1 引言 长期以来,受历史和科技发展的阶段局限性影响,人类活动主要集中于地表空间,低空空域处于休眠和未开发状态[1]。随着无人机、通信导航、监测感知等技术的发展成熟以及低空空域管理改革,低空经济迎来了重大发展机遇。作为一种新型经济形态,全球各国正在加快布局,低空经济表现出多元化、规模化和商业化的发展趋势。 在中国,低空经济是党的二十届三中全会的重要部署,已成为培育新质生产力、促进高质量发展的“新赛道”。中央空管委、中国民航局、国家发展改革委、工业和信息化部、气象局等部门相继出台了促进低空经济发展的政策文件和实施意见,2024年国家发展改革委低空经济发展司挂牌成立。低空政策导向逐渐从以安全为主转向安全与发展并重,关注点向不同空间区域的多要素、多场景的应用领域拓展。 随着对低空开发利用能力和强度的不断提高,人类与低空地理环境交互关系日益密切,低空逐渐从单纯的大气空间延伸至具有自然属性、社会属性和经济属性的资源要素,人地系统的耦合协调发展面临新的要素条件。低空涉及空域容量、气象条件、地形地貌、人类活动等多要素,构成了低空-地表-人类活动巨系统,且叠加在城市、农业、海岛和高原等不同功能场景,交互耦合关系复杂且动态变化显著。然而,低空资源开发利用与低空人地系统研究尚处于“摸石头过河”阶段,存在基础理论与核心技术缺失、低空资源本底不清、基础设施与航路建设不足、低空人类活动的组织模式不明等问题,严重制约了低空经济发展战略的总体规划和顶层设计。 地理学是一门研究地球表层自然要素与人文要素相互关系与作用、融自然科学与社会科学于一体的综合性科学,对于解决具有复杂性的区域性问题意义重大[2],在低空人类活动与低空地理环境的交互研究中具有突出的学科优势。低空经济的健康有序发展依赖低空人类活动与低空地理环境的耦合协调。服务国家发展需求是中国地理学实践“以任务带学科”的重要方向,在低空经济发展的国家战略背景下,如何发挥地理学学科优势,加强对低空资源的开发、利用、保护和管理,服务低空经济国家战略的科学落地,是当前地理学发展的重要任务和使命。为此,本文围绕低空人类活动和低空地理环境,在低空经济与低空资源概念内涵解析的基础上,探讨需要关注的学科研究方向,以期有效地服务低空经济可持续发展。 2 低空经济的地理学释义 2.1 低空经济的概念内涵 低空经济是一个内涵丰富的前沿概念,自提出以来就受到了不同部门、机构和学者的解读。有研究认为低空经济是以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类低空飞行活动为牵引,辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态[3]。部分研究从技术经济视角出发,认为低空经济是以低空飞行活动为核心,以无人驾驶飞行、低空智联网等技术组成的新质生产力与空域、市场等要素相互作用,带动低空基础设施、低空飞行器制造、低空运营服务和低空飞行保障等领域发展的综合性经济形态[4]。部分学者从传统经济领域分类的角度,认为低空经济是指以航空载运与作业装备技术为主要工具,以低空空域为主要活动场域,以低空飞行活动为最终产出形式的系列经济活动构成的经济领域,与海洋经济、森林经济等并列[5]。相关概念均强调了低空飞行活动的核心地位以及对相关领域的辐射带动作用,重点关注对低空空域的利用。然而,低空不仅代表单纯的空域范围,更具有自然资源的通用属性特征[6],对其开发、利用和保护形成的一系列活动拓展丰富了低空人类活动,这意味着低空经济蕴含了更加丰富的内涵。此外,相关概念也并未明确低空的空域范围。 借鉴相关概念,本文提出:低空经济是以真高1000m(含)以下、部分地区可延伸至3000m高度范围的空域为核心,开展的各类开发、利用和保护低空空域的经济活动,以及相关活动的总和。基于经济活动从研发到应用的全流程分工体系,低空经济主要包括低空科技创新、低空基础设施、低空制造、低空飞行活动与运营保障服务等。具体来看: (1)低空科技创新是人类活动向低空领域拓展的技术支撑,是低空经济发展的动力源泉。低空飞行活动依赖动态空域划分、高精度定位、垂直起降巡航、避撞、超局部天气预报等技术,是低空安全的基础保障。随着低空飞行活动的日益丰富,高频次、高密度的低空飞行对高精度的遥感数据与地理测绘数据、实时可靠的通信导航技术、智能的航路规划技术等有更高要求。此外,关键技术的突破也依赖专业人才支撑,人才培养也是科技创新的重要一环。 (2)低空基础设施是低空飞行活动规模化与商业化发展的基础支撑。不同地域单元和行业领域的低空飞行活动时空特征、组织模式以及市场需求等存在差异,例如,农业生产具有季节性规律、设施巡检具有周期性规律、应急救援具有突发性特征和高时效性需求等。因此,需要依托基础设施布局、交通与土地利用一体化等基础理论,根据实际情况合理布局低空设施网、航路网、信息网和服务网。 (3)低空制造覆盖原材料供应、零部件制造、核心系统、整机制造等产业链条。其中,原材料包括钛合金等金属材料与碳纤维等复合材料,核心零部件包括电池、电机、芯片、螺旋桨、机身、机翼等,核心系统包括飞行控制系统、导航通信系统、遥感监测系统和数据处理系统等,整机制造包括直升机、旋翼无人机、电动垂直起降飞行器(Electric Vertical Take-off and Landing,eVTOL)等各类民用和军用低空航空器。企业是低空制造的重要主体,不同产业链环节的企业培育与空间布局以及产业链上下游关系会影响低空经济发展,需要以产业集聚与扩散、产业演化等理论为基础进行研究。随着生产制造技术的日益成熟,无人机已逐渐从简单的消费级无人机,发展到可承担物流配送、测绘等复杂任务的工业级无人机,并成为中国企业参与全球竞争的优势。 (4)低空飞行活动与运营保障服务是人类直接利用低空空域的表现,包括在农林植保、城市空中交通、低空物流、低空文旅、遥感测绘、公共服务等众多场景及领域的应用。不同地域功能和空间单元的低空资源开发适宜性与低空场景应用需求存在差异。例如,在农地、林地、草地等区域,无人机在收集多尺度农业信息和精准施药等方面具有重要作用[7-9],已得到了广泛应用。在城市地区,城市空中交通和低空物流市场前景大[10-12],通过无人机配送医疗物资和外卖食品等已受到市场的重点关注。此外,无人机有助于突发灾害应急响应与监测、公共安全监测、交通动态监测、违章建筑动态监测等方面的工作效率提升[13-15]。因地制宜发展低空经济需要以资源环境承载力、多主体协同与空间治理等理论为基础,识别不同场景的区域适宜性。