地理科学进展

地理科学进展,黄华芳,自上个世纪50年代以来，出现了一系列新的社会问题。人口的急剧增长带来了粮食危机生态破坏带来了沙漠化危机自然资源的过度掠取和消耗产生了资源危机粗放的工农业生产和污染物过量排放导致了环境危机等等这些危机引发了日益突出的人口、资源、环境与发展的矛盾，成了危及到全人类前途和命运的大问题。,地理科学作为一个“具有研究自然和社会现象的综合优势，拥有研究人与自然相互关系的大量实际经验”的现代科学技术体系，理应在这些重大问题的研究中，在人类社会的发展中发挥重要作用。,毋庸置疑，地理科学在其漫长的发展历史进程中，曾经为解决人类社会发展面临的人口、资源、环境等问题做出了巨大贡献。然而，在知识经济时代，在科学技术尤其是信息技术高速发展的今天，为适应自然经济社会可持续发展的要求，地理科学还需要密切关注国际科学发展的前沿动态，汲取相关科学的理论和技术，不断完善自身的科学体系和知识结构，不断创新思维方式和研究方法，及时调整研究方向和研究重点，努力扩大地理科学理论和技术的应用领域。,（一）地理科学的性质按传统观念，除哲学外，所有科学都分属于两大体系，即自然科学和社会科学。这种观念源于二元论的科学观，即自然现象有自然现象的规律，社会现象有社会现象的规律，两者之间没有综合的整体的规律。但是，科学发展对人们的传统认识提出了挑战，尤其是二十世纪60年代以后，科学在继续分化的同时，综合的趋势愈加明显。,一、地理科学的性质和科学体系,用发展的眼光来看，至少有三类科学不能用过去的认识来看待：一是各种科学都应用的理论方法，称之为横断科学，如系统论、控制论和信息论；二是边缘科学，就是介于两个学科之间的科学，特别是介于社会科学和自然科学之间的科学，如数量经济学、生态经济学、文化生态学等等；三是综合科学，它是兼有自然科学和社会科学两种性质、综合研究某一论题的科学，如环境科学、城市学、人口学等等。就是对原有的学科的性质，人们的科学观念也发生了变化，如数学，它既不能属于自然科学，也不能属于社会科学，它是研究从自然科学和社会科学现象中抽象出来的数量关系，应独立于两大科学体系之外。,地理科学研究的地球表层系统是一个整体，它既包括自然内容又包括人文内容。地理科学所要研究的不是这些方面的机械集合，而是整个系统的整体规律。因此，对地理科学来说也不应再拿自然科学和社会科学去套，就是说，它既不属于自然科学，也不属于社会科学，而是两种科学相结合的、融自然科学和社会科学于一体的综合性科学体系。,地理科学和研究地球表层某一圈层或某一圈层中部分要素的学科（如大气科学、水文科学、地质学、生命科学、经济学、社会学、政治学、文化学、行为科学等）都有着密切联系。地理科学从这些学科中吸取各有关要素的专门知识，反过来，地理科学又为这些学科提供关于各种要素及其它现象之间的空间联系的知识，并和这些学科交叉、结合而产生新的边缘学科。,显然，“地理科学”与原来的“地理学”是不同的。“地理学”受二元论中自然科学与社会科学的局限，将自身分成属于自然科学的自然地理和属于社会科学的经济地理；而作为自然科学与社会科学的桥梁科学，“地理科学”突出了自身的整体性和系统性，在强调其内部协调统一、消除“无人的自然地理学”和“无自然的经济地理学”现象的同时，还强调了与其它科学的联系。,（二）地理科学的科学体系1地理科学的科学体系近年来，地理科学发展比较迅速，出现了许多新的情况：多层次性，由原来单一层次分出理论层次、技术理论层次、技术层次。与其它学科交叉形成新的边缘学科。统一地理学、综合地理学趋势，改变了“开门分两家”的传统分类，形成自上而下自然和人文结合在一起的科学研究体系。适应社会生产实践发展的新要求，出现了许多新的生长点。,2地理科学的层次1986年我国科学家钱学森提出地理科学及其科学层次问题。他认为地理学应当是与自然科学、社会科学、数学科学等并列的大科学体系，故称为“地理科学”。地理科学应分三个层次，即：基本理论层次（基础科学）、技术理论层次（技术科学）和技术应用层次（工程科学）。,理论地理科学，如理论地理学、地球表层学、区域地理学等，主要研究地球表层结构、演变机制和规律及其与人类社会发展的关系，建立和完善地理理论和法则；地理技术科学，如地理信息科学、建设地理学、国土经济学、生态经济学、应用气候学等，主要研究应用的地理理论，它的研究重点是现代遥感观测、虚拟实验、卫星定位等获取各种原始地理信息和资料的方法；地理应用科学，如灾害预报、生态设计、规划、地理遥感、制图等实际应用技术，则是将现代地理科学理论和技术直接服务于国民经济主战场。,地理科学的层次,（三）地理科学的思维模式和方法论传统的地理学思维模式是以观察材料和事实为基础，从相互关系中去认识和阐述规律、概括理论，属于经验归纳型综合。,现代地理科学的思维模式在传统模式的基础上有了较大发展，具有以下几方面特点：有更强的整体观念，更多地立足于系统整体，注意发展从理论假设出发进行演绎，使分析与综合、归纳与演绎互相补充、辩证统一；综合的内容更加深广，包括时间与空间、数量与质量、静态与动态、内部与外部、自然和人文等方面，深入研究系统的结构功能及动态演变过程；,综合的方法更具有逻辑性和精确性，多通过结构分析、功能评价、过程监测与动态预测等途径来解决理论和实际问题，并尽可能用形式化语言、图解模式、数学模式等来表达综合的结果；越来越多的地理学家意识到传统综合模式的局限性，开始结合各自的研究实践，积极发展系统、综合、集成的理论与方法。这些理论思维模式的转变，必将把现代地理科学研究推向系统综合集成的新水平。,地理科学研究的空间范围集中于地球表层，这一圈层是人类生存活动最直接、最重要的场所。因此，人与地理环境间的相互依存关系一直是地理科学研究的核心问题。随着科学技术的发展，人类不断加大利用开发自然的广度和深度，人口膨胀、资源短缺、环境恶化等都给自然环境和人类活动的关系带来了一系列全球性或地区性的矛盾。,为了研究和寻找正确的协调人地关系的理论、方法和途径，解决人类社会发展面临的人口、资源、环境等综合的重大问题，系统论、信息论、控制论、突变论、协同论、耗散结构理论等作为基本的方法论被相继引入了地理科学研究，实现了地理科学从传统的因果观、综合观、人地观向现代的综合观、系统观、整体观、控制观的转化。在新的方法论的影响下，地理科学的研究发生了革命性的变化，成为代表现代地理科学研究水平的重要标志。,二、地理科学的研究目的和任务地理科学是研究地球表层自然要素与人文要素的相互关系和相互作用的科学。根据各个时期的客观要求和地理科学本身的发展过程，地理科学的中心研究课题也相应的有所变化。,最初是“对地球的描述”，致力于自然特征和人文特征的观察和记录；接着是研究“自然和人文现象的空间分布”，用空间分布的观点研究“人地关系”；进一步发展为“地理现象的地域差异”、“自然现象和人文景观的整体探索”，从协调人地关系角度研究“人类生态”。,到第二次世界大战以后，应用生态学和系统论的观点，以地域为单元来综合研究地理环境和人类社会经济活动之间的关系，同时研究的重点也由空间分布转向空间结构和发展过程。系统论思想的运用促进了地理科学由分化趋向综合，也促进了地理科学与有关科学的横向联系。,不管地理科学在各个时期的中心研究课题如何变动，所有的地理工作都具有一个共同点，就是都不脱离一定的地域，都和一定的地理环境密切联系。而且还有一条主线贯穿始终，那就是人类活动和地理环境之间的关系。因而地理科学的主题万变不离其宗，是研究地球表层一定范围内的人地关系，也就是研究一定地域的地理环境系统和人类社会系统相汇合的人地相关巨系统。研究人地关系这个大问题的科学不仅限于地理科学，但以地域为单元来探讨人地关系地域系统的却只有地理科学。,（一）地理科学研究的目的地理科学所研究的是地球表层巨系统的形成过程、内部结构和发展规律。地理科学揭示这些规律和法则，是从区域环境系统和人类社会系统这样两个方面来进行的，因而地理科学研究的目标是正确协调人地关系，寻求可持续发展的策略和途径。,1.认识和掌握地球表层系统空间地域的结构和规律，科学合理地利用空间资源地球表层系统的空间规律表现为许多方面，包括地带性规律和海陆梯度分异规律，人类经济、社会事物由于距离、位置差异而造成的区位空间规律，国际间政治经济态势的空间格局等等，都对人类社会、经济、政治的发展有深刻的影响。正确认识和掌握这些空间的结构和规律，充分发挥其有利条件，在有限的空间中，尽可能地创造最大的经济效益和社会效益，是地理学家所追求的目标。,2.认识和掌握人与环境关系的规律和法则，解决人口、资源、环境、发展的协调问题人口资源环境发展问题已经成为全人类所面临的重大问题。温暖化问题、沙漠化问题、资源危机问题、人口问题、环境污染问题、南北关系问题等等，严重困扰着人类的生存和发展，在世界上不管任何国家、任何民族都无法摆脱这种困扰。地理科学研究的一个重要目的就是从整体上、从更深的层次上去揭示人与环境的科学的理性的关系，从中找出系统解决这些问题的策略、途径和有效的技术措施。,（二）地理科学研究的任务任何一门科学的任务都不仅仅止于认识它所研究的客观对象，还需要在掌握客观对象活动规律的基础上，进一步根据人类的需要去改进和利用这一对象。地理科学也不例外，它的任务是既要认识人类赖以生存的地球表层以及人类活动和地理环境之间的相互关系，还要进一步协调人类社会系统和地理环境系统之间的关系，研究如何更好地保护和利用、改造地理环境，以适应发展生产和改善生活的需要。,1.在科学理论研究方面通过地球表层各界面间的物理、化学、生物和人文等过程及其相互关系、相互作用的系统、综合研究，正确认识和掌握地球表层系统结构和整体变化规律，揭示人类社会系统和地理环境系统相互作用的规律和法则，寻求解决资源、环境、人口、发展协调问题的理论、方法和途径，建立和完善适应当代社会发展需要的地理科学理论和方法体系。,2.在经济建设方面开展合理开发利用自然资源的研究。地理科学肩负着调查自然资源、合理开发利用自然资源的重要使命，尤其是在边缘地区土地资源的调查和开发利用研究方面，任务更加艰巨。开展区域开发建设研究。要为自然区划、经济区划、城市规划、区域规划、土地利用规划、国土整治、区域治理和建设等，提供合理高效利用自然资源、土地资源，以及科学进行生产力和社会事业发展布局的原则和方法。,开展环境保护和生态建设研究。诸如流域治理、山区治理、草原治理、沙漠治理、自然保护区建设、防护林带建设、城市绿地建设等等，从空间和区域角度探求景观生态的变化规律，改善和提高环境质量。进行自然灾害防治及预报研究。自然灾害包括许多方面，如地震、火山、山崩、滑坡、泥石流、水灾、旱灾、风灾、冷害、海啸、台风等。地理工作者要与气象工作者、地质工作者广泛合作，发挥自己地域空间研究的专长，利用遥感、地图等手段和实地观测经验，预报自然灾害，评估灾害的发生机率、危害程度及因地制宜地制定防护措施。,进行旅游规划设计研究。旅游是现代社会的重要产业部门，成为许多国家的经济支柱，从世界角度看，旅游的收入日益超过石油、军火、钢铁、汽车和建筑等行业。地理科学对旅游的研究包括旅游资源开发、旅游规划设计等。,3.在文化建设方面通过地理教育提高民族文化素质。民族素质的提高主要靠教育，要通过教育来提高全民族对社会科学、自然科学知识的了解，对自己、对自己家乡、对自己国家的了解，对自身以外的外部世界的了解。地理教育在这方面可以发挥先导作用。通过地理教育，使全民特别是青少年树立正确的自然观，真正做到热爱大自然，关心环境问题，自觉地、理智地与自然和谐共处。,通过地理教育，还可以培养爱国主义的崇高情感。每个人都有自己的文化遵从性，热爱祖国、热爱家乡是公民最基本的品质，也是国家的精神支柱。热爱的前提是了解，这个任务责无旁贷地落到地理学家的肩上。通过地理教育培养和增强对国际的了解，促进开放意识。地理科学如同一面镜子，既可以发现自己的长短，也可以发现别人的优劣，利于互相借鉴学习。,此外，地理科学还要为国家外交、对外经济合作以及国内经济文化建设提供背景材料，为制定政策提供科学依据。地理科学特别是区域地理学要为国家对外政治经济决策提供依据。,（一）地理科学的特点地理科学以综合研究与人类社会发展有关的人口、资源、环境等重大问题为主要任务。这就要求它必须从那种解释性描述的水平向前推进，逐步建立从理论、法则到应用技术较完整的研究体系。因此，地理科学也就具有了鲜明而突出的特点。,三、地理科学的发展现状和趋势,1.科学观念现代化在近代地理学阶段，许多学者认为，地理学是研究地表区域差异的描述性科学，追求一般性法则和规律是困难的，这是由地理学本身的科学性质所决定的。而现代地理科学阶段，随着科学技术的进步，人们的科学观念发生了根本性的转变，认识到，科学就是对法则的追求，地理科学应当象其它科学一样，追求法则、探索规律和预测未来的发展变化。,二十世纪5060年代的计量革命，推进了地理科学观念的现代化。在新的科学观念的驱使下，人们开始采用现代数学方法分析地理问题，并通过计算机技术，建立地理科学的理论模式和模型，使地理科学的理论精确化，计算快速化，正在逐步实现从传统的定性分析向定性和定量分析相结合过渡。,人与环境的关系一直是地理科学研究的主题，但在不同的阶段研究的视角也不一样。在古代地理学阶段，着眼点是人类活动如何适应“造物主”或“上帝”的意志，形成了“天命论”。近代地理学阶段，很大程度上是将人类活动与地理环境对立起来，一方面过分强调了地理环境对人类活动的影响或控制作用，产生了“环境决定论”，另一方面又过分夸大了人类活动对地理环境的改造能力，形成了“征服论”或“人定胜天”的观点。,而在现代地理科学阶段，尤其是二十世纪80年代以来，随着全球环境污染、资源短缺等问题的日趋严重，人们开始逐渐意识到，地理科学对人类与环境关系的研究必须将重点放在人类社会发展与环境物质基础的协调问题上，形成了注重研究人地关系和谐统一的“协调论”。,二十世纪80年代中期，我国科学家钱学森提出了“地理科学”的思想，认为地理科学同其他科学一样应分为三个层次，即理论层次、技术理论层次、应用技术层次。把地理科学提高到与自然科学、社会科学相并列的地位。这一现代科学思想的确立不仅提高了地理科学的科学地位，也强化了地理科学的综合研究体系，使地理科学在解决人口资源环境发展的大问题中能够充分发挥独特作用。,科学观念的现代化促进了地理科学和其它学科的交叉，以及经济学、社会学和系统科学理论的引进，使地理科学的理论内涵得到极大丰富。尤其是“系统论”、“控制论”、“信息论”、“协同论”、“突变论”和“耗散结构理论”等横断科学概念、理论和方法在地理科学研究中的普遍应用，使地理科学研究能够抓住地球表层及其组成部分的结构、功能、演变的主线，并配合相应的定量数学方法，更清晰地揭示它的规律。,2.观察和研究手段现代化古代地理学阶段，获取地理信息的主要手段是研究者个人的直觉，交通工具主要靠人的两条腿和马的四条腿。近代地理学阶段，大量使用望远镜、罗盘、高度计、温度计等工具和仪器，可以对高度、长度、面积和冷热等物理性状获得比较准确的地理信息，可以借助汽车、火车、轮船周游、观察世界。但是，凭借这些常规仪器和交通工具，获得的信息量是有限的。,现代地理科学阶段，电子计算机的应用和遥感技术、信息技术、空间技术（3S技术）的发展及其在地理科学研究中的推广和应用，使地理科学的研究手段焕然一新。人们可以运用地球资源卫星、电子光学摄影仪、红外线遥感技术等，实现在同一时间对地球表层整体或大区域进行综合观察，提高了观察的广度和深度。借助电子计算机和自动化绘图技术，可以在较短的时间内迅速收集、存储、分析大量的地理信息，提高了工作的成效和质量。,同时，实验地理学迅速发展，各种类型的定位观测站，如治沙站、冰川站、湖泊站、雪站、泥石流站、水土保持站、综合地理试验站、流域实验网络等的相继建立，使人们可以借助先进技术和仪器，实现对自然现象和社会现象综合观测，对地理现象进行深入的连续研究。现代化的地理定位观察和研究技术使地理科学开始从静态研究走向动态研究，从传统的比较法、因果法向综合量测、自动化遥测、遥感技术、计算机技术方向发展。,3.研究方法科学化近代地理学是地理大发现后归纳法盛行时代的产物。诚然，对地理考察积累的大量资料的归纳和比较研究等方法为地理科学的发展作出了贡献，但是近代地理学仍基本停留在这一阶段，与追求法则、规律的自然科学相比，处于“例外”的地位，许多学者把它看成是地理科学的特点，就连哈特向也认为地理科学追求法则是困难的或者是没有必要的。,随着科学技术的飞速发展，现代地理科学研究已从过去的对地球表面事物的空间分布特征的研究深入到对其结构和机制的研究。与其他科学一样，现代地理科学追求客观世界的法则性、规律性，注重研究成果的预见性。因此，只采用归纳、描述的方法进行定性研究是远远不够的，还必须倡导理论演绎、模式研究，把数学语言、计算机技术、遥感技术和现代实验技术应用于现代地理科学研究，将传统方法与现代方法结合，定量研究与定性研究相结合。现代地理科学改变了传统地理学朴素、直观的落后面貌，有了更准确的分析预测方法。,4.科学体系的整体化由于研究领域的不断扩大、与其它学科领域的交叉渗透以及新的科学技术手段的应用，地理科学开始强调整体化、综合化原则，而这种整体化、综合化又是以新理论的形成表现出来。例如，城市是一种特殊的“地理系统”。对城市环境中水文现象、气候现象、交通状况、政治状况、经济状况、人口状况等等的研究，形成了一个复杂而又综合的新学科体系城市地理学，而城市地理学的研究又必须吸纳和综合自然地理学、人文地理学以及其它相关学科的成果。,因此，新的理论形成本身就意味着综合，体现了现代地理科学的整体化、综合化是以专门对象为基础的。同样，由于社会发展的需要，应用性的地理学科分支大量涌现，应用地貌学、应用景观学、工程地理学、环境地理学、医学地理学、资源地理学等学科逐步成熟。在区域规划、城市规划和环境规划中，地理学拓宽了应用的阵地，区域科学、城市地理学、山地学、海岸学等应运而生。,随着现代地理科学的不断深化和发展，在整体化、综合化的原则下也赋予了各传统分支学科新的内涵，使它们都将人口资源环境发展问题作为重点研究内容之一，并从不同的侧面来分析这个整体问题，如从气候学、生态地理学等角度研究全球环境变化问题，从政治地理学、经济地理学、人口地理学等角度研究全球经济发展问题。这样，气候系统、水文系统、土壤系统、地貌系统、区域经济系统、景观生态系统、地缘政治体系等新的概念迅速建立起来，成为现代地理科学体系的重要组成部分。,5.开拓了地理应用技术领域物理学、化学、生物学等自然科学在产业革命以前，同地理学一样，只停留在知识理论阶段，但产业革命后，这些学科都开辟了自己的应用技术领域，形成了基础理论技术理论应用技术的立体层次，应用广泛，发展迅速。而近代地理学则不然，基本上仍然停留在知识理论阶段，即使有应用，也是用理论来启发人的思维，为计划、对策提供依据，而不是可操作性很强的具体技术。现代地理科学开拓了地理科学的应用技术领域，如遥感地理技术、信息地理技术、生态建设技术、规划技术等等，显示了强大的生命力。,（二）地理科学发展的基本状况从现代地理科学的发展历程来看，其基本轨迹反映出的特点是整体化、数量化、生态化、行为化和应用化。,1地理科学综合研究现代地理科学把人类、环境、空间看成一个统一的系统，这一点已经成为人们的共识。这方面的研究主要体现在以下几个方面：探求地理科学的总体规律和法则，如集合效应、距离衰减效应、协同效应、整体效应、人类与自然整体上的关系等等。探索在区域研究上的统一的方法和原则。,在类型研究上的统一的理论和方法。如山地研究、干旱地研究、城市研究等，不仅要研究这些地理类型的自然因素，还要研究其人文特征、经济特征，即作为统一体的整体规律。在问题研究上的统一的理论和方法。现代地理科学既不断分化产生新的分支学科，又不断地综合形成为一个有机整体。它的各门学科、各种知识体系既相对独立，又具有统一性。它的统一性表现为既无非人文的自然地理，又无非自然的人文地理。,2地理科学的数量方法研究过去的地理科学研究多数只是宏观的调查、粗浅的分析、含糊的概括，即以定性研究为主。到二十世纪5060年代，在计量革命热潮的激励下，一些地理学家开始探索用数学的概念和方法去分析研究地理环境中广泛的自然现象和人文现象，并试图建立各种模式以表达其理论。,数量化或数值化在丰富地理科学研究方法和手段、使地理科学研究更严谨、更精确等方面具有重要意义。然而，初期阶段的数量地理研究存在着许多弱点或不足。例如，只注意方法上的变革，而没有顾及相应的理论建设；追求数量化的形式主义，而忽视了地理学丰富的内涵；数学处理上的假设和简化等情况过多，不能真实反映地理科学中时、空、事的动态特点等。,关于地理科学数量化方法的研究，其主要内容有，如何以数学方法革新传统的地理科学；在人类活动影响下自然过程的数学模式；区域工业系统的数学模式；城市系统的数学模式；地理科学中数学方法在理论上的改进、充实的前景等等。,3生态化研究与环境科学、生态科学结合是现代地理科学的重要特征。地理科学的根本转折就是由形态化转向生态化。近代地理学中的地貌学、景观学都是从地球表面外部形态出发，应用比较分析方法研究的，对人与环境关系的研究也都是从形态上寻找一一对应的关系。真正研究人与环境关系的机理，把人作为地理环境的主体部分，使人类环境系统内部构造的研究精密化，应是从现代地理科学开始的。,现代地理科学的生态研究已经进入景观生态设计阶段，特别是在城市景观生态、自然保护生态、土地景观生态等方面已深入到实际工程研究，在生产实践中发挥了重要作用。另外，在宏观上关于全球环境演变的研究、环境预测研究、环境对策研究等方面，地理科学也都有广泛的发展前景。,4空间研究这是最具有地理科学特点、发展最快的研究领域。它包括产业区位理论、中心地理论、空间扩散理论、空间相互作用理论、地缘空间理论、自然地域分异理论等等。从微观到宏观，空间秩序的合理性和科学性越来越引起人们的重视。随着人口的增长，空间的有限性越来越突出，空间研究的科学地位越来越高。,空间研究的新趋向是，在理论上系统化、层次化、总体化，将不同尺度上的研究结合起来；在研究目的上从追求低成本高效益转向注重协调人与自然关系；在研究对象上，从经济空间扩展到综合区域空间，即包括环境生态、社会文化在内的总体空间，从静态空间研究转向动态的过程研究。,5社会文化研究随着新技术革命的到来，人类将从现在的工业社会转向信息社会。人口的产业构成中，第三产业人口比重将越来越大，人们更加注重文化事业，出现了一个趋向艺术、文学、哲学和历史深入研究的潮流。文化热、旅游热已成为世界性运动。地理科学从过去只注重人的生产活动研究（即经济地理），开始转向注重对人的生活方式的研究。,6应用地理学研究古代地理学可以称为记述地理学，近代地理学可以称为解释地理学，而现代地理科学则是面向未来，从这个意义上讲可以称之为预测地理学、应用地理学。,应用研究的主要表现是：区域的总体开发建设。将经济效益、环境生态效益和文化的美学的效益结合起来，建设、设计大环境景观。这也是未来重要的方向。局地地理学。如地方气候、地形、土壤、局地水文、城市微气候学、工程环境学等，体现了地理科学研究的精细化趋势，使地理科学不仅仅是一种理论，也将成为实际可操作的技术。地理技术系统、信息系统的发展和完善。如地理遥感技术、应用地图技术、实验技术、探测技术、地理信息网络等，将成为现代经济和社会建设的不可缺少的手段。,（三）地理科学发展的主要趋势地理科学的发展，虽然没有其它数理、技术学科那样明显，但变动还是很大的。概括起来主要有：从简单的静态描述到综合的动态分析。从一般的调查、归纳的定性分析，到大量的数理统计、演绎推导的定量化计算。从个别地理要素的调查研究到综合的景观、生态、环境的整体分析与协同、优化处理。由于地理科学自身的这些变化，不仅增强了其生存能力，还迎来了更大发展的机遇和希望。,1地理科学与相邻科学的交叉、渗透、汇合将越来越广泛、深入地球表层是各种运动状态物质体系交汇的场所，是人类活动所及的主要舞台，在这里各种自然要素与社会要素相互交错。它不仅是地理科学的研究对象，生态科学、环境科学、经济科学与系统工程科学等相邻科学也都在这里植根、生长，它们与地理科学相互交融，关系十分密切。,如，环境科学的研究对象也是人类生存的地域空间；生态科学则研究生物界与环境的关系；经济科学的发展也必须以环境条件为依据。这些科学都离不开一定的地理环境，而且都在借助耗散结构论、协同论、系统论、控制论等系统工程科学的理论和技术，进行系统的综合与分析。因此，进行跨学科、多层次的大综合研究，促进地理科学的现代化，使地理科学原有的整体性、关联性和动态性以及综合分析再综合的辩证观点更加具体化、程序化，并不断地拓宽地理科学研究领域与新的生长点，已是一种必然的趋势。,2地理科学内部分支学科间的发展更趋合理、协调、统一过去，在原苏联、东欧与西方国家之间，自然地理学和人文地理学发展的差别比较大。长期以来，这两大学科分割对立的“二元论”状态，不仅影响和阻碍了地理科学整体综合研究的发展，更不利于对当前世界出现的人口、资源、环境与发展问题的解决，也很难真正做到与其它相邻科学的交叉、渗透与汇合。,从科学本身的发展来看，自然地理研究原则上不是纯自然的，它也研究人对自然环境的作用及其反馈，人文地理研究也离不开自然环境和生态学的基础。因此，消除“无人的”自然地理学与“无自然的”人文地理学，克服“二元论”思想，在人类活动对自然环境影响日益强烈的今天，发展统一的地理科学，使地理科学内部各分支学科之间的发展更趋合理、协调、统一，加强地理环境中各种物质的物理过程、化学过程，生物过程和人类社会经济活动过程之间的综合研究，这不仅是现代地理学发展的强烈要求，也是社会发展的需要。,3地理科学中微观机制的地理过程研究将进一步深入发展微观机制的地理过程研究注重由静态、类型和结构的研究转变为动态、过程和机制的研究及其进一步的动态监测、优势调控及预测预报。只有深入研究地理过程中的每一个环节的形成机理、变化规律、结构特征，才有可能真正地认识全貌，进行类型分析、预测未来变化，并采取有效措施协调、控制其发展过程，使地理科学不仅是认识自然的科学，也是改造环境的科学。,在地理过程研究中，如地形发育、径流形成、元素迁移、植被演替、气候变化、城镇发展、工业区位的建立、乡镇结构的转变等，物理、化学、生物与人文活动过程的微观机理的分析及其能量交换、物质迁移、信息交流等动态过程的研究都是十分重要的。目前这方面研究发展的趋势是更注重各个系统界面间接口的研究，以及某些子系统间的过程研究，如土壤植物大气连续系统的研究，水陆交错面生态系统的研究，区域工业城镇生产链系统的研究等，都是比较活跃的研究主题。,4紧密结合实际，不断拓宽应用研究领域传统的观念认为，地理科学研究的主要服务对象是农业，而现在非农业应用领域越来越受到重视。地理科学为社会服务的应用研究领域更趋多元化，开始向城市建设、建筑业、旅游业、采矿业、交通运输、防灾减灾、生态环境保护等方面扩展，其研究内容也更多样化。从基础研究到实践应用通常需要有应用理论作桥梁，因而地理科学比较重视发展应用理论。,协调自然生态与社会经济两个子系统的平衡发展，控制环境污染与抑制生态退化，改善人类生存环境等是地理科学研究最紧迫的重大问题。针对当今世界出现的人口、资源、环境与发展问题，广泛开展资源调查、土地评价、城乡规划、国土整治、环境保护、防灾抗灾、旅游开发、农业生产基地建设等应用地理研究，是当今地理科学研究的主流，是地理科学为社会服务的主要天地。地理科学在世界不同地区为解决这些全球性的重大问题都做出了应有的贡献，也使地理科学为社会经济建设服务的道路越来越宽广。,5研究方法、手段不断革新，理论思维在逐步转变应用最新的现代科学技术武装地理科学，这是时代的要求，是使地理科学走向现代化的必经之路。利用遥感、遥测手段与电算技术，建立地理信息系统，实现地理制图自动化；运用数学方法与系统工程学原理，对一些地理现象进行单要素或综合要素的模拟研究，建立地理的数理模型；借助现代的测试技术与分析方法、同位素示踪技术，研究地表物质的结构、组成，物质、能量的迁移转化规律；等等。,所有这些方法和手段的引入，不仅拓宽了地理科学的视野，深化了对地理过程的认识，促进了地理科学研究思想中逻辑思维的转变，而且更有利于进行演绎推理的探索，从而使地理科学的理论研究有可能迈向更系统、综合的高度。,（四）地理科学的前沿领域和重点进入二十一世纪，人类社会面临着全球环境变化和可持续发展的一系列问题。如控制人口增长，提高人口素质；合理利用自然资源，开发新能源；抑制生态环境恶化，提高生存环境质量；促进社会进步和可持续发展等。地理学家要根据学科特点和优势领域，抓住机遇，迎接挑战，为促进地球系统科学的发展，为人类家园的美好未来做出积极的贡献。,1陆地表层过程与格局的综合研究陆地表层系统包括与人类密切相关的环境、资源和社会经济在时空上的结构、演化、发展及其相互作用，是地球表层最复杂、最重要、受人类活动影响最大的一个子系统。因此，对它的研究是地理科学未来发展的重要领域。,陆地表层系统具有时空分布不均匀的特性，对全球问题的认识水平在很大程度上取决于对其地域分异的了解和研究深度。将陆地表层划分为不同的地域类型，研究不同地域类型的过程、结构和演化，比较其异同，是陆地表层格局研究的重要内容。在研究陆地表层过程中，也要关注海陆相互作用，特别是海洋对陆地过程的影响和作用。从全球环境变化领域、地球系统科学和全球经济一体化的形势看，也需要一个比较好的、便于应用的、兼顾自然和人文两方面的区域框架，并根据客观实际变化而及时更新。,近期主要研究方向包括：水文循环过程与水量转化机理及其物理实验模拟流域系统中物质迁移过程及其对区域环境的影响坡地侵蚀发育过程与坡地的改良利用土地演变过程及其调控机理土壤植物大气连续系统过程及区域尺度转换生命元素、污染物质、重金属和稀土的环境生物地球化学过程及其健康效应自然地域系统的综合研究典型地区环境演化过程等等。,2全球环境变化及其区域响应由于大气中CO2及其它温室气体浓度的增加可能导致全球变暖，已引起公众和各国政府的密切关注。针对气候变化、臭氧层耗减、生物多样性保护以及荒漠化等全球环境变化问题，已分别制订了有关国际公约，开展合作，以促进人类社会的可持续发展。,全球环境变化研究在过去、目前和未来，都是地理科学的重要研究领域。在国际地圈生物圈计划（IGPB）和国际全球变化人文因素计划（IHDP）的推动下，不断开拓新的研究领域。全球环境变化及其区域响应涉及古地理环境演变、土地利用和土地覆被变化、减轻自然灾害、典型区域环境定位研究以及全球环境变化的对策等众多领域。我国的青藏高原和黄土高原与全球环境变化的关系十分密切，是地理科学可以发挥特长显示才干的领域。,当前主要研究方向包括：全新世的古地理环境演变，特别是近2000年来历史时期的气候环境变化极地、高山和冰冻圈的综合研究土地利用和土地覆被变化及其驱动力全球环境变化及其对环境脆弱地区的影响与响应全球环境变化的战略对策研究等全球环境变化的社会经济对策涉及自然地带推移变化、土地利用与农林牧业的结构与布局、能源结构调整、海岸带的防御措施，以及自然资源合理利用和自然灾害防治等。,3自然资源保护与生态环境建设水资源、土地资源和生物资源是地球人类家园支撑系统的重要组成。而目前的自然资源短缺、空间分布不均衡，以及对人类社会经济的高速发展产生了空前的压力。长期以来掠夺式的开发和不合理的经营管理，导致自然资源枯竭、环境退化和生物多样性丧失等一系列问题，成为制约人类社会经济可持续发展的严重障碍。可持续发展要求在不同尺度的区域内，社会经济发展与人口、资源、环境保持和谐、协调的关系。,因此，应综合研究各类自然资源的格局、过程和动态，从整体性出发，研究各类自然资源之间的相互关系，揭示其组合特征和演变规律。研究自然资源和生态环境之间，不同区域的资源与环境之间，特别是人类活动与资源、环境之间的相互关系，揭示自然资源的时空变化规律并评估自然资源开发利用的环境效应，阐明人类经营活动对自然资源和生态环境的影响，提出其调控机制与对策。,资源与环境领域的主要研究方向为:水循环演变规律及水资源、水环境动态评价的理论方法，水资源高效利用途径及优化配置决策土地质量演变机理及其可持续利用，水土资源的耦合机理及其调控环境质量评价、预测与区划生态与环境公益功能及资产价值评估，典型区域生态与环境的定位动态监测与趋势预测生态地理区划及环境脆弱区域的研究重点区域生态与环境演变机理及调控。,4区域可持续发展及人地系统的机理与调控地球表层存在着明显的区域差异，不同的地域，其人口、资源、环境和发展的内涵也不同。区域尺度的可持续发展研究是地理科学更能发挥优势的领域。区域经济增长和社会稳定发展要建立在有效控制人口增长、合理利用自然资源、逐渐改善环境质量的基础上，并且应当促进不同类型地区的协调与均衡，缩小区际发展水平的差距。,区域可持续发展研究需要将人口、资源、环境与发展作为一个整体，研究它们之间的结构功能、相互作用的机理，预测其发展趋势，拟订调控与管理对策，提出不同类型区域可持续发展的优化模型。任何区域开发、区域规划和区域管理必须以改善区域人地相互作用结构、开发人地相互作用潜力和加快人地相互作用在地域系统中的良性循环为目标。目前，更强调研究成果的实用性、前瞻性和指导作用。,这一领域的主要研究方向包括：区域可持续发展的指标体系社会经济要素空间分异规律及其结构优化人类聚落及城市化研究人文因素对自然环境影响及其调控区域可持续发展机理及区域系统结构优化与调控人地系统的动力学机制，包括人地系统的结构、功能、开放程度及其稳定性人地系统类型分析及其地域分异人地系统演替过程的动态模拟及系统调控等,5地理信息科学和“数字地球”战略研究地理信息科学是地球系统科学、空间技术和信息科学等交叉融合的产物。它以信息流为手段，研究地理系统的物质流、能量流和人流的运动状态和方式。由于地理信息科学的多学科性，它能够为地球系统中许多研究领域的综合集成、大型地学问题的研究和解决提供强有力的支持，甚至全新的研究和解决方案。,“数字地球”的核心思想是用数字化的手段，整体性地研究解决全球问题和最大限度地利用信息资源。它不仅为地球的可视化提供平台，而且为地球科学实验提供一个基本模型框架。利用这个框架，可以重演地球整体各圈层的演变与相互作用的历史，评价现状，预测未来。地理信息科学研究则为“数字地球”关键技术的解决奠定了科学基础，其发展将有助于推动“数字地球战略”的研究。,当前地理信息科学研究领域的主要方向包括：时空信息的认知，时空信息表达、解释与反演，地理数据模型与信息机理的研究多源数据融合，大型地学数据库的建设与更新地学知识发现，地学信息图谱、地图语言与认知，地理信息模型等地学信息时空分析与模型研究地学数据采集与数据处理、虚拟仿真的基础设施信息共建共享的规范、标准与立法等,四、中国地理科学研究的主要进展1基础理论研究在一些领域取得重要进展二十世纪50至60年代，我国学者提出自然地理学要研究地表物理、化学和生物的自然过程，并加以综合。70年代末，以土地类型为基础的土地资源、土地评价、土地利用、土地规划和土地管理决策的研究，已经全面发展为土地科学的系统研究。近年来，与全球环境变化领域相联系，开展了土地利用/土地覆被变化研究。,通过实验研究，在农田生态系统研究方面，在环境生物地球化学、环境背景值和环境健康方面，在地域分异规律与中国自然地理区划、土地类型与土地利用、区域自然地理以及农业区划、地域生产综合体与区位理论和空间结构理论方面，在青藏高原研究、现代冰川和第四纪冰川、南极冰芯的试验研究方面，在历史地理研究方面、专题地图学和综合制图的理论方面等，都取得了为世界所公认重要成果。近年来对地球表层系统理论、地图图谱和社会地理理论的探讨也取得了进展。,在此基础上，编纂了一系列大型学术著作和图集，在建立我国地理科学理论体系、积累地理科学研究资料和向社会宣传大量研究成果方面起到了重要作用。最突出的有:中国自然地理丛书、中国自然地图集、中国土地利用图、中国经济地图、中国人口地图、中国农业地理丛书、中国人文地理丛书等。,2观测、实验技术领域取得重要进展计算机应用技术、地理遥感技术、地理信息技术等研究获得重要进展，为我国地理科学研究提供了现代化手段，使地理科学研究成果提高到现代科学水平。同时，实验地理学迅速发展，各种类型的野外定位观测站（如治沙站、冰川站、湖泊站、泥石流站、水土保持站、综合地理试验站、流域实验网络）、地理信息中心、地理模拟实验室等相继建立，促使空间分析方法越来越多的在地理预报、预测和社会发展领域得到应用。,地理信息系统作为传统科学与现代科学相结合的产物，使地理科学的区域性、综合性得到充分的技术保证，更重要的是在社会上形成了为地理战略咨询与地理工程建设服务的资讯产业，其成果广泛应用于资源清查与评估、城市规划与管理、环境监测与评价、农作物估产、灾害预警与损失评估等许多方面。不仅推动了地理科学的发展，也为各种涉及空间数据分析的学科提供了新的技术方法。,3应用研究领域取得重要成果近几十年来，我国地理科学研究紧密结合生产实践，在国民经济建设中发挥了重要作用。“以任务带学科”是我国50年来地理科学取得蓬勃发展的一条基本经验。地理学家组织和参与完成了国家一系列重大的关于我国人口、资源、环境和社会经济协调发展的调查研究任务，包括人口资源调查、大规模的地区综合考察、综合自然区划、农业区划、黄淮海平原的综合治理、海岸带调查、国土规划和发展研究、城市建设和发展规划研究、地方性环境病因的研究、环境质量的评价和预测等。,这些调查和研究过程，不仅大大提高了地理科学的应用价值和科学水平，也为大量分支学科的形成和发展提供了动力。相应地为政府和社会提供了大量的科学建议和科学资料，在生产实践中产生了巨大的经济效益和社会效益。,4.中国地理科学发展中的主要问题和差距纵观我国几十年来的地理科学发展过程，可以看出，发展是很快的，成绩是明显的，在为国家生产建设服务方面的贡献也是很大的，特别是在遥感遥测技术与地理信息系统方面已具有国际先进水平。但是与一些先进国家的地理科学研究相比，还存在一些问题和差距。,（1）基础理论薄弱，缺乏高层次的综合地理科学是一门综合性很强的学科，“综合”被视为地理科学的突出特征。而事实上，地理科学由于理论基础薄弱，至今未能很好体现“综合性”这一特色。地理科学的“综合”目前在很大程度上还只能说是无机的“组合”，地理科学所建立的理论体系目前在某种程度上还是一种简单、感知、经验性复合叠加的“准知识体系”。,（2）研究内容空泛，学科体系庞杂紊乱由于地理科学研究范围的不断扩大，以及对“地理科学”概念的不同体会，使人们对地理科学的研究对象和研究内容的认识一直没有统一。造成了人们长期以来热衷于四处涉猎，很少考虑到地理科学本身合理的学科体系，其结果是横向拓展有余，纵向深入不足，学科体系越来越庞杂。同时，由于学科涉猎领域过广，而又无力向纵深发展和培植根基，许多辛勤开拓出来的“科学领域”，也被其它学科蚕食和占领。,（3）应用研究落后，成果价值不高地理科学尽管在参与社会生产实践中发挥了重要作用，但由于理论基础薄弱，研究方法陈旧，应用技术落后，几乎很少能独挡一面地解决重大实际问题，更很少能输出自己真正的“实形产品”,直接推动生产力的发展，大多研究成果不可能在短期内直接带来社会经济效益，故在当今社会经济发展急切的需求下，难以得到社会的承认。,（4）实地观测、分析研究薄弱地理科学不同于某些实验室科学，需要有多种尺度的时间和空间研究。因此，定位台站的长期、连续观测和原始数据的分析研究，是地理学发展的基础之一，但除了在少数研究所外，这种工作愈来愈弱化。在科研单位和高校，普遍存在忙于争课题和完成论文数量，不甘于坐在冷板凳上做扎实细致工作的现象。在表面繁荣之下隐藏着一种浮躁之风，这样难于出源始创新成果。,在GIS和数量方法的应用取得明显进展的同时，地理学家对野外的考察研究也削弱了，一些资源环境和国土开发的重大课题的研究，需要台站进行长期观测的研究，但普遍存在野外工作的人员和时间“不到位”的现象。,（5）全国性的协作和重大课题的研究愈来愈困难目前的科研和教育体制，注重个人创造性，在组织结构方面愈来愈小型化，研究目标愈来愈体现为发表论文，特别是在SCI、SSCI检索的期刊上发表论文。在这种情况下，一些大型的研究，如国家大区域的资源环境及发展的综合研究，大型地理丛书和综合性的学术著作的编写，以及其他围绕大项目的协作等明显削弱了。如果这种情况不能改变，地理科学的应用价值就将下降。,（6）对国际学科前沿问题研究不深，对与国家发展有关的问题关注不够对全球问题的研究薄弱，没有在把握全球性的重大问题的基础上开展研究，并把研究成果推向国际；对国家重大的发展问题及其他决策问题的关注和研究薄弱；对高级理论性综合性人才的培养缺乏应有的关注；对地理科学发展的理论、发展方向的关注薄弱，与整个科学发展大趋势、其他学科发展前沿、科学哲学、国外地理科学先进思想存在隔膜；信息化的应用仍不普遍。,五、中国地理科学的发展方向和重点领域1、中国地理科学的发展方向和目标基本方向和目标是，立足中国独特的地理条件，围绕我国社会经济发展和生态环境建设中人地关系的协调问题，加强系统的综合地理研究，在基础理论和应用开发方面做出较大贡献，并在国际地理科学领域占据应有的地位，在某些领域达到国际先进水平。,努力为国家经济建设和社会发展服务建立和发展