蔡云龙2009中国自然地理学发展趋势与优先领域

自然地理学一直并将继续受整个科学和科学 哲学发展的影响 。物理学 、化学 、生物学 、地质学 、 生态学等学科基本原理和方法的发展 ,是认识自然 环境和生态系统中能量流 、动力学和全球生物地球
化学循环的重要支撑 。多学科协作是解决当前重 大问题的一种必要条件 。自然地理学需要保持和 培养与其他学科的密切联系 ,与其他学科合作 ,甚 至需要组建多学科队伍 。同时 ,自然地理学在清醒 认识其他学科进展的背景下 ,应该保持自身的性 质 、目标和方法 。
近年建立且发展迅速的地球系统科学 [ 4 ]和可 持续性科学 [ 5, 6 ]是当前重要的国际学术前沿 ,对自 然地理学的发展至关重要 。自然地理学对此类学 术领域曾经有过重要贡献 ,但目前的表现显得贫 乏 [ 3 ] ,根本原因是基础理论和研究方法的原创性 不足 。因此 ,需要把握地球系统科学和可持续性科 学的发展趋势 ,创新自然地理学的科学理论 、研究 方法和手段 。
科学研究需要把握学科的发展趋势和优先领 域 。本文阐述中国自然地理学发展的主要影响因 素 、未来趋势 、优先领域及特殊区域 。
1 影响自然地理学发展的主要因素
1. 1 社会需求 全球环境变化 (特别是气候变化 )是当前科学
界 、决策界和公众的关注热点 ,加之中国独特的自 然环境 、人文背景以及经济社会发展的特殊阶段 , 对自然地理学提出了特殊的需求 。总体上讲 ,与中 国自然地理学研究相关的重大科技需求主要表现 为 :如何在环境变化中维持水土资源保障和生存环 境 [ 1 ] 。公众日益增长并且必然持续不断的环境意 识也将对自然地理学提出更多 、更高的要求 。未来 若干年中国自然地理学研究在紧密结合国际学术 前沿的同时 ,应该更加重视针对当前中国经济和社 会发展的需求 ,找准中国自然地理研究亟待解决的 科学问题和重要区域 ,确立研究方向和优先领域 , 提高综合解决实际问题的能力 。
选择合适的综合研究区域 ,突出人的需求驱动下的 环境变化研究以及人类的适应性研究 ,避免见物不 见人 。
在交叉与综合方法的研究中 ,借鉴相邻学科方 法 ,建立和发展自然地理学研究方法体系 。在充分 重视逻辑实证方法的同时 ,要注意人本方法 、结构 方法等新科学思想和方法论的探索 ,提倡研究方法 的多样化 。更多地引入现代物理 、化学 ,尤其是现 代生物学技术 、材料科学技术和信息技术 ,借鉴地 球科学中相邻学科技术体系建立的经验 ,建立和发 展地理学实验 、分析和监测技术体系 。 2. 3 适应未来趋势的研究方向
受 20世纪科学还原论大趋势的影响 ,自然地 理学的分支学科走过了一条各自深入的发展阶段 , 使得内部结构曾经松散 。当今环境过程和环境变 化研究的趋势表明 ,次级学科的分界已不再象过去 那么清楚 。现实问题无论是区域性的还是全球性 的 ,都不是单一学科能完全解决的 。自然地理学作 为一个学科尚且需与其他学科结合 ,其内部的分支 就更需要走向综合 。
科学哲学的发展不断提醒学者们要对自己学 科的知识限度进行审视 ,自然地理学显然也是有局 限的 ,也需要不断反思 。
自然地理学相对于整个科学和其他学科的地 位如何 ? 观点在不同学科有差别 ,也随着时间而变 化 。“环境 ”和“自然 ”的概念已经改变 ,自然地理 学的研究对象及与其他学科的区别也在变化 。
自然地理学的未来发展将出现以下趋势 [ 9 ] : (1) 走向更加综合发展的道路 ; (2) 在全球变化的高度上进行研究 ; (3) 从一般性的描述走向了更深入地揭示一 些过程及其动态变化的机理机制 ; (4) 更加重视运用高新技术来武装 ; (5) 更加密切地为实现区域可持续发展服务 。 在全球变化和可持续发展的大背景下 ,当代自 然地理学面临的研究对象更加综合和复杂 。随着 数据采集能力的加强 ,自然地理学研究正在逐步从 要素和过程的分离向综合集成方向发展 ,更加强调 解释不同层次地球表层过程发生的机理 ,发展尺度 转化的方法 ,探讨模式模拟研究在刻画地表系统的 整体性中的作用 。对地表自然过程的认识将更加 深刻 ,对人文过程的研究将更加强化 ,对模式模拟 手段的运用将更为广泛 ,地理学研究人员的知识结 构也将不断更新和更合理化 。 要在要素研究中建立格局 2过程 2机制的系统 思维 ;在区域研究中 ,建立时间 - 空间转换的思路 , 格局与过程耦合的思路 ,区域差异与关联的思路 , 加强不同层次的综合研究 ,将综合研究的落脚点放 在要素相互作用的综合和过程相互作用的综合上 。
- mail: caiyl@ urban. pku. edu. cn
6 20 地 理 科 学 29卷
自然地理学的核心何在 ? 这是一个古老而至 今仍令人困惑的问题 。可以把人类 2环境关系的研 究看作是自然地理学的核心 ,但这个表述显得模 糊 ,自然地理学每一个分支都可以更清楚地表述自 己的核心 。其实学科核心的模糊未必是坏事 ,学科 进展中最激动人心的创新往往发生在学科的边缘 地带 ,即与其他学科的界面上 。
化的研究途径 。任何一种途径或范式都不可能永 远盛行 ,自然地理学的研究内容 、理论范式 、研究方 法都在与时俱进 ,不断创新 。
环境过程研究的技术越来越精致 ,其中模式 (model)成为自然地理学研究的重要手段 。自然 地理学将广泛地吸收现有的各种模式 ,将其应用于 自然地理研究之中 ,并力图改进和创新模式 。
(1. 北京大学城市与环境学院 ,北京 100871; 2. 国家自然科学基金委员会 ,北京 100085)
摘要 :科学研究需要把握学科的发展趋势和优先领域 。影响自然地理学发展的主要因素包括社会需求 、学科自 身性质和其他学科的影响 。自然地理学当前发展态势包括积极参与多学科研究计划 、新思维和新领域的出现 、 模式 (model)作为重要手段 、在认识自然演变机理的基础上解释空间格局 、成果得到更广泛应用等 。未来自然地 理学将出现更加综合 、在全球变化的高度上进行研究 、更深入地揭示过程及其动态变化的机理机制 、更多运用高 新技术武装 、更加密切地为实现区域可持续发展服务等趋势 。中国自然地理学未来的优先领域是 :人类活动对 全球变化的影响及适应 ,土地变化过程及其生态环境效应与调控 ,城市化过程及其资源环境效应与调控 ,流域地 表过程与综合管理 ,土壤演变过程及其对土壤质量的影响 ,资源与生态的可持续性 ,污染物的区域环境过程 、健 康风险与控制 ,灾害形成机制与综合风险管理 ,生态系统服务功能综合评估 。要加强特殊自然地理区域的综合 研究 ,包括区域综合理论研究 ,寒区现代地表过程对气候变化的响应 ,干旱化过程与人地关系演化 ,湿地生态过 程 、服务功能与恢复模式 ,风成环境与风成过程及其调控 ,喀斯特生态系统的演变过程与可持续性 ,青藏高原生 态屏障作用及区域生态安全 ,山地灾害与环境相互作用及区域生态安全 。 关 键 词 :自然地理学 ;社会需求 ;学科性质 ;发展趋势 ;优先领域 中图分类号 : P90 文献标识码 : A 文章编号 : 1000 - 0690 (2009) 05 - 0619 - 08
自然地理学的研究成果得到更广泛的应用 ,为 决策 、规划设计 、工程咨询提供了科学依据 ,并关注 自然地理学知识的普及和环境教育 。环境的概念 已扩展到不仅包括自然环境 ,也包括人为环境甚至 人造环境 ,自然地理学已不局限于“自然 ”环境 ,而 是主动地参与资源环境决策 、环境规划和设计 。 2. 2 未来趋势
自然地理学已呈现出一些新思维和新领域 ,包 括自然地理系统 、自然地理过程 、景观与环境变化 、 人类活动与环境变化 、全球自然地理学 、文化自然 地理学 [ 2 ] 。
不同地区有不同的地理环境特征 ,自然地理学 又有不同的学术传统和研究方式 ,因此已出现多样
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环境过程研究与环境变化相联系 ,并关注环境 过程的空间格局及其调控 ,这是自然地理学特有的 一种研究途径 。空间格局的解释应该建立在认识 自然演变机理的可靠基础上 ,并应用于环境变化管 理 。自然地理学在空间影响分析方面具有独特的 作用 ,可在空间影响及其管理方式方面对全球变化 研究和对策做出贡献 。
人类活动与环境变化的相互影响是当今最为 重要的科学问题和社会需求问题 ,要求自然地理学 和人文地也是联系自 然科学与人文社会科学的桥梁 。
收稿日期 : 2009 - 08 - 16; 修订日期 : 2009 - 09 - 14 基金项目 :科技部创新方法工作资助 (2007FY140800 - 1) 。 作者简介 :蔡运龙 (1948 - ) ,男 ,贵州贵阳人 ,教授 。主要从事自然地理学 、自然资源学 、土地科学 、地理学理论与方法的教学和研究 。 E
曾经的“任务带学科 ”发展模式 ,对于中国自 然地理学的发展起到了很大的促进作用 。但学科 本身有固有的诉求和发展逻辑 ,既要考虑国家需 求 ,也要考虑学科发展 。没有学科的深入研究 ,没 有基础理论的提高 ,也不可能满足国家日益增长的 需求 。站在资源 、环境管理第一线的自然地理学家 们应该既是实践型的又是学者型的 ,他们需要利用 丰富的自然系统分析经验 ,利用对自然界的熟悉 , 继续研究整体性和全球性问题 ,同时满足国家和社 会的需求 。自然地理学发展同时要兼顾实践性和 学术性 。
2 对中国自然地理学未来趋势 的基 本判断
2. 1 当前态势 自然地理学积极参与多学科研究计划 ,与环境
变化研究涉及的其他学科进行广泛的合作 。自然 地理学与人文地理学更加紧密地交叉与协同 ,以全 面深入地研究人类对环境的影响 ,科学地预估未来 环境变化情景 ,并研究人类对环境变化的响应和适 应。
科学方法的发展和引入必然影响自然地理学 。 例如 ,关于作为一个整体的全球气候系统 ,正在不 断发展出各种动力学模式 ,并涉及生物圈的所有部 分 ;非线性动力学 [ 7, 8 ]与混沌 [ 2 ] 、分形等理论 、方法 结合 ,遥感技术和微观技术的发展和日益频繁的应 用 ,将进一步影响自然地理学 。
1. 2 学科自身的性质和问题 自然地理学聚焦地球陆地表层及其外围的特