新时代自然地理学发展的思考

傅伯杰

近年来，在全球环境变化驱动下，自然地理学研究进展主要表现为：自然地理过程综合、陆地表层系统集成、陆海相互作用和区域生态与环境管理应用等方面。自然地理过程综合与深化为自然地理学综合研究提供了基础支撑，陆地表层系统集成与陆海相互作用研究是自然地理学格局与过程耦合、自然要素与人文要素结合的核心展现，而区域生态与环境管理应用则是自然地理学面向国家和区域重大战略需求和决策应用中的重要体现。

地理学的发展已经远远超出其传统应用领域。国土空间优化、资源环境保护、生态文明建设、灾害防治等主题都涉及地理学，需要地理学在科学认知与发现方面给予强大学科支持。自然地理学作为地理学的重要基础，需要在机理认识上取得突破，在研究方法上取得进展，未来重点研究领域包括：地表格局与过程耦合、气候变化背景下的区域响应与适应集成研究、地球系统人文要素的分析、基于地理视角的生态系统服务研究、多源数据集成和模型开发、地理单元集成研究、全球战略和国际研究计划等。在学科发展过程中，自然地理学及其分支学科的发展需要面向全球环境变化和人类需求，探索应用新技术新方法，开展多要素多过程集成研究，发展并完善地理模型，模拟和预测环境变化与可持续发展，进而服务于国家重大需求和政府决策。

亟待自然地理学者深入思考以下科学问题：①地貌学学科发展的新生长点是什么？传统地貌学聚焦营力作用下地貌形态的变化;现代地貌学需要加强地貌形成过程与生态水文过程、社会经济过程、气候变化动态等多圈层过程的耦合分析，加强数值模拟、高分辨率遥感技术等新技术新方法在地貌学研究中的应用，在综合与集成研究中探索发展新的学科分支与领域方向，重点加强地貌学与全球环境变化研究、地貌学与人类活动研究等。②现代生物地理学需要在生物地理空间分布经典研究内容基础上，综合应用DNA 测序、生态模型、遥感等技术方法，结合全球变化与人类福祉，加强微观、宏观分析和多尺度综合研究，深化属性地理学、全球变化生物地理学等前沿领域的探索，连接变化背景下的生物地理空间分布与人类需求。③对水文学的研究是否还停留在物理过程的传统研究方面？现代水文学需要在此基础上，关注全球变化、人类活 动、生物演替和水循环的交互作用，综合遥感、同位素、模型等技术方法，开展多要素、多过程、多尺度的综合集成研究，发展生态水文学、社会水文学、水文形态学（hydromorphology）等新兴学科领域和方向。④自然地理学研究如何全方位介入气候变化研究？气候变化是全球面临的重大挑战。气候变化研究是近几十年来全球关注的重大科学问题，形成了系列国际研究计划，成为科学界研究的前沿热点。自然地理学所研究的地理过程、圈层相互作用、陆地表层系统等与气候变化密切相关。然而，在已有的气候变化国际重大研究计划、联合国气候变化框架公约等科学研究和政策讨论中，自然地理学尚未充分发挥其学科支撑功能，亟需探索和加强自然地理学在气候变化研究中的贡献和作用。⑤综合自然地理研究还停留在土地类型划分和自然区划等经典内容？社会经济的快速发展对综合自然地理学研究提出了新的需求。现代综合自然地理学需要面向国家重大需求，聚焦人地系统耦合研究，发挥学科综合优势，在资源环境承载力评估、国土开发整治与优化、生态安全格局与生态文明建设、“一带一路”倡议等领域中做出积极的贡献。⑥自然地理学如何深化自然要素和人文要素作用机理？如何建立模型预测其未来变化？人类活动对地表过程影响的范围、强度和幅度不断扩大，已成为地表环境变化的主要驱动力之一。要深入理解现代环境变化机理和准确预测未来变化趋势，自然地理学需要耦合自然与人文要素与过程，避免分支学科相互独立造成的空心化，通过发展系统整体的综合方法，建立复杂系统模拟模型，探讨变化环境下的自然要素与人文要素耦合机制和陆地表层系统动态变化特征，深化陸地表层系统集成研究与决策应用研究，为区域、全国乃至全球可持续发展提供科学依据。