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2024 , Vol. 44 >Issue 8: 1368 - 1375

DOI: https://doi.org/10.13284/j.cnki.rddl.003901

Ecological Economic Geography: A Conceptual Framework Conducive to the Integration of Physical and Human Geography

  • Yuyao Ye ,
  • Hong'ou Zhang ,
  • Wei Liu ,
  • Caixia Chen
Expand
  • Guangzhou Institute of Geography, Guangdong Academy of Sciences, Guangzhou 510070, China

Received date: 2024-06-05

  Revised date: 2024-07-31

  Online published: 2024-08-09

Fold

Abstract

Against the background of the increasing separation of natural and human geography, gradual disintegration of the comprehensive disciplinary characteristics of geography, and weakening of the social influence of geographers, the domestic geography community has recently been discussing the possibility of integrating natural and human geography and the possible paths for doing so. In response, this study proposes an analysis framework of Ecological Economic Geography conducive to the integration of physical and human geography. Furthermore, this study advocates a focus on the dynamic change of "human" as a giant system with complex links of economy, technology, and institutional systems, and its two-way feedback relationship with the ecosystem. By exploring the coupling and regulation mechanisms of human and natural systems in the context of environmental and technological change, this study seeks the best answer to human sustainable development in the comprehensive balance. To clarify the research perspective and ideas of Ecological Economic Geography, we select the following three cases: i) the centennial evolution of the ecological economic system of Mulberry-dyke and Fish-pond System, ii) the systematic cascade of the "digital-energy-water" in data centers, and iii) the humanistic perspective of ecological restoration planning. With a focus on the analytical framework of the "pattern-process-relationship-pathway," this study proposes four research topics on which Ecological Economic Geography needs to focus, specifically, the coupling pattern of ecosystems and economic systems, process and impact of different factor flows between different systems, regional complexity of ecological and economic coupling systems, and sustainable development pathway of the ecological economic system. Accordingly, the development of Ecological Economic Geography may strengthen the mutual collaboration between scholars of the natural world and the humanities, promote the integration of geographic disciplines, and enhance the ability of geography to solve extensive problems.

Key words： physical geography; human geography; discipline integration; Ecological Economic Geography; human-natural relationship

Cite this article

Yuyao Ye , Hong'ou Zhang , Wei Liu , Caixia Chen . Ecological Economic Geography: A Conceptual Framework Conducive to the Integration of Physical and Human Geography[J]. Tropical Geography, 2024 , 44(8) : 1368 -1375 . DOI: 10.13284/j.cnki.rddl.003901

最近，中国学者翻译了Kesteloot和Bagnoli（2021）在BELGEO上在线发表的一篇论文“Human and physical geography: can we learn something from the history of their relations？”，并引发了中国地理学界对于学科发展的讨论（蔡运龙，2024；周尚意，2024；梁进社，2024；保继刚 等，2024；叶超，2024；高红山，2024；汤茂林，2024）。该文通过回顾19世纪以来自然地理学与人文地理学的关系史，认为尽管自然地理学与人文地理学对于共同关切的人类生存环境问题存在不同的世界观，但在人地矛盾日益凸显的当下，两者走向融合是必然。除已有的较为温和的转向路径外，该文提及两者融合的另外一种可能路径——新区域地理学，倡导关注政治-地志学方法，从权力结构的视角解释区域的内部和外部关系。
事实上，自19世纪近代地理学创立以来，地理学就走上了一条不断分裂派生的道路，从早期的人文地理学和自然地理学两大分支不断发生专业分化（陈发虎 等，2021），呈现多样化的特征。学科的高度分化一度被认为是知识增长、科学进步和社会发展的重要体现，地理学的发展分化也的确为推动经济社会发展做出了巨大贡献，彰显了地理学的价值（郑度 等，2015）。但随着学科不断细化、分化、和侧生，面对引发全球共同关切的资源、生态、环境等众多复杂的综合性问题，日益细分的学科结构开始显得束手无策、捉襟见肘。尤其是在工业文明背景下，气候变化、生物多样性丧失、荒漠化扩张、极端气候事件频发等全球性生态危机日益凸显，给人类生存与发展带来严峻挑战，促使人们重新审视人与自然的关系。早在20世纪70年代，罗马俱乐部发布的《增长的极限》就已开始关注自然生态对经济发展的约束，提出按照传统的经济增长模式发展将很快超越地球的承载极限的论断，在当时无异于清夜鸣笛，唤醒了沉醉于资本主义繁荣盛况的人们，是早期将生态环境与人类发展相统一的思想经典（Meadows et al., 1972）。当前，人类经历了以生态环境破坏为代价谋求发展的工业文明时代，正在迈向人与自然和谐共生的生态文明新时代，自然与人文融合的思想正空前觉醒。2015年，联合国大会通过《2030年可持续发展议程》，这是一场人类谋求可持续发展愿景的共同宣言，是世界各国在资源短缺、资源分配差异加剧以及生态破坏问题日益严重的背景下，达成的一个宏大、全面且可通用的可持续发展共识。十八大以来，中国亦将生态文明建设作为关系中华民族永续发展的根本大计，从人与自然和谐共生的高度谋划发展。无论是联合国可持续发展目标还是中国提出的人与自然和谐共生现代化，都亟需多学科交叉所形成的综合性、系统性知识来有效推动和完成，人文地理学与自然地理学的深度融合已成为时代发展之所需。
因此，本文构建了一个有利于自然地理学（者）和人文地理学（者）走向融合（协同）的生态经济地理分析框架，提出在现有人地耦合系统框架下，关注“人”作为本身级联产业、技术、制度系统复杂关联的巨系统的能动性变化，及与生态系统之间的双向反馈关系，通过探讨环境变化和技术变革背景下人地系统耦合机制和调控途径，在综合权衡中寻找人类可持续发展的最佳答案。为便于理解，本文选用3个案例来阐明生态经济地理的研究视角与思路。

1 构建一个生态经济地理分析的框架

1.1　融合的路径选择

然而，两者究竟如何融合？对此，人文地理学家和自然地理学家都不约而同地选择了一条温和的转向路径。自然地理学出现的“文化转向”（Thornes and Mcgregor, 2003）和人文地理学的“环境转向”（Demeritt, 2009）都在尽可能保持各自的学科特殊性的基础上，向融合方向迈进了一大步，这其中，政治生态学（political ecology）的研究被认为是融合的典范（Kesteloot and Bagnoli, 2021）。除温和的转向路径外，Kesteloot和Bagnoli也模棱两可地提及了人文地理学与自然地理学之外的第三条路径（第三支柱）——环境地理学，又或是新区域地理学？暂且抛开学科转向或是学科重构的讨论，人文地理学和自然地理学的确都需要一个走向中间的理论分析框架，以打破两个传统领域之间的二元分割局面。这个框架应该能够更好地整合人类世界与自然世界之间的介面，并将其纳入到一个共同的理论分析框架中，也能够协同人文地理学者和自然地理学者不分彼此地共同投身到人类所面临的极端事件、灾难治理、气候变化等关乎生存与永续发展的科学命题中。
为此，我们提出促进人文地理学和自然地理学融合的另外一条可能路径——建立一个生态经济地理分析的理论框架。当然，也许有人会提出质疑，人地系统耦合本身就是地理学研究的核心范式，无需提出一个新的概念框架来扰乱视听。诚然，人地系统耦合一直是地理学乃至地球系统科学研究的前沿领域，是区域可持续发展的重要理论基础（傅伯杰 等，2021）。近年来，学界已发展出不同复杂程度的涵盖从个体、区域到全球尺度的一系列人地系统模型，这其中既包括简单的概念模型（Woodard et al., 2019），也包括加入人类活动的陆面过程与地球系统模型（Pongratz et al., 2018）。然而，现有的人地系统模型中，人类活动通常只是作为“水-土-气-生-人”复杂系统的一个外部变量，未能将社会经济过程以内生变量纳入模型框架，只能实现自然系统与人类活动的单向耦合而非双向耦合，对于人类活动的表征也趋于简单化（傅伯杰 等，2021）。因此，确有必要提出生态经济地理分析框架，将复杂的人类活动进一步延展，形成“生态―产业―技术―制度”系统级联、双向反馈的分析框架（图1），以更好地耦合自然与人文关键过程，探讨环境变化和技术变革背景下人地系统耦合机制和调控途径。
图1 生态经济地理分析框架

Fig.1 Analytical framework of ecological economic geography

1.2　生态经济地理框架的基本内涵

生态经济地理是以揭示人类经济活动与生态系统的关系为核心的研究领域，可以视为经济地理学的分支。生态经济地理与环境经济地理的概念有所不同，后者将环境污染视为人类经济生产过程中的产物，研究不同地理尺度上经济活动的环境效应以及环境规制、环境污染对经济活动空间组织的影响（贺灿飞 等，2021）。而生态经济地理以人类可持续发展为目标，研究不同地理尺度上生态系统对经济活动的支撑约束，以及经济活动过程与空间组织对生态系统的影响。生态经济地理强调经济系统与生态系统之间的系统级联与双向反馈关系。强调系统级联，就是要厘清生态、产业、技术、制度等各个系统之间的一对一或多对多的复杂关联。强调双向反馈，是因为人作为能动的自然存在物，能够通过经济发展、技术进步、制度调节、空间调控等能动地适应自然或是改造自然。因此，在人地关系变化的过程中，“人”并非只是简单的外部变量，“人”作为一个本身级联产业、技术、制度系统复杂关联的地域巨系统也在适应性地变化，并将该变化进一步传递给生态系统，双向反馈，周而复始。地理学者所需要做的是尽可能全面地揭示这种系统级联和双向反馈的关系，在“生态―产业―技术―制度”复杂系统的综合权衡中寻找人类可持续发展的最佳答案。

1.3　生态经济地理的核心要素及系统关联

生态经济地理以生态系统和经济系统以及系统之间的相互作用为研究对象，探讨各个系统要素空间格局、不同系统之间要素流动过程、生态经济系统复杂关联、要素调控优化的可持续发展目标路径，形成“格局―过程―关联―路径”的分析框架。格局方面，生态经济地理在分析单个层面系统子要素结构和功能基础上，重点解析经济系统子要素与生态系统子要素的交互胁迫、交互耦合格局。过程方面，除水流、大气流等自然流以外，生态经济地理着重研究人口流、贸易流、资本流、信息流等人为流的时空过程及其对生态经济系统要素格局的影响。关联方面，从系统整体层面分析生态与经济两大系统间相互作用、与其他区域生态经济系统的复杂耦合关联机制，阐释多元主体相互作用下产业、技术、制度等经济系统核心要素对水、土、气、生等生态系统核心要素的适应和影响机理。路径方面，基于对生态经济系统功能结构和耦合关联规律的科学认识，综合权衡经济效益、生态效益和社会效益，确定优化目标，通过构建多要素、多层次、多尺度的可持续发展优化调控模型，探讨最优对策路径。

2 三个经典案例

为便于理解该框架，基于团队的实践探索和思考，提供3个典型案例。3个案例均展示了生态经济地理“格局―过程―关联―路径”的分析框架，但各有侧重，其中，基塘生态经济系统案例体现经济系统与生态系统在同一尺度下的动态耦合，数据中心“数-能-水”系统级联案例强调在跨时空尺度上寻求经济生态系统耦合的可持续发展路径，国土空间生态修复案例关注“人”的能动性变化对推动经济生态系统耦合的影响。

2.1　桑基鱼塘生态经济系统百年演变

桑基鱼塘研究是我们谓之生态经济地理研究的一个经典案例，也是由广州地理研究所老一辈科学家开辟的一个享有国际声誉的研究领域。桑基鱼塘曾经是中国珠三角、长三角地区适应于低洼地势与蚕桑产业协同发展的常见的一种农业生产模式，是为充分利用土地而创造的一种“塘基种桑、桑叶喂蚕、蚕沙养鱼、鱼粪肥塘、塘泥壅桑”高效人工生态系统，曾被写入中小学地理课本。一般认为，珠江三角洲基塘技术的形成始于宋代。作为一种在珠江三角洲延续数百年的农业生产模式，修堤筑围、种桑养蚕、鱼塘养殖的传统知识与技术在方志等灰色文献有广泛的记载，但将其作为一个一体化的人工生态系统的界定则始于钟功甫先生。1958年，钟功甫先生基于详实的调研，深入剖析了桑基鱼塘与蔗基鱼塘的发展与珠三角地理环境、历史社会经济背景及地域生产部门之间的关系（钟功甫，1958），1980年钟功甫先生进一步从地理学和生态学的交叉展开研究，将桑基鱼塘界定为人工生态系统，剖析了桑基鱼塘水陆物质能量循环微观机制（钟功甫，1980）。1980—1983年，钟功甫先生及其团队获得中国改革开放后首个国际合作项目——珠江三角洲基塘地区水陆相互作用系统研究，在顺德勒流公社建立基塘系统生态定位站，这是中国地理学最早为农业生产服务的农业生态定位站。通过定位观测站，定量分析基塘系统的物质能量交换循环过程，总结了不同基塘系统的特征与系统内能量流、物质流与经济流的联系，揭示塘基比例、水陆结构变化特征、基塘系统功能与效益，基塘和作物变迁的演替规律等，提出桑基鱼塘向蔗基鱼塘演化过程中，塘与基面作物的变化，打破了原有的生态平衡，经人为调节又走向新的平衡（Ruddle and Chung, 1987；钟功甫 等，1987，1993）。
基塘系统是受自然和人文因素交互影响的典型的生态经济地域系统，数百年来伴随自然环境、社会经济的变化，不断适应、演化（图2）。从明初果基鱼塘的规模化发展，到明清时期桑基鱼塘的取而代之、民国时期蔗基鱼塘的兴起，改革开放后桑基鱼塘的没落，体现地方社会为了追求经济效益产出，对外部扰动（世界经济危机、战争、经济体制改革等）的自主调节与适应。当前，随着现代化高密度养殖的发展，塘与基的空间价值差异日益凸显，致使塘越来越阔而基越来越窄，传统桑基、蔗基已几近消亡。然而，这并非意味着基塘系统研究的终结，现代化高密度养殖模式对基塘河网生态的影响以及适应性管理等将成为新时期基塘系统研究的新的科学命题。
图2 基塘生态经济系统耦合关系

Fig. 2 Coupling relation between the ecological and economic system in the dike pond system

2.2　数据中心的跨时空“数-能-水”系统级联

如果说桑基鱼塘代表的是传统农耕生态文明智慧的传承，数据中心代表的则是数字化时代日新月异的技术发展。这其中的科学问题是，随着人类不断突破技术的天花板，人类对自然地理环境的依赖或者说后者对前者的约束会越来越弱吗？答案大概率是否定的。数据中心作为人工智能和云计算等新一代信息通信技术的重要载体，业已成为数字基础设施的算力底座，堪称“数字经济发动机”。据Science报道，2018年全球数据中心相比于2010年，工作负载和计算实例估计增长6倍，存储流量增长25倍，互联网协议流量增长10倍以上（Eric et al., 2020）。但同时，由于数据中心运行过程中需要消耗大量的能源与冷却水，也被称为“无烟的工厂”。数据中心总耗电量约占全球用电量的1%（Eric et al., 2020），全球二氧化碳排放量的0.3%（Jones, 2018）。每个用户进行大约20~50个问题的简单对话，语言模型就需要“喝”掉一瓶500 mL的水（Li et al., 2023）。在撒哈拉以南非洲，数据中心的水足迹对当地居民正常生活用水造成沉重压力（Olufemi and Taha, 2023）。一方面是算力需求以远超摩尔定律的速度增长，另一方面是多重资源环境的硬约束，超强算力与资源约束的双重矛盾推动下，数据中心的绿色转型已成为一项全人类共同面临的紧迫课题。
超越工程技术的视角，地理学所强调的时空异质性可以在其中发挥至关重要的作用。这是因为，从节能降水而言，数据中心应尽可能靠近绿色能源和冷源，如中国提出的“东数西算”战略正是为更好地利用西部的可再生能源资源，也有一些国家提出把数据中心布局到极地或深海，以充分利用自然低温来减少水资源消耗。从服务效率而言，数据中心又应尽可能地靠近人口密集的大城市，特别是无人驾驶、精准医疗等低延时业务，但一些对时延要求不高的业务可以依据特点适度远离。这就为数据中心实现绿色转型提出一条跨区域协同的路径。甚至一些大型企业已经在考虑根据绿色能源生产（如风能、太阳能、潮汐能）以及人群算力需求的日尺度变化，建立统一的算力网络，以实现算力的互联互通和统一调度。这一定是地理学家可以大展拳脚的研究领域。应用生态经济地理的分析框架，结合工程领域的技术参数，可以深入揭示数据中心“数”（包含数据生产和消费）与“能”“水”等3个系统之间的复杂级联与互馈关系，并通过系统权衡，提出一个“数-能-水”系统最优的跨时空协同方案（图3）。这其中，全空间地理信息与大数据时空分析技术也将发挥重要作用。
图3 数据中心跨时空“数-能-水”系统级联关系

Fig.3 The cross spatiotemporal "data-energy-water" nexus of data center

2.3　生态修复规划的人文视角

之所以举生态修复规划的案例，是因为传统认知中，生态修复或生态修复规划应该是自然地理学或者生态学者应该考虑的问题。然而，事实上，近年来国际生态修复的核心理念已出现了明显的人文转向。进入地球环境系统演化“人类世”的新常态（the new normal）（Lewis and Maslin, 2015），国际生态修复的关注点正从“生态系统途径”向“社会-生态系统途径”以及适应未来不确定风险的“系统韧性提升”转变。当前，国际主流的生态修复策略——基于自然的解决方案（NbS），其核心理念就是通过保护、利用和修复生态系统，有效地和适应性地应对气候变化、食物安全、人类健康等当今社会面临的挑战，同时提供人类福祉和生物多样性。此处，生态修复的对象已经从单纯的生态系统本身转向社会-生态复合系统，目标也直指人与自然的关系。国际社会-生态系统研究强调社会因素在生态系统中的作用，相关观点包括机构、组织、代理、记忆、学习、创新、社会网络等对维持系统韧性的作用（Nykvist and von Heland, 2014; Folke, 2016; Folke et al., 2021）。其中，社会-生态网络采用网络视角描述和分析社会与生态系统相互依赖、相互作用的不同模式（Bodin and von Heland, 2012），通过定量刻画社会-生态系统结构、动态变化过程，对推动生态系统保护修复等方面有重大潜力（张萌萌 等，2021）。
在中国，“山水林田湖草沙是一个生命共同体”成为指导新时期国土空间生态修复规划实践的核心理念，其内涵实质与地理学长期关注的人地系统耦合何其相似？2023年7月，习近平总书记在全国生态环境保护大会上强调要协调优化国土空间布局、基于人地互馈过程实施系统治理、以人地和谐为目标将生态修复融入经济、社会、文化建设，全面提升人类生态福祉，促进经济社会发展绿色化、低碳化 1。这表明中国国土空间生态修复已进入一个以人地互馈机制为依据，以人与自然和谐共生（兼顾满足人类福祉与可持续发展）为目标，以系统修复、综合治理为手段的生态修复新阶段。
未来，人文地理学应该也能够在生态修复工作中发挥更加重要的作用，通过建立人地耦合、双向反馈的系统框架（宫清华 等，2020），可以更好地整合地理、生态、规划、林业、水资源、植物、动物等多个学科，共同探讨面向山水林田湖草沙一体化保护和修复的国土空间生态修复规划技术方法，捕捉生态系统服务与社会经济的复杂联系，在复杂系统的综合权衡中寻找人与自然和谐共生的最佳答案（图4）。
图4 国土空间生态修复的人文视角

Fig.4 Human perspective on the ecological restoration of territorial space

3 结论与讨论

自然地理学和人文地理学是紧密交织的，地理学家的形象应该是对该领域自然和社会2个维度都有所掌握的研究者（Kesteloot and Bagnoli, 2021）。而长期以来，地理学中自然地理学和人文地理学的发展分化在促进学科专业化和多样化的同时，也在一定程度上削弱了两大分支学者联合解决生态环境等综合性问题的能力。在人与自然矛盾日益凸显的当下，两者走向结合是必然，也是加强地理学科发展、发挥地理学综合特性与“经世致用”精神特质的必由之路。诚如凯斯特洛特所言，人文地理学和自然地理学构成2个分裂的世界观，但两者共同关切人类生存环境问题，并认知到地理学科的任一分支都不能单独提供解决这些问题所需的知识，为两者融合提供了可能方向。
本文基于人地矛盾的现实危机、地理学融合交叉的发展趋势和人与自然和谐共生的政策导向，构建了一个有利于自然地理学（者）和人文地理学（者）走向融合（协同）的生态经济地理分析框架，提出在现有人地耦合系统框架下，关注“人”作为本身级联产业、技术、制度系统复杂关联的巨系统的能动性变化，及与生态系统之间的双向反馈关系，通过探讨环境变化和技术变革背景下人地系统耦合机制和调控途径，在综合权衡中寻找人类可持续发展的最佳答案。有别于传统人地关系研究过度关注人地耦合作用的结果，生态经济地理研究通过自然地理与经济地理研究范式的结合，加入产业、技术、制度等要素，将“人”的影响作为内生变量，使得对人地耦合关系表层现象背后的动态演化和机理的理解更为深入和全面，是对传统人地关系研究的传承与拓展。据此，本文围绕“格局―过程―关联―路径”的分析框架，提出生态经济地理需要重点关注的4个研究议题：1）研究生态系统与经济系统各个要素的结构功能以及相互耦合格局，特别是在经典区位分析的基础上，引入制度和技术视角重新理解变化中的生态环境如何作用于经济活动的过程与组织；2）研究不同系统中自然流、人为流的时空过程以及对生态经济系统耦合的影响，顺应经济地理研究范式的关系转向和借助人地耦合系统中对不同要素流的研究力量，关注经济与生态互动过程中，不同行为主体间的关系和相互作用以及社会-生态网络的构建；3）研究生态经济耦合系统的跨时空、跨尺度复杂关联，以整体系统视角考察多元主体作用下不同区域之间生态经济耦合系统的相互影响机制；4）研究多目标、多要素、多层级综合权衡下的生态经济可持续发展路径，结合经济地理的演化转向，解析技术进步、产业转型、制度创新的发生发展，以及如何驱动生态经济耦合系统朝向可持续演化的过程，强化对人地关系在“人”的能动性变化影响下协同演化的认识。
总之，在这个框架中，地理学的综合传统能够更好地发挥作用，以上述研究议题为牵引，可能为人文地理学者和自然地理学者共同解决目前影响地球的紧迫问题提供一个协作的概念框架，同时对拓展人文地理学研究边界、促进地理学科融合发展，提升地理学解决当下内外部环境快速变革背景下可持续发展和高质量发展综合问题的能力，期待做出更多的贡献。

1 https://www.gov.cn/lianbo/fabu/202307/content_6895032.htm

叶玉瑶：论文选题、概念框架、文章主体部分撰写；

张虹鸥：论文修改完善；

刘 伟：参与部分内容写作与图件绘制；

陈彩霞：参与部分内容写作。

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