地理学研究进展
与前沿领域
2003年 10月
提 要
● 学科背景
● 进展和成就
● 发展趋势
● 前沿领域与重点
● 对策建议
◆ 研究地球表层自然要素与人文要素相互作用与关
系及其时空规律的科学,
◆ 地球表层巨系统是由各种自然与人文现象组合在
一起的复杂体系,
◆ 跨越自然科学与社会科学性质,以综合性和区域
性为特色,
◆ 20世纪经历了近代地理学和现代地理学的发展阶
段,进展显著、成就巨大,
■ 学科背景 (1)
◆ 形成了 区域学派、景观学派、生态学派、区位学
派和数量学派等,
◆ 研究领域不断扩大并深化,在理论、方法和技术
上取得前所未有的进展;
◆ 在现代地理学发展时期,教学科研机构增加,队
伍扩大,科研成果和知识广泛应用;
◆ 现代地理学成为涵盖自然地理学、人文地理学和
地理信息科学的大科学体系,
■ 学科背景 (2)
■ 进展和成就
◆ 地域分异规律与区域系统
◆ 地表自然过程的综合研究
◆ 人地系统与区域发展研究
◆ 国家地图集系列的编纂
◆ 地理信息系统的建立与应用
进展和成就 (1)
地域分异规律与区域系统
▲ 地理地带
性学说进
一步发展
和完善,
地域分异
规律得到
检验和应
用,
▲ 中国综合自然区
划揭示出自然地
域分异的特点和
地带性规律,成
为各部门研究和
应用的重要依据,
▲ 中国农业区划、
中国自然地理系
列专著等成果,
均具有世界意义,
进展和成就 (1)
地域分异规律与区域系统
进展和成就 (2)
地表自然过程的综合研究
▲ 深入开展对地表物理过程, 化学过程和生物过程
的研究, 并加以综合,
▲ 土地科学的系统研究进展显著, 并已发展为与全
球环境变化相联系, 开展了土地利用 /土地覆被变
化研究,
▲ 冰川, 冻土, 沙漠, 湖泊, 湿地等专门自然地理
的时空演变与过程研究的成就突出,
▲ 通过黄土, 冰芯, 湖芯, 树轮及历史文献等的深
入研究在古地理气候与环境变化领域的成果瞩目,
▲ 人文地理研究热点之一的区位论, 从农
业, 工业拓展到城市, 创立了, 中心地理
论,, 并开展了城市化研究;
▲ 区位论的广泛应用, 促进了人文地理学及
其分支学科的发展, 完成了不同尺度的经
济区划和区域规划研究,
进展和成就 (3)
人地系统与区域发展研究
▲ 地理学家率先开辟对自然资源、自然灾害和
人类环境的综合研究,成为当代地理学应用
研究的主流;
▲ 人地关系的地域系统研究 从宏观深入到微观
领域,涉及人口、资源、环境与经济社会发
展;建立可持续发展的机理、指标体系、模
型、动力学和决策支持系统等,
进展和成就 (3)
人地系统与区域发展研究
进展和成就 (4)
国家地图集系列的编撰
▲ 20世纪, 国际地理学界有几次编制国家地图集的
高潮; 30年代以法国, 瑞典为代表; 60年代以英,
美, 苏为代表, 苏联的国家地图集还延伸到全世
界和海洋领域,
▲ 中国近 50年来先后编制国家, 省区及历史, 自然,
人口, 经济, 农业地图集系列 30余种;国家自然,
人口, 经济和农业等地图集的规模和质量均达国
际先进水平,
▲ 地理信息系统是处理和分析大量地理数据的综合性技
术系统, 具有对空间信息的综合处理能力, 对现实世
界的模拟能力, 并能产生新信息为决策服务 ;
▲ 地理信息系统的发展, 使地理学传统的综合性, 区域
性得到充分的技术保证, 并形成了为地理战略咨询与
地理工程建设服务的信息 ( 资讯 ) 产业,
▲ 地理信息系统的成果广泛应用于资源、环境、市规划,
作物估产、灾害预警评估等领域,成为重要的研究和管
理工作手段,
进展和成就 (5)
地理信息系统的建立与应用
■ 发展趋势
◆ 和相邻学科的交叉与融合
◆ 加强地理学内部的综合研究
◆ 深化地理过程的微观研究
◆ 拓宽应用研究领域
◆ 实验地理与技术手段现代化
◆ 理论思维模式的转变
▲ 现代科学发展特点是从单一运动形态的研究
走向多运动形态及其相互作用的综合研究;
▲ 相邻学科之间的横向、交叉、渗透和融合成
为明显的趋势,传统的学科界线变得模糊;
▲ 以地球表层为研究客体的基础学科有地理学
和生态学,应用领域有环境科学与资源科学;
◆ 和相邻学科的交叉与融合
发展趋势 (1)
地 球
表 层
总体目标
应用学科
基础学科 地理学 生态学
环 境 科

资源科

全球环境变化
区域可持续发展
以地球表层为研究客体的学科领域




发展趋势 (1)
▲ 系统论、信息论、控制论等横断科学为地理综
合体的研究提供了武器,促进地理学现代化;
▲ 学科的汇合、理论和方法的移植,提高了地理
学的水平,不断开拓新的研究领域,形成新的
边缘学科和交叉学科,
▲ 地球的整体观念和圈层相互作用的研究极大地
推动地球系统科学的发展,
◆ 和相邻学科的交叉与融合
发展趋势 (1)
▲ 地理学各分支的发展为在分析基础上的综合和在
综合指导下的分析打下更坚实的基础;
▲ 1930年代以来地理学专业分化的趋势比较明显;
1970年代以来综合倾向逐渐增强,进一步专业分化
和更高层次的综合同步进行;
◆ 加强地理学内部的综合研究
发展趋势 (2)
▲ 自然地理研究原则上不应该是纯自然主义的,
人文地理研究也离不开自然地理和生态学基础;
▲ 统一的地理学或综合的地理学是客观存在的,
并且是社会发展所需要的,
◆ 加强地理学内部的综合研究
发展趋势 (2)
▲ 长期以来, 自然地理和人文地理割裂对立的二
元论阻碍了地理学整体综合研究的发展,
▲ 由静态, 类型和结构的研究转变为动态, 过程和机制的
研究,
▲ 地理过程的研究如水热平衡, 地形发育, 径流形成, 元
素迁移转化, 土壤发生形成, 植被演替, 沙漠化, 城市
化等,
▲ 地理系统中界面过程研究的综合性更强, 难度更大 。 随
着人类活动的加剧, 人文地理过程越加重要, 如城市化
过程, 环境退化过程等,
▲ 历史过程和现代过程的研究是预测未来的根据,冰芯, 湖
岩芯, 树轮等的深入研究将为全球变化预测提供依据 。
◆ 深化地理过程的微观研究
发展趋势 (3)
▲ 针对描述性和认识性传统研究的局限, 地理学家
提出建设地理学的方向, 它是有目的地改造和管
理周围环境的科学;
▲ 协调自然生态与社会经济系统的平衡发展,控制
污染、抑制环境恶化,改善生存条件是环境地理
研究的紧迫问题;
▲ 传统上主要服务对象为农业, 现在非农业应用领
域受到重视, 应用研究领域更趋多元化,
◆ 拓宽应用研究领域
发展趋势 (4)
◆ 实验地理与技术手段现代化
▲ 遥感、遥测,特别是对地观测系统、全球定
位系统和卫星网络通讯系统的建立和应用;
▲ 物质能量的定量测试,测年技术手段的新进
展,为地理学研究水平的提高带来契机 ;
▲ 室内模拟实验研究领域不断拓展,对自然界
的认识也日益深化,
发展趋势 (5)
▲ 数量化方法将得到普遍应用, 数学模式可表达
经验概念, 实验结果, 揭示内在关系和规律;
▲ 地理信息系统和遥感技术紧密结合以及具有专
家系统水平的智能分析和决策等的深入应用,
必将为地理研究带来新的突破,
◆ 实验地理与技术手段现代化
发展趋势 (5)
▲ 地理学传统思维模式以观察材料和事实为基础,
认识和阐述规律, 概括理论, 属于经验归纳型
综合;
▲ 现代地理学综合模式的整体观念更强, 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, 辨证统一;
▲ 综合的内容更加广泛, 深入研究系统的结构,
功能及动态演变过程,
◆ 理论思维模式的转变
发展趋势 (6)
▲ 综合的方法更具有逻辑性和精确性, 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, 并且表达形式多样化;
▲ 意识到传统综合模式的局限, 地理学家结合研
究实践, 发展系统综合集成的理论与方法,
◆ 理论思维模式的转变
发展趋势 (6)
模式研究
数学模拟
实验模拟
发展趋势
理论思维
演绎推导
归纳类比
技术手段
GIS
遥感 /地图
实验测试
基础工作
定位试验 /区域考察
文献记载
人地关系






机遇与挑战
?从学科目标与国家需求看, 地理学面临着困难和
挑战, 也迎来发展的有利契机,
?在进入 21世纪之际, 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,
?可为评价自然条件, 协调人地关系, 促进区域发
展, 改善生态环境等作出积极贡献,
?要根据学科特点和优势, 抓住机遇, 迎接挑战,
在前沿领域开拓创新, 发展地球系统科学, 建设
人类家园的美好未来,
■ 前沿领域与重点
◆ 陆地表层过程与格局的综合研究
◆ 全球环境变化及其区域响应
◆ 自然资源保障与生态环境建设
◆ 区域可持续发展及人地系统机理调控
◆ 地球信息科学、技术和数字地球研究
陆地表层过程与格局的
综合研究
前沿领域与重点( 1)
◆ 陆地表层过程与格局的综合研究
● 陆地表层系统是地球表层最复杂、受人类活动
影响最大的一个子系统;
● 陆地表层的环境变化是特定地域上地表过程在
自然因素 /人为因素作用下发生改变的结果;
●陆表过程的研究将朝微观深化和宏观综合两个
方向发展,关键在于界面过程的综合研究,
● 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,
前沿领域与重点 ( 1)
● 陆地表层地域差异显著, 对全球问题的认
识水平取决于对其地域分异的研究深度;
● 从全球变化看,需要一个较好的、便于应
用的,兼顾自然和人文的区域框架;
● 地表过程和格局相互关系的综合研究,将
成为发展陆地表层系统科学的基础理论,
前沿领域与重点 ( 1)
◆ 陆地表层过程与格局的综合研究
▲ 水文循环过程与水量转化,水文循环界
面过程的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
重点研究方向
前沿领域与重点 ( 1)
◆ 陆地表层过程与格局的综合研究
重点研究方向
▲ 土壤 — 植被 — 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
土元素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
前沿领域与重点 ( 1)
◆ 陆地表层过程与格局的综合研究
全球环境变化及其
区域响应
前沿领域与重点( 2)
● 大气中 CO2及其他温室气体浓度的增加可能导
致全球气候变化;
●针对全球环境变化问题,已分别制订有关国际
公约,开展合作;
●地球是有机的整体,全球各圈层间的相互作用
密切;
●全球环境变化是国际地理学界的重要研究领域,
◆ 全球环境变化及其区域响应
前沿领域与重点 ( 2)
● 全球环境变化及其区域响应涉及 PAGES,
LUCC、减轻自然灾害以及全球变化战略
对策等,
● 青藏高原、黄土高原和全球环境变化关系
十分密切,是可以发挥特长的优势领域,
◆ 全球环境变化及其区域响应
前沿领域与重点 ( 2)
▲ 全新世的古地理环境演变
▲ 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
▲ 环境脆弱地区对全球变化的响应
◆ 全球环境变化及其区域响应
前沿领域与重点 ( 2)
重点研究方向
重点研究方向
▲ 全球环境变化的战略对策研究
?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
?自然资源合理利用与自然灾害防治
◆ 全球环境变化及其区域响应
前沿领域与重点 ( 2)
自然资源保障与
生态环境建设
前沿领域与重点( 3)
◆ 自然资源保障与生态环境建设
● 我国的水, 土地和生物资源人均占有量少, 空间
分布不均衡, 经济发展对资源的压力加大;
● 不合理的开发和管理, 导致自然资源枯竭, 环境
退化和生物多样性丧失, 成为制约社会经济可持
续发展的严重障碍;
● 可持续发展要求在不同尺度区域内, 社会经济发
展与人口, 资源, 环境保持谐协的关系,
前沿领域与重点( 3)
● 综合研究各类自然资源的格局、过程和动态,从整
体性出发,揭示其组合特征和演变规律;
● 研究自然资源与生态环境间的相互关系, 评估其开
发利用的环境效应, 阐明人类经营活动的影响, 提
出其调控机制与对策;
● 研究不同地域类型土地退化和生态恶化的成因机制、
动态过程及发展趋势,提出宏观整治战略及生态与
环境建设的途径与措施,
前沿领域与重点( 3)
◆ 自然资源保障与生态环境建设
重点研究方向
▲ 水循环、水资源演变规律及动态评价
▲ 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
▲ 生态系统公益功能及资产价值评估
▲ 环境质量评价、预测与区划
▲ 典型区域生态与环境的动态监测与趋势
▲ 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
前沿领域与重点( 3)
◆ 自然资源保障与生态环境建设
区域可持续发展及
人地系统机理调控
前沿领域与重点( 4)
● 可持续发展的概念应当包含地理学的区域性,其研
究也具有不同的空间尺度;
● 区域经济增长和社会发展要建立在有效控制人口增
长、合理利用资源、改善环境质量的基础上;
● 将人口、资源、环境与发展作为一个整体,研究其
结构功能、相互作用机理,预测其发展趋势,拟订
调控对策,提出区域发展优化模型,
◆ 区域可持续发展及人地系统机理调控
前沿领域与重点( 4)
● 人地系统是自然、经济和社会子系统组成的复杂
系统,是地球表层人与地在特定地域中相互作用
形成的动态结构;
● 人地系统包括人对地的依赖性和人的能动作用,
人类应按照客观规律去利用和改造地, 以达到可
持续发展的目标,
◆ 区域可持续发展及人地系统机理调控
前沿领域与重点( 4)
● 在人地关系协调中,人口与经济社会发展同自
然资源和环境之间,存在着直接和间接的反馈
作用并相互交织;
● 任何区域开发、区域规划和区域管理必须以促
进人地相互作用在地域系统中的良性循环为目
标,
◆ 区域可持续发展及人地系统机理调控
前沿领域与重点( 4)
重点研究方向
▲ 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的影响及其调控
▲ 区域可持续发展机理及结构优化与调控
▲ 人地系统的动力学机制
▲ 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
▲ 环境伦理与区域可持续发展
◆ 区域可持续发展及人地系统机理调控
前沿领域与重点( 4)
地球信息科学、技术
和数字地球研究
前沿领域与重点 ( 5)
● 地球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;
● 以信息流为手段研究地球系统的物质流、能量流和
人流的运动状态和方式;
● 为地球系统的综合研究和大型地学问题的解决 提供
强有力的支持, 促进了地球系统科学研究的现代化
与信息化,
◆ 地球信息科学、技术和数字地球研究
前沿领域与重点 ( 5)
●,数字地球, 的核心思想是用数字化的手段, 整体性
地研究解决地球问题;
●,数字地球”为地球可视化提供平台,为地球科学
实验提供基本模型框架,重演地球整体各圈层的演
变历史,评价现状,预测未来;
● 地球信息科学研究为“数字地球”关键技术的解决
奠定科学基础,其发展将有助于推动“数字地球战
略与中国对策”的研究,
◆ 地球信息科学、技术和数字地球研究
前沿领域与重点 ( 5)
重点研究方向
▲ 地球空间信息机理的基础理论与方法
?地球空间信息的认知、表达、解释与反演
?地理空间数据模型
▲ 地球信息空间分析与模型研究
?多源空间数据融合
?大型地学空间数据库知识发现
?地球信息图谱
?地图语言与认知
?空间信息模型
◆ 地球信息科学、技术和数字地球研究
前沿领域与重点 ( 5)
重点研究方向
▲ 数字化与信息共享
?数字流域与城市的地理信息综合
?数字化和网络化专题地图的研制
?空间信息基础设施和信息共享
◆ 地球信息科学、技术和数字地球研究
前沿领域与重点 ( 5)
地理学的上述 5 个前沿领域是密切联系, 互相支持的 。 应当发挥地理学的
综合优势, 将自然地理, 人文地理和地
理信息科学技术融为一体, 进行综合集
成 。
前沿领域与重点
■ 对策建议
◆ 加强基础性工作和研究支撑系统的
建设
◆ 组织自然与人文领域的交叉与综合
集成
◆ 重视地球系统科学知识的教育与普

◆ 加强基础性工作和研究支撑系统的建设
■ 我国若干具有全球意义的区域,特色鲜明,是地
理学与国际接轨的窗口和桥梁;
■ 从源头创新角度看,要重视和加强野外实地考察
调查和定位试验观测等第一手科学数据资料收集
和分析的基础性工作;
■ 要进一步建设和完善不同类型区野外定位观测基
地、样品精密分析测试和实验模拟等研究支撑系
统。
◆ 组织自然与人文领域的交叉与综合集成
■ 地理学兼有自然科学和社会科学的性质
■ 目前多停留在学科之间的联合,要实现自然与人
文领域的交叉还有相当大的距离 ;
■ 需要通过组织有关综合性研究计划的实施,建立
跨学科的研究小组,做到相互渗透、彼此融合,
以达到综合集成的目的;
■ 例举:土地利用与土地覆被变化研究计划
◆ 重视地球系统科学知识的教育与普及
■ 全球环境变化与区域可持续发展是当今人类社
会关注的重要问题;
■ 地球系统科学知识是认识和寻求解决途径的理
论基础, 不仅专业人员需要掌握, 也是管理决
策人员和社会公众应当了解的;
■ 应当通过教育和科普的各种媒介和途径, 广泛
传播地球系统科学知识, 让全社会认识地球,
尊重自然, 建设好人类家园 。
主要参考文献
■ 地球科学进展,第 16卷 第 5期,2001年 10月
,地球科学有关学科回顾与展望” 专辑
郑 度、陈述彭, 地理学研究进展与前沿领域,
599~606页
■ 吴传钧等主编, 世纪之交的中国地理学, 北京,人
民教育出版社
思 考 题
■ 试论现代地理学的特点和发展趋势
■ 论述地理学在区域可持续发展实践中能够
发挥哪些作用?
■ 你认为应当如何发挥地理学的综合优势,
提高地理学的研究水平?
本讲结束!