自然地理学学科现状及发展前景

自然地理学学科现状及发展前景

自然地理学是地理学的重要分支，对满足国家和社会需求具有不可替代的作用。

一、学科现状

目前对资源环境问题的全球性关注和可持续发展面临的重大问题，对自然地理学提出了一系列需求。国际上实施的重大科学研究计划如国际地圈生物圈计划、全球环境变化人文因素计划、世界气候研究计划、生物多样性计划等，包含着许多自然地理学的前沿研究领域。我国各类科技计划也提出了一系列自然地理学的前沿研究议题。归纳起来有以下几个方面：

1、全球环境变化及其区域响应与适应

当今瞩目的全球环境变化问题是与长期以来人类活动影响的缓慢累积过程有着密切的关系。该领域的关键科学问题是：几十年至百年尺度的全球变化事件的发生规律和特征；全球变化的成因、人类活动的诱发机制及主导全球变化的相互作用的物理、化学和生物学过程；全球变化早期信号的捕捉、监测与预警；全球变化过程的建模、模拟与预测；重大全球变化事件的影响及后果；全球变化减缓、规避与适应对策。

2、陆地表层过程机理与格局研究

强调不同空间尺度上多种自然过程的相互作用研究，以及自然过程和人文过程的相互作用研究，揭示陆地表层系统关键要素、过程的机制与演化规律，揭示区域可持续发展中人为作用与自然作用的关系。该领域的关键科学问题是：关键要素变化过程与机制；关键要素相互作用与模拟；界面过程与物质迁移转化规律；地理系统中界面过程的综合研究；格局与过程的综合研究，包括结构、功能、动态、驱动力、过程、机制。

3、海洋资源、环境与生态系统研究

与陆地表层系统一样，将海洋系统作为自然地理学的重要研究范畴，研究海洋系统的结构、功能及其资源效应。该领域的关键科学问题是：海洋动力过程与环境变化；海洋生态系统与生物地球化学过程；海洋生态系统服务功能与生物多样性；陆-海相互作用及其环境效应；深海大洋环境与生态系统；极区环境变化与海-陆-气-冰相互作用。

4、自然资源和生态系统服务与人类福祉关系研究

研究自然资源空间格局及变化过程，生态系统服务功能形成机制，自然资源与生态系统服务功能对区域社会经济发展的影响。该领域的关键科学问题包括：主要自然资源形成与演化的地学基础与区域差异；区域发展的自然资源保障功能与承载力；区域开发自然资源引起的生态环境效应；不同类型和不同区域生态系统服务的价值及时空变化；

5、灾害形成机制与综合风险防范管理

针对不同类型的自然灾害，从地球系统科学角度认识复杂的灾害系统，研究致灾和成害机制。该领域主要关键科学问题是：在全球开放系统下的人与自然相互作用过程和灾害风险形成机制；全球变暖背景下的世界灾害风险发展趋向及其时空格局的变化趋势；全球环境变化与自然灾害风险时空的可预报性；全球环境变化与生态灾难风险时空变化的可预报性；全球化进程与灾害风险在全球的传播与扩散机制；灾害发生后对区域乃至全球化的影响和反馈机制。

6、人类活动对环境变化的影响及其调控原理

关键科学问题是：资源利用对环境的影响；工程建设对生态与环境的影响；有毒污染物时空分布和环境风险；自然过程与人类活动导致环境异常的识别与调控。

二、发展前景

未来的自然地理学是以先进空间信息获取与处理以及复杂性科学理论为技术与理论支撑，以地球表层要素或子系统相互作用的复杂性、人文性以及可调控性为研究范畴，以解决全球及区域资源、环境、生态和社会问题为应用方向，在地球系统科学体系中具有可辨识独

立地位的重要应用基础性科学。

1、自然地理学的“多元化”发展

随着人类活动对自然界扰动强度的不断增大，自然地理学研究对象的本体特征被重新解构，自然地理学出现了“多元化”发展的趋势。表现为自然地理学的“文化转向”、自然地理学“政治化”和“生态化”倾向等。

自然地理学的“文化转向”是顺应全球化发展趋势，解决人口、资源与环境之间的矛盾以及在自然地理学领域里出现的一系列重大问题而产生的地理学知识领域的学术变革和范式转折，也是对传统自然地理学研究视角和方法论的创新。其科学命题包括：如何感知、认识和设计自然或景观；以综合的地理观研究技术、文化和自然资源之间相互联系；生态系统和人类社会系统之间的复杂相互作用。

自然地理学“政治化”倾向表征为，开始注重自然生态系统时空格局以及自然资源利用强度的区域差异与人类福祉及社会公平正义的关系，如土壤侵蚀和土地退化的社会原因和后果、自然资源配置和利用及其后果，以及生态系统服务功能与生计之间的关系等。

自然地理学的“生态化”倾向表征为生态学的关系型范式在自然地理过程研究中得到广泛应用，生态（物）地理过程与地域划分研究在自然地理学中的重要性不断提高。自然地理学在大尺度生态课题研究中发挥越来越重要作用，如全球尺度的碳格局研究等。区域性的生态模拟与评价、生态系统服务功能与LUCC及区域可持续发展之间的关系将会成为自然地理学关注的重要议题。

2、自然地理学的“全球化”视角

自然地理学认识到传统小尺度、短时期和当时状态的研究，既导致学科分裂，也在解决实际问题时有所局限。一种解决途径就是联系全球问题进行自然地理学研究，并需要加强不同尺度间各种因素交互作用的研究。尤其在气候变化方面，所有的国家都重视两大基本问题：一是全球气候变化将如何影响各国的自然资源、环境变化和人类发展；二是指向政策响应的各种国际压力，特别是减少温室气体排放的国际条款，将如何影响各国的产业、经济和社会发展。从本体论和认识论角度分析，自然地理学研究对象的全球化特质将进一步强化。研究范围涵盖整个地球表层系统，包括陆地和海洋系统，全球尺度的诸多研究议题如自然和人文过程、真实与虚拟地理空间、地理关系与网络将在自然地理学中占据重要地位。从技术论角度分析，自然地理学的“全球化”趋势将得以全方面彰显。在地理信息获取及其定位上，全球观测网络、遥感和全球定位系统将发挥更大效能；在地理信息管理、分析与处理上，网络GIS、云计算以及其他一些基于互联网的模型工具等将对全球尺度地理问题的解决提供技术支撑。自然地理学切入全球变化研究的关键包括：继续提供与全球变化相关的数据（特别是遥感数据）；建立大气环流模式与环境系统各部分模型之间的联系；进一步发展关于全球变化空间影响的研究和调查；开展多学科和跨学科研究，包括建立与社会科学间的联系[5]。

3、多学科的交叉、渗透与融合

多学科之间横向交叉、渗透和融合丰富了自然地理学学科内涵，提高了研究水平，并不断开拓新的研究领域，形成新的边缘学科和交叉学科。一些面向特定地理对象的研究，如湿地、山地、沙漠和冰冻圈都融合了多种相邻学科，衍生出许多新兴学科；广泛采用相似的模型和概念方法，加强了自然地理学内部的联系：例如提倡流域生态系统的概念，鼓励了生物地理学、地貌学和水文学之间的联系；更广泛地联系参与国际重大科学研究计划包括国际地质关联计划（IGCP），全球变化计划（IGBP和IHDP），包含大量涉及自然地理研究的跨学科研究和跨国家调查。自然地理学各分支研究议程的主题在其他地球科学中已经凸显。

4、应用研究领域不断拓展

自然地理学为社会服务的应用研究领域不断拓展，趋向于多元化。可以在自然资源的开发利用与保护、生态脆弱区域生态系统功能的恢复重建、全球环境变化监测与对策、城镇区