基于PSR模型的中國人地關系協調發展時空格局及其影響因素

張博勝，楊子生

基于PSR模型的中國人地關系協調發展時空格局及其影響因素

張博勝1,2,3，楊子生1,2※

（1. 云南財經大學國土資源與持續發展研究所，昆明 650221；2. 云南財經大學精準扶貧與發展研究院，昆明 650221；3. 云南桓燁建設工程有限公司，昆明 650224）

科學認知人類活動與地域系統的互動關系是實現人地關系協調發展的重要依據。該研究構建了人地關系協調發展壓力-狀態-響應（Press-State-Response, PSR）評價理論體系，并利用2002、2007、2012和2017年中國省域截面相關數據，分析了中國人地關系協調發展時空演化特征及其空間分異影響因素。結果表明：1）2002—2017年中國人地關系協調發展等級總體處于中度協調至良好協調之間，較為穩定。而協調度值則表現為“V”型特征，2002—2007年協調度值由0.648降低到0.494，2012年回升到0.639，2017年進一步提升到0.705。15年間中國人地關系經歷了“先趨緊-后緩解”的發展過程。2）從空間上看，15年來中國人地關系協調性區域差異明顯增強。西部省份人地關系協調性普遍降低，東、中部地區人地關系協調性有所提升，東北地區人地關系協調性保持相對穩定。目前主要表現為東部、東北及中部協調度等級較高，西部協調度等級較低的空間分布特征。3）東、中、西部地區人地關系協調性主要影響因素有所差異。各地區需根據當地自然地理條件及經濟社會發展狀況因地制宜，以人地協調發展為準則，結合各地區主要影響因素實施差異化的調控對策，促進人地系統的協調、可持續發展。

模型；人地關系；協調發展；評價；地理探測器

0 引 言

伴隨著人類起源，人地關系便應運而生。探索人地關系很早便開始引起了人們的關注，中國古代“天人合一”的思想反映的即是對人地關系的深入思考[1]。隨著人類文明的進步和經濟社會的發展，對人地關系的研究不斷深化，逐漸演化為現代人文地理學研究的核心內容，貫穿在整個地理學研究的發展過程中[2,3]。人地關系以研究人類社會及其活動與自然環境之間的相互關系為主要內容[2,4-5]，在遵循自然環境客觀變化規律的基礎上，將經濟、社會、文化、歷史等人文要素綜合考慮在內，探究人類活動與自然環境的相互影響與作用機制，以及人地關系的時空格局演化過程等相關命題，對人文地理學的學科發展具有重要的學術價值，尤其近年逐漸發展起來的人地協調理論為當今學術界研究人地關系問題，及人們合理開發利用和保護自然資源，有效緩解人地矛盾，促進區域協調、可持續發展具有重要的現實意義。

近年來隨著人地矛盾不斷加劇，謀求人地協調發展逐漸成為人地關系的核心目標[6]。人地協調理論已成為可持續發展的一個基本理論[7]，是人類對自己賴以生存的環境和發展的社會現實在認識上的一次飛躍[8]，認為人地協調是人地關系最理想的狀態[9]，其重點是要實現人和地兩個系統各要素的結構和功能保持相對平衡，人類活動處在地理閾值之內[10]。因此，評價人類活動是否處于地域系統承載范圍內，成為探究人地關系協調發展的關鍵問題。西方學者最早開始運用生態足跡模型來評價人地協調狀態，并指出人類對自然資源的需求一旦超過自然對資源的供給，就會打破人地關系的平衡[11]。此后，國內部分學者將生態足跡模型應用于中國實踐，發現隨著人口不斷增加和消費水平的提升，中國人地關系處于瀕臨失調的發展狀態[12-13]。面對人地關系的復雜變化，學術界對人地關系協調問題的理解不斷深化，研究方法更趨向多元化。尚海龍等[14]運用耦合協調度模型，從資源環境基礎和經濟社會發展兩個方面分析了西部大開發十多年以來西安市人地關系協調發展過程，并指出未來西安市“人多地少”的矛盾難以在短期內得到緩解；逯承鵬等[15]構建人地關系演變動態仿真模型，從社會經濟變化、資源變化及環境變化三個方面，綜合分析得出甘南州人地關系處于失調狀態的結論。樊杰等[4,16-17]為代表的人文地理學科研團隊更是開創性的提出了基于地域功能學說的資源環境承載力預警的研究方法，為學術界探索人地關系協調發展提供了新思路。資源環境承載力評價在人地關系問題研究中得到了較為廣泛的應用[18-20]。但不得不承認的是，在資源環境承載力研究過程中，由于評價指標的構成、關鍵閾值的選擇及承載對象的結構和效率的不同，會造成承載能力產生差異，并且區域承載體部分組成要素的開放性和流動性，使得區域承載能力研究必須受制于開放性和流動性涉及的相關區域，給資源環境承載力研究帶來一定難度[4]。為此，楊宇等[21]嘗試性地構建了一套計量更為簡潔的“施壓-承壓”評價模型，該模型兼顧了人地關系的復雜性和時代特征，并重點引入人地系統的開放性特征，一定程度上彌補了區域資源環境承載能力研究的不足。但由于人地系統開放程度的度量存在一定難度，在相關研究工作中受到一定限制[22]。

目前學術界對人地協調發展問題已展開了廣泛而深入的研究，取得了許多有益的研究成果。但一方面目前中國關注人地關系綜合評價的定量研究仍相對不多[21]，尤其缺少各地區多時段的人地關系協調發展的時空變化對比分析，且影響因素的相關探索也較為鮮見，以致于難以對一些影響人地關系協調發展的相關政策措施的區域差異性效果做出更合理的判斷；另一方面人地關系協調發展的研究方法仍有進一步拓展的空間。基于此，本文嘗試性的借鑒邏輯縝密、應用性強的“壓力（P）-狀態（S）-響應（R）”模型的分析思路，構建人地關系協調發展的PSR分析框架和評價指標體系，并實證分析2002—2017年中國省域人地關系協調發展時空演化過程及其空間分異影響因素，以期為人地關系研究提供新思路，同時也為進一步緩解中國人地矛盾，促進區域人地關系協調發展提供參考。

1 研究方法

1.1 人地關系協調發展的PSR理論框架

“壓力（P）-狀態（S）-響應（R）”模型是由OECD 和UNEP提出的用于反映可持續發展機理的理論框架[23-24]，該模型以系統內在因果關系為基礎，以調控措施為手段，以實現系統的可持續發展為目標。具體思維邏輯表現為，人類活動對環境施加了壓力，導致環境原有的性質和資源數量發生了改變（狀態），進而人類會采取適當的調控措施（響應），以恢復環境質量，實現人與自然的和諧共生[25]。PSR模型具有邏輯縝密，適用性強等特點，在土地生態安全[26]，水生態文明[27]，土地整治[28]、區域經濟與資源環境協調發展[29]等方面得到廣泛應用。

在PSR模型系統中，“壓力”是“狀態”形成的根源，“狀態”又是“響應”發生的原因，最后“響應”又決定了壓力的大小，“壓力-狀態-響應”在不斷調整與適應的過程中，使系統中各要素在矛盾中逐漸達到平衡，進而促進系統協調與發展。這一理論框架為分析人地關系的協調發展提供了思路（圖1）：隨著人口增長和經濟社會發展，給地域系統帶來了巨大壓力（P），人類不斷開發利用各種自然資源，以推動經濟社會發展，擴大居住空間，并在生產、生活過程中不斷向地域系統排放污染，改變了地域系統的結構與功能狀態（S）；地域系統開始出現結構失衡、功能紊亂、資源環境質量惡化等現象。環境污染，自然災害頻發，糧食危機等反過來制約人類社會的發展。人類為謀求生存和持續發展的目標，對地域系統的反饋進一步做出響應（R），通過政策調整，改變土地利用方式，加強資源環境保護等，改善地域系統狀態，使之保持良好的結構與功能，進而實現人地協調、可持續發展。這一理論邏輯充分體現了人地關系是否協調，不僅取決于人，還取決于地，最終還是完全取決于人的思想[30]。

1.2 人地關系協調發展PSR評價指標體系

1.2.1 指標體系構建

按照上述人地關系協調發展的PSR理論框架為研究基礎，遵循指標數據的客觀性、科學性、可獲取性等原則，并充分參考已有相關研究[18-20,22]，從對地域系統造成壓力的主要人類活動形式，以及人類活動對地域系統施壓后，人地系統表現出的狀態及這種狀態反饋給人類活動后，人類活動所做出的響應3個方面，選取36個指標構建人地關系“壓力-狀態-響應”評價體系，綜合測度區域人地關系協調發展水平（表1）。

1）壓力指標。人類生存與謀求發展是對地域系統造成壓力的根源所在。總體上看，壓力產生主要源于人口數量的增加、經濟的發展、生產生活空間的擴張、以及對地域系統范圍內各類資源的開發利用與環境的破壞。因此，用區域人口規模（人口密度）、人口增速（人口自然增長率）及人口集聚程度（人口城鎮化率）表示人口增長對地域系統的壓力；工業化是開啟人類經濟社會快速發展的典型代表，長期以來中國快速工業化的發展模式伴隨著生產生活空間的無序擴張，給地域空間承載帶來巨大壓力。用經濟總量（GDP總量）、經濟密度（地均GDP）、工業化水平（工業產值占GDP比例）度量經濟發展給地域系統造成的壓力；人類對土地資源開發利用，對地域系統的影響最明顯，用建設規模（建設用地面積占土地總面積的比例）、建設集聚程度（建成區面積占土地總面積的比例）及空間擴張速度（人均建設占用耕地規模）進行度量。此外，人類活動向地域系統排放的各類污染物也會給地域系統造成壓力，用單位耕地面積化肥施用量、單位耕地面積農藥使用量、地均工業廢水排放量、地均工業固體廢棄物排放量及地均主要工業廢氣污染物排放量進行度量。

表1 PSR模型框架下的人地關系協調發展評價指標體系

注：“+”、“-”分別表示指標對準則層的正向和反向作用。

Note: “+” and “-” respectively represent the positive and negative effects of indicators on the criterion layer.

2）狀態指標。人地關系狀態即是人類活動給地域系統造成壓力后，人地系統所反映出來的外在表征，既包括地域系統內資源環境對人類活動的承載能力，也包括各種自然災害對人類活動的約束。土地資源、水資源、能源及環境等是與人類社會生產、生活最為密切的自然資源，是對人地關系地域系統的生存功能、發展功能與生態功能的承載能力和持續發展能力的集中反映。因此，用耕地資源、水資源、能源反映資源狀況，用森林覆蓋率、建成區綠化覆蓋率、人均公園綠地面積及空氣質量狀況（用省會城市空氣質量二級以上天數度量）表征人類居住環境，用災毀耕地情況、作物受災、成災情況表征災害情況。相對全面地反映出了人地關系所處的狀態。

3）響應指標：主要反映人類社會對當前不合理、難持續的人地關系狀態所做出的調整。以轉變資源利用方式，提高資源利用效率，集約節約利用資源，加強污染防治和生態環境保護為主要手段，引導人地關系向著協調、可持續的方向發展。具體而言，從生產、生活和生態3個方面采取調控措施。生產方式上通過加強農田水利設施建設、土地開發整理復墾等土地整治措施，在補充耕地數量的同時提高耕地質量和產出水平，并采取建設用地規模控制、轉變產業經濟發展方式等措施，實現集約節約用地；生活方式上采取節約用水措施，并對生活污水、垃圾排放及工業污染采取有效防治措施，以改善人類居住環境，提高生活質量；生態環境方面通過植樹造林、水土流失治理及環境污染治理等舉措恢復土地植被、減少污染，提高地域系統的生態涵養功能。

1.2.2 數據來源

本文以中國省級行政區域為研究單元，所需數據主要涉及其人口、土地資源、生態環境及社會經濟等相關指標，所有數據來源于歷年《中國統計年鑒》《中國城市統計年鑒》《中國城鄉建設統計年鑒》《中國國土資源統計年鑒》《中國環境統計年鑒》《中國能源統計年鑒》及各省份（區、市）統計年鑒。其中需要說明的是，統計年鑒中未公布2012年各省份（區、市）建設用地面積，用2013年建設用地面積代替，天津市2007年人均公園綠地面積缺失，用其他3個直轄市平均值代替，2017年工業固體廢棄物排放量未公布，用2015年的數據代替，2002年未公布各省份農村無害化衛生廁所普及率，用2003年的數據代替。西藏及港、澳、臺地區部分指標數據缺失，最終整理得到全國及30個省級行政區2002、2007、2012和2017年4個時段的相關截面數據。

1.3 人地關系協調發展評價物元模型

中國學者蔡文于20世紀80年代提出物元分析方法[31]，主要用于研究事物開拓規律和拓展可能性，可以解決不相容的復雜問題，適合于多因子的綜合評價[32]。通過引入負數的概念建立關聯度，可以無丟失地綜合各種因素的全部信息，并能以定量的數值表示評價結果，從而較完整、客觀地反映事物質量的綜合水平[31]。人地關系協調發展評價涉及指標較多，單項指標評價結果具有不相容性，運用物元模型分析人地關系協調發展，可以有效避免指標不相容性，并保證指標信息的完整性，評價結果更加科學合理。

1.3.1 確定人地關系協調物元

人地關系協調，人地關系協調特征和特征量值共同構成人地關系協調物元。假設人地關系協調物元有多個特征，用個特征1，2，3，…，c和相應的特征量值1，2，3，…，v描述，則表示為：

式中為維人地關系協調物元，記為=（,,）。

1.3.2 確定人地關系協調發展的經典域和節域

人地關系協調的經典域物元矩陣和節域物元矩陣分別表示為公式（2）和公式（3）。

式中表示經典域物元；N表示所劃分人地關系協調的第個評價等級（=1，2，…，）；c表示第個評價指標；區間＜a，b＞為c對應評價等級的量值范圍，即經典域。

式中表示節域物元；<a，b>代表節域物元對應特征向量c的量值區間范圍，代表人地關系協調評價全部的等級，<a，b>?<a，b>，（=1，2，…，）。

1.3.3 確定關聯函數和關聯度

令有界區間X=[,]的模定義為：

則經典域區間X和節域區間X的模分別表示為：

任意一點x（特征向量c的量值）到經典域區間X的距離(x,X)和節域區間X的距離(x,X)分別為：

則人地關系協調發展評價第個指標相應于第個評價等級的關聯函數K(x)的定義為：

1.3.4 人地關系協調度與等級劃分

人地關系協調發展評價對象N關于等級的協調度K(N)表示為：

式中K(x)為待評對象N的第個指標關于等級的單指標關聯度（=1，2，…，）；w為各評價指標的權重，本文用熵值法計算得到，各指標權重值計算結果見表1。在此基礎上，為了更加值觀的呈現人地關系協調發展水平，對人地關系協調度K(N)進行等級劃分。參考已有研究[16,22,25]的人地關系協調等級劃分標準，將人地關系協調度等級分為7個：極度協調（K(N)=1）、高度協調（0.8<K(N)<1）、良好協調（0.6<K(N)≤0.8）、中度協調（0.4<K(N)≤0.6）、低度協調（0.2<K(N)≤0.4）、基本協調（0<K(N)≤0.2）、不協調（K(N)=0）。

2 結果與分析

2.1 人地關系協調發展評價結果

經典域（評價標準）的確定是物元評價模型的基礎，從已有研究情況看尚未形成統一的評價標準。本文借鑒已有研究的做法，根據人地關系協調發展的可拓性，將其劃分為5個等級（I～V）。考慮到中國地域范圍廣闊，各地區自然地理環境、經濟社會發展狀況等存在明顯差異，部分指標地區之間差異性較大，因此充分參考了國家、行業相關標準（如《生態縣、生態市、生態省建設指標（試行）》等）和已有相關研究[25-27,33-34]及全國平均水平等綜合確定經典域標準。具體而言，對于以行業標準為主的指標等級劃分，首先根據行業標準確定經典域等級劃分的關鍵節點（如高等級V級或低等級I級的節點），如《生態縣、生態市、生態省建設指標（試行）》中將第三產業占GDP的比例達到40%作為生態省建設標準之一，因而本文據此將第三產業占GDP的比例達到40%作為V級協調的下限，40%以下進行等距離劃分等級，其他指標同理；對于引用已有文獻的指標等級劃分，則以已有文獻為準（如人口城鎮化率等）；對于無明確標準和文獻可以參考的指標按照等間距法劃分，劃分結果見表2。

利用上述人地關系協調發展評價指標體系，根據上述公式（9）計算得到指標關聯度值K(x)，并按照取極大值的原則最終確定各評價指標值K(x)及對應等級（由于篇幅所限，計算結果文中不再匯報）。如2017年1(1)=0.003，2(1)=?0.003，3(1)=?0.045，4(1)=?0.054，5(1)=?0.063，其中1(1)=0.003最大，因此2017年1的評價值為0.003，對應的人地關系壓力評價等級為I級。同理，可判定出各年份其他指標的評價值和協調度評價等級，在此基礎上進一步根據公式（10）計算得到人地關系協調度值K(N)，結果見表3。可以看出，2002—2017年中國人地關系協調度值K(N)呈先下降后上升的變化趨勢，2002—2007年由0.648下降到0.494，年均降幅5.28%，協調等級由良好協調降低到中度協調；2007—2017年協調度上升趨勢明顯，協調度增加了0.211，年均增幅3.62%，協調等級由中度協調恢復到了良好協調。一定程度上表明，近年來隨著國家生態文明建設戰略的不斷深華，中國經濟社會發展模式逐漸向綠色發展轉型，尤其十八大以后，進一步提出了以新型城鎮化助推高質量發展，以創新、協調、綠色、開放、共享的五大發展理念破解發展難題等一系列重大戰略舉措，對人地關系協調發展產生了積極影響。

表2 人地關系協調發展評價經典域與節域

表3 中國人地關系協調發展評價結果

2.2 人地關系協調發展空間格局與調控措施

2.2.1 省域人地關系協調發展空間格局演化

根據人地關系協調等級劃分標準，運用GIS軟件制作2002、2007、2012和2017年人地關系協調度等級空間分布圖（圖2）。可以看出，4個年度均包括中度協調、良好協調和高度協調3個等級。其中，2002年7個省份為中度協調，20個省份為良好協調，3個省份為高度協調（圖2a）。東部地區人地關系協調度均值為0.677，3個人地關系協調度等級均有涉及，區域差異較為明顯。天津、河北和海南為中度協調，北京、山東、上海、浙江和福建為良好協調，江蘇和廣東為高度協調。東北地區人地關系協調度均值0.669，3個省份均為良好協調，人地關系協調性整體較為相似；中部地區人地關系協調度均值0.680，人地關系協調性區域差異較明顯，湖南為中度協調，江西為高度協調，其余4省份為良好協調；西部地區人地關系協調度均值為0.623，人地關系協調性區域差異較小，青海、新疆和重慶為中度協調，其余省份為良好協調。總體上，東、中部地區人地關系協調度略高，區域差異較大；東北部地區人地關系協調度居中，區域差異不明顯；西部地區人地關系協調性略低，區域差異較小。

2002－2007年，中度協調減少1個省份，良好協調增加3個省份，高度協調減少2個省份（圖2b），人地關系協調性區域差異整體縮小，且呈現較明顯的“南高北低”的空間分異特征。2007－2012年各地區人地關系協調性空間格局開始向東西分異演化，東部、東北及中部地區變化較小，僅江蘇和浙江協調度等級出現互換調整，湖北協調度等級升高，湖南協調度等級降低；西部地區變化較大，主要表現為良好協調省份減少，中度協調省份增加，具體為甘肅、寧夏、云南和廣西由良好協調降低為中度協調，內蒙古由中度協調上升為良好協調（圖2c）。2012－2017年中度協調增加到10個省份，良好協調減少到16個省份，高度協調增加到4個省份。從整體區域看，截至2017年末中國人地關系高度協調區域集中在“川-湘-粵”和浙江兩個片區，中度協調大致形成南片區“滇-桂”、北片區“新-青-內蒙古-寧-陜-晉”以及環渤海灣的“津”和長三角的“滬”4個區域，其余均為良好協調區域。各地區人地關系協調性空間分異更為明顯，主要表現為東部、東北及中部協調度等級較高（協調度均值在0.670作用），西部協調度等級較低（協調度均值0.591）的空間分布特征（圖2d）。由于研究期限及評價單元尺度與已有研究[21]有所不同，評價結果存在一定出入。

2.2.2 人地關系協調發展空間分異影響因素及調控措施

上文研究表明，中國省域人地關系協調性表現出較為明顯的空間分異特征，下面將進一步對各地區人地關系協調發展空間分異影響因素進行地理空間探測，為促進各地區人地關系協調發展提供參考。

地理探測器是研究空間分異問題的有效工具，應用較為廣泛，主要包括4個探測器，本文主要運用因子探測器，具體方法可參見文獻[35]。因子探測器中統計量是表示影響因子對人地關系協調發展空間分異的決定力，值在0～1之間，值越大表示自變量對因變量空間分異的影響越大，值的具體計算方法此處不再詳述。按照地理探測器對分析數據的要求，本文將前文中計算得到的30個省份2017年人地關系協調度值（如表3）作為因變量，各指標所屬的經典域評價等級為自變量，以探測各地區人地關系協調發展空間分異影響因素。考慮到分析樣本的均勻性，文中將30個研究省份按照東部、中部、西部3大區域劃分進行分析，結果見表4。

1）東部地區主導因素分析及調控措施

從表4可以看出，空間分異決定力（）從大到小依次是人口密度（1）、人均耕地面積（15）、單位耕地面積農藥使用量（11）、地均工業廢水排放量（12）、農村無害化衛生廁所普及率（33）、人均水資源量（16）、工業產值占GDP比例（6）等，這7個影響因素的值均在0.5以上，表明這7個因素是目前東部地區人地關系協調發展空間分異的主導影響因素。東部地區作為中國的先發地區，整體上工業化、城鎮化發展水平高，經濟發達，現代制造業、服務業和高新技術產業高度聚集。在人口、資源、工業及農村人居環境等方面表現出明顯的區域差異特征，對人地關系協調發展的空間分異造成顯著影響。

表4 影響因素地理探測結果

注：“-”表示該因素在各省份的等級相等，對各省份而言是同質的。

Note: “-“ means that the factor is equal in rank among the provinces and is homogeneous for the provinces.

2017年東部地區平均人口密度達946人/km2（表5），遠遠高于中西部地區，其中上海人口密度最大（3 838人/km2），北京、天津人口密度次之（約1 300人/km2），其他省份人口密度相對較小（均小于800人/km2），海南人口密度最小（272人/km2）。在人口高度集聚的壓力下，東部省份耕地資源、水資源等受到巨大挑戰，2017年東部地區人均耕地面積0.05 hm2，小于0.053 hm2的國際警戒線[32]，北京、天津、上海、廣東和福建等地耕地資源更為稀缺，平均僅0.021 hm2。因此，東部地區在農業種植方面力求高投入高產出，單位耕地面積農藥使用量平均達22.42 kg/hm2，除天津、遼寧和河北3個省份外，其余省份均高于12.27 kg/hm2的全國平均水平，廣東、海南最高（超過40 kg/hm2）。水資源方面，雖然東部地區多數屬于沿海省份，水資源總量較為豐富，但可利用的淡水資源依然有限，2017年人均水資源量平均為1 070 t，僅福建和海南人均水資源量超過全國平均水平，尤其北京、天津、河北及上海等地人均水資源量不足全國平均水平的1/10，而且東部地區城市節約用水率普遍較低，除浙江、上海等地，其余省份城市節約用水率不足10%，對資源可持續利用造成不利影響。工業化的快速推進對東部地區經濟發展發揮了重要作用，2017年東部地區工業產值占GDP比例平均為32.60%，與全國平均水平基本接近，其中河北、江蘇、浙江、福建、山東和廣東等地工業產值占GDP比例較高（接近40%），同時也造成工業污染排放規模較大，地均工業廢水排放量平均達673.23 t/hm2，是全國排放水平的9倍以上。此外，東部地區在農村人均環境改善方面存在一定區域差異，2017年農村無害化衛生廁所普及率平均為84.26%，是全國平均水平的1.35倍，多數省份均超過了90%，而河北和遼寧分別僅為51.8%和45.2%。

表5 2017年各地區主導因素描述性統計

總體上看，東部地區人口聚集程度高，但分布不均勻，水土資源較為稀缺，加上部分地區工業化程度高、污染嚴重，局部地區農村人居環境相對較差，對區域人地關系協調發展造成顯著影響。因此，東部地區在推進經濟社會高質量發展的同時，首先需進一步優化區域人口規模，將水、土等資源承載能力作為人口規模控制的重要參考依據，強化人口與資源的協調匹配，并加強水土資源利用效率；其次需進一步加快產業結構轉型升級，強化節能、環保的工業產業發展評價標準，促進信息化、數字化的現代工業體系建設，推進工業產業向“綠色化”方向轉型。最后需加大部分省份農村人居環境改善力度，全面推進農村“廁所革命”等相關政策，促進鄉村生態宜居目標的全面實現。

2）中部地區主導因素分析及調控措施

對于中部地區，空間分異決定力（）從大到小依次是森林覆蓋率（18）、農作物受災面積占耕地總面積比例（23）、人口密度（1）、人均水資源量（16）、城市節約用水率（30）、農作物成災面積占耕地總面積比例（24）、單位耕地面積化肥施用量（10）等，這7個影響因素的值均超過0.5，是中部地區人地關系協調發展空間分異的主要影響因素。中部地區整體資源條件優勢較為明顯，在中部崛起戰略推進下，中部地區工業化、城鎮化進程不斷加快，經濟發展水平得到較大提升，人類活動不斷增強，對人地關系協調發展產生顯著影響。

2017年中部地區平均人口密度300人/km2（表5），已超過全國平均水平2倍以上，其中河南、安徽、湖南等地人口密度較高，平均達到400人/km2以上，而黑龍江、吉林等地相對較少，平均100人/km2左右，區域差異較為明顯。隨著經濟加速發展，追求高效發展的農業現代化、規模化水平不斷提升，農藥、化肥大量使用，2017年中部地區單位耕地面積化肥施用量平均為0.48 t/hm2，超過國際公認的安全上限[32]兩倍以上，其中安徽、河南、湖南和湖北等地明顯更高。整體上看，中部地區水土資源及植被等條件相對較好，除了山西、河南等地，人均水資源量與全國平均水平基本一致，森林覆蓋率則遠遠超過全國平均水平。然而，在相對豐富的資源條件下，各地區節約意識普遍較弱，2017年城市節約用水率平均僅為8.87%，約為全國平均水平的1/3，對人地關系協調發展產生一定影響。而且中部地區自然災害較為明顯，2017年農作物受災、成災面積占耕地總面積比例分別達到17.17%和8.48%，比全國平均水平分別高出3.48和1.66個百分點，尤其湖南、湖北及山西等地自然災害更為嚴重。此外，中部地區農村人居環境改善力度偏弱，2017年農村無害化衛生廁所普及率約為東部地區的50%，且略低于西部地區，除江西以外其余省份普遍較低，對人地關系協調發展產生不利影響。

總體上，中部地區人口集聚程度逐漸增強，在加速發展的壓力下追求高效農業產業化，導致農藥化肥使用量相對較高，且水資源等節約利用意識不強，農村人居環境改善力度較弱，加上自然災害形勢較為嚴峻，對中部地區人地關系協調發展造成明顯制約。因此，中部地區在加速推進經濟社會發展的同時，首先應全面落實高質量發展戰略思路，強化城鎮承載能力和服務水平。建立健全工業現代化發展體系，促進工業產業向綠色、數字、信息、科技現代化方向發展。其次，需增強資源利用節約意識，提升資源循環利用水平，減少資源浪費和生態污染，重點強化綠色農業、美麗鄉村、宜居生態的人地和諧共生發展。最后，加強自然災害預警及防御能力，進一步加強農田水利基礎設施建設，著力提升農業產業發展抵御洪旱災害及極端氣候變化的能力。

3）西部地區主導因素分析及調控措施

對于西部地區，空間分異決定力（）從大到小依次是人均耕地面積（15）、耕地有效灌溉率（25）、地均工業廢水排放量（12）、工業產值占GDP比例（6）、農村無害化衛生廁所普及率（33）等，這5個影響因素的值均超過0.5，是西部地區人地關系協調發展空間分異的主導影響因素。西部地區自然地理條件相對惡劣，資源開發難度大，整體經濟發展較為落后，人口集聚程度較低，且在土地資源、工業產業及農村人居環境等方面表現出區域差異性特征。

西部地區由于人口規模相對較少，尤其甘肅、新疆和內蒙古等地區地域廣闊，人均耕地資源較為豐富，2017年西部地區人均耕地面積達0.15 hm2（表5），是全國平均水平的1.36倍，其中內蒙古最多達0.37 hm2，廣西、四川和重慶等地相對較少，均不足0.1 hm2，但仍超出0.053的國際警戒線標準。然而面對地形起伏大、海拔高等惡劣的自然地理環境，耕地資源高效利用難度較大，農田水利設施覆蓋面較低，2017年耕地有效灌溉率平均為38.58%，比全國平均水平低15.11個百分點，尤其甘肅、貴州、云南、重慶等地耕地有效灌溉率不足30%，嚴重降低耕地資源利用效率；而且西部地區土地資源粗放利用現象較為嚴重，2017年人均建設用地面積達377 m2，超出全國平均水平30%以上，尤其在內蒙古、青海、新疆等地，人均建設用地面積超過600 m2，嚴重加劇了人地矛盾。同時，西部地區農村相對貧困，對農村人均環境改善投入力度普遍偏低，農村無害化衛生廁所普及率僅48.73%，比全國平均水平低13.77個百分點，僅廣西、四川、重慶等地相對較高，其余省份農村無害化衛生廁所普及率均較低，尤其青海不足20%。此外，西部地區工業化水平雖然不高，2017年各省份工業產值占GDP比例保持在30%左右，低于全國平均水平，但工業污染排放較為明顯，工業固體廢物排放量遠遠超過東、中部地區，且各省份工業廢水排放差異明顯，2017年重慶地均工業廢水排放量最高達243.84 t/hm2，其余省份均在100 t/hm2以內，新疆、青海、內蒙古最低，均小于10 t/hm2，由此導致人地關系協調發展空間分異明顯。

總體上，西部地區自然地理環境條件惡劣，資源開發利用難度較大，人口集聚程度低，整體經濟社會發展相對落后，農田水利、人居環境等短板明顯，土地等資源粗放利用現象突出，工業化水平低，但工業污染排放較為嚴重，嚴重限制了人地關系協調發展。因此，西部地區首先要加大農業、農村資金投入力度，重點強化農田水利設施建設和農村人居環境改善；其次需嚴格規范土地利用用途管制，堅決落實國家建設用地標準，強化土地節約集約利用；最后需進一步嚴格環境規制，重點建立健全工業污染防治體系，強化政府和公眾監督，嚴格落實工業污染排放標準。

3 結論與討論

人地協調是當今人文地理學對人地關系研究的關鍵性問題，對實現區域可持續發展具有重要意義。本文借鑒壓力-狀態-響應模型的分析思路，構建了人地關系協調發展的PSR理論框架和評價指標體系，深入分析了2002－2017年中國省域人地關系協調發展時空演化過程及其空間分異影響因素，并提出了針對性的對策建議。主要結論如下：

1）2002－2017年中國人地關系協調發展等級總體處于中度協調至良性協調之間，較為穩定，而協調度值則表現為“V”型變化特征，2002－2007年協調度值由0.648降低到0.494，2012年回升到0.639，2017年進一步提升到0.705。總體上看，15年間中國人地關系經歷了“先趨緊-后緩解”的發展過程。

2）從空間上看，15年來中國人地關系協調性區域差異明顯增強。西部省份人地關系協調性普遍降低，東、中部地區人地關系協調性有所提升，東北地區人地關系協調性保持相對穩定。目前主要表現為東部、東北和中部協調度等級較高，西部協調度等級較低的空間分布特征。

3）地理探測器分析結果顯示，東、中、西部地區人地關系協調性主要影響因素有所差異。人口密度、單位耕地面積農藥使用量、人均耕地面積、工業產值占GDP比例、地均工業廢水排放量、農村無害化衛生廁所普及率、人均水資源量7個因素是東部地區主導影響因素；森林覆蓋率、農作物受災面積占耕地總面積比例、人口密度、人均水資源量、城市節約用水率、農作物成災面積占耕地總面積比例、單位耕地面積化肥施用量7個因素是中部地區主導影響因素；人均耕地面積、耕地有效灌溉率、地均工業廢水排放量、工業產值占GDP比例、農村無害化衛生廁所普及率5個因素是西部地區主導影響因素。各地區需根據當地自然地理條件及經濟社會發展狀況因地制宜，以人地協調發展為準則，結合各地區主要影響因素實施差異化的調控對策，規范人類利用、改造自然的行為活動，促進人地系統的和諧、可持續發展。

人地關系是長期以來人類活動和地域系統相互作用的結果，一直伴隨著人類社會的發展。隨著人類社會的不斷進步，探索地域系統的能力逐漸增強，對地域資源環境的開發、利用更加強烈，人地矛盾逐漸顯現，反過來制約人類社會的發展。在可持續發展目標指導下，人地關系協調發展迫在眉睫。中國是世界上最大的發展中國家和人口大國，在長期以來的經濟社會發展過程中一直扮演著快速發展的態勢，但同時也帶來了居住空間無序擴張、粗放式開發，資源低效利用，環境污染等破壞人地關系協調發展的問題，是中國未來高質量、可持續發展面臨的重大難題。本文嘗試性的構建人地關系協調發展PSR理論框架和評價指標體系，一定程度上為研究人地關系，緩解人地矛盾提供了一種新的思路。研究過程中受到數據可得性等因素的限制，指標數據的選取、研究單元的尺度等均有待進一步完善和細化。同時，隨著理論研究的不斷深化，PSR理論體系在不斷發展與完善，PSR模型逐漸開始向驅動力-壓力-狀態-影響-響應理論框架延伸，為探索人地關系協調發展理論提供了更加前沿的方法體系。在下一步的工作中，繼續完善人地關系協調發展PSR理論，探索更為合理有效的分析思路和研究方法將是未來研究工作的重要方向。

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Spatio-temporal pattern and its influencing factors of coordinated development of man-land relationship in China using PSR model

Zhang Bosheng1,2,3, Yang Zisheng1,2※

(1.,,650221,; 2.,,650221,;3.,.,650224,)

Scientific cognition of the interactive relationship between man and land is an important basis to realize the coordinated development of the man-land relationship. In this study, the PSR (Press-State-Response) theoretical system was established to investigate the spatio-temporal pattern and the influencing factors in the coordinated development of the man-land relationship in China. Human activities posed great pressure on the regional environment and thereby aggravated the contradiction between man and land. At the same time, the man-land relationship was formed in the man-land interaction and fed back to human activities. Then, an adaptive system between man and land was formed after positive (or negative) response measures to improve (or worsen) the man-land relationship. The PSR evaluation index system was thus constructed on the basis of the theoretical system. The cross-sectional data were selected from different provinces of China in 2002, 2007, 2012, and 2017. The results showed that: 1) There was a relatively stable level of coordinated development in the man-land relationship in China from 2002 to 2017, generally between moderate and good coordination. However, the value of coordination degree was in a V shape trend, which decreased from 0.648 to 0.494 in 2002-2007, and then rose to 0.639 in 2012, and further increased to 0.705 in 2017. There was also a development process of “tightening first and then easing” in the man-land relationship over the past 15 years. 2) There was also an obvious increase in the regional differences for the coordination of man-land relations from the perspective of space. The coordination of the man-land relationship in western provinces generally decreased, and that in eastern and central regions improved, while those in northeast regions remained relatively stable. At present, it mainly showed the spatial distribution characteristics of higher coordination degree in the eastern, northeast, and central region, whereas the lower coordination degree in the western region. 3) The geographic detector analysis showed that there were different factors influencing the coordination of the man-land relationship among the eastern, central, and western regions. Specifically, the leading influencing factors in eastern China were as follows: Population density, pesticide usage per unit cultivated land area, per capita cultivated land area, the proportion of industrial output value to GDP, per capita industrial wastewater discharge, the popularization rate of harmless sanitary toilets in rural areas, and per capita water resources. The leading influencing factors in central China were: Forest coverage rate, proportion of crops affected area to total cultivated land area, population density, per capita water resources, urban water-saving rate, and proportion of crops affected area to total cultivated land area, and fertilizer application amount per unit cultivated land area. There were five leading influencing factors in western China, including per capita arable land area, effective irrigation rate of arable land, per capita industrial wastewater discharge, the proportion of industrial output value to GDP, and the popularization rate of harmless sanitary toilets in rural areas. Each region should take the coordinated development of man and land as the criterion during this time, thereby implementing different control measures according to the local physical and geographical conditions and promoting economic and social development. Human activities needed to be standardized in utilizing and transforming nature, thereby promoting the coordinated and sustainable development of the man-land system.

models; man-land relationship;coordinationdevelopment; evaluation; geographical detector

張博勝，楊子生. 基于PSR模型的中國人地關系協調發展時空格局及其影響因素[J]. 農業工程學報，2021，37(13)：252-262.

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.13.029 http://www.tcsae.org

Zhang Bosheng, Yang Zisheng. Spatio-temporal pattern and its influencing factors of coordinated development of man-land relationship in China using PSR model[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(13): 252-262. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.13.029 http://www.tcsae.org

2021-03-26

2021-06-22

國家自然科學基金資助項目（41261018）

張博勝，博士，工程師，主要研究方向為山區開發與精準扶貧、區域經濟與土地利用。Email：251808315@qq.com

楊子生，教授，博士生導師，主要研究方向為土地資源與土地利用、山區開發與精準扶貧。Email：yangzisheng@126.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.13.029

K901

A

1002-6819(2021)-13-0252-11