现代地理学的演变与生态学的发展

现代地理学的演变与生态学的发展

现代地理学是研究地球自然现象、它们之间的关系和区域差异的科学。它主要关注地理综合体的空间水平方向和一般研究。这个概念已得到学术界的认可。即便如此,这仍是一个比较宽泛的概念,服务领域不明确,加上社会有关方面对地理学研究内容、方法和应用理解不够及高考导向的影响等,地理学发展一度陷入低迷,甚至半停滞。20世纪末,地理学发展受到了前所未有的冲击,制约了地理学的学科发展进步。然而近些年面对当前全球变化和可持续发展等世界性科学问题,生态学迅速发展并向地理学渗透,以及现代地理信息技术的高度发展,使地理学走出低谷,在优化经济结构、合理利用资源、保护生态环境、促进地区协调发展等领域取得显著成绩。目前,地理科学研究的项目数、经费数以及地理学为国民经济发展的贡献,与以往沉寂的地理学研究相比是空前的。面对地理学的进步,我们不能不历史地分析和评价促使其进步的原因和机制,而生态学的渗透则是地理学发展中尚未引起人们足够重视的最为重要的因素之一。一、现代地理学的现状及特点1.现代法学的发展趋势现代地理学是同科技社会或信息社会相适应的地理学发展的最新阶段,是现代科学技术革命的产物,以人类居住的地球表层,包括自然地理系统、生态系统和人类社会系统所组成的开放复杂巨系统为研究对象。第二次世界大战之后,科学技术进步及战后城市建设、经济发展、生产力布局等社会经济发展的需要,促进了地理学与其他学科的交叉,于是在理论建树和研究方法上都有所提高,使地理学跨入了现代地理学的发展阶段。但依然存在许多问题:(1)理论建树薄弱,缺乏创新意识。(2)各分支学科的发展很不平衡,偏重自然而忽视对人文过程的研究。(3)高新观测技术和信息处理技术应用不够普及,实地观测、获取第一手数据的能力有待提高。(4)现代地理学尚未建立对人地相互作用系统进行系统描述和分析的有效方法。(5)在研究思路、主要关注的问题、研究手段和方法、专门人才知识结构,以及社会对地理学的作用的认识等方面还有明显的差距。(6)专门研究人才的知识结构无法适应解决交叉性科学问题的客观要求,研究水平参差不齐,存在一定的低水平重复现象。2.和世界的地理研究(1)强调地理学的统一性。20世纪60年代以后,面对全球性的人口剧增、资源危机、环境污染、城市化,以及区域开发等一系列问题,都不是任何部门地理学能单独承担的课题。地理学自身的发展和实践的需要,都要求它加强一体化,充分发挥地理学固有的综合性特点。(2)理论化和数量化。从20世纪50年代起,系统论、控制论和信息论等综合性科学方法论的兴起,对地理现象的解释由单纯的类型归纳,过渡到理论演绎、实验反馈和模式化的方法以及采用定性和定量相结合的方法,对纷繁复杂的地表机理进行确定性研究。(3)行为化和生态化。20世纪60年代行为科学的出现及其随后的大发展,让地理决策和预测更符合实际情况,从而使地理学研究行为化;随着全球问题的出现,地理学研究又逐步形成生态化的趋势。随着科学技术的进步,地理学将是一门在理论化和数量化基础上,进一步综合化、生态化、社会化的理论与应用并举的两栖科学。并且针对以往的研究基础,发展的优势与不足,现代地理学发展,应该打破长期以来形成的局面,有利于地理学与其他学科进行渗透、交叉,吸收各学科之长及新的理论与方法,从系统的角度研究人类对环境变化的影响、适应性、调控与改造,以及人地关系地域系统研究方法论等。在相互协作和渗透中,地理学还可以找出它的新的生长点。二、对自然地理系统的研究生态学是研究生物及环境间相互关系的科学,理论发展完备,应用性强。生态学在解决当代人类面临的社会问题中,不仅在于它在理论和方法上的贡献,还在于它唤醒和提高了人们的环境意识,在发展、推动可持续发展概念和理论方面起到了先驱和中坚作用。它把强有力的定量化理论、方法与对自然界和社会中广泛分布的模式的认识结合起来,为科学和社会之间架起了一座桥梁。在此过程中生态学也超越了作为其起源的生物学范畴而成为研究生物、环境、资源及人类相互作用的基础和应用基础科学。地理学是具有悠久历史的科学,以研究地理事物与环境因子的水平分布规律、区域差异及综合性见长。而生态学则更强调垂直方向上的生物与环境关系的研究。运用生态学的观点对自然地理系统进行研究,将地理与生态的水平与垂直方向的研究有机结合,将生态学丰富的理论与复杂的地理事物结合,将生态学的强有力的应用性特征与地理学的综合性特征相结合,促进了对地球整体复杂系统、复杂问题、复杂现象的辨析与解决能力,且在生态学的渗透与融合中,地理学出现了大量的服务高水平生态系统管理的生长点,使地理学这一老学科焕发了生机与活力。主要体现在以下几个方面:1.丰富了地理学科,地理学有了生态学研究方向。日本地理学家野间三郎曾指出现代地理学的根本转折就是从形态化转向生态化。以往地理学都是从地球表面的外部形态出发,运用比较分析的方法进行研究,对人和环境的研究也都是从形态上寻找一一对应关系。而生态学原理即生态系统概念和物质循环系统的推广,使地学工作者有了新的认识。把相互作用、相互联系的人类生态地域体系作为研究对象,从人类和环境关系入手,以人类为研究主体进行研究,主要研究内容有以下几个方面:(1)物质循环系统的研究。(2)景观生态序列的研究。(3)人工环境系统的研究。地理学的生态学研究方向是地理学发展的新方向,也是极具生命力的方向。2.运用生态学的基本原理和方法,研究各类生态系统的空间分布、结构、功能及演替等规律与地理环境之间的协调平衡机制,可为人类合理开发利用地理环境,提供信息依据。3.生态学促进了动物地理的发展。20世纪初至今,由于生态学的发展,各生态因子的提出及种群的研究,对动物分布的探讨逐步转向对生态因素的分析、动物群的结构特点以及与自然环境相互关系的研究。把整个生物圈看做一个巨系统来研究,有利于综合地理的发展。4.生物及其生境的调查和研究促进了自然地理的发展,并为地理学研究提供大量基础资料。从生态学角度进行的大量的野外考察与基础资料的收集、整理极大地促进了我国自然地理、动植物区系、植被、土壤、农业、林业资源等方面的调查研究。5.地理学与环境学交叉,主要是利用生态学与空间分析的方法,研究当前在人类环境中出现的环境污染与生态破坏问题。吴传钧教授也提出中国的环境地理学,在我国的国土开发整治的实践过程中,已经成为我国地理学发展的一个新领域。三、“自然系统与人类的相互作用”的内涵美国地理学家A·N·斯特拉勒和A·H·斯特拉勒(1973)在其合著的《环境地学——自然系统与人类的相互作用》一书中指出,“人类与自然系统的相互作用”主要表现为人类与自然地理过程的相互作用和人类与生物过程的相互作用。前者属地球科学的内容,后者属生态科学的内容。在这里,地球科学和生态科学相互支持、协同发展。1.生态科学发展的重要内容(1)从学科产生看,生态学最初产生于广义的地理学—博物学。洪堡创立的植物地理学,指出植物分类与气候的关系,植物和环境的时空演化关系,可以称得上是生态学的地理学基础。可见地理学是生态学的来源之一。(2)地理学的综合性,使其为解决生态问题作出了巨大贡献。长期以来地理学是一门研究全球自然、经济和人口的综合科学,地理学积累了大量有关全球的自然条件、自然资源及其发展和经济利用程度、形式等方面的资料,科学地、系统地、成功地解决了许多生态问题。(3)应用先进地理科学技术,生态学得到空前发展。生态学者应用遥感技术部分替代实地观测,获得更准确的信息,使宏观生态学得到长足发展。(4)以资源管理为核心,出现了许多生态学分支学科。社会生态学、经济生态学得到进一步重视,它的发展推出了城市生态学、全球生态学(生物圈生态学)等宏观生态学新领域。2.景观生态学在城市空间环境综合整治中的应用(1)自然资源持续开发利用与管理。加强对地区自然资源系统的研究,即以地区为单元,综合研究该地区的资源系统。为使自然资源利用取得最大的经济效益,地理学与社会生态学结合,即社会生态系统中的各类地生态系统协调组合,保持平衡状态的物质循环、能量流动。不同类型的地生态系统有不同的自然资源,对各类人为影响有不同的最大允许负荷,规定每一地生态系统使用和破坏自然资源应支付相应的费用,由此产生了生态经济学,从经济学和生态学的结合上,围绕着人类经济活动与自然生态之间相互作用的关系,研究生态经济结构、功能、规律、平衡、生产力及生态经济效益,生态经济的宏观管理和数学模型等内容。由此遏制破坏生态系统的行为,促使自然资源在生态平衡的基础上实现持续稳定发展。目前普遍推出生态规划,用生态系统的观点合理布局农、林、牧、副、渔业和工矿交通事业,以及住宅、行政和文化设施等,建立能源、资源多级利用及循环再生的技术体系与无污染“绿色”生产与开发技术体系,提高能源资源利用效率与生产效率,保证自然资源持续利用与管理。(2)国土整治与防灾抗灾。在宏观尺度上对土地资源进行空间配置,实现土地的可持续利用,是现代地理学与生态学服务社会的重要方面。从不同尺度上建立模型探讨土地利用变化与规划,从而防治土地退化。即在不同等级结构与尺度下研究生态格局与过程,尤其突出了空间结构与生态过程在多个尺度上的相互作用,景观生态学发展起来。运用景观生态学原理探讨流域土地利用、土壤侵蚀、土地沙漠化等问题,对于指导区域可持续发展和生物多样性保护有重要意义。此外,运用地理学的先进技术,对不同区域进行生态监测,通过模型模拟技术,预测预报异常气候和其他自然灾害的发生。现代地理学和生态学对此作出了很大的贡献。(3)城市规划与建设生态城市。城市规划作为宏观指导和协调部门利益、优化城市土地资源配置、合理组织城市空间环境的重要战略部署,必须要具备生态观。城市生态系统是一个自然、经济与社会复合的人工生态系统,从生态学的角度用综合生态方法来研究城市问题和城市生态系统,即在城市规划理论中,体现生态城市的要求。以持续发展为目标、以生态学为基础、以人与自然和谐为核心、应用生态工程、环境工程、系统工程等现代科学与技术,综合协调城市及其所在区域的社会、经济、自然复合生态系统,以促成健康、高效、文明、舒适、可持续的人居环境。(4)人地关系地域系统研究。生态系统、生态平衡及反馈机制是维持人地环境系统相对稳定性的前提,这种稳定性必须通过构成环境各组分与物种间的相互制约关系和反馈机制来实现。地理学与生态学相互融合研究人地关系地域系统——人居环境。运用环境生态学原理,解决环境污染和生态破坏这两类环境问题。运用生态系统的生物共生和物质多级传递循环、再生原理,结合系统工程方法和多学科的现代科技成就,根据当地环境和资源状况,优化组合住区的功能结构,形成高效、和谐、自养自净、无废无污、生活舒适、文明延续的理想居住模式,生态平衡的建筑环境。生态美学是生态住宅不可或缺的灵魂,把生态学理论和生态价值观引入美学领域,根据实际环境进行设计定位,确保田野、青山、绿水、动物、植物、气候、特色资源等各种审美元素的综合利用,真正做到既有地方风格的生态人居环境,又有超前的环境艺术审美特色。(5)环境与生态系统管理。地理环境的反馈机制是经过长期进化适应才形成的,通过生态预测建立数学模型,及根据植被和土壤特征的指示性,可预测环境变化带来的生态后果。以生态系统的自我调节能力与生态经济理论为依据管理生态系统,从复合生态系统的观点出发,研究各亚系统间纵横交错的相互关系及其间物质、能量、信息的变动规律,研究其效益、风险和机会之间的动态关系,维持生态平衡。由此,新兴学科景观生态学、环境生态学、污染生态学、恢复生态学,相互交融、共同作用,阐明了解决环境和生态系统问题的途径。其中景观生态设计通过调整系统的结构或输入、输出而使共生系统内部及其与外部环境之间的矛盾得到协调。(6)全球变化研究。全球变化是地球整体行为的结果,涉及地球系统各圈层的相互作用。由于人类活动范围的日益扩大,使自然形成的物质大循环和能量变换受到干扰,影响到生物圈及生态系统正常的物质循环代谢。此外,大气酸化、温室效应影响到全球气候变化,进而危害农业生产和生态系统的正常功能。全球生态学科的出现,与社会生态学相互协作,开展不同区域尺度的陆地表层地理过程和格局变化的研究,系统分析生物圈的功能和动态,研究社会活动的生态最优化机制,为解决全球范围的生态问题提供了依据。(7)旅游规划应用。基于生态学的相互关联思想,运用地理学的区划方法,并综合在旅游规划实践之中,是旅游规划理论与实践值得深入研究的一个方面。景观生态学是在生态学和地理学结合下产生的,包含了生态学的思想和原则,同时重视景观时空特色,在规划中引入景观生态学原理,结合生态因素,可以使其功能更好实现。旅游生态系统是一种非独立性的景观生态系统。基于景观生态学的旅游规划在其开发范式中把保护思想融入开发理念之中,而旅游地景观生态规划则是基于旅游开发与环境保护关系之上的一种规划,在景观水平层次上对旅游地的旅游景观、环境景观等所进行的一种规划,对提高区域整体生态环境、改善区域旅游环境和维持区域旅游可持续发展都具有重要的现实意义。综上,生态学与地理学的完美的协同进步,主要是源于以下几个方面的影响:第一,