京津冀人地系统原型识别与韧性测度研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 鲍文楷 |
| 答辩日期 | 2022-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 刘彦随 ; 杨园园 |
| 关键词 | 人地系统 人地系统科学 原型分析 韧性 京津冀地区 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 人文地理学 |
| 英文摘要 | 随着人类文明的不断发展，人类活动对地球表层环境的影响逐渐加剧，地球 进入了“人类世”这一新的地质时代。现代人地关系因此已发生了深刻的变化，地 球表层形成了以人地系统耦合与交互作用为动力的地表新圈层“人地圈”。在这一 背景下，面向人类世、立足“人地圈”，发展和创新人地系统科学，理解和探究 人地交互作用的模式与机理是解决当前人类社会所面临的可持续发展问题的关 键。尽管人地交互作用是无形的，但类似的交互作用模式在不同地点塑造了反复 出现的人地系统类型，也即人地系统原型，因此识别人地系统原型为理解人地交 互作用机理与典型模式提供了新的研究视角。基于此，应用多源遥感和空间大数 据技术刻画人地系统原型的典型模式，测度不同人地系统的韧性，并探明人地系 统转型对于人地系统韧性演化的作用机制，对推进区域可持续发展、城乡融合与 乡村振兴等国家重大战略有着重要的科学意义。 面向人地系统的可持续发展，本研究以人地关系地域系统理论和人地系统科 学为指导，以京津冀地区为案例研究区，围绕以上研究问题展开探索。主要研究 结论如下： （1）基于人地系统耦合和“人地圈”的基本理论内涵，认为人地系统（Humanearth system）是由社会经济子系统和自然生态子系统通过两系统间的人地交互 作用耦合而成的复杂系统。基于此，本研究构建了适合京津冀地区的人地系统原 型分析框架，从人地系统的社会经济子系统、自然生态子系统以及人地交互作用 三个组成部分入手，选取 2020 年来自 10 种数据源的 18 个指标建立了多源数据 融合的人地系统原型刻画指标体系，并提出了一种新颖的自上而下的特征分类和 自下而上的层次聚类相结合的方法，实现了栅格尺度的人地系统原型识别。本研 究划分得到双层结构的人地系统原型体系，包括 5 类主导系统原型和 11 种地域 子系统原型。主导系统原型根据不同系统主导功能和特征的不同，分别命名为城 镇系统、城乡融合系统、农业系统、生态交错系统和林草生态系统，它们分别细 分为 2、1、3、3 和 2 类地域子系统原型。结果表明，人地系统原型有效刻画了不同人地系统的典型模式特征和主导功能，以及不同类型人地系统实现可持续发 展所面临的主要挑战和应对措施，从而可以促进研究者和决策者对京津冀地区以 及世界其他地区的类似人地系统所面临挑战的理解和可持续策略的研究与制定。 （2）本研究基于韧性的相关理论，构建了人地系统韧性框架，从人地系统 韧性的适应力和扰动度两大维度选取 12 个指标构建了人地系统韧性测度指标体 系，定量测度了京津冀地区人地系统的韧性及其空间特征，并分析了其主要影响 因素。研究发现，京津冀地区人地系统整体韧性水平较高，空间上呈现出“东南 西北高-西南东北低”的 X 型分布格局，高韧性地区主要存在于城镇系统、林草生 态系统和高原农业主导系统中，低韧性区主要分布在研究区西南部和东北部的生 态交错系统中。不同人地系统韧性的成因差异较大，受到人口压力、土地利用变 化、地质灾害、干旱等复杂人类活动和自然干扰的双重影响，未来应因地制宜施 策以提升区域可持续发展能力。 （3）本研究揭示了人地系统韧性随人地系统转型的演化规律及内在机理。 基于人地系统科学的相关理论并参考了 Cumming 等提出的人地系统转型的概念 模型，本研究发现人地系统从自然主导的林草生态系统转型到人类主导的城镇系 统的过程中，人地系统的韧性呈现出先下降后提升的“U”型曲线演化规律。在 人地系统转型的过程中，人类活动不断加强，人地交互作用改造自然的强度和广 度不断提升，原有的自然系统发生了破碎重组，导致人地系统韧性出现暂时的下 降，但人地系统在破碎重组后进入了城镇系统阶段，人地系统韧性水平显著提升 并超越了自然系统的水平，实现了质的飞跃。 本研究基于多源数据融合提出了一种新颖的栅格尺度人地系统原型识别方 法，并以京津冀地区为案例有效识别了快速城镇化地区的人地系统原型类型及其 典型模式与挑战，丰富并扩展了人地系统的研究方法和理论认知。此外，本研究 中揭示的人地系统转型对于人地系统韧性的作用规律可为本研究区以及全球其 他类似地区的人地系统优化调控和可持续发展提供科学参考。因此，本研究对于 人地系统研究的创新发展和区域可持续发展的具体实践均有一定的借鉴意义。 |
| 学科主题 | 人文地理学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 126 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/184487]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 鲍文楷. 京津冀人地系统原型识别与韧性测度研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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