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地理环境的综合研究

时间:2022-11-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:地理学的研究对象是地理环境,即只研究地球表层这一部分人类环境。所谓地球表层,实际上是指海陆表面上下具有一定厚度范围,而不包括地球高空和内部的地球表层。自然环境由地球表层中无机和有机的、静态和动态的自然界各种物质和能量组成,具有地理结构特征并受自然规律控制。“地球表层”对全球气候变化、区域水土资源利用、环境污染等关系可持续发展的重大生态问题研究具有重要作用。

3 区域发展的地理学基础

3.1 地理环境

生态学与地理学都是区域可持续发展研究的重要领域或方向。地理学是研究人类活动与地理环境相互关系,即人地关系地域系统的科学,是自然科学社会科学、技术科学交叉、汇合的产物,在当今的大科学体系中,起着桥梁、纽带、贯通的作用。地理学是一门综合性很强的学科,包括自然地理和人文地理两大分支,以及地理信息技术。地理学的基础理论与研究方法可以为区域发展生态学研究提供借鉴。

3.1.1 地理环境组成

地球表面是人类赖以生存的环境。这个环境的范围是随着科学技术和社会生产发展水平而不断扩大的。在古代,海洋并未包括在人类环境范围内,随着航海事业的发展,海洋才成为人类活动的环境。现在,由于航天事业的发展,人类环境已超出地球表层,进入了高空和宇宙空间,从而出现了“空间环境”的概念。所以,地理环境和人类环境是两个不尽相同的概念。

地理学的研究对象是地理环境,即只研究地球表层这一部分人类环境。所谓地球表层,实际上是指海陆表面上下具有一定厚度范围,而不包括地球高空和内部的地球表层。这个表层内存在着人类社会及各种地理要素,具有独特的地理结构和形式。

地理环境可分为自然环境、经济环境和社会文化环境三类。自然环境由地球表层中无机和有机的、静态和动态的自然界各种物质和能量组成,具有地理结构特征并受自然规律控制。自然环境根据其受人类活动干扰的程度不同,又可分为两部分:一是天然环境或原生自然环境,即那些只受人类间接或轻微影响,原有自然面貌未发生明显变化的自然地理环境,如极地、高山、大荒漠、大沼泽、热带雨林、某些自然保护区、人类活动较少的海域等。二是人为环境或次生自然环境,即那些经受人类直接影响和长期作用之后,自然面貌发生重大变化地区,如农村、工矿、城镇等地区。放牧草场和采育林地,虽然仍保留草原和森林外貌,但其原有条件和状态已发生较大变化,也应属于人为环境之列。人为环境的成因及其形式的多样性,取决于人类干扰的方式和程度,而其本身的演变和作用过程仍然受制于自然规律。因此,无论是人为环境还是天然环境都属于自然地理环境。

经济环境是指自然条件和自然资源经人类利用改造后形成的生产力地域综合体,包括工业、农业、交通、城镇居民点等各种生产力实体的地域配置条件和结构状态。生产力实体具有二重性,从自然属性来评价,这种地域特征属于人为环境,从技术经济角度考察,这种地域则属于经济环境或经济地理环境。

社会文化环境,包括人口、社会、国家、民族、民俗、语言、文化等地域分布特征和组成结构,还涉及各种人群对周围事物的心理感应和相应的社会行为。社会文化环境是人类社会本身所构成的一种地理环境。

上述三种地理环境各以某种特定实体为中心,由具有一定地域关系的各种事物的条件和状态构成。三种地理环境在地域上和结构上相互重叠、相互联系,从而构成统一整体的地理环境。

3.1.2 地球表层系统

1)物质成分

“地球表层”概念最早是由德国和俄国地理学家提出来的,指的是与人类有直接关系的那部分地球环境。虽然他们当初仅把岩石圈的外壳称为地球表层,后来才把它的范围扩大到包括地面的上、下层,但他们曾认为地球表层是地理学研究的核心。

“地球表层”对全球气候变化、区域水土资源利用、环境污染等关系可持续发展的重大生态问题研究具有重要作用。地球表层或称自然地理环境,是自然地理的研究对象,在文献中又称为“地理圈”、“地理壳”、“景观壳”,近几十年,具有相近概念的“自然地理综合体”、“地理系统”、“地理耗散结构”也有广泛的应用。

系统论认为,现实世界是由规模大小、复杂程度互异,等级高度不同,彼此交错重叠,并且互相转化的系统组成的一个有序网络系统。可以把研究的地域按其结构、组成或功能分为一系列层次,每一个层次就是一个等级系统。此级别系统是由比它低一级的子系统组成,而其本身又是更高级的一部分。因此,系统和子系统的关系是整体与部分之间的关系,而且整体的功能大于部分的总和。这是由于各子系统之间存在着相互作用所形成的网络关系,这个网络结构完成一定的整体功能,其协同作用的强弱是影响集体效应程度的重要因素。在系统程序中,有些层次间关系较密切,有些层次间则可能出现质变。根据其层序组合的质变可以把各级层次分为不同的组织水平。我国科学家钱学森院士(1986)明确指出,地球表层是一个非常复杂的开放系统。因此,具有整体特征、功能和发展规律。

自然地理环境组成的物质体系通常被分成三个层次:一是化学元素组成,二是圈层物质组成,三是环境要素组成。

自然环境的化学元素组成是最基本的层次。大气的物质组成容积百分比氮占78.09%、氧占20.95%、氩占0.93%、二氧化碳占0.03%。世界大洋水体的化学组成:氢和氧共占96.5%,其他常量和微量元素共占3.5%。岩石圈中氧的重量百分比为46.6%,硅为27.6%,铝、铁、钙、钠、钾、镁六种元素共占24%,其余所有元素不足2%。生物体的化学组成则以碳、氢、氧元素占优势。

地球表层是一个具有独特物质结构状态和一定厚度的圈层,这是由于地球构造的分层性所决定的。整个地球是由一系列具有不同物理化学性质的物质圈所构成。地球外部覆盖有大气圈,其中高层大气内分三个层:逸散层800~3 000km、热离子层80~800km、中间层52~80km,臭氧层20~30km,平流层10~52km、对流层0~10km(极地上空8km,赤道上空16~18km)。大气圈之下是由海洋和陆地水构成的水圈以及疏松的土壤圈,其中海洋水层(若全铺地球表面平均水层)厚度约2.8km。地球固体部分的外壳称为地壳,其平均厚度17km,质量2.6×1022kg。地壳以下又分地幔和地核,地幔平均厚度2 900km,质量4.0×1024kg,平均密度4.48g/cm3;地核平均厚度3 470km,平均密度10.7g/cm3。此外,地球上还存在着生命物质,生物的总体及其分布范围统称为生物圈。这些圈层的组合分布具有两种特点:一是高层和地球内部的圈层呈独立的环状分布;二是地球表面附近各圈层相互渗透。地球表层正是由大气圈和岩石圈的一部分以及水圈、生物圈和土壤圈组成,并使它具有一系列不同于地球其他部分的结构特征。这里的岩石、气候、水体、生物、土壤等组成成分之间存在着密切的相互联系和相互作用,通过水循环、大气循环、生物循环、地质循环等进行着复杂的能量转化和物质交换。在这过程中还伴随着信息传输,从而形成一个完整、有序的地球表层系统。该系统还从地球内部和外层空间输入一定的能量和物质,用以维持其各组分和各区域间的有序结构,并保持其平衡状态。

三个无机圈层和一个有机圈层作为整体的动态变化和相互作用,使地理环境形成多种成因、多种形态的地貌,复杂的气候、水文特征,丰富多彩的生物群落和类型众多的土壤。而地貌、气候、水文、植物、动物、土壤等自然成为地理环境的组成要素。这些要素不同于某个单独的物质体系,而是若干物质体系在能量推动下相互作用的产物,例如地貌由内外两类动力推动大气圈—水圈—岩石圈相互作用形成,土壤由无机圈层与有机圈层相互作用生成,水文系水圈物质在其他圈层影响下的动态变化现象等。

2)能量基础

地理环境主要的和稳定的能量供给来自太阳辐射。自地球形成之时起,太阳辐射能在地理环境的发展中始终占据主导地位,而且随着地球内部核转变能的衰减,辐射能的主导地位愈来愈牢固。地球向阳半球每秒接受太阳辐射相当于燃烧104t煤产生的热量,每年的辐射能则在1024J数量级,在现代地理环境的能量收入中占99.98%。太阳辐射能不仅数量极大,而且质量很高,是一种单位能量熵仅为1~10的低熵值能,而地面长波辐射的熵值高达100,低熵值进入高熵值输出,由此形成的负熵流保证了地理环境的有序发展。

太阳辐射能在地理环境中的分布因纬度而异,总辐射量自北半球回归高压带向两极递减,即以赤道略偏北为轴线在南北两半球呈对称分布。辐射量等值线基本上沿纬线延伸,同一纬度带总辐射量相对一致。例如回归高压带为3 501.1kJ/(cm2·a),而60°纬线上仅有1 050~1 400kJ/(cm2·a),可见差异之悬殊。陆地反射率(17%)高出大洋反射率10个百分点,且有地形因素等干扰,因而总辐射量等值线、辐射平衡等值线或多或少偏离纬线方向,同纬度辐射平衡值也比大洋低350~520kJ/(cm2·a)。进入地理环境的太阳辐射能,包括直接辐射和散射两部分,合称总辐射。总辐射是绝大多数自然地理过程,如大气环流过程、洋流、地表径流、成土过程、绿色植物生产过程以及外力地貌过程的动力学基础。太阳辐射进入地理环境后,被大气、水、地面和土壤吸收并转化为热能,并最终返回宇宙空间,而地理环境则始终保持能量收支平衡。

太阳辐射到达大气圈后,除反射和散射部分外,其余均被吸收并大部分用于对流层增温,同时转化为大气长波辐射能源,再次被水蒸气、二氧化碳和尘埃吸收。地面长波辐射、水汽凝结热和乱流输送的热能均可进入大气,并与太阳辐射热一起,最终以大气长波辐射输出。水圈面积广阔而反射率低,吸收的太阳辐射量大大超过陆地,辐射平衡相当于陆地的3.67倍。辐射能影响的深度、热量交换强度超过岩石圈,参与交换的热量约占辐射收入的20%。因而水面温度高、变化速度缓慢且变幅较小。陆地表面暖季和白昼接受辐射较多,热流自地表指向地下;冷季和夜晚接受辐射少,热量自下而上传递。年变化深度在热带5~10m,中纬区15~20m,高纬区20~30m,昼夜变化深度则仅有0.7~1.0m。陆地表面吸收的热量主要消耗于地面长波辐射、蒸发及冰雪冻土消融,但参与交换的热量只占接受辐射量的1%。植物截留太阳辐射用于自身增温、水分蒸腾和通过光合作用制造有机物质,并将大约1%的热能固定在有机体内。

3.1.3 地理环境的综合研究

20世纪70年代以来,地理环境的综合研究在地理学下属各分支和专门学科之间发展较快,特别是自然地理和人文地理内部或它们之间的综合倾向日益增强,地理学进一步专业分化和更高层次地综合同步进行。80年代美国国家地圈生物圈计划委员会关于全球变化研究的报告认为,应当更加重视地理环境不同部分之间的相互作用,并建议要阐明制约生存环境的、相互作用的物理过程、化学过程和生物过程、它们的变化及人类活动对它们的影响。自然地理综合研究范围比较广泛,一个人要掌握几门自然科学基础很不容易,但如分别研究物理过程、化学过程或生物过程,困难则较少,且能跨越原有分支,汲取相关知识,是发展综合研究的重要步骤。在人类对自然环境影响日益强烈的今天,自然地理研究原则上不应该是纯自然主义的,它也研究人对自然环境的作用及其反馈,人文地理也离不开自然地理和生态学的基础,随着人口增长和人类技能的发展,人文地理过程越来越重要,例如,伴随工业化而出现的城镇化是当前发展中国家较普遍的地理过程,城镇化研究的深入表现在已由结构分析转为各类城镇空间相互作用以及区域经济发展与城镇体系演化的动态分析。在对行为、政策等因素分析和深入微观机制研究的基础上,开展对人类活动与自然界相互作用的区域系统结构优化和调控的对策研究也已成为当今地理学跨学科综合研究的热点之一。

地理环境综合研究的基本特点:

(1)地理环境各组成要素间的相互联系具有某种自由度。这个原则提醒我们,地理环境各要素间不存在硬性的限定,一些要素的严格规定性不应成为另一些要素变化的障碍。通常情况下,正是要素间相互联系的自由度保证了整体地理环境的长期存在,又不致限制某些组成要素的韵律异常现象。我们或许可以作一个比喻,自然要素间的联系并不像几个机械零件被螺丝“紧固”在一起那样死板和僵硬。

(2)地理环境中各种过程或现象之间总是存在着程度不同的因果关系。某些过程或现象间因果关系密切且显而易见,另一些过程或现象间因果关系可能是间接和不十分密切的。例如,当我们被问到亚马孙平原与撒哈拉沙漠有什么联系或阿拉斯加海域渔产丰富与亚洲中部荒漠有何关联之类的问题时,最初的反应可能是两者似乎无关,而实际情况却是东北信风每年从撒哈拉吹送一定量的矿物营养物质沉积于亚马孙平原,西风环流也从亚洲中部干旱区携带营养物质进入阿拉斯加海域。

(3)分异(Differentiation)与整合(Integration)相互补偿原则。即自然地理环境在外部因素影响和自身发展过程推动下,同时不断发生分异与整合,两种过程互有消长又相互补偿。同质化(Homoginization)作用加强时有利于形成具有均质结构的地理环境,分异作用强盛时则有利于具有异质结构的地理环境。

(4)地理环境尺度理论。地理环境范围大小不同,因而应按长度、面积、体积、时间等划分行星尺度、区域尺度、局地尺度等地理环境。不同尺度地理环境的物质能量交换规模、时间、周期不同,年龄也不一样。

(5)地理环境中存在关键要素。组成地理环境的各个要素变化速度有快慢之分,变化程度也深浅不一。最积极的和易变化的要素就是关键要素。例如太阳辐射、水和生物既非常活跃,又决定着地理环境基本的动态表现,因此应视为关键要素。

(6)地理环境的稳定动态。自然界中存在着一种在总的动态转化背景下抑制这种转化,并使地理环境在一定时间内趋于稳定的运动。这种动态形式称为稳定动态或稳态。实际上就是环境内部的一种自我调节能力,其作用在于抵抗对要素相互联系的破坏,并恢复这种联系,保持结构和功能的稳定。

地理环境综合研究的主要方法有因素法和区域法。因素法就是将地理环境各个因素作为研究对象,通过对各个因素本身和各个因素之间相互作用关系的深入剖析,来反映地理环境结构、功能及时空演变规律。因素法常常因对影响因素没有全面了解和掌握不足或对因素相互作用关系没有科学分析而影响综合和研究结果,导致政策失效。目前国内采用因素法的主要有两个方面:其一是社会经济发展中,强调自然环境的作用,包括发展状态评价、发展目标选择。如国土开发与区域规划中越来越重视资源合理利用、环境保护、防灾减灾等问题,注意到自然环境本底条件对经济社会发展的限制以及寻求经济社会发展与最大限度保护环境的统一。其二是探究人类活动与重大自然过程的关系,如碳循环研究中重视人类活动,以温室气体排放作为人类活动参与、影响碳循环的切入点,将土地利用结构、能源利用结构、产业结构与碳循环之间关系进行深入研究,并将国际贸易、产业空间转移对碳循环正常的影响效果作为新的课题进行探索。

不可否认,因素法是地理学研究的基础,但区域是地理学的出发点和归宿,各种需要解决的问题无一不在区域中集中和交织。当前地理学的综合研究更多地体现在区域方面。如青藏高原隆升机理及其环境效应、黄土高原和西南喀斯特地区水土流失等大尺度区域研究已从自然地理视角,拓展到自然与人文并重。

3.2 地域分异

3.2.1 自然地带分异

对地带性学说存在广义和狭义两种不同理解。广义的理解认为地理带包括三个组成部分:一是纬度地带性,二是经度地带性,三是垂直地带性《中国综合自然区划(初稿)》(中国科学院自然区划工作委员会,黄秉维,1959年)。这是对地带性规律的广义理解,狭义理解是仅指纬度地带性,也就是指热量与温度随纬度而变更以及随之而引起的其他方面的带状变化,并认为非地带性包括经度地带性和垂直地带性。前者指经度方向随距海远近所产生的变化,后者主要指随海拔高度而产生的变化。由于对自然规律认识的逐步深化,对地带性规律存在不同观点是正常现象。

1)纬度地带性

地理带和地带是指纬度带或纬度地带。地带性学说产生的早期背景表明,古希腊罗马时期人们就已进行过划分热带、温带和寒带的尝试。而此前后,一些幅员广大而历史悠久的国家如中国的典籍、方志和史诗中对不同纬度地区自然景观的描述,也明确反映了气候、植被和农作物的纬度差异。中国、俄罗斯和欧洲,很早就已出现地带性学说的思想萌芽。

地带性规律学说的本质含义。B.B.道库恰耶夫(1846—1903)是地带学说的创立者。1899年他发表的《关于自然地带的学说》指出,“由于地球离太阳所处的一定位置和地球自转并呈球形使地球的气候、植物和动物分布均按一定的严格顺序由北向南有规律地排列,从而使地表分化为各个地理带,如寒带、温带、赤道带、亚热带等。但如果成土因子呈带状分布,那么其成果(土壤)在地球上的分布亦当具有一定的地带性。这些地带或多或少与纬圈平行”。还指出,“所有那些所谓自然力,如水、土地、火(热与光)和大气,与动物界、植物界一样……在固有的一般特征上,更形成了鲜明的、不可磨灭的、环球地带性规律的特征”。1900年用法文发表的《土壤的自然地带》包含了对这一学说最完整、最全面和最明确的论述。

在《土壤的自然地带》中,道库恰耶夫确立了土壤是一种独立自然体,并能完全充分反映自然界整体特征的观念。他进一步把北半球细分为极北带(苔原带)、北方森林带、森林高原带、草原带、干草原带、干旱带(荒漠带)和亚热带等7个带。显而易见,这种划分是以欧亚大陆内部为依据,没有考虑大陆东西近海岸带的情况。欧洲尤其是俄国缺乏低纬度土地,因此道氏也未划分热带。值得称道的是,道库恰耶夫并不认为地带性规律是绝对的或唯一的规律。他富有远见地指出,“自然带是一种图式,也可说是一种规律,但它只是在地球的高出大洋平面不超过300m的那些部分才能表现为理想的形状”。道氏还特意提醒人们:“水平土壤带和自然带的完整性不免在这里那里发生重大的偏差”。

道库恰耶夫自然地带学说,即纬度地带性规律学说的要点可以概括为:①太阳辐射能是自然带和自然地带形成的能量基础;②由宇宙—行星因素如日地距离、地球形状和黄赤交角等引起的太阳辐射能在地表不同纬度的不均匀分布,是形成自然带和地带的动力学原因;③带和地带只在理想状况下呈东西方向延伸,并具有环球分布特点,同时沿南北方向发生更替;④地带性规律并非唯一的空间地理规律,客观上应存在另一种规律。

地带性学说问世后,一方面在20世纪前半叶长期受到怀疑,另一方面也在实践中不断得到充实、完善和发展。具体表现在:①查明了不仅各自然地理要素如地貌、气候、水文、土壤、植被和动物界具有地带性特征,而且由这些要素组成的自然地理环境整体也具有地带性,从而形成了一系列大致呈东西向延伸的地带性自然区域。②对地带性规律的研究由陆地扩展到海洋,并在海洋上发现了大量地理地带性证据,并划分出了11个世界大洋自然带。③突破了单纯考虑热量的局限性,发现了水分尤其是水热组合关系在地带和亚地带地域分异中的重要作用。为了阐明自然地带分布与水热组合之间的关系,布迪科以辐射干燥指数(k=R/Lr,R为辐射平衡值,L为蒸发潜热,r为年降水量)为指标划分苔原(k<0.35)、森林(k值为0.35~1.1)、草原(k值为1.1~2.3)、半荒原(k值为2.3~3.4)、荒漠(k>3.4)等,并与格里高里耶夫一起建立了地理地带性周期规律。④揭示了沿岸和内陆腹地纬度地带谱全然不同的事实,马克耶夫并以欧亚大陆为样本,建立了理想大陆各自然地带相互关系的图式,修正了自然地带环球分布的观念。⑤确认了非地带性区域内仍有地带性分异存在。例如东亚季风区作为欧亚大陆东海岸最高级的非地带性区域,其境内因地带性分异而形成了自泰加林到热带雨林的非常完备的纬度地带谱。俄罗斯平原、西西伯利亚低地和中西伯利亚高地都是非地带性区域,其内部同样表现出地带性分异。我国干旱区内温带与暖温带的分异,甚至面积不大的四川盆地内部北亚热带、中亚热带和川南一隅河谷区南亚热带的分异,都是非地带性区域内发生地带性分异的典型事例。由于这类分异所形成的自然带或地带只是该纬度上相应的带或地带的一个分离的段落,因此被称为带段或地带段。非地带性区域内的地域分异也就被称为带段性分异。⑥许多学者致力于地带性规律的量化和模型化研究,如格里高里耶夫和布迪科以辐射平衡值R为划分热量带的指标,规定R<84 kJ/(cm2·a)为亚寒带,R值为146~209kJ/(cm2·a)为温带,R值为209~314kJ/(cm2·a)为亚热带,R>314kJ/(cm2·a)为热带。黄秉维则以≥10℃积温为指标划分中国的热量带,即10~1 700℃为寒温带,1 700~3 200℃为温带,3 200~4 500℃为暖温带,4 500~8 000℃为亚热带,8 000~9 000℃为热带,约9 500℃为赤道带。这一指标四十余年来在我国被广泛应用。

2)非地带性分异

纬度地带性规律毕竟不是唯一的空间地理规律。地球表层还存在非纬度地带性或经度地带性与垂直地带性现象。

经度地带性主要表现为陆地自然界的干湿度的分带性,即在热量背景相同或近似的各纬度区域内部,以年降水量由沿海向大陆腹地方向递减所引发的区域自然景观及其各组成要素的变化。中纬度沿海地区多为森林地带,随着向内陆的深入,自然景观依次转变为森林草原地带、草原地带、荒漠草原地带和荒漠地带。全球陆地年降水量的89%来自海洋湿润气团,而海陆间的水分交换强度愈深入内陆愈弱,因此干湿度分带性与大陆广狭和海岸线走向有着极为密切的联系。

垂直地带性是山地特有的地域分异现象。当山地具有足够的海拔和相对高度时,随着地面高度的增加,气温递降,一定范围内降水量递增,不同高度层带水热组合特征各异,首先形成气候垂直带,进而导致其他自然地理要素发生相应变化,形成地貌、植被、土壤等垂直带和自然景观垂直带,因此,任何一地的垂直自然带都是纬向、经向和高度变化因素对自然环境共同影响的结果。同一自然带类型分布的海拔高度,因温度、水分条件组合的不同而有显著差异。在高山研究中引入“三维地带性”的概念,包含着两层含义。一是“三维分异”,即任何一个地带可以同时沿纬度、经度和垂直递变方向分异,其空间分异是三维的,水平地带和垂直地带同处于一个三维空间中;二是“三位一体”,即一个地带所处的带谱,是纬度地带性、经度地带性和垂直地带性共同作用的产物。这种相互联系和差别是自然界对立统一的反映。

山地所在的水平地带就是垂直带的基带。基带以上各垂直带按一定顺序排列,则构成垂直带谱。垂直带谱的性质可概括为以下几点:

(1)基带为海洋性纬度地带,垂直带谱也将具有海洋性特征,即各类森林带在带谱中占显著优势;反之,如基带为荒漠或半荒漠带,则垂直带谱呈大陆性特征,即森林带或完全缺失,或带幅十分狭窄。

(2)垂直带谱中不出现比基带纬度和海拔偏低的带。因此,在山地海拔相同和其他条件相近的情况下,低纬区山地垂直带数量较多,高纬区山地垂直带数量较少;山麓海拔低、相对高差大的山地垂直带谱结构比山麓海拔高、相对高差小的山地更完备而复杂。亚热带高山通常有8~9个垂直带,高纬区高山若以泰加林或苔原为基带,则至多只有两个垂直带。例如,大雪山有8个垂直带,与之海拔相近,但山麓过高的唐古拉山北坡,通常不超过3个垂直带。

(3)垂直带谱上部是否出现高山冰雪带,取决于山地海拔是否突破当地雪线高度。雪线一方面受太阳辐射影响,因而总体上呈自赤道向极地降低的趋势;另一方面受固体降水量多寡的制约,因而事实上不是最热的山地而是最干旱的山地成为雪线位置最高的地方。所以,某些发育海洋性垂直带谱的山地,3 000~4 000m以上即为高山冰雪带,而另一些极旱山地,超过5 000m仍只有高山寒漠。

(4)山地垂直带在数千米高度内完成了水平地带需要数千米才能完成的地带更替。但垂直带遵循自身的发育规律,并不是纬度地带的缩影。珠穆朗玛峰南坡垂直带几乎完全不能与珠峰以北直到极地的纬度地带相对应即是一例。全球分布最广的苔原和泰加林两个地带,在任何中低纬山地中都不以垂直带出现又是一例。

(5)同一山地的不同地段和坡向,带谱组成或同一垂直带的分布高度都有很大差别。进行垂直带谱的比较研究就成为山地景观研究的重要途径之一。

3.2.2 地方性、隐域性及微域分异

地球的内能是非地带性地域分异的能量基础。这种核转变能导致海底增生、板块移动、碰撞和大陆漂移,形成地球表面海洋与陆地的随机分布,致使地壳断裂、褶皱、隆升或沉降,形成巨大的山系、高原和沉陷—断陷盆地。因此,形成海陆分异、海底地貌分异、沿海—内陆间的分异。

地方性分异是中尺度的地域分异。它是在地方地形、地方气候、较大范围地面组成物质差异影响下自然环境各组成成分和自然综合体沿地势剖面发生变化的规律,主要表现为有序性和重复性。有序性指在地方地形、地方气候影响下,自然环境各组成成分和自然综合体沿一定梯度有规律地依次更迭,可称为生态系列,或称为地球化学系列重复性即复区性,由于近期发育历史相同,几个小流域内自然单元重复出现,组成多次重复的组合。造成地方性分异的因素主要有:地方地形的垂直分化,不同高度的地形面在一个垂直带内引起的自然环境的变化;基岩及地面组成物质,土壤矿物质的部分组成依母质成分而定,因而引起生物生境的差异。除基岩风化物外,第四纪疏松沉积物的分布也是地方性的分异因素。

隐域性分异是叠加了地带性影响的非地带性表现,是复杂化了的地域分异规律,隐域性一般表现为中尺度。例如沼泽是非地带性的,是由长期或周期性积水生境下发育的湿生多年生草本植物构成的自然环境。不少沼生植物,如芦苇、苔草等具有很强的适应性,分布相当广泛。但是,不同的水平地带的沼泽却具有不同的特征。温带平原和山地积水条件下的沼泽属温湿性沼泽,由芦苇和拂子茅根茎禾草层、密丛的苔草藨草层片组成,而与属于热湿—暖湿性的热带、亚热带沼泽的建群种显著不同。

微域分异是最小范围的空间分异。地貌部位的差别是最重要的微域分异。不同的小地貌部位有不同的小气候条件、地表水排水条件、潜水的埋藏深度和流动性,甚至潜水的化学性质等都直接或间接与地貌部位有关。再配合岩性土质的差异,则有不同的生物群落和土壤。地貌部位结合小气候条件,决定了不同地貌部位的干湿状况。如在一个切割丘陵区,按其干湿程度可以分为窄V形谷、峡谷、阴坡、阳坡、丘陵峰脊等几部分,它们的干湿状况可大体相应分为最阴湿、阴湿、较阴湿、较干燥和干燥。岩性和土质的分异也是微域分异的重要方面。由于基岩风化壳直接影响土壤的发育,在同一地貌部位,岩性的差别可以形成不同的生境,生长不同的植物种类。例如,华北的石灰岩山坡,土壤呈碱性,多生长柏树,花岗岩风化的山坡,土壤呈酸性,多生长油松。

3.2.3 全球环境变化对自然地域的影响

随着社会发展和技术进步,人类对自然环境的作用越来越强烈,由CO2和其他微量气体如CH4、N2O等的浓度增加而引起的全球环境变化正受到越来越多的重视,全球环境变化及其对自然地域的影响,也已成为研究的热点。从1957年至1958年国际地球物理年开始,以高度精密仪器的连续测定,证实了CO2逐年增加的趋势。大多数科学家估计,到21世纪中期,大气中CO2的浓度可能达到20世纪初300ppm的两倍。预测未来因CO2的增加而引起的气候变化,通常要估计当CO2浓度加倍时气候带响应,英国气象学家在进行既包括地域差异又包含季节变化的研究表明:如假定海面温度保持不变,CO2的浓度增加一倍,陆面平均温度只升高0.4℃,但纬向差异很大,北极区增加最多,冬季可高达4.0℃。如假定海面温度增高2℃,CO2的浓度增加一倍,将使陆面平均温度增高2.7℃,纬向差异也很大,并以北极区为最高(黄秉维,1996a)。

对降水量的模拟发现,当CO2增加时,全球降水量增加。英国气象局的工作指出:假定海面温度不变,CO2的浓度增加一倍,降水增加1%,假定海平面温度增高2℃,则降水增加3%。从区域差异看,低纬地区,特别是亚热带,降水率差变为负值,表明因CO2增加而导致干旱。这可能是增温变暖、气候带北移的结果。然而存在着一系列迹象是至今不能解释的反证。如1945年以来CO2的浓度增大,地表气温却显著降低;预测北半球中、高纬度地区上升最多,实际上温度却下降最多;自第四纪冰期结束以来,南极温度虽然升高,冰的厚度却增加了200m。从理论上推导,也可以得到温度升高,降水将增加,所以冰体不会减少的结果。据1966年至1986年卫星观测,北半球雪盖面积增加了3×106 km2,而且秋季开始提早,春季融化推迟。

因此,与大气中CO2增暖效应为主的未来气候情况相反,存在着另一种可能,即由于人类活动增加的大气气溶胶对太阳辐射的反射作用,大气上界的热平衡转入低水平,最终造成地球大气的冷却化。此外,还有无法预测火山喷发的尘埃、大气污染、森林大规模采伐以及城市化现象等的影响和作用。布迪科认为,“温室气体”增加将带来有利的气候条件。

计算的地表温度变化表明,21世纪中叶,平均地表温度将达到上新世的水平,而且可能继续升高。温度的增加依纬度而不同,高纬地区增加最多,赤道地区最少;陆地上增温多,而海洋增温少,欧亚大陆内部增温幅度大,太平洋海域增温幅度小。因此,中亚与太平洋之间的温度和气压差值增大,夏季季风加强,将导致中国34°N以北地区降水量有所增加。

一般来说,温度增加,温度带向北推进,湿润气候的地理地带将有较大的位移。由于降水和潜在蒸发率均增加,潜在蒸发与降水的比率变化不大,因而,干旱气候的地理地带不会有大的变化。据预测,21世纪中叶地理地带将北移约15个纬度,将与19世纪大不相同。由于自然地理要素的变化与迅速的气候变化相比有滞后性,植被,特别是土壤的变化要缓慢得多,但也不能低估它们对全球变化有较快反应的可塑性。W.R.Emanuel等根据8 000个气象站逐月气温和降水资料,按0.5°经纬度网插入计算,并应用Holdridge的生命地带分类方案编制了“世界地表潜在植被分布图”,然后按照Manabe和Stouffer大气环流模式的资料模拟CO2浓度加倍时的气候状况,再依原有程序编制了气候变化后的潜在植被分布图。对比表明,在全球尺度上,约34%网格单元的潜在植被发生了变化。在高纬度地区,增高的温度使北方泰加林的面积减少37%,苔原面积减少32%。北方泰加林带北移并取代了约42%网格单元的苔原,而苔原带的界线也向北伸展。在北方湿润及潮湿的泰加林则分别被温带草原、温带森林等所取代。赤道地区温度变幅较小,因而热带自然带的变化不大,亚热带与热带自然带增长8%,其中亚热带森林面积减少22%,而亚热带具刺林地和荒漠则分别增长37%和26%。如果考虑到降水的变化,情况也有不同。在干旱状况下,北方泰加林的分布会进一步减少,而在湿润条件下,泰加林北伸至苔原带,苔原面积缩小,这将减缓由于增温引起的北方森林面积的缩小。在不同降水条件下,草地(含刺林地和刺草原)和荒漠也会有很大的变化,降水增加,对热带森林影响较小,但如果降水减少,则热带森林面积将进一步减少。由于CO2增加,气候变暖,自然地带可能会发生不同程度的位移,以黄秉维的中国自然区划为例,假如在2010年,全球将增温3℃,相当于1月平均气温上升4℃,此时1月气温平均上升值在寒温带南界可能增至6℃,在赤道带北界可能减至6℃,那么,在中国,寒温带大部分地区将变为中温带,中温带大部分地区变为暖温带,暖温带一半变为北亚热带,北亚热带全部变为中亚热带,中亚热带小部分变为南亚热带,南亚热带全部变为边缘热带,边缘热带一部分变为中热带。至于中热带与赤道带,除海南岛最南部以外,都是大洋中的小岛,温度增高很有限,不会产生多少影响。

3.3 地理区划

3.3.1 中国地理区划的发展

在中国,具有科学意义的地理区划工作虽然晚于西方,但发展较快,尤其是20世纪50年代以来,地理区划获得了巨大的飞跃发展。与国外的地理区划一样,我国的地理区划也是从自然区划的研究开始,并对综合自然区划的理论和方法进行了探讨,先后完成的综合与部门自然区划,为我国农业生产等经济活动的合理布局提供了科学依据。应国家经济建设的需要,经济区划工作也得到较快发展。特别是全国农业区划、中国农村经济区划、中国经济区划等是从自然与经济因素的综合诠释地理区划的尝试。国家在“七五”计划中正式提出的东、中、西三大经济地带的区划方案,为鼓励地理区位及其开放条件较好的东部沿海地区优先发展,强调效率优先和地区优势互补等提供了科学依据。依据经济区划理论,以市场经济规律和经济内在联系为基础,以中心城市和交通要道为依托,在“九五”期间将全国划分为七大经济区域,即长江三角洲及沿江地区、环渤海地区、东南沿海地区、西南和华南部分省区、东北地区、中部五省地区和西北地区。

近年来,依据综合考虑地理区位、经济技术水平、市场开发和政治因素,在鼓励东部地区率先发展的基础上,为推进西部大开发,加快中部地区发展和促进东北振兴,我国相继提出西部大开发、振兴东北老工业基地、中部崛起和东部地区新跨越战略。随着这些战略的相继提出,我国宏观性“四大经济板块”逐渐清晰。在综合经济区划发展的同时,中国农村经济区划等区划工作也得到了长足的发展。当前随着科学发展观的提出与落实,尤其是可持续发展思想从理论走向现实,使得各个区域依据各自固有的资源环境本底,确立其全球、全国或高层次区域发展中的功能,由此就产生了对地域主体功能区划的国家和社会需求,推动着主体功能区的形成与发展。

随着生态学与环境科学原理和方法逐渐被引入地域系统划分研究领域,我国生态区划工作发展迅速。先后对生态地理分区问题进行了深入研究,提出了不同的生态区划方案。这些生态区划在综合自然区划的基础上或立足植被地域分异,或关注生态环境的敏感性、胁迫性和脆弱性,或重视全球环境变化对区划的影响,体现了生态学思想对地理区划的诠释。此外,近二十年来以生态与环境功能区划分的研究工作在我国发展较好,如水功能区划、全国海洋功能区划、环境区划等。比较成熟的全国性功能区划有重要江河、湖泊、水库、渠道的水功能区划(水利部,2003),全国海洋功能区划(国家海洋局,1994;2002),全国山洪灾害防治规划(全国山洪灾害防治规划编写组,2005),中国洪水灾害危险程度区划,环境功能区划,自然保护功能区划,生态功能区划等。与此相对应的,区域性功能区划也在开展,实用性更强。

综观上述,地理区划在理论和实践上取得了很大的成绩,但受时代条件、技术手段等因素的制约,也存在一些明显的不足。主要表现为:①区划内容上,重自然,轻人文。我国传统的地理区划研究以自然区划工作较为深入,同时自然区划工作中很少考虑人类对自然系统的作用,而经济人文区划工作相对不足。②区划体系上,更高层次的综合区划研究薄弱。主要表现在两个方面,一是自然区划和经济地理区划未能很好地结合起来,导致区划内容上的综合与统筹不足;二是陆地系统和海洋系统没有形成一体性区划,导致区划空间上的不完整。③区划手段上,定性分析多,定量研究少,定性、定量相结合不够。传统区划多是专家集成的定性工作,若干重要界线的确定带有假定、推测成分。近年来虽然出现了单纯追求定量化的倾向,但分区界线往往与实际出入较大,使用指标的地理意义难以诠释,指标的选取也有待改进与完善。④区划的时效性上,区划工作多是静态的,不能及时反映变化中的自然、经济和社会人文要素,影响区划的实践作用。⑤区划实施上,区划方案缺乏制度保障。区划方案作为科研成果,而不是一定程序下认定的法律性文件,对各地政府的经济建设具有参考性,而不具有约束性和指导性(郑度等,2005)。就功能区划而言,原有的功能区划虽然重视功能划分,但关注要素主要是环境、水、生态,关注焦点较为单一,难以适应社会经济发展的综合要求。

3.3.2 地理区划体系与类型

传统地理区划包括自然区划、经济区划。

1)自然区划

(1)基本概念

自然区划是对地表自然地域的划分,其目的是揭示地表自然区域的整体性特征、分化组合及其区域联系。因此,自然区划不仅是对以往自然地理研究的概括性总结,更是开展新的综合性深入研究的起点;它不仅反映了自然地理学的研究水平,也是现代自然地理学理论开展应用性生产实践服务的重要领域(如区域开发、区域规划、土地利用规划等)。

自然区划,又称自然地理区划,是以地域分异规律理论为指导,按照地表区域自然地理特征的相似性和差异性,将一定地域逐级进行自上而下的划分或自下而上的合并,并将划分出来的区域单位,按其空间等级从属关系和地域联系组合排列成一定的区划单位等级体系的系统化地域研究方法。自然区划的定义包括以下三层含义:一是自然区划的理论基础是地域分异规律。自然区划是对地表客观存在的自然区域差异的揭示,而地域分异规律是反映客观存在的区域差异性。二是自然区划的依据是地表自然地理特征的相似性和差异性。自然区划所划分出的个体区域是均质区域,而区域单元之间则表现出明显的异质性,因此,在进行自然区划时,所划分出的区划单位必须保证其内部特征的最大相似性及区域之间特征的最大差异性。三是自然区划是一种系统化地域研究方法。即在进行自然区划时,必须从自然地理结构、自然地理演化历史和地域联系的视角,来考虑区域划分并按照从属关系构建区划单位等级系统。

按照自然区划对象的不同,可以将自然区划分为部门自然区划和综合自然区划两种类型。部门自然区划是以某一具体自然地理要素为区划对象,并揭示其发生、发展和分化组合的空间规律,例如地貌区划、气候区划、水文区划和生物区划等。综合自然区划是以自然地理系统为区划对象,按照一定地域自然地理综合特征的相似性和差异性逐级进行区域划分,并将所划分出来的区划单位按其空间从属关系和地域联系排列成有规律的区划等级单位系统,以揭示自然综合体内部和综合体之间的异化与整合过程。通过自然区划这一地域系统研究方法,具体地反映客观存在的地表自然地理要素及其整体的空间分异与地域组合关系,是合理进行区域开发和发展战略决策的基础和前提(邱道持和王力,1993)。

(2)自然区划原则

为使自然区划尽可能真实地反映地域分异的客观实际,必须进行区划方法论研究,其中包括为正确解决分区与划界问题而确立区划原则。目前经常采用的原则有发生统一性原则、相对一致性原则、空间连续性(区域共轭性)原则、综合性原则和主导因素原则等。

①发生统一性原则

发生统一性原则即必须保证每一个自然区具有发生上的统一性。任何自然区都是地域分异因素作用下历史发展的产物,发展道路相同,“年龄”相同,因此应以区域发展的共同性作为区划的基础。区域发展的共同性是指作为整体的自然区之最基本和最本质特点的形成与发展历史具有共同性,而不是仅仅指其地质基础、地貌特征或某一个别景观要素具有共同性。发生统一性明显具有相对性质,高级自然区发展历史较长,低级自然区发展历史较短,古地理分化过程及现代自然特征形成过程不能用同一尺度衡量。

②相对一致性原则

相对一致性原则意指必须保证每个自然区的自然地理特征具有相对一致性。这里有三层含义:一是强调区内特征的相对一致性,也就是强调区间特征的差别性,与依据地域分异进行区划并不矛盾;二是区域特征一致性的相对性质,表明自然区本身存在着一个等级系统,高级区可以划分为若干中等级区,而后者又可进一步划分为一系列低级区;三是不同等级自然区的一致性有不同标准。例如,辐射—热量基础一致形成同一自然带,在此背景下水分及水热组合状况一致,因而植被、土壤特征一致,则形成相同的自然地带。这一命题也可表述为,不同的辐射—热量基础使地球表面分化为不同自然带,同一自然区带内又因水热组合状况与植被、土壤特征差异而分化为不同自然地带。

③空间连续性原则

空间连续性原则亦称区域共轭性(联系)原则,要求所划分的区域作为个体保持空间连续性,不可分离,也不可重复。这是区划同地域类型划分的本质区别之所在。例如,塔克拉玛干沙漠区只有一个,而作为景观类型的沙漠则可出现于任何干旱区。依据空间连续性原则,两个自然特征相对一致,但空间上彼此分离的自然区,不能划分为一个区,即至少在陆地上,不容许自然区出现“飞地”。

④综合性原则与主导因素原则

任何自然区有别于其他同级自然区,都表现在地域分异因素及整体自然特征的差异上。进行区划时必须全面分析区域整体特征和各自然要素的区间差异性、区内相对一致性,以及作为其根源的地域分异因素,尤其是主导因素。综合性原则与主导因素原则并不对立,而是相辅相成的。

(3)自然区划方法

区划方法是贯彻区划原则的必要手段。因此,所有区划方法都与某一个或几个原则相联系。例如,要确定自然区的年龄、发展史和发生统一性,必须占有该自然区丰富的古地理资料,此时就需采用古地理方法获取这类资料。

自然区客观上具有一定的等级系统,因此,无论自上而下(Top down)划分或自下而上(Bottom up)合并,都必须按顺序进行。顺序划分或合并法是贯彻相对一致性原则与空间连续性原则的重要方法之一。顺序划分法尤其被广泛采用,其实质是在拟进行区划的区域,从确定基本土地类型开始,依据土地类型分布状况合并为低级自然区,而后再顺序合并为中级和高级自然区,因工作量较大,在大范围自然区划中很少采用。

部门区划图叠置法通过叠置同比例尺地貌区划、气候区划、水文区划、土壤区划和植被区划图,分析和比较其区界,确定自然区界线,常常能很好地体现综合性原则,即使部门自然区划详略程度不一,区划方法不同,也具有较大参考价值。

地理相关分析法主要是利用资料、文献、统计数据和专门地图分析自然地理要素的相互关系,而后进行区划的较为传统的方法,在区划实践中运用很广。以划分热量带为例,第一步,比较和分析某种植被和土壤类型与各种气候等值线的关系,确定相关系数最大者(如≥10℃积温)为区划指标;第二步,确定指标临界值;第三步,以此临界值为主导标志初步划界;第四步,适当考虑其他自然地理要素的影响调整并最后确定区划界线。

主导标志法是以往自然区划中使用最广的方法,强调选取反映地域分异主导因素的指标作为确定区界的主要依据。各种气候指标、地貌形态、土壤、植被分布界线都可能成为主导标志。但是,仍需参考地貌、水文、土壤、植被等指标对其进行必要的订正,从而避免违背综合性原则和使综合自然区划下降为部门自然区划的弊端。近年随着科学技术的发展,聚类分析方法、遥感与地理信息系统方法在地域分异研究中也得到了广泛应用。

(4)中国自然区划方案的基本特点

新中国成立以来,随着国民经济的迅速发展,要求对全国自然条件和自然资源有全面了解,自然区划工作列为国家科学技术发展规划中的主要项目。近六十年来先后发表了多种全国性的自然区划方法(黄秉维,1959;侯学煜,1988;任美锷,1992;郑度,2005),其基本特点是以光、热、水分、土壤、植被以及大地构造与地貌条件等的地域分异为依据,整合纬度地带性与经度地带性规律,并将区划服务于农业生产作为宗旨,划出多种单系列的或双系列的区划方案。其中较有影响的有三个:一是1956年中国科学院自然区划工作委员会编制的全国综合自然区划,该方案将全国分为3大自然区、6个热量带、18个自然地区和亚地区、28个自然地带和亚地带、90个自然省。1986年黄秉维院士将此方案进行修改,将全国划分为7个温度带、21个自然地区和45个区。二是任美锷、杨纫章依据自然差异的主要矛盾以及利用改造自然的不同方向,于1961年提出以8个自然区、23个自然地区和65个自然省为基础的方案,并于1988年进一步修改为8个自然区、30个自然亚区、71个自然小区。三是1984年全国农业区划委员会编制的中国自然区划方案,有3个大自然区域、9个自然地带、44个区(地貌条件)。

2)经济区划

(1)经济区划的基本内涵

任一经济区均在整个国民经济中承担某种特定职能,是国家或地区经济地域系统不可缺少的组成部分。随着理论认识的深化和实践工作的深入,人们对经济区划认识也在不断发展和完善。经济区划已不再仅仅局限于对客观存在的经济区的划分,而更强调在经济区划分基础上进行发展条件、结构变化、存在问题的分析,以及经济区进一步发展方向、战略和对策的确定。目前关于经济区划的定义虽然存在不同的理解和表达,但其基本内涵较为相似。如经济区划是“依据一定的原则和标准对客观存在的经济区的主观认识与划分,以达到组织区际合理分工、有计划地建立与加强区内各部门间、各子区域间经济联系,指导区域经济朝着最有利的方向发展,实现整体经济的最优化的目的”(徐伟金,2006)。“根据社会劳动地域分工的特点对全国领土进行战略性的划分,目的是指明各地区在全国劳动地域分工中的地位,揭示各地区生产发展条件和经济结构特点,指出各地区国民经济发展的主要矛盾、长远方向和解决途径。经济区划为国民经济在全国各地区因地制宜地合理发展、编制地区国民经济计划和合理生产布局,开展国土规划和区域规划,实现宏观经济调控与制定区域经济发展及管理政策提供科学依据”(毛汉英,1988)。还有学者认为经济区划是根据社会生产地域分工的特点对全国领土进行战略性的划分,揭示各地区专业化发展的方向和经济结构的特征,为在计划管理工作中将国民经济全面发展和发挥地区经济优势结合起来创造条件,并为生产布局、编制地区国民经济计划、开展国土规划、区域规划提供科学依据,从而达到提高宏观经济效果的目的。

上述分析表明,经济区划包括三个层面的含义,一是依据一定的指导原则、具体指标,划分出客观存在的经济区,并确定其界线;二是通过对各个经济区发展条件和现状的分析,辨别出其经济发展中的优势、劣势及存在问题;三是在分析经济区未来发展面临的宏观、中观、微观三个尺度战略环境的基础上,确定经济区未来发展方向、目标,并对其经济结构调整和空间布局等进行战略性规划。

(2)经济区划的类型

按照经济区划的内容、目的和时序,可以将经济区划分为不同的类型。

部门经济区划和综合经济区划。按照经济区划内容的不同,可将经济区划分为部门经济区划和综合经济区划。部门经济区划主要是根据区内某经济部门的同质性和集聚性,亦即所划分出的部门经济区的内部必须是某类经济活动的集聚区,在生产、经营方面与区外有着明显的差异。同时部门经济区内的各地区之间在该部门发展条件、存在问题等方面也应该具有一定的相似性,如工业区划、农业区划、物流区划等。综合经济区划是以劳动地域分工理论为指导,根据各经济区在全国或区域经济发展中地位和所承担的特殊功能,划分出特定的经济发展与管理的地域单元,建立起既相互分工又互为补充且具有一定独立性和等级的经济空间体系。综合经济区划为制定区域经济发展战略、开展区域规划、国土规划、城市规划等提供了依据和指导。同时,也为企业跨区域扩张、设置分支机构、制定市场开发和竞争策略等提供了科学依据(李小建,1999)。

认识型经济区划和应用型经济区划。根据经济区划目的的不同,可将经济区划分为认识型经济区划和应用型经济区划。认识型经济区划主要是基于对经济区划理论和方法的研究,或者是基于对某一区域经济地域分工的认识而提出经济区划,如20世纪50年代《中华地理志》中经济地理篇,把全国划分为十大经济区。应用型经济区划,主要是依据区域内部必须具有某方面经济特征或经济发展问题的相似性和一致性,而区域之间则有着明显的区别。该类经济区划目的明确、时代特色鲜明、可操作性强。如贫困经济区、再开发经济区等。

现状经济区划和远景经济区划。按照区划时考虑问题时序的不同,可分为现状经济区划和远景经济区划。现状经济区划主要是依据同一个经济区内部经济发展现状特征、存在问题的一致性等方面来划分,是对当前区域经济分工规律的揭示,可以说是“区情”分异。远景经济区划主要从经济区未来发展方向、目标的一致性等方面来考虑区域分工规律,是一种战略性、前瞻性经济区划。

3)综合区划的发展

综合地理区划是地理学者应用综合方法的尝试。综合研究通常从过程、类型与区域三个不同角度与层次来研究地理环境,三者之间有着互补与互动的紧密联系。综合方法需要阐明地理环境的整体、各组成要素及其相互间的结构功能、物质迁移、能量转换、动态演变和地域分异规律等。现代地理学的综合研究需要有全球观念,需要落实到区域自然经济社会的综合研究上。新中国成立以来,特别是改革开放以来,我国经济社会高速发展,科学技术突飞猛进。与此相伴随,我国地表宏观格局、资源环境格局均发生了显著变化,同时,全球环境变化与全球化对我国的可持续发展和国家安全带来了新的机遇和挑战。20世纪90年代以来,越来越多的学者意识到要将自然和经济社会两要素结合进行区域综合划分的重要性。黄秉维先生晚年指出:时代变了,区划工作的课题对象没有改变,然而应用和服务的对象却有了不同,主要由为农业社会服务转向为全球环境变化和区域可持续发展提供依据;研究区域可持续发展需要有一个比较适当的区域划分,应当有一个适当的顾及自然和社会经济两方面的全国综合区划。而已有的区划方案(包括一些部门区划)已不适应新的发展形势的需要。虽然综合自然区划以农业生产为服务目标,一些实用性自然区划涉及区域经济发展的某一部分,这对于它们所处的年代来说非常重要,但是对于现代的区域社会经济发展来说不够全面。集成考虑自然与人文要素、涵盖陆地和海洋系统的综合区划研究成为必然。出于上述考虑,黄秉维先生于1997年正式提出了综合区划这一全新的概念。

综合功能区划是在传统意义上的区划基础上发展起来的,它的特点是具有很强的目标导向与较为明确的发展功能定位,不满足于对区域现状条件(自然资源与环境支撑条件、刚性地理位置、经济发展、基础设施状况等)的科学识别,而且还给出对未来发展潜力的科学把握,因此,由以前的静态描述转变为动态分析,即把以现实识别为主要功能的静态区划转变为以发展功能为导向的动态区划。这类区划要求充分考虑区域的开放性与相互作用对区域形成的相互影响,包括区域竞争能力和基础设施条件改善等所体现的区域发展潜力综合评价。

葛全胜等(2002)在综合考虑了自然区划、生态地理区划、生产潜力分区、经济区划等因素,以及人口发展、资源数量等基础上,建立由46个指标组成的评价指标体系,运用PSR模型(压力—状态—响应),实现了对陆地表层各子系统与各要素的“集成”。同时将定性分析与定量评价相结合,采用模糊聚类法对全国344个地区的46个指标进行模糊聚类分区。吴绍洪等认为综合区划是自然区划的深入,包括自然与社会经济两个方面,是为区域经济可持续发展服务的区域划分。

近半个世纪以来我国已积累了丰富的系统观测资料,综合的及部门的自然区划与生态区划的研究也获得了很多成果,全球对地观测系统(包括卫星、航空遥感、地面台站观测以及田间试验等海量立体信息)、地理信息系统、全球定位技术以及计算机、多媒体技术广泛应用,这使得更深入地综合地认识我国地域系统的分异规律成为可能,使得综合区划的细化和动态显示成为现实,这必将赋予综合区划新的内涵。

目前我国综合区划工作正是起步阶段,对综合区划的理解非常有限,许多问题还没有基础。全国或不同尺度区域综合区划如何兼顾自然与经济两方面,需要从理论与方法上深入研究。综合区划首先要解决自然与社会经济相结合,陆地与海洋系统相结合,建立起中国综合区划的理论体系,从典型地区入手,逐步建立中国综合区划系统。一个区划方案成功与否,是否被大家承认与接受,除了区划方案的科学性外,它的应用性也非常重要。综上所述,综合区划的含义应包括以下三个方面:一是综合区划的目的是为区域可持续发展服务,而不是为某一产业、某一区域的某一方面服务;二是综合区划对象是自然、经济、社会复合系统,而不是自然区域,也不是经济区域;三是综合区划是一种高度复合的综合性区划,是体现自然与人文要素耦合及其空间共轭的区划体系。

3.4 区域发展

3.4.1 人文地理学的区域观

1)“区域”与区域的发展

“区域”是人文地理学研究的基本单位。吴传钧院士提出“人地关系地域系统”的思想是“区域”理念形成与发展的基础(1990年)。区域是衡量地表圈层地理意义的理论尺度。地表物质系统以区域组合形式限制着人类活动。地表充满着物质,如地表岩层分布、地表水系、动植物区系等都是在一定区域内形成特定的组合,自然的限制主要在于地表物质区域系统给人类提供了生存的可能程度以及它们之间形成的特定的生态关系。任何单一要素都不足以独自支撑人类的生存与发展,最多只能是一个聚集要素。人类活动对地表空间的占有是个区域化过程。人类生存活动的区域性主要包括两个方面:一是由地质地貌、气候、水文、生物等构成的物质系统控制的人类分布区域,属于人类自然区域。二是由政治集团、经济地域实体、语言、宗教、民族和种族等分布区域构成的人类文化区域。由于共同的约定及力量的均衡,尤其是受区域自身演变规律等因素的影响,地表总是存在着区域多样性并处在区域共存的格局中。人地关系的协调理论就是自然要素与人文要素区域协调的基础。

区域发展是人类在一定的历史时期与一定的生产力条件下形成的物质与文化的空间活动。区域发展研究对象是由自然、经济和社会子系统组成的复杂系统,需要将人口、资源、环境与发展作为一个整体,研究它们之间的结构功能、相互作用的机理,预测其发展趋势,拟定调控与管理对策,提出不同类型区域可持续发展的优化模型(刘卫东等,2004)。地理学的基本理论及其某些研究领域与区域发展关系较为密切,如自然资源的合理利用与保护、区域与城市发展、产业和经济发展等,特别是以具体的地域为基础,研究以生产为主体的人类经济活动对可持续发展是非常重要的,因为由物质流、商品流、人口流和信息流构成的生产、交换、分配和消费的整个过程已经并且正在强烈地改变着自然格局,造成了全球性、区域性和地方性等不同空间尺度的环境变化和环境问题,成为改变自然环境最主要的动力,这就使以综合性、地域性为特征的地理学成为研究人与自然环境关系的纽带和各类空间尺度可持续发展问题研究的基础。应该承认,离开对人类经济活动的空间规律的认识,也就无法正确透视各种空间尺度的可持续发展问题。地理学长期以来对区域问题的综合性研究,特别是在国土开发、区域发展和区域规划、地区可持续发展战略、重大项目的战略布局等方面均起着重要作用,有助于国家和地区经济社会的可持续发展。区域发展研究具有不同的空间尺度,《全球21世纪议程》是全球尺度的纲领,是各个国家和地区都应遵循的规范。《中国21世纪议程》则是从我国国家战略高度出发制定的,认为主要产业部门的可持续发展意识以及政府据此制定的发展规划是实现国家总体战略目标的核心。区域尺度的可持续发展研究是地理学较能发挥优势的领域。地球表层存在着明显的区域差异,不同的地域,其人口、资源、环境和发展的内涵也不同,区域可持续发展要求在不同尺度的区域内,社会经济发展与人口、资源、环境保持和谐、协调的关系。

区域发展是当今世界各国各地区经济发展的关键问题,也是地区生产力发展所导致工业化、城市化的最主要的区域空间布局的实体。区域发展和区域开发是一个区域经济建设的过程,也是区域板块相对形成的过程,这类地区(如美国东北太平洋沿岸地区、五大湖地区、中国的珠江三角洲、长江三角洲、日本的京阪神和东京大都市圈等)最主要的地域特征是:以1~2个具有国际意义和国家级特大城市为核心,并具有类似的自然地理特征和悠久的开发历史,成为巨大的城市群,依托发达的交通网络和人口密集、工业发达、城镇密布、交通联系密切、城市化水平高,在全球经济一体化和信息环境的影响下,区域板块的形成和发展越来越重要,其产业的辐射强度与作用越来越大。区域板块对可持续发展的重要作用有三:第一,区域板块是地区表面的一定地域空间,经济开发、城市生长和生态网络的建设均需要相对完整的地域空间,不仅包括资源开发与配置、工业生产、城市形成、经济增长等物质实体的发展空间,而且包括科技、教育、信息、政策等非物质实体的发展空间。因此,可以说,区域板块是一个综合性的多维地域空间。第二,区域板块的形成是一个动态、渐进的连续发展过程,不仅包括新开发区的发展(例如大上海浦东开发和香港的沙田、荃湾等新市镇开发建设),而且包括许多老城区的更新、改造与完善,也包括许多地区原有的道路网、干线公路和其他基础设施的改造、提高劳动水平和管理水平。协调板块内的人口、资源、环境、经济与社会相互关系,维护生态平衡和保护环境是板块发挥综合功能的基本条件。第三,区域板块从大地区而言,它是区域整体的一部分,从小地区而言,它又是相对独立的一个单元,具有地域行政单元和区域发达的空间的双重性。因此,区域板块的形成、发展又是一个与相邻区域互动互进的联合协作发展过程。

在西方主流社会科学界及发展中国家地区经济开发的热潮中,许多相关部门对区域开发与城市的发展高度重视,其宏观与微观研究成果越来越多。以往,人们多把经济区域看作政治经济过程的产物,而不是与市场、国家、企业类似的社会生活的基本单元,更不会被看做是社会生活的基本动力。从20世纪80年代早期开始,区域被看做“后福特主义”时代经济和社会生活基本单元的观点逐步被西方主流社会科学界所承认。同时,与生产技术和空间组织的急剧变化以及经济全球化的快速推进相适应,发达的资本主义国家以“推崇市场”为核心的政治经济转型和经济管制权力向区域的转移,也进一步突出了区域在全球经济竞争中的地位与作用。

2)区域发展的影响因素

区域发展方式是指人们以各种技术体系和理念,利用区域资源、条件实现区域发展的宏观行为。区域发展受人类生产水平的制约,因为区域发展方式中技术体系代表了生产力水平。一般来说,生产力水平越高,区域发展方式越先进。然而,仅仅依据生产力水平解释区域发展方式已与现代社会经济的发展不相适应了。大量事实证明,人们手中越来越先进的技术,会日益助长人们的功利主义和人类中心主义,其结果必然是环境污染、资源枯竭、生态破坏等问题发生。区域发展主要受地理位置、资源与环境、技术体系和产业结构四个因素的影响。

(1)地理位置

每个具体区域独有确定的地理位置,这是地表区域的一个基本属性。地理位置的优劣会显著影响区域演变与发展进程。通常,优越的地理位置会促进区域社会经济发展,而不利的地理位置则会相对地延缓区域社会经济发展。从现代社会经济发展的一些事实看,地理位置的作用似乎不像传统观念中所认为的那样大。当代高科技、信息网络技术的发展,正在改变着人们传统的时空观,人们会用高科技、网络技术及生态工程重新评价地理位置影响的重要性程度。

(2)资源与环境

区域发展的物质基础就是资源与环境。许多产业部门要消耗大量资源和能源,资源的种类、数量及其组合制约着区域的性质和发展过程。例如,铁矿石与煤炭是大型钢铁工业与机械加工工业的基础条件,有色金属与水电可以发展大型有色金属工业。此外建筑材料、造纸、火电等产业虽然对资源的消耗强度较大,但可以促进与带动其他产业的发展并大量地增加就业岗位,从而推进整个区域经济的发展。假如没有钢铁工业、化学工业,也没有纺织、印染业,区域的现代建筑业、交通业、旅游业、农业的发展以及人们的日常生活就无法进行。

(3)技术体系

区域经济的发展往往依赖于互相联系而又互相补充的一系列技术构成的复杂体系。比如,原材料生产技术,半成品、成品的加工生产技术,交通运输技术,信息通信技术,环境保护技术等都是用来实现区域的时空发展的技术组合方式,也就是区域发展的技术体系保障。高科技在人类社会经济发展中的作用日益加强。高技术具有团聚作用,主要体现在“区域性团聚作用”和“大城市团聚作用”。前者指高技术出现在广泛的区域性尺度上,反映广阔区域内交通、财政和政治的外在性。后者指高技术在比较窄的范围内起作用,即大城市区域内劳动市场和商业服务的接近程度。

(4)产业结构

产业结构包括所有物质生产部门和一些非物质生产部门,既含有技术结构,又含有产品结构、企业及公司组织结构等,是一个复杂综合体。产业结构反映了不同产业部门之间的比例关系,实际上也反映了不同产业部门之间存在着物质、技术的多样性及内在的统一性关系。产业结构是现代区域发展与演变的主体。现代区域发展演变都离不开产业带发展,因为产业既为人们提供生产和生活的基本物质条件,又是区域形成和发展的物质基础。主导产业(能引导、带动国家和地区全部经济发展的产业)的领先发展,将会带动区域内一系列部门的相应发展。第二次世界大战以后,日本工业发展先后出现三组主导产业:第一组是电力工业,带动了高耗电工业的发展;第二组是石油、石化、钢铁、造船等工业,带动了加工、组装工业的发展;第三组是汽车、家用电器等机械工业,带动了高技术产业的发展。近些年来又出现第四组主导产业,即硅电子产业,它带动了软件、信息产业的大规模迅速发展,深刻地改变着区域发展的时空结构。

3)空间结构特征及区域发展阶段

空间结构研究是区域研究的重要方向。空间结构的基本含义是指人类社会经济活动和自然过程的空间组织形式,它包括空间分异和组织关系、等级规模结构、空间相互作用及空间格局。空间结构不仅是社会经济活动的“容器”,而且体现了活动的空间属性和相互关系。空间结构研究把位于一定地域范围内的有关事物看成是具有一定功能的有机整体,并且考虑其时间上的先后变化。空间结构研究涉及农业与土地利用、工业区位、服务业、城镇居民点、基础设施的区位、运输网的布局、信息的区际流动等内容。

人类社会经济活动改变着空间节点、轴线和网络的分布状态,从而引起空间结构的变化,因此,可以认为区域生产力发展是区域空间结构变化的最大动力。从人类历史看,生产力的发展具有明显的阶段性,一般而言,区域社会经济发展和空间结构演变可以分为下面五个阶段。

(1)社会经济以农业占优势、空间结构初始均衡阶段

在产业革命以前的漫长历史时期中,生产力水平十分低下,绝大多数居民从事广义的农业和家庭手工业,农业生产活动构成广阔而相对均质的域面,居民点的职能主要是作为农民的居住地。随着社会经济的发展出现一些零星的城镇,但其规模一般不大,主要职能是作为商品交换场所,影响范围较小,交通运输水平低,且未成网络;各节点间的人员、物质、信息的联系和交流较少。此时,空间结构具有较大的稳定性,呈现离散封闭的初始均衡状态。

(2)过渡阶段

社会内部的变革和外部条件的变化导致社会经济的较快发展,主要表现在:社会分工明显,农业有了发展,剩余产品增多,出现了繁荣兴旺的手工业和矿业,以及规模不大的原材料工业和制造业,开辟了水上交通,铁路和公路运输开始出现。商品交换的规模大大扩大,城乡交流频繁,农村人口大规模涌入城市,城镇日益扩大,在工矿业基地和港口附近出现新的城镇。区域经济增长集中在城市,城市开始发挥政治、经济的领导和组织职能,出现空间集聚程度的不平衡和中心—外围结构,远离城市的边缘地区仍然落后,空间结构不稳定。

(3)工业化和经济起飞及空间非均衡阶段

产业革命以后,社会生产力有了质的飞跃,工业化和城市化加速进行,工业逐渐取代农业,成为区域经济的主体,主要发展的部门是钢铁、机械、化工、动力、纺织等。由于它们在条件优越的城市集中,使这些城镇成为区域的经济中心城市。同时,科学技术得到较快的发展,第三产业开始大量出现,建立起比较发达的交通、通信网络,并渗入到区域的各部分。由于中心城市的影响,经济的发展和资源大规模开发,区域的中小城镇也发展起来,前一阶段的单中心结构逐渐变为多核心结构,出现了初步的职能分工和等级体系。城市之间、城乡之间的联系和交流极为频繁,受经济实力的限制,边缘地区没有得到充分的开发,空间结构表现为多核极化结构,仍处在变化之中。

(4)产业分散化和空间结构均衡化阶段

生产力进一步发展,区域经济实力大为增强,中心城市的扩散效应使城市出现郊区化趋势,郊区卫星城镇大量涌现,中小城镇得到较快发展,规模增大。在区域内的落后地区,由于开发力度的加大,兴起一批城镇,与前一阶段形成的城镇一起共同接受中心城市的产业和技术扩散,发展速度加快,成为区域发展的热点地区。交通、通信等各种线状基础设施组成的网络在核心区进一步改善的同时,向整个区域铺开,中心区、外围区之间的经济技术联系加强,网络系统开始形成,区域空间结构均衡化也占据主导地位,区域之间的差距在逐步缩小。

(5)技术工业和高度消费及空间结构高级均衡阶段

区域生产力高度发达,经济基础雄厚,科学技术得到高度发展并广泛应用,社会成员收入水平不断提高,有现代化的交通、通信系统,发达的计算机技术,人才和信息的重要性大大提高。同时,过密和过疏问题得到较大程度的缓解,区域之间的不平衡及就业、收入、消费水平和选择机会的差异趋于消失。其结果是使各地区资源得到充分合理利用,空间组成要素融合为有机整体,整个区域的城镇居民点、服务设施及其影响范围形成一个有机联系的城镇体系,城乡协调发展的特征明显,区域空间结构表现出高度发达的相对均衡状态。

在空间结构理论中,区域发展通常被看做是一种空间过程,并认为区域发展总是从一些点开始,然后沿着一定的轴线在空间上延伸,点与点之间相互联系和相互作用的结果是在空间上通常沿着交通线联成轴线,点线的经纬交织形成区域网络。一般认为,区域发展包括区域经济开发和区域经济增长两个方面。在区域经济发展过程中,除了政治、经济、社会结构的相应变化外,最明显的是空间结构变化。长期以来受增长极理论、大推进理论、大宗商品出口理论、区域比较利益理论、货运中转理论、自由人口理论等的影响,均衡增长和不均衡增长的区域开发形式得到了较为普遍的应用。区域经济增长区内生产和消费的增加,包括不发达地区的区域经济和发达地区的区域经济增长两种情况。不发达地区区域经济增长的关键在于运用经济“起飞”理论重建良性循环的区域经济结构。在发展中地区,经济增长的制约因素是资本供给。在经济已经“起飞”的发展地区,扩大资本需求是保持持续稳定经济增长的主要途径。从城乡二元结构理论来看,用现代化部门吸收传统部门的剩余劳动力,是推进解决不发达地区区域经济发展的重要途径。地域生产综合体理论和协同发展理论对促进发达地区的经济增长具有一定的意义,即利用经济区形式实现自然力和生产力的最有利的组合,区域经济系统整体效益的提高在于子系统同步协调发展。

《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十一个五年规划的建议》提出我国将形成合理的区域发展格局。继续推进西部大开发,振兴东北地区等老工业基地,促进中部地区崛起,鼓励东部地区率先发展。东部地区要努力提高自主创新能力,加快实现结构优化升级和增长方式转变,提高外向型经济水平,增强国际竞争力和可持续发展能力。国家继续在经济政策、资金投入和产业发展等方面,加大对中西部地区的支持。东部地区发展是支持区域协调发展的重要基础,要在率先发展中带动和帮助中西部地区发展。长三角不仅肩负着科学发展、创新发展、率先发展的重任,同时可以长江上溯辐射,对带动中部地区崛起,推进西部大开发起到重要作用。

一个国家或区域的发展,既取决于自身条件和基础,更取决于能否审时度势地看待其所处的形势和历史方位,及时抓住并利用好机遇,选择合适的发展模式。面对影响波及更为深远的全球化浪潮,我国在改革开放20年后,要在世界经济格局,特别是在东亚地缘经济中占有核心位置,唯有不断地深化改革、扩大开放、发展经济、提升国力,也唯有依靠沿海经济发达地区进一步培育自主发展能力和国际竞争实力,代表国家加入全球化经济社会体系,才能在国际竞争中立于不败之地。这样的重任无疑将落在沿海及内陆已经上升至国家战略层面的发展地区。

陆大道(1995)在点轴开发模式基础上,提出“T”字形发展战略:东部沿海地带和长江沿岸地带构成“T”字形地域,具有地理位置优越、经济基础雄厚、交通便捷等多项优势,应当作为全国的一级开发轴线,重点建设、重点布局,以实现最佳的空间组合。20世纪80年代以来的深圳、浦东以及天津滨海新区开发建设,使中国沿海开发与开放成功走出了一条“极点牵引型”路径。长三角、珠三角以及京津冀迅速跃升为中国经济最为活跃的“三极”。

3.4.2 区域规划的理论基础

各类尺度的区域发展规划实践是区域发展理论应用的重要方面。区域规划是指在一定地域范围内对国民经济建设和土地利用以及生产力布局的总体部署。其主要任务是根据规划区域的发展条件,从其历史、现状和发展趋势出发,明确规划区域经济发展的方向和目标,对区域社会经济发展和总体建设,包括土地利用、城镇建设、基础设施和公共服务设施布局、环境保护等方面作出总体部署,对生产性和非生产性的建设项目进行统筹安排,并提出关键性的实施对策。区域规划的目的是发挥区域的整体优势,达到人和自然的和谐共生,促使区域社会经济快速、稳定、协调和可持续发展。

在区域发展规划中必须重视城乡关系的协调。只顾城市,不管乡村,其结果不仅伤害了乡村,而且也抑制了城市自身的发展,城乡关系的协调是社会正常运转的基本保证。尽管在城市集中了人类绝大部分的物质文明和精神文明,在推动社会进步上起主导作用,但是,乡村向全社会提供了维持人类最基本需要的消费品,因此,农业一旦受到伤害,受到最大震动的往往不是乡村,而是城市。城市规划中,必须考虑使城乡之间建立良性循环。

区域发展规划已有近百年的历史。它是在工业革命以后为了解决工业的发展、城市的扩大而引发的一系列社会经济问题而产生的,是工业化促进的结果。尤其是在第二次世界大战后,伴随着欧洲国家的城市重建和经济发展,以城市为核心的区域规划旺盛发展。例如美国的大纽约地区、芝加哥地区和英国大伦敦地区的规划等。特别是20世纪60年代后,由于工业化和城市化的发展,人口、资源、环境问题日益突出,区域规划对诸如此类问题的解决发挥了积极的作用。

我国自20世纪50年代中期也开始了区域规划的尝试,在改革开放以后更是得到了深入的发展。如80年代对长江三角洲的上海经济区划、珠江三角洲的城市群规划等。区位论、中心地理论、增长极理论、梯度发展理论、倒U字形理论、点—轴开发模式、聚集理论、圈层开发理论等区域发展理论大量运用到了区域规划的实践中。下面简要介绍在我国区域发展规划中运用较多的四个理论。

1)增长极理论

增长极概念最早由法国经济学家F.配鲁(F.Perroux)提出,法国地理学家J.布得维尔(J.Boudeville)则对增长极理论进行了更加深入的描述。他认为增长极是指在城市区配置不断扩大的工业综合体,并在其影响范围内引导经济活动的进一步发展。增长极理论对于区域开发和区域规划具有重要的意义。增长极对于区域经济发展的积极影响有两个方面:一是极化中心本身的经济增长;二是极化中心对周围地区的影响。一方面,增长极产生向心力和吸引力,使周围区域的劳动力、资金、技术等要素转移到核心地区,从而加大了核心地区与周围区域的经济发展差距,这一过程称之为“回流效应”。另一方面,核心地区产生扩散作用,通过产品、资本、技术、人才、信息的流动,对周围区域起到促进、带动作用,这一过程成为“涓滴效应”或“波及效果”。所以,我们可以看出:前者是增长极的集聚效果,后者是扩散效果。增长极理论在区域规划中的应用主要体现于:①处理好增长极与城镇的关系;②增长极类型与规模的选择;③选择适宜的地点培植增长极;④充分发挥增长极的功能;⑤增长极的体系;⑥对增长极的集中投资等。

世纪之交,我国地理学家对增长极理论和点—轴理论进行研究分析后,又提出区域发展的双核结构模式。双核结构模式是指在某一区域中,由区域中心城市和港口城市及其边线所组成的一种空间结构现象,它广泛存在于中国沿海和沿江地区,以及其他国家和地区中。从形成类型看,可分为内源型和外源型两种类型的双核结构,具有一定的形成规律和机制。在我国的沿海省区,表现得特别明显,如辽宁的沈阳与大连、山东的济南与青岛、浙江的杭州与宁波、广东的广州与深圳等。

2)核心—边缘理论

核心—边缘理论由美国区域规划专家J.R.弗里德曼(J.R.Friedmann)于1966年提出。其理论基本上也是以极化效应和扩散效应来解释核心区域与边缘区域的演变机制。他认为经济增长的空间动态过程包括:①前工业化阶段;②工业化初期阶段;③工业化成熟阶段;④空间相对均衡阶段(后工业化阶段)。他所指的核心区域一般是指城市或城市集聚区,是经济发达地区,是创新活动基地、新的技术和新的工业的发源地。而边缘区域是国内经济较为落后的区域,其中又可分为上过渡区(是兴盛区域,投资增加,移入人口多于迁出人口的地区)、下过渡区(是经济停滞、生产率低,青壮年人口大量移出地区)和资源边疆区(能与核心区域合作,经济出现新的增长势头的地区)。他对“核心”与“边缘”并没有明确的界定,只是一个相对的概念。但是他阐明了核心与边缘的关系,发展核心,带动边缘,发展城镇,带动周围乡村,这在规划实践中可供借鉴。在区域规划中,一般应针对不同地区的发展状况、存在问题和发展的潜力,制定相应的规划方案。对于核心区域应充分发挥当地优势,大力发展高科技产业,巩固和加强其金融、信息、商业、科技等产业的领先地位,适当向外围地区扩散传统产业和人口,控制核心区域城市人口和产业过度臃肿及环境质量退化的现象;对于边缘地区中的上过渡区则要调整陈旧的产业结构,以高技术、高附加值、高需求收入弹性的产品作为主导部门的发展方向,搞好区内基础设施,密切与核心区域的联系与协作,更多地吸引核心区域的投资和外迁企业;对于下过渡区,宜改造和提高传统产业部门,不断调整产业结构,增加新的就业岗位,并通过调整布局,发展与核心区域互补经济等手段,使其重新获得增长动力;对于资源边疆区则宜尽可能将资源优势转化为深加工产品优势,不断壮大输出性强的基础部门,并通过这些部门的发展对当地经济产生的产业关联效应,带动其他部门的发展。

3)点—轴开发模式

此理论是采用据点与轴线相结合的模式应用于区域规划中。据点开发理论认为,由于资金的有限,要开发和建设一个地区,不能光在面上铺开,而要集中建设一个或几个据点,通过这些据点的开发和建设来影响与带动周围地区经济的发展。轴线开发理论或者称带状开发是前者的进一步发展。该理论认为,区域的发展与基础设施的建设密切相关。将联系城市与区域的交通、通信、供电、供水、各种管道等主要工程性基础设施的建设适当集中成束,形成发展轴,沿着这些轴线布置若干个重点建设的工业点、工业区和城市,这样布局既可以避免孤立发展几个城市,又可以较好地引导和影响区域的发展。在据点开发和轴线开发扩展理论的基础上,又进一步发展出了条带开发模式。我国著名地理学家陆大道也曾提出过“点—轴系统”模式,为国内许多人文地理学家所采用,使这一理论逐步完善成熟。这里的“点”一般指中心城市,区域经济发展的核心;“轴”作为地区经济发展的交通走廊,对附近地区有很强烈的辐射力。

该理论的核心是,社会经济客体大都在点上集聚,通过线状基础设施而联成一个有机的空间结构体系。其开发模式是地域开发有效的方式之一,在规划实践中具有重要的指导价值。“点轴系统”理论的核心是关于区域的“最佳结构与最佳发展”,它反映了社会经济空间组织的客观过程和规律,是一种最有效的区域经济开发模式。这种实践经济在我国经济最发达的长江三角洲、珠江三角洲和京津唐区域得到印证。它有利于发挥集聚经济的效果,能够充分发挥各级中心城市的作用,有利于把经济开发活动结合为有机整体,有利于区域国际化、现代化开放式地发展。

4)圈层结构理论

19世纪40年代,德国农业经济学家冯·杜能提出了著名的“杜能环”的圈层空间结构模式。1925年美国芝加哥大学社会学教授E.W.伯吉斯(E.W.Burgess)提出同心圆城市地域结构模式。20世纪50年代以后,狄更生和木内信藏提出了近似的城市地域分异三地带学说,认为大城市圈是由中心地域、城市的周边地域和市郊外缘的广阔腹地组成。圈层结构反映了城市的社会经济景观由核心向外围呈规则性的向心空间层次分化。城市及周围地区大致可分为3个圈层:①内圈层,可称为中心城区、城市核心区,是城市核心建成区。该圈层是完全城市化了的地区,基本上没有大田式的种植业和其他农业活动,以第三产业为主。本区是地区经济最核心部分,也是城市向外扩散的源地。②中间圈层,称为城市边缘区,是中心城区向乡村过渡地带,是城市用地轮廓线向外扩散的边缘。③外圈层,为城市影响区,土地利用以农业为主,农业活动在经济中占绝对优势,与城市景观有明显差异,居民点密度低,建筑密度低。圈层结构理论现已被广泛地应用于不同类型、不同性质、不同层次的空间规划实践中,如卫星城镇的规划建设、城市经济圈的发展模式等。

3.5 资源安全的保障

3.5.1 中国资源瓶颈问题分析

1)人均占有资源少,资源相对紧缺,生存空间狭小

中国国土960万km2,仅次于俄罗斯与加拿大,居世界第三位,自然海域473万km2。中国主要自然资源的总量均居世界前列,实际耕地约19.51亿亩*,占世界的6.8%,居世界第四位。森林面积23亿亩,居世界第八位。草地面积约60亿亩,居世界第二位。河川径流量2.7万亿m3,居世界第六位。淡水资源约2.8万亿m3。可开发的水力资源3.7亿kW,居世界第一位。矿产资源总值居世界第三位,其中煤、钨、钛、稀土、菱镁矿居世界第一位。中国主要自然资源的总丰度与世界各国相比,仅次于俄罗斯与美国,堪称资源大国。但是中国人口众多,至今已13亿,按人口平均来看,中国人均资源较少。

中国人均国土面积仅11.5亩,为世界人均的1/3,中国山地丘陵占2/3,干旱、半干旱地区占国土的1/2。东半部半湿润、湿润地区集中了90%以上的人口,特别在沿海和平原地区,生存空间狭小。

各类资源的人均量:人均耕地1.58亩,仅为世界平均数的1/3;人均草地4.85亩,仅为世界平均数的1/2;人均森林面积1.86亩,为世界平均数的1/6;人均水资源量约2 200m3,为世界平均数的1/4,人均可供开发的水力资源技术可开发装机0.3kW,所占比重最大,也仅为世界平均数的3/4;人均矿产储量总值1.5万美元左右,至于各类矿产资源如按13亿人口平均,绝大部分均低于世界人均占有量。中国的能源蕴藏量位居世界前列,同时也是世界第二大能源生产国与消费国。中国远景一次能源资源总储量估计为4万亿t标准煤。但是,人均能源资源占有量和消费量远低于世界平均水平。1990年,中国人均探明煤炭储量147t,为世界平均数的41.4%;人均探明石油储量2.9t,为世界平均数的11%;人均探明天然气为世界平均数的4%。

人均占有资源量少是中国可持续发展的一个重要瓶颈因素。一个国家居民消费水平和生活方式在很大程度上取决于该国的人均自然资源占有量或消费量。对中国来说,具有约束性影响的稀缺性资源主要是耕地人均量过小与淡水供应不足。至2030年,中国人口将达到16亿高峰,那时人均耕地面积将下降到1.12~1.15亩,按联合国粮农组织的标准,人均占有耕地少于0.8亩为耕地的警戒线,我国也将接近这个临界值。目前人均耕地低于0.8亩的有6个省市,即北京、天津、上海、浙江、福建、广东等大城市和东南沿海省份。按国际上一般承认的标准,人均水资源量少于1 700m3为用水紧张的国家。至2030年,我国人均占有淡水资源将下降到1 760m3,因此,我国未来人均占有当地水资源的形势是相当严峻的。特别是华北地区,目前人均水资源量已少于500m3,已经到了危急程度。采取开源与节流是刻不容缓的措施。

2)资源地区分布不平衡,组合错位

各类资源分布的差异、它的组合特点与其成因和地理分布规律有关。中国各类资源匹配总体看不够理想,组合错位。南方地区水多耕地少,水资源占全国水资源总量的81%,而耕地只占全国耕地的35.9%,能源资源普遍短缺。中国矿产资源分布也很不平衡,华东、华中与华南地区矿产资源较为贫乏,煤炭仅占全国的1.0%,石油占0.7%,铁占18.6%。西南地区水力资源占全国的70%,铁、有色金属、磷、硫较为丰富,但山高坡陡,耕地资源更缺,也是严重的石油短缺地区。北方地区耕地多水少,耕地资源占全国耕地总面积的64.1%,而水资源只占全国总量的19%,能源与矿产资源丰富,煤炭资源的90%、铁矿的60%、石油资源几乎全部在北方。北方地区水土资源严重不平衡,水是可持续发展的主要限制条件。西北干旱地区,耕地占5.8%,水资源占4.6%,似乎基本平衡,但西北土地辽阔(土地面积占全国土地的35%),大部分土地因干旱缺水而不能开发,水资源短缺是限制西北地区资源开发与经济发展的约束性因素。

从人口分布看,中国北方人口占45.3%,土地面积占63.6%,以黄淮海地区人口最为集中,占全国人口的33%,土地面积占15%,人口密度最大;中国南方人口占52%,土地面积占36%,比北方高,其中长江流域,人口占35%,土地面积占19%,人口密度也是全国最大的地区。

3)资源开发强度大,后备资源普遍不足

中国人口众多,各类资源在经济技术所能及的范围内,都得到开发利用,宜农地资源的利用率达到90%以上,后备资源不足。而且适宜开发种植农作物的后备资源面积仅1.5亿~2亿亩,可开垦净耕地1亿亩,为现今实际耕地的1/20,宜农耕地资源已处于“饱和”甚至“超饱和”状态。黄土高原、风沙地带、西南山区,因平原耕地不足,采取陡坡开荒、沙地开荒,造成了大面积水土流失、土地沙化和退化。中国荒漠化地区的耕地退化达40%左右。天然草地过牧超载约1/3,造成草地生产力普遍下降30%~50%。中国林地资源丰富,利用率只有50%略多,还有17亿亩的宜林荒山草地,提高森林覆盖率潜力很大。但现实森林资源同样是采大于育,采育失调,木材供应赶不上需要,将有枯竭危险。同时,生态功能较好的近熟林、成熟林、过熟林面积也不足30%。华北地区地下水资源开采过度,缺乏水资源补充,普遍发生大漏斗,有些滨海地区已发生海水倒灌。东部油田,储采比降到约10∶1,大都已经进入中晚期,且新油田接替不上,后备资源短缺。1993年起我国已成为原油的净进口国。替代能源等新能源的研发尚需加大力度推进。

4)中国未来资源形势严峻

淡水、耕地与油气资源是我国最稀缺的资源。21世纪20年代至30年代,中国人口达到16亿的高峰值,届时大部分资源,尤其涉及国计民生的战略性资源淡水、耕地与油气资源供应均面临着十分严峻的形势,如果不采取有效的措施,就可能出现资源危机,严重影响国民经济的发展与社会进步。首先是淡水资源不足。耕地和水资源属国土的基本资源,既是人类生存的最重要资源,又是不能通过国际市场交易的资源,因此,珍惜、保护这两类资源就显得特别重要了。

属于影响我国国计民生的第三类资源是油气资源。我国在未来能源构成中石油和天然气短缺已成定局。随着工业化的高速发展、人民生活水平的日益提高、环境保护的日益突出,油气资源越来越紧张。但是油气资源不像水土资源,它可以在国际市场上进行交易,在可以预计的未来,我国将成为油气资源进口的大国。

21世纪上半叶,中国的主要战略性资源供应不仅缺口加大,而且峰值相逼,相互叠加,资源供应将处于最困难、最严峻时期,绝不容乐观。

综合各类资源,我国真正优势的资源是劳动力资源。在20~30年内我国将保持6亿~8亿劳动人口。这是世界上最大的劳动力资源,经过教育与培训,可以成为全世界质高价廉的劳动力。这不仅有利于我国现代化建设,也有利于国际竞争。

3.5.2 实施资源可持续利用战略

人口众多,资源相对短缺,生态环境不佳,物质基础薄弱,地区差异大,是中国的基本国情。中国必须走可持续发展的道路,协调人口—资源—环境的关系,优化资源组合,实施资源的可持续利用战略。应继续坚持控制人口数量,提高人口质量。提高人口质量关键在于教育。贯彻科教兴国战略,加强人力资本的投入,尤其是加强基础教育,提高劳动力素质,以适应社会主义建设和发展国际劳务的需要。要改变高消耗资源的粗放型发展经济模式为集约型发展经济模式,其核心思想是从生产领域、流通领域、消费领域都注意节约资源,建立一个资源节约型和环境友好型的国民经济体系,以提高资源的利用率与单位资源的人口承载力,开拓资源领域,增强资源对国民经济的保障程度。节约、高效利用资源必须增加资源的技术含量,推进科技进步是建立资源节约型和环境友好型国民经济体系的关键。任何一个国家都不可能拥有自身经济发展所必需的一切自然资源,只有通过国际贸易出口具有优势的资源产品,进口本国稀缺的资源产品,实现资源转换,即在两种资源市场中,建立本国的资源安全供应系统。

资源安全是资源短缺时代的产物。所谓资源安全就是保障人类生存与发展中自然要素(包括物质、能源、过程)的稳定、持续、及时与足量的供给。其中包括资源开发过程中的自然资源、经济与人类发展三者关系的协调,人类对自然控制能力的提高,以及国家经济在国内外资源的综合运筹下的供给中断风险的最小化与资源利益的最大化。一般而言国内资源的安全是可控制的,当国内资源与经济矛盾开始激化之时,政府便会出面,通过产业结构调整,使得资源中断的过程延缓、有准备和可替代;而当民族经济的发展不得不依赖国际贸易的时候,其民族生存与经济发展的资源安全将处于国际经济利益的相互依赖的系统之中。当一个国家面临资源短缺,不得不依赖国内外两种资源之时,应尽可能地扩大短缺资源的资源基础,提高短缺资源的利用效率,在国际政治经济中将短缺资源的不可控因素转化为可控因素,并且通过科技进步摆脱短缺资源对经济的束缚。

中国的资源安全基本目标就是基于国内外两种资源与两种市场下,保持国民经济的资源需求与资源供给之间相对的、长期的和稳定的平衡。这一机制建立的最终目的就是在资源全球化的国际发展潮流下,逐步改善我国相对于全世界的自然资源利用的基本态势,强化我国优势资源在世界经济中的地位,逐步减弱我国自然资源的相对劣势,加快自然资源供需系统结构的演进过程。

我国资源安全保障体系建设的主要内容包括以下五个方面:一是保护我国资源系统的相对平衡和稳定,在保障资源最大产出的同时,产生最小的资源异化效应,建立人口、资源、环境的和谐关系。二是寻求资源的高效利用,使我国经济逐步转向资源节约型经济,降低经济要求对国内资源基础的压力。三是开展资源国际贸易,弥补资源短缺,通过国际经济的相互依赖保证国内短缺资源的安全,推进资源型产业的国际化。四是推进科技进步,使人类的生产逐步摆脱自然的束缚,从而使得我国在未来的经济发展中摆脱资源不安全的威胁。五是建立资源安全的战略管理体制,通过对国内外资源系统的运筹与控制,保障我国资源安全体系的运行。

当今越来越多的国家高度重视克服和缓解自然资源的有限性与社会经济发展无限性之间的矛盾,因为资源短缺或资源利用无序和紊乱是影响一个国家可持续发展的重要约束条件。人类几百年的工业文明已使自然资源面临损耗殆尽的状态,对迅速膨胀的人口压力已不堪重负。因此,人们在考察资源经济性的同时,不得不考虑其自然性。资源系统的保育首先是保持人与资源、环境的和谐关系,其次是不断改善资源系统功能与不断补偿资源系统的损耗,同时还要对后代子孙资源的持续利用担负起道义上的责任。在资源系统中,每一项资源开发的变化,都将导致其他资源开发状况的相应变化和产业发展与构成的系列影响。一项资源的破坏,造成其他资源与未来资源的破坏,就构成了资源系统的不安全。因此环境伴随着资源开发发生着必然变化。环境的变化不仅危及到资源利用,也危及到人类生存与发展,当这一矛盾激化到一定程度,就将导致自然基础的崩溃,导致资源供应的中断,资源安全保障基础受到威胁。自然资源整体性的保护就是人类活动与环境的协调,使得在资源开发中对自然的改变尽可能地适应自然系统自协调的规律。人类对自然系统自协调规律认识程度越深,资源与环境的可控性就越强。

建立资源节约型国民经济体系的核心思想是建立一个低消耗资源,促进资源节约,杜绝资源浪费,提高资源利用率和单位资源产出率,增强资源对国民经济发展的保障程度,以缓解资源的供需矛盾。其基本内容是:建立以节地、节水为中心的集约化农业生产体系;建立以节能、节材为中心的节约型工业生产体系;建立以节省运力为中心的节约型综合运输体系;建立适度消费、勤俭节约为特征的生活服务体系。

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