人地关系地域系统协调共生应用理论初步研究*，本文主要内容关键词为：地域论文,理论论文,关系论文,系统论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 引言
人类活动与地理环境的关系即人地关系，是诸多学科的重研究课题之一，在地理科学中表述为人地关系论。它是地理科学的核心理论之一，也是地理科学始终如一的具有重大实践意义的重要理论研究课题之一。人地关系论是发展变化的理论，有一系列不同的、相互联系的具体理论。其中，人地协调共生或共同创造则在当代被共识为最先进的人地关系理论。地理科学以地球表层空间系统为研究对象，其核心是人地关系地域系统。这样，将地理科学的研究核心“人地关系地域系统”与最先进的人地关系理论“人地协调共生”二者结合起来，可以有一个新的复合型概念——人地关系地域系统协调共生。这可能是现代地理科学和未来的地理科学的最基本的科学概念之一。由此在应用理论层面上构建的理论——人地关系地域系统协调共生应用理论，是人地关系论的一种新的理论形态，具有可操作性，也是地理科学的基本理论之一，是区域可持续发展理论的基础或核心理论之一。
2 人地关系地域系统协调共生概念
以地球表层空间系统为研究对象的地理科学在不同发展阶段、不同的学派、不同的空间尺度和不同的研究课题有多种表述，其具体的中心任务也有很大区别，但其研究主要包括空间分析、生态分析和地域综合体分析。这三方面可以归纳为二个大系统——联结人与地的生态系统和联结区际关系的空间系统或地域系统。这二大系统的整合就是人地关系地域系统。这是地理科学始终如一的研究核心。人地关系是一个庞大的课题，并非为地理科学所独有，但以地域为基础，从系统分析与综合角度研究人地关系的则只有地理科学。人地关系在地理科学中被表述成人地关系论，有一系列相联系的不同的理论或学说，当前被共识为最先进的理论是人地协调共生或共同创造。这样，将地理科学研究核心“人地关系地域系统”与最先进的人地关系理论“人地协调共生”结合起来，可以有一个复合的科学概念——人地关系地域系统协调共生。这也可以看成是人地关系、地域系统、协协共生三个概念的复合概念。这个概念可能是现代地理科学和未来的地理科学的最基本的科学概念之一，反映着地理科学研究对象的本质和地理科学的本质。对于人地关系地域系统的研究可以分成三个研究维度：人地关系地域系统的空间秩序（X）， 人地关系地域的时间序列（Y）和人地关系地域系统的动因机制（Z）。这样，人地关系地域系统（M）＝F（X，Y，Z）。同样， 人地关系地域系统可以分成三个研究层次：基础理论研究层次，应用理论研究层次和具体实证研究层次。在地理科学中，研究最薄弱、最困难也是最有价值的，是介于基础理论研究和具体实证研究之间的应用理论研究。因此，人地关系地域系统协调共生理论的研究应首先定位于应用理论层次，在应用理论层次上，研究人地关系地域系统协调共生的空间秩序、时间序列和动因机制，以期通过有人类自觉参与的动因机制实现人地关系地域系统的协调共生，施行可持续发展战略。
3 人地关系地域系统的类型
人地关系地域系统可以分成人类系统和地理环境系统，它们均是开放系统。借鉴、运用具有科学方法论性质的横断科学耗散结构理论可以很好地构建相应的理论模型。
3.1 开放系统的熵方程
开放系统遵循方程
ds＝ds[,i]+ds[,e]……（1）
ds[,i]——系统内部熵产生，依热力学第二定律ds[,i]≥0；ds[,e]——系统与环境之间的熵交换，即熵流，可正可负可零；ds——系统 的熵变。ds可以衡量系统的状态，负熵越多，有序性越强，系统也越好；反之亦反之。在短时间内，ds可以表明系统所发生的变化。
（1）ds＝ds[,e]+ds[,i]＜0
这说明有序度增加。则须有ds[,e]＞-ds[,i]，即负熵流的输入量抵销系统内部的熵产生并有负熵的盈余。
（2）ds＝ds[,e]+ds[,i]＞0
这说明有序度降低。则有二种情况：①ds[,i]＞0，ds[,e]≥0→ds＞0；②ds[,i]＜0，ds[,e]＜0，但│ds[,e]│＜│ds[,i]│→ds＞0即负熵流未输入，或输入的负熵量不能抵销系统的熵产生。
（3）ds＝ds[,e]+ds[,i]＝0
这说明有序度基本不变，即ds[,e]＝-ds[,i]。
从系统的发展看，更重要的是熵S的时间积累，即S的时间积分：∫s.dt＝（s[,e]+s[,i]）dt……（2）
如果∫S.dt＞0，说明在t1～t2内， 系统向有序度降低的方向发展；如果∫s.dt＜0，说明向有序度增加的方向发展，系统越来越完善，功能越来越好；如果∫s.dt＝0，说明有序度未变。
3.2 人地关系地域系统的类型
据此将人类系统，地理环境系统和人地系统（人地关系地域系统）标记为d[,人s]、d[,地s]和ds。人类系统和地理环境系统均具备有三种状态，则人地系统则有状态数为c[1][,3]·c[1][,3]＝9。（见表1）
表1 人地关系地域系统
人地系统
人 类 系 统 d[,人s]
ds
d[,人s]＞0 d[,人s]＝0 d[,人s]＜0
d[,人s]＞0 d[,人s]＝0 d[,人s]＜0
地
d[,地s]＞0 d[,地s]＞0 d[,地s]＞0 d[,地s]＞0
理
d[,人s]＞0 d[,人s]＝0 d[,人s]＜0
系
d[,地s]＝0 d[,地s]＝0 d[,地s]＝0 d[,地s]＝0
统
d[,人s]＞0 d[,人s]＝0 d[,人s]＜0
p[,地s] d[,地s]＜0 d[,地s]＜0 d[,地s]＜0 d[,地s]＜0
可以将其分成如下几个类型
（1）人地系统ds＜0类型
包括状态A（d[,人s]＜0，d[,地s]＜0）
状态B（d[,人s]＜0，d[,地s]＝0）
状态C（d[,人s]＝0，d[,地s]＜0）
（2）人地系统ds＝0类型
包括状态D（d[,人s]＝0，d[,地s]＝0）
（3）人地系统ds＞0类型
包括状态E（d[,人s]＞0，d[,地s]＝0）
状态F（d[,人s]＝0，d[,地s]＞0）
状态G（d[,人s]＞0，d[,地s]＞0）
（4）人地关系统ds不确定性类型
包括状态H（d[,人s]＞0，d[,地s]＜0）
状态I（d[,人s]＜0，d[,地s]＞0）
即每一种人类系统的状态与每一种地理系统的状态组合成人地系统的状态数是9（表1）。
类型（1）属于理想的类型，最理想者为状态A（d[,人s]＜0，d[,地s]＜0），即人类系统和地理系统均向有序性增强方向发展。 类型（3）为不理想类型，即人地冲突类型，最甚者为状态G（d[,人s]＞0，d[,地s]＞0），表明经济衰退、地理环境退化。 这是人地冲突的最终状态。这不仅是理论上的演绎逻辑的结论，而且每一种状态均有相对应的现实状况（尚可以进行实证分析）。
4 人地关系地域系统协调共生的操作
4.1 人地关系地域系统协调共生的涵义
人类与自然环境共生的涵义远比生物学中的“共生”要广泛得多。苏联学者H.B.维尔茨基在1945年提出的“智慧圈”思想就已比较明确地阐述了人类与地理环境共生的思想。人类始终都在改造着自然，但“技术圈不应该去毁坏而应当遵循生物圈的组织原则，补充生物圈，并作为统一的运动体系的组成部分”，进而形成技术圈与生物圈的共生。
苏联地理学家B.B.索恰瓦（COHABA）在《地理系统学说导论》中阐述了人类与地理环境共同创造的思想。他指出：所谓人与自然的共同创造是指人类对于提高自然力的有益作用的努力，使潜藏在自然界中的一切有益的可能性得到发挥。英国学者R.J.本耐特（Bennett）和R.J.乔利（R.J.Chorley）合著的《环境系统》有一章专门论述了共生问题。自然系统和社会系统的相互关系分为调节和共生。调节是指短时间和小范围内对小规模的能流和物流进行的人为控制；而人类对长时间、大范围和大规模的能流和物流没有能力调节，而只有通过共生来实现人类与自然界的和平共处，即协调共生。我国生态学家马世俊提出的“社会—经济—自然复合生态系统”的思想，也充分体现了共生的思想。
人类系统和地理环境系统构成了更高级的系统。人在这个系统中具有双重作用。一方面，人类系统从环境系统获得负熵而维持有序结构，受到地理环境的影响；另一方面则通过输出来影响地理环境，使其向有利于人类的方向变化（当然，也客观地存在着向不利于人类方向发展的情况）。前述3.1中，类型（1）属于理想的类型，最理想者为状态A （d[,人s]＜0，d[,地s]＜0），即人类系统和地理系统均向有序性增强方向发展，实现人地关系地域系统协调共生。因此，人类与地理环境共生应当是人类社会使自然结构、社会结构和经济结构互相促进，不断为自己的发展创造有利条件。不应当只顾眼前利益而破坏地理环境的结构和功能。随着人们认识水平和科学技术的进步，不断从自然界取得更多的物质财富，又不断与自然界一起共同创造出更适合人类生活的次生地理环境。共生就意味着“人与自然界的新的同盟”。
4.2 人地关系地域系统协调共生的原理
据前所述3.2 ds＜0类型中的三种状态均属于人地共生，最理想者为状态A（d[,人s]＜0，d[,地s]＜0）。原理一——熵流限制或约束
负熵流的输入，是开放系统维持有序和不断发展的基本条件，所以，人地系统的共生也必须从其外部环境不断获取负熵。同时，人地系统中的人类系统与地理环境系统也存在着熵流，而人类系统所获得的负熵流又是地理环境系统所得。这就要求二者之间的熵流必须有一定的约束或限制。
在开放系统中，有熵变方程
ds＝ds[,i]+ds[,e]
一个系统形成耗散结构ds＝0，此时ds[,e]＝-ds[,i]，即一个系统只要给以足够的负熵流便可以形成耗散结构。对地理环境系统而言，其成为耗散结构时ds＝0，即d[,地[s][,i]]+d[,地[s][,o]]＝0，对其积分有
∫d[,地s[,i]]+∫d[,地[s][,e]]＝c（c为常数）
据此可知，地理环境系统的熵产生和熵流是互为消长的，二者之和是守恒的。人类系统也是耗散结构，形成和发展依赖于不断由地理环境输入的负熵。既然人类系统从地理环境系统获取负熵则意味着∫d[,地[s][,i]]在增大，∫d[,地[s][,e]]在减小。而人地共生便要求约束或限制∫d[,人[s][,e]]的数量和强度。
原理二——因果反馈关系
系统动力学指出，构成系统的各个子系统之间存在着因果关系。
所谓A和B之间有正因果反馈关系，即A增加（或减少）引起B的变化，而B的变化则使A进一步增加（或减少）；A和B之间有负因果反馈关系，即A增加（或减少）引起B的变化，而B的变化则使A减少（或增加）。这样，正因果反馈关系使系统远离初始状态而发
┌──────┐
┌──────┐正因果反馈 A+(-)
B变化负因果反馈 A+(-) B变化
└──────┘
└──────┘展；负因果反馈关系使系统克服外界干扰而保持初始状态而稳定。
人地共生则要求人类系统和地理系统之间及人类系统内部和地理系统内部建立有利于人类的因果反馈关系。
人类与地理环境的共生构成了复杂的高级系统。自我强化的正反馈作用和自我调节维持稳定的负反馈关系相互耦合决定了系统的行为。而人类与地理环境共生的实现就在于人对其行为干预的成功。地理环境的反馈机制是经过长期进化适应才形成的。人类作用的时间与地理环境演化的时济的时间与地理环境演化的时间相比是极短暂的，但作用程度比较深刻、比较强烈。因此，积极干预也并不是轻而易举的事情。
景观生态学的发展已经开始成功地进行景观的生态设计。景观生态设计通过调整系统的结构或输入、输出而使共生系统内部及其与外部环境之间的矛盾得到协调。第一，尽可能减少人类技术经济系统从地理环境获得的负熵和向地理环境系统输出正熵的量；第二改变自然的结构，加快其物质、能量流动的速度，提高地理环境的承受、转化能力；第三，在某些情况下，技术系统还应向地理环境系统输送负熵，使共生系统与其外在环境之间的矛盾得到缓解。
遵循共生思想，充分利用人地系统的因果反馈关系，对人地关系地域系统的设计具有重要的意义：
①负反馈关系占优势是维持人地系统稳定状态的重要条件。对已经处于稳定状态的人地系统若其功能是良好的，则人类活动就不要破坏其负反馈关系的优势地位；若其功能不好，则有必要打破这个负反馈关系，使其结构改变，并向功能提高的方向发展，最终形成新功能良好的负反馈关系占优势地位的稳定的系统。
②正反馈关系自我强化的特性，是人地系统发展的重要条件。这种特性为人类活动积极调节和控制人地关系，以及建立新结构的人地系统提供了可能性。人们常把正反馈关系与恶性循环等同起来，这样的理解是不全面的。对人地理系统的调节与控制充分利用正反馈关系使新建立的人地系统较迅速地偏离初始状态，向功能提高的方向发展（并适时掌握其过程）。
③依据正、负反馈关系的耦合效应，不仅借助自然的力量，而且依靠人为的力量，建立理想的人工生态系统，充分发挥自然生产潜力，取得最佳的经济效应和生态效应（这便产生理想的社会效益）。
所以景观生态设计是以人为主体进行的实现人与自然共生的基本途径之一。人与地理环境的共生是解决人类目前所面临的各种问题的有效途径，其结果创造了既符合人类生存和社会发展而又不违反自然法则的第三次浪潮的景观。
5 结语
工业文明创造了丰富的物质财富，促进了社会进步。另一方面，以“改造论”和“征服论”来处理人类与地理环境的关系，人类办了一系列违背自然规律的蠢事，走上了以牺牲良好的人类生存环境为代价换取经济发展的错误道路，并且不得不消耗巨额资金去治理已被破坏的环境。进而提出可持续发展的思想和理论雏型，业已成为人类面向21世纪的重大发展抉择。区域可持续发展的核心即是“人口—资源—环境—经济—社会”的协调发展，重在建立起人类系统内部和地理环境内部，以及人类系统和地理系统之间的完善的因果反馈关系网。这是地理科学的重要研究课题。区域可持续发展研究的核心概念是“人地关系地域系统协调共生”其理论基础或核心理论之一是人地关系地域系统协调共生应用理论。对于这个理论的研究我们尚需要进行深入的系统研究，以增加可操作性。
*黑龙江省自然科学基金课题和齐市青年科学基金课题