天地人三元协同：土地资源效率与空间和谐驱动工业可持续发展的新范式

本综述创新性地提出并实证检验了“天地人（HEH）”工业可持续治理框架，通过将儒家伦理（ stewardship、equity、procedural harmony）嵌入治理体系，强调技术协同、政策协调与生态再生的联动机制，填补了现有循环经济与三重底线（TBL）模型在文化伦理维度与空间动态平衡机制上的理论空白。研究采用系统动力学-数据包络分析（SD-DEA）混合模型对中国12个试点区域的分析表明，HEH框架显著提升跨部门资源效率（22%–30%）并降低碳强度（18.2%），为绿色工业转型提供了可操作的治理路径。

　　

1 引言

随着全球科技与经济格局的深刻变革，未来产业已成为社会经济高质量发展的新引擎。然而，工业扩张面临的多维度可持续性挑战远超技术创新范畴。据联合国粮农组织（FAO，2022）统计，全球约33%的土壤处于中度至高度退化状态，而政府间气候变化专门委员会（IPCC，2023）强调土地利用变化贡献了全球23%的温室气体排放。这些土地资源约束——包括用地冲突、景观破碎化、土壤健康退化及生态系统服务侵蚀——正威胁工业韧性与生态完整性的根基。当前主流的工业生态理论，如循环经济、三重底线（TBL）、生态现代化、行星边界框架等，虽在不同层面推动了可持续议程，却普遍缺乏文化伦理维度，难以系统化解土地治理中的复杂矛盾。

2 研究综述

未来工业可持续性的研究可归纳为三大主题：工业低碳转型、土地利用效率与空间治理、技术创新与未来产业。现有研究虽在能源结构调整、碳中和技术路径及政策机制（如碳交易）方面取得进展，但普遍将土地视为静态约束而非动态子系统，缺乏对空间载体（如能源基础设施、数据中心用地）与生态阈值及社会技术系统互动的系统分析。土地利用效率研究虽探索了碳约束下的空间优化、绿色全要素生产率（GTFP）及乡村工业用地振兴，却未能将土地优化嵌入整体工业生态系统，忽视土地承载力（“地”）与创新驱动增长（“人”）的动态校准、文化伦理的治理驱动作用以及空间规划与生态系统服务韧性的可量化关联。技术创新研究聚焦人工智能（AI）、算力芯片等颠覆性技术，但极少关注其土地资源影响，如AI数据中心的土地/能源足迹与空间修复策略的耦合。

3 HEH系统的理论机制

3.1 HEH系统的基本概念

HEH框架为一综合性、整体性理论，强调“天”（自然环境，如气候、水文、地质）、“地”（土地资源基底、空间组织及生态系统服务）与“人”（人类社会及其经济、文化、科技活动）三者间的相互关联、作用与依存，构成一动态平衡整体。该理论主张人类社会发展应遵循自然规律，尊重并保护自然环境，实现人与自然的和谐统一。

3.2 作为可操作治理机制的儒家伦理

儒家伦理在HEH框架中通过三大核心原则操作化：仁（Ren）转化为对土地与生态系统的 stewardship，要求工业活动不损害后代福祉，通过强制性环境影响评估与生态补偿机制实施；义（Yi）指导公平的空间规划，确保土地资源在工业、农业与生态用途间公平分配，避免弱势社群流离失所；礼（Li）支撑程序治理，强调土地用途决策中的共识构建与多利益相关方参与，通过公众听证与跨部门委员会制度化。这些原则通过土地利用契约、伦理影响评估及和谐指数等价值指标嵌入治理结构，提供了将伦理推理融入空间与工业治理的可复制模型。

3.3 HEH和谐驱动未来产业绿色可持续性

未来产业的可持续发展 critically 依赖于工业活动与土地系统韧性间的和谐。HEH框架通过将土地中心协同、创新与可持续实践整合到工业生态核心，提供 essential 理论指导。其核心是空间功能协调原则，通过将工业扩张与土地生态阈值对齐实现协同，包括在环境敏感区（如流域、生物多样性廊道）实施工业密度限制，优化空间分区以明确工业、农业与生态区划，防止用地冲突。在HEH系统下，创新战略方向是最小化工业活动的土地足迹并修复退化环境，主要进展包括集约用地技术（如垂直工厂、地下物流中心）的采用，通过生物修复、电化学处理等先进技术处理污染棕地，以及将自然解决方案（NbS）如人工湿地、绿色屋顶融入工业景观。系统内实现工业可持续性需对土地资源积极 stewardship，包括通过植物稳定重金属与有机改良剂保护土壤质量，通过缓冲带与河岸植被维护水生系统，以及将工业区15%–20%划为绿色基础设施（如公园、森林、湿地）。

3.4 方法设计与数据来源

为评估HEH系统影响，本研究构建了结合系统动力学（SD）与数据包络分析（DEA）的混合建模框架。模型覆盖资本、能源、土地与碳排放等关键变量，嵌入多类反馈机制与政策干预情景。DEA模块采用径向BCC模型，以劳动力、能源消费与建设用地面积为输入变量，地区生产总值（R_GDP）为期望产出，二氧化碳排放为非期望产出，评估各地区资源环境效率。数据源自国家统计局与试点园区年度统计报告（2017–2024），覆盖中关村科技园等12个国家级试验区。碳强度下降率基于基准年t₀计算，公式为：ΔCI = (CI_t - CI_t0)/CI_t0 × 100%，其中碳强度CI_t = E_t × CEF_t/R_GDP_t，E_t为能源消费，CEF_t为碳排放系数，R_GDP_t为实际地区生产总值。SD模型用于模拟土地利用、能源消费、碳排放与经济产出间的反馈机制，包含正反馈（如技术创新提升土地效率）与负反馈（如土地退化约束工业扩张）循环。模拟结果表明，在HEH引导情景下，5年间土地利用效率提升22%–30%，碳强度降低18.2%。

4 新兴工业趋势与中国的定位

中国未来产业在技术突破与强力政策支持下快速发展，这些趋势对土地与能源资源施加显著压力。HEH框架为将这一增长与空间可持续性及生态边界对齐提供关键视角。

4.1 算力与AI芯片加剧土地-能源压力

AI革命推动算力需求指数增长，进而增加数据基础设施的土地与能源足迹。中国AI芯片市场2023年达1206亿元，预计持续扩张。这一增长凸显HEH引导选址的紧迫性——在试点区使计算基础设施用地减少22%——同时遵循区域碳配额（“天”）。通过优化空间规划（“地”）与技术创新（“人”），HEH系统使算力增长处于行星边界内。

4.2 数字经济扩张需求可持续数据基础设施

数字经济现占中国GDP相当份额，需大规模建设数据中心。这些设施消耗巨量土地与能源，常与生态及农用地冲突。HEH系统通过促进棕地再开发建设数据中心、整合清洁能源及对齐数字增长与区域生态规划，缓解这些影响，确保数字化支持而非削弱土地可持续性。

4.3 绿色能源转型支持土地多功能利用

中国清洁能源消费占比从2017年20.8%升至2024年28.6%。农光互补（agri-PV）等创新例证HEH对齐用地，在同一地块结合发电与农耕。HEH系统推广此类复合模式，强调空间优化与生态系统服务维护，最小化土地足迹的同时支持能源转型与土壤健康。

4.4 智能制造提升土地利用效率

智能工厂与自主系统通过紧凑布局与自动化流显著提升土地生产率。中国智能驾驶市场预计2025年超39945亿元。HEH系统通过倡导技术协同与尊重生态廊道的空间区划，强化这些收益，确保工业智能贡献高效、低影响用地。

5 锻造立足HEH和谐的未来产业生态

5.1 生态发展目标

基于系统论，未来产业生态建设旨在实现生态发展，包括促工业与环境协调发展，减环境污染与生态破坏。此举推动未来产业可持续发展，实现绿色可持续开发、智慧城市建设、人才培养与创新及数字化转型等发展目标，为人类社会带来更佳发展前景。

5.2 协同创新系统

未来产业发展需创新系统支持。建立协同创新系统促产学研用深度融合，涉及加强科技创新平台建设，推动科技成果转化与产业应用，提升科技国际合作与交流。此协同创新系统作为构建未来产业生态的核心驱动力，深度整合自然等多要素，形成高效、开放共享的创新机制，使不同创新主体打破壁垒、汇聚资源，实现创新要素有效配置与高效利用，激发创新活力，提升创新效率，推动技术进步与产业升级。

5.3 绿色生产模式

绿色生产模式是未来产业生态建设的关键组成部分，推动未来产业向绿色生产转型。涉及采用清洁生产技术，推广节能减排技术，加强资源循环利用。实施绿色生产模式降低未来产业对环境的负面影响，推动产业向绿色低碳方向发展。

5.4 智能服务系统

智能服务系统是未来产业生态建设的重要支撑，为未来发展提供全方位智能化服务支持。包括加强数字基础设施建设，推动智能制造及加强数据安全与隐私保护，提升智能化水平与服务质量，推动产业向高端化发展。

5.5 未来生态工业框架

未来产业生态将以科技创新为引领，聚焦绿色、智能、可持续的产业发展方向。框架旨在通过整合产业链上下游资源、推动产学研用深度融合、激发市场活力与创新潜力，构建开放、协同、高效的产业生态系统。同时，框架强调生态环境保护与社会责任，推动产业与环境和谐共存，为经济社会可持续发展注入新动能。

6 案例分析与政策建议

6.1 案例分析

作为中国重要科技创新高地之一，中关村科技园在推动未来产业生态建设方面成效显著，可作为分析参考的典型案例。它是中国首个高新技术产业开发区，经数十年发展，形成集电子信息、光机电一体化、新材料、生物医药、新能源等多领域产业集群。通过建立协同创新系统、推动绿色生产模式转型及加强智能服务系统建设，中关村成功吸引大量高科技企业与创新人才入园，促进了未来产业快速发展与产业升级。这些实践例证儒家伦理操作化：仁（Ren）通过生态保护与修复，义（Yi）通过公平空间区划，礼（Li）通过多利益相关方治理平台。

6.1.1 建设策略

中关村科技园的发展战略以多维协同为核心，全面布局聚焦绿色发展、产业升级与空间优化。生态保护方面，园区坚持可持续发展原则，整合环境技术与标准，推动低碳转型与优化产业结构以提升资源效率。产业升级方面，重点培育新兴产业与高端制造，建立产学研用一体化平台，加速科技成果商业化与产业化。空间规划方面，园区执行严格用地法规，推广紧凑混合用途开发模式（如生态工业园、垂直工厂、地下物流系统），使土地利用率较传统布局提升30%。采用先进空间规划技术划定工业、农业与生态区划，确保15%–20%绿地率以维持生态系统服务。污染土地通过生物修复技术处理，同时实施NbS如人工湿地、绿色屋顶以管理雨水、净化空气及保护生物多样性。社会治理创新方面，园区提升公共服务系统，改善居民生活质量，培育企业文化以营造积极社会经济环境。在整合“天地人”系统层面，将自然、社会与经济元素纳入规划框架，深化系统间协调以促区域一体化。政策支持方面，制定税收优惠、财政援助与人才引进等措施，并建立知识产权保护机制。园区还加强国际合作以引入先进技术与管理实践，从而构建全面多层次的可持续发展生态系统。

6.1.2 中关村科技园案例实践

中关村通过绿色发展、产业转型与社会和谐的集成方法例证可持续创新。绿色发展