地理學(xué)前沿領(lǐng)域

1、地理學(xué)研究進(jìn)展與前沿領(lǐng)域摘 要 :現(xiàn)代地理學(xué)涵蓋自然地理學(xué)、人文地理學(xué)和地理信息科學(xué)，其發(fā)展趨勢是：相鄰學(xué)科 的交叉、 滲透與融合， 加強(qiáng)地理學(xué)內(nèi)部的綜合研究， 地理過程的微觀研究進(jìn)一步深化， 結(jié)合 實(shí)踐拓寬應(yīng)用研究領(lǐng)域， 實(shí)驗(yàn)與研究手段的現(xiàn)代化， 理論思維模式的轉(zhuǎn)變。 地理學(xué)應(yīng)在陸地 表層過程與格局、 全球環(huán)境變化及其區(qū)域響應(yīng)、 自然資源保障與生態(tài)環(huán)境建設(shè)、 區(qū)域可持續(xù) 發(fā)展及人地系統(tǒng)的機(jī)理與調(diào)控、 地球信息科學(xué)和數(shù)字地球戰(zhàn)略等前沿領(lǐng)域開拓創(chuàng)新， 為促進(jìn) 地球系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展、協(xié)調(diào)人地關(guān)系等做出積極的貢獻(xiàn)。地理學(xué)是一門研究地球表層自然要素與人文要素相互作用與關(guān)系及其時(shí)空規(guī)律的科學(xué)。 它所面對的

2、是復(fù)雜的地球表層巨系統(tǒng)， 是由大氣圈、 水圈、巖石圈、 生物圈與人類圈所構(gòu)成 的統(tǒng)一整體， 是由各種自然現(xiàn)象、 人文現(xiàn)象組合在一起的復(fù)雜體系。 因此， 地理學(xué)是一門運(yùn) 用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段， 具有跨越自然科學(xué)與社會科學(xué)性質(zhì)的科學(xué)， 向來以綜合性和區(qū)域性為 特色，在當(dāng)前的大學(xué)科體系中占有重要地位。地理學(xué)既古老又年輕，20 世紀(jì)它經(jīng)歷了近代地理學(xué)的發(fā)展階段和第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束以來現(xiàn)代地理學(xué)的發(fā)展階段，取得了顯著進(jìn)展和巨大成就。1 進(jìn)展和成就由于研究背景的差別和學(xué)術(shù)觀點(diǎn)的不同，在近代地理學(xué)的發(fā)展過程中形成了區(qū)域?qū)W派、 景觀學(xué)派、 生態(tài)學(xué)派、 區(qū)位學(xué)派和數(shù)量學(xué)派等若干不同的研究傳統(tǒng)和風(fēng)格。 這些主要研究

3、傳 統(tǒng)與學(xué)派并不是各自獨(dú)立、 互不關(guān)聯(lián)的。 相反， 它們是相互密切聯(lián)系的。 如關(guān)于地表事物分 布的區(qū)域研究必然涉及到人地關(guān)系的生態(tài)學(xué)內(nèi)容， 也離不開景觀的發(fā)展和演變； 而區(qū)位學(xué)派 的空間分析， 數(shù)量學(xué)派的數(shù)值化和模式研究之間也有著緊密的關(guān)系， 它們又和區(qū)域研究及生 態(tài)學(xué)派的人地關(guān)系研究互為補(bǔ)充 1, 2。面對地球表層這一復(fù)雜的巨系統(tǒng)，地理學(xué)所研究的是自然、人文以及區(qū)域的綜合內(nèi)容， 包括人地關(guān)系機(jī)理及其優(yōu)化調(diào)控等重大問題。因此， 地理學(xué)要在基礎(chǔ)理論和應(yīng)用實(shí)踐上取得顯著成果， 在現(xiàn)代科學(xué)體系中繼續(xù)發(fā)揮其獨(dú)特的作用， 就必須兼容并蓄、 互相滲透、 彼此促隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，地理學(xué)不斷

4、擴(kuò)大并深化其研究領(lǐng)域，在理論、 方法和技術(shù)上都取得了前所未有的進(jìn)展。 在現(xiàn)代地理學(xué)的發(fā)展時(shí)期， 地理教學(xué)與科研機(jī)構(gòu)不 斷增加， 地理專業(yè)隊(duì)伍逐漸擴(kuò)大， 地理科研成果和地理科學(xué)知識得到廣泛的應(yīng)用和普及。 現(xiàn) 代地理學(xué)繼承和發(fā)展了近代地理學(xué)綜合性、 區(qū)域性的觀念， 已經(jīng)形成了涵蓋自然地理學(xué)、 人 文地理學(xué)和地理信息科學(xué)的分支眾多的大科學(xué)體系。 地理學(xué)在地域分異和區(qū)域系統(tǒng)、 地表自 然過程綜合研究、 人地關(guān)系與區(qū)域發(fā)展、 國家及區(qū)域地圖集系列的編纂、 地理信息系統(tǒng)的建 立和應(yīng)用等諸多方面均取得顯著的進(jìn)展與成就 36 。1.1 地域分異規(guī)律與區(qū)域系統(tǒng)研究在洪堡的比較地理學(xué)和道庫恰也夫的自然地帶學(xué)說的基

5、礎(chǔ)上， 地理地帶性學(xué)說進(jìn)一步發(fā) 展和完善。 地理地帶性和地域分異規(guī)律在全球各大陸及不同區(qū)域得到檢驗(yàn)和應(yīng)用， 建立了區(qū) 域系統(tǒng)劃分的原則和方法。 各種自然區(qū)劃成為人類認(rèn)識、 利用和保護(hù)自然的重要基礎(chǔ)和依據(jù)， 并在實(shí)踐中得到廣泛應(yīng)用。 1959 年完成的中國綜合自然區(qū)劃，揭示出中國自然地域分異的 特點(diǎn)和地帶性規(guī)律， 在理論方法上有明顯創(chuàng)新， 成為各部門研究和應(yīng)用的重要依據(jù)。 其后的 中國農(nóng)業(yè)區(qū)劃、中國自然地理系列專著等成果，均具有世界意義。1. 2 地表自然過程的綜合研究我國學(xué)者提出自然地理學(xué)要研究地表物理、 化學(xué)和生物的自然過程， 并加以綜合。 物理 過程包括風(fēng)力作用、 水力作用、 地表水分和熱

6、量平衡； 化學(xué)過程原以鹽分平衡為開端， 從水 鹽動態(tài)著手， 后來轉(zhuǎn)向與地方病和人體健康有關(guān)的環(huán)境生命元素平衡和環(huán)境保護(hù)研究； 生物 過程則與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力相聯(lián)系， 發(fā)展為土壤植被大氣系統(tǒng)和環(huán)境生物地球化學(xué)循環(huán)等的綜合研究。 70 年代末， 土地管理決策的研究， 聯(lián)系，開展了土地利用 然地理研究的進(jìn)展顯著。以土地類型為基礎(chǔ)的土地資源、土地評價(jià)、土地利用、土地規(guī)劃和 已經(jīng)全面發(fā)展為土地科學(xué)的系統(tǒng)研究。 近年， 與全球環(huán)境變化領(lǐng)域相 /土地覆被變化研究。冰川、凍土、沙漠、湖泊、濕地等專門領(lǐng)域自 自然歷史過程即古地理方向是區(qū)域自然地理的重要內(nèi)容， 中國學(xué)者 通過黃土、 冰芯、 湖芯、 樹輪及歷史文獻(xiàn)資料

7、的深入研究在古地理及歷史氣候與環(huán)境變化領(lǐng) 域的成果為世界所公認(rèn)。1. 3 人地系統(tǒng)與區(qū)域發(fā)展研究 以人類活動和地理環(huán)境相互關(guān)系為核心的人地關(guān)系研究是地理學(xué)的傳統(tǒng)領(lǐng)域。 人文地理 研究熱點(diǎn)之一的區(qū)位論，從農(nóng)業(yè)、工業(yè)拓展到城市，并創(chuàng)立了“中心地理論” ，并開展了城 市化過程的研究。 區(qū)位論的廣泛應(yīng)用， 促進(jìn)了人文地理學(xué)及其分支學(xué)科的發(fā)展， 在經(jīng)濟(jì)地域 分異規(guī)律的基礎(chǔ)上完成了不同尺度的經(jīng)濟(jì)區(qū)劃和區(qū)域規(guī)劃研究。 地理學(xué)家積極開拓對自然資 源、自然災(zāi)害和人類環(huán)境的綜合集成研究， 成為當(dāng)代地理學(xué)應(yīng)用研究的主流。 地理學(xué)以地域 為單元， 著重研究人地關(guān)系的地域系統(tǒng)。 人地系統(tǒng)研究從宏觀深入到微觀領(lǐng)域， 其內(nèi)

8、容涉及 人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展，并從定性研究發(fā)展到定量研究，建立了可持續(xù)發(fā)展的 機(jī)理、 指標(biāo)體系、 模型、 動力學(xué)和決策支持系統(tǒng)等， 并在不同層次和不同類型區(qū)域的社會經(jīng) 濟(jì)發(fā)展中廣泛應(yīng)用，發(fā)揮了重要作用。1. 4 國家及區(qū)域地圖集系列的編纂 地圖是地理學(xué)的形象思維和第二語言。 20 世紀(jì)，國際地理學(xué)界掀起 3 次編制國家地圖 集的高潮， 大致 30 年一個(gè)周期。 30年代中國的申報(bào)館地圖也躋身于先進(jìn)行列。 60 年代中國 先后編制國家及省區(qū)的歷史、自然、人口、經(jīng)濟(jì)、農(nóng)業(yè)地圖集系列 30 余種。其中國家自然 地圖集、 人口地圖集、 經(jīng)濟(jì)地圖集、 農(nóng)業(yè)地圖集、 數(shù)字化專題地圖集的規(guī)模和質(zhì)

9、量均達(dá)當(dāng)時(shí) 國際先進(jìn)水平。 1 萬土地利用圖、土地資源圖、草場資源圖、土地類型圖、地貌類型圖 等在國際地理學(xué)界也有重大影響。 地方病圖集、 癌癥地圖集、 鼠疫地圖集及環(huán)境、 災(zāi)害地圖 集的出版，更受到國內(nèi)外醫(yī)學(xué)界和環(huán)境科學(xué)界的關(guān)注。 .1. 5 地理信息系統(tǒng)的建立與應(yīng)用 地理信息系統(tǒng)是采集、 存儲、 分析和顯示地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)， 是處理和分析大量地 理數(shù)據(jù)的綜合性技術(shù)系統(tǒng)。 地理信息系統(tǒng)與遙感、 全球定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)相結(jié)合， 具有對時(shí) 空信息的綜合處理能力、 對現(xiàn)實(shí)世界的模擬能力， 并能產(chǎn)生和發(fā)現(xiàn)新的信息， 為區(qū)域開發(fā)和 宏觀決策服務(wù)。從學(xué)科發(fā)展趨勢看，正逐步形成一門地球信息科學(xué)。地理信息

10、系統(tǒng)的發(fā)展， 不僅使地理學(xué)傳統(tǒng)的區(qū)域性、 綜合性得到充分的技術(shù)保證， 更重要的是在社會上形成了為地 理戰(zhàn)略咨詢與地理工程建設(shè)服務(wù)的資訊產(chǎn)業(yè)， 其成果廣泛應(yīng)用于資源清查與評估、 城市規(guī)劃 與管理、環(huán)境監(jiān)測與評價(jià)、農(nóng)作物估產(chǎn)、災(zāi)害預(yù)警與損失評估等許多方面，成為地學(xué)、宏觀 生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)等許多研究單位和部門的重要手段。 地理學(xué)亦迅速、 深入地切入信息時(shí)代， 顯現(xiàn)出蓬勃生機(jī)。2作為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略科學(xué)基礎(chǔ)的地球系統(tǒng)科學(xué)， 跨越一系列自然科學(xué)與社會科學(xué)， 將全 球尺度和區(qū)域尺度研究相融合。 地理學(xué)傳統(tǒng)的地球整體觀被賦予全新的內(nèi)涵， 地理學(xué)雖然包 括了自然和社會兩方面的內(nèi)容， 但要實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科的綜合集成卻面

11、臨著新的挑戰(zhàn)。 各國地理學(xué)為建立現(xiàn)代地理學(xué)而努力。1, 2, 7, 8。從近期的家都在不斷追求， 以期使地理學(xué)的研究水平逐步提高，發(fā)展看，現(xiàn)代地理學(xué)有如下一些明顯的動態(tài)和趨勢2. 1 相鄰學(xué)科的交叉、滲透與融合 現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展的基本特點(diǎn)之一， 是從單一運(yùn)動形態(tài)的研究走向多運(yùn)動形態(tài)及其相互滲透、 相互聯(lián)系的綜合研究。 相鄰學(xué)科之間的橫向交叉、 滲透和融合成為明顯的趨勢， 跨學(xué)科、 多 層次、 多兵種的綜合研究勢不可擋。 地球的整體觀念和圈層相互作用的研究， 極大地推動了 地球系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展。系統(tǒng)論、信息論、控制論、協(xié)同論、耗散結(jié)構(gòu)和突變論等橫斷科學(xué)的概念、 理論和方法與地理學(xué)綜合性、 整體性的認(rèn)識

12、論和方法論不謀而合。 它們?yōu)榈乩砭C合體 的研究提供了理論武器， 促進(jìn)了地理學(xué)的現(xiàn)代化。 地球表層是地理學(xué)的傳統(tǒng)研究對象， 以地 球表層為研究客體的基礎(chǔ)學(xué)科主要有地理學(xué)和生態(tài)學(xué)，應(yīng)用領(lǐng)域則有環(huán)境科學(xué)與資源科學(xué)， 大型項(xiàng)目計(jì)劃和任務(wù)如國際地圈生物圈計(jì)劃、 人與生物圈計(jì)劃、 國土開發(fā)整治等。 這些必然 促進(jìn)相鄰學(xué)科之間的匯合、 交叉和滲透， 淡化傳統(tǒng)的學(xué)科界線。 學(xué)科的匯合、 理論和方法的 移植，提高了地理學(xué)的水平并不斷開拓新的研究領(lǐng)域，形成新的邊緣學(xué)科和交叉學(xué)科。2. 2 加強(qiáng)地理學(xué)內(nèi)部的綜合研究 地理學(xué)領(lǐng)域各分支和專門學(xué)科的發(fā)展對綜合研究的要求越迫切，為深入分析基礎(chǔ)上的 綜合集成和在綜合指導(dǎo)下的

13、深化研究奠定了更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 20 世紀(jì) 30 年代以來，地理學(xué)專 業(yè)分化的趨勢比較明顯，但它并不足以否定“分科愈細(xì)，綜合愈重要”的原則。 70 年代以 來，綜合傾向逐漸增強(qiáng)， 在自然地理和人文地理內(nèi)部或它們之間的綜合、 統(tǒng)一方面都有明顯 的反映。 進(jìn)一步專業(yè)分化和更高層次的綜合同步進(jìn)行。 長期以來， 自然地理和人文地理割裂 對立的二元論， 阻礙了地理學(xué)整體綜合研究的發(fā)展。 隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步， 人類活動對自然環(huán)境的作用愈來愈大，其影響也越加顯著。地理學(xué)應(yīng)十 分重視人文因素的 影響及其反饋的研究， 重視和發(fā)展與人文因素有關(guān)的分支學(xué)科， 并促進(jìn)與自然地理各學(xué)科間 的滲透和融合。

14、在人類對自然環(huán)境影響日益強(qiáng)烈的今天， 人地關(guān)系更緊密地交織在一起， 并 且擴(kuò)展成為全球環(huán)境變化問題。 自然地理研究原則上不是純自然主義的， 它也研究人對自然 環(huán)境的作用及其反饋， 人文地理研究也離不開自然環(huán)境和生態(tài)學(xué)的基礎(chǔ)。 多數(shù)學(xué)者認(rèn)為， 無 論從地理學(xué)發(fā)展史、地理思維和社會實(shí)踐看，統(tǒng)一的地理學(xué)或綜合的地理學(xué)是客觀存在的， 并且是社會發(fā)展所需要的。2. 3 地理過程的微觀研究進(jìn)一步深化從發(fā)展趨勢看， 微觀研究的深化主要表現(xiàn)為由靜態(tài)、 類型和結(jié)構(gòu)的研究轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)、 過 程和機(jī)制的研究及其進(jìn)一步的動態(tài)監(jiān)測、 優(yōu)勢調(diào)控及預(yù)測預(yù)報(bào)。 從總體上看， 地形發(fā)育、 徑 流形成、元素遷移轉(zhuǎn)化、土壤發(fā)生形成、

15、植被演替、土地退化、城市化等都屬于地理過程的 研究。 歷史過程和現(xiàn)代過程的研究是預(yù)測未來的根據(jù)。 例如冰川、凍土、 沼澤和湖泊等特殊 自然綜合體與周圍自然環(huán)境的變化密切相關(guān)， 作為古地理重建歷史過程研究對象的冰芯、 湖 巖芯、樹輪等是全球環(huán)境變化的信息載體， 其地球化學(xué)研究和精確測年斷代將提供指標(biāo)可靠、 信息全面的環(huán)境與氣候變化的連續(xù)記錄和模式， 并為全球環(huán)境變化預(yù)測提供依據(jù)。 地理系統(tǒng) 中界面過程的研究綜合性更強(qiáng)、 難度更大。 隨著人口增長和人類活動的加劇， 人文地理過程 越來越重要。 如發(fā)展中國家普遍存在的、 伴隨工業(yè)化而出現(xiàn)的城市化過程， 由人類不合理活 動導(dǎo)致的土地退化過程及其整治等。

16、2. 4 結(jié)合實(shí)踐，拓寬應(yīng)用研究領(lǐng)域針對描述性和認(rèn)識性傳統(tǒng)研究的局限， 地理學(xué)家早就提出建設(shè)地理學(xué)的方向。 側(cè)重于綜 合性較強(qiáng)的建設(shè)地理學(xué)， 是有目的地改造和管理周圍環(huán)境的科學(xué)。 它發(fā)揮地理學(xué)綜合性的特 色，應(yīng)用定量方法， 直接參與經(jīng)濟(jì)規(guī)劃與設(shè)計(jì)方案的擬訂， 主要研究合理利用自然資源、 環(huán) 境保護(hù)、 人口和經(jīng)濟(jì)的合理配置以及綜合地理戰(zhàn)略與地理工程。 傳統(tǒng)上地理研究的主要服務(wù) 對象為農(nóng)業(yè)， 現(xiàn)在非農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域受到越來越多的重視。 地理學(xué)為社會服務(wù)的應(yīng)用研究領(lǐng)域 更趨多元化，開始向城市建設(shè)、建筑業(yè)、旅游業(yè)、采礦業(yè)、交通運(yùn)輸、防災(zāi)減災(zāi)、生態(tài)環(huán)境 保護(hù)等方面擴(kuò)展， 其研究內(nèi)容也更多樣化。 從基礎(chǔ)研究到

17、實(shí)踐應(yīng)用通常需要有應(yīng)用理論作橋 梁，因而地理學(xué)比較重視發(fā)展應(yīng)用理論。協(xié)調(diào)自然生態(tài)與社會經(jīng)濟(jì)兩個(gè)子系統(tǒng)的平衡發(fā)展， 控制環(huán)境污染與抑制生態(tài)退化， 改善人類生存環(huán)境是環(huán)境地理研究最緊迫的重大問題， 各國 地理學(xué)家在這方面的研究相當(dāng)活躍。2. 5 實(shí)驗(yàn)與研究手段的現(xiàn)代化當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的重要進(jìn)展， 對地球科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響， 如計(jì)算機(jī)技術(shù)、 空間 技術(shù)、分析測試技術(shù)等。遙感、遙測技術(shù)，特別是對地球觀測系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)和衛(wèi)星網(wǎng) 絡(luò)通訊系統(tǒng)的建立和應(yīng)用， 大大地提高了地理研究的效率和質(zhì)量。 現(xiàn)在可以進(jìn)行大區(qū)域的綜 合研究，分析地理綜合體的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、空間分布和時(shí)間演化。關(guān)于物質(zhì)能量的定量測試、 測

18、年技術(shù)手段等各個(gè)環(huán)節(jié)的任何新進(jìn)展， 都為地理學(xué)研究水平的提高帶來新的契機(jī)。 如通過 對冰芯、 樹輪的精確分析， 不僅建立了高分辨率的氣溫降水變化序列， 還監(jiān)測到有關(guān)大氣污 染的動態(tài)變化。 要了解某些自然過程的規(guī)律性， 常常需要在室內(nèi)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)研究。 如風(fēng)化 作用、河床演變過程、坡面溝谷發(fā)育、徑流形成、風(fēng)砂移動、冰川變化、低溫凍土實(shí)驗(yàn)?zāi)M 與動力學(xué)模型的建立等。模擬實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域不斷拓展，使我們對自然界的認(rèn)識也日益深化。 隨著經(jīng)驗(yàn)的積累和方法的逐步完善， 數(shù)量化方法將得到普遍的應(yīng)用并逐步走向精密化。 數(shù)學(xué) 模式可表達(dá)經(jīng)驗(yàn)概念和實(shí)驗(yàn)結(jié)果， 也可揭示內(nèi)在關(guān)系和規(guī)律。 計(jì)算機(jī)和空間技術(shù)相結(jié)合， 使 地

19、理信息系統(tǒng)成為現(xiàn)代地理學(xué)的強(qiáng)大技術(shù)手段。 隨著地理信息系統(tǒng)朝著具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、 多層 次分布式系統(tǒng)的方向， 同遙感技術(shù)緊密結(jié)合與直接接口， 以及具有專家系統(tǒng)水平的智能分析、 決策等方面的深入發(fā)展，必將為地理研究帶來新的突破。2. 6 理論思維模式的轉(zhuǎn)變地理學(xué)傳統(tǒng)的思維模式是以觀察材料和事實(shí)為基礎(chǔ)，從相互關(guān)系中去認(rèn)識和闡述規(guī)律、 概括理論， 屬于經(jīng)驗(yàn)歸納型綜合。 在傳統(tǒng)模式的基礎(chǔ)上， 現(xiàn)代地理學(xué)的綜合模式有以下幾個(gè) 特點(diǎn)： 有更強(qiáng)的整體觀念， 更多地從系統(tǒng)整體出發(fā)， 注意發(fā)展從理論假設(shè)出發(fā)進(jìn)行演繹， 使 分析與綜合、歸納與演繹互相補(bǔ)充、辯證統(tǒng)一；綜合的內(nèi)容更加深廣，包括空間與時(shí)間、質(zhì) 量與數(shù)量、

20、靜態(tài)與動態(tài)、 內(nèi)部與外部、 自然和人文等方面， 深入研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能及動態(tài) 演變過程； 綜合的方法更具有邏輯性和精確性， 多通過結(jié)構(gòu)分析、功能評價(jià)、 過程監(jiān)測與動 態(tài)預(yù)測等途徑來解決，并且可能用形式化語言、圖解模式、數(shù)學(xué)模式等來表達(dá)綜合的結(jié)果。 更多的地理學(xué)家意識到傳統(tǒng)綜合模式的局限性， 結(jié)合各自研究實(shí)踐積極發(fā)展系統(tǒng)綜合集成的 理論與方法。 理論思維模式的這種逐漸轉(zhuǎn)變， 必將把現(xiàn)代地理學(xué)研究推向系統(tǒng)綜合集成的新無論從學(xué)科發(fā)展角度， 還是經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會進(jìn)步的國家需求看， 地理學(xué)都面臨著嚴(yán)峻的 困難和新的挑戰(zhàn)， 同時(shí)也迎來發(fā)展的有利契機(jī)。 當(dāng)今世界面臨著人口、 資源、 環(huán)境和發(fā)展的 一系列重大問

21、題。 在我國的現(xiàn)代化建設(shè)實(shí)踐中， 也有許多問題需要解決， 如自然資源開發(fā)利 用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力的發(fā)揮與提高，環(huán)境評價(jià)、預(yù)測與保護(hù)，產(chǎn)業(yè)布局與區(qū)域規(guī)劃，鄉(xiāng)村發(fā)展 與城鎮(zhèn)化， 自然災(zāi)害及減緩對策， 國土整治與區(qū)域發(fā)展等。 這些都對地理學(xué)家提出了新的要 求，迫使和推動著地理學(xué)的發(fā)展。 中國地理學(xué)家在了解評價(jià)自然環(huán)境與資源、 協(xié)調(diào)人地關(guān)系、 促進(jìn)區(qū)域發(fā)展和改善生態(tài)環(huán)境等方面都將做出積極的貢獻(xiàn)。與此同時(shí)， 在現(xiàn)代地理學(xué)的基礎(chǔ)研究和前沿領(lǐng)域也存在著創(chuàng)新、突破的前景。3在進(jìn)入 21 世紀(jì)的時(shí)候，人類社會面臨著全球環(huán)境變化和可持續(xù)發(fā)展的一系列問題。如 控制人口增長，提高人口素質(zhì)；合理利用自然資源，開發(fā)新能源；抑

22、制生態(tài)環(huán)境惡化，提高 生存環(huán)境質(zhì)量； 促進(jìn)社會進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展等。 地理學(xué)家要根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)和優(yōu)勢領(lǐng)域， 抓住 機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)， 在陸地表層過程與格局、 全球環(huán)境變化及其區(qū)域響應(yīng)、 自然資源保障與生 態(tài)環(huán)境建設(shè)、 區(qū)域可持續(xù)發(fā)展及人地系統(tǒng)的機(jī)理與調(diào)控、 地球信息科學(xué)與數(shù)字地球戰(zhàn)略研究 等前沿領(lǐng)域開拓創(chuàng)新， 為促進(jìn)地球系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展， 為人類家園的美好未來做出積極的貢獻(xiàn) 2, 46, 913 。3. 1 陸地表層過程與格局的綜合研究陸地表層系統(tǒng)包括與人類密切相關(guān)的環(huán)境、 資源和社會經(jīng)濟(jì)在時(shí)空上的結(jié)構(gòu)、 演化、 發(fā) 展及其相互作用，是地球表層最復(fù)雜、最重要、受人類活動影響最大的一個(gè)子系統(tǒng)。因此，對它

23、的研究是地理科學(xué)未來發(fā)展的重要領(lǐng)域。當(dāng)前， 人們?nèi)找骊P(guān)注與人類生存密切相關(guān)的陸地表層環(huán)境的狀況和變化趨勢。 從本質(zhì)上看， 陸地表層的環(huán)境變化是特定地域上地表過程的 方式和強(qiáng)度在人為或自然因素作用下發(fā)生改變的結(jié)果。 陸表過程的研究將朝微觀深化和宏觀 綜合兩個(gè)方向發(fā)展， 關(guān)鍵在于地理系統(tǒng)中界面過程的綜合研究。 其主要意義在于能有效地研 究開放系統(tǒng)間物質(zhì)、 能量和信息交換， 從而促進(jìn)地理學(xué)向理論方面深入； 界面過程研究實(shí)際 上是系統(tǒng)之間接口的研究， 將促進(jìn)發(fā)展地理學(xué)的綜合方法， 導(dǎo)致跨學(xué)科、 跨部門的相互滲透陸地表層系統(tǒng)具有時(shí)空分布不均勻性的顯著特點(diǎn)， 對全球問題的認(rèn)識水平在很大程度上 取決于對其地

24、域分異的了解和研究的深度。 將陸地表層劃分為不同的地域類型， 研究不同地 域類型的過程、 結(jié)構(gòu)和演化， 比較其間的異同， 是陸地表層格局研究的重要內(nèi)容。 在研究陸 地表層過程中， 也要關(guān)注海陸相互作用， 特別是海洋對陸地過程的影響和作用。 從全球環(huán)境 變化領(lǐng)域、地球系統(tǒng)科學(xué)和全球經(jīng)濟(jì)一體化的形勢看，也需要一個(gè)比較好的、便于應(yīng)用的、 兼顧自然和人文兩方面的區(qū)域框架， 并根據(jù)客觀實(shí)際變化而及時(shí)更新。 我國幅員廣袤， 東臨 太平洋， 西靠歐亞大陸腹地， 南北跨越熱帶、 亞熱帶和溫帶， 山地高原眾多， 季風(fēng)氣候顯著， 既有濕潤的森林又有極端干旱的荒漠， 形成三大自然區(qū)并列的獨(dú)特格局。 復(fù)雜多樣的自然環(huán)

25、 境為不同區(qū)域、 類型和自然過程的比較研究提供了廣闊的舞臺。 對地表過程和格局相互關(guān)系 的綜合研究， 將促進(jìn)全球環(huán)境變化區(qū)域響應(yīng)的研究， 成為發(fā)展陸地表層系統(tǒng)科學(xué)的基礎(chǔ)理論。近期主要研究方向包括： 水文循環(huán)過程與水量轉(zhuǎn)化機(jī)理及其物理實(shí)驗(yàn)?zāi)M； 流域系統(tǒng)中 物質(zhì)遷移過程及其對區(qū)域環(huán)境的影響； 坡地侵蝕發(fā)育過程與坡地的改良利用； 土地演變過程 及其調(diào)控機(jī)理； 土壤植物大氣連續(xù)系統(tǒng)過程及區(qū)域尺度轉(zhuǎn)換； 生命元素、 污染物質(zhì)、 重 金屬和稀土的環(huán)境生物地球化學(xué)過程及其健康效應(yīng)； 自然地域系統(tǒng)的綜合研究； 典型地區(qū)環(huán) 境演化過程等。3. 2 全球環(huán)境變化及其區(qū)域響應(yīng)由于大氣中 CO 2 及其它溫室氣體濃

26、度的增加可能導(dǎo)致全球變暖，已引起公眾和各國政 府的密切關(guān)注。 針對氣候變化、 臭氧層耗減、 生物多樣性保護(hù)以及荒漠化等全球環(huán)境變化問 題，已分別制訂了有關(guān)國際公約， 開展合作， 以促進(jìn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展。 地球和地表自 然界是有機(jī)的整體， 全球各個(gè)圈層之間的相互作用密切。 隨著人口增長、 社會發(fā)展和科技進(jìn) 步，人類活動對地理環(huán)境的影響愈加強(qiáng)烈。 人類對某一地區(qū)施加的影響， 會對其它地區(qū)產(chǎn)生 作用， 而今天的措施又將對未來產(chǎn)生影響。 當(dāng)今矚目的全球環(huán)境變化問題是與長期以來人類全球環(huán)境變化研究在過去、 目前和未來， 都是地理學(xué)的重要研究領(lǐng)域。 在國際地圈生物 圈計(jì)劃（IGBP）和國際全球變化人文

27、因素計(jì)劃（IHDP ）的推動下，不斷開拓新的研究領(lǐng)域。全球環(huán)境變化及其區(qū)域響應(yīng)涉及古地理環(huán)境演變、 土地利用和土地覆被變化、 減輕自然災(zāi)害、 典型區(qū)域環(huán)境定位研究以及全球環(huán)境變化的對策等眾多領(lǐng)域。我國的青藏高原和黃土高原與結(jié)合我國國情和地理學(xué)的特點(diǎn)， 當(dāng)前主要研究方向包括： 全新世的古地理環(huán)境演變， 特 別是近 2 000 年來歷史時(shí)期的氣候環(huán)境變化；極地、高山和冰凍圈的綜合研究；土地利用和 土地覆被變化及其驅(qū)動力； 全球環(huán)境變化及其對環(huán)境脆弱地區(qū)的影響與響應(yīng)； 全球環(huán)境變化 的戰(zhàn)略對策研究等。 其中， 全球環(huán)境變化的社會經(jīng)濟(jì)對策涉及自然地帶推移變化、 土地利用 與農(nóng)林牧業(yè)的結(jié)構(gòu)與布局、 能源

28、結(jié)構(gòu)調(diào)整、 海岸帶的防御措施， 以及自然資源合理利用和自 然災(zāi)害防治等。3. 3 自然資源保障與生態(tài)環(huán)境建設(shè)水資源、 土地資源和生物資源是地球人類家園支撐系統(tǒng)的重要組成。我國自然資源的人均占有量少、 空間分布不均衡， 經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展對自然資源的壓力加大。長期以來掠奪式的開發(fā)和不合理的經(jīng)營管理， 導(dǎo)致自然資源枯竭、 環(huán)境退化和生物多樣性喪失等一系列問題， 成 為制約我國社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重障礙。 可持續(xù)發(fā)展要求在不同尺度的區(qū)域內(nèi)， 社會經(jīng)因此， 應(yīng)綜合研究我國各類自然資源的格局、 過程和動態(tài)， 從整體性出發(fā)， 研究各類自 然資源之間的相互關(guān)系， 揭示其組合特征和演變規(guī)律。 研究自然資源和生態(tài)環(huán)

29、境之間， 不同 區(qū)域的資源與環(huán)境之間， 特別是人類活動與資源、 環(huán)境之間的相互關(guān)系， 揭示自然資源的時(shí) 空變化規(guī)律并評估自然資源開發(fā)利用的環(huán)境效應(yīng)， 闡明人類經(jīng)營活動對自然資源和生態(tài)環(huán)境 的影響， 提出其調(diào)控機(jī)制與對策。 土地退化和生態(tài)環(huán)境惡化具有明顯的區(qū)域差異， 要?jiǎng)澐植?同的地域類型， 對其成因機(jī)制、 動態(tài)過程及發(fā)展趨勢進(jìn)行全面系統(tǒng)的研究， 提出宏觀整治戰(zhàn)資源與環(huán)境領(lǐng)域的主要研究方向?yàn)椋?水循環(huán)演變規(guī)律及水資源、 水環(huán)境動態(tài)評價(jià)的理論 方法， 水資源高效利用途徑及優(yōu)化配置決策； 土地質(zhì)量演變機(jī)理及其可持續(xù)利用， 水土資源 的耦合機(jī)理及其調(diào)控；環(huán)境質(zhì)量評價(jià)、預(yù)測與區(qū)劃；生態(tài)與環(huán)境公益功能及資

30、產(chǎn)價(jià)值評估， 典型區(qū)域生態(tài)與環(huán)境的定位動態(tài)監(jiān)測與趨勢預(yù)測； 生態(tài)地理區(qū)劃及環(huán)境脆弱區(qū)域的研究； 重 點(diǎn)區(qū)域（如黃河流域、西北干旱區(qū)、東南沿?？焖侔l(fā)展區(qū)等）生態(tài)與環(huán)境演變機(jī)理及調(diào)控。3. 4 區(qū)域可持續(xù)發(fā)展及人地系統(tǒng)的機(jī)理與調(diào)控地球表層存在著明顯的區(qū)域差異， 不同的地域， 其人口、 資源、 環(huán)境和發(fā)展的內(nèi)涵也不 同。區(qū)域尺度的可持續(xù)發(fā)展研究是地理學(xué)更能發(fā)揮優(yōu)勢的領(lǐng)域。 區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長和社會穩(wěn)定發(fā) 展要建立在有效控制人口增長、 合理利用自然資源、 逐漸改善環(huán)境質(zhì)量的基礎(chǔ)上， 并且應(yīng)當(dāng) 促進(jìn)不同類型地區(qū)的協(xié)調(diào)與均衡， 縮小區(qū)際發(fā)展水平的差距。 區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究需要將人 口、資源、環(huán)境與發(fā)展作為一個(gè)整

31、體，研究它們之間的結(jié)構(gòu)功能、相互作用的機(jī)理，預(yù)測其人地系統(tǒng)是人地關(guān)系地域系統(tǒng)的簡稱， 是一個(gè)由自然、 經(jīng)濟(jì)和社會子系統(tǒng)組成的復(fù)雜系 統(tǒng)。人地關(guān)系地域系統(tǒng)是地球表層的“人” （人類及其經(jīng)濟(jì)社會活動）與“地” （自然環(huán)境） 在特定地域中相互聯(lián)系、 相互作用而形成的一種動態(tài)結(jié)構(gòu)。 人地系統(tǒng)包括人對地的依賴性和 人的能動作用， 它隨著人類社會的發(fā)展而變化。 歷史經(jīng)驗(yàn)表明， 人和地之間應(yīng)保持和諧、 協(xié) 調(diào)的關(guān)系，人類應(yīng)當(dāng)自覺地按照客觀規(guī)律去利用和改造地（自然環(huán)境） ，妥善處理好兩者間 的關(guān)系， 才能達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。 人地系統(tǒng)研究具有跨學(xué)科的特點(diǎn)， 其中心目標(biāo)是協(xié)調(diào) 人地關(guān)系， 重點(diǎn)研究人地系統(tǒng)的優(yōu)

32、化， 并落實(shí)到區(qū)域可持續(xù)發(fā)展上。 在人地關(guān)系協(xié)調(diào)中， 人 口與經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展同自然資源和環(huán)境之間， 存在著直接和間接的反饋?zhàn)饔貌⑾嗷ソ豢椩谝?起。自然資源與自然環(huán)境對人類活動有促進(jìn)與抑控作用； 人類對自然系統(tǒng)投入可控資源、 治 理自然災(zāi)害、改善環(huán)境質(zhì)量、開發(fā)各種資源，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出并予以優(yōu)化。任何區(qū)域開發(fā)、區(qū)域規(guī)劃和區(qū)域管理必須以改善區(qū)域人地相互作用結(jié)構(gòu)、 開發(fā)人地相互作用潛力和加快人地相互作用在地域系統(tǒng)中的良性循環(huán)為目標(biāo)。目前， 更強(qiáng)調(diào)研究成果的實(shí)用性、 前瞻性和指導(dǎo)作14當(dāng)前這一領(lǐng)域的主要研究方向包括： 區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的指標(biāo)體系； 社會經(jīng)濟(jì)要素空間分 異規(guī)律及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化； 人類聚落及城市化研

33、究； 人文因素對自然環(huán)境影響及其調(diào)控； 區(qū)域可 持續(xù)發(fā)展機(jī)理及區(qū)域系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與調(diào)控；人地系統(tǒng)的動力學(xué)機(jī)制，包括人地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、 功能、 開放程度及其穩(wěn)定性； 人地系統(tǒng)類型分析及其地域分異； 人地系統(tǒng)演替過程的動態(tài)模 擬及系統(tǒng)調(diào)控等。3. 5 地球信息科學(xué)和 “數(shù)字地球 ”戰(zhàn)略研究 地球信息科學(xué)是地球系統(tǒng)科學(xué)、 空間技術(shù)和信息科學(xué)等交叉融合的產(chǎn)物。 它以信息流為 手段， 研究地球系統(tǒng)的物質(zhì)流、 能量流和人流的運(yùn)動狀態(tài)和方式。 由于地球信息科學(xué)的多學(xué) 科性， 它能夠?yàn)榈厍蛳到y(tǒng)中許多研究領(lǐng)域的綜合集成、大型地學(xué)問題的研究和解決提供強(qiáng)有 力的支持， 甚至全新的研究和解決方案。 地球信息科學(xué)的形成和發(fā)展， 作為信息時(shí)代地理科 學(xué)的研究方向，有著廣泛的社會需求 4, 12, 13對地觀測與信息技術(shù)的發(fā)展， 使人類有能力對全球性問題進(jìn)行系統(tǒng)研究， 促進(jìn)了地球系 統(tǒng)科學(xué)研究的現(xiàn)代化與信息化。 “數(shù)字地球”的核心思想是用