新時代自然地理學(xué)發(fā)展的思考

傅伯杰

近年來，在全球環(huán)境變化驅(qū)動下，自然地理學(xué)研究進(jìn)展主要表現(xiàn)為：自然地理過程綜合、陸地表層系統(tǒng)集成、陸海相互作用和區(qū)域生態(tài)與環(huán)境管理應(yīng)用等方面。自然地理過程綜合與深化為自然地理學(xué)綜合研究提供了基礎(chǔ)支撐，陸地表層系統(tǒng)集成與陸海相互作用研究是自然地理學(xué)格局與過程耦合、自然要素與人文要素結(jié)合的核心展現(xiàn)，而區(qū)域生態(tài)與環(huán)境管理應(yīng)用則是自然地理學(xué)面向國家和區(qū)域重大戰(zhàn)略需求和決策應(yīng)用中的重要體現(xiàn)。

地理學(xué)的發(fā)展已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。國土空間優(yōu)化、資源環(huán)境保護(hù)、生態(tài)文明建設(shè)、災(zāi)害防治等主題都涉及地理學(xué)，需要地理學(xué)在科學(xué)認(rèn)知與發(fā)現(xiàn)方面給予強(qiáng)大學(xué)科支持。自然地理學(xué)作為地理學(xué)的重要基礎(chǔ)，需要在機(jī)理認(rèn)識上取得突破，在研究方法上取得進(jìn)展，未來重點(diǎn)研究領(lǐng)域包括：地表格局與過程耦合、氣候變化背景下的區(qū)域響應(yīng)與適應(yīng)集成研究、地球系統(tǒng)人文要素的分析、基于地理視角的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究、多源數(shù)據(jù)集成和模型開發(fā)、地理單元集成研究、全球戰(zhàn)略和國際研究計劃等。在學(xué)科發(fā)展過程中，自然地理學(xué)及其分支學(xué)科的發(fā)展需要面向全球環(huán)境變化和人類需求，探索應(yīng)用新技術(shù)新方法，開展多要素多過程集成研究，發(fā)展并完善地理模型，模擬和預(yù)測環(huán)境變化與可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而服務(wù)于國家重大需求和政府決策。

亟待自然地理學(xué)者深入思考以下科學(xué)問題：①地貌學(xué)學(xué)科發(fā)展的新生長點(diǎn)是什么？傳統(tǒng)地貌學(xué)聚焦?fàn)I力作用下地貌形態(tài)的變化;現(xiàn)代地貌學(xué)需要加強(qiáng)地貌形成過程與生態(tài)水文過程、社會經(jīng)濟(jì)過程、氣候變化動態(tài)等多圈層過程的耦合分析，加強(qiáng)數(shù)值模擬、高分辨率遙感技術(shù)等新技術(shù)新方法在地貌學(xué)研究中的應(yīng)用，在綜合與集成研究中探索發(fā)展新的學(xué)科分支與領(lǐng)域方向，重點(diǎn)加強(qiáng)地貌學(xué)與全球環(huán)境變化研究、地貌學(xué)與人類活動研究等。②現(xiàn)代生物地理學(xué)需要在生物地理空間分布經(jīng)典研究內(nèi)容基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用DNA 測序、生態(tài)模型、遙感等技術(shù)方法，結(jié)合全球變化與人類福祉，加強(qiáng)微觀、宏觀分析和多尺度綜合研究，深化屬性地理學(xué)、全球變化生物地理學(xué)等前沿領(lǐng)域的探索，連接變化背景下的生物地理空間分布與人類需求。③對水文學(xué)的研究是否還停留在物理過程的傳統(tǒng)研究方面？現(xiàn)代水文學(xué)需要在此基礎(chǔ)上，關(guān)注全球變化、人類活 動、生物演替和水循環(huán)的交互作用，綜合遙感、同位素、模型等技術(shù)方法，開展多要素、多過程、多尺度的綜合集成研究，發(fā)展生態(tài)水文學(xué)、社會水文學(xué)、水文形態(tài)學(xué)（hydromorphology）等新興學(xué)科領(lǐng)域和方向。④自然地理學(xué)研究如何全方位介入氣候變化研究？氣候變化是全球面臨的重大挑戰(zhàn)。氣候變化研究是近幾十年來全球關(guān)注的重大科學(xué)問題，形成了系列國際研究計劃，成為科學(xué)界研究的前沿?zé)狳c(diǎn)。自然地理學(xué)所研究的地理過程、圈層相互作用、陸地表層系統(tǒng)等與氣候變化密切相關(guān)。然而，在已有的氣候變化國際重大研究計劃、聯(lián)合國氣候變化框架公約等科學(xué)研究和政策討論中，自然地理學(xué)尚未充分發(fā)揮其學(xué)科支撐功能，亟需探索和加強(qiáng)自然地理學(xué)在氣候變化研究中的貢獻(xiàn)和作用。⑤綜合自然地理研究還停留在土地類型劃分和自然區(qū)劃等經(jīng)典內(nèi)容？社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對綜合自然地理學(xué)研究提出了新的需求。現(xiàn)代綜合自然地理學(xué)需要面向國家重大需求，聚焦人地系統(tǒng)耦合研究，發(fā)揮學(xué)科綜合優(yōu)勢，在資源環(huán)境承載力評估、國土開發(fā)整治與優(yōu)化、生態(tài)安全格局與生態(tài)文明建設(shè)、“一帶一路”倡議等領(lǐng)域中做出積極的貢獻(xiàn)。⑥自然地理學(xué)如何深化自然要素和人文要素作用機(jī)理？如何建立模型預(yù)測其未來變化？人類活動對地表過程影響的范圍、強(qiáng)度和幅度不斷擴(kuò)大，已成為地表環(huán)境變化的主要驅(qū)動力之一。要深入理解現(xiàn)代環(huán)境變化機(jī)理和準(zhǔn)確預(yù)測未來變化趨勢，自然地理學(xué)需要耦合自然與人文要素與過程，避免分支學(xué)科相互獨(dú)立造成的空心化，通過發(fā)展系統(tǒng)整體的綜合方法，建立復(fù)雜系統(tǒng)模擬模型，探討變化環(huán)境下的自然要素與人文要素耦合機(jī)制和陸地表層系統(tǒng)動態(tài)變化特征，深化陸地表層系統(tǒng)集成研究與決策應(yīng)用研究，為區(qū)域、全國乃至全球可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。