地理学研究中几个问题的思考

地理学研究中几个问题的思考主要内容地理研究的微观与宏观地理研究的自然现象与人文现象地理学研究中的不确定性地理学研究中的数据可比性现代地理学的发展趋势一、地理研究的微观与宏观地理研究视野的微观与宏观地理研究对象的微观与宏观关键是地理时空尺度—以地理非本征时空尺度为基础—以地理本征时空尺度为基础客观存在的本征尺度：自然界本来存在的地理尺度，如流域、山系、大洲等主观设定的非本征尺度：研究者对尺度的运用，如比例尺、分辨率的选取、宏观—中观—微观的视觉选择、研究范围的大小确定等地理研究对象的微观与宏观分为：地理时间尺度地理空间尺度四种时空尺度的地理研究对象：微观地理（微时微空地理）：如对某个城市新区的农户住居空间行为的研究宏观地理（宏时宏空地理）：如对历史时期中国人口迁移，2300年以来的黄河下游的沉积等的研究微时宏空地理：如对20世纪20-30年代中国北方农民离村问题的研究宏时微空地理：如对元清两代北京万柳堂园林的研究地理研究对象的微观与宏观以地理研究者主观设定的非本征时空尺度为基础分为：微时微空视野：在土壤地理研究中，以季为时间单位、以厘米为空间单位的分析；行为地理学研究中，以小时为单位、以个人日常活动范围为空间单位的分析。宏时宏空视野：如对中国历代政区沿革地图编制微时宏空视野：如对我国河流水环境容量空间分异与工业生产力的宏观布局研究（5年为时间单位）宏时微空视野：如对北京古代运河的研究（以朝代为时间尺度，以微观的运河为空间尺度）地理研究视野的微观与宏观在地理研究中，研究者需要同时把握研究视野的非本征时空尺度与研究对象的本征时空尺度宏观研究能够揭示地理要素对环境、生态过程的控制作用以及在自然和人类作用下的演化过程；宏观研究直接服务于管理与决策；微观研究能够揭示宏观过程的发生机制；微观研究是联结地理学、化学、生物学的纽带，把地理学与人类的健康需求、资源需求等联系在一起，并且为环境治理、生态修复服务；微观研究为宏观研究提供支持。微观尺度与宏观尺度转换的问题适用性与局限微观研究对于宏观过程的影响因素识别、主控因素的筛选非常有价值，这种定性结论可以用来解释宏观过程的发生原因。微观研究中获得的速率、通量等定量结论，在转换为宏观尺度时需要慎重。要注意微观研究中可控制的实验条件与不可控制的实际环境条件的差异性。二、地理研究的自然现象与人文现象地理现象：地理事物在发生、发展和变化中的外部形式和表面特征。自然地理现象：自然要素（包括土壤、植物、动物、水文、气候、地形等）单独或综合变化所产生的各种现象。人文地理现象：人类活动（生活居住、工业生产、经济贸易、休闲娱乐、内政外交等）产生的各种地理现象。自然人文现象：人文自然现象：地理过程：地表环境(要素、综合体)随时空变化的历程。按要素可分为自然过程和人文过程。地理过程的研究内容：①认识有限时段内的变化规律。在一定的时间间隔内，尽可能详尽地纪录地理现象的依时行为，从中发现地理事实变化规律，以便作为推测该时段之前或之后的变化状况；②对于未来可能发生的地理行为进行模拟和预测。这是地理过程研究的最高层次，也是地理学科学性与实用性的集中体现；③研究地理过程与地理分布之间的耦合关系，从而把地理学的规律统一于时间与空间的共同基础之中。早期自然地理过程研究的不足：由于自然地理和人文地理研究内容的分化,自然地理过程往往只考虑自然变化机理,而忽视人文因素的作用和动态过程。如早期的水文过程研究,虽然可以分析径流和输沙的动态变化,但是却往往难以揭示人类活动的影响效应。地理过程的研究正经历着：从自然向自然与人文结合方向发展；从无机向无机与有机结合方向发展；从单要素、单个过程的研究向多要素、多过程耦合与综合研究方向发展；从宏观到宏观与微观结合方向发展。中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室下设精细地理过程研究组：建立精细空间尺度下，以定量模拟为基础，对土地利用进行情景分析的空间决策工具；从而有助于寻找有利于合理利用自然资源和保护自然环境的经济(农业)活动方式。地理过程研究未来重点加强观测、实验、调查与模拟获取数据是开展地理过程研究的前提和基础。加强遥感与野外观测的结合。加强区域综合和全球研究，我国目前区域的综合研究已有较多的案例,但是缺乏基础理论创新,多尺度综合研究的内容也并不多见。加强学科交叉。三、地理学研究中的不确定性不确定性是地理学研究中精度的指标，即整体误差。它包括方法误差和数据误差。数据误差由样品代表性、测定误差组成。在误差链中，误差最大的一环对整体误差起决定性作用。方法误差产生于方法本身的误差、方法适用性、参数的匹配等。以非点源污染研究中的不确定性为例误差的来源土壤侵蚀方程的适用性坡面计算，GIS精度气象资料的匹配过程资料与统计平均资料：雨强、雨量、持续时间土壤水分情况、植被解决办法详细的获取资料（瑞典）实地测量侵蚀量（南京土壤所）建立新的经验模型模拟实验与实际环境的区别什么是模拟实验？人为控制条件，一般在室内，也有室外；固定某些条件，变换一个条件。模拟实验与实际环境的差别：物质浓度（质量分数）的差异；实验条件与环境条件的差异；例：温度的变幅和节律参数资料性质的差异。例：恒定温度与年、月平均温度，函数关系线性与非线性。四、数据可比性比较是一种基本的研究方法，应该注意：区域相似性时间尺度相似；空间尺度相近；数据精度一致性；统计值比较，样本数1.现代地理学发展的动力地理环境的变化人类需要与社会发展——现代区域问题（环境、人口与资源、区域发展等）。科学技术——多层次、多角度的辩证的综合，综合与分化并存的学科。哲学思想——传统哲学思想、马克思主义哲学、现代系统科学等的发展。科学共同体和大地理学家的作用——地理学家组织（科学与研究机构、学会、教育机构等）。五、现代地理学的发展趋势2、现代地理学的主要特征与流派主要特征：信息社会的产物。强调地理学的统一性——面临全球性与区域性的问题，任何部门地理学不能单独解决，需要各学科协同作战，特别是自然地理与人文地理的统一，充分发挥地理学固有的整体性、综合性特点。理论化和数量化——从单纯的类型归纳向理论演绎、从一般的实验分析向模拟实验、分析模式化，从人工制图向自动化制图。行为化和生态化1960年代行为科学的出现与发展——波及到社会、经济、科学、文化以及地理学等。各种不同人群对地球表面现象的感应以及采取的相应行为不同，研究这些感应、行为的规律，使地理决策和预测更符合实际情况（感应地理、行为地理）。“生态系统”概念引入自然地理学——自然地理学生态化（新自然地理、景观生态学），以及生态化进入人文地理、城市生态系统、地域经济系统、农业地域结构、文化生态等领域。以及自然生态系统与社会生态系统之间的联系和转化。区域学派——将地域分异论引入区域的自然、人文现象的研究，并逐步与区域的空间结构、功能特征及其变化过程联系起来，通过区域整体结构的能流、物流与信息流的分析，研究区域各要素的变化规律——现代地理学的基础与核心综合景观学派——从发生学的观点，用综合方法划分地表类型，在学科分类与应用方面都有长足发展，已逐渐成为土地系统综合研究的一个重要领域现代地理学的主要流派生态环境学派——从生态、环境角度来研究人地关系问题，随着全球人口、资源、环境与发展问题，认识人类与环境的交互作用，在处理全球性的生态、环境效应时，取得明显效果，已成为当前地理学研究的一个全球性热点。数量、区位学派——采用数理方法研究地理环境中广泛存在的自然现象与人文现象，运用归纳、演绎的推理方式来论证事物的空间分布规律，其中一部分与经济学理论相结合，研究工、商、运输业等的布局问题，称为区位学派。往往把地理环境中的复杂问题过于简单化，因而不能反映现实中的复杂问题，有待进一步总完善、提高。地理学与相邻科学的交叉和融合地理学内部分支学科间的发展更趋合理、协调、统一——克服“二元论”。地理学中微观机制的地理过程研究将进一步深入发展——由静态、类型和结构的研究转化为动态、过程和机制的研究及其进一步的动态监测、优化调控及预测预报。紧密结合实际，不断拓展应用研究领域。研究方法、手段不断革新。地理学思想与方法的研究——辩证综合的地理学，综合集成方法。3.现代地理学的发展趋势地理环境演变及其效应研究全新世地理环境演变的研究（特别是近2000年来历史时期的气候环境变化）。全球环境变化及其区域响应；极地、高山、冻土圈的综合研究。土地利用和土地覆被变化及其驱动力。环境质量评价、预测与区划的综合研究。自然灾害及减轻对策的地理研究等。4.现代地理学的前沿课题区域发展的综合研究自然资源开发利用与生产力布局.农村发展机制。城市发展与城镇体系的研究。区域综合开发与区域规划。经济与社会文化结构的时空演变。国土开发整治的宏观调控。重点区域（黄河流域、西北干旱区、东南沿海快速发展区等）生态与环境演变机理及调控等。地理学基础理论研究人地关系地域系统的理论研究与调控。自然地理过程。化学元素地理过程及其效应。自然地理系统的综合研究。地理学思想与方法论研究。地理信息与技术研究地理学中的地图学研究地理信息系统的综合研究地理信息科学与“数字地球”战略等生物可利用性概念的内涵环境介质中的某种物质（多指污染物）一种或数种可以被生物吸收的形态的总量。与物质沿生物链传递、以及毒性相联系。测定方法化学浸提法胃液浸提法生物实验法：蜗牛，猪化学浸提法:即采用一种适当组成与组成量度的试验溶液(一种或几种试剂)按照一定的土液比与浸提方法，浸提一次，或者几种不同的试剂溶液(浸提能力是依次加强的)按照一定的顺序依次浸提，然后测定浸提液中物质的含量。从提取方案看，分为:一次浸提法和连续浸提法。采用单一的提取试剂称为单独浸提，根据萃取剂的性质可以分为酸试剂浸提法（HOAC、HCl、HNO3）、螯合剂浸提法（EDTA、DTPA）、中性盐（NH4OAC、CaCl2、NaNO3、BaCl2）和缓冲剂浸提法以及微乳液浸提法等4类。连续浸提法：采用几种不同的试剂组合成一种提取程序，每种试剂被认为对重金属的一种存在形态有效，不同提取剂对同一样品先后进行提取。胃液模拟法Invitro方法：主要包括反应器、水浴槽、药物溶出仪、气体流量计和pH计等.实验过程中具体操作步骤如下:胃阶段:模拟胃液包含有柠檬酸、苹果酸、乳酸、冰乙酸、胃蛋白酶等，用浓HCl将pH值调为1·5,胃液(mL)与土壤(g)比为100∶1.每个土壤样品设置3个重复,调节反应器温度为37℃以模拟人体温度,在反应液中以1L·min-1通入氩气模拟人体内消化过程的厌氧环境,以100r·min-1搅动1h.然后用针筒吸取10mL反应液,过0.45μm膜,待测小肠阶段:胃阶段1h后,添加NaHCO3粉末将反应液的pH调至7·0,并在每个反应器分别中加入胰酶,胆盐,继续以1L·min-1通入氩气,100r·min-1搅动4h.其间,每隔一定时间测定反应液的pH值,若偏离7·0,则用12mol·L-1的浓HCl和NaHCO3饱和溶液调节,使反应液pH值维持在7·0.过4h后,用针筒吸取10mL反应液,过0·45μm膜、HCl酸化,待测.存在问题概念不严密引起混乱。最初是指植物的可利用性，但现在扩展到所有生物：植物？动物？微生物？不同门类生物利用物质的途径、能力不同。例：沉积物中的汞可被鱼直接利用，也可以被浮游动、植物利用，还可以被微生物利用。不能被浸提的物相也可能被微生物利用。浸提方法本身缺陷存在一定缺陷。胃液浸提不适用于经肺吸收。解决办法定义生物可利用性应和动物、植物、微生物相联系并指明利用途径。概念要吸收新的科学成果，不断发展。环境标准与生态系统适应性几个例子污水排放标准土壤环境质量标准生态环境质量标准尊重生态系统多样性美国湿地功能评价：地方性标准参考湿地研究工作细致化，克