新时代地理复杂性的内涵

      1 前言

      无论是自然科学还是社会科学，其核心任务是探索、认识、理解自然现象和社会现象的发生、发展、变化规律、动力机制及演化趋势，并将其成果形成概念、理论、方法和技术为中心的知识体系。长期的知识积累形成了别具特色学科，众多学科构成了人类体系不同的特定单元。学科在长期发展过程中不断完善自身，成为认识自然和社会的重要工具，不同的学科以其固有的特征在认识自然和社会过程中起到不可替代的作用，并使其经久不衰而流传至今。作为认识世界的重要工具之一，地理学有着哪些与众不同的特征?

      地理学是研究陆地表层自然和人文要素时空变化规律的学科[1]。其研究对象包括自然要素：水文、土壤、气候和生物，人文要素：政治、经济、文化等。从要素的组成特征可以概括为：单要素(如水文)、多要素(如生态—水文)和全要素(如流域系统)。地理学科研究的问题包括：地理要素的空间分布规律—空间格局；地理要素随时间的变化—时间过程；地理要素变化的动力关系—驱动机制[1]。地理学科的首要特征是区域性。而且，区域性是地理学作为学科存在的基础[2]。尽管有些学科也针对陆地表层自然要素和人文要素开展大量研究且取得了丰富成果，但是与地理学有所不同，这些学科一般更加注重要素的时间过程，而忽略了空间距离、空间环境和空间格局对要素变化的影响。地理学以其独特的区域视角，不可替代地从空间视角描述、解释陆地表层要素的变化规律。与地理区域性相对应，经典地理学还具有另外一个重要特征是综合性。在任何物理空间中陆地表层特征都是由多个要素共同作用的结果，理解不同尺度地理区域要素之间的相互作用、以及在空间上表现的整体特征都是地理学综合研究的核心任务[2]。基于综合研究对陆地表层理解的重要意义，地理综合性研究将引领地理学发展的未来。与数学、物理、化学等纯基础学科相比，地理学以陆地表层自然、人文为研究对象，并在规律性认识的基础上服务于社会，从而体现出地理学具有较强的应用性，应用基础研究的学科性质决定了其发展过程很大程度受社会需求的牵引。

      如上所述，经典地理学形成了其特有的学科特征，随着社会的进步，今天的地理学发展面临着什么问题?应该选择怎样的走向?在当今社会对地理学需求如此旺盛的情势下，地理学、地理学家应该回答这些问题。

      2 地理学发展面临的时代困境

      以学科群整体提升为代表的科学进步对地理学提出了新要求。社会精细化、多层次的社会需求对地理学提出了新期待。新时代创造的新环境驱使地理学发生了新变化，面对这些新情势，如何认知当今地理学的学科发展能力、社会服务能力以及对相邻学科发展的带动能力是当今地理学家无法回避的新问题。

      2.1 困境1：传统地理区域认知方法无法客观表达地理区域快速变化的事实

      与其他学科有所不同，地理学的核心任务之一是理解、表达地理空间的差异特征，即地域分异规律，因而形成了地理学的区域性学科特征。传统地理学通过对长时间序列的观察和推演，归纳总结陆地表层环境要素的变化幅度、变化节律，形成对区域特征的宏观认识，并基于不同的区域原则，为人类认识陆地表层自然要素、人文要素以及多要素综合特征提供基础，形成刻画陆地表层“稳态”特征的方法体系。随着人类活动的强度、范围和方式的不断扩展，陆地表层环境的“稳态”变得越来越脆弱。全球变化概念的提出，以及大量的研究成果表明，陆地表层环境变化在人类活动影响下出现了单调的演化趋势(图1)。认识变化的趋势、速度，理解陆地表层环境要素演化的驱动关系、演进模式成为地理学研究的新课题。

      

      图1 人类活动影响下单调的陆地表层环境变化演化趋势[3]

      Fig.1 Amonotonous land surface environment evolution trend under the impact of human activities[3]

      2.2 困境2：传统区域综合认知方法解释区域整体结构的内在本质受到局限

      地理区域是由陆地表层环境要素和人文要素组成的复杂综合体，多年来地理学家力求从综合的角度认识和理解地理区域形成、变化的内在机制，基于这一基本任务形成了地理学综合性的特征。所谓地理综合特指在地理区域中多种环境要素相互作用下形成的区域整体特征，并在此基础上认识其变化规律。传统地理学在认识区域地理要素的基础上，进行环境要素的机械叠加，通过罗列区域多要素进行区域综合特征的表达[4]。然而，这种对地理要素的简单罗列并不能表达地理综合的真实特征，在很大程度上忽略了要素的内在关联和相互作用关系。因而，现有的区域综合性研究在区域要素之间的作用关系、区域整体结构的形成演化、以及区域综合特征的整体表达等方面尚存着明显的不足。

      2.3 困境3：传统思维方式难以从系统的角度阐释结构复杂、变化多样的地理区域变化规律

      作为地理学研究的对象，陆地表层是由多尺度、多结构、多过程构成的自然—社会系统[5-7]。但是，近代地理学沿袭了自然科学研究“还原论”经典的思维逻辑，将陆地表层相互作用的要素逐级分解进行研究，并形成对地理环境要素时、空格局和变化规律的总体认识，对地理系统的认识通常局限于区域多要素的罗列和叠加，对地理结构的层级、物质和能量关系研究尚没有找到更好的办法。当今的研究发现，陆地表层是一个动态变化、非线性特征明显、空间相互作用显著、时间紧密连续的复杂系统。完全采用“还原论”的思维和方法体系无法准确理解地理事实。建立系统思维、从“整体论”逻辑出发、引入复杂性科学的概念是解译地理系统的最优选择。