地球科学前沿系列自然地理学前沿

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第一章

地理学的发展趋势与前沿

地理学是人类知识宝库的重要组成部分,旨在探索自然规律、揭示人类本质。 经过长期发展,特别是近几十年来,地理学的理论、技术、方法不断创新,研究范式正在悄然发生变化,地理学已进入现代科学技术体系。 当前,地理学面临良好的发展机遇,正处于向地理科学转变的历史进程。 在服务政府决策和国家需求中不断发展和完善。 自然地理学是地理学的一门重要基础学科。 本章论述了地理学的基础知识、地理学的发展趋势、地理学与决策,探讨了我国地理学的发展方向和重点领域。 旨在把握我国自然地理学的宏观学科背景,为分析自然地理学学科提供依据。 发展战略提供支撑。

地理基础知识

一、地理学的内涵和特征

地理学是一门古老而又现代的科学。 《周易》中有“仰观天文,低观地理,故而知明”的说法。 在现代地理学中,“地球”是指地球或地球表面,或指地球表面,或指一个地区。 “理”是指事物、规律或事物规律性的内在联系。 地理学是指地球表面地理现象或事物的分布、时间演化和相互作用规律。 因此,地理学是研究地理要素或地理复合体的空间分布格局、时间演化过程和区域特征的学科(傅伯杰等,2015)。 地理要素通常分为五类,包括水、土壤、大气、生物和人类活动,简称水、土、空气。 地理综合体由地理特征组成。 在自然界中,生态系统可以看作是一个地理综合体,自然地带也是一个地理综合体。 在人类社会中,地理复合体可以是一座城市,也可以是一个街区。 在空间分布研究中,从云南西双版纳到黑龙江漠河是热带向寒带的过渡。 这种自然地带的分布就是地理复合体的空间分异。 时间演化过程主要是对历史时期的研究,包括一些地质历史时期。 例如,第四纪研究需要分析从过去到现在的地理过程,然后预测未来的发展,这就是时间演化过程。 地理学还需要研究地理要素和地理复合体的区域特征。 例如,在京津冀协同发展研究中,我们分析其区域特征,考虑城市间的互补性、功能定位、交通网络构成等,分析城市间的互动过程,从而服务于京津冀协同发展。区域协调可持续发展。

地理学是研究人与地球关系的科学(陆道道、郭来熙,1998),具有综合性、交叉性和区域性的特点。 地理学自诞生以来就强调自然科学与人文科学的交叉。 地理学早期的综合性来源于学科的多元化,但随着子学科的深入发展,地理学日益呈现出空心化的趋势。 防止地理学空心化,当前最重要的是加强地理学基础理论和方法研究,即加强综合研究,强调人地关系耦合机制,充分反映地理学基础理论和方法。地理学的综合特征。 我国现代地理学先驱之一黄秉伟先生提出,综合是地理学存在的基础,对地理环境的综合研究是辩证地认识地理环境形成和发展的根本途径。黄秉伟,1960)。 也就是说,只有坚持综合方向,才是地理学发展的核心方向。 对地理环境进行综合研究,是辩证地认识地理环境形成和发展的根本途径。 地理学作为一门实践学科,其综合性体现在地理学研究的多维度、动态视角。 以人地关系为主线开展地理学综合研究,其综合性和动态性主要包括三个方面:一是动态研究,重点关注地表环境和地球环境的动态变化,即环境动态研究; 二是人类社会动力学研究,以人类社会的发展为主体,重点研究环境与社会动力学的关系; 三是区域、流域等研究领域综合分析。 例如,在城镇化研究中,需要厘清中心城市与卫星城市在产业布局、交通网络布局、人口分布等方面的相互作用和相互依存关系。

同时,综合地理学研究不仅需要发展综合地理学研究理论和方法,还需要关注尺度之间的相互依存关系。 地理学的研究对象可以分为不同的尺度。 小尺度可以覆盖整个生态系统,大尺度可以覆盖整个世界。 研究区域特征和区域间依赖是综合地理学研究的重要课题。 地理学的空间表现形式也是多种多样、多样化的。 除了语言、数字等基本表达形式外,图形也是地理表达的主要形式。 例如,研究地图可以分析地理的空间分布,比较不同时期的地图可以为地理空间演化的研究提供直观的支持。

2.地理学的研究对象和学科

地理学的研究对象是地球表面,即地球的陆地和海洋表面。 它是岩石圈、水圈、大气圈、生物圈和人类智慧圈相互作用、相互渗透而形成的自然社会复合体。 地理学不仅研究地球的物理性质,而且还研究其社会和经济性质。 以地质历史时期为代表的地质时代,地球进入了“人类世”的新时代(Crutzen and Stoermer,2000)。 人类主导着社会经济,改变着地球表面环境,影响着地球系统的演化和发展。 地理研究空间的上界面为大气对流层顶部,下界面为岩石圈上部。 地球表面是地球上最复杂的界面。 它是物质三种状态相互作用、有机物与无机物相互转化、地球内力与外力相互作用的地方。 地球内力和地球内部活跃的构造过程对地球表面产生重大影响,地球外力也对地球表面产生非常明显的变化。 火山喷发、地震、板块运动等内生力造成了高原的隆起,这是地球的内驱力; 水蚀、风蚀等外力塑造了地球表面的各种自然形态。 尤其重要的是,地球表面系统是人类赖以生存的环境。 为了维持人类的可持续发展,我们必须保护地球表面系统。 因此,地理学的研究不仅涉及物质和能量在垂直方向上的迁移和转化,而且还涉及物质和能量在水平方向上的分化和动态; 它不仅包括自然过程的表征,还包括人文和社会经济过程的表征。 该分析还包括人类和地球系统的耦合(Liu et al., 2007)。

面对资源、生态、环境等诸多复杂的综合性问题,地理学需要找到综合的方法来应对诸多挑战,为人类可持续发展奠定学科基础。 地理学是一门多元化的学科。 自然地理学、人文地理学、地理信息科学都与其他学科有不同程度的联系。 例如,自然地理学中,地貌学与地质学的交叉,气候学与气象学的交叉,生物地理学与生物学的交叉,土壤地理学与生态学的交叉,水文地理学与水文学的交叉; 人文地理学包括人口地理学、城市地理学、经济地理学、政治地理学、社会文化地理学,分别与人口学、城市科学、经济学、政治学、社会学交叉; 地理信息科学包括地理信息系统和制图学、定量地理学和遥感,分别与计算机、大地测量学、统计数学和工程学相交叉。 地理学研究中的自然环境特征和人类活动特征都具有空间异质性。 异质环境中的区域地理过程和影响处于地理学研究的前沿。 空间差异本质上是地理研究的一个来源。 例如,在城市化研究中,可以通过从城市中心到城市外围的剖面或样带来分析城市化的整个过程,反映城市化过程的空间异质性。 地理学的区域性质通过地理分异以“格局”来表征,而“地理过程”则表现为地理现象的时空演变。 因此,“模式与过程”的耦合是地理学综合研究的重要途径和方法(Fu Berger,2014)。 无论是自然地理学、人文地理学,还是环境研究,往往可以先划分不同的模式,然后分析不同模式对过程的影响,并在此基础上探究过程如何影响模式。原因是自然环境和人类活动都存在空间差异,往往对地理过程产生重要影响。