地理信息科學(xué)研究方向范文

時(shí)間:2023-12-21 17:21:18

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地理信息科學(xué)研究方向

篇1

1(略)

國(guó)內(nèi)在環(huán)境信息科學(xué)的一些主要論題包括環(huán)境信息系統(tǒng)、環(huán)境遙感、環(huán)境模型、環(huán)境可視化、環(huán)境信息處理等方面都開展了一些研究工作。20世紀(jì)90年代以來(lái),環(huán)境信息化發(fā)展迅速,特別是從上至下的各級(jí)政府主管部門環(huán)境信息系統(tǒng)的建設(shè)極大地推動(dòng)了這一工作的進(jìn)展,環(huán)境地理信息系統(tǒng)則已成為實(shí)現(xiàn)環(huán)境信息化的主要途徑。地理信息系統(tǒng)在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用,正在從初期的信息管理、環(huán)境專題制圖發(fā)展到Gls與環(huán)境模型集成陳9]、35技術(shù)集成的多媒體環(huán)境系統(tǒng)、基于Gls的環(huán)境污染擴(kuò)散模擬t‘’,‘“1、基于GIS的環(huán)境治理決策支持系統(tǒng)等。遙感技術(shù)在環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,一些主要領(lǐng)域包括大氣污染遙感、水環(huán)境遙感、固體廢棄物遙感監(jiān)測(cè)、城市熱島效應(yīng)與熱環(huán)境監(jiān)測(cè)、植被遙感、景觀格局遙感監(jiān)測(cè)、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)等。環(huán)境建模與模擬一直是環(huán)境工程研究的重要內(nèi)容,一方面,各種數(shù)學(xué)模型、物理模型、統(tǒng)計(jì)模型在環(huán)境信息科學(xué)中得到大量應(yīng)用,另一方面,基于環(huán)境過程機(jī)理的計(jì)算機(jī)模擬模型、元胞自動(dòng)機(jī)(CA)模型、智能體(Agent)模型等也在環(huán)境領(lǐng)域受到重視。數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)是從海量數(shù)據(jù)庫(kù)中挖掘和提取對(duì)決策分析有用的、先前未知的隱含模式和規(guī)則的過程,筆者在1999年即面向環(huán)境信息化與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展,試圖將二者結(jié)合,提出“環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)中的知識(shí)發(fā)現(xiàn)”并進(jìn)行了初步研究??梢暬潜磉_(dá)和傳輸環(huán)境信息有效的形式,通過三維可視化、三維模擬實(shí)現(xiàn)環(huán)境現(xiàn)象、過程的真實(shí)感表達(dá),能夠更加逼真地傳輸環(huán)境信息。近年來(lái),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域的應(yīng)用中受到了研究人員的重視卿]?!疤摂M地理環(huán)境”是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下地球科學(xué)研究的創(chuàng)新平臺(tái),依托這一平臺(tái),能夠進(jìn)行環(huán)境科學(xué)與工程相關(guān)的理論研究、技術(shù)開發(fā)、工程實(shí)踐、模擬決策等活動(dòng)。針對(duì)環(huán)境信息技術(shù)集成應(yīng)用的趨勢(shì),聶慶華提出了“數(shù)字環(huán)境”的概念,數(shù)字環(huán)境是環(huán)境信息化的過程和結(jié)果,是三維顯示的數(shù)字虛擬環(huán)境,包括環(huán)境信息數(shù)字化、環(huán)境信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化、環(huán)境分析模型化和環(huán)境空間決策的智能化、環(huán)境過程和管理可視化。盡管國(guó)內(nèi)目前在環(huán)境信息科學(xué)各個(gè)分支方向的研究非?;钴S,但缺乏整體性、系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)和探討。本文在分析環(huán)境信息科學(xué)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,基于環(huán)境信息流和信息分析處理構(gòu)建了環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu),并以煤礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)治理與管理為例,全面分析了環(huán)境信息科學(xué)理論、方法與技術(shù)的應(yīng)用,以期促進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)研究及其在構(gòu)建和諧社會(huì)、推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用。

2環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)及其在煤礦區(qū)的應(yīng)用

2.1環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)盡管環(huán)境信息科學(xué)的概念提出已有近20年的時(shí)間,但從目前國(guó)內(nèi)外研究的現(xiàn)狀來(lái)看,對(duì)于環(huán)境信息科學(xué)的概念、學(xué)科體系還缺乏明顯的定義。已有的一些環(huán)境信息科學(xué)研究計(jì)劃中界定的范疇也不盡相同。因此,從促進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)研究的視角出發(fā),首先需要對(duì)環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行界定。HuangGH等川提出的環(huán)境信息科學(xué)的構(gòu)成要素及相互之間的關(guān)系見圖l,這是當(dāng)前引用較多的環(huán)境信息科學(xué)體系結(jié)構(gòu)。由圖1可見,環(huán)境信息科學(xué)是多學(xué)科集成的領(lǐng)域。傳感器綜合技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展使得大尺度地面采樣技術(shù)成為可能,處理不同特征、尺度和復(fù)雜性問題的模型綜合成為新的挑戰(zhàn),包括不同模擬、優(yōu)化、評(píng)價(jià)模型以及相關(guān)信息技術(shù)與平臺(tái)的合并,不同技術(shù)輸人與輸出之間的聯(lián)接,社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子的量化,以及大尺度集成模型的解算策略。在此基礎(chǔ)上,HuangGH等「‘〕提出基于環(huán)境信息科學(xué)研究的環(huán)境決策支持系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)(圖略)USGS的研究報(bào)告’)中,將環(huán)境信息科學(xué)定義為:環(huán)境信息科學(xué)是為加強(qiáng)對(duì)不同復(fù)雜程度的環(huán)境現(xiàn)象的理解,并提出新的認(rèn)識(shí)的,集成物理、生物學(xué)、計(jì)算機(jī)和信息科學(xué)的多學(xué)科方法的研發(fā)、試驗(yàn)和應(yīng)用的學(xué)科。不同定義都強(qiáng)調(diào)環(huán)境信息科學(xué)的多學(xué)科交叉、以信息技術(shù)為支持、解決復(fù)雜環(huán)境問題的特點(diǎn)。Huang等川的觀點(diǎn)顯然更強(qiáng)調(diào)以遙感、地理信息系統(tǒng)和GPS技術(shù)為基礎(chǔ)的空間信息技術(shù)與環(huán)境科學(xué)和工程的交叉,而USGS的定義則重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)、人工智能等在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用,特別是USGS在其未來(lái)環(huán)境信息科學(xué)發(fā)展規(guī)劃中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了計(jì)算智能等技的應(yīng)用。基于以上觀點(diǎn)以及國(guó)內(nèi)外研究的進(jìn)展,結(jié)合我們的研究實(shí)踐與認(rèn)識(shí),以環(huán)境信息流和環(huán)境信息處理分析為主線,可以構(gòu)建環(huán)境信息科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)及主要技術(shù)方法(圖略)。環(huán)境信息科學(xué)的理論基礎(chǔ)來(lái)源于面向環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域需求的多學(xué)科理論交叉,技術(shù)支持在于面向環(huán)境信息流的多技術(shù)手段集成,最終通過不同學(xué)科領(lǐng)域方法模型的綜合,實(shí)現(xiàn)環(huán)境科學(xué)與工程各個(gè)階段、各個(gè)過程的目標(biāo)和任務(wù)。因此,需要從多學(xué)科理論交叉與多技術(shù)手段集成的角度推進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)研究。

2.2環(huán)境信息科學(xué)在煤礦區(qū)綜合應(yīng)用的研究從一定意義上來(lái)講,環(huán)境信息科學(xué)并不是一門獨(dú)立存在的新興學(xué)科,而是諸多學(xué)科的交叉和集成。不同學(xué)科在研究過程中,特別是遙感與地理信息系統(tǒng)應(yīng)用、資源環(huán)境規(guī)劃與城鄉(xiāng)管理、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、信息科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域都從不同的角度開展著與環(huán)境信息科學(xué)密切相關(guān)的內(nèi)容,這些學(xué)科的研究成果是促進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。換言之,以前進(jìn)行的研究工作往往是從環(huán)境信息科學(xué)的開展的相關(guān)論題研究,其重點(diǎn)還在于不同學(xué)科方向,但已經(jīng)構(gòu)成了環(huán)境信息科學(xué)研究的基礎(chǔ)層。為了促進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)的研究,需要改變從外部到內(nèi)部的“包圍型”研究模式,努力推進(jìn)從核心到的“拓展型”發(fā)展模式,即從環(huán)境信息流出發(fā),組織和集成相關(guān)學(xué)科的研究,特別是在不同學(xué)科交叉鏈接的關(guān)鍵論題上開展深入研究,以便形成適應(yīng)環(huán)境信息科學(xué)體系與研究需求的理論方法體系和應(yīng)用技術(shù)系統(tǒng)。煤礦區(qū)作為1種以資源開采為驅(qū)動(dòng)力發(fā)展起來(lái)的特殊地理區(qū)域,由于煤炭資源開采(以下僅涉及地下開采礦區(qū))破壞上覆巖層原始應(yīng)力狀態(tài),導(dǎo)致地下水流失、地面塌陷,進(jìn)而引發(fā)土壤污染、水土流失,礦山排研形成的研石山壓占大量土地,堆積物導(dǎo)致嚴(yán)重大氣污染和土壤損害,甚至引發(fā)各種地質(zhì)災(zāi)害。因此,煤炭區(qū)是1種典型的由于礦山開采導(dǎo)致的景觀破壞、環(huán)境污染、生態(tài)退化的復(fù)雜區(qū)域,煤礦區(qū)的環(huán)境問題具有明顯的復(fù)雜性。目前,對(duì)于煤礦區(qū)生態(tài)環(huán)境主要的研究視角包括:(l)從煤礦開采損害角度出發(fā)研究開采沉陷與地表變形預(yù)計(jì)、監(jiān)測(cè)與治理;(2)從煤礦區(qū)土地資源管理角度出發(fā)研究煤礦區(qū)土地利用/覆蓋變化與生態(tài)響應(yīng);(3)從煤礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境角度出發(fā)研究礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)與地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防,(4)從煤礦區(qū)水資源環(huán)境角度出發(fā)研究礦井水害、水污染與水資源調(diào)控;(5)從景觀格局生態(tài)學(xué)角度出發(fā)研究煤礦區(qū)景觀格局;(6)從地理環(huán)境演變角度出發(fā)研究煤礦區(qū)地理環(huán)境演變與模擬;(7)從遙感與GIS應(yīng)用角度出發(fā)研究礦區(qū)資源環(huán)境遙感與信息系統(tǒng);(8)從大氣污染角度出發(fā)研究煤礦區(qū)大氣污染評(píng)價(jià)與控制;(9)從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度出發(fā)研究煤礦區(qū)環(huán)境經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià);(10)從管理學(xué)與可持續(xù)發(fā)展角度出發(fā)研究煤礦區(qū)環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境管理與可持續(xù)發(fā)展決策;等等。對(duì)以上不同視角的研究進(jìn)行綜合分析,可以看出多主題、多要素的時(shí)空環(huán)境信息是其中的關(guān)鍵,任何視角的研究都需要充分的信息和數(shù)據(jù)的支持、需要環(huán)境信息和背景信息的集成、需要計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)和分析工具的支持、需要環(huán)境知識(shí)和其它領(lǐng)域知識(shí)的交叉和集成。因此,從環(huán)境信息科學(xué)的角度出發(fā),可以集成現(xiàn)有的研究工作,充分應(yīng)用相關(guān)學(xué)科已有研究成果,通過成果整合與集成,在推進(jìn)環(huán)境信息科學(xué)研究的同時(shí),也進(jìn)一步推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的研究。實(shí)現(xiàn)整合的關(guān)鍵在于不同研究視角之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系構(gòu)建、鏈接邊界選擇、信息傳輸反饋、系統(tǒng)相互作用。煤礦區(qū)環(huán)境信息科學(xué)綜合研究與應(yīng)用體系框架(圖略)。按照該研究框架,煤礦區(qū)環(huán)境信息科學(xué)的重點(diǎn)在于多學(xué)科研究的交叉點(diǎn),主要包括:(l)基于采礦環(huán)境影響機(jī)理的模型建立、參數(shù)獲取;(2)各種環(huán)境模型的建立、參數(shù)提取與模型驗(yàn)證(面向環(huán)境系統(tǒng)分析的環(huán)境評(píng)價(jià)、污染擴(kuò)散、環(huán)境演變模型和面向環(huán)境管理決策的規(guī)劃模型、優(yōu)化配置、動(dòng)態(tài)演變模型以及環(huán)境保護(hù)治理與生態(tài)重建方案設(shè)計(jì));(3)面向環(huán)境監(jiān)測(cè)的遙感信息源選擇與圖像處理、環(huán)境信息提取與分析,以及組織、集成與管理多種環(huán)境相關(guān)信息的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)與建立;(4)環(huán)境信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)平臺(tái)下的模型解算與解釋、分析結(jié)果可視化與應(yīng)用;(5)集成信息、模型、數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)、知識(shí)的環(huán)境決策支持系統(tǒng)(專家系統(tǒng))構(gòu)建。(6)資源一環(huán)境一人類一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的信息流與信息應(yīng)用。

篇2

關(guān)鍵詞:數(shù)字化;測(cè)繪;重要性

中圖分類號(hào):P258 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-0432(2011)-03-0049-1

隨著信息更新機(jī)制不斷完善,不斷建立和完善控制網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)、地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)字正射影像數(shù)據(jù)庫(kù)等,現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)建立了規(guī)?;臄?shù)字化生產(chǎn)和數(shù)據(jù)管理機(jī)制,切實(shí)擔(dān)負(fù)起各項(xiàng)測(cè)繪數(shù)據(jù)的及時(shí)獲取、處理、加工和提供的重任,構(gòu)建了完整的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)據(jù)集,形成龐大而實(shí)用的數(shù)據(jù)體系。在信息標(biāo)準(zhǔn)化方面,制定統(tǒng)一的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有利于行業(yè)穩(wěn)步快捷的發(fā)展。

1 數(shù)字化擴(kuò)展了測(cè)繪學(xué)的內(nèi)涵和外延

測(cè)繪學(xué)由于數(shù)字化技術(shù)的不斷突破已日益向相關(guān)地學(xué)領(lǐng)域滲透,作為一門新的信息科學(xué)在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的諸多領(lǐng)域正發(fā)揮著愈來(lái)愈大的作用。例如數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)在礦山測(cè)量方面、濕地保護(hù)方面、水利工程方面和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用,在各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域上互用數(shù)據(jù),極大的減輕了科研或者測(cè)繪人員的工作量,工作時(shí)間縮短,工效大大提高,直接生產(chǎn)成本大幅度下降。數(shù)字化產(chǎn)品既可以存儲(chǔ)在軟盤上,也可以通過繪圖儀繪在所需的圖紙上,線條、線劃粗細(xì)均勻,注記、字體工整,圖面整齊、美觀,且便于修改,能更好地保證圖形的現(xiàn)勢(shì)性和不變形性,避免重復(fù)測(cè)繪造成的浪費(fèi),增加地形圖的實(shí)用性和用戶的廣泛性。

例如大地測(cè)量更成為研究地球動(dòng)力學(xué)(包括海洋動(dòng)力甚至大氣動(dòng)力)的重要技術(shù)手段,GPS監(jiān)測(cè)已能提供全球板塊運(yùn)動(dòng)和地殼形變精密數(shù)據(jù),可用于研究地學(xué)災(zāi)害(地震、滑坡和火山爆發(fā)等)的預(yù)測(cè);GPS已可以和VLBI相近的精度和頻譜分辨率監(jiān)測(cè)地球自轉(zhuǎn)的變化,由此研究地球深部結(jié)構(gòu)和動(dòng)力過程及全球變化;專題GIS也成為環(huán)境災(zāi)害問題分析預(yù)測(cè)工具[1]。數(shù)字地球最重要的功能之一是為解決21世紀(jì)人類面臨的環(huán)境和災(zāi)害問題提供一個(gè)可供觀察、分析、模擬和預(yù)測(cè)的全球信息系統(tǒng),以期協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系。

為了有效地研究和解決有關(guān)地球的重大問題,目前世界上許多國(guó)家都在積極地發(fā)展和運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù),如以遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)為代表的地球空間信息技術(shù),以數(shù)字的方式獲取、處理、分析和應(yīng)用關(guān)于地球自然和人文要素的地理空間數(shù)據(jù),并以此為基礎(chǔ)提出解決資源環(huán)境問題的科學(xué)方案和有力措施,增強(qiáng)對(duì)地球的認(rèn)識(shí)能力。人們利用空間信息去認(rèn)識(shí)、開發(fā)和保護(hù)人類有限的生存空間,研究國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展在地域空間上的分布特征、運(yùn)行狀況、資源環(huán)境條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)等,進(jìn)行規(guī)劃、監(jiān)測(cè)、管理、決策等。與此同時(shí),隨著席卷全球的信息技術(shù)革命的迅猛發(fā)展,人類組織、傳輸和實(shí)現(xiàn)各類與地理坐標(biāo)有關(guān)的海量信息的觀念和方式正在發(fā)生翻天覆地的變化。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,人們?cè)O(shè)想把有關(guān)地球的海量的、多分辨率的、三維的、動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)按地理坐標(biāo)集成起來(lái),形成一個(gè)數(shù)字地球[2]。借助這個(gè)數(shù)字地球,人們不論走到哪里,都可以高速地、直觀地、按地理坐標(biāo)了解地球上任何一處、任何方面的信息。

通過網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)的不斷提升,人們可以了解到世界上任何地方最新、最全面的實(shí)時(shí)情況。因此,數(shù)字測(cè)繪技術(shù)在許多方面具有潛在的廣泛的應(yīng)用前景,如:生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、氣候變化的預(yù)測(cè)、精細(xì)農(nóng)業(yè)、減災(zāi)、打擊犯罪活動(dòng)、外交、國(guó)防等等。數(shù)字地球?qū)⑹刮覀冇锌赡軐?duì)人為的和自然界的災(zāi)害作出快速響應(yīng),所以必能產(chǎn)生廣泛的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

2 測(cè)繪工作的重要性不斷攀升

數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的迅猛發(fā)展彰顯其重要性??陀^地說(shuō),整合利用共享已有數(shù)據(jù)和信息資源,數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)將成為可持續(xù)發(fā)展中信息資源的主體與核心,在社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防安全中有重要作用。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)展現(xiàn)了地球科學(xué)技術(shù)、空間科學(xué)技術(shù)、信息科學(xué)技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域交叉融合、服務(wù)人類發(fā)展的一個(gè)重要方向。作為測(cè)繪學(xué)科,測(cè)繪行業(yè)反應(yīng)更顯強(qiáng)烈,數(shù)字化的概念為測(cè)繪事業(yè)發(fā)展提供了新的機(jī)遇和更高層次的發(fā)展前景。

測(cè)繪工作是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)前期性、基礎(chǔ)性工作,是構(gòu)成地理信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和主干。它為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展提供與地理位置有關(guān)的各種專題性和綜合性的基礎(chǔ)信息,其成果是進(jìn)行資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)田建設(shè)、能源、交通、水利等大型工程建設(shè)、城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)、土地開發(fā)利用、重大災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)和科學(xué)研究、國(guó)防建設(shè)以及國(guó)家宏觀管理決策必不可少的基礎(chǔ)資料。

目前,數(shù)字化的測(cè)繪技術(shù)已經(jīng)成為信息時(shí)代的戰(zhàn)略制高點(diǎn),運(yùn)用新型的測(cè)繪戰(zhàn)略,我國(guó)的“數(shù)字中國(guó)”規(guī)劃已經(jīng)提上議事日程,而作為其重要的組成部分之一的“數(shù)字城市”的建設(shè)必將扮演舉足輕重的角色。城市遙感信息是“數(shù)字城市”的多源信息的一個(gè)重要的分支,與城市的其他信息相比,有其特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[3]。遙感技術(shù)也是“數(shù)字城市”建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。遙感信息的獲取與處理技術(shù)隨著信息時(shí)代的到來(lái)正在高速發(fā)展,人們對(duì)遙感信息內(nèi)在規(guī)律的了解也愈加深入,因此,遙感信息在城市領(lǐng)域的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛,必將推動(dòng)“數(shù)字城市”乃至“數(shù)字中國(guó)”和“數(shù)字地球”的建設(shè),對(duì)于提高城市建設(shè)的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等的綜合效益,以及城市的可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃將起到十分重要的作用。

隨著數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的廣泛應(yīng)用,測(cè)繪學(xué)面臨一個(gè)歷史性的發(fā)展新機(jī)遇,擁有智能化、自動(dòng)化、精準(zhǔn)化、數(shù)字化、人性化等諸多優(yōu)點(diǎn)的數(shù)字測(cè)繪技術(shù)必將屹立于科學(xué)技術(shù)之林,以其快速、人性、精準(zhǔn)優(yōu)勢(shì),以更強(qiáng)的活力向前發(fā)展,前景良好。

參考文獻(xiàn)

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(1).

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地理信息系統(tǒng)是一門集計(jì)算機(jī)科學(xué)、地理學(xué)、測(cè)繪科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)以及管理科學(xué)等學(xué)科為一體的交叉學(xué)科,GIS專業(yè)的學(xué)生不僅要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ),還應(yīng)該具有較強(qiáng)的動(dòng)手能力和軟件開發(fā)能力,同時(shí)自主學(xué)習(xí)能力是學(xué)生適應(yīng)未來(lái)學(xué)科發(fā)展和拓展應(yīng)用領(lǐng)域的基礎(chǔ)。對(duì)一個(gè)GIS本科生的基本要求是:熟練掌握一門計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,能夠開發(fā)簡(jiǎn)單的GIS應(yīng)用模塊,能夠掌握二種以上的常見GIS軟件,并至少具有一種二次開發(fā)的能力,盡最大可能讓學(xué)生參與相關(guān)的科學(xué)研究與實(shí)用GIS工程項(xiàng)目的開發(fā)。由此可見,GIS專業(yè)學(xué)生能力除一般大學(xué)生所具備的能力和素質(zhì)之外,更要突顯以下七個(gè)方面的能力:專業(yè)基礎(chǔ)理論與前沿技術(shù)、GIS軟件使用與數(shù)據(jù)采集處理能力、空間數(shù)據(jù)建模與分析能力、GIS工程建設(shè)能力、GIS二次開發(fā)設(shè)計(jì)能力、自主學(xué)習(xí)能力以及GIS科研與創(chuàng)新能力等?;谶@七方面的能力,可以構(gòu)建地理信息科學(xué)專業(yè)學(xué)生能力指標(biāo)體系的一級(jí)指標(biāo),各一級(jí)指標(biāo)又可以進(jìn)一步細(xì)分為多個(gè)二級(jí)指標(biāo),總共分為21個(gè)二級(jí)指標(biāo),如表1所示。

2GIS專業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)途徑

學(xué)生能力培養(yǎng)應(yīng)堅(jiān)持知識(shí)、能力、素質(zhì)、個(gè)性的協(xié)調(diào)發(fā)展和綜合提高的原則,以努力培養(yǎng)寬基礎(chǔ)、高素質(zhì)、富有創(chuàng)新和實(shí)踐能力的高水平人才。GIS專業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)應(yīng)該從課程體系設(shè)置、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、學(xué)生道德品質(zhì)教育、實(shí)習(xí)基地建設(shè)、建立校企合作機(jī)制、加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)、利用現(xiàn)代化教學(xué)手段、采取合理的考核方法、鼓勵(lì)參加競(jìng)賽活動(dòng)、本科生導(dǎo)師制等十個(gè)途徑進(jìn)行實(shí)施。2.1合理的GIS課程體系設(shè)置GIS課程體系設(shè)置決定了學(xué)生的知識(shí)體系結(jié)構(gòu),因而在很大程度上決定了學(xué)生的能力培養(yǎng)。地理信息系統(tǒng)課程體系的設(shè)置應(yīng)該既要滿足GIS專業(yè)理論基礎(chǔ)與基本技能的需要,同時(shí)應(yīng)體現(xiàn)各學(xué)校專業(yè)服務(wù)領(lǐng)域的特點(diǎn)。有關(guān)課程體系的設(shè)置問題,王永興教授對(duì)我國(guó)部分高校GIS本科課程體系進(jìn)行了比較研究,黃杏元、盛業(yè)華、錢樂祥教授等對(duì)GIS課程體系進(jìn)行過研究,提出了GIS課程的基本框架[4-7]。從課程的性質(zhì)來(lái)看,可將GIS專業(yè)課程分為數(shù)理基礎(chǔ)、測(cè)繪學(xué)、地球科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、GIS與RS共5大塊。由于各學(xué)校開設(shè)GIS專業(yè)所依托的學(xué)科不同,學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)也不盡相同,各塊之間的比例關(guān)系會(huì)存在一定的差異,例如,以測(cè)繪學(xué)為依托的GIS專業(yè),測(cè)繪學(xué)課程比例會(huì)高些;而依托計(jì)算機(jī)科學(xué)的GIS專業(yè)則會(huì)側(cè)重計(jì)算機(jī)方面的課程。一般而言,突出專業(yè)特色的課程可以放在選修課中[8]。為使學(xué)生有更多的時(shí)間從事實(shí)踐鍛煉、提高動(dòng)手能力,并使準(zhǔn)就業(yè)工作盡可能前移,采取“3+1”培養(yǎng)模式來(lái)編寫教學(xué)計(jì)劃,即前三年為基礎(chǔ)和專業(yè)課程學(xué)習(xí)和專業(yè)實(shí)驗(yàn)(實(shí)習(xí))課學(xué)習(xí)時(shí)間,后一年主要是從事畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間,這樣學(xué)生有連續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間從事實(shí)際生產(chǎn)鍛煉。此外還應(yīng)注意三個(gè)方面的問題:一是GIS專業(yè)課程知識(shí)結(jié)構(gòu)合理分布(比例);二是應(yīng)根據(jù)各課程知識(shí)點(diǎn)和先導(dǎo)課程知識(shí)要求合理安排各專業(yè)課程的前后順序;三是在實(shí)踐性課程(含教學(xué)實(shí)習(xí))安排方面,做到四年不斷線,目的是使學(xué)生的動(dòng)手能力做到循序漸進(jìn)發(fā)展和提升。2.2注重加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)師資隊(duì)伍建設(shè),是提高教學(xué)質(zhì)量的基礎(chǔ),也是提高學(xué)生動(dòng)手能力的重要保證。教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)是培養(yǎng)合格專業(yè)師資隊(duì)伍的重要途徑。在團(tuán)隊(duì)建設(shè)過程中,年紀(jì)較大的教師應(yīng)側(cè)重專業(yè)理論知識(shí)的梳理、科研成果向教學(xué)成果的轉(zhuǎn)化,組織開展教學(xué)研究,撰寫高質(zhì)量的教材和教研成果,青年教師則應(yīng)突出實(shí)踐教學(xué),側(cè)重學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)和自身綜合能力的提高。要有計(jì)劃地派遣教師到國(guó)外訪問進(jìn)修,參與國(guó)內(nèi)GIS軟件企業(yè)組織GIS軟件操作開發(fā)與工程應(yīng)用的培訓(xùn),或中國(guó)GIS行業(yè)協(xié)會(huì)教育與科普專業(yè)委員會(huì)組織的暑期青年教師培訓(xùn)。筆者所在的東華理工大學(xué)GIS專業(yè)有13位教師,其中有4位具有國(guó)外的工作或?qū)W習(xí)經(jīng)歷,3位教師參加過GIS軟件企業(yè)培訓(xùn),4位教師參加了暑期青年教師培訓(xùn),兩位青年教師參加全國(guó)青年教師講課比賽并獲獎(jiǎng)。學(xué)校GIS專業(yè)于2010年申報(bào)成功“地理信息系統(tǒng)專業(yè)課程群教學(xué)團(tuán)隊(duì)”省級(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)項(xiàng)目,為提升教師整體素質(zhì)提供了良好的契機(jī)。2.3學(xué)生道德品質(zhì)教育應(yīng)貫穿每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)合格的人才培養(yǎng)首先是培養(yǎng)學(xué)生如何做人,然后才是成才。道德品質(zhì)的培養(yǎng)是要培養(yǎng)具有敬業(yè)、團(tuán)結(jié)、誠(chéng)信等品質(zhì)的人才,這是一個(gè)循序漸進(jìn)、潛移默化的過程。要求教師結(jié)合課程教學(xué)特點(diǎn),把道德品質(zhì)教育貫穿到每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),以良好的事例積極引導(dǎo)學(xué)生。例如空間信息的管理與共享是地理信息系統(tǒng)的目的,應(yīng)該教育學(xué)生遵循共建共享、創(chuàng)新開發(fā)、熱忱服務(wù)的道德準(zhǔn)則。此外,教師應(yīng)加強(qiáng)自身品德素質(zhì)的修養(yǎng),以身作則做學(xué)生的表率,學(xué)校及學(xué)院也要營(yíng)造一個(gè)開拓、創(chuàng)新、誠(chéng)信、團(tuán)結(jié)的學(xué)習(xí)與學(xué)術(shù)氛圍,例如,每年的9月15號(hào)是SuperMAPGIS軟件公司發(fā)起的“GIS日”,學(xué)院可以組織開展活動(dòng),讓學(xué)生增加GIS專業(yè)意識(shí)和自豪感;經(jīng)常請(qǐng)GIS公司與企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和專家來(lái)校作學(xué)術(shù)報(bào)告。2.4建設(shè)好課間與教學(xué)實(shí)習(xí)基地GIS專業(yè)學(xué)生動(dòng)手能力,主要包括GIS軟件的使用、二次開發(fā)、GIS應(yīng)用與工程設(shè)計(jì)、航測(cè)與遙感圖象處理軟件和數(shù)據(jù)采集軟件的使用等等。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),學(xué)校需要建立相關(guān)的GIS實(shí)驗(yàn)室,并購(gòu)置一些國(guó)內(nèi)外常用的與GIS專業(yè)密切相關(guān)的(GIS)軟件和相應(yīng)的硬件設(shè)備,如ArcGIS,Super-MAP,ERDAS等。為使學(xué)生的理論學(xué)習(xí)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái),加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解,學(xué)校要與從事地理信息系統(tǒng)工程的單位或科研機(jī)構(gòu)建立聯(lián)系,并采取聯(lián)合辦學(xué)或互惠互利的方式建立教學(xué)實(shí)習(xí)基地。這樣學(xué)校解決了教學(xué)實(shí)習(xí)的問題,生產(chǎn)單位也可以充分利用學(xué)生資源,從事空間數(shù)據(jù)的錄入甚至應(yīng)用模塊的開發(fā)等工作,還可與高校教師聯(lián)合共同完成某些GIS工程任務(wù)。這樣的單位有省市級(jí)的基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)中心、國(guó)土規(guī)劃局、城市建設(shè)部門以及研究院所等。2.5建立校企合作機(jī)制“校企合作”是一種很好的培養(yǎng)企業(yè)人才的模式。目前,從事地理信息和測(cè)繪的單位有比較齊全的設(shè)備,生產(chǎn)任務(wù)比較多,缺少人手,尤其是近年國(guó)家和地方都在進(jìn)行數(shù)字城市建設(shè)、天地圖建設(shè)以及三權(quán)發(fā)證等大型工程項(xiàng)目,各測(cè)繪與地理信息部門需要大量的地理信息專業(yè)的人才,希望本科生到自己?jiǎn)挝粚?shí)習(xí)以彌補(bǔ)人才短缺,這一形勢(shì)可以促成高校與企業(yè)建立良好的校企合作機(jī)制。對(duì)GIS技術(shù)含量比較高的企業(yè),如GIS軟件公司、從事測(cè)繪與地理信息的科研院所,高校可以采取與他們共建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室方式進(jìn)行合作。一方面,企業(yè)可以為高校提供僅計(jì)成本價(jià)的GIS應(yīng)用軟件,為高校進(jìn)行GIS技術(shù)師資培訓(xùn)。另一方面高校在使用GIS軟件過程中發(fā)現(xiàn)問題,提出新的用戶需求,為企業(yè)GIS軟件推廣使用做貢獻(xiàn)。2.6加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)、注重能力培養(yǎng)根據(jù)地理信息科學(xué)專業(yè)總體目標(biāo)和課程體系規(guī)劃GIS專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),同時(shí)為實(shí)踐性課程制定實(shí)綱、編制實(shí)習(xí)能力指標(biāo)體系和相應(yīng)的實(shí)習(xí)指導(dǎo),以便讓學(xué)生在剛開始上某門課時(shí)就知道自己學(xué)完該門課后應(yīng)該達(dá)到怎樣的要求。采取相應(yīng)的措施調(diào)動(dòng)學(xué)生參加實(shí)踐性教學(xué)的積極性和提高學(xué)生開發(fā)創(chuàng)造性思維能力的自覺性。一門課程的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)內(nèi)容應(yīng)和專業(yè)應(yīng)用知識(shí)緊密結(jié)合。例如開設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程時(shí),應(yīng)讓學(xué)生對(duì)TIN的數(shù)據(jù)組織、網(wǎng)絡(luò)分析等與GIS空間數(shù)據(jù)組織和空間分析相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)習(xí)和編程。畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性能力的重要環(huán)節(jié),應(yīng)盡可能地結(jié)合生產(chǎn)任務(wù)或科研項(xiàng)目進(jìn)行,采取上文提到的“3+1”教學(xué)模式,可以增加畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)的時(shí)間,使學(xué)生達(dá)到有效鍛煉的目的。2.7應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)手段,豐富教學(xué)內(nèi)容GIS是構(gòu)建在信息技術(shù)基礎(chǔ)之上的,大多數(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容很適合利用多媒體技術(shù)進(jìn)行組織與教學(xué),因此,GIS教學(xué)必須充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)中的多媒體、網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)手段,開發(fā)多媒體和網(wǎng)絡(luò)課件。目前,Internet網(wǎng)上有關(guān)GIS教育的網(wǎng)址已有不少,互聯(lián)網(wǎng)上的GIS教育為學(xué)生在校期間尤其是畢業(yè)后的自我教育提供了一種重要的學(xué)習(xí)方式。教學(xué)中,應(yīng)充分利用國(guó)際互連網(wǎng)上國(guó)際學(xué)術(shù)組織、大學(xué)和著名GIS軟件生產(chǎn)廠商創(chuàng)辦的豐富的GIS領(lǐng)域的免費(fèi)遠(yuǎn)程教育資源,使學(xué)生能更形象、快捷、多渠道、多方面接受專業(yè)知識(shí),培養(yǎng)能力。教師應(yīng)將國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)上比較典型的GIS網(wǎng)站告訴學(xué)生,教會(huì)學(xué)生如何到網(wǎng)上查找GIS資源。2.8采用靈活多樣的考核方法為克服高分低能現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性能力,應(yīng)結(jié)合課程特點(diǎn)采取靈活多樣的考核方法,例如筆試、口試、作業(yè)、論文、實(shí)習(xí)報(bào)告(成果)、動(dòng)手能力考試等。一般來(lái)講,對(duì)基礎(chǔ)理論課程可以采用筆試+作業(yè)的方法;對(duì)專業(yè)課程采用筆試+作業(yè)或論文的形式;對(duì)實(shí)踐性較強(qiáng)的課程可以采用實(shí)習(xí)報(bào)告(成果)+口試或動(dòng)手能力考試的方法;對(duì)選修課程可以采用課程論文的考核方法。動(dòng)手能力考試可以敦促學(xué)生自覺地完成每個(gè)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié),加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。2.9鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生參加老師的生產(chǎn)科研活動(dòng)和參加各類競(jìng)賽活動(dòng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的教學(xué)方法是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效途徑之一,有利于學(xué)生分析問題、解決問題以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[9,10]。學(xué)校應(yīng)創(chuàng)造條件讓學(xué)生參與實(shí)際生產(chǎn)項(xiàng)目,廣泛開展學(xué)生科研活動(dòng),使學(xué)生在老師的指導(dǎo)下及早培養(yǎng)科研能力,如參加大學(xué)生挑戰(zhàn)杯一類的比賽活動(dòng)、讓品學(xué)兼優(yōu)的學(xué)生參加教師承擔(dān)的科研項(xiàng)目等。學(xué)校測(cè)繪學(xué)院專業(yè)教師的生產(chǎn)項(xiàng)目,如地圖數(shù)字化、GIS數(shù)據(jù)建庫(kù)前的數(shù)據(jù)整理、GIS工程應(yīng)用項(xiàng)目的開發(fā)等都可以讓本科生和研究生參與,學(xué)生老師雙贏,效果很好。目前GIS專業(yè)學(xué)生可以參加的各類競(jìng)賽活動(dòng)包括:“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生測(cè)繪科技創(chuàng)新論文大賽、全國(guó)大學(xué)生測(cè)繪儀器操作大賽、各大型GIS軟件公司等行業(yè)或單位舉辦的全國(guó)大學(xué)生GIS軟件操作與開發(fā)大賽,以及校級(jí)創(chuàng)新基金活動(dòng)。2.10實(shí)行本科生導(dǎo)師制本科生導(dǎo)師制是指學(xué)生進(jìn)入學(xué)校的第一個(gè)學(xué)期就為每位學(xué)生指定一位專業(yè)導(dǎo)師,根據(jù)每屆招收學(xué)生的多少每個(gè)導(dǎo)師一般指導(dǎo)5至10名學(xué)生,而多個(gè)研究方向相近的導(dǎo)師又可以組成一個(gè)導(dǎo)師組或教學(xué)團(tuán)隊(duì),導(dǎo)師組內(nèi)部實(shí)行以老帶新。學(xué)生從大一到最后畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)均由本科生導(dǎo)師負(fù)責(zé)。對(duì)于具有研究生導(dǎo)師資格的專業(yè)導(dǎo)師,導(dǎo)師可以安排研究生對(duì)本科生進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的傳授和GIS行業(yè)軟件使用與操作培訓(xùn),本科生也可以幫研究生做一些基礎(chǔ)性的資料整理工作。本科生導(dǎo)師制的設(shè)置可以讓學(xué)生更早地與專業(yè)老師接觸,有利于學(xué)生消除專業(yè)困惑,有機(jī)會(huì)參加導(dǎo)師的項(xiàng)目,加深學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和動(dòng)手能力的提高。

3結(jié)束語(yǔ)

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關(guān)鍵詞:國(guó)家地質(zhì)公園;科技旅游;開發(fā)模式

中圖分類號(hào):F592.742文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-4161(2008)02-0153-04

1.地質(zhì)公園研究進(jìn)展與發(fā)展現(xiàn)狀

地質(zhì)旅游在我國(guó)興起于20世紀(jì)80年代初,隨著聯(lián)合國(guó)教科文組織(UNESCO)“世界地質(zhì)公園”計(jì)劃的推動(dòng),國(guó)土資源部于2001年3月16日準(zhǔn)批成立了第一批國(guó)家地質(zhì)公園11個(gè),截止到2006年,我國(guó)共建立世界地質(zhì)公園18處,國(guó)家地質(zhì)公園138處。

1.1 地質(zhì)公園的概念

地質(zhì)公園是由一系列具有特殊科學(xué)意義,稀有性和美學(xué)價(jià)值的地質(zhì)遺跡所組成,它的存在不只具有地質(zhì)意義,還可能具有考古、生態(tài)學(xué)、歷史或文化價(jià)值。世界地質(zhì)公園的建立有雙重目的,一是要保護(hù)環(huán)境,二是要促進(jìn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[1]。

按照“國(guó)家自然和自然資源保護(hù)聯(lián)盟”的定義,地質(zhì)公園規(guī)劃方案包含了保護(hù)利用地質(zhì)遺跡和地質(zhì)景觀內(nèi)容:①面積不小于10km2,具有優(yōu)美景觀、特殊生態(tài)或地形,具有國(guó)家代表性,未經(jīng)過人類開采、聚居或建設(shè);②為長(zhǎng)期保護(hù)自然原野景觀、原生動(dòng)植物群、特殊生態(tài)系統(tǒng)設(shè)置的保護(hù)區(qū);③應(yīng)由國(guó)家最高權(quán)利機(jī)構(gòu)采取措施,限制工商業(yè)及聚居開發(fā),禁止伐木、采礦、設(shè)廠、農(nóng)耕、放牧及狩獵等行為,以有效地維護(hù)自然及生態(tài)平衡;④保持現(xiàn)有自然狀態(tài),在一定條件下準(zhǔn)許游人進(jìn)入,可作為現(xiàn)代及未來(lái)的科研、教育、游覽與啟智場(chǎng)所[2]。

國(guó)土資源部對(duì)地質(zhì)公園的定義是:“地質(zhì)公園是以具有特殊的科學(xué)意義,稀有的自然屬性,優(yōu)雅的美學(xué)觀賞價(jià)值,具有一定的規(guī)模和分布范圍的地質(zhì)遺跡景觀為主體;融合自然景觀與人文景觀并具有生態(tài)、歷史和文化價(jià)值;以地質(zhì)遺跡保護(hù),支持當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、文化教育和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展為宗旨,為人們提供具有較高科學(xué)品味的觀光游覽、度假休閑、保健療養(yǎng)、科學(xué)教育、文化娛樂的場(chǎng)所,同時(shí)也是地質(zhì)遺跡景觀和生態(tài)環(huán)境的重點(diǎn)保護(hù)區(qū),地質(zhì)研究與普及的基地”[3]。

1.2 地質(zhì)旅游資源的研究

旅游資源是旅游目的地籍以吸引旅游者的最重要因素,也是確保旅游開發(fā)成功的必要條件之一。地質(zhì)公園的建立為開發(fā)新的旅游資源提供了基礎(chǔ),而這種新的旅游資源的開發(fā)也促進(jìn)了地質(zhì)公園的發(fā)展。

對(duì)于地質(zhì)旅游資源的定義,不同的學(xué)者做出了不同的定義?!吨袊?guó)旅游地質(zhì)資源圖說(shuō)明書》定義為:具有旅游價(jià)值的地質(zhì)遺跡和與地質(zhì)體直接有關(guān)的人類活動(dòng)遺跡。馮天駟指出:由地質(zhì)作用形成的自然旅游資源都可稱為地質(zhì)旅游資源,一部分與地質(zhì)形體有直接關(guān)系的旅游資源也可稱為人文地質(zhì)旅游資源[4]。郭威、丁華將地質(zhì)旅游資源定義為那些能夠吸引旅游者產(chǎn)生旅游動(dòng)機(jī)并實(shí)施旅游行為的,能被旅游業(yè)利用,具有經(jīng)濟(jì)效應(yīng)、社會(huì)效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)的地質(zhì)遺跡和地質(zhì)體、地質(zhì)作用直接有關(guān)的人類活動(dòng)遺跡[5]。

關(guān)于“地質(zhì)旅游資源”與“旅游地質(zhì)資源”,在現(xiàn)有的大多數(shù)學(xué)術(shù)著作中無(wú)明確的界定,甚至有些是相混淆的。楊世瑜指出旅游地質(zhì)資源是指具有旅游價(jià)值,可供人類游覽、觀賞、休閑、療養(yǎng)、考察、探險(xiǎn)的各種地質(zhì)景觀、地質(zhì)遺跡、地質(zhì)現(xiàn)象及地質(zhì)環(huán)境,是一種獨(dú)特的和寶貴的地質(zhì)資源,它泛指可作為旅游活動(dòng)或發(fā)展旅游產(chǎn)業(yè)的一切地質(zhì)資源;而地質(zhì)旅游資源則是旅游地質(zhì)資源中供專項(xiàng)地質(zhì)旅游的那部分資源[6]。

1.3 地質(zhì)公園科技旅游開發(fā)

地質(zhì)科技旅游是指開發(fā)旅游地質(zhì)資源(即那些具有旅游價(jià)值的地質(zhì)遺跡和與地質(zhì)體直接有關(guān)的人類活動(dòng)遺跡)利用地質(zhì)遺跡進(jìn)行旅游活動(dòng),大力宣傳與之有關(guān)的地質(zhì)科學(xué)知識(shí),尤其是地質(zhì)遺跡的形成,演化和發(fā)展規(guī)律,以提高人們的地學(xué)知識(shí)和保護(hù)地質(zhì)環(huán)境的意識(shí)[7](66)。

金利霞等人提出我國(guó)地質(zhì)公園科技旅游的開發(fā)模式主要有三種:①生態(tài)科普與地質(zhì)科技旅游并重模式;②以地質(zhì)科技旅游為主,輔以生態(tài)及其他旅游項(xiàng)目的混合模式;③以生態(tài)科普為主,地質(zhì)科技旅游和其他旅游項(xiàng)目為輔的混合模式[7](68-69)。

1.4 地質(zhì)公園走科技旅游開發(fā)道路的意義

目前我國(guó)對(duì)地質(zhì)公園的旅游開發(fā)研究主要集中在概念、資源等方面,進(jìn)行深入探討的還比較少,雖然在概念研究中提到了地質(zhì)公園的科研教育功能,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)模式中也體現(xiàn)了地質(zhì)公園的科技效用,但事實(shí)上我國(guó)地質(zhì)公園的旅游資源開發(fā)還處于初步階段,實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于理論研究,其開發(fā)項(xiàng)目也主要集中于觀光旅游、生態(tài)旅游、度假旅游、漂流、民俗旅游等大眾化的旅游產(chǎn)品,對(duì)地質(zhì)公園旅游資源的科技方面還沒有充分利用。

地質(zhì)公園與其他性質(zhì)的自然園(區(qū))不同,進(jìn)行科技旅游的開發(fā)有以下好處:①保護(hù)地質(zhì)自然遺產(chǎn)及原有景觀特色,維護(hù)生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán);②以地質(zhì)遺跡景觀為中心來(lái)規(guī)劃景點(diǎn)、景區(qū),可突出自然科學(xué)情趣、山野風(fēng)韻觀光等多種功能,形成獨(dú)特風(fēng)格和地域特色的科學(xué)公園;③建立地質(zhì)公園博物館和解說(shuō)教育系統(tǒng)等科普旅游設(shè)施,可揭示地質(zhì)科學(xué)奧秘;④深度開發(fā)獨(dú)特的科研價(jià)值,將地質(zhì)公園變?yōu)橐惶幰巴饪破战逃?,寓教于樂,使游客在游覽公園時(shí)能獲得地學(xué)科普知識(shí),這對(duì)游人特別是青少年游客有很大的吸引力。

2.實(shí)證研究

2.1 選擇景泰黃河石林國(guó)家地質(zhì)公園的依據(jù)

景泰黃河石林國(guó)家地質(zhì)公園位于黃河上游的甘肅省白銀市景泰縣東南部中泉鄉(xiāng)龍灣村,北距景泰縣城70公里,南離甘肅省省會(huì)蘭州136公里,面積34平方公里,其中石林面積16平方公里。景泰黃河石林在揭示黃河上游干旱石林地貌的發(fā)展演化規(guī)律、地質(zhì)環(huán)境演變規(guī)律等方面具有重要的科學(xué)研究?jī)r(jià)值。在甘肅地區(qū),地質(zhì)遺跡資源整體開發(fā)滯后,與資源優(yōu)勢(shì)極不相稱,本文旨在通過對(duì)景泰黃河石林國(guó)家地質(zhì)公園的實(shí)證研究為甘肅省地區(qū)地質(zhì)公園的地質(zhì)旅游資源開發(fā)起示范作用。

2.2 景泰黃河石林國(guó)家地質(zhì)公園開發(fā)現(xiàn)狀

黃河石林景區(qū)內(nèi)狹谷皆以溝命名,從東南至西北,共有八溝之多。正在開發(fā)的飲馬溝大峽谷內(nèi)有“雄獅當(dāng)關(guān)”、“獵鷹回首”、“大象吸水”、“千帆進(jìn)發(fā)”、“西天取經(jīng)”、“月下情侶”、“屈原問天”等眾多景點(diǎn)。景區(qū)內(nèi)除石林外,尚有龍灣綠洲、灘壩戈壁、黃河曲流、河心洲及沙灘等景點(diǎn)[8]。石林與黃河山環(huán)水轉(zhuǎn),動(dòng)靜結(jié)合,有峰林映水之妙,是景區(qū)的主體資源。

景區(qū)將黃河、石林、沙漠、戈壁、綠洲、農(nóng)莊等多種資源巧妙結(jié)合在一起,推出七大主體旅游項(xiàng)目:體驗(yàn)風(fēng)情畜力車、黃河漂流羊皮筏子、龍灣古水車、人間仙境盤龍洞、“農(nóng)家樂”西部鄉(xiāng)俗游、風(fēng)情萬(wàn)種的篝火晚會(huì)、宗教圣地清涼寺,其次壩灘的滑沙、撿黃河奇石、沙灘排球以及石林獵奇探險(xiǎn)等也是景區(qū)內(nèi)別有情趣的娛樂項(xiàng)目。

2.3 景泰黃河石林國(guó)家地質(zhì)公園存在的問題

在甘肅省內(nèi)國(guó)家級(jí)和省級(jí)地質(zhì)公園共有15個(gè),其中國(guó)家級(jí)地質(zhì)公園共有4個(gè),分別是2001年12月授予的以雅丹地貌和黑色戈壁灘為地質(zhì)特征的甘肅敦煌雅丹國(guó)家地質(zhì)公園、以恐龍足印化石為主要地質(zhì)遺跡的甘肅劉家峽恐龍國(guó)家地質(zhì)公園;2004年3月授予的由桔黃色砂礫巖構(gòu)成的石柱、石筍為特征的景泰黃河石林國(guó)家地質(zhì)公園、以丹霞地貌為特征的平?jīng)鲠轻忌絿?guó)家地質(zhì)公園[9]。但由于開發(fā)力度不夠,長(zhǎng)期以來(lái)游客對(duì)其了解甚少,例如堪稱世界之最的敦煌雅丹地質(zhì)公園、劉家峽恐龍足印化石平時(shí)很少有人問津,大多數(shù)游客對(duì)崆峒山的了解往往也只限于它的道教文化和自然風(fēng)景。

近年來(lái)景泰黃河石林國(guó)家地質(zhì)公園旅游開發(fā)方興未艾,羊皮筏子漂流、沙灘浴、做客農(nóng)家等旅游項(xiàng)目深受游客歡迎。但是基本上仍停留在一般風(fēng)景區(qū)的開發(fā)項(xiàng)目上,未能充分體現(xiàn)地質(zhì)公園的獨(dú)有特色。其中存在的主要問題如下:

第一 沒有正確認(rèn)識(shí)到地質(zhì)公園的內(nèi)涵及價(jià)值

公園的開發(fā)項(xiàng)目主要集中于觀光旅游、休閑度假、黃河漂流、民俗風(fēng)情旅游等大眾化的旅游產(chǎn)品,而對(duì)地質(zhì)公園特殊的地質(zhì)旅游資源沒有充分利用,深入挖掘。雖然掛著國(guó)家地質(zhì)公園的牌子,但宣傳推介仍停留在傳統(tǒng)風(fēng)景區(qū)方面和影視基地方面,對(duì)相應(yīng)的地質(zhì)科學(xué)內(nèi)容重視程度不夠,不能充分挖掘地質(zhì)旅游資源,降低了地質(zhì)公園的科學(xué)品味和內(nèi)涵。同時(shí),過分的開發(fā)和不充分的保護(hù)造成景區(qū)環(huán)境壓力過大,產(chǎn)生負(fù)面影響。

第二 地質(zhì)公園旅游規(guī)劃開發(fā)忽略地質(zhì)專業(yè)人才的重要作用

景區(qū)的管理和服務(wù)機(jī)構(gòu)及導(dǎo)游人員普遍缺乏系統(tǒng)的地理學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),導(dǎo)致景區(qū)內(nèi)資源管理和保護(hù)得不到地質(zhì)專業(yè)知識(shí)的支撐;旅游標(biāo)識(shí)不能突出地質(zhì)景觀旅游資源,地質(zhì)科技旅游特色不突出;在景區(qū)講解過程中,只停留在對(duì)石林的形狀和傳說(shuō)講解的表面性上,缺乏對(duì)地質(zhì)地貌的成因、演變和保護(hù)的科學(xué)解釋,地質(zhì)教育作用不能充分發(fā)揮;地質(zhì)公園內(nèi)缺少地質(zhì)科學(xué)內(nèi)容宣傳介紹,造成地質(zhì)公園名不副實(shí)。

第三 景區(qū)缺乏高科技手段支持,科技開發(fā)資金投入不夠

就我國(guó)數(shù)量龐大的國(guó)家地質(zhì)公園而言,應(yīng)用GIS的國(guó)家地質(zhì)公園還是鳳毛麟角,只有吉林長(zhǎng)白山、廣東丹霞山、四川九寨溝等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家地質(zhì)公園建立了地理信息系統(tǒng)[10],與美國(guó)等國(guó)的國(guó)家地質(zhì)公園GIS的建設(shè)和管理相比,石林景區(qū)的GIS工作還處于起步階段,在利用地質(zhì)科學(xué)成果進(jìn)行旅游規(guī)劃、景區(qū)景點(diǎn)的策劃和制定等方面,現(xiàn)代技術(shù)支持還不夠。

3.景泰黃河石林國(guó)家地質(zhì)公園科技旅游開發(fā)

3.1 景泰黃河石林地質(zhì)概況

3.1.1 地質(zhì)構(gòu)造:

石林景區(qū)是一處主要由新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制,雨洪沖蝕、重力崩塌和風(fēng)蝕共同作用形成的地質(zhì)地貌景觀,它的形成演化過程清晰地記錄了青藏高原抬升以來(lái)這一地區(qū)古地理環(huán)境的變遷。石林發(fā)育于2.5億年前的北山運(yùn)動(dòng)時(shí)期。距今65~23百萬(wàn)年,強(qiáng)烈的燕山運(yùn)動(dòng)使甘肅大部分地區(qū)褶皺上升,米家山、松山升起,奠定了本區(qū)地形、地貌的格局。

景區(qū)核心景觀――古石林群形成于210萬(wàn)年前的積砂礫巖層,由于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng),雨洪侵蝕及重力崩塌,形成許多高80~200米的峭壁、巖柱組成的峰林和峰叢。

石林及周邊地區(qū)分布著距今約5億年的古奧陶系變質(zhì)巖系,盆地中有沉積形成的下更新統(tǒng)灰黃色、灰紫色礫巖、局部夾粉紅色砂巖的五泉山組礫巖;溝谷中有多級(jí)跌水陡坎和水流攜帶泥沙在石林表面形成的泥幔;黃河在此形成Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地、河心灘;還有風(fēng)蝕作用形成的新月形沙丘。

3.1.2 石林地貌

景泰黃河石林是中國(guó)垂直節(jié)理發(fā)育最完整的沙礫石林地貌群,景區(qū)內(nèi)石林與峽谷、斷崖并存,由于地殼運(yùn)動(dòng)、風(fēng)化、雨蝕等地質(zhì)作用,形成了以黃色砂礫巖為主,造型千姿百態(tài)的石林地貌奇觀。以河湖砂礫巖為主的集雅丹、丹霞、峰林為一體的地貌奇觀成為公園的主體。

在溝谷的不同位置分布著石林不同時(shí)期的形態(tài):在溝谷最上游及溝岸兩側(cè)分布著石林地貌的最初形態(tài)――沖蝕凹槽和石芽;在溝谷的中部有石林發(fā)育早期的峰叢地貌;溝谷下游兩側(cè)有成熟期的形態(tài)為圓柱狀、圓錐狀、筍狀、蘑菇狀、城堡狀等的峰林地貌;還有主要分布于飲馬溝、豹子溝上游的石林發(fā)育較晚期的地貌形態(tài)――孤峰及晚期的地貌形態(tài)――殘丘和崩塌。在各個(gè)溝谷內(nèi)還分布著圓形、長(zhǎng)條形、紡錘形等不同形狀的風(fēng)蝕穴和風(fēng)蝕壁龕;在盤龍溝下游有風(fēng)蝕作用改造巖壁上的泥幔形成的狀如窗欞的特殊地貌――窗欞地貌及風(fēng)蝕作用沿層理改造峰林形成的后期地貌形態(tài)――搖擺石。

3.2 科技旅游產(chǎn)品設(shè)計(jì)

為了保護(hù)、開發(fā)和利用好這些豐富的地質(zhì)旅游資源,就需要將科技賦予旅游開發(fā)之中,充分挖掘地質(zhì)景觀的地理科技內(nèi)涵,提高景區(qū)資源品味,設(shè)計(jì)出能滿足旅游者新的消費(fèi)理念的科技旅游產(chǎn)品,實(shí)施科技旅游發(fā)展戰(zhàn)略。

3.2.1 市場(chǎng)定位

景泰黃河石林國(guó)家地質(zhì)公園的科技旅游市場(chǎng)類型可以劃分為狹義市場(chǎng)和廣義市場(chǎng),狹義市場(chǎng)指地質(zhì)及相關(guān)專業(yè)的專家、學(xué)者科考市場(chǎng),而廣義市場(chǎng)強(qiáng)調(diào)科普、觀光和健身等功能的大眾市場(chǎng)。從該地質(zhì)公園的開發(fā)現(xiàn)狀來(lái)看,其市場(chǎng)定位既要面向?qū)I(yè)化市場(chǎng)(學(xué)生教學(xué)旅游、專家學(xué)者科考旅游、一般科技工作者科考旅游),又要面向大眾化市場(chǎng)(普通旅游者科普教育旅游、普通旅游者觀光、探奇),而后者更是公園生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。

3.2.2 開發(fā)新型產(chǎn)品、實(shí)施精品帶動(dòng)戰(zhàn)略

第一 開展以廣大旅游者為對(duì)象的地質(zhì)科普旅游活動(dòng),擴(kuò)大地質(zhì)遺跡知識(shí)的普及,使公園成為傳播知識(shí)、開展科普的基地。在游覽景區(qū)過程中增添科學(xué)內(nèi)容,如對(duì)該地區(qū)的地質(zhì)運(yùn)動(dòng),氣候變化等知識(shí)的講解。講解詞中應(yīng)減少神話和傳說(shuō)比重,還應(yīng)通俗易懂,如可將“節(jié)理”講解為“裂隙”,使游客不會(huì)感到講解的枯燥乏味,失去游覽的興趣。景區(qū)還可以在特定時(shí)間內(nèi)組織由地質(zhì)專家?guī)ьI(lǐng)的徒步旅游,寓科普教育于游覽,寓知識(shí)傳播于休閑。

第二 開展以中、小學(xué)為主體的教學(xué)旅游。通過參觀石林博物館,讓學(xué)生了解地學(xué)知識(shí),認(rèn)識(shí)地質(zhì)地貌現(xiàn)象,普及地質(zhì)科學(xué)知識(shí);在觀景廊觀看雄偉的石林全景;在水車園了解水車原理;介紹黃河相關(guān)知識(shí),了解黃河水污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀,增強(qiáng)學(xué)生保護(hù)水資源,節(jié)約用水的良好意識(shí)。

第三 公園還可與大學(xué)和科研單位合作,開展以大專院校、研究機(jī)構(gòu)和專業(yè)人員為主的科考旅游活動(dòng),共同開展地質(zhì)科學(xué)研究,通過共同研究提高公園的科技含量,甚至可以成為某些重大地學(xué)問題的研究基地或中心,進(jìn)行地質(zhì)考察,野外研究,甚至還可以組織專題研討會(huì)。公園還可與專家合作出版相關(guān)地質(zhì)書籍、照片、光盤甚至是一些標(biāo)本和模型,把科普宣傳從野外延續(xù)到室內(nèi)甚至是游客離開公園之后。

3.3 解說(shuō)教育系統(tǒng)

解說(shuō)教育系統(tǒng)是指運(yùn)用各種媒體和表達(dá)方式,使特定信息傳播并到達(dá)信息接受者中間,幫助信息接受者了解相關(guān)事物的性質(zhì)和特點(diǎn)并達(dá)到服務(wù)與教育的基本功能[11]。

由于地質(zhì)公園與一般風(fēng)景區(qū)相比,以科研價(jià)值和科普旅游為主導(dǎo),屬高層次高品味的旅游地,所以地質(zhì)公園的解說(shuō)教育系統(tǒng)一般分為景區(qū)教育解說(shuō)系統(tǒng)、景區(qū)道路布局指示、景區(qū)服務(wù)設(shè)施說(shuō)明三部分。

3.3.1 景區(qū)教育解說(shuō)系統(tǒng)

景區(qū)教育解說(shuō)系統(tǒng)是地質(zhì)公園科技旅游的重點(diǎn),是地質(zhì)公園教育功能發(fā)揮的必要基礎(chǔ)。如在石林風(fēng)景區(qū)內(nèi)特殊地質(zhì)作用形成的形狀奇特的石筍、石柱、石峰等旁邊應(yīng)重點(diǎn)樹立環(huán)保性解說(shuō)牌示對(duì)其地質(zhì)地貌演變過程、特點(diǎn)、成因進(jìn)行科學(xué)的解釋說(shuō)明;在必要時(shí)還可以配有地學(xué)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)合格的導(dǎo)游人員圖文音并茂的講解,還可以給游客發(fā)放可攜式電子解說(shuō)工具。景區(qū)內(nèi)還可以專門出版有關(guān)石林地質(zhì)地貌的書籍、平剖面地質(zhì)圖、制作各種相關(guān)畫冊(cè)、照片集、明信片、DVD等,以及三維動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)的各種高科技視聽產(chǎn)品。

3.3.2 景區(qū)道路布局指示

景區(qū)道路布局直接影響游客游玩時(shí)的順序和方便程度,在考察了黃河石林風(fēng)景區(qū)內(nèi)的道路布局后,認(rèn)為該景區(qū)內(nèi)的道路布局比較合理。但在旅游旺季景區(qū)內(nèi)游人增加時(shí)應(yīng)考慮到景區(qū)容量,要適時(shí)限制景點(diǎn)的游客數(shù),還應(yīng)根據(jù)不同的地域分化出不同的保護(hù)等級(jí)和不同的旅游線路。景區(qū)內(nèi)應(yīng)該對(duì)不同的旅游線路有明確詳細(xì)的牌示(包括路段距離,難易度,趣味性和科普性的比重),方便旅游者在選擇時(shí)作出判斷。

其次,由于石林特殊的地質(zhì)情況,鑒于地形、水和土壤的化學(xué)成分、肥力、山坡穩(wěn)定以及地下水、黃河水的流動(dòng)模式等是地質(zhì)作用的主要決定因素,要對(duì)景區(qū)時(shí)時(shí)監(jiān)控,在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)地質(zhì)地貌的變動(dòng),并在易侵蝕地段,拐彎處設(shè)置各種方向指示牌,危險(xiǎn)地段設(shè)置忠告警示牌,并在生態(tài)脆弱地段設(shè)置提示牌,避免對(duì)石林地質(zhì)景觀的踐踏和破壞。

3.3.3 景區(qū)服務(wù)設(shè)施說(shuō)明

景區(qū)服務(wù)設(shè)施說(shuō)明主要是在游客服務(wù)中心。由于一般游客進(jìn)入景區(qū)前都會(huì)先在游客服務(wù)中心逗留,可以在此放置一些印刷物,游客在此逗留時(shí)可以翻閱了解景區(qū)線路,精華景點(diǎn)的位置等。中心還可以設(shè)立大屏幕放映景區(qū)地質(zhì)遺跡形成過程,如地殼運(yùn)動(dòng),構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等,游客在此可以事先了解石林的相關(guān)地質(zhì)遺跡的知識(shí),還可以擺放一些地質(zhì)遺跡的陳列,遺址的再現(xiàn)等,提高旅游質(zhì)量。

4.結(jié)語(yǔ)

景泰黃河石林國(guó)家地質(zhì)公園在甘肅省地質(zhì)公園中占據(jù)著重要位置,但隨著旅游交通的發(fā)達(dá)和出省旅游的方便,使得公園面對(duì)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越大,如何能在原先良好發(fā)展的基礎(chǔ)上長(zhǎng)久立于不敗之地,就需要將地質(zhì)公園的旅游做出特色,依靠先進(jìn)的科技和開發(fā)力量,充分利用黃河石林獨(dú)特的地質(zhì)旅游資源,實(shí)施科技旅游,滿足游客從地質(zhì)公園中獲取地學(xué)知識(shí)的愿望,提升景區(qū)整體形象,打造獨(dú)特的國(guó)家地質(zhì)公園科技旅游品牌。

基金項(xiàng)目:甘肅省教育廳科研項(xiàng)目《黃河沿岸甘肅段旅游空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化與開發(fā)模式研究》(編號(hào)0601-02);西北師范大學(xué)科技創(chuàng)新項(xiàng)目(編號(hào)NWNU-KJCXGU-03-20)。

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[作者簡(jiǎn)介]石培基(1961-),男,西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院教授,博導(dǎo)。研究方向:經(jīng)濟(jì)地理、城市與區(qū)域發(fā)展。

篇5

關(guān)鍵詞:城市承載力;城鎮(zhèn)化;研究述評(píng)

中圖分類號(hào):F290 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1001-862X(2017)01-0086-009

隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn),人口向城市的大規(guī)模集聚與城市有限的承載力之間的矛盾逐漸顯現(xiàn),尤其在特大城市和超大城市,這一矛盾更加突出且日益嚴(yán)重,表現(xiàn)出交通擁堵、環(huán)境污染、資源短缺等大城市病,成為城市發(fā)展研究領(lǐng)域面臨的重點(diǎn)難題問題。2005年建設(shè)部發(fā)文提出“著重研究城市的綜合承載能力”,城市承載力問題開始得到政策關(guān)注,相關(guān)研究大幅增加,“十一五”和“十二五”規(guī)劃均提出了“提高城鎮(zhèn)綜合承載能力”的戰(zhàn)略要求,“十三五”規(guī)劃建議也提出要“根據(jù)資源環(huán)境承載力調(diào)節(jié)城市規(guī)?!?。為此,本文著重對(duì)城市承載力研究的起源、相關(guān)概念與內(nèi)涵、評(píng)價(jià)思路與方法等進(jìn)行綜述,并深刻反思以往研究存在的問題,提出未來(lái)研究方向,以期為城市規(guī)模與城市人口政策研究提供有益借鑒。

一、城市承載力研究的起源

承載力最初起源于生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域,表示某一生態(tài)系統(tǒng)能夠維持的某一物種最大的存在量。馬爾薩斯(1798)《人口原理》中的觀點(diǎn)是承載力研究的起源,引起了大量關(guān)于種群承載力和人類承載力的研究。在馬爾薩斯去世(1834)后的一個(gè)多世紀(jì)里,由于農(nóng)業(yè)技術(shù)的進(jìn)步與全球人口增長(zhǎng)緩慢,世界人口增長(zhǎng)并沒有出現(xiàn)讓人擔(dān)憂的結(jié)果,因此在很長(zhǎng)一段時(shí)間里地球人類承載力問題受到的關(guān)注很少(Seidl & Tisdell,1999),除了Verhulst(1838)與Pearl(1920)各自構(gòu)建了一個(gè)包含承載力約束的描述人口增長(zhǎng)的邏輯斯蒂方程(Verhulst-Pearl Logistic Equation)。直到20世紀(jì)60年代末70年代初,伴隨著人口和經(jīng)濟(jì)的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),一些資源的承載力面臨著上限(如食品供給、土地以及不可再生資源),地球人類承載力問題重新引起廣泛關(guān)注(Seidl & Tisdell,1999)。之后,聯(lián)合國(guó)教科文組織(UNESCO)和糧農(nóng)組織(FAO)開展的關(guān)于區(qū)域土地承載力的研究(UNESCO & FAO,1985)開始引領(lǐng)學(xué)術(shù)界將地球承載力的研究應(yīng)用到區(qū)域和城市領(lǐng)域。

從國(guó)內(nèi)外關(guān)于城市承載力的研究來(lái)看,國(guó)外學(xué)者關(guān)于城市承載力的研究很少,主要有韓國(guó)學(xué)者Kyushik Oh等(2005)的研究;國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)城市承載力的研究起源于20世紀(jì)80年代末對(duì)城市土地承載力的研究,90年代中期之后關(guān)于城市水資源、交通等要素承載力研究陸續(xù)出現(xiàn),2005年建設(shè)部提出“城市的C合承載能力”的概念之后,相關(guān)研究大量出現(xiàn),出現(xiàn)了很多利用各種方法對(duì)不同城市(群)、不同要素承載力的理論分析和評(píng)價(jià)研究。

二、城市承載力的相關(guān)概念與內(nèi)涵

聯(lián)合國(guó)教科文組織(UNESCO)20世紀(jì)70年代對(duì)承載力(carrying capacity)內(nèi)涵的界定已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可,指“一定地域范圍內(nèi),在可以預(yù)見的時(shí)期,利用該地的能源和其他自然資源及智力、技術(shù)等條件,在保證符合社會(huì)文化準(zhǔn)則的物質(zhì)生活水平條件下,所能持續(xù)供養(yǎng)的人口數(shù)量”(UNESCO & FAO,1985;齊文虎,1987)。這一承載力內(nèi)涵界定主要包括三方面內(nèi)容:承載要素(該地的能源和其他自然資源及智力、技術(shù)等條件)、承載對(duì)象(人口數(shù)量)、承載約束條件(保證符合社會(huì)文化準(zhǔn)則的物質(zhì)生活水平條件)。在將這一承載力內(nèi)涵應(yīng)用到城市承載力的過程中,針對(duì)不同的承載要素、承載力的內(nèi)涵不同,由此也出現(xiàn)了城市承載力不同的相關(guān)概念。城市承載力根據(jù)承載要素不同可以大體分為單要素承載力和多要素承載力。在建設(shè)部提出綜合承載能力的概念之前,研究主要集中在單要素承載力方面,主要包括城市土地承載力、城市水資源承載力、城市交通承載力等;之后,關(guān)于多要素承載力的研究開始大幅增加,主要體現(xiàn)在城市綜合承載力和城市生態(tài)系統(tǒng)承載力的研究。

1.城市土地承載力

承載力的研究最早就是關(guān)注于土地承載力(地球承載力),相應(yīng)的,城市土地承載力也是城市承載力研究的最早領(lǐng)域。關(guān)于城市土地承載力的研究主要包括早期的城市土地(資源)承載力研究和近期的城市土地綜合承載力研究?jī)纱箢悺?guó)內(nèi)于80年代末開始對(duì)城市土地承載力進(jìn)行研究(林戈等,1987;張劍光,1988;王宏,1988),早期研究主要是遵循馬爾薩斯等人考察地球承載力時(shí)“土地-糧食-人口”的思路,即以耕地為承載要素,以人均食物為約束條件,以人口規(guī)模為承載對(duì)象考察地球或區(qū)域的承載力。王書華等(2001)首次對(duì)土地綜合承載力進(jìn)行研究,明確指出“以往土地承載力最終都?xì)w結(jié)到‘養(yǎng)活多少人’這樣一個(gè)概念上來(lái)……這在一定意義上難以揭示區(qū)域人地關(guān)系的相互制約、相互促進(jìn)的復(fù)雜關(guān)系”。隨著城市土地承載力研究的發(fā)展,尤其是在建設(shè)部2005年提出城市綜合承載力概念之后,土地綜合承載力研究也越來(lái)越多(瞿理銅等,2008;郭志偉,2008;李蕾等,2010;虞曉芬等,2012)。從學(xué)者對(duì)土地綜合承載力的界定來(lái)看,基本屬于城市綜合承載力的范疇,比如,李蕾等(2010)指出土地綜合承載力指“在一定時(shí)期、一定空間區(qū)域,以及一定的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境條件下,土地所能承載的人類各種活動(dòng)的規(guī)模和強(qiáng)度的閥值”。

2.城市水承載力

城市水承載力包括水資源承載力和水環(huán)境承載力,但由于兩類因素緊密聯(lián)系,只是側(cè)重點(diǎn)不同,大部分研究并沒有嚴(yán)格區(qū)分,部分研究者對(duì)城市水承載力的研究同時(shí)考察了水資源和水環(huán)境對(duì)城市人口規(guī)模的約束(齊枝花等,2012;鄔彬等,2012)。城市水資源承載力研究最早開始于90年代中后期(魏斌等,1995;王建華等,1999;薛小杰等,2000),從內(nèi)涵來(lái)看,基本上是聯(lián)合國(guó)教科文組織的承載力內(nèi)涵在水資源方面的應(yīng)用,“指在一個(gè)可以預(yù)見的時(shí)期內(nèi),一定地域范圍內(nèi)在保證符合社會(huì)文化準(zhǔn)則的用水條件下,其水資源條件所能持續(xù)供養(yǎng)的人口數(shù)量”(童玉芬,2011)。城市水環(huán)境承載力也起源于90年代中后期(賈振邦等,1995;崔鳳軍,1998),但相對(duì)而言專門的城市水環(huán)境承載力研究較少,因?yàn)殛P(guān)于水資源承載力的研究往往將水污染作為對(duì)水資源供給的影響因素,由此將水環(huán)境承載力和水資源承載力結(jié)合起來(lái)(比如,童玉芬,2010)。

3.城市交通承載力

城市交通承載力包括交通基礎(chǔ)設(shè)施承載力和交通環(huán)境承載力兩個(gè)方面(侯德劭,2008;詹歆曄等,2008)。交通基礎(chǔ)設(shè)施承載力實(shí)際上是針對(duì)城市交通擁擠問題的路網(wǎng)容量問題(Idia,1972;陳春妹,2002;楊曉萍等,2005);城市交通環(huán)境承載力最早引起關(guān)注是在90年代末(衛(wèi)振林等,1997),主要指在一定時(shí)期和區(qū)域內(nèi),保持城市環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的交通系統(tǒng)的最大容量(侯德劭,2008)。李振福(2004)將聯(lián)合國(guó)教科文組織對(duì)承載力的界定應(yīng)用到城市交通承載力領(lǐng)域,將城市交通承載力界定為“在可預(yù)見的時(shí)期內(nèi),充分利用本地的交通資源及其他物質(zhì)、智力、技術(shù)等條件,在不損害交通環(huán)境質(zhì)量和破壞交通資源的前提下和保證城市交通功能有效發(fā)揮的條件下,該城市交通系統(tǒng)所能持續(xù)承載的人口數(shù)量”。由于交通基礎(chǔ)設(shè)施的承載力往往以交通擁堵、路網(wǎng)容量等問題的形式集中在城市交通研究領(lǐng)域,專門的城市交通承載力研究相對(duì)較少。

4.城市綜合承載力

城市綜合承載力的研究可以追溯到魏后凱(1989)對(duì)“城市區(qū)域承載能力”的解釋,劉殿生(1995)最早對(duì)秦皇島市的綜合承載力進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在2005年建設(shè)部發(fā)文提出城市綜合承載能力概念之后,關(guān)于城市綜合承載力的研究越來(lái)越多(葉裕民,2007;李東序,2008;龍志和等,2010;孔凡文等,2012),還出現(xiàn)了大量關(guān)于城市群綜合承載力的研究(歐朝敏等,2009;高紅麗等,2010;劉惠敏,2011;孫鈺等,2012;黃志基等,2012)。根據(jù)聯(lián)合國(guó)教科文組織對(duì)承載力內(nèi)涵的界定,本文從承載要素、約束條件、承載對(duì)象等三個(gè)方面對(duì)以往關(guān)于城市綜合承載力的界定進(jìn)行了總結(jié)(如表1所示)。總體來(lái)看,以往關(guān)于城市綜合承載力的理解大體可以分為三種:一種是從承載要素的角度理解,區(qū)別于單要素承載力(魏后凱,1989;Kyushik Oh等,2005);第二種是從承載對(duì)象角度,區(qū)別于人口承載力,主要是一些關(guān)于土地綜合承載力的研究(王書華等,2001;李蕾等,2010);第三種是從承載要素和承載對(duì)象角度均考慮綜合性,如葉裕民(2007)、李東旭(2008)等,還有關(guān)于城市生態(tài)系統(tǒng)承載力的研究也是從承載要素和承載對(duì)象角度均考慮綜合性(徐琳瑜,2011;畢東蘇等,2008)。

三、城市承載力的評(píng)價(jià)思路與方法

根據(jù)承載要素不同,城市承載力的評(píng)價(jià)也往往分為單要素評(píng)價(jià)和多要素評(píng)價(jià)(張燕等,2013;張貴祥等,2013;石憶邵等,2013),但實(shí)際上除了“短板效應(yīng)”的評(píng)價(jià)思路通常只用于多要素評(píng)價(jià)之外(但也是基于單要素評(píng)價(jià)之后的比較分析),其他的評(píng)價(jià)思路與方法往往既適用于單要素評(píng)價(jià)也適用于多要素評(píng)價(jià),因此,本文對(duì)評(píng)價(jià)方法的總結(jié)不區(qū)分單要素評(píng)價(jià)和多要素評(píng)價(jià)。從以往研究來(lái)看,比較常用的城市承載力的評(píng)價(jià)主要有以下七種思路和方法(如表2所示)。

概念模型法。某性亓Φ幕本原理出發(fā),以資源總供給和人均需求量為基礎(chǔ)估算承載力,是最簡(jiǎn)單直接的估算方法,最具代表性的模型是PER模型(人口-經(jīng)濟(jì)-資源的環(huán)境承載力模型)(謝高地等,2011),在城市承載力估計(jì)方面主要有楊開忠(2006)對(duì)北京市水資源的估算,繆明月等(2013)對(duì)城市交通承載力的估算。

指標(biāo)體系法。在城市承載力方面比較常用的指標(biāo)體系法是要素加權(quán)法。通過構(gòu)建城市承載力指標(biāo)體系,對(duì)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)并對(duì)數(shù)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,得到各個(gè)分指標(biāo)及綜合指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值,由此對(duì)承載力各要素情況進(jìn)行比較分析,有助于發(fā)現(xiàn)承載力的短板并提出對(duì)策。這一方法只是一般統(tǒng)計(jì)方法在承載力方面的應(yīng)用,通常會(huì)結(jié)合其他評(píng)價(jià)思路使用,如狀態(tài)指數(shù)法、短板效應(yīng)法等。城市承載力方面的主要研究有高紅麗等(2010)、黃志基等(2012)、李彥君(2013)。

生態(tài)足跡法。將各種不同的資源要素需求和供給轉(zhuǎn)化為一種要素(生態(tài)足跡)進(jìn)行比較分析,如張穎(2006)、徐琳瑜等(2011)、彭文甫等(2012)、王建洪等(2012)等。William R.(1992)、Wackernagel M.和William R.(1997)最早提出生態(tài)足跡(ecological footprint)的概念。任何已知人口(某個(gè)個(gè)人、一個(gè)城市或一個(gè)國(guó)家)的生態(tài)足跡是生產(chǎn)這些人口所消費(fèi)的所有資源和吸納這些人口所產(chǎn)生的所有廢棄物所需要的生物生產(chǎn)土地的總面積(或/和水資源量)。將一個(gè)地區(qū)或國(guó)家的資源、能源消費(fèi)同自己所擁有的生態(tài)能力進(jìn)行比較,能判斷一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的發(fā)展是否處于生態(tài)承載力的范圍內(nèi)(張志強(qiáng)等,2000)?;凇稗D(zhuǎn)化為一種要素進(jìn)行分析”這一思路還有能值分析法,在承載力研究中比較常見,但在城市承載力應(yīng)用較少。

多目標(biāo)決策法。在城市承載力方面比較常見的是可能-滿意度多目標(biāo)決策法。選取能夠反映承載力的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人口、生態(tài)環(huán)境等若干相互依存、相互制約的目標(biāo),按照可持續(xù)發(fā)展原則,通過數(shù)學(xué)模型求解同時(shí)滿足多個(gè)目標(biāo)整體最優(yōu)、次優(yōu)、一般等不同滿意度的發(fā)展方案,其所對(duì)應(yīng)的人口或社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模即為不同可能-滿意度下的承載力。這一方法最早由Millington(1973)在分析澳大利亞土地資源承載力時(shí)提出。在我國(guó)城市承載力方面的文獻(xiàn)主要有李振福(2004)、劉廣?。?009)等。

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法。認(rèn)為承載力受很多相互作用的因素的影響,并建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行長(zhǎng)期、動(dòng)態(tài)、戰(zhàn)略性的仿真分析與研究,如馮海燕(2006)、張林波(2009)、童玉芬(2010)等。社會(huì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法最早起源于羅馬俱樂部Meadows(1972)在研究世界人口承載力時(shí)提出的世界模型,在UNESCO&FAO(1985)的ECCO模型(Enhancement of Carrying Capacity Options)中進(jìn)一步應(yīng)用?;舅悸肥牵菏紫?,將所研究的具體對(duì)象和涉及的主要因素劃歸到一個(gè)系統(tǒng)中,區(qū)分出系統(tǒng)的邊界;然后,用正反饋和負(fù)反饋的分析方式,分析這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)不同因素之間存在的因果關(guān)系,將系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)因素以直接或者間接的關(guān)系全部聯(lián)系起來(lái),形成有多個(gè)反饋關(guān)系或正負(fù)反饋環(huán)聯(lián)系起來(lái)的分析系統(tǒng);再次,分辨系統(tǒng)要素中的主要變量類型,以最基本的狀態(tài)變量為基礎(chǔ),寫出各因素之間的定量方程;最后,在給定不同的參數(shù)條件下,系統(tǒng)將會(huì)給出各種可能的系統(tǒng)變量輸出結(jié)果,依此可以觀察各種方案設(shè)置下的系統(tǒng)運(yùn)算結(jié)果,并進(jìn)行政策性分析(李旭,2009;童玉芬,2010)。

狀態(tài)指數(shù)法。設(shè)定相應(yīng)的狀態(tài)指數(shù)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)指標(biāo)所處的狀態(tài)級(jí)別進(jìn)行判斷,如“良好狀態(tài)”、“一般狀態(tài)”、“危機(jī)狀態(tài)”、“預(yù)警狀態(tài)”等,國(guó)內(nèi)最早見于中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)(2008),石憶邵等(2013)明確提出狀態(tài)指數(shù)法的概念。狀態(tài)指數(shù)法的評(píng)價(jià)往往與其他方法結(jié)合,如中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)(2008)是在用指標(biāo)體系得到承載力標(biāo)準(zhǔn)值的情況下,結(jié)合狀態(tài)指數(shù)法對(duì)承載狀態(tài)進(jìn)行判斷,石憶邵等(2013)則是與概念模型法相結(jié)合?;驹u(píng)價(jià)思路:選擇相關(guān)指標(biāo)的閥值區(qū)間,設(shè)定不同的狀態(tài)取值區(qū)間;計(jì)算各指標(biāo)的狀態(tài)指數(shù)進(jìn)行判定。

短板效法。認(rèn)為人口規(guī)模受一些單項(xiàng)要素的影響,然后以“短板效應(yīng)”(木桶原理)確定承載力,如Kyushik Oh 等(2005)。短板效應(yīng)法通常應(yīng)用于綜合承載力的評(píng)價(jià),實(shí)際上由于短板效應(yīng)法需要首先對(duì)單要素進(jìn)行評(píng)價(jià),所以短板效應(yīng)法本身只是一種思路,而需要與單要素評(píng)價(jià)的其他方法相結(jié)合進(jìn)行分析,Kyushik Oh等(2005)是與概念模型法結(jié)合,還有研究與指標(biāo)體系法結(jié)合,如呂斌等(2008)、孫莉等(2009)?;驹u(píng)價(jià)思路:以Kyushik的研究為例,首先是測(cè)算各個(gè)單項(xiàng)資源的供給能力,然后確定單向資源人均需求標(biāo)準(zhǔn);根據(jù)相應(yīng)的供給能力和人均需求標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算各單項(xiàng)資源現(xiàn)實(shí)與潛在的可承載人口數(shù)量;根據(jù)“短板效應(yīng)”,綜合確定現(xiàn)實(shí)與潛在的綜合承載力,即現(xiàn)實(shí)與潛在的可承載人口數(shù)量。

四、城市承載力評(píng)價(jià)案例:

以往關(guān)于北京市承載力的評(píng)價(jià)

關(guān)于城市承載力評(píng)價(jià)案例中,北京市承載力的研究相對(duì)較多,本文對(duì)北京市承載力評(píng)價(jià)的對(duì)象、方法、結(jié)果等進(jìn)行簡(jiǎn)單總結(jié)。從以往制訂的三次北京市總體規(guī)劃來(lái)看,北京市常住人口規(guī)模往往很快超過規(guī)劃控制目標(biāo),關(guān)于北京市到底能承載多少人的問題越來(lái)越迷惑。第三次修編的《北京城市總體規(guī)劃( 2004―2020)》 要求2020 年北京實(shí)際居住人口控制在1800 萬(wàn)人左右,但北京市2010年常住人口達(dá)到1962萬(wàn)人(2012年達(dá)2069萬(wàn)人),已經(jīng)超過2020年規(guī)劃的人口規(guī)模。雖然北京市采取多種措施控制人口增長(zhǎng),但北京常住人口總量一直以每年50萬(wàn)人左右的速度持續(xù)增長(zhǎng),交通擁堵、空氣污染、水資源短缺等問題日益嚴(yán)峻。由此,對(duì)北京市承載力的研究得到越來(lái)越多的關(guān)注,北京市設(shè)置專門課題對(duì)承載力進(jìn)行研究,2013年《京津冀發(fā)展報(bào)告》也對(duì)京津冀區(qū)域“承載力測(cè)度與對(duì)策”進(jìn)行了專題研究。表3總結(jié)了比較有代表性的關(guān)于北京市承載力的研究成果,研究者采取了多種不同的方法對(duì)水資源承載力、交通承載力、綜合承載力等進(jìn)行了研究,以往的研究結(jié)果均顯示,北京市承載力在1800萬(wàn)人以內(nèi),目前基本處于超載、不可持續(xù)狀態(tài)。

五、以往研究存在的問題

1.研究思路問題:簡(jiǎn)單將地球承載力思路應(yīng)用到城市領(lǐng)域,沒有考慮到城市系統(tǒng)與地球的差異,導(dǎo)致對(duì)城市承載力命題真?zhèn)蔚臓?zhēng)論。

目前的研究對(duì)城市承載力與地球承載力的異同一直缺乏重視。相對(duì)于地球來(lái)說(shuō),一個(gè)城市的承載力,由于存在各種各樣的外部聯(lián)系,其研究思路應(yīng)該與類比為“孤島”、“飛船”的地球的承載力存在巨大差異。實(shí)際上,Cohen(1995)已經(jīng)指出“人類承載力不能在國(guó)家(區(qū)域)層面進(jìn)行定義,因?yàn)楦鱾€(gè)區(qū)域存在與其他區(qū)域的貿(mào)易(聯(lián)系),能夠共同分享全球資源如大氣、海洋、氣候、物種多樣化等”。由此,將地球承載力的思路和方法直接應(yīng)用到城市承載力方面肯定是不合適的,這也導(dǎo)致城市承載力分析結(jié)果往往缺乏現(xiàn)實(shí)意義,引起對(duì)城市承載力命題真?zhèn)蔚臓?zhēng)論。在對(duì)城市承載力的評(píng)價(jià)實(shí)踐中確實(shí)面臨這一問題,童玉芬(2011)在對(duì)北京市水資源承載力進(jìn)行多項(xiàng)研究之后,也提出這樣的疑問,“隨著北京市人口的增長(zhǎng),水資源壓力越來(lái)越大,可我們?cè)趯?shí)際生活中卻并沒有感覺到水資源人口承載力已經(jīng)超載,或者說(shuō)生活中并沒有明顯感覺到水資源困難和緊缺”,在對(duì)城市承載力進(jìn)行反思之后,明確指出“城市地區(qū)……生活和生產(chǎn)中所需要的能源和物質(zhì)資源絕大多數(shù)都需要從城市系統(tǒng)以外調(diào)入,使系統(tǒng)保持一種高度的開放性和高輸入特點(diǎn)……這樣導(dǎo)致城市人口承載力的計(jì)算在很多方面實(shí)際上失去了意義”。

2. 研究對(duì)象問題:?jiǎn)我爻休d力研究較多,綜合承載力內(nèi)涵缺乏共識(shí),影響因素和影響機(jī)理研究不夠收入。

從以往的研究來(lái)看,對(duì)于城市承載力的研究,更多的是側(cè)重于對(duì)單要素承載力的研究,如城市水資源、土地資源等,對(duì)城市綜合承載力的研究相對(duì)不足。從已有的城市綜合承載力的研究來(lái)看,城市綜合承載力的內(nèi)涵還不清晰,對(duì)綜合承載力的內(nèi)涵界定較多但缺乏共識(shí)(如表1所示)(譚文墾等,2008;傅鴻源,2009),總的來(lái)看,有從承載要素角度解釋“綜合”,有從承載對(duì)象角度解釋“綜合”。但需要明確的是,以人口為承載對(duì)象更具現(xiàn)實(shí)意義,從承載要素角度而不是從承載對(duì)象角度考察“綜合承載力”更加合理。從英文來(lái)看,無(wú)論是城市綜合承載力、城市人口承載力、城市土地承載力都可以用“Urban Carrying Capacity”表示;結(jié)合承載力研究的起源與發(fā)展來(lái)看,承載力主要是考察某一區(qū)域范圍中能夠承載的人類或者是物種的數(shù)量,因此城市承載力實(shí)際上就是指城市人口承載力,這幾個(gè)概念都是考察可持續(xù)發(fā)展條件下城市能夠承載的合理人口數(shù)量??追参牡龋?012)也指出“對(duì)城市綜合承載力的研究最終還應(yīng)落到對(duì)人口的承載能力或容納量上……城市綜合承載力也可以稱為城市人口承載力”。城市綜合承載力內(nèi)涵不清也導(dǎo)致了對(duì)城市綜合承載力影響因素的不確定以及影響機(jī)理的研究不足,聯(lián)合國(guó)教科文組織從承載要素、承載對(duì)象、約束條件對(duì)承載力進(jìn)行了界定,但大部分的研究并沒有明確區(qū)分承載對(duì)象和約束條件,從而進(jìn)一步導(dǎo)致對(duì)承載力的影響因素和影響機(jī)理缺乏研究。

3. 評(píng)價(jià)方法問題:各種評(píng)價(jià)方法對(duì)城市系統(tǒng)的開放型、動(dòng)態(tài)性、因素互動(dòng)性等考慮不足。

從以往關(guān)于城市承載力的評(píng)價(jià)方法來(lái)看,一個(gè)適當(dāng)?shù)挠幸饬x的方法至少需要具備以下幾方面要求:首先需要具有合適的評(píng)價(jià)思路,要能夠考慮到城市系統(tǒng)(區(qū)別于地球)的開放性問題;要能夠考慮到承載力的動(dòng)態(tài)性問題,承載力受多種動(dòng)態(tài)變化的因素影響;評(píng)價(jià)的結(jié)果最好應(yīng)該是人口數(shù)量而不是其他,承載力起源于對(duì)物種或人類承載力的研究,經(jīng)典研究得到的都是物種或人口的數(shù)量,數(shù)量、數(shù)量區(qū)間或者不同情景下的數(shù)量才是承載力研究的目的;對(duì)綜合承載力的評(píng)價(jià)最好能夠考慮到多種影響因素之間的相互關(guān)系。總體來(lái)看,概念模型法不能反映眾多影響因素,不能反映承載力的動(dòng)態(tài)性;指標(biāo)體系法和狀態(tài)指數(shù)法不能得到明確的關(guān)于人口數(shù)量的結(jié)果;生態(tài)足跡法沒有考慮到城市生態(tài)系統(tǒng)的開放性;多目標(biāo)決策法不能考慮多個(gè)影響因素之間的相互關(guān)系;短板效應(yīng)法不能充分考慮因素之間的關(guān)系。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法因?yàn)槟軌蛞韵到y(tǒng)的動(dòng)態(tài)的方式評(píng)價(jià)城市承載力,同時(shí)能夠得到不同情景下的人口數(shù)量,是相對(duì)較好的城市承載力評(píng)價(jià)方法。

六、未來(lái)研究展望

針對(duì)以往研究存在的問題,未來(lái)對(duì)城市承載力的研究首先需要明晰城市綜合承載力的內(nèi)涵、影響因素和機(jī)理。在此基礎(chǔ)上,選擇合適的評(píng)價(jià)思路和方法進(jìn)行評(píng)價(jià),提出相應(yīng)的政策建議。

第一,明確城市綜合承載力的內(nèi)涵、影響因素和影響機(jī)理,并基于此形成相應(yīng)的評(píng)價(jià)思路和方法。需要在深入剖析城市承載力命題真?zhèn)蔚幕A(chǔ)上,將廣義的生態(tài)系統(tǒng)、耕地資源等受外部聯(lián)系較大的因素剔除,要緊緊圍繞交通擁堵、大氣污染、資源短缺等比較嚴(yán)重的城市病F象,從承載要素、承載對(duì)象、約束條件三方面明確城市綜合承載力的內(nèi)涵,深入挖掘城市綜合承載力的影響因素和影響機(jī)理,并在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建相應(yīng)的城市綜合承載力評(píng)價(jià)方法。

第二,針對(duì)我國(guó)城市發(fā)展規(guī)模結(jié)構(gòu)不合理問題,加強(qiáng)特大城市綜合承載力研究。長(zhǎng)期以來(lái)由于行政等級(jí)對(duì)資源分配的干預(yù),資源大量向直轄市、副省級(jí)城市、省會(huì)(首府)城市等大城市集聚,導(dǎo)致我國(guó)城鎮(zhèn)規(guī)模體系“兩極分化”的問題突出,大城市規(guī)模膨脹,中小城市因?yàn)槲{能力不足導(dǎo)致數(shù)量與規(guī)模萎縮,小城鎮(zhèn)偏多,城鎮(zhèn)體系缺乏中小城市的有力支撐??梢?,不同規(guī)模城市面臨的問題不同,大城市面臨承載能力不足問題,中小城市面臨的則是吸納能力不足問題(魏后凱,2011)。為此,對(duì)城市承載力的研究應(yīng)當(dāng)主要以特大城市為研究對(duì)象,加強(qiáng)特大城市綜合承載力研究。

第三,加強(qiáng)城市綜合承載力與城市最優(yōu)規(guī)模等相關(guān)領(lǐng)域的聯(lián)系。城市最優(yōu)人口規(guī)模問題的研究與城市承載力的研究均興起于20世紀(jì)70年代,從城市承載力、最優(yōu)城市規(guī)模的概念內(nèi)涵來(lái)看,當(dāng)城市人口規(guī)模超過城市承載力或最優(yōu)城市規(guī)模時(shí),將不利于城市可持續(xù)發(fā)展。由此可見,這兩個(gè)領(lǐng)域研究的目的是一樣的,只是這兩類研究分別起源于生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域,從而缺乏相互聯(lián)系。實(shí)際上,城市承載力研究重評(píng)價(jià)、輕理論,往往導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果缺乏實(shí)踐意義;而最優(yōu)城市規(guī)模重理論、輕評(píng)價(jià),如果能夠?qū)煞矫娴难芯炕パa(bǔ),可能會(huì)有利于促進(jìn)各自的研究。張燕等(2013)將城市人口密度或城市適度人口規(guī)模的測(cè)算作為城市人口承載力的間接測(cè)算方法,也表明城市承載力研究與城市規(guī)模研究在方法論上存在相互借鑒價(jià)值。

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