1 引言 “地球关键带”(Earth's Critical Zone)①是地球表层各个圈层通过物质迁移和能量交汇进行相互作用的复杂系统，也是维系地球生态系统功能和人类生存的关键区域。这一概念诞生于21世纪地球环境变化对可持续发展和人类福祉形成挑战的宏观背景和研究前沿[1]，着眼地球表层圈层的要素、相互作用及其动态过程。地球关键带作为地球表层清晰的三维空间，为多学科研究提供了精准、明确的研究对象[2-3]。可见，地球关键带概念的提出为地球系统研究提供了新的理论平台，同时，在多尺度、多学科、多要素地球科学研究体系中也衍生出系列新命题[4]。 地球关键带科学是一个始于地球科学，落于多学科的前沿领域。受到地球化学、地貌学、水文学、土壤学、生态学和微生物学等学科重视，内容聚焦于全球或特定区域关键带内的物理、化学和生物要素相互耦合过程，通过分析水、碳和能量等相互作用循环，解释关键带内部多要素、多尺度、多过程的耦合机制[5-6]。由于研究对象在空间上的高度重合，地理学家也长期关注关键带理论，尝试引入了多功能景观、生态系统服务、人地关系地域系统和人地圈等多个相关的概念进行辨析，建立了地理学视角下关键带研究的概念框架[7]。同时，地理学家也尝试开展了应用研究，从特定关键带内自然地理特征的相似性和差异性出发，通过科学观测、模型模拟和聚类分析等，对关键带进行了类型学研究[4，7]。可以认为，当前地理学，特别是自然地理学从地理要素循环与物质交换的视角，为揭示关键带的结构、功能、演化过程与机制提供大量的分析工具和手段。 近年来“人类世”概念的提出和确立，提示人类活动与自然环境的界限越来越模糊，相互作用的内生化趋势加剧、作用关系与机制的复杂程度不断提高[8]。20世纪50年代以来全球人口的迅速增长、土地利用的集约化、全球环境变化以及多元利益群体的价值需求差异正在干扰许多区域发展进程，人类已经成为塑造地球表层系统的主导力量[9-11]。学者已经关注到农业景观、森林砍伐、水利工程建设、土地利用和自然保护区建设等特定区域地球关键带中人类行为的影响[12]，但人类及其活动对关键带的塑造作用、过程与机制等人地互动原理尚未明确。当前研究多将地球关键带中的人地关系简化表征为主客二元关系：倾向于将人类社会视为关键带生态系统服务的接受者，而忽视了人类社会在塑造和改变关键带进程中的主体能动作用；或者仅关注人类行为对地球关键带特征和过程的消极作用，强调人类和关键带相互关系的不均衡性和不可持续性[5]。显然这些研究忽视了当前人类社会现代化发展过程中人类社会与自然环境之间相互作用的复杂性，也无法有效阐释新时期特殊区域社会经济发展动态中的多主体、多尺度、多要素耦合对于地球关键带的持续重塑作用。 因此，立足当前科学主义的地球关键带研究，有必要增加有关“人”的理论要素和分析维度，思考并建构人地互动关键带的概念和框架已经成为深化人地系统相互作用机理研究的高层次科学问题。近期有学者发出推动人文地理关键带、人类关键区或人地互动关键带研究的理论呼吁[13]，并获得国家自然科学基金的支持②。本文通过系统回顾并梳理地球关键带研究，围绕以下3大问题：①如何理解“地球关键带”理论中“关键”一词的内涵?②人地互动理论为何以及如何能为地球关键带研究提供新的视角?③人地互动关键带的理论内涵和相应研究框架是什么?本文认为人地关系的时空性、区域性和综合性将可为关键带研究提供研究视角和方法的补充；同时，人地互动关系模型、发展地理学与区域空间均衡的思想内涵、社会—空间理论等作为人地互动关键带重要的理论基础，将有助于进一步探索人类社会影响和塑造关键带功能、结构和演化进程的模式与机制。通过理论思辨，本文尝试建构人地互动关键带研究的理论框架，探索其在实现人地和谐、区域协同的中国式现代化重大命题过程中的地理学解释力与实践路径。 2 地理学视域下的地球关键带研究：基础与趋势 2.1 地球关键带的地理特性 地球关键带研究从形成之初便具有显著的多学科性和跨学科性，其核心在于理解和探寻地球表层的复杂系统构成、圈层相互作用以及时空演化过程。这为自然地理学和环境科学等相关学科对地球关键带开展研究，提供了清晰的逻辑和框架。地理学者的工作着眼于地理要素循环与化学物质交换，以水、能量、溶质、碳、氮和沉积物为研究通量，通过气候变化模型、水文模型、水质模型、生态系统模型、土地利用模型等，展开对于地球关键带的结构、功能与演化过程和机制的研究[2，6]。在此基础上，总结出理解地球关键带4个至关重要的地理特性：界面交互性、空间异质性、过程复合性和动态演化性[7]。 具体内涵如下：①界面交互性主要体现为地球关键带在不同垂直圈层或不同水平地域之间，对于能量、水、碳、营养物质、大气成分和污染物的输送和循环过程的承接、过滤、缓冲和阻断等作用[14]。该交互作用通过物质要素与能量的流动循环为地球关键带的演化提供了基础动力。例如，地面以下的圈层相互作用对地面以上的气候变化与景观重塑发挥着关键调控作用[15]，而不同区域之间所形成的水文、气候和地貌等交错地带则为不同的生物群落提供了适宜的生境[5]。②空间异质性反映了地球关键带的内在复杂性，在垂直和水平方向上具有不同的作用机理[1]。垂直剖面上因不同的物质特性、密度、厚度、质量转移以及能量积累或者衰减而产生了层化效应。水平方向上的异质性受到内外部自然因素(地质、地貌、水文、虫害等)和人为因素(土地利用、资源开采)的共同塑造[5]。这使得地球关键带在自然规律塑造下形成了多种形态的地理空间和景观。③过程复合性是指关键带的演化处于地球表层不同过程之间的相互作用中，包括水文循环、地球化学循环、碳循环、养分循环、气体交换、侵蚀和沉积、风化、土壤形成和演化、生命过程和人类活动影响等[13]。这些过程之间具有复杂的相互作用和反馈机制，任何单一定量模型无法对野外观测数据进行全景式探讨[16]，需要借助耦合模型进行系统分析并运用跨学科的方法[2，5]。④动态演化性指地球关键带在复杂的动力系统驱动下处于不可逆的持续演化过程中，随着时间的推移，演化朝着越来越复杂、有组织、有秩序的系统发展[5]。其中，自然系统动力受热力学开放和耗散系统驱动，遵循能量和质量守恒、熵和信息积累的定律以及生物进化的规律，使关键带往往处于缓慢的、循序渐进的演化过程中[5]；而人类活动则极大改变了关键带的演化速率、方向和功能。
