王長建

（廣東省科學(xué)院廣州地理研究所，廣東省遙感與地理信息系統(tǒng)應(yīng)用重點(diǎn)實驗室//廣東省地理空間信息技術(shù)與應(yīng)用公共實驗室；南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室（廣州）；粵港澳大灣區(qū)戰(zhàn)略研究院，廣東廣州 510070）

1 研究背景及相關(guān)概念界定

生態(tài)系統(tǒng)就是在一定區(qū)域內(nèi)，生物和它們的非生物環(huán)境之間進(jìn)行著連續(xù)的能量和物質(zhì)交換所形成的一個生態(tài)學(xué)功能單位，能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞是生態(tài)系統(tǒng)的三大功能［1］。生態(tài)系統(tǒng)是人類生存繁衍的必要條件，更是區(qū)域健康可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)［2］。城市是人類經(jīng)濟(jì)和社會活動最集中的區(qū)域，全球城市區(qū)域僅占地球陸地的3%左右，卻生產(chǎn)了全球75%以上的GDP［3］。城市區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)主要受人類生產(chǎn)活動影響，是人為改變了物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化的生態(tài)系統(tǒng)［2］。城市生態(tài)系統(tǒng)既具有一般生態(tài)系統(tǒng)的特征，即生物群落和周圍環(huán)境的相互關(guān)系，以及能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞的能力［4］，同時，城市生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、過程和功能與一般自然生態(tài)系統(tǒng)又有所不同，是以人為主體的人文-自然交互的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。

城市群作為城鎮(zhèn)化和工業(yè)化發(fā)展到高級階段的產(chǎn)物，是高度一體化和同城化的城市群體，城市群形成發(fā)育過程是一個各城市之間由競爭變?yōu)榫购系穆L自然過程，遵循自然發(fā)展規(guī)律［5］。特別是大城市群，即以1～2 個特大型城市為核心，包括周圍若干個城市所組成的內(nèi)部具有垂直的和橫向的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，并具有發(fā)達(dá)的一體化管理的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)給以支撐的經(jīng)濟(jì)區(qū)域［6］，往往是一個國家或地區(qū)參與全球競爭的對外開放樞紐，是一個國家或地區(qū)最具發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展動力的區(qū)域。大城市群作為頻繁的貿(mào)易流、資金流、信息流、貨物流、技術(shù)流、人才流、資源流等實體流和虛擬流的交匯點(diǎn)，其生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動受到高強(qiáng)度的人工干擾。大城市群建設(shè)用地的快速擴(kuò)張和開發(fā)強(qiáng)度的持續(xù)提升，導(dǎo)致自然環(huán)境的逐步退化與喪失，并帶來生態(tài)空間破碎、生物多樣性降低、外來物種入侵、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)、生態(tài)系統(tǒng)功能下降等一系列生態(tài)問題［7］，使得城市群生態(tài)系統(tǒng)的人文-自然交互的系統(tǒng)性、復(fù)雜性和脆弱性等特點(diǎn)更加顯著。

2 粵港澳大灣區(qū)城市群發(fā)展歷程及特點(diǎn)

2.1 高度開放背景下粵港澳大灣區(qū)近40 年發(fā)展歷程

粵港澳大灣區(qū)包括廣東省廣州市、深圳市、珠海市、佛山市、惠州市、東莞市、中山市、江門市、肇慶市（以下稱珠三角九市）及香港特別行政區(qū)和澳門特別行政區(qū)，總面積5.6 萬平方公里。近40 年來粵港澳大灣區(qū)發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個階段：

（1）面向香港窗口的粗放型發(fā)展階段（1978年到90 年代中期）。1978 年后中國實施改革開放，1980 年成立深圳和珠海經(jīng)濟(jì)特區(qū)，珠江三角洲地區(qū)工業(yè)化、城市化快速發(fā)展。1985 年珠江三角洲地區(qū)列入國家沿海開放區(qū)，香港和澳門成為珠三角對外的重要通道和外資來源地，引入低增值和勞動密集的產(chǎn)業(yè)。珠三角以廉價的土地和人力資源為代價，形成了粵港澳三地在加工制造業(yè)領(lǐng)域“前店后廠”式的跨地域產(chǎn)業(yè)分工協(xié)作體系。隨著制造業(yè)向珠三角地區(qū)轉(zhuǎn)移，香港的金融、貿(mào)易、航運(yùn)中心地位確立。這一時期，地方與中央稅收的“分權(quán)改革”也促進(jìn)了珠江三角洲鄉(xiāng)鎮(zhèn)和民營企業(yè)的迅速發(fā)展，農(nóng)村城鎮(zhèn)化是珠三角在當(dāng)時展現(xiàn)出的一種全新城鎮(zhèn)化現(xiàn)象［8］。城、鎮(zhèn)、村各自發(fā)展，大量農(nóng)用地變成工業(yè)用地［9］，形成各自工業(yè)園區(qū)，催生了專業(yè)鎮(zhèn)和專業(yè)村為主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)集群，城鄉(xiāng)界線變得越來越模糊，并逐步連結(jié)成一體。

（2）以廣州與深圳為核心的城市群發(fā)展階段（90年代中期到2002 年）。隨著珠三角與港澳地區(qū)經(jīng)濟(jì)往來不斷加強(qiáng)，非珠三角地區(qū)與珠三角地區(qū)的貧富差距逐步擴(kuò)大。1993 年，廣東省第七次黨代會即提出“中部地區(qū)領(lǐng)先，東西兩翼齊飛，廣大山區(qū)崛起”的區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略。隨后將中部地區(qū)、東西兩翼和廣大山區(qū)這三大層次細(xì)分為5 個區(qū)域?qū)哟?，提出要發(fā)揮好廣州中心城市和深圳經(jīng)濟(jì)中心城市的龍頭帶動作用，把廣州、深圳作為一個經(jīng)濟(jì)發(fā)展層次來考慮。廣州和深圳成為珠三角城市群區(qū)域聯(lián)系的中心，并逐步強(qiáng)化其中心城市的職能地位［10］。這一時期，繼續(xù)延續(xù)上一階段的粗放型發(fā)展，城鎮(zhèn)和工業(yè)園區(qū)快速擴(kuò)展，在珠江口西部逐步形成以廣州為核心的城市群發(fā)展帶，在珠江口東部形成以深圳為核心的城市群發(fā)展帶。

（3）“雙轉(zhuǎn)移”到功能區(qū)引領(lǐng)的差異化協(xié)調(diào)發(fā)展階段（2002—2017 年）。珠江三角洲地區(qū)由于多年的粗放型快速發(fā)展，土地資源、水質(zhì)環(huán)境、生態(tài)承載力與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾越來越突出。招商引資優(yōu)勢逐步弱化，經(jīng)濟(jì)發(fā)展動能明顯不足。資源環(huán)境約束凸顯，傳統(tǒng)發(fā)展模式難以為繼。2008 年全球金融危機(jī)使得外需急劇減少與部分行業(yè)產(chǎn)能過剩交織在一起，人民幣持續(xù)升值、以勞動力為核心的生產(chǎn)要素成本上漲等因素使珠三角的產(chǎn)業(yè)迫切需要轉(zhuǎn)型升級，一些污染型和低增值企業(yè)開始往珠三角外圍及其它地區(qū)轉(zhuǎn)移。2008 年，廣東省委省政府發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和勞動力轉(zhuǎn)移的決定》。2012年廣東省政府印發(fā)《廣東省主體功能區(qū)規(guī)劃》，推進(jìn)形成人口、經(jīng)濟(jì)和資源環(huán)境相協(xié)調(diào)的國土空間開發(fā)格局。這一時期，粵港澳三地更加注重在制度上面的聯(lián)動發(fā)展，共同打造區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的新格局，聯(lián)合組織編制了全國首個跨不同制度邊界的《大珠江三角洲城鎮(zhèn)群協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)劃研究》，聚焦空間發(fā)展、跨界交通和生態(tài)環(huán)境等三地共同關(guān)心且需要三方協(xié)同解決的關(guān)鍵議題。《珠江三角洲地區(qū)改革發(fā)展規(guī)劃綱要（2008—2020 年）》進(jìn)一步將與港澳緊密合作的相關(guān)內(nèi)容納入規(guī)劃，隨著粵港、粵澳合作框架協(xié)議的出臺，粵港澳區(qū)域合作在推進(jìn)重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)合作、共建優(yōu)質(zhì)生活圈、創(chuàng)新合作方式等基礎(chǔ)上，走向更緊密的融合發(fā)展階段。

（4）2017 年以來，粵港澳大灣區(qū)建設(shè)的協(xié)同發(fā)展新階段。2015 年國家發(fā)改委、外交部、商務(wù)部聯(lián)合發(fā)布的《推動共建絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶和21 世紀(jì)海上絲綢之路的愿景與行動》中，首次明確提出“深化與港澳臺合作，打造粵港澳大灣區(qū)”。2016 年《廣東省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》中明確提出“發(fā)展具有全球影響力和競爭力的粵港澳大灣區(qū)經(jīng)濟(jì)”。2017 年3 月，國務(wù)院總理李克強(qiáng)關(guān)于政府工作的報告中，明確提出“要推動內(nèi)地與港澳深化合作，研究制定粵港澳大灣區(qū)城市群發(fā)展規(guī)劃”。2017 年7 月，國家主席習(xí)近平出席《深化粵港澳合作推進(jìn)大灣區(qū)建設(shè)框架協(xié)議》簽署儀式，正式標(biāo)志著“粵港澳大灣區(qū)”被納入國家頂層設(shè)計，上升為國家戰(zhàn)略。2017 年12 月，中央經(jīng)濟(jì)工作會議上，明確提出“科學(xué)規(guī)劃粵港澳大灣區(qū)建設(shè)”，標(biāo)志著粵港澳大灣區(qū)戰(zhàn)略即將全面啟動。2019 年2月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》，標(biāo)志著粵港澳大灣區(qū)建設(shè)進(jìn)入全面實施的階段，進(jìn)一步體現(xiàn)“粵港澳大灣區(qū)”在國家發(fā)展戰(zhàn)略中的關(guān)鍵地位和重要作用。2019 年7 月24 日，廣東省委省政府印發(fā)《關(guān)于構(gòu)建“一核一帶一區(qū)”區(qū)域發(fā)展新格局促進(jìn)全省區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的意見》，明確提出“全面落實《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》，攜手港澳共同打造國際一流灣區(qū)和世界級城市群”。這一時期，粵港澳大灣區(qū)以“灣區(qū)經(jīng)濟(jì)”為載體共同參與國際高端競爭，致力于打造政策協(xié)同、創(chuàng)新協(xié)同、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、人才協(xié)同、生態(tài)協(xié)同的全方位協(xié)同協(xié)調(diào)區(qū)域發(fā)展格局。

當(dāng)前，粵港澳大灣區(qū)的經(jīng)濟(jì)格局已經(jīng)由早期的香港一極獨(dú)大逐步形成了廣州、深圳、香港和澳門多中心的區(qū)域經(jīng)濟(jì)格局，廣州和深圳均為總?cè)丝诔^1 000 萬、GDP 超過2 萬億元的超級大城市，香港是國際金融、航運(yùn)、貿(mào)易中心，澳門是世界旅游休閑中心?；浉郯拇鬄硡^(qū)以占全國0.58%的國土面積，貢獻(xiàn)了11.6%的GDP，集聚了5.0%的常住人口，新城、新區(qū)、新興工業(yè)區(qū)等不斷快速興起，圍繞珠江河口灣的香港、深圳、東莞、廣州、佛山、中山、珠海、澳門等諸多城市已連成為一個世界級城市群。

依據(jù)2018 年粵港澳大灣區(qū)各地市的GDP，可以將大灣區(qū)內(nèi)的城市劃分為3 個梯隊：第一梯隊是由深圳、香港和廣州3 個城市組成，其GDP 總量分別為24 221.98 億人民幣、24 000.98 億人民幣和22 859.35 億人民幣，GDP 年均增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國平均水平，在內(nèi)地城市GDP 排名中，深圳和廣州僅僅落后上海和北京，位列全國城市GDP 的第三和第四，特別是深圳GDP 在2016 年超越廣州之后，在2018 年首次超過香港。第二梯隊由大灣區(qū)的重要的工業(yè)制造業(yè)基地佛山和東莞組成，其GDP 總量分別為9 935.88 億人民幣和8 278.59 億人民幣。第三梯隊主要由惠州、中山、澳門、珠海、江門和肇慶等城市組成。

粵港澳大灣區(qū)城市之間人均GDP 存在較大的空間差異，澳門和香港是粵港澳大灣區(qū)人均GDP 最高的兩個城市，2018 年人均GDP 分別為82 609 美元和48 673 美元。澳門和香港的人均GDP 水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國內(nèi)平均水平，在全球所有國家和地區(qū)排名中位列第三名和第十七名。珠三角九市中，深圳、珠海和廣州的人均GDP 相對較高，2018 年分別為189 568 元/ 人、159 428 元/ 人、155 491 元/ 人，人均GDP 均在15 萬元以上。其次是佛山和中山的127 691 元/人和110 585 元/人；東莞、惠州、江門、肇慶分別為98 939 元/人、85 418 元/人、63 328元/ 人、53 267 元/人。

得益于強(qiáng)大的制造業(yè)基礎(chǔ)和快速增長的服務(wù)業(yè)，粵港澳大灣區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長逐步由制造業(yè)帶動向服務(wù)業(yè)拉動轉(zhuǎn)變。2018 年珠三角九市的三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例為第一產(chǎn)業(yè)：第二產(chǎn)業(yè)：第三產(chǎn)業(yè)（1.5：41.2：57.3），服務(wù)業(yè)在澳門和香港產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中占據(jù)絕對主導(dǎo)地位，服務(wù)業(yè)占GDP 比重分別為94.9%和92.4%，粵港澳大灣區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)整體以第三產(chǎn)業(yè)為主。珠三角九市中，2018 年廣州市第三產(chǎn)業(yè)比重為71.7%，深圳市為58.8%，東莞市為51.1%，中山、珠海、肇慶、江門、惠州和佛山均在40%～50%之間?；浉郯拇鬄硡^(qū)既存在較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)分工，又存在較為嚴(yán)重的產(chǎn)業(yè)同構(gòu)現(xiàn)象，珠三角九市間產(chǎn)業(yè)同構(gòu)現(xiàn)象需要進(jìn)一步統(tǒng)籌協(xié)調(diào)解決［11］。

2.2 高強(qiáng)度人類活動影響下粵港澳大灣區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的變化趨勢

由于區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略、社會經(jīng)濟(jì)模式與生態(tài)環(huán)境變化的交互耦合關(guān)系，各階段所面臨的生態(tài)環(huán)境壓力既有共性的特點(diǎn)又有差異的特性。一方面，生態(tài)環(huán)境問題已經(jīng)成為制約粵港灣大灣區(qū)綠色可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題；另一方面，經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式不同，決定了區(qū)域所面臨的環(huán)境問題具有階段差異性。改革開放以來，珠三角工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程快速推進(jìn)，環(huán)境污染問題逐步呈現(xiàn)。隨著“前店后廠”模式的逐漸確立，珠三角經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長，土地開發(fā)強(qiáng)度急劇提升，部分河段（河涌）納污量超出流域環(huán)境容量，酸雨頻率居高不下，近海海域赤潮頻發(fā)，造成生態(tài)環(huán)境功能嚴(yán)重退化。進(jìn)入WTO 以來，珠三角加工制造業(yè)進(jìn)一步加速發(fā)展，資源利用依然相對粗放，珠三角環(huán)境容量逼近極限容量，工業(yè)“三廢”排放量持續(xù)上升，跨界河流斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)率低，入海河口近海水域氮磷污染嚴(yán)重。隨著“雙轉(zhuǎn)移”戰(zhàn)略、主體功能區(qū)戰(zhàn)略的實施，珠三角污染密集型和勞動密集型產(chǎn)業(yè)向東西兩翼、粵北山區(qū)轉(zhuǎn)移，減緩了珠三角本地的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險。但是，黑臭水體、大氣污染（以臭氧為首要污染物）、土壤污染治理仍然任重道遠(yuǎn)。

（1）土地開發(fā)強(qiáng)度大。傳統(tǒng)、粗放、受制于外力的發(fā)展模式，使得珠三角土地利用效益偏低，土地斑塊破碎程度和土地利用功能混亂程度全球少有，土地開發(fā)強(qiáng)度早已超過德、法、荷等國家和東京與倫敦等大都市圈［12］。當(dāng)前，珠三角現(xiàn)狀建設(shè)用地占適宜開發(fā)建設(shè)土地比重較高，剩余適宜開發(fā)建設(shè)土地規(guī)模不大。深圳和東莞的土地開發(fā)強(qiáng)度已逼近50%，分別為48%和47%。中山和佛山的土地開發(fā)強(qiáng)度均在30%以上。廣州和珠海的土地開發(fā)強(qiáng)度逼近30%。在廣州番禺區(qū)、南沙區(qū)的工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，大部分“曲水蘆葦蕩、萬頃荷色美”的濕地景觀被橋梁、道路和港口等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取代［13］，可開發(fā)利用土地與用地需求之間的供需矛盾十分尖銳。

（2）綠色基礎(chǔ)設(shè)施與生態(tài)服務(wù)不平衡。當(dāng)前，珠三角地區(qū)建設(shè)區(qū)綠化覆蓋率45.95%，區(qū)域森林覆蓋率達(dá)51.8%，建成區(qū)人均公園綠地面積19.2m2。珠三角各市建成區(qū)綠地率和人均公園綠地面積逐年增加，綠化面積不斷增長，珠三角人均公園綠地面積普遍高于非珠三角地區(qū)人均公園綠地面積。但是，珠三角內(nèi)部人均公園綠地面積的空間差異依然顯著，東莞、廣州和肇慶的人均公園綠地面積均高于20m2/人，珠海、中山、惠州、江門、深圳和佛山的人均公園綠地面積低于20m2/人。佛山人均公園綠地面積相對較低，多為零散綠地及道路綠化，綠地布局有待優(yōu)化。珠三角綠地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)亟待優(yōu)化，在工業(yè)企業(yè)、交通路網(wǎng)等密集布局區(qū)域，城市綠網(wǎng)往往被隔斷，且防護(hù)綠地設(shè)施不盡完善。

（3）環(huán)境污染壓力大。珠三角工業(yè)廢氣排放量總體呈上升趨勢，東莞、佛山和深圳工業(yè)廢氣排放量增長明顯，廣州市的工業(yè)廢氣排放量雖然有所降低，東莞和廣州依然是珠三角各市中工業(yè)廢氣排放量最大的城市。雖然全省城市空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)天數(shù)總體呈現(xiàn)上升趨勢，但是廣州、佛山、東莞、肇慶、江門等城市穩(wěn)定達(dá)標(biāo)仍有較大難度。水環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)壓力較大，城市黑臭水體問題依然嚴(yán)峻，依據(jù)《廣東統(tǒng)計年鑒》，珠三角廢水排放總量呈上升趨勢，尤其是生活污水排放量，2017 年廣州、東莞和深圳是珠三角乃至全省生活污水排放量最大的城市，分別為17.27、12.42 和11.92 億t。東莞和廣州是當(dāng)前珠三角各市乃至全省中工業(yè)廢水排放量最大的城市，分別為2.07 和2.06 億t。珠三角由于水污染物排放量巨大，部分河段納污量已超出環(huán)境容量，造成水質(zhì)性缺水比較嚴(yán)重。局部海域富營養(yǎng)化問題突顯，東莞、廣州、深圳西部珠江口近岸海域水質(zhì)狀況較差。危險廢物焚燒、填埋設(shè)施主要集中在珠三角，固體廢物處理處置能力缺口較大，深圳、珠海、佛山、東莞、中山等城市危險廢物就地就近安全利用處置難度仍然較大。

（4）耕地和生態(tài)用地保護(hù)力度不足。珠三角耕地資源相對匱乏，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施相對薄弱。加之人地矛盾愈發(fā)突出，導(dǎo)致基塘等傳統(tǒng)特色農(nóng)耕系統(tǒng)逐步萎縮甚至退化。以?；~塘為代表的珠三角傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式，是一個水陸相互作用的人工生態(tài)系統(tǒng)，集中分布在佛山、廣州番禺、中山、江門等地［14］。但是，因快速的工業(yè)化、城鎮(zhèn)化導(dǎo)致土地增值，環(huán)境污染加劇，基塘農(nóng)業(yè)用地大部分被工業(yè)、交通、住房等建設(shè)用地占用，當(dāng)初以先進(jìn)生產(chǎn)方式出現(xiàn)的?；~塘在珠三角盛行數(shù)百年之后，珠三角已不再適于?；~塘的大規(guī)模發(fā)展［15］。

（5）海陸統(tǒng)籌關(guān)系失衡?；浉郯拇鬄硡^(qū)天然濕地面積減少幅度較大，濕地生態(tài)功能退化明顯。由于快速的工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)程，外來人口涌入和國際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移帶來城市建設(shè)的土地緊缺和用地失控，迫使沿海地區(qū)以圍填海的方式滿足用地需求，導(dǎo)致天然濕地面積大幅減少。環(huán)珠江口作為大型港口區(qū)，碼頭及配套設(shè)施建設(shè)占用了大量的灘涂資源。環(huán)珠江口是人類活動最為劇烈的地理區(qū)域，城鎮(zhèn)密集、企業(yè)廣布、人口眾多帶來的港口建設(shè)、道路建設(shè)、園區(qū)建設(shè)、住房建設(shè)等人為活動頻繁，近岸海域污染加劇，河口、港灣、濱海濕地等生態(tài)系統(tǒng)功能下降，對海岸帶生態(tài)環(huán)境的影響不容忽視。隨著珠江口經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展，自然岸線比例不斷下降，人工岸線比例不斷上升，內(nèi)伶仃洋四周都在大規(guī)模填海造地，伶仃洋西灘已經(jīng)填海造地近120 平方公里，東灘將近50 平方公里，內(nèi)伶仃洋的輪廓已大為改觀，尤以原萬頃沙、雞抱沙、橫門灘填海造地面積最大［16］。

3 面向社會-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的人地關(guān)系可持續(xù)

基于粵港澳大灣區(qū)的關(guān)鍵生態(tài)問題分析，粵港澳大灣區(qū)在長時間的快速發(fā)展中積累了許多深層次的矛盾和問題。工業(yè)化和城市化成為自然改造、資源消耗、污染排放、環(huán)境變化、生態(tài)破壞的主要推動力。高強(qiáng)度人類活動造成大灣區(qū)生態(tài)透支問題嚴(yán)重，大灣區(qū)的水、土、氣、生等自然系統(tǒng)經(jīng)歷了大規(guī)模改造、破壞、修復(fù)的反復(fù)過程，生態(tài)資源量質(zhì)并降，特別是諸如三角洲水網(wǎng)微循環(huán)系統(tǒng)破壞，基塘生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)大量消失，土地系統(tǒng)迅速退化等尤為嚴(yán)峻，這也是中國整體面臨的嚴(yán)峻生態(tài)挑戰(zhàn)的一個縮影［7］。

粵港澳大灣區(qū)城市群生態(tài)系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)：（1）高強(qiáng)度人類活動影響下的人工復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，兼有復(fù)雜的人文屬性和自然屬性兩方面的內(nèi)容。（2）海陸交互關(guān)系密切的河口三角洲?；浉郯拇鬄硡^(qū)是一個陸海相連、山水相依的灣區(qū)城市群生態(tài)系統(tǒng)。（3）多尺度交互影響的城市群生態(tài)系統(tǒng)?；浉郯拇鬄硡^(qū)城市群生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)、能量流動和信息傳遞在城市內(nèi)部、城市與郊區(qū)、城市與城市、城市群外部等多個區(qū)域尺度交互耦合。

破解生態(tài)環(huán)境壓力、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和提供良好生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，無不凸顯粵港澳大灣區(qū)生態(tài)環(huán)境的重要性，以及開展粵港澳大灣區(qū)生態(tài)系統(tǒng)研究的緊迫性。針對粵港澳大灣區(qū)城市群生態(tài)系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)，首先，應(yīng)著力打破社會科學(xué)和自然科學(xué)等各個領(lǐng)域的學(xué)科界限，實現(xiàn)自然科學(xué)、社會科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的多學(xué)科交叉與融合，實現(xiàn)城市群生態(tài)系統(tǒng)研究的跨學(xué)科發(fā)展。其次，粵港澳大灣區(qū)城市群生態(tài)系統(tǒng)是人文-自然多系統(tǒng)耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，人文-自然是兩個不同性質(zhì)的系統(tǒng)，其主要的水、土、氣、生、人等子系統(tǒng)之間存在著本質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系，并且以人類系統(tǒng)為主導(dǎo)。但其各自的生存和發(fā)展都受其它系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過程和功能的制約，必須當(dāng)成一個復(fù)合系統(tǒng)來考慮。因此，亟待開展基于人地關(guān)系地域系統(tǒng)研究、面向人地系統(tǒng)耦合的大灣區(qū)城市群生態(tài)系統(tǒng)研究。

人地關(guān)系是可持續(xù)科學(xué)的核心研究命題，其經(jīng)典解釋就是人類社會及其活動與自然環(huán)境之間的關(guān)系［17］。在中國開展人地關(guān)系研究尤為重要，歷經(jīng)40 多年高速的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和高強(qiáng)度的資源開發(fā)與承載能力嚴(yán)重不足的國土空間耦合帶來了人地關(guān)系的頻繁沖突［18］，如何協(xié)調(diào)人地關(guān)系、提升資源環(huán)境適應(yīng)能力，已經(jīng)成為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵科學(xué)問題和重大戰(zhàn)略問題［19］。以往的人地關(guān)系研究，過多關(guān)注如何突破資源環(huán)境的約束，提升資源環(huán)境的承載能力。人地關(guān)系研究的切入點(diǎn)呈現(xiàn)精細(xì)化趨勢，使人們對人地關(guān)系中單要素的把握愈發(fā)深化。研究范式更多體現(xiàn)在水、土、氣、生各圈層的單一要素和單一系統(tǒng)研究，各要素與各系統(tǒng)之間相互分離，忽視了人地關(guān)系地域系統(tǒng)是由水、土、氣、生、人多要素相互作用形成的復(fù)雜系統(tǒng)［20］。因為，僅僅掌握要素雖然有助于但并不能夠把握整個人地系統(tǒng)的行為特征，人地關(guān)系地域系統(tǒng)是由生態(tài)系統(tǒng)和人類活動兩個子系統(tǒng)交錯而成的復(fù)雜開放巨系統(tǒng)，要素之間以及要素與系統(tǒng)之間還存在復(fù)雜的相互作用和反饋關(guān)系，這一特性決定了對其精準(zhǔn)把控必將經(jīng)歷長期大量的理論和實踐積累［17,21］。時至今日，如何精細(xì)認(rèn)知和科學(xué)評價人地關(guān)系依然面臨著理論和方法上的諸多挑戰(zhàn)［22］。尤其是地球進(jìn)入“人類世”以來［23］，以工業(yè)化和城鎮(zhèn)化為代表的高強(qiáng)度人類活動加快，人類對自然環(huán)境的影響加劇，人地關(guān)系研究面臨重大變革。人類社會發(fā)展不斷賦予人地關(guān)系研究新的時代內(nèi)涵［24］，新技術(shù)、新因素的出現(xiàn)也在不斷改變著人地相互作用的方式、廣度和深度。國內(nèi)外大量的實證研究表明，人地關(guān)系的研究依然重點(diǎn)關(guān)注地球表層系統(tǒng)，人地關(guān)系的耦合研究仍然不足以完美揭示人地系統(tǒng)的復(fù)雜性［25-26］，由人地關(guān)系耦合轉(zhuǎn)向人地系統(tǒng)耦合（Coupled human and natural systems），系統(tǒng)性和集成性成為人地關(guān)系研究的新特點(diǎn)［27-28］。人與自然耦合系統(tǒng)的集成研究可以揭示新的、復(fù)雜的格局和過程，而單獨(dú)的自然科學(xué)或者社會科學(xué)的研究不能揭示這種規(guī)律［29］。

水、土、氣、生、人多要素、多過程、多尺度的集成研究，依然是人地耦合研究的關(guān)鍵所在。當(dāng)前研究已經(jīng)開始轉(zhuǎn)向多要素的耦合及其過程，例如水土過程耦合，水土過程與其它自然地理要素耦合等［30］。未來應(yīng)加強(qiáng)水、土、氣、生、人多要素集成，全面觀測和解釋人地系統(tǒng)的變化趨勢。開展地球界限（Planetary Boundaries）框架下的各種地球系統(tǒng)過程研究［31-32］，由單一過程單一尺度向多過程多尺度發(fā)展，注重各圈層相互作用，關(guān)注人類活動對自然地理過程的干擾，實現(xiàn)從要素研究到系統(tǒng)研究的提升。

人地系統(tǒng)的近程耦合（Pericoupling）研究深入，遠(yuǎn)程耦合（Telecoupling）關(guān)注不足。當(dāng)前主要關(guān)注自然-社會系統(tǒng)近程要素之間存在的一對一、一對多和多對多的非線性交互脅迫與交互促進(jìn)關(guān)系，忽視了社會經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)跨越距離的遠(yuǎn)程相互作用，以及遠(yuǎn)程耦合系統(tǒng)的主控因素、作用機(jī)理及動態(tài)演變過程對于當(dāng)?shù)厝说伛詈详P(guān)系的影響［33-34］。急需從尺度耦合角度分析人文與自然之間的近遠(yuǎn)程耦合關(guān)系，提出近遠(yuǎn)程耦合模式［35］。

人地系統(tǒng)之間的互饋機(jī)制和溢出效應(yīng)有待提升。開放系統(tǒng)和流動空間將會導(dǎo)致以往靜止空間下的基本規(guī)律發(fā)生變形，甚至出現(xiàn)全面重構(gòu)［21］。通過人類活動及其環(huán)境影響的定量表征，揭示自然和人文系統(tǒng)耦合影響及其雙向反饋機(jī)制［36］。系統(tǒng)分析人文與自然系統(tǒng)相互作用的空間溢出效應(yīng)，科學(xué)定量和揭示其社會經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，全面揭示自然-社會系統(tǒng)互饋過程機(jī)理，是當(dāng)前人地關(guān)系研究亟待加強(qiáng)的主要方向之一。

面向人地系統(tǒng)可持續(xù)性的動態(tài)模擬較為薄弱。由人文-自然大數(shù)據(jù)和人地系統(tǒng)動力學(xué)等模型推動的人地系統(tǒng)模擬，是提升資源環(huán)境適應(yīng)能力和實現(xiàn)可持續(xù)目標(biāo)的重要手段［37-38］。但是基于可持續(xù)發(fā)展調(diào)控的復(fù)雜人地耦合系統(tǒng)模擬，依然存在技術(shù)和方法上的瓶頸。不同類型精度的海量地理空間數(shù)據(jù)，使得單一要素模型、單一過程模擬的經(jīng)驗?zāi)Ｐ拖蛑嗄Ｐ图?、對?fù)雜過程模擬的系統(tǒng)模型發(fā)展，助推人地系統(tǒng)可持續(xù)研究由模型模擬走向模式模擬［19］。大數(shù)據(jù)和人工智能，使得面向預(yù)測的多圈層要素耦合的地球系統(tǒng)模式成為可能。人地系統(tǒng)集成模型與決策支持系統(tǒng)，是未來人地關(guān)系研究從理論研究到應(yīng)用研究的重要轉(zhuǎn)變。

4 結(jié)論

粵港澳大灣區(qū)在高度開放背景下和高強(qiáng)度人類活動影響下，已經(jīng)成為社會-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的典型區(qū)域。以人地關(guān)系地域系統(tǒng)經(jīng)典地理學(xué)理論為指導(dǎo)，開展人地系統(tǒng)耦合的集成研究，以期為深入理解城市群生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性、脆弱性和適應(yīng)性等提供科學(xué)依據(jù)?；浉郯拇鬄硡^(qū)城市群生態(tài)系統(tǒng)的空間尺度多元，從城市內(nèi)部街區(qū)、城市與郊區(qū)，一直延伸到城市與城市、城市群外部等。在時空多尺度的背景下，城市群生態(tài)系統(tǒng)中存在大量的不確定因素，采用宏觀、中觀、微觀相嵌套，系統(tǒng)性、復(fù)雜性、確定性與模糊性相結(jié)合的方法，解決在全球變化和人類干擾背景下城市群生態(tài)系統(tǒng)在不同時空尺度上的循環(huán)和調(diào)控機(jī)理問題，為粵港澳大灣區(qū)城市群可持續(xù)發(fā)展提供決策依據(jù)。