2015-傅伯杰 迈向新时代的地理学

迈向新时代的地理学中国科学院生态环境环境研究中心报告人：傅伯杰地理学基本特征地理学是研究地理要素和地理综合体的空间分异规律、时间演变过程及区域特征研究地球表层人与环境相互作用的机理具有综合性、交叉性和区域性的特点“探索自然规律，昭示人文精华”。地理学特征与任务地理学从建立之初就研究自然科学和人文科学交叉界面上的现象，是一门综合性学科地理学通过学科多样化来体现综合。随着分支学科的发展和深化，地理学呈现出空心化现象发展地理学综合研究的理论方法，是防止地理学空心化、建立地理学核心理论的重要任务。英国皇家地理学会主席RonaldCooke指出：“地理学家要加强基础研究，要形成地理学的核心理论基础。要在交叉学科的研究中守住自己的阵地，并继续通过应用为社会做贡献，加强基础研究是唯一的途径”。地理学特征与任务自然环境和人类活动特征均表现为空间异质性，研究这些异质性环境下的区域地理过程和效应是地理学研究的前沿。地理学的区域性通过地理分异以“格局”来表现，“地理过程”则显示出地理现象的时空演变，耦合“格局与过程”是地理学综合研究的重要途径和方法，也是地表过程研究的突破点。地理学的理论、方法和技术已经成为解决人类社会面临的可持续发展问题的基础.新时期地理学发展-未来地球研究计划新时期地理学发展-FutureEarthProposedintegratedresearchthemesDynamicPlanet-Understandinghowthesystemworks&predictinghowitwillchangeGlobalDevelopment-Addressingthemostpressingneedsofhumandevelopment(food,water,health,energy)TransformationtowardsSustainability-Focusingonlongtermtransformationsneededtomovetoasustainablefuture研究重点监测和预测地球系统变化，包括气候、碳、生物多样性、生态系统服务和人类活动，在地球生命承载能力极限和临界点、全球环境变化如何影响满足人类对食物、水、健康和能源的需求等领域填补知识空白和进行早期预警。通过对政策、行为和技术选择潜在影响等的研究，有效连接科学知识和政策实践。多学科交叉、多部门参与，建设高质量的研究合作机制和行动，共同设计、共同执行，共同应用。支持新一代研究者的发展，培育跨学科研究以提高面向可持续性的综合方法。新时期地理学的发展岩石圈、水圈、生物圈、大气圈和人类社会圈交互作用和过程不断深化。研究范式从过程研究深化到对复杂环境系统的模拟和预测。GIS\RS等相关技术的发展和应用，促进了地理学的发展。更深刻的认识和耦合社会和文化在地表环境系统变化中的作用及驱动机制。更加综合、更加前瞻、更加定量。学科特点与走向：地理学正在走向地理科学地理学视角地理学理念的综合性图像的语言的数学的数字的认识的人—地关系综合领域环境动态环境/社会动态人类社会动态地理学的视角矩阵（据美国国家研究院等，2002）多维视角综合理念人-地关系理念从一开始就具备先进性地理学方法的演变地理学理念的综合性传统当代趋势勘察观测记录制图区划与规划空间统计对地观测GIS建模决策系统传统地理学缺陷：记述性为主，缺少定量工具现代地理科学趋势：继承原有优势，且走向综合性、定量化，最接近地球系统科学理念单点像元格点流域区域半球-全球…小时—天—月—季节—年—年代—百年—千年—万年…….地理学时空尺度原理融入到地球系统模式概念中地理学提供概念基础地理学提供获取手段3S技术,地面观测,数据融合，数据同化地理学理念的综合性当代地球系统科学的时空表达来自地理学时间尺度地理研究空间尺度地理研究地理学方法、手段：从描述性到野外试验、室内外模拟及区域综合地理学研究方法与技术“概念-模型-决策”流程中的地理学之“魂”地理学综合思维占优势赋予物理、化学、生物化学机理多学科（包括地理学）试验地理学综合思维占优势概念模型发现关联规则规则的数学表达验证与校准决策:预测水平数据平台数据集成模型平台观测系统建模环境流域综合模型空间决策支持系统科学计算可视化数据库集成数据科学内容集成地面观测观测数据模型模拟/同化数据数据服务数据分发数据下载Web服务卫星遥感航空遥感水文气象观测网无线传感器观测网…Internet远程传输基础地理数据上游中游下游流域科学决策支持系统地理学研究方法与技术小流域模型土壤侵蚀坡面实验小流域模型风洞试验实验和试验技术地理学研究方法与技术气候的地理地带性柯本气候分带气候模式格点化划分从地带性概念---柯本分带---模式格点从概念模型走向定量表达地理学研究方法与技术GIS:自然-人文要素在地理空间的叠加地球系统模式：多圈层要素耦合从概念模型走向定量表达地理学研究方法与技术地理学方法与技术发展模式的发展越来越注重多要素耦合。综合性和整体性，是地理学理念的“数值化表达”气候模式的演变UCLA地理系为其他院系开设的必修和选修课共26门，占UCLA地理系全部课程的15.6%。涉及共同开课的院系单位11个。106532211111051015UrbanPlanningEnvironmentAtmosphericandOcenaicSciencesEarth,Planetary,andSpaceSciencesEcologyandEvolutionaryBiologyStatisticsPublicPolicySociologyItalianAnthropologyGenderStudies地理学对其他学科的影响与贡献教育层面：其他学科中的地理学教育——加州大学洛杉矶分校821111110246810UrbanPlanningPublicPolicyLaborandWorkplaceStudiesEarth,Planetary,andSpaceSciencesStatisticsEconomicsAnthropologyPoliticalScienceUCLA其他院系自身开设的地理、区域类课程共15门，开课院系单位8个。地理学对其他学科的影响与贡献教育层面：地理学对英国学位课程的贡献罗素大学集团将地理学列为进入学位学习所必需的“重点科目(facilitatingsubjects)”之一。地理学课程地理科学环境科学规划师范考古地质土木工程地球科学社会地理学为就读该专业的必修课程地理学为就读该专业的选修课程陆地表层(Terrestrial)是英国自然环境研究委员会（NERC）的重点资助领域，也是增长最快的研究领域。0100200300400500个年NERC不同领域资助项目数AtmosphericEarthFreshwaterMarineTerrestrial地理科学研究主题变化——英国NERC资助主题变化地理科学研究主题变化——英国010020030040020092010201120122013个年NERC资助项目的主题(Topic)数目020406080050010001500200020092010201120122013比例（%）个年前30主题的项目数及所占比重个数rateNERC资助项目涉及的范围越来越广泛，但气候变化、生物地球化学循环等重点研究方向保持较大的支持力度。综合气候、陆地（土地利用与生态系统）、水资源和人为活动的大尺度地表变化过程研究是NSF近年来资助的重点。资助研究一律强调对地理科学、地球科学、生命科学、社会科学和工程学研究视角与方法的综合。地理科学研究主题变化——美国050100150200250300350LongtermEcologicalResearchWaterSustainabilityandClimateDynamicsofCoupledNaturalandHumanSystemsMacrosystemsBiologyGeographyandSpatialScience5万以下5-10万10-50万50-100万100万以上地理科学研究主题变化——美国总体变化特征：从“多元”走向“系统”，强调以地球表层的变化为起点，运用地理科学的系统视角与科学工具分析和理解当今人类社会面临的重大问题。050010001500200020012002200320042005200620072008200920102011201220130-5万5-10万10-50万50-100万100万以上对可持续发展问题进行广泛探讨0200040006000800010000200020012002200320042005200620072008200920102011201220130-5万5-10万10-50万50-100万100万以上对人地复合系统进行深入研究图NSF资助人地复合系统相关研究数量与额度分布（2000-2013）图NSF资助可持续发展相关研究数量与额度分布（2000-2013）地理科学研究主题变化——美国关注地理信息技术在公共健康问题中的运用重视可视化研究及其为重大问题决策的支持020040060080010001200200020012002200320042005200620072008200920102011201220130-5万5-10万10-50万50-100万100万以上050100150200250300350400200020012002200320042005200620072008200920102011201220130-5万5-10万10-50万50-100万100万以上图NSF资助可视化相关研究数量与额度分布（2000-2013）图NSF资助公众健康相关研究数量与额度分布（2000-2013）地理科学研究主题变化——德国DFG资助主题变化DFG资助项目涉及的范围日益广泛，但全球变化、可持续发展、古代地理环境等是近10余年来主要的资助方向。663839365739494251343950553636364235383142292940010203040506070200220032004200520062007200820092010201120122013全部Alle专业资助Sachbeihilfe2002-2013年德国基金委（DFG）资助的项目数量地理科学研究主题变化——德国BMBF资助项目的主要方向BMBF资助的地理学研究项目以社会与经济、能源、全球变化、资源与可持续、地球系统和未来城市为主题。与DFG相比，其项目更加强调与德国的现实紧密结合，以解决德国的问题为重要导向。BMBF资助地理学研究社会与经济能源全球变化可持续发展地球系统未来城市适宜环境与社会的能源体系转化气候保护与气候变化的社会维度从知识到行动能量存储与网络技术可靠、可支付的能源供给太阳能使用气候变化生物多样性可持续水管理原材料高效技术可持续土地管理海洋研究极地研究地理科学技术关于可持续的城市发展策划可执行方案地理科学研究主题变化——中国中国国家基金委地理学课题领域趋势资助课题关注国际上地理学研究热点和领域，同时注重加强研究方法和手段。587323034343757445585115141116661329413343566083123156245242192050100150200250200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014全球变化(气候变化、环境变化、温室气体等)生态环境(生态系统、LUCC、城市化、人地关系等)土壤(微生物、污染、水分、侵蚀等)碳(碳循环、有机碳、生物碳、森林碳等)工具/技术(GIS、RS、数值模拟、空间分析等)地理科学期刊论文频率位居前列关键词时序特征自然地理、人文地理、生态等12个领域452个期刊729658篇文献地理科学研究主题变化——基于期刊关键词自然地理：中外研究热点大体一致；国内研