中图分类号：K901 文献标识码：A 文章编号：1000-0690(2021)02-0187-11 自吴传钧先生在20世纪90年代提出人地关系地域系统理论以来[1]，人地关系研究逐渐成为地理学认知和解决可持续发展领域众多棘手交叉问题的重要途径。尤其近40a在经济社会快速发展、资源环境压力不断加剧的工业化和城镇化集中推进阶段，人地矛盾大面积、高频率、长时序爆发[2]，科学认知人地关系，预判和调控不可持续的人地相处模式，成为关乎可持续发展的重大科学问题[3～5]。 人地关系是由地理环境和人类活动2个复杂系统交互而成的开放巨系统[1]，这一特性决定了对其精准把控的艰巨性，系统解构人地关系内核并预判其演变趋势也必将经历长期的理论和实践积累[6。然而，近年来人地关系研究呈现片段化、孤立化态势，大多数学者是从单要素视角持续开展纵深研究，聚焦于从某一个特殊视角切入关注某些具体人类活动对地类要素的影响或具体地类要素对某些人类活动的支撑。如，伴随大气污染话题逐渐兴起的城镇化与环境污染之间的关系[7，8]，经济增长/消费模式与碳排放/环境污染的脱钩效应[9]，能源消费的资源环境效应[10]等。从系统视角正面研究人地关系的相关成果中，较为关注流域或区域的人地系统[11]，相对较少从全国层面研判中国人地关系的演变态势。如今，数理模型构建和可视化模拟等技术成为客观认知人地关系并提供决策服务的重要手段，在更大范畴、更深层次、更系统的综合方面对人地关系机理及趋势开展“数据—计算—模拟—分析”成为未来人地关系研究的趋势。 本研究基于多年的基础和经验积累，试图运用系统思维解构人地系统的内在结构，并从未来可持续发展视角长时序综合模拟不同发展情景下中国人地关系的核心表征，延长对中国人地关系的全程监控，通过提前明确政策调控重点，探索人地系统的可持续发展方向。以期为国内地理学界开展相关研究抛砖引玉，引起地理学者对人地关系综合集成研究的重视和关注，共同探索不同尺度下人地关系研究的一般框架及集成方法。 1 数据及方法 1.1 数据来源 本研究涉及大量基础数据，包括长时序的人口、经济、水资源、土地资源、能源消费及供给、碳排放、粮食生产与消费等，主要来源于1978-2017年《中国统计年鉴》[12]、《中国城市统计年鉴》[13]、《中国农业年鉴》[14]、《中国环境年鉴》[15]、《新中国六十年统计资料汇编》[16]、《中国人口与就业统计年鉴》[17]等统计资料。其中，碳排放数据根据相关产业数据进行测算。研究涉及的参数，包括人口增长率、经济增长率、城镇化率、人均粮食消费及亩均粮食产量等，参考自国务院“关于印发《国家人口发展规划(2016-2030年)》的通知”(http://www.gov.cn/zhengce/content/2017-01/25/content_5163309.htm)、《世界人口展望：2019年修订版》[18]、国家中长期发展规划、世界经济合作与发展组织—联合国粮食与农业组织(OECD-FAO)、美国农业部(USDA)以及世界银行数据库等；能源消费弹性、能源结构因子、技术因子参考自国家能源规划及王安建[19]等文献资料。部分数据通过灰色系统预测G(1，1)、表函数、加权平均值、趋势拟合和关联度分析等数理统计分析方法计算得到。 1.2 系统动力学 系统动力学是以反馈控制理论为基础，以计算机模拟技术为主要手段，研究和解决复杂系统的结构、功能与动态行为之间关系的仿真方法，特点是擅长处理高阶次、非线性、多时变的复杂问题，在数据不足及某些参数难以量化时依然可以以反馈环为基础开展研究[20]。其思想及技术雏形由美国麻省理工学院的Forrester J W教授于20世纪60年代用于构建美国“国家模型”，他将美国经济社会作为研究整体，成功阐释了经济长波的产生机制[21]。本研究利用系统动力学以整体观代替要素观的综合优势，在其方法框架下(图1)，首先，通过探究人地关系的系统结构确定系统边界；其次，基于核心要素之间的相互作用关系搭建系统内部的核心反馈回路，并以此为基础构建综合的、可量化的系统流图，勾画模型的核心框架；第三，根据研究目标设定发展情景，研判核心参数及指标；第四，应用历史真实数据作为人地系统行为和状态的参考和验证模式，对系统模型进行校验、监测和调试；第五，进行仿真模拟和预测，评估政策效果及调控重点。按照以上构建人地系统模型的核心步骤，将现实世界抽象、复杂的人地关系精炼为可视、可度量的人地模型加以表达和映射。
图1 人地系统模型的建构过程 Fig.1 Construction process of man-land system model 2 人地关系的系统结构及模型 为准确把握人地关系变化趋势，深入解析其动力机制、识别核心影响要素及系统结构是关键。 2.1 人地系统结构及边界 不同研究视角赋予人地关系鲜明的层级结构[22](图2)。第一层级基于系统视角，侧重研究“人”和“地”2个系统及其相互作用关系，而“人”“地”系统又可分解为多个子系统，所以系统宏观视角的人地关系具有层级嵌套结构；第二层级基于要素视角，重点关注子系统的要素以及要素之间的相互作用关系；第三层级从指标视角，将第二层级的要素细化为若干单项指标，这是评价及调控人地关系最直接的依托。借助不同层级之间的映照和反馈关系探究系统结构并搭建模型框架，即将人地系统分解为子系统中的核心要素及要素关联，并进一步通过指标层级具体刻画和建模，最终聚拢至宏观层面理解整个系统的行为和趋势。
