观研究的重点发展方向,即多功能景观权衡机理解析、多功能景观区域类型识别、多功能景观尺度与划区效应评估、多功能景观动态预测及情景模拟。</p> |
| [72] | . The identification of the relationships between different landscape services is important in social-ecological complex systems, especially in areas with intensive human activities. In this paper, Beijing and its peripheral regions are taken as a case study to calculate and map the intensities of five classic landscape services including material production, carbon storage, soil retention, habitat conservation, and population support based on grid maps. Overlap and correlation analyses were used to identify multiple service hotspots and the relationships between landscape services. The results show that (1) landscape services have spatial heterogeneity: high-intensity area of material production and population support is on the southeast plains of this region and high-intensity area of soil retention and habitat conservation is on the northwest; (2) approximately 96.03% of the region can provide at least one type of landscape services, whereas approximately three-quarters of the area provide multiple services, with the multiple service hotspots surrounding Beijing and Tianjin; (3) correlations exist between all pairs of landscape services, but strong correlations (correlation coefficient >0.5 or <-0.5) exist between four pairs, which are soil retention and habitat conservation (0.672), soil retention and population support (-0.613), habitat conservation and population support (-0.540), and material production and population support (0.529); (4) the services can be divided into two trade-off service bundles: the "natural" bundle, which contains carbon storage, soil retention, and habitat conservation, and the "artificial" bundle, which contains material production and population support. Only 4.19% of the area in this region contains these service bundles simultaneously. Finally, an improved understanding of the relationships between services was illustrated, and the importance of such services was highlighted for decision-makers and stakeholders. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved. |
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| [75] | . 本文强调地理学面临的问题正在由自然因素引发的环境变化到人类因素引发的环境变化,分析了我国"人地关系"变化的严峻态势.指出地理学对"人地关系地域系统"研究可为实施可持续发展战略提供理论基础.阐述了"人地关系地域系统"研究在我国地理学理论发展中的地位,并对如何研究"人地关系地域系统"进行了探讨. . 本文强调地理学面临的问题正在由自然因素引发的环境变化到人类因素引发的环境变化,分析了我国"人地关系"变化的严峻态势.指出地理学对"人地关系地域系统"研究可为实施可持续发展战略提供理论基础.阐述了"人地关系地域系统"研究在我国地理学理论发展中的地位,并对如何研究"人地关系地域系统"进行了探讨. |
| [76] | . Integrated studies of coupled human and natural systems reveal new and complex patterns and processes not evident when studied by social or natural scientists separately. Synthesis of six case studies from around the world shows that couplings between human and natural systems vary across space, time, and organizational units. They also exhibit nonlinear dynamics with thresholds, reciprocal feedback loops, time lags, resilience, heterogeneity, and surprises. Furthermore, past couplings have legacy effects on present conditions and future possibilities. |
| [77] | . 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. |
| [78] | . Grassland is one of the most widespread vegetation types worldwide and plays a significant role in global carbon cycling. Understanding the sensitivity of grassland to climate change and the effect of climate changes on the grassland ecosystems is a key issue in global carbon cycling. One of the goals of this study was to evaluate the three net primary productivity (NPP)climate models, i.e. the Miami model, the Schuur model and the classification indices-based model. Results indicated that the classification indices-based model was the most effective model at estimating large-scale grassland NPP. In this research, changes in the spatial pattern of global potential grassland from recent past (19502000) to future (20012050) A2a scenario were analysed with the integrated orderly classification system of grassland (IOCSG) approach in a Geographic Information System (GIS) environment. NPP was evaluated with the classification indices-based model. Results indicate that under recent past climatic conditions, the main parts of global grassland are the savanna and tundra and alpine grassland and will be converted into the savanna, steppe and semi-desert grassland in A2a scenario. As a whole, areas of grassland will increase by 31.76 million hectares. The classification indices-based model estimated a 12.40% increase of total NPP in grassland from recent past to A2a scenario. It will impose a new issue for future grassland researches to support sustainable development and to provide action relevant knowledge to meet the challenge of climate change. |
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| [80] | . 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（主要陆地表层）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。 . 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（主要陆地表层）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。 |
| [81] | . 见: 钱学森. 等. . In: Qian Xuesen, et al. |
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| [83] | . 在简述"未来地球"的重要内容和宗旨基础上,分析了这个文件产生的大背景,指出这份框架文件最为不寻常的地方是强调了自然科学和社会科学之间的合作。文章认为钱学森和黄秉维先生20年前的一系列教导具有惊人的前瞻性和重要意义。根据中国环境变化的严峻态势和近年来地理学的发展状况,着重论述了实现地理学研究转型和发展中国地理科学学科体系的机遇、方向和任务。 . 在简述"未来地球"的重要内容和宗旨基础上,分析了这个文件产生的大背景,指出这份框架文件最为不寻常的地方是强调了自然科学和社会科学之间的合作。文章认为钱学森和黄秉维先生20年前的一系列教导具有惊人的前瞻性和重要意义。根据中国环境变化的严峻态势和近年来地理学的发展状况,着重论述了实现地理学研究转型和发展中国地理科学学科体系的机遇、方向和任务。 |
| [84] | . Modern physical geography in China grew from Chinese traditional geography and has been profoundly influenced by the geographical disciplines of Euro-America and Russia. Since the 1950s, integrated studies of physical geography in China have made remarkable progress in the fields of comprehensive physical geographical regionalization, land studies, landscape ecology, and land surface geographical processes. During the past few decades, under the background of global change and rapid socio-economic transformation, a series of environmental and resources problems have boomed in China. To solve these problems and promote the development of integrated studies of physical geography, the following issues were proposed as research priorities: (1) coupling of land surface patterns and processes; (2) integrated research on regional responses and adaptation to global change; (3) analysis of human dimensions of the earth system; (4) ecosystem service research from a geographical perspective; (5) integration of multi-source data and model development; (6) integrated studies on unique geographical units; and (7) important global issues and relevant international programs. |
| [85] | . <p>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：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，结合实践拓宽应用研究领域，实验与研究手段的现代化，理论思维模式的转变。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、地球信息科学和数字地球战略等前沿领域开拓创新，为促进地球系统科学的发展、协调人地关系等做出积极的贡献。</p> . <p>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：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，结合实践拓宽应用研究领域，实验与研究手段的现代化，理论思维模式的转变。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、地球信息科学和数字地球战略等前沿领域开拓创新，为促进地球系统科学的发展、协调人地关系等做出积极的贡献。</p> |
| [86] | . 地理学是一门以综合性和区域性见长的学科.地理学的综合性通过要素多样化来体现,区域性则表现为区域分异或区域差异.地理学综合研究是对地球表层各要素的相互作用以及人地关系的研究,帮助我们认识地球表层系统的过去、现状和未来的趋势,把握其变化的脉搏.格局是认识世界的表观,过程是理解事物变化的机理,基于长期的野外观测和综合调查以及模型模拟,对不同时空尺度下的地理格局与过程进行耦合研究,是从机理上理解与解决地理学综合研究的有效途径与方法.文章结合在黄土高原地区的相关研究案例,探讨了将格局与过程耦合研究的地理学综合研究的途径与方法. . 地理学是一门以综合性和区域性见长的学科.地理学的综合性通过要素多样化来体现,区域性则表现为区域分异或区域差异.地理学综合研究是对地球表层各要素的相互作用以及人地关系的研究,帮助我们认识地球表层系统的过去、现状和未来的趋势,把握其变化的脉搏.格局是认识世界的表观,过程是理解事物变化的机理,基于长期的野外观测和综合调查以及模型模拟,对不同时空尺度下的地理格局与过程进行耦合研究,是从机理上理解与解决地理学综合研究的有效途径与方法.文章结合在黄土高原地区的相关研究案例,探讨了将格局与过程耦合研究的地理学综合研究的途径与方法. |
