孫中偉

一、地理科學(xué)的學(xué)科性質(zhì)

1.地理學(xué)的研究對(duì)象

全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)（2007）給出的地理學(xué)定義為：研究地球表層自然要素與人文要素相互作用及其形成演化的特征、結(jié)構(gòu)、格局、過(guò)程、地域分異與人地關(guān)系等，是一門復(fù)雜學(xué)科體系的總稱。我國(guó)著名地理學(xué)家鄭度院士和陳述彭院士（2001）認(rèn)為，地理學(xué)是一門研究地球表層自然要素與人文要素相互作用與關(guān)系及其時(shí)空規(guī)律的科學(xué)。其面對(duì)的是復(fù)雜的地球表層巨系統(tǒng)，是由大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈與人類圈所構(gòu)成的統(tǒng)一整體，是由各種自然現(xiàn)象、人文現(xiàn)象組合在一起的復(fù)雜體系。我國(guó)著名地理學(xué)家、中國(guó)地理學(xué)會(huì)原理事長(zhǎng)陸大道院士（2011）認(rèn)為，地理學(xué)是一門研究地球表層的科學(xué)（學(xué)科體系），其對(duì)象是研究地球表層地理環(huán)境的結(jié)構(gòu)、演化過(guò)程、區(qū)域分異及人類對(duì)地理環(huán)境的利用和適應(yīng)。地理學(xué)方法論的精髓在于把握區(qū)域的差異性及區(qū)域之間的相互依賴性，這也是地理學(xué)與其它研究資源、環(huán)境和生態(tài)的學(xué)科的重要差異。通過(guò)上述三個(gè)筆者能找到的國(guó)內(nèi)最權(quán)威的地理學(xué)研究界定可知，地理學(xué)的研究對(duì)象是地球表層，且該表層具有圈層結(jié)構(gòu)特征；地理學(xué)是研究地球表層環(huán)境與人類活動(dòng)關(guān)系的一門學(xué)問(wèn)；地理學(xué)是認(rèn)識(shí)地球表層環(huán)境的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，同時(shí)也是認(rèn)識(shí)、利用地球表層環(huán)境并與之和諧共處的指針。

2.地理學(xué)的研究核心

對(duì)人地關(guān)系的認(rèn)識(shí)，素來(lái)是地理學(xué)的研究傳統(tǒng)之一，也是地理學(xué)理論研究的一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)，并始終貫徹在地理學(xué)的各個(gè)發(fā)展階段。事實(shí)上，涉及人地關(guān)系綜合研究的學(xué)科，不僅限于地理學(xué)，但以地域?yàn)閱卧?，著重研究人地關(guān)系地域系統(tǒng)的惟有地理學(xué)，即從地理學(xué)入手研究人地關(guān)系，是明確以地域?yàn)榛A(chǔ)的。為此，我國(guó)已故人文地理學(xué)泰斗吳傳鈞院士（1991）就明確提出地理學(xué)的研究核心是人地關(guān)系地域系統(tǒng)。人地系統(tǒng)是由地理環(huán)境和人類社會(huì)兩個(gè)子系統(tǒng)交錯(cuò)構(gòu)成的復(fù)雜的開(kāi)放的巨系統(tǒng)，內(nèi)部具有一定的結(jié)構(gòu)和功能機(jī)制。在這個(gè)巨系統(tǒng)中，人類社會(huì)和地理環(huán)境兩個(gè)子系統(tǒng)之間的物質(zhì)循環(huán)與能量轉(zhuǎn)化相結(jié)合，就形成了人地系統(tǒng)發(fā)展變化的機(jī)制。具體地說(shuō)，人地關(guān)系地域系統(tǒng)是以地球表層一定地域?yàn)榛A(chǔ)的人地關(guān)系系統(tǒng)，即人與地在特定地域中相互聯(lián)系、相互作用而形成的一種動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。人地關(guān)系系統(tǒng)研究的中心目標(biāo)是協(xié)調(diào)人地關(guān)系，重點(diǎn)研究人地關(guān)系地域系統(tǒng)的優(yōu)化，并落實(shí)到地區(qū)綜合發(fā)展上。任何區(qū)域開(kāi)發(fā)、區(qū)域規(guī)劃和區(qū)域管理必須以改善區(qū)域人地相互作用結(jié)構(gòu)、開(kāi)發(fā)人地相互作用潛力和加快人地相互作用在地域系統(tǒng)中的良性循環(huán)為目標(biāo)，為有效進(jìn)行區(qū)域開(kāi)發(fā)和區(qū)域管理提供理論依據(jù)。研究人地關(guān)系地域系統(tǒng)的總目標(biāo)，是為探求系統(tǒng)內(nèi)各要素相互作用及系統(tǒng)的整體行為與調(diào)控機(jī)理，從空間結(jié)構(gòu)、時(shí)間過(guò)程、組織序變、整體效應(yīng)、協(xié)同互補(bǔ)等方面去認(rèn)識(shí)和尋求全球的、全國(guó)的或區(qū)域的人地關(guān)系系統(tǒng)整體優(yōu)化、綜合平衡及有效調(diào)控的機(jī)理。

3.地理學(xué)的學(xué)科視角

美國(guó)國(guó)家研究院在1993年專門成立了“重新發(fā)現(xiàn)地理學(xué)委員會(huì)”，其主要針對(duì)此前10年地理學(xué)這門學(xué)科在美國(guó)經(jīng)歷的一場(chǎng)復(fù)興，首次對(duì)30年間美國(guó)地理學(xué)發(fā)展進(jìn)行了綜合評(píng)估，并于1997年出版研究報(bào)告《Rediscovering Geography： New Relevance for Science and Society》。我國(guó)學(xué)苑出版社在2002年12月出版了中譯本《重新發(fā)現(xiàn)地理學(xué)：與科學(xué)和社會(huì)的新關(guān)聯(lián)》。該報(bào)告指出，地理學(xué)像其它科學(xué)分支一樣，具有一套發(fā)育完善的視角（見(jiàn)圖1）：①通過(guò)地方（place）、空間（space）和尺度（scale）的動(dòng)態(tài)觀察世界的地理學(xué)方法；②地理學(xué)的綜合領(lǐng)域：環(huán)境—社會(huì)動(dòng)態(tài)把人類活動(dòng)與自然環(huán)境、環(huán)境動(dòng)態(tài)與自然系統(tǒng)、人類社會(huì)動(dòng)態(tài)與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和政治系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)；③應(yīng)用圖像、語(yǔ)言、數(shù)學(xué)、數(shù)字和認(rèn)知方法的空間表達(dá)。換言之，地理學(xué)觀察世界的視角是通過(guò)對(duì)地方和尺度（橫坐標(biāo)）的聚焦，穿越環(huán)境動(dòng)態(tài)、環(huán)境—社會(huì)動(dòng)態(tài)、人類—社會(huì)動(dòng)態(tài)（縱坐標(biāo)）三個(gè)綜合領(lǐng)域，而空間表達(dá)（矩陣的第三維）則加強(qiáng)并驅(qū)動(dòng)其它地理學(xué)分支的研究。

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4.地理學(xué)的學(xué)科地位

我國(guó)著名科學(xué)家錢學(xué)森（1994）從整個(gè)人類認(rèn)識(shí)世界的高度上研究了科學(xué)體系，提出地理學(xué)應(yīng)與自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、數(shù)學(xué)科學(xué)、建筑科學(xué)、軍事科學(xué)、人體科學(xué)、思維科學(xué)、行為科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)與美學(xué)并列，是一大科學(xué)體系，故稱為“地理科學(xué)”。地理科學(xué)不是一門科學(xué)，而是一系列的科學(xué)，是介于自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)之間的“橋梁科學(xué)”。錢老還認(rèn)為，應(yīng)將地理科學(xué)分為基礎(chǔ)理論（基礎(chǔ)科學(xué)）、技術(shù)理論（技術(shù)科學(xué)）和應(yīng)用技術(shù)（工程科學(xué)）三個(gè)層次?；A(chǔ)理論層次包括理論地理學(xué)、地球表層學(xué)、區(qū)域地理學(xué)、部門地理學(xué)（人文地理學(xué)、自然地理學(xué)及其分支）；技術(shù)理論層次主要研究應(yīng)用的地理理論，如建設(shè)地理學(xué)、國(guó)土經(jīng)濟(jì)學(xué)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、應(yīng)用地貌學(xué)、應(yīng)用氣候?qū)W等；應(yīng)用技術(shù)層次包括災(zāi)害預(yù)報(bào)、生態(tài)設(shè)計(jì)、規(guī)劃、遙感、計(jì)量、制圖等方面實(shí)際應(yīng)用技術(shù)。從地理學(xué)的科學(xué)性質(zhì)上看，它是受哲學(xué)指導(dǎo)的自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的匯合；從層次上看，其是一個(gè)從基礎(chǔ)理論—技術(shù)理論—應(yīng)用技術(shù)的完整體系。

二、地理科學(xué)的學(xué)科功能

某門學(xué)科之所以存在并擁有立足之地，繼而具有獨(dú)立甚至崇高的學(xué)科地位，很大程度是由它無(wú)以替代的“功能”所決定的。地理學(xué)的學(xué)科功能包括科學(xué)功能和社會(huì)功能兩方面?？茖W(xué)功能是指地理學(xué)對(duì)人類科學(xué)的發(fā)展所做出的貢獻(xiàn)，即對(duì)人類知識(shí)體系有用。社會(huì)功能是指地理學(xué)對(duì)促進(jìn)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所具有的作用，即對(duì)指導(dǎo)社會(huì)實(shí)踐有用。北京大學(xué)著名地理學(xué)家蔡運(yùn)龍教授（2011）將地理學(xué)的科學(xué)功能歸納為“究天人之際”，社會(huì)功能總結(jié)為“經(jīng)世致用”。“究天人之際”出自司馬遷《報(bào)任安書》中的“亦欲以究天人之際，通古今之變，成一家之言”，所謂“究天人之際”就是要探究地理環(huán)境和人類社會(huì)之間的相互作用關(guān)系，即研究人地關(guān)系。《辭源》中對(duì)“經(jīng)世”的解釋為治理世事，“致用”為盡其所用。后來(lái)“經(jīng)世致用”一般指學(xué)問(wèn)必須有益于國(guó)事。地理學(xué)“經(jīng)世致用”的社會(huì)功能即是能夠指導(dǎo)國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)踐。

蔡教授具體總結(jié)了地理學(xué)科學(xué)功能的獨(dú)特性，即重視細(xì)節(jié)而忽略整體的特征，認(rèn)識(shí)地球表層的復(fù)雜性、景觀的多樣性及其中文化傳統(tǒng)的豐富性，從不同的時(shí)空尺度解讀格局與過(guò)程，強(qiáng)調(diào)實(shí)地調(diào)查，依賴精確觀測(cè)、遙感等技術(shù)，地圖學(xué)等可視化表達(dá)方式，“基礎(chǔ)理論—應(yīng)用理論—應(yīng)用技術(shù)”的學(xué)科構(gòu)成。地理學(xué)社會(huì)功能的獨(dú)特性是指將自然與人文、時(shí)間與空間、區(qū)域與全球、分析與綜合、普遍性（空間）與獨(dú)特性（地方）、定量與定性有機(jī)融合。地理學(xué)所關(guān)注的科學(xué)問(wèn)題直接指向當(dāng)前決策者和公眾的迫切需求。地理學(xué)家主要通過(guò)以科研成果直接影響決策和為專門用戶提供咨詢從而成為決策過(guò)程的一部分，對(duì)解決實(shí)際問(wèn)題做出貢獻(xiàn)。因此，地理學(xué)在整個(gè)人類知識(shí)體系中占有重要地位，并在社會(huì)實(shí)踐中發(fā)揮著獨(dú)特作用。今后，其將通過(guò)幫助預(yù)測(cè)、規(guī)劃、決策和優(yōu)化未來(lái)而進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)。

三、地理科學(xué)未來(lái)十年研究的戰(zhàn)略方向

1.主題一：怎樣理解和響應(yīng)環(huán)境變化

持續(xù)增加的人口、城市化、工業(yè)化和氣候變化改變了地表環(huán)境并大量消耗自然資源。雖然研究已證明氣候變化、土壤侵蝕、棲息地喪失和水質(zhì)退化愈發(fā)嚴(yán)重，但對(duì)人類自身在其中所起的作用未曾充分考慮。地理學(xué)家正采用 GIS、遙感和地理空間可視化等技術(shù)來(lái)分析自然過(guò)程和格局隨時(shí)間的變化，以弄清自然和人類對(duì)環(huán)境變化的各自影響。更全面地了解自然和人為因素引起的地表變化、物種和基因多樣性的分布以及不同生態(tài)系統(tǒng)在環(huán)境變遷中不斷變化的脆弱性，是開(kāi)展環(huán)境科學(xué)研究、風(fēng)險(xiǎn)管理和生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)，同時(shí)也可指導(dǎo)旨在提高環(huán)境可持續(xù)性的政策制定。該主題下包括3個(gè)戰(zhàn)略方向，即①如何改變地球表面的自然環(huán)境；②如何更好地保持生物多樣性與保護(hù)瀕危的生態(tài)系統(tǒng)；③氣候和其他環(huán)境變化將如何影響人與環(huán)境耦合系統(tǒng)的脆弱性。

2.主題二：如何促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展

據(jù)預(yù)測(cè)，到2050年地球上的人口將達(dá)到80~120億人，其中絕大多數(shù)人口增加將出現(xiàn)在城市。許多城市將為容納快速增長(zhǎng)的人口不懈努力，而城市向農(nóng)村地區(qū)的擴(kuò)張將改變生物地球化學(xué)循環(huán)、水文系統(tǒng)、氣候、野生動(dòng)物棲息地以及生物多樣性。人口空間分布的變化、不同聚落形式的形成過(guò)程、日益增加的城市人口面臨的可持續(xù)性的挑戰(zhàn)等方面的研究對(duì)于認(rèn)識(shí)更加擁擠的世界所面對(duì)的挑戰(zhàn)十分關(guān)鍵。確保地球上不斷增長(zhǎng)的人口可獲得相應(yīng)食物資源是其中的挑戰(zhàn)之一。由于當(dāng)前出現(xiàn)的饑餓不是因?yàn)槿虻氖称穮T乏，而是因?yàn)榈乩憝h(huán)境的不同和食品分配制度的低效或不公平，要解決100億人口的吃飯問(wèn)題，需要更好地認(rèn)識(shí)地理要素對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和分布系統(tǒng)、變化的食物消費(fèi)偏好等方面的影響。人口數(shù)量的擴(kuò)張和流動(dòng)性的日益增加會(huì)使衛(wèi)生保健的戰(zhàn)線拉長(zhǎng)，對(duì)疾病的治療和預(yù)防的標(biāo)準(zhǔn)會(huì)隨居住地的不同而有所變化。利用空間分析、GIS和疾病擴(kuò)散空間模型，地理科學(xué)有助于理解全球化、人口遷移、環(huán)境條件、土地利用、經(jīng)濟(jì)狀況以及政府政策對(duì)健康和傳染病擴(kuò)散的影響。通過(guò)人們的日常生活分析疾病和衛(wèi)生保健方式，對(duì)認(rèn)識(shí)和理解不同人群的疾病行為和變化的脆弱性非常重要，這些信息對(duì)制定能夠改善全人類福利水平的政策十分必要。該主題下包括3個(gè)戰(zhàn)略方向，即①100億人在地球上如何生存和分布；②如何在未來(lái)10年和更長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)可持續(xù)地養(yǎng)活每一個(gè)人；③人口居住地如何影響人類健康。

3.主題三：如何認(rèn)識(shí)和應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的快速空間重組

在過(guò)去數(shù)十年內(nèi)，從人口遷移到貨物運(yùn)輸，全球流動(dòng)性明顯增強(qiáng)，并對(duì)交通運(yùn)輸、通信、經(jīng)濟(jì)甚至政治沖突的形式產(chǎn)生影響?，F(xiàn)在迫切需要通過(guò)深入評(píng)估單個(gè)地方的發(fā)展，以及利用 GIS 和地理空間信息等開(kāi)展大尺度的空間研究，了解流動(dòng)性增強(qiáng)的原因和后果、流動(dòng)性的地區(qū)差異、虛擬（如互聯(lián)網(wǎng)及其他媒介）流動(dòng)性與實(shí)體流動(dòng)性之間的關(guān)系。全球化加劇了地區(qū)間的經(jīng)濟(jì)差距，提高了人們對(duì)貧困和社會(huì)動(dòng)蕩狀況的關(guān)注。地理學(xué)闡明這種不平等格局以及在不同的空間尺度上產(chǎn)生這些格局的過(guò)程的研究，可以為理解貧困和消費(fèi)方式之間的聯(lián)系以及變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的不平等影響提供解釋。面對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的劇變，主導(dǎo)二戰(zhàn)后時(shí)代的地緣政治架構(gòu)已然崩潰，現(xiàn)實(shí)提出了對(duì)強(qiáng)勢(shì)政府和團(tuán)體的領(lǐng)土議程、邊界變化的重要性，以及資源匱乏在合作與沖突中的作用等開(kāi)展擴(kuò)展研究的需要。該主題下包括3個(gè)戰(zhàn)略方向，即①人口流動(dòng)、物資交流及思想傳播如何改造世界；②經(jīng)濟(jì)全球化如何影響不平等；③地緣政治變化如何影響和平與穩(wěn)定。

4.主題四：如何使技術(shù)變化更有利于社會(huì)和環(huán)境

自古代起，觀察、制圖和描繪地表環(huán)境一直是地理學(xué)研究不可或缺的一部分，在今天的地理學(xué)研究中仍占據(jù)著中心地位。提供地理信息的網(wǎng)址已成為人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾糠?，它使得公眾既是地圖繪制的來(lái)源又是地圖繪制的對(duì)象，但地理信息的激增又引發(fā)了公眾對(duì)個(gè)人隱私保護(hù)的擔(dān)憂。地理學(xué)觀測(cè)、分析和可視化地球表面的人類與自然特征變化的技術(shù)和工具的最新進(jìn)展，將在解答上述科學(xué)問(wèn)題以及推動(dòng)地理科學(xué)發(fā)展中發(fā)揮重要作用。該主題下包括2個(gè)戰(zhàn)略方向，即①人類如何更好地觀察、分析和可視化這個(gè)不斷變化的世界；②公民制圖和繪制公民地圖的社會(huì)影響是什么。