论文快递｜邓祥征等：黄河三角洲生态掩护与可连续生长研究

  本文摘要：黄河三角洲生态掩护与可连续生长研究邓祥征1，2，3，张 帆1，2，刘 刚1，3（1.中国科学院地理科学与资源研究所 陆地表层格式与模拟院重点实验室，北京 100101；2.中国科学院 农业政策研究中心，北京 100101；3.中国科学院大学，北京 100049）摘 要：在全球气候变化和人类运动的双重驱动下，生态系统和社会经济系统都处于动态演化历程中，展现两者之间的耦合机制是维系两个系统韧性并支持区域可连续生长的前提。

黄河三角洲生态掩护与可连续生长研究邓祥征1，2，3，张 帆1，2，刘 刚1，3（1.中国科学院地理科学与资源研究所 陆地表层格式与模拟院重点实验室，北京 100101；2.中国科学院 农业政策研究中心，北京 100101；3.中国科学院大学，北京 100049）摘 要：在全球气候变化和人类运动的双重驱动下，生态系统和社会经济系统都处于动态演化历程中，展现两者之间的耦合机制是维系两个系统韧性并支持区域可连续生长的前提。黄河三角洲作为中国社会经济、资源要素、生态情况矛盾最突出的地域之一，是生态情况懦弱、对气候变化敏感、人类运动庞大的区域，也是开展生态掩护与可连续生长耦合研究的理想场所之一。基于黄河流域高质量生长与生态文明建设的需求，总结了区域生态掩护与经济生长的研究希望，分析了生态掩护－区域可连续生长的耦合驱念头制，述评了多要素、多历程、多尺度耦合机制和演化路径研究结果，提出了黄河下游三角洲生态掩护与可连续生长耦合研究应关注的内容，为黄河流域的高质量生长提供科技支撑。

关键词：生态掩护；可连续生长；耦合机制；黄河三角洲在全球气候变化和人类运动的双重影响下，区域生态系统和经济系统均处于动态演化历程中，生态掩护与区域可连续生长的耦合研究逐步成为热点，生态经济系统的逐步深入研究体现了生态掩护与区域可连续生长耦合研究的渐次深入［1］。生态经济系统是一个自然情况与人类社会相互作用的耦合系统，具有庞大非线性及不确定性等特点，是地球系统科学领域的关键研究领域之一。地球各圈层、各要素以及自然历程和人类运动之间相互作用关系的耦合机制，是区域生态掩护和可连续生长研究的重要内容［2］。

多年来，展现生态掩护与区域可连续生长之间的互馈关系和耦合机制，被认为是破解生态掩护与区域可连续生长难题的关键之一［3］。随着研究的深入，生态掩护与区域可连续生长多尺度、多历程、多要素耦合及其对情况掩护和经济生长的作用越来越受到重视。美国生态学会在1991 年就提倡了可连续生物圈行动，提出生态系统稳定性由生物物理因素、社会因素和经济因素决议，但始终没有展现生态掩护与经济生长间的非线性庞大关系。

中国生态学家于1978 年提出“大农业”理论，认为差别的生态系统相互联系，阻挡毁林拓荒、围湖造田，并开始了对生态掩护与可连续生长关系的研究。与此同时，相关领域的科学家开始对生态掩护和区域可连续生长这一耦合机制开展分析，如早期的生态学家认为生长的目的是保证人类生存；早期的经济学者普遍认为经济增长是资本、技术、储蓄率、就业以及制度等因素的函数，而生态情况则被认为能够被其他生产要素所替代，较少关注生态情况在经济生长中的作用［4］；逐渐地，地理学家提出“人地关系”思想与可连续生长理念相融合，定量化表达生态经济系统庞大性的研究及多学科交织研究开始起步［5］。基于此，要开展生态掩护和区域可连续生长耦合机制研究，需引入地球系统科学理论，集成多学科交织知识、技术，提出掩护与生长科学研究框架，以展现区域生态经济系统非线性变化的关系。

黄河三角洲是我国社会经济、资源禀赋、生态情况矛盾突出的典型地域之一，是生态情况懦弱、对气候变化敏感、人类运动庞大的区域，也是开展黄河流域生态掩护与区域可连续生长耦合研究的重要场所。在黄河三角洲开展生态掩护和可连续生长耦合机制研究能为黄河流域高质量生长积累科学判据［6］。本文从生态掩护与区域可连续生长的视角出发，分析区域生态系统与经济系统耦合机制及生态经济系统模拟的研究希望，总结黄河三角洲生态经济系统生长变化的历程及其驱念头制，并提出了以后的研究偏向，以期为黄河流域下游地域生态掩护和区域可连续生长提供决议参考。1 生态掩护与可连续生长研究多尺度、多历程、多要素生态掩护与区域可连续生长耦合机制研究既是学术热点，又是生长需求。

掩护与生长的关系庞大精密，面临区域实现可连续生长的客观要求，需进一步对生态掩护与区域可连续生长的耦合关系和互馈机制开展综合研究，实现生态掩护与区域可连续生长协同共进［7－8］。构建跨学科领域的系统框架和评估方法，加深相识生态经济系统的耦合历程和演变纪律，对于国家、地域或者流域应对可连续生长面临的挑战、设计高效的治理措施和政策至关重要［9］。现在，关于掩护与生长的研究主要集中在两方面，一方面是对生态系统或经济系统中单一要素开展分析，如生态系统突出对水、土、气的定量分析，经济系统则以分析工业生长、城镇化水平、人均收入为主；另一方面则是趋向于探讨国家或者地域生态、经济、能源、资源及社会等之间的协调关系，使用生态足迹、投入产出分析等方法对国家或某一地域生态掩护和区域经济生长之间的协调关系举行评估［10］。

可是以流域为研究单元，全流域、多区域、多历程耦合机制的研究较为缺乏。因此，流域尺度掩护与生长的系统性联系是当前的研究热点。

流域是具有整体功效和层级结构的耦合系统，由生态情况子系统、经济生长子系统和社会进步子系统组成，是一个层级庞大、功效统一、受多因子影响的庞大巨系统，多功效、多层级、多时段及多不确定性因素是其固有特征，兼具资源供应、社会发育、经济生长和生态掩护属性，因此开展流域尺度生态经济系统耦合机制研究具有庞大性和不确定性。生态掩护与区域可连续生长关系的庞大性、跨学科和跨领域性质，导致生态掩护与区域经济生长的特征、阶段以及理论框架在研究目的、内容、方法等方面差异显着。这些关键科学问题主要涉及气候变化配景下如何从地球科学视角分析生态掩护的动态变化历程，基于参数订正与模型修正方法展现生态工业化的归因及驱念头制，同时，涉及在人类运动主导下如何基于流域系统理论探究区域可连续生长驱念头制，基于模型模拟与统计分析方法展现工业生态化的演变历程及生长趋势，综合生态掩护与区域可连续生长的耦合机制进而提炼联合生态工业化与工业生态化的区域可连续生长计谋及生长范式，见图1。当前研究仍需整合自然科学与社会科学的基础理论、荟萃形貌性和数据驱动的建模方法，开展生态经济系统耦合分析，通过交互磨练和情景模拟来促进研究与治理框架的优化和完善。

图1 生态掩护和区域可连续生长研究框架2 生态系统与经济系统耦合机制研究生态经济系统的动态历程和互馈机制是生态掩护和区域可连续生长耦合研究的关键内容。系统耦合是多系统连续、协调生长的前提，从系统耦合的视角研究多系统复合，不仅可以从组成层面分析其系统要素和结构状态，还可以从生成层面剖析其内在运作机制、中间作用介质和互馈机制。研究国家或地域生态与经济的耦合水平，首先要研究生态系统与经济系统的相互影响关系，研究重点出现出从静态到动态、从定性到定量、从单一要素到多要素以致整个生态系统的态势［11］，海内外学者提出多种较为直观的理论、指标、方法对生态经济系统的耦合机制开展研究，如生态足迹分析法、供需平衡法、状态空间法等［12－14］，主要从生态承载力的角度看待生态系统与经济系统的关系。生态经济耦合系统是由生态子系统和经济子系统耦合而成的庞大系统，每个子系统内部及各子系统之间的相互作用和反馈机制是生态掩护和区域可连续生长 研 究 的 核 心。

弹 性（ Resilience ）、 适 应 性（adaptability）和转化力（transformability）被认为是决议生态经济系统未来运动轨迹的3 个主要关联属性。弹性是指系统发生变化时，在维持系统结构、功效和反馈等稳定的前提下，通过调整系统状态变量和驱动变量等参数而恢复至原来的状态。弹性促进了庞大适应系统跨时空尺度相互作用的动态生长，同时促进了适应性和转化力观点的提出。

适应性是指系统为响应内部机制及外部驱动因素所做出的改变，同时也是指沿新轨迹生长的能力。转化力指在社会经济或生态条件难以维持现有系统稳态时，跨越阈值缔造新系统的能力。适应性和懦弱性关系如同一个双螺旋结构，在差别的社会层面和时空尺度交织，既不能简朴视为硬币的正反两面，也不能归纳为一个一连体的端点，应该强调两者之间直接且精密地联系。生态经济懦弱性是指生态经济系统失去了系统弹性。

生态经济系统指标框架见表1。表1 生态经济系统指标框架生态经济系统是一个庞大适应性系统，受自身和外界滋扰影响，具有不行预期性、聚集、自组织、非线性、多样性、多稳态、循环性等特征。

直接量化生态经济系统较为难题，许多学者通过构建系统模型，甄选替代指标方法开展间接评估［19］，主要包罗观点界定、交流机制识别、系统模型构建等。关于生态经济系统的定量研究已初见成效，常见的生态经济系统分析方法主要有耦合协调理模型评价法［20］、系统动力学模型法［21］、能值理论分析法［22］、投入产出分析法［7］、一般平衡分析（CGE）模型法等［23］，见表2。

耦合协调理模型可有效分析耦合度、耦合协调理及其内部结构排序，现在被广泛应用于量化耦合与协调关系、评估区域生长状况、识别主要制约因素等，但存在指标科学性欠佳、方法运用单一、尺度合理性欠缺和视角宽阔性不足等问题。能值理论分析法是研究生态经济系统耦合的基础方法，它为定量评价生态系统结构与功效、分析生态历程的时空特征和动态演化、探索生态经济的实施途径和行为准则等提供了耦合层面的理论框架和方法体系。

现在能值分析应用于都会、农业、经济等方面［24］，研究案例多集中于国家、省域尺度，流域、区域及县域尺度的研究较少［25－26］。投入产出分析法可以权衡生态经济系统的互馈关系，动态地识别各种生态经济要素的投入产出、流入流出和动态转移等定量关系，被广泛应用于生态经济系统耦合关系、效率、变化趋势、驱动因素等实证研究［27－28］。一般平衡分析（CGE）模型被广泛应用于海洋渔业等生态经济系统可连续生长研究中，同时在能源、情况与碳排放、水资源设置等领域有较深入研究［29］。总体来看，生态经济系统研究广泛应用于国家、地域、都会等多个单元和领域，但对流域单元尤其是黄河流域多历程、多尺度、多要素的耦合研究还较缺乏。

生态经济系统研究需落实到流域生态掩护与区域可连续生长耦合机制及优化调控的空间计划上，以到达流域生态掩护和区域可连续生长的平衡和优化，形成可连续的生态经济系统结构与功效［30］。生态系统变化受生态经济系统互馈影响，差别稳态下生态掩护动态和格式各不相同，通过研究生态经济系统耦合与互馈机制，建设流域尺度生态经济动态耦合系统，优化资源开发使用，是将生态掩护与区域可连续生长研究从理论转向实践的重要途径。

在分析探讨系统的恢复力、懦弱性、稳态转化、适应性等方面，构建系统整体的分析方法至关重要。同时耦合模型涉及自然、社会和经济等多个方面，需要构建多模型集成和整体的系统分析方法。通过模型模拟、优化调控等手段，可为区域、流域等研究单元生态掩护和区域可连续生长提供科技支撑。表2 常见生态经济系统分析方法框架3 黄河三角洲生态掩护与可连续生长耦合研究希望黄河三角洲位于我国东部黄河入海口处，是我国人口最麋集、社会经济最蓬勃、人与自然相互作用最强的地域之一，也是最具代表性的生态经济耦合系统之一。

多重生态界面情况是黄河三角洲生态系统的典型特征，由于位于大气、河流、海洋与陆地的接壤带，因此多种物质交汇，多重动力系统融会，陆地、淡水、咸水天然系统和人工系统等多类生态系统交织漫衍，为其社会经济的生长提供了优越的情况基础。然而该地域土地盐碱化水平较高，森林笼罩率低，生态情况治理与土地恢复的难度较大，成为中国社会经济、资源、生态矛盾最突出的地域之一，是生态情况懦弱、对气候变化敏感、人类运动庞大的懦弱区，也是我国经济生长和生态掩护需重点关注的地域。

由于近年来资源开采等经济运动频繁，污染加剧，因此黄河三角洲生态经济耦合系统庞大多变，生态掩护与区域经济生长之间的矛盾加深。水资源短缺、供需矛盾突出，生态情况懦弱、掩护压力大，土地盐碱化形势严峻，区域生长不平衡等是黄河三角洲地域存在的主要问题［10，31］。

黄河三角洲地域是开展生态掩护与可连续生长耦合研究的理想场所之一，其经济生长的重要性、生态掩护的须要性和流域上中下游协同生长的迫切性使得该区域有别于其他生态经济系统，故识别黄河三角洲生态掩护和区域可连续生长的关键要素，厘清其多要素、全历程、多尺度的耦合机制和互馈作用是实现该地域可连续生长的重要途径。黄河三角洲地域生态情况相对懦弱，淡水资源较为短缺。以中低产田为主的黄河三角洲土地存在严重盐碱化，而且旱涝等自然灾害频发，生态系统承载能力和自我修复能力较差，生态系统比力懦弱。水情况面临着庞大压力，工业废水排放量、生活污水排放量逐年增加。

以湿地为主的特色生态情况面临着湿地淡水资源缺乏、湿地功效退化、湿地污染加重等诸多问题。黄河三角洲淡水资源相对贫乏，降水量偏小，年人均降水量比山东省的低41 m3；能饮用和浇灌的浅层及深层淡水漫衍面积仅占4%，主要漫衍于小清河以南地域。现在黄河水位逐年降低，上游水量急剧淘汰，导致下游黄河三角洲地域泛起土壤盐碱化加剧、湿地生态情况退化等一系列生态问题。工业废水、COD、氨氮排放致使黄河三角洲湿地水情况富营养化，湿地生态功效退化和生物多样性逐步丧失。

黄河三角洲地域的社会经济生长取得了长足进步。2017 年黄河三角洲高效生态经济区地域生产总值为9 686.6 亿元，比上年增长6%，人均生产总值为94 627 元。黄河三角洲地域工农业以自然资源为导向迅速生长，工业形成了以石油采掘业为主导，石油化工、原盐及盐化工、机电、轻纺、建材等多元化生长的工业体系；农业重点举行荒碱地开发、中低产田革新、人工草场建设、滩涂开发等生产运动。

总体来看，黄河三角洲经济社会生长水平较低，工业结构呈显着“倚能倚重”的特点，战略性新兴工业体量小，新旧动能转换程序迟滞，经济增长动力不足。近年来，国家先后批复实施了《黄河流域综合计划（2012—2030 年）》《黄河流域防洪计划》等，实施了一批水利调治、生态修复、污染治理重大工程，黄河流域经济社会向着康健的偏向生长。黄河三角洲油、气、盐、碱等矿藏资源富厚，近年来众多工矿企业纷纷落户于此，石油化工业、盐化业的蓬勃生长历程中忽视了情况掩护，且受传统生产技术限制，新技术的研究和推广滞后，致使工业“三废”污染问题严重，黄河三角洲沿海滩涂情况污染加剧，严重制约了社会经济的高质量生长。当前针对黄河三角洲的研究主要集中在生态效率测算、影响因素识别、情况效应展现等方面，对生态经济系统的耦互助用及互馈机制研究较少。

如黄河三角洲生态工程建设对生态情况的影响研究涉及经济参数、政策影响及生态变量等，并需要展现其多要素、多历程、多尺度的耦合机制及演化路径。解决黄河三角洲面临的社会经济与生态问题，实现流域高质量生长，需要增强生态掩护与区域可连续生长的耦合分析，研究黄河三角洲社会经济、资源、生态多要素、多历程、多尺度耦合机制，从而为黄河三角洲生态掩护和高质量生长提供科学基础和科技支撑。

4 黄河三角洲生态掩护与可连续生长耦合研究展望黄河三角洲是开展生态经济系统耦合研究的理想区域之一，生态掩护和区域可连续生长的多要素、多历程、多尺度耦合和互馈机制是黄河三角洲高质量生长研究的焦点内容［32－33］。当前开展黄河三角洲生态掩护与区域可连续生长耦合分析仍存在弹性评估和测度方法单薄，耦合关系识别、剖析、界说不清，评价指标不统一，稳态转换和适应性研究缺乏实践指导等问题。

未来开展黄河三角洲生态掩护和区域可连续生长研究应重点关注以下几个方面的内容。（1）黄河三角洲生态掩护与可连续生长统筹及门路图设计。

从地球系统科学和流域系统理论的视角，重点研究黄河三角洲上中下游生态掩护与区域可连续生长、各生态系统类型、人地与自然情况的统筹关系，集中展现黄河三角洲多区段全面统筹、多尺度系统模拟、多历程动态演化及多要素的互馈机制，从生产生长方式、生态工业化、工业生态化等角度，计划出多区段、多尺度、多要素的生态掩护与区域可连续生长门路图。（2）黄河三角洲经济、资源、生态多要素、多历程、多尺度耦合机制及演化途径辨识。

在省市、县域、地块、规则栅格、农户等多个尺度开展资源、生态、情况、社会经济等多要素的耦合历程及互馈机制研究。驻足流域系统和地球科学系统理论，系统展现自然与人类耦合系统、社会经济与生态情况耦合系统间的内部反馈机制和稳态转换历程［2］，辨识生态－经济系统非线性动态演化机制及路径。（3）黄河三角洲支撑生态适应性治理的可连续生长模式和范式构建。

驻足于地球系统科学视角，参数化水、土、气、生物、人等关键要素，集中构建多区段、多历程、多尺度“分类－统筹－协调”框架［34］，通过政策框架、技术方法和科学理论的综合集成，探索流域上中下游合理的资源设置方式与生态治理模式，开展乡村振兴项目、生态文明建设、“两山”理论实践及生态适应性治理研究， 并瞄准2030 年可连续生长目的（SDGS）［35］，系统构建主动适应生态掩护的生产生长方式、生态工业化、工业生态化等可连续性范式，提出契合生态掩护目的的区域可连续生长模式与范式。参考文献：［1］王维.长江经济带生态掩护与经济生长耦合协调生长格式研究［J］.湖北社会科学，2018（1）：73－80.［2］王帅，傅伯杰，武旭同，等.黄土高原社会－生态系统变化及其可连续性［J］.资源科学，2020，42（1）：96－103.［3］傅伯杰.面向全球可连续生长的地理学［J］.科技导报，2018，36（2）：1.［4］姜英华.中国社会主义市场经济思想生长研究［D］.兰州：兰州大学，2016：20－32.［5］李扬，汤青.中国人地关系及人地关系地域系统研究方法述评［J］.地理研究，2018，37（8）：1655－1670.［6］方创琳，王振波，刘海猛.漂亮中国建设的理论基础与评估方案探索［J］.地理学报，2019，74（4）：619－632.［7］王育宝，陆扬，王玮华.经济高质量生长与生态情况掩护协调耦合研究新希望［J］.北京工业大学学报（社会科学版），2019，19（5）：84－94.［8］周冯琦，程进.长三角情况掩护协同生长评价与推进计谋［J］.情况掩护，2016，44（11）：52－57.［9］连煜.坚持黄河高质量生态掩护，推进流域高质量绿色生长［J］.情况掩护，2020，48（增刊1）：22－27.［10］王金南.黄河流域生态掩护和高质量生长战略思考［J］.情况掩护，2020，48（增刊1）：18－21.［11］闫绪娴，范玲，樊媛媛.中国省域生态—灾害—社会系统耦合协调时空漫衍及演化［J］.宏观经济研究，2019（8）：115－127.［12］ZHANG P， DENG M， LONG A， et al.Coupling Analysis of Social－Economic Water Consumption and Its Effects on the Arid 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River DeltaDENG Xiangzheng1，2，3， ZHANG Fan1，2， LIU Gang1，3（1.Key Laboratory of Land Surface Pattern and Simulation， Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research， CAS， Beijing 100101， China；2.Center for Chinese Agricultural Policy， Chinese Academy of Sciences， Beijing 100101， China；3.University of Chinese Academy of Sciences， Beijing 100049， China）Abstract：Ecosystem and socioeconomic system are under dynamic evolution due to global climate change and human activities.Revealing coupling mechanism between ecosystem and socioeconomic system is the premise of maintaining their resilience and regional sustainable de⁃velopment.The Yellow River Delta is one of the regions with the most prominent contradictions between social and economic resources and ecological environment in China， with fragile ecological environment， high sensitivity to climate change and complex human activities.Thus，it is one of the typical areas to conduct coupling mechanism research on ecological protection and sustainable development.In order to meet the national requirement of high quality development and ecological civilization construction in the Yellow River Delta，this paper summarized the research progress of regional ecological protection and economic development， analyzed the coupling driving mechanism of ecological pro⁃tection and regional sustainable development， reviewed multi⁃element， multi⁃process， multi⁃scale coupling mechanism and evolutionary path research outcomes and put forward new topics of coupling research of ecological protection and sustainable development in the Yellow River Delta， aiming to provide technological support for the high quality development of the Yellow River Delta.Key words： ecological conservation；sustainable development；coupling mechanism；Yellow River Delta作者简介：邓祥征（1971—），男，山东日照人，研究员（二级），研究偏向为资源情况治理、区域经济与生长地理学等引用花样：邓祥征,张帆,刘刚.黄河三角洲生态掩护与可连续生长研究[J].人民黄河,2020,42(9):117-122.。

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