新时期地理学的特征与任务

       中图分类号：P9 文献标识码：A 文章编号：1000-0690(2015)08-0939-07

       地理学是研究地理要素和地理综合体的空间分异规律、时间演变过程及区域特征的学科，具有综合性、交叉性特点，其研究内容是地球表层人与环境相互作用的机理，研究过程需要耦合自然要素和人文要素，因此地理学是“探索自然规律，昭示人文精华”的一门学科。地理学的区域性通过地理分异以“格局”来表现，“地理过程”则显示出地理现象的时空演变，耦合“格局与过程”是地理学综合研究的重要途径和方法，也是地表过程研究的突破点[1]。地理学是经世致用的学科，其综合性与交叉性的学科特点，决定了其理论与方法对解决人类社会面临的资源环境等问题具有其他学科无法比拟的优势，20世纪80年代以来，地理学在全球环境变化研究计划中扮演了重要角色，地理学的理论、方法和技术已经成为解决人类社会面临的可持续发展问题的基础。在这样的研究背景下，新时期的地理学已经不再是单纯描述山川、河流等分布的学科，而是要探究格局与过程之间的关系，以及其分布特征在人类活动影响和自然环境驱动下的变化及其与人类社会可持续发展之间的关系，地球表层系统的变化和预测成为地理学研究的主要内容，而这正是“未来地球”研究计划的核心。

       起源于全球环境变化研究，并结合了社会科学研究的“未来地球”研究计划代表了新时期地理学发展的方向。全球环境变化受到自然因素与人文因素的共同驱动，影响了人类未来的可持续发展，“未来地球”研究计划的研究目的是在局地、区域和全球尺度寻求通向可持续发展的途径和解决方案，其研究重点在于监测和预测地球系统变化，包括气候、碳、生物多样性、生态系统服务和人类活动；在地球生命承载能力极限和临界点，全球环境变化如何影响满足人类对食物、水、健康和能源的需求等领域填补知识空白和进行早期预警；通过对政策、行为和技术选择潜在影响等的研究，有效连接科学知识和政策实践[2]。“未来地球”研究计划强调多学科交叉、多部门参与，建设高质量的研究合作机制和行动，共同设计、共同执行，共同应用；支持新一代研究者的发展，培育跨学科研究以提高面向可持续性发展的综合方法。“未来地球”计划是地理学近年来发展的缩影，因此新时期地理学的发展体现在岩石圈、水圈、生物圈、大气圈和人类社会圈交互作用和过程不断深化、研究范式从过程研究深化到对复杂环境系统的模拟和预测、加强RS、GIS等相关技术的发展和应用、更深刻的认识和耦合社会和文化在地表环境系统变化中的作用及驱动机制等方面。

       1 学科特点与走向：地理学正在走向地理科学

       地理学从其形成之初就具备了可持续发展的先进理念，用一种综合的多维视角来研究地球表层人与环境相互作用的机理(图1)[3]。针对这一研究对象，地理学不仅从自然角度研究环境的动态、从社会角度研究人类社会的动态，还从综合的角度研究环境和社会相互作用的动态，通过区域的综合，区域间的依赖、尺度间的相互作用等视角分析其动态演变过程，并利用图像、语言、数学、数字等多种方式进行空间表达。地理科学以解决资源、环境、发展面临的复杂问题为使命，不仅在于解释过去，更重要的在于服务现在、预测未来，地理学的综合性和系统性理念引领着现代地球系统科学和可持续发展研究的趋势。

      

       图1 地理学的视角矩阵

       Fig.1 The matrix of Geography perspective

       1.1 地理学研究方法与技术

       当代地理学研究方法已经从勘察、观测、记录、制图等传统的研究方法向空间统计、对地观测、GIS、室内外模拟、建模、决策系统等现代科学方法转变，继承了地理学原有的传统优势，并逐渐走向综合性、定量化，最接近地球系统科学理念。比如：建立流域科学决策支持系统，需要通过野外观测、遥感观测等不同的观测手段，建立数据库、模型库和知识、经验组成的决策支持系统，对流域的可持续性提出未来预测，并将不同的情景和决策结合起来。目前，地理学的3S技术、地面观测、数据融合与同化等研究方法为地球系统科学研究提供了数据获取方法，同时地理学特有的时空尺度原理也作为地球系统科学的重要概念基础融入到地球系统模式概念中。

       当代地理学研究已经从概念模型走向定量表达，从概念模型的提出到决策支持系统的建立与应用，地理学的综合思维贯穿始终(图2)。比如：从地理学早期的气候地理地带性分布到柯本气候分带，再到气候模式格点化划分，并从简单的自然要素和人文要素的耦合发展到对地球系统或地球表层系统多圈层相互作用的描述。20世纪70年代，气候系统模式只是简单地考虑大气、陆表和海冰3个要素，IPCC第一次评估报告中考虑了大气、陆表、海冰和气溶胶4个要素，但在第二次、第三次乃至以后的IPCC评估报告中逐渐增加了碳循环、动态植被、大气化学以及陆地冰冻圈等因素，未来还要把社会经济的发展对气候系统的影响叠加进去，这分明就是地理学综合研究的过程。所以综合性和整体性是地理学理念的“数值化表达”。在未来的气候变化研究中，地理学家将会扮演越来越重要的角色。