劉宗鑫,王廣杰,王 群,張 果*
(1.四川師范大學地理與資源科學學院,四川成都 610066;2.四川師范大學西南土地資源評價與監(jiān)測教育部重點實驗室,四川成都 610066)
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基于因子分析和灰色關聯度分析的區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設研究
——以四川省為例
劉宗鑫1,2,王廣杰1,王 群1,2,張 果1,2*
(1.四川師范大學地理與資源科學學院,四川成都 610066;2.四川師范大學西南土地資源評價與監(jiān)測教育部重點實驗室,四川成都 610066)
20世紀80年代以來,隨著可持續(xù)發(fā)展概念的提出,可持續(xù)發(fā)展從理論到實踐都取得了重大的進展。其中,區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設是可持續(xù)發(fā)展研究的重要領域,可以為區(qū)域未來的發(fā)展提供一定的參考。該研究以四川省為例,采取定量研究,劃分出不同發(fā)展能力的區(qū)域,找到區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設的關聯度因子。得出以下研究結論:可持續(xù)發(fā)展應該是“以人為本”的發(fā)展,區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設應該更加關注人的發(fā)展。
可持續(xù)發(fā)展;能力建設;因子分析法;灰色關聯度分析法;四川省
20世紀80年代,世界環(huán)境發(fā)展委員會(WCED)在《我們共同的未來》報告中第一次提出了可持續(xù)發(fā)展的概念,可持續(xù)發(fā)展理論思想與實踐探索逐漸作為一種新的發(fā)展方式進入人們的視野。我國也在20世紀90年代《中國21世紀議程》中,首次明確了促進自然、經濟、社會各系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標,并把可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提高到國家發(fā)展的兩大戰(zhàn)略之一。在其指導下,至2011年底,全國已有29個省(市、自治區(qū))建立了116個國家可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū),160余個省級可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū),可持續(xù)發(fā)展更強調以人為核心的人口發(fā)展、資源環(huán)境、社會經濟等綜合全面協調的發(fā)展。
國外的可持續(xù)發(fā)展研究較早于我國,圍繞可持續(xù)發(fā)展的定義內涵、環(huán)境保護、資源最優(yōu)利用和可持續(xù)利用等方面開展的研究很多[1],也取得了重大的研究進展。比如有研究認為可持續(xù)發(fā)展需要政府組織的支撐作用,只要有利于社會環(huán)境發(fā)展的觀點都是可持續(xù)的,也都可以充分利用起來,以促進社會的可持續(xù)發(fā)展[2];在未來可持續(xù)發(fā)展研究方向上,Bob等認為社會、資源和環(huán)境是可持續(xù)發(fā)展的3大目標[3]。區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設研究是可持續(xù)發(fā)展研究的重點,可持續(xù)發(fā)展能力的綜合評價也是制定區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略的重要參考[4]。在國內,區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力研究主要理解為可持續(xù)發(fā)展水平評價,伴隨著研究工作的不斷深入開展,可持續(xù)發(fā)展能力的研究評價也成為研究的熱點。目前研究維度主要分為廣度和深度兩方面,從研究廣度來看,多數學者都在探索從國家、地方以及特殊領域等角度進行分析;齊曄等認為可持續(xù)發(fā)展研究的核心主要集中在地球系統(tǒng)觀、生態(tài)文明思想以及低碳經濟概念3方面[5];也有學者認為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的未來是加強理論研究和指導實際應用兩方面,而評價的關鍵是建立合理的指標體系[6]。從地方角度出發(fā)的研究成果來看,對區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設的研究多集中于選定一個研究區(qū)域,選取相關指標,構建各類模型方法進行評價;如張秦等以地方區(qū)域為例,從區(qū)域支撐能力、發(fā)展能力、協調能力以及持續(xù)能力4方面構建指標體系進行了可持續(xù)發(fā)展能力評價,從而揭示當地各系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展性[7]。當然,在可持續(xù)發(fā)展評價研究中,也有學者專門針對特定區(qū)域、對象而進行研究;涉及到的地區(qū)有高原地區(qū)[8]、生態(tài)脆弱區(qū)域[9]等,研究的外延不斷擴大。從研究深度上看,可持續(xù)發(fā)展能力建設研究經歷了從理論分析重構[10]、評價初探[11]到具體評價實際操作的階段[12];在此基礎上,牛文元圍繞可持續(xù)發(fā)展理論的核心,結合數學模型提出生存、發(fā)展、環(huán)境、社會和智力5類能力支撐可持續(xù)發(fā)展能力建設的方程[13]。可見,可持續(xù)發(fā)展能力建設越來越科學化、定量化和標準化,但是可持續(xù)發(fā)展能力建設的研究文獻相對于其他領域的研究成果來講還不是很多,進行這方面的研究很有必要,可以為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供一定的科學依據和理論參考。
在了解相關研究的基礎上,筆者以四川省作為研究對象,通過構建評價指標體系,采用因子分析法以及灰色關聯分析法等定量方法,劃分出四川省不同可持續(xù)發(fā)展能力的區(qū)域,找到影響可持續(xù)能力建設的關聯度因子。研究結果對于進一步明確可持續(xù)發(fā)展的工作思路,協調人口發(fā)展、資源環(huán)境和社會經濟各方面的發(fā)展有一定意義。
四川省地處我國西部,位于97°21′~108°33′ E、26°03′~34°19′ N,省會為成都市,轄區(qū)面積48.6萬km2,下轄21個市(州),183個縣(市、區(qū)),是一個資源、人口和經濟大省。地形有山地、丘陵、平原和高原4種地貌類型,地處長江上游,與7個省(區(qū)、市)接壤,是承接華南華中、連接西南西北、溝通中亞南亞東南亞的重要交匯點和交通走廊,水路交通便利。戶籍人口8 076.2萬人,城鎮(zhèn)化率從2000年的26.69%發(fā)展到2012年的43.53%,GDP總量為23 849.8億元,人均GDP為29 579元,社會消費品零售總額為9 087.9億元,三次產業(yè)結構比為13.8∶52.8∶33.4,第二產業(yè)在其經濟發(fā)展中的貢獻比重最大,世界500強企業(yè)有187家落戶四川,經濟發(fā)展較快。
響應國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的號召,四川省從20世紀90年代開始探索建立可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū),到目前為止,已經建立了4個國家級實驗區(qū),13個省級可持續(xù)發(fā)展實驗區(qū)。作為四川省首批統(tǒng)籌城鄉(xiāng)綜合配套改革試點,四川省人口發(fā)展、資源環(huán)境、社會經濟的發(fā)展必須走可持續(xù)發(fā)展的道路。
2.1 研究總體思路如圖1所示,該研究從四川省的實際情況出發(fā),建立可持續(xù)發(fā)展能力建設研究流程圖,通過定量研究,對全省可持續(xù)發(fā)展能力建設情況進行研究分析,最后對全省進行區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力區(qū)域劃分,再結合影響區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力的關聯度因子,因地制宜,合理地推進區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。
2.2 指標選取與數據來源
2.2.1指標選取原則。①科學性和客觀性原則。指標體系的建立要具備科學基礎,真實的反映可持續(xù)發(fā)展的科學內涵;指標的選取具有客觀性,能夠體現可持續(xù)發(fā)展能力建設的客觀要求。②獨立性和完備性原則。指標體系中的各個指標之間,各指標層之間是相互獨立的,不具有共線性;各指標組成的指標體系應該涵蓋可以反映整個可持續(xù)發(fā)展的人口、社會、經濟、資源、環(huán)境等方面的要素。③易于操作性原則。指標體系中的各指標具有易于收集和可量化性的特點,并且具有較強的代表性和可比較性。
2.2.2區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設指標體系構建。在以上指標選取原則的指導下,參考各類文獻資料以及國家可持續(xù)發(fā)展試驗區(qū)建設指標體系等資料,查閱《四川統(tǒng)計年鑒2012》、統(tǒng)計公報等相關資料,在考慮指標的可得性以及準確性基礎上建立了指標體系(表1)。
表1 區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設指標體系
2.3 區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設研究方法
2.3.1因子分析法。因子分析的基本思想是將實測的多個指標,用少數幾個潛在因子的線性組合表示。因子分析法的實質就是利用降維思想,簡化觀測系統(tǒng),把高度線性相關的原始指標轉化成少數幾個相互獨立因子的多元統(tǒng)計方法,原有指標大部分(80%~85%以上)的信息都將包含在其中,具有統(tǒng)計科學性[14]。
第一,標準化后的指標用Xij表示。
矩陣表示:X=AF+E,且滿足以下條件:
(1)m≤p。
(2)COV(F,E)=0,即公共因子與特殊因子是不相關的。
模型中Xi為各指標變量,αij稱為因子“載荷”,是第i個變量在第j個因子上的負荷。矩陣A=(αij)稱為因子載荷矩陣,Fj表示公共因子,ε1叫做特殊因子,是變量Xi所特有的因子,Aij表示變量Xi依賴Fj的程度,也就是Xi與公共因子Fj之間的密切程度。
第二,計算樣本相關系數矩陣R,求相關矩陣R的特征值及特征向量。
第三,在最小二乘意義下對因子得分進行估計,即把公共因子表示成變量的線性組合,設:
Fj=βj1X1+βj2X2+…+βjnXn
第四,通過對指標的降維處理,提取出因子特征值大于等于1或者累計貢獻率大于85%的因子,采用方差最大正交旋轉法計算其載荷矩陣,以各因子的方差貢獻率占這些因子總方差貢獻率的比重作為權重進行加權匯總,得出四川省各市(州)的綜合得分F,其模型為[15]:
F=a1F1+a2F2+…amFm
2.3.2灰色關聯度分析法。灰色關聯分析是一種多因素統(tǒng)計分析方法,通過對發(fā)展變化系統(tǒng)在各時期有關統(tǒng)計數據的幾何關系的比較,進行定量描述和比較分析,確定出影響系統(tǒng)發(fā)展的優(yōu)、劣因素。對各比較數列與參考數列的關聯度從大到小排序,關聯度越大,說明比較數列與參考數列變化的態(tài)勢越一致。用該方法找到四川省區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的驅動力因子,其模型的建立步驟為:
第一,確定分析序列。建立因變量參考數列(即母系列)為Xo(k),自變量比較數列(即子序列),為Xi(k)(i=1,2,3,…,n),k為系列長度。即
參考數列:
Xo(k)={Xo(1),Xo(2),Xo(3),…,Xo(k)}
比較數列:
Xi(k)={Xi(1),Xi(2),Xi(3)…,Xi(k)}
第二,對變量序列進行無綱量化,用均值化法消除數量級大小不同的影響。
Xi(k)′=Xi(k)/Xi
第三,求出差序列、最大差和最小差。
差序列:
ΔOi(k)=|Xo(k)-Xi(k)|
最小差:
minmin|Xo(k)-Xi(k)|
最大差:
maxmax|Xo(k)-Xi(k)|
第四,計算關聯系數,即:
δi(k)=minmin|Xo(k)-Xi(k)|+ρmaxmax|Xo(k)-Xi(k)|/|Xo(k)-Xi(k)|+ρmaxmax|Xo(k)-Xi(k)|
其中ρ為分辨系數,一般取ρ=0.5(i=1,2,3,…,n)
第五,計算關聯度,即:
第六,依關聯度排序。對各比較數列與參考數列的關聯度從大到小排序,關聯度越大,說明比較數列與參考數列變化的態(tài)勢越一致[16]。
3.1 因子分析結果運用統(tǒng)計分析軟件SPSS16.0對四川省區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力指標體系中各因子進行原始數據的分析運算,得出以下結果,如圖2所示,在各成分特征值的碎石圖中可以看出,前面4個因子能概括大部分的信息,其中明顯的拐點是第四個點。
旋轉后的因子載荷矩陣和總方差解釋見表2。由表2可知,4個公共因子的累計方差貢獻率達到了85.635%,反映出了所選指標的大部分信息(80%~85%),再結合以上碎石圖信息,因此選取4個因子進行可持續(xù)發(fā)展能力建設分析。
表2 旋轉后的因子載荷矩陣和總方差解釋
根據對旋轉后因子載荷矩陣對指標進行分類,并對4個主因子進行歸類命名。第一個主因子可稱為生存環(huán)境舒適度因子,主要包括X4、X18、X9、X7、X8、X5;其對全部初始變量的方差貢獻率為25.509%,通過人口發(fā)展水平、居住環(huán)境狀態(tài)等方面反映出可持續(xù)發(fā)展能力水平。第二個主因子包括X17、X11、X15、X2、X16,基本反映出社會經濟可持續(xù)發(fā)展程度、壓力、保障等情況,可稱為外部經濟發(fā)展水平因子。第三個主因子包括X1、X13、X10、X3、X14,這些指標主要有總人口、GDP總量、固定資產投資等總量因子,所以稱為社會總資產因子。第四個主因子包括X6、X12,主要反映工業(yè)化發(fā)展水平以及能源耗損情況,被稱為工業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平因子。
分別用各個主因子的方差貢獻率比上其累計方差貢獻率,然后計算出4個主因子的權重分別為:0.298 7、0.298 5、0.266 3、0.136 5。通過因子得分系數矩陣,計算出各主成分的表達式,確定四川省可持續(xù)發(fā)展能力綜合得分的函數:
F=0.298 7F1+0.298 5F2+0.266 3F2+0.136 5F4
根據以上函數,將四川省的21個市(州)指標值帶入函數公式進行計算,最后得到四川省各市(州)可續(xù)發(fā)展能力建設的綜合總分F,并進行排序分類,結果見表3。
表3 四川省各市(州)因子得分及可持續(xù)發(fā)展能力綜合得分
由表3可知,根據各市(州)可持續(xù)發(fā)展能力綜合得分,再結合四川省的實際情況,把全省分為6類可持續(xù)發(fā)展區(qū)域。第一類綜合得分F>0.8,只有成都市,可持續(xù)發(fā)展建設能力得分為1.419 8,超出第二名的攀枝花市0.851 1,是可持續(xù)發(fā)展建設能力最強的城市。第二類綜合得分F∈(0.4,0.8],分別有攀枝花市和德陽市,其區(qū)域可持續(xù)發(fā)展建設能力比較強。第三類綜合得分F∈(0,0.4],分別有綿陽市、瀘州市、樂山市、宜賓市、自貢市、內江市、眉山市、廣安市、資陽市,從整個區(qū)域角度來看,這9個地區(qū)可持續(xù)發(fā)展建設能力處于中等水平。第四類綜合得分F∈(-0.4,0]之間,分別有雅安市和遂寧市、南充市、達州市、廣元市,這5個地區(qū)的區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設水平相對偏低。第五類綜合得分F∈(-0.8,-0.4],分別有阿壩州、巴中市和涼山州3個地區(qū),區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設水平較低。第六類綜合得分F<-0.8,只有甘孜州地區(qū),并且其綜合得分F=-1.056 7,和第五類最低的綜合得分涼山州相差了0.362 2,其區(qū)域可持續(xù)發(fā)展建設能力水平相對最低,可持續(xù)發(fā)展能力比較差。
3.2 區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設關聯度因子分析灰色關聯度分析法的實質是對反映各因素變化特性的數據序列進行幾何比較,度量比較序列和參考序列之間的關聯程度;因此,灰色關聯度分析最主要的任務就是找到和參考序列(即母序列)的相關度,特別是排列比較靠前的幾位因子。但是在本文的研究中,人口、資源、環(huán)境、社會以及經濟指標都是單獨作為一部分反映區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力,其中沒有一個指標可以作為母序列,反映出整個可持續(xù)發(fā)展能力的總體情況。那么研究中的處理方法是根據上文因子分析法確立的函數公式,算出的四川省21個市(州)可續(xù)發(fā)展能力的綜合總分F作為母序列,總分F是利用指標體系中的18個影響指標做因子分析后確定權重,其包含的了影響可持續(xù)發(fā)展能力大于85%的信息,通過計算出綜合反映四川各市(州)總的可持續(xù)發(fā)展能力的綜合總分F,這里可以作為可持續(xù)發(fā)展能力母序列。把母序列帶公式,計算出各子序列和母序列的關聯度,如表4所示。
表4 區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力影響因子的灰色關聯度分析
由于影響區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設的指標較多,在四川區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設中,重點關注主要是關聯度前幾位的指標。從灰色關聯分析結果可以看出和可持續(xù)發(fā)展能力關聯度較大的前九位的因子分別是“固定資產投資”,“GDP總量”、“總人口”、“人口密度”、“人均GDP”、“城鎮(zhèn)化率”、“每千人口衛(wèi)生技術人員”、“農村居民人均收入”以及“單位GDP能耗”,其中“固定資產投資”和“GDP總量”的關聯度最大,超過0.9,說明可持續(xù)發(fā)展能力建設與一個區(qū)域的總資產有很大的關系,可持續(xù)發(fā)展能力建設的關聯度分析中,社會經濟因子的關聯度最大。另外,“總人口”、“人口密度”和“人均GDP”分別排在3、4和5位,人口的總量、密度與人均產值和可持續(xù)發(fā)展能力有很大的相關性,這3個關聯度因子都是和人的發(fā)展密切相關的;可持續(xù)發(fā)展歸根結底還是以人為本的發(fā)展,以人為本的發(fā)展觀不僅可以構成可持續(xù)發(fā)展的理論基礎[17],還是一項系統(tǒng)工程,是滿足“人”全面而自由發(fā)展為目標的可續(xù)發(fā)展觀[18]。剩下的關聯度因子也是根據關聯度的大小進行的排序,在區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力的建設中,也要加以關注,注重區(qū)域的協調發(fā)展。
綜上,在四川省區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設分析中,首先,通過關聯度分析,“固定資產投資”,“GDP總量”、“總人口”“人口密度”和“人均GDP”排在前5位,和可持續(xù)發(fā)展建設能力密切相關,因此,在未來區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設中,要多加關注前幾位和母序列相關度緊密的影響因子,利用其推動區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力的建設,協調人口發(fā)展、社會經濟和資源環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。其次,在目前可持續(xù)發(fā)展能力建設中,社會經濟發(fā)展排在首位,“固定資產投資”和“GDP總量”的關聯度都大于0.9,可持續(xù)發(fā)展仍然圍繞的是“經濟”的建設和發(fā)展,而人的發(fā)展排在其次;“總人口”、“人口密度”、“人均GDP”、“每千人口衛(wèi)生技術人員”以及“農村居民人均收入”等關聯度因子相應的排在經濟發(fā)展的后面,可以看出目前可持續(xù)發(fā)展更加注重經濟的發(fā)展,可能忽略了人的發(fā)展,可持續(xù)發(fā)展應該是以人為本的發(fā)展,以人為本的科學發(fā)展觀是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的新發(fā)展,人的生存發(fā)展是可持續(xù)發(fā)展追求的終極目標和動力源泉[19],所以,在今后可持續(xù)發(fā)展能力建設中需要更加關注以“人”為主體的可持續(xù)發(fā)展觀。
可持續(xù)發(fā)展從概念的提出發(fā)展到現在,可持續(xù)發(fā)展的研究經歷了從概念內涵的界定到涉及“自然、社會、經濟”3大復雜系統(tǒng)以及“人口、資源、環(huán)境、社會、經濟”五位一體子系統(tǒng)的全面多方位的探索。牛文元認為可持續(xù)發(fā)展的基礎和核心是從外部解決“人與自然”的有效協同關系和從內部正確處理“人與人”之間關系,提出了包括調適環(huán)境與發(fā)展平衡在內的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略8大主題,并專門對可持續(xù)發(fā)展能力的建設方程做了詳盡的分析[13]??沙掷m(xù)發(fā)展能力的建設研究不僅是可持續(xù)研究的重點領域,其對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實現也有很重大的貢獻,但是在現階段的研究中,普遍存在研究的方法相對簡單,研究的文獻與可持續(xù)發(fā)展其他領域的研究相比較少等情況,主要還是以定量研究為主,在可持續(xù)發(fā)展能力建設的領域,目前還沒有形成一個完整全面的研究體系。
該研究在前人可持續(xù)發(fā)展能力建設與評價相關文獻的基礎上,結合國家可持續(xù)發(fā)展試驗區(qū)建設指標等資料,構建了四川省區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設評價指標,運用因子分析法,找到影響四川省可持續(xù)發(fā)展能力的主因子,分別為生存環(huán)境舒適度因子、外部經濟發(fā)展水平因子、社會總資產因子和工業(yè)可持續(xù)發(fā)展水平因子,計算出各市(州)可持續(xù)發(fā)展能力的綜合得分,從優(yōu)到劣的劃分出可持續(xù)發(fā)展能力區(qū)域;再通過灰色關聯度分析法,找出影響可持續(xù)發(fā)展能力的主要因子,前5位分別是固定資產投資、GDP總量、總人口、人口密度和人均GDP,在今后區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力建設過程中,要重點關注這幾類影響因子,促成合理有效的可持續(xù)發(fā)展能力建設。
在未來可持續(xù)發(fā)展能力建設研究上還有許多工作要做。首先,需要進一步修正可持續(xù)能力建設的指標體系;完善可持續(xù)發(fā)展能力建設的科學評價體系;探索可持續(xù)發(fā)展能力建設動力機制等方面的內容,用理論指導實踐。其次,可持續(xù)發(fā)展歸根結底是以人為本的發(fā)展,所以,可持續(xù)發(fā)展能力建設應該把“人”的發(fā)展放在第一位,科學合理的實現“人口、資源、環(huán)境、社會、經濟”五位一體的協調發(fā)展,真正做到兼顧“發(fā)展”和“可持續(xù)”兩方面的內容。
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Research of Regional Sustainable Development Ability Construction Based on Factors and Grey Correlation Degree Analysis—A Case Study of Sichuan Province
LIU Zong-xin1,2, WANG Guang-jie1, WANG Qun1,2, ZHANG Guo1,2*
(1. College of Geography and Resources Science, Sichuan Normal University, Chengdu, Sichuan 610066; 2. Key Laboratory of Southwest Land Resource Evaluation and Monitoring of Ministry of Education, Sichuan Normal University, Chengdu, Sichuan 610066)
Since the 1980s, with the concept of sustainable development, sustainable development have made significant progress from theory to practice. Among them, the regional sustainable development ability construction is an important field of sustainable development research, which can provide certain reference for the development of the region in the future. Taking Sichuan Province as an example, the quantitative research was applied to divide different areas of development ability, and find the correlation factor of the regional sustainable development ability construction. The conclusion of this study is: sustainable development should be the development of the “people-oriented”, the regional sustainable development ability construction should be paid more attention to the development of people.
Sustainable development; Capacity building; Factor analysis; Grey correlation degree analysis; Sichuan Province
四川省科技廳科技支撐計劃項目(2011FZ0105)。
劉宗鑫(1987- ),男,四川南充人,碩士研究生,研究方向:人文地理學。*通訊作者,教授,從事經濟地理、人文地理研究。
2014-11-19
S-9;F 127
A
0517-6611(2015)01-376-05