第72卷第11期 地理学报 Vol.72,No.11 2017年11月 ACTA GEOGRAPHICA SINICA November.2017 地理学：从知识、科学到决策 傅伯杰2 (1.北京师范大学地理科学学部 摘要：地理学是研究地理要素或者地理经合体空分布规律时间演变过程和特的 学科是 技术发展与研究 方法变革，新时期的地理学 陆地表层系统的综合研究，研究范式经历着从地理学知识描述格局与过程稠合，向复杂人地 系统的模拟和预测转变。在服务国内重大需求和国际全球战略过程中，地理学正在扮演愈发 重要的角色，在新型城镇化，生态环境保护，水土资源管理、地缘政治等领城拥有广阔发展前 景。中国地理学正面临前所未有的机遇，需要繁紧围绕国家重大需求，创新发展综合性的理 论、方法和技术，逐步形成具有鲜明中国特色、深远国际影响的地理科学体系，为中国和全球的 可持续发展最务。 关键词：地理学：可持续发展：综合性：范式：人地系统 DO:10.11821/dxb201711001 地理学是人类知识宝库的要组成部分，旨在“探素自姚视律。昭示人文结华”。经 过长期尤其是近几十年的发展 地理学的理论】 方法得到不断创新发展，研究范 式正在发生悄然改变 地理学已经进入现代科学技术体系。目前，地理学面临良好发用 机遇，正处于向地理科学华丽转身的历史进程，并在服务政府决策与国家需求中得到特 续发展和提升。本文拟从知识、科学、决策不同方面论述地理学的基本知识、地理学的 发展、地理学与决策，并探讨中国地理学的发展方向和重点领域，以期推动中国地理学 的创新与发展。 1地理学的基本知识 1.1地理学的内涵与特点 地理学 古老而现代的科学，很早在《周易·系辞》中就有“仰以观于天文 俯 以察于地理”的论述。在现代地理学中，“地”是指地球或者是地球表面， 或者是地球表 层，或者是指一个区域。“理”是指事理、规律，或者是事物规律性的内在联系。地理是 指地球表层的地理现象或事物的空间分布、时间演变和相互作用规律。地理学是研究地 理要素或者地理综合体的空间分布规律、时间演变过程和区域特征的一门学科四。地理要 素通常包括水、土壤、大气、生物和人类活动，简称水土气生人五大要素。地理综合体 修订日期：201710-12 dation:National Key Rese rch and Development Program of 作者简介：傅伯杰(1958-男，中国科平院院土，研究员，博士生导师，中国地理学会理事长(S10001618M0,主要从事 地理学综合研究。E-mail:b@rcees.c 923-1932页 ?1994-2018 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.enki.net
地 理 学 报 ACTA GEOGRAPHICA SINICA 第72卷 第11期 2017年11月 Vol.72, No.11 November, 2017 地理学：从知识、科学到决策 傅伯杰1, 2 （1. 北京师范大学地理科学学部 地表过程与资源生态国家重点实验室，北京 100875； 2. 中国科学院生态环境研究中心 城市与区域生态国家重点实验室，北京 100085） 摘要：地理学是研究地理要素或者地理综合体空间分布规律、时间演变过程和区域特征的一 门学科，是自然科学与人文科学的交叉，具有综合性、交叉性和区域性的特点。随着地理信息 技术发展与研究方法变革，新时期的地理学正在向地理科学进行华丽转身，研究主题更加强调 陆地表层系统的综合研究，研究范式经历着从地理学知识描述、格局与过程耦合，向复杂人地 系统的模拟和预测转变。在服务国内重大需求和国际全球战略过程中，地理学正在扮演愈发 重要的角色，在新型城镇化、生态环境保护、水土资源管理、地缘政治等领域拥有广阔发展前 景。中国地理学正面临前所未有的机遇，需要紧紧围绕国家重大需求，创新发展综合性的理 论、方法和技术，逐步形成具有鲜明中国特色、深远国际影响的地理科学体系，为中国和全球的 可持续发展服务。 关键词：地理学；可持续发展；综合性；范式；人地系统 DOI: 10.11821/dlxb201711001 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，昭示人文精华”。经 过长期尤其是近几十年的发展，地理学的理论、技术、方法得到不断创新发展，研究范 式正在发生悄然改变，地理学已经进入现代科学技术体系。目前，地理学面临良好发展 机遇，正处于向地理科学华丽转身的历史进程，并在服务政府决策与国家需求中得到持 续发展和提升。本文拟从知识、科学、决策不同方面论述地理学的基本知识、地理学的 发展、地理学与决策，并探讨中国地理学的发展方向和重点领域，以期推动中国地理学 的创新与发展。 1 地理学的基本知识 1.1 地理学的内涵与特点 地理学是一门古老而现代的科学，很早在《周易·系辞》中就有“仰以观于天文，俯 以察于地理”的论述。在现代地理学中，“地”是指地球或者是地球表面，或者是地球表 层，或者是指一个区域。“理”是指事理、规律，或者是事物规律性的内在联系。地理是 指地球表层的地理现象或事物的空间分布、时间演变和相互作用规律。地理学是研究地 理要素或者地理综合体的空间分布规律、时间演变过程和区域特征的一门学科[1] 。地理要 素通常包括水、土壤、大气、生物和人类活动，简称水土气生人五大要素。地理综合体 收稿日期：2017-09-19; 修订日期：2017-10-12 基金项目：国家重点研发计划(2017YFA0604700) [Foundation: National Key Research and Development Program of China, No.2017YFA0604700] 作者简介：傅伯杰(1958-), 男, 中国科学院院士, 研究员, 博士生导师, 中国地理学会理事长(S110001618M), 主要从事 地理学综合研究。E-mail: bfu@rcees.ac.cn 1923-1932页
192 地理学报 72卷 由地理要素组成。在自然界中， 一个生本系络 一个自然地带都可以看作地理综合体 在人类社会中，地理综合体可以是 个城市、 或者是城市的一个街区。在空间分布规律 研究中，从西双版纳到黑龙江漠河，是一个热带到寒带的跨越；这样的自然地带分布， 就是地理综合体的空间分异。时间演变过程主要是对历史时期的研究，并包括一部分地 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，进而预测未来发展变 化，这就是时间演变过程。地理要素、地理综合体的区域特征也是地理学的研究范畴。 例如，在京津冀协同发展研究中分析其区域特征，考虑城市产业的互补性、功能定位 交通网络构成等 辨析城市之间的相互作用，进而为区域协调与可持续发展服务。 地理学是一门研究人地关系的科学间，且有综合性、交叉性和区域性的特点。地理学 从建立之初就强调自然科学和人文科学的交叉。地理学初期的综合性来源于学科的多样 化，但随着分支学科的深入发展，地理学越来越呈现出一种空心化的现象 ,要防止地理 学空心化现象，目前最主要的是加强地理学的基础理论和方法研究，需要强调人地相互 关系的摆合机制，充分体现地理学综合性的特点。中国现代地理学的开拓者之一黄秉维 先生提出 综合是地理学存在的依据」 综合地研究地理环境是辩证认识地理环境形成与 发展的根本途径。也就是说，只有坚持综合的方向才是地理学发展的正确方向。 作为一门经什致用的学科，地理学的综合性体现为地理学研究具有多维、动态的视 角。 以人地关系作为主线来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： 是以地表环境、地球环境动态变化为主的动态研究，即环境动态研究； 二是以人 类社会发展为主体的人类社会动态研究，聚焦环境和社会动态之间的关系；三是对区 域、流域等研究区域的综合分析。例如在城市化研究中，需要明晰中心城市和其他卫星 城市之间在产业布局、交通网络布局、 人口分布中的相互作用和相互依赖。同时，地理 学综合研究不仅需要发展综合地理学的研究理论和方法，还要关注尺度间的相互依赖。 地理学研究对象有尺度大小之分，小尺度可以到生态系统的尺度，大尺度可以到全球尺 度。研究区域特征和区际间的依赖是地理学综合研究的重要主题。地理学的空间表达世 是多元、多样的。除语言、数字等基本表达方式外，图形往往是地理学表达的主要形 式，如通过研究地图可以分析地理要素的空间分布，对比不同时期的地图可以为地理空 间演变研究提供直观支持 1,2地理学的研究对象和学科门类 地理学的研究对象是地球表层，即地球陆海表面。它是由岩石圈、水圈、大气圈 生物圈和人类智慧圈等相互作用、相互渗透形成的自然 社会 经济综合体。地理学不 仅研究地球的自然性，还要研究它的社会性和经济性。在以地质历史时期为代表的地质 年代中，地球已经讲入“人类世”的新纪元。人类主导社会经济、改变地球的表面环 影响着地球系统的演化与发展。地理学研究空间的上界面是大气圈对流层顶部， 界面是岩石圈的上部。地球表层是地球上最复杂的一个界面，是物质三态相互作用、有 机与无机相互转化的场所，又是地球内外营力相互作用的场所。地球内营力、地球内部 活动构造作用对地球表层有显著影响，地球的外营力对地球表层的改变作用也非常明 显。火山爆发、地震、板块运动等内营力造成了高原隆升，是地球的内部动力。流水侵 蚀、风力剥速等外营力翔浩了地表千资万态的自然界形态。尤为重要的是，地球表层系 统是人类社会赖以生存的环境，维持人类的可持续发展必须要保护地球表层系统】 尤其 是受人类活动影响最为深刻的陆地表层系统。因此，地理学的研究不仅是涉及物质和能 量在垂直方向上的延伸，还涉及到物质和能量在水平方向上的延伸：既包括对自然过程 的刻画，还涵盖对人文和社会经济过程的辨析，更包括人地系统的耦合。面对资源、生 1994-2018 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved. http://www.cnki.ne
地 理 学 报 72卷 由地理要素组成。在自然界中，一个生态系统、一个自然地带都可以看作地理综合体。 在人类社会中，地理综合体可以是一个城市、或者是城市的一个街区。在空间分布规律 研究中，从西双版纳到黑龙江漠河，是一个热带到寒带的跨越；这样的自然地带分布， 就是地理综合体的空间分异。时间演变过程主要是对历史时期的研究，并包括一部分地 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，进而预测未来发展变 化，这就是时间演变过程。地理要素、地理综合体的区域特征也是地理学的研究范畴。 例如，在京津冀协同发展研究中分析其区域特征，考虑城市产业的互补性、功能定位、 交通网络构成等，辨析城市之间的相互作用，进而为区域协调与可持续发展服务。 地理学是一门研究人地关系的科学[2] ，具有综合性、交叉性和区域性的特点。地理学 从建立之初就强调自然科学和人文科学的交叉。地理学初期的综合性来源于学科的多样 化，但随着分支学科的深入发展，地理学越来越呈现出一种空心化的现象[3] 。要防止地理 学空心化现象，目前最主要的是加强地理学的基础理论和方法研究，需要强调人地相互 关系的耦合机制，充分体现地理学综合性的特点。中国现代地理学的开拓者之一黄秉维 先生提出，综合是地理学存在的依据，综合地研究地理环境是辩证认识地理环境形成与 发展的根本途径[4] 。也就是说，只有坚持综合的方向才是地理学发展的正确方向。 作为一门经世致用的学科，地理学的综合性体现为地理学研究具有多维、动态的视 角。以人地关系作为主线来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：一是以地表环境、地球环境动态变化为主的动态研究，即环境动态研究；二是以人 类社会发展为主体的人类社会动态研究，聚焦环境和社会动态之间的关系；三是对区 域、流域等研究区域的综合分析。例如在城市化研究中，需要明晰中心城市和其他卫星 城市之间在产业布局、交通网络布局、人口分布中的相互作用和相互依赖。同时，地理 学综合研究不仅需要发展综合地理学的研究理论和方法，还要关注尺度间的相互依赖。 地理学研究对象有尺度大小之分，小尺度可以到生态系统的尺度，大尺度可以到全球尺 度。研究区域特征和区际间的依赖是地理学综合研究的重要主题。地理学的空间表达也 是多元、多样的。除语言、数字等基本表达方式外，图形往往是地理学表达的主要形 式，如通过研究地图可以分析地理要素的空间分布，对比不同时期的地图可以为地理空 间演变研究提供直观支持。 1.2 地理学的研究对象和学科门类 地理学的研究对象是地球表层，即地球陆海表面。它是由岩石圈、水圈、大气圈、 生物圈和人类智慧圈等相互作用、相互渗透形成的自然—社会—经济综合体。地理学不 仅研究地球的自然性，还要研究它的社会性和经济性。在以地质历史时期为代表的地质 年代中，地球已经进入“人类世”的新纪元[5] 。人类主导社会经济、改变地球的表面环 境，影响着地球系统的演化与发展。地理学研究空间的上界面是大气圈对流层顶部，下 界面是岩石圈的上部。地球表层是地球上最复杂的一个界面，是物质三态相互作用、有 机与无机相互转化的场所，又是地球内外营力相互作用的场所。地球内营力、地球内部 活动构造作用对地球表层有显著影响，地球的外营力对地球表层的改变作用也非常明 显。火山爆发、地震、板块运动等内营力造成了高原隆升，是地球的内部动力。流水侵 蚀、风力剥蚀等外营力塑造了地表千姿万态的自然界形态。尤为重要的是，地球表层系 统是人类社会赖以生存的环境[6] ，维持人类的可持续发展必须要保护地球表层系统，尤其 是受人类活动影响最为深刻的陆地表层系统。因此，地理学的研究不仅是涉及物质和能 量在垂直方向上的延伸，还涉及到物质和能量在水平方向上的延伸；既包括对自然过程 的刻画，还涵盖对人文和社会经济过程的辨析，更包括人地系统的耦合[7] 。面对资源、生 1924
11期 傅伯杰：地理学：从知识，科学到决策 1925 态、环境等众多复杂的综合性问题，地理学需要找到一条综合性的途径和方法，来应对 众多挑战，为人类可持续发展奠定学科基础。 地理学是一个门类多样的学科，自然地理学、人文地理学、地理技术科学均不同程 度的与其他学科有所关联。例如，在自然地理学中，地貌学和地质学交叉、气候学和 象学交叉、生物地理学和生物学交叉、土壤地理学和土壤学交叉、水文地理学和水文学 交叉：人文地理学中的人口地理学、城市地理学、经济地理学、政治地理学、社会文化 地理学，它们分别和人口学、城市学、经济学、政治学、社会学交叉：在地理技术学科 中，地理信息系统、地图学、数量地理学、遥感科学，分别和计算机、大地测量学、数 学、物理学以及工程学交叉。 异质环境下的区域地理过程和效应是地理学研究的前沿。地理学研究中的自然环境 和人类活动特征均表现为空间异质性。空间差异实质上是地理学研究的一个本源。例如 在城市化研蜜中。通时城市中，心、到城市周边的利面成样带分析，可以析其城市化的整 个过程，体现了城市化中的空间异质性。地理学的区域性通过地理分异以 “格局 来表 现， “地理过程”则显示出地理现象的时空演变，所以耦合“格局与过程”是地理学综合 研究的重要途径和方法网。在自然地理、人文地理和环境效应方面的研究中，可以先划分 不同的格局类型，然后分析不同格局对过程的影响，并探讨过程又是如何影响格局。 2地理学的发展 地理学的综合性和系统性理令引领了当代地球科学的发展挡热，地球科学已讲入地 球系统科学研究的新阶段。同时。 日益复杂的人地关系所孕育的重大社会需求为地理 学发展提供了新的发展空间，亟需地理学解决资源、环境和发展面临的众多复杂问题。 在出背景下.地理学正在讲入新的历中发展阶段 2.1地理学向地理科学的华丽转身 地理学研究日标不仅在于解释过去，更重要的是服务现在、预测未来。以定性描述 为主的地理学正在向一个具有独特研究方法的定量化地理科学进行华丽转身，其主要体 现在以下三个方面。 第一，地理学研究方法的变革。传统的地理学方法主要有勘查、观测、记录、制 图、区划与规划等。早期划定的分区对于决策支持而言，在宏观方面有引导性，但在微 观方面需要进一步具体和翔实的信息。现代地理学在发展过程中继承了原有优势，在加 强野外考察、观测的同时，更注重应用空间统计、对地观测、地理信息系统、遥感等多 种技术手段，建立模型和决策支持系统，为决策和管理服务。 第一 地理学的研究技术已经从概念模型走向定量表达。从早期的地理地带性概 念、柯本气候分带到现在的气候系统模式，从早期的地理信息空间叠加到现在的地球系 统多圈层要素耦合模式，地理学相关模型的模拟精度正在不断提升。从计算机制图到空 间分析，现在的地理信息系统向着具有不同分辨率、海量数据、多维显示的数字地球系 统发展 从早期航空遥感走向多卫星组网的多分辨率、全天候、全波段 多要素地球 立体观测，遥感观测的时空分辨率大幅提升。从早期的指南针、罗盘，到组网卫星，再 到到现在的移动终瑞.全球定位系统实现了从定位走向基干移动网络的位置服务。第若对 地球表层的监测体系逐步建立，从天上的航空航天遥感到地下探测，再到地表土壤 植 被、水等多要素的观测，实现了精细化、多尺度的野外观测，为研究地理过程提供了丰 富数据，深化了对地理现象过程和机制的认识。地理学研究已经从统计模型走向模式模 1994-2018 China Academic lournal electronic Publishing House.all rights reserved http://www.cnki.ne
11期 傅伯杰：地理学：从知识、科学到决策 态、环境等众多复杂的综合性问题，地理学需要找到一条综合性的途径和方法，来应对 众多挑战，为人类可持续发展奠定学科基础。 地理学是一个门类多样的学科，自然地理学、人文地理学、地理技术科学均不同程 度的与其他学科有所关联[3] 。例如，在自然地理学中，地貌学和地质学交叉、气候学和气 象学交叉、生物地理学和生物学交叉、土壤地理学和土壤学交叉、水文地理学和水文学 交叉；人文地理学中的人口地理学、城市地理学、经济地理学、政治地理学、社会文化 地理学，它们分别和人口学、城市学、经济学、政治学、社会学交叉；在地理技术学科 中，地理信息系统、地图学、数量地理学、遥感科学，分别和计算机、大地测量学、数 学、物理学以及工程学交叉。 异质环境下的区域地理过程和效应是地理学研究的前沿。地理学研究中的自然环境 和人类活动特征均表现为空间异质性。空间差异实质上是地理学研究的一个本源。例如 在城市化研究中，通过城市中心到城市周边的剖面或样带分析，可以剖析其城市化的整 个过程，体现了城市化中的空间异质性。地理学的区域性通过地理分异以“格局”来表 现，“地理过程”则显示出地理现象的时空演变，所以耦合“格局与过程”是地理学综合 研究的重要途径和方法[8] 。在自然地理、人文地理和环境效应方面的研究中，可以先划分 不同的格局类型，然后分析不同格局对过程的影响，并探讨过程又是如何影响格局。 2 地理学的发展 地理学的综合性和系统性理念引领了当代地球科学的发展趋势，地球科学已进入地 球系统科学研究的新阶段[10] 。同时，日益复杂的人地关系所孕育的重大社会需求为地理 学发展提供了新的发展空间，亟需地理学解决资源、环境和发展面临的众多复杂问题[11] 。 在此背景下，地理学正在进入新的历史发展阶段。 2.1 地理学向地理科学的华丽转身 地理学研究目标不仅在于解释过去，更重要的是服务现在、预测未来。以定性描述 为主的地理学正在向一个具有独特研究方法的定量化地理科学进行华丽转身，其主要体 现在以下三个方面。 第一，地理学研究方法的变革。传统的地理学方法主要有勘查、观测、记录、制 图、区划与规划等。早期划定的分区对于决策支持而言，在宏观方面有引导性，但在微 观方面需要进一步具体和翔实的信息。现代地理学在发展过程中继承了原有优势，在加 强野外考察、观测的同时，更注重应用空间统计、对地观测、地理信息系统、遥感等多 种技术手段，建立模型和决策支持系统，为决策和管理服务。 第二，地理学的研究技术已经从概念模型走向定量表达。从早期的地理地带性概 念、柯本气候分带到现在的气候系统模式，从早期的地理信息空间叠加到现在的地球系 统多圈层要素耦合模式，地理学相关模型的模拟精度正在不断提升。从计算机制图到空 间分析，现在的地理信息系统向着具有不同分辨率、海量数据、多维显示的数字地球系 统发展[12] 。从早期航空遥感走向多卫星组网的多分辨率、全天候、全波段、多要素地球 立体观测，遥感观测的时空分辨率大幅提升。从早期的指南针、罗盘，到组网卫星，再 到现在的移动终端，全球定位系统实现了从定位走向基于移动网络的位置服务。随着对 地球表层的监测体系逐步建立，从天上的航空航天遥感到地下探测，再到地表土壤、植 被、水等多要素的观测，实现了精细化、多尺度的野外观测，为研究地理过程提供了丰 富数据，深化了对地理现象过程和机制的认识。地理学研究已经从统计模型走向模式模 1925
1926 地理学报 72卷 拟，从原来的线性分析发展为非线性数理统计，从模型建立走向模型系统，面向预测的 多圈层、多要素耦合的地球系统模式已成为可能 第三，大数据、可视化和虚拟现实为研究复杂的地理学问题提供了重要工具。大数 据可以出拉精细例画社△公这观象的时空化。列加在人文迎象分析中通过人口在空 间上的流动识别热点地区，进而为公共设施布局、 交通网络构筑等提供科学依据；通过 室内漠拟和室外观侧相结合，将室外观测的地理过程数据与数字化的隆雨量、植被覆 决策提供服务。早期进行土地覆盖 绘制，建立调查样地代表不同图斑特征。现在，通过遥感图像解译地物类型，依托地理 信息系统对其它空间数据进行整合管理，可以实现地理学核心的人地关系研究，如土地 覆盖空间格局变化 城市化过程及其驱动机制等，并为生物多样性保扩 城乡规划、 应 对全球变化等可持续发展相关问题服务。随着地理学圈层相互作用模式越来越注重多要 素摆合，综合性和整体性已经成为地理学理念的“数值化表达”，3S技术贯穿于解决地 理学问题的各个环节。例如，在气候模式演变研究中，20世纪70年代的气候模式 士西 是考虑大气和地球表层： 一直到90年代末期，PCC第二次评估报告时才考虑了气溶胶的 影响。后来深步考虑植被的动态变化、大气化学特征、冰东圈的变化等，未来也必降增 加城市化、社会经济的变化 产业变化对气候系统的影响等。 总之 地理学圈层相互作 用模式越来越综合，整合了越来越多的自然环境和社会经济特 2.2地理学研究主题变化 地理学研究主题正不断发生变化，其总体变化特征是从“多元”走向“系统”，强调 以地球表层系统、尤其是陆地表层系统研究为重点，运用地理科学的系统视角与科学工 具，分析和理解当今人类社会面临的重大问题。快速变化的地球表层为地理科学的发展 提供了重要的机遇。在英国，陆地表层研究是英国自然环境研究委员会的重点资助领 域，也是增长最快的研究领域。尽管所资助项目涉及的范围越来越广泛，但对气候弯 化、生物地球化学循环等重点研究方向仍保持了较大的支持力度。美国的研究也是以土 地利用、气候、水资源、人类活动为主，强调多学科的交叉。综合气候、土地利用与生 态系统、 水资源和人类活动的大尺度地表变化过程研究是美国科学基金会近年来资助的 重点。其所资助的研究都强调对地理科学、地球科学、生命科学、社会科学和工程学研 究视角与方法的综合。美国科学基金会支持的地表变化过程研究已从多元走向综合系 统， 强调以地球表层变化过程为起点，利用地理科学的系统视角与综合的科学分析 具，理解和分析当今人类社会面临的重大问题。美国科学基金会对与可特续发展相关的 研究支持力度也战来战大，人和自然系统的摆合研究、人地关系一直是支特的重点，而 且常作为重点基金方向。此外 德国资助的地理学研究项目以社会与经济、能 、全球 变化、资源与可持续、地球系统和未来城市为主题，其项目更加强调与德国的现实紧密 结合，以解决德国的国内问题为重要导向。 中国在自然科学基金方面的地理学研究，密切关注地理学研究的热点和前沿领域 如城市化、气候变化、环境变化、温室气体、生态系统、人地关系、土地利用等：同时 注重加强研究方法和手段的综合研究，包括遥感、地理信息系统、空间分析、数字模拟 自然地理学领域以水 气候变化、水土可持续利用为主题词。 人立他 理和经济地理研究则更聚焦中国经济在全球经济一体化的作用。中国在亚太地区乃至全 球的地位和作用越来越高，也影响着中国经济地理、社会文化地理、政治地理学的发 展。对此，地理学也应加强地缘政治、地缘经济和全球区域经济一体化进程的研究。 1994-2018 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/www.enki.net
地 理 学 报 72卷 拟，从原来的线性分析发展为非线性数理统计，从模型建立走向模型系统，面向预测的 多圈层、多要素耦合的地球系统模式已成为可能。 第三，大数据、可视化和虚拟现实为研究复杂的地理学问题提供了重要工具。大数 据可以比较精细刻画社会经济现象的时空变化。例如在人文现象分析中，通过人口在空 间上的流动识别热点地区，进而为公共设施布局、交通网络构筑等提供科学依据；通过 室内模拟和室外观测相结合，将室外观测的地理过程数据与数字化的降雨量、植被覆 盖、城市交通网络布局等要素相结合，进而在计算机上进行智能化、可视化的模拟，为 决策提供服务。早期进行土地覆盖、土地利用、土壤等制图研究往往通过野外调查人工 绘制，建立调查样地代表不同图斑特征。现在，通过遥感图像解译地物类型，依托地理 信息系统对其它空间数据进行整合管理，可以实现地理学核心的人地关系研究，如土地 覆盖空间格局变化、城市化过程及其驱动机制等，并为生物多样性保护、城乡规划、应 对全球变化等可持续发展相关问题服务。随着地理学圈层相互作用模式越来越注重多要 素耦合，综合性和整体性已经成为地理学理念的“数值化表达”，3S技术贯穿于解决地 理学问题的各个环节。例如，在气候模式演变研究中，20世纪70年代的气候模式，主要 是考虑大气和地球表层；一直到90年代末期，IPCC第二次评估报告时才考虑了气溶胶的 影响。后来逐步考虑植被的动态变化、大气化学特征、冰冻圈的变化等，未来也必将增 加城市化、社会经济的变化、产业变化对气候系统的影响等。总之，地理学圈层相互作 用模式越来越综合，整合了越来越多的自然环境和社会经济特征。 2.2 地理学研究主题变化 地理学研究主题正不断发生变化，其总体变化特征是从“多元”走向“系统”，强调 以地球表层系统、尤其是陆地表层系统研究为重点，运用地理科学的系统视角与科学工 具，分析和理解当今人类社会面临的重大问题。快速变化的地球表层为地理科学的发展 提供了重要的机遇。在英国，陆地表层研究是英国自然环境研究委员会的重点资助领 域，也是增长最快的研究领域。尽管所资助项目涉及的范围越来越广泛，但对气候变 化、生物地球化学循环等重点研究方向仍保持了较大的支持力度。美国的研究也是以土 地利用、气候、水资源、人类活动为主，强调多学科的交叉。综合气候、土地利用与生 态系统、水资源和人类活动的大尺度地表变化过程研究是美国科学基金会近年来资助的 重点。其所资助的研究都强调对地理科学、地球科学、生命科学、社会科学和工程学研 究视角与方法的综合。美国科学基金会支持的地表变化过程研究已从多元走向综合系 统，强调以地球表层变化过程为起点，利用地理科学的系统视角与综合的科学分析工 具，理解和分析当今人类社会面临的重大问题。美国科学基金会对与可持续发展相关的 研究支持力度也越来越大，人和自然系统的耦合研究、人地关系一直是支持的重点，而 且常作为重点基金方向。此外，德国资助的地理学研究项目以社会与经济、能源、全球 变化、资源与可持续、地球系统和未来城市为主题，其项目更加强调与德国的现实紧密 结合，以解决德国的国内问题为重要导向。 中国在自然科学基金方面的地理学研究，密切关注地理学研究的热点和前沿领域， 如城市化、气候变化、环境变化、温室气体、生态系统、人地关系、土地利用等；同时 注重加强研究方法和手段的综合研究，包括遥感、地理信息系统、空间分析、数字模拟 等技术[13] 。其中，自然地理学领域以水、气候变化、水土可持续利用为主题词。人文地 理和经济地理研究则更聚焦中国经济在全球经济一体化的作用。中国在亚太地区乃至全 球的地位和作用越来越高，也影响着中国经济地理、社会文化地理、政治地理学的发 展。对此，地理学也应加强地缘政治、地缘经济和全球区域经济一体化进程的研究。 1926
11期 傅伯杰：地理学：从知识，科学到决策 1927 对比分析国内外研究内容可以发现，中外地理学研究热点既有相似之处，亦有显若 不同。其中，国内研究的区域性更明显一些，但美英研究的热点比较相似。国内外同样 关注城市、增长、网络结构这些主题，但国内研究更专注人口、土地利用、城市化、旅 游等主题，而国外研究更注重政治、健康、创新和知识、休闲、性别等主题。即国外更 多关注了政治地理、文化地理以及社会地理学，而国内更多侧重自然地理学、经济地理 学。当前，地理学已经进入地理科学的新时代。在这一时代背景下，以可持续发展面临 的问题为导向，地理学研究议题将变得更为综合和多元，地理学视角也在其他领域得到 越来越多的应用和重视。 23地理学研穷节式的恋杆 将地理空间分布看作格局，地理时空演变看作过程，地理学综合研究的重要任务是 耦合格局和过程，发展地理学综合研究的理论、方法与技术。随着对岩石圈、水圈、生 物圈大气圈与人类补图交石作用程的理醒不深化地理学的理论、方法技术 得到快速发展，地理学研究范式也经历着深刻的变化。目前，地理学研究范式表现为 个变迁阶段：第一阶段，对地理学知识的描述；第二阶段，格局与过程的耦合；第三阶 段，对复杂人地系统的模拟和预测（图1）。早期的地理学研究范式是描述性的，是以传 播人类文明的地理知识为主体，主要介绍河流、山川 工矿 城市、铁路等的分布。 前的现实学科需求是把格局和过程耦合起来进人到地理学的第二个研究范式。第三个范 式是未来地理学研究将要进人对复杂人地系统和可持续发展系统的模拟，从而为决策提 供科学依据。地理信息系统、遥感和计算机等相关技术的发展为上述范式变迁提供了重 要保障。此外，地理学研究需要深刻认识社会和文化现象在地表环境变化中的合作用 及驱动机制，未来的地理学研究势必将更加综合、更加前瞻和更加定量。 人类系统 气 类活动心 系统 格局与过程耦合 复杂人地系统模拟 地理学知识描述 研究范式变迁 地表格局 地表过程 人地揭合 可持续发展 研宝主题 图1地理学研究范式的变迁 Fig.I The changing research paradigm for geography 在全球尺度，环境与资源利用和可持续发展问题，正在成为人类社会发展面临的重 大挑战。未来地球研究计划是新时期地理学发展的代表，旨在实现科学和决策的紧密融 合，以及自然科学与社会科学的紧密结合，推动全球向可持续发展模式转变。未来地球 ?1994-2018 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net
11期 傅伯杰：地理学：从知识、科学到决策 对比分析国内外研究内容可以发现，中外地理学研究热点既有相似之处，亦有显著 不同。其中，国内研究的区域性更明显一些，但美英研究的热点比较相似。国内外同样 关注城市、增长、网络结构这些主题，但国内研究更专注人口、土地利用、城市化、旅 游等主题，而国外研究更注重政治、健康、创新和知识、休闲、性别等主题。即国外更 多关注了政治地理、文化地理以及社会地理学，而国内更多侧重自然地理学、经济地理 学。当前，地理学已经进入地理科学的新时代。在这一时代背景下，以可持续发展面临 的问题为导向，地理学研究议题将变得更为综合和多元，地理学视角也在其他领域得到 越来越多的应用和重视。 2.3 地理学研究范式的变迁 将地理空间分布看作格局，地理时空演变看作过程，地理学综合研究的重要任务是 耦合格局和过程，发展地理学综合研究的理论、方法与技术。随着对岩石圈、水圈、生 物圈、大气圈与人类社会圈交互作用过程的理解不断深化，地理学的理论、方法、技术 得到快速发展，地理学研究范式也经历着深刻的变化。目前，地理学研究范式表现为三 个变迁阶段：第一阶段，对地理学知识的描述；第二阶段，格局与过程的耦合；第三阶 段，对复杂人地系统的模拟和预测（图1）。早期的地理学研究范式是描述性的，是以传 播人类文明的地理知识为主体，主要介绍河流、山川、工矿、城市、铁路等的分布。当 前的现实学科需求是把格局和过程耦合起来进入到地理学的第二个研究范式。第三个范 式是未来地理学研究将要进入对复杂人地系统和可持续发展系统的模拟，从而为决策提 供科学依据。地理信息系统、遥感和计算机等相关技术的发展为上述范式变迁提供了重 要保障。此外，地理学研究需要深刻认识社会和文化现象在地表环境变化中的耦合作用 及驱动机制，未来的地理学研究势必将更加综合、更加前瞻和更加定量。 在全球尺度，环境与资源利用和可持续发展问题，正在成为人类社会发展面临的重 大挑战。未来地球研究计划是新时期地理学发展的代表，旨在实现科学和决策的紧密融 合，以及自然科学与社会科学的紧密结合，推动全球向可持续发展模式转变[9] 。未来地球 图1 地理学研究范式的变迁 Fig. 1 The changing research paradigm for geography 1927