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可持续发展理论研究已成为地理学研究的活跃领域和发展前沿，本文从地理学和系统角度出发研究区域可持续发展系统，以可持续发展理论为指导，以地理信息系统(GIS)技术为手段，运用现代科学方法、模型技术和先进的计算工具，通过对区域可持续发展系统的数量化、模型化进行区域可持续发展系统空间协调分析和动态模拟，并以山东省为例作实证研究。全文共分七部分： 第一部分：区域可持续发展系统时空分析概述。主要分析了区域可持续发展系统时空分析的目的和意义，国内外研究现状，分别是关于可持续发展系统、可持续发展指标体系、可持续发展空间分析、可持续发展动态模拟和应用地理信息系统等方面的研究；主要的研究方法，包括空间分析方法和动态预测方法等，在此基础上提出了本文主要的研究思路。 第二部分：区域可持续发展系统分析。此部分首先通过对区域可持续发展系统的层次、结构与功能分析，提出区域可持续发展系统的概念模型，并论述了区域可持续发展系统的特征为空间性、不确定性、发展性、动态并行性和涨落性。 第三部分：构建区域可持续发展评估指标体系。基于区域可持续发展系统的概念模型，建立了“压力—状态—响应”机理的区域可持续发展评估指标体系，首先对该框架模型的内涵进行了阐述，给出指标选取的原则，最后建立指标体系，该指标体系共分为3层，包含24个指标。 第四部分：区域可持续发展空间协调分析。在构建的区域可持续发展评估指标体系的基础上，本部分通过研究区域可持续发展水平定量评估方法及两种空间分类方法(前馈神经网络和自组织映射网络)进行空间分区，并以山东省为例进行了区域可持续发展空间协调分析，将山东省划分为四个可持续发展空间协调区。 第五部分：区域可持续发展动态模拟。本部分根据研究数据的需要，运用了多种定量预测模型和方法(如LOGISTIC、LINEAR、POWER、NONLINEAR等回归方法、生产函数和遗传算法等)对区域可持续发展六大子系统的14项代表性指标进行预测，进一步研究了区域可持续发展系统的动态变化趋势。 第六部分：研制建立区域可持续发展信息系统。首先对区域可持续发展信息系统进行分析，然后设计了系统的框架、介绍了系统的功能及系统的模块组成，建立数据库和GIS模型库，对系统运行效果进行说明，并附效果图。 第七部分：结语。区域可持续发展系统的定量研究则探讨较少，我们认为，对这一问题的深入研究有赖于地理学科与其它自然学科的进一步结合，以及人地关系地域系统理论的发展，有赖于地理学家的共同努力。今后总的趋势是如何使可持续发展战略具有可操作性，如评价指标体系、空间组织机制、决策辅助系统等，以创立区域可持续发展系统的理论、方法体系，并能促进中国可持续发展的理论研究和有序实践。