新時代自然地理學發展的思考

傅伯杰

近年來，在全球環境變化驅動下，自然地理學研究進展主要表現為：自然地理過程綜合、陸地表層系統集成、陸海相互作用和區域生態與環境管理應用等方面。自然地理過程綜合與深化為自然地理學綜合研究提供了基礎支撐，陸地表層系統集成與陸海相互作用研究是自然地理學格局與過程耦合、自然要素與人文要素結合的核心展現，而區域生態與環境管理應用則是自然地理學面向國家和區域重大戰略需求和決策應用中的重要體現。

地理學的發展已經遠遠超出其傳統應用領域。國土空間優化、資源環境保護、生態文明建設、災害防治等主題都涉及地理學，需要地理學在科學認知與發現方面給予強大學科支持。自然地理學作為地理學的重要基礎，需要在機理認識上取得突破，在研究方法上取得進展，未來重點研究領域包括：地表格局與過程耦合、氣候變化背景下的區域響應與適應集成研究、地球系統人文要素的分析、基于地理視角的生態系統服務研究、多源數據集成和模型開發、地理單元集成研究、全球戰略和國際研究計劃等。在學科發展過程中，自然地理學及其分支學科的發展需要面向全球環境變化和人類需求，探索應用新技術新方法，開展多要素多過程集成研究，發展并完善地理模型，模擬和預測環境變化與可持續發展，進而服務于國家重大需求和政府決策。

亟待自然地理學者深入思考以下科學問題：①地貌學學科發展的新生長點是什么？傳統地貌學聚焦營力作用下地貌形態的變化;現代地貌學需要加強地貌形成過程與生態水文過程、社會經濟過程、氣候變化動態等多圈層過程的耦合分析，加強數值模擬、高分辨率遙感技術等新技術新方法在地貌學研究中的應用，在綜合與集成研究中探索發展新的學科分支與領域方向，重點加強地貌學與全球環境變化研究、地貌學與人類活動研究等。②現代生物地理學需要在生物地理空間分布經典研究內容基礎上，綜合應用DNA 測序、生態模型、遙感等技術方法，結合全球變化與人類福祉，加強微觀、宏觀分析和多尺度綜合研究，深化屬性地理學、全球變化生物地理學等前沿領域的探索，連接變化背景下的生物地理空間分布與人類需求。③對水文學的研究是否還停留在物理過程的傳統研究方面？現代水文學需要在此基礎上，關注全球變化、人類活 動、生物演替和水循環的交互作用，綜合遙感、同位素、模型等技術方法，開展多要素、多過程、多尺度的綜合集成研究，發展生態水文學、社會水文學、水文形態學（hydromorphology）等新興學科領域和方向。④自然地理學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。氣候變化研究是近幾十年來全球關注的重大科學問題，形成了系列國際研究計劃，成為科學界研究的前沿熱點。自然地理學所研究的地理過程、圈層相互作用、陸地表層系統等與氣候變化密切相關。然而，在已有的氣候變化國際重大研究計劃、聯合國氣候變化框架公約等科學研究和政策討論中，自然地理學尚未充分發揮其學科支撐功能，亟需探索和加強自然地理學在氣候變化研究中的貢獻和作用。⑤綜合自然地理研究還停留在土地類型劃分和自然區劃等經典內容？社會經濟的快速發展對綜合自然地理學研究提出了新的需求。現代綜合自然地理學需要面向國家重大需求，聚焦人地系統耦合研究，發揮學科綜合優勢，在資源環境承載力評估、國土開發整治與優化、生態安全格局與生態文明建設、“一帶一路”倡議等領域中做出積極的貢獻。⑥自然地理學如何深化自然要素和人文要素作用機理？如何建立模型預測其未來變化？人類活動對地表過程影響的范圍、強度和幅度不斷擴大，已成為地表環境變化的主要驅動力之一。要深入理解現代環境變化機理和準確預測未來變化趨勢，自然地理學需要耦合自然與人文要素與過程，避免分支學科相互獨立造成的空心化，通過發展系統整體的綜合方法，建立復雜系統模擬模型，探討變化環境下的自然要素與人文要素耦合機制和陸地表層系統動態變化特征，深化陸地表層系統集成研究與決策應用研究，為區域、全國乃至全球可持續發展提供科學依據。