2025年11月22日，由自然资源部智慧人居环境与空间规划治理技术创新中心主办的“智慧人居，协同共治：城市更新时代的技术赋能与治理创新”会议，在北京清华同衡规划设计研究院成功召开。发展中国家科学院院士、河南大学学术副校长兼地理科学与工程学部主任刘彦随教授作了题为《人地系统科学与工程融合》的报告。

On November 22, 2025, the conference themed “Smart Human Settlements, Collaborative Governance: Technological Empowerment and Governance Innovation in the Era of Urban Renewal” was successfully held at Beijing Tsinghua TongHeng Urban Planning & Design Institute. The event was hosted by the Technology Innovation Center for Smart Human Settlements and Spatial Planning & Governance, Ministry of Natural Resources. Professor Yansui Liu gave a keynote speech entitled “Integration of Human-Earth System Science and Engineering”.

人地协同新范式：人地系统科学的理论革新、技术突破与工程实践

刘彦随

发展中国家科学院院士

河南大学学术副校长兼地理科学与工程学部主任

  在全球气候变化和“人类世”背景下，报告强调亟需从“人地关系”走向“人地协同”。在理论层面，提出了创新发展人地系统科学，形成对人地耦合系统—“人地圈”新认知，创建人地系统“分区-分类-分级”探测体系，构建 “地理科学-地理技术-地理工程-地理实践”（Geo-STEP）四维融通的人地系统耦合范式。在实践层面，以延安黄土丘陵区治沟造地、兰考黄河故道盐碱地治理等国家工程为案例，展示了地理工程在退化系统修复、乡村振兴与生态治理中的创新路径。

1、现代人地系统新认知：气候变化下的理论革新与现实挑战

  面对全球变化挑战和人地系统失衡带来的系统性风险，传统地球表层系统理论已难以诠释人类活动与地理环境的深度耦合关系。刘彦随提出了“人地圈”新认知，即地球表层现代人类活动与其赖以生存和发展的地表环境相互联系、交互作用、耦合渗透而形成的“自然—经济—技术”综合体。这一理论突破阐明了人地系统科学的交叉学科属性——作为研究人地系统耦合机理、演变过程及其复杂交互效应的新型交叉学科，其核心使命是探究人地系统耦合与可持续发展。

2、人地系统探测与诊断：分区-分类-分级的科学方法体系

  刘彦随构建了人地系统科学研究的理论框架。在演化维度上，提出了人地系统科学研究的三类“演化系统”：一是原真性地球环境与人类社会关联较弱的“人地关系”，二是资源环境与人类社会深度互动的“人地系统”，三是人类活动与地理环境高度融合的“人地耦合”。在空间尺度上，建立了“地带性-地域性-地方性”的三地层级体系，涵盖全球、国家、地区三个层级。这一体系为精准探测人地系统状态提供了技术方法。在此基础上，自上而下构建了“分区-分类-分级”的人地系统探测体系，形成了人地系统“功能分区-类型分类-强度分级”的研究范式。

（1）功能分区：将人地系统划分为生活、生产、生态三大功能区。

（2）类型分类：识别城市型、村镇型、农业型、生态型四类人地系统。

（3）强度分级：评估人类足迹强度，揭示人类活动对人地系统的影响程度。 

  依托多源异构数据和智能探测模型的支撑，对全国尺度人地耦合系统进行了系统性探测。研究结果揭示了全国人地耦合系统的功能分区及演化规律，识别了不同人地耦合系统类型的空间分布特征，评估了人地耦合系统的质量状况及其变化趋势。

  针对不同类型人地系统的退化问题，刘院士提出以“地理科学-地理技术-地理工程”融合为纽带，形成“诊断-分类-施策”的治理框架，为退化人地系统的精准定位和地理工程治理提供靶向依据。

3、人地系统耦合工程实践：Geo-STEP范式的创新与应用

  刘彦随提出了人地系统耦合的“Geo-STEP”范式，实现了地理科学、地理技术、地理工程与地理实践的四维融通创新。

（1）地理科学（S）：构建人地系统耦合理论体系，为技术研发与工程实践提供理论指导。

（2）地理技术（T）：集成遥感技术、实验技术、模拟技术等，形成多维度技术支撑体系。

（3）地理工程（E）：创新农业地理工程、生态地理工程、乡村地理工程、城市地理工程等实践载体。

（4）地理实践（P）：将科学理论与工程技术落地应用于区域治理，通过实践检验和优化提升科学认知。

  在人地系统耦合路径上，确立“系统保育-修复-工程”全链条模式。对熟化系统侧重技术调控与自然保育，对人为改观系统强化技术修复与功能优化，对退化性系统实施地理工程重建，实现人地系统结构平衡与功能提升。在人地系统耦合载体上，以“圈体系统”为核心，形成不同等级中心地构成的多尺度嵌套体系。基于这一载体，刘院士带领团队在全国开展了一系列重大地理工程实践，如延安治沟造地工程、兰考盐碱地治理工程、黄河流域开封千米深钻工程等。还开发了天空地网一体化人地系统动态监测与分析模拟平台，为乡村振兴和地理工程实践提供技术支撑。

  刘彦随强调，当前应从人地系统科学思维、人与自然和谐共生的战略高度，优化构建国土空间开发保护新格局、城乡融合发展新机制，通过地理工程和全域治理综合举措，推动区域人地系统从失衡趋向协同、从低效能走向高质量，创新发展人地系统科学的理论和方法，系统推进地理科学与工程深度融合，让科技创新持续服务重大战略决策和区域发展实践。