自然地理學(xué)的學(xué)科性質(zhì)與核心內(nèi)容

1、自然地理學(xué)的學(xué)科性質(zhì)與核心內(nèi)容邱維理北京教育學(xué)院2009年10月19日引言：問題的提出為什么中學(xué)教師需要深入了解學(xué)科性質(zhì)？中學(xué)地理教育不必追求高深的理 論，但必須避免科學(xué)錯誤。學(xué)科教學(xué)知識的構(gòu)建：學(xué)科知識：學(xué)科的性質(zhì)、最 有學(xué)習(xí)價值的知識；學(xué)生的知識：能力、年齡、態(tài)度、前知識,:背景的知識：社會、政治、文化、自然環(huán)境；教學(xué)法知識。一.自然地理學(xué)的學(xué)科性質(zhì) 性質(zhì)？特點？區(qū)別于其他學(xué)科的特質(zhì)？（一）定義：研究自然地理環(huán)境的組成、結(jié)構(gòu)、功能、動態(tài)及其空間分異規(guī)律的學(xué)科。（中 國大百科全書？地理學(xué)卷）用系統(tǒng)的、綜合的、區(qū)域聯(lián)系的觀點與方法，去審視與研究人類賴以生存的 地球表層自然環(huán)境（對象）的組成、結(jié)

2、構(gòu)、區(qū)域分異特征、形成與變化規(guī)律以及 人與環(huán)境相互作用（內(nèi)容），從而對地表自然環(huán)境進(jìn)行評估、 預(yù)測、規(guī)劃、管理、 優(yōu)化、調(diào)控（目的/意義）的學(xué)科。（王建：現(xiàn)代自然地理學(xué)）據(jù)：變化中的自然地理學(xué)性質(zhì)自然地理學(xué)/地文學(xué)專注于地球陸地表層及其外圍的特征和形成過程，重視對于了解當(dāng)代地球環(huán)境必不可少的空間變異和時間變化，目的是認(rèn)識地球自然環(huán)境怎樣成為人類活動的基礎(chǔ)并受人類活動的影響 /人-地。自然地理學(xué)通常分為地 貌學(xué)、氣候?qū)W、水文學(xué)和生物地理學(xué)，但現(xiàn)在的自然地理學(xué)在晚近環(huán)境和第四紀(jì) 變化的系統(tǒng)分析中更加具有整體性。 它采用數(shù)學(xué)模擬、統(tǒng)計模擬以及遙感方面的 專門技術(shù)，發(fā)展出探索環(huán)境管理和環(huán)境設(shè)計的研究，

3、 它受益于與其他學(xué)科如生物 學(xué)（尤其是生態(tài)學(xué)）、地質(zhì)學(xué)、工程學(xué)的協(xié)作。在許多國家，自然地理學(xué)的學(xué)習(xí) 和研究與人文地理學(xué)有密切的聯(lián)系。定義小結(jié)：自然地理學(xué)對象：地球表面/人類的生存環(huán)境（家園）/自然地理系統(tǒng)內(nèi)容:要素的特征與形成機(jī)制_成因分析要素之間的相互作用關(guān)系分析/人地關(guān)系要素的位置與分布/空間分異_空間分析要素的動態(tài)變化與演變 時間分析目的/意義：為人類服務(wù)（二）方法：地理學(xué)的視角，綜合的領(lǐng)域，動態(tài)觀察世界的方法（三）技術(shù)：據(jù)：重新發(fā)現(xiàn)地理學(xué)觀測：野外實地觀測/勘查、遙感、采樣與觀測的選擇, 展示與分析：地圖、地理信息系統(tǒng)、地理可視化、空間統(tǒng)計學(xué)（四）地位與作用1 .地理學(xué)兩個基本學(xué)科之一

4、；地理學(xué)體系據(jù)：中圉大百科全書口然地理學(xué)人文地理學(xué)地貌、氣候、水文*冰川、 揀上二上壤、主物、醫(yī)學(xué)社會.人種、文化*聚落* 經(jīng)濟(jì)"政治、軍審、城市區(qū)域地珅學(xué)2 .科學(xué)的價值與生命力在于滿足人類的需求一一物質(zhì)、精神（包括好奇心）。自然地理學(xué)為人類認(rèn)識自然，合理利用資源，改善生存環(huán)境服務(wù)。舉例：1 .對科學(xué)認(rèn)識的貢獻(xiàn)：區(qū)域綜合研究，如人口、社會與資源環(huán)境（環(huán)境 -社 會動態(tài)），城市氣候?qū)W，土地利用與土壤侵蝕；區(qū)域之間的相互依存性，如流域 動力學(xué)；尺度間的相互依存性，如環(huán)境變化；空間表述，如地理信息系統(tǒng)；學(xué)科之 間的交流，如環(huán)境考古學(xué)。2 對決策的貢獻(xiàn) : 地區(qū)和地方?jīng)Q策， 如水資源分配

5、（科羅拉多河水壩管理） ， 河漫灘濕地規(guī)劃 ;國家決策， 如能源政策， 技術(shù)危害（核廢物處理的風(fēng)險評估） ， 全國泛濫平原政策 （密西西比河洪水 ）; 國際決策， 如應(yīng)對全球環(huán)境變化 （大河流 域?qū)夂蜃兓倪m應(yīng)），饑餓問題（多重因果關(guān)系）。（五）發(fā)展趨勢與原則1 發(fā)展趨勢：研究方式/ 發(fā)展途徑的多樣化； 學(xué)科的演變與范式的揚棄； 關(guān) 注科學(xué)哲學(xué)的發(fā)展， 整體與細(xì)節(jié)并重； 模型是自然地理學(xué)的基礎(chǔ) （物理學(xué)與生物 地球化學(xué)原理） ；環(huán)境過程的空間格局 （過程與變化結(jié)合） ；多學(xué)科的廣泛合作， 特別是與人文地理； 人類影響研究不僅是關(guān)于環(huán)境和過程， 而且可發(fā)展到預(yù)測未 來環(huán)境變化； 參與決策咨詢，

6、 進(jìn)行關(guān)于自然地理學(xué)特征和潛力的教育； 空間影響 分析及其管理方式用于全球變化研究； 環(huán)境研究的文化方面與環(huán)境設(shè)計； 全球問 題：環(huán)境變化、土地與生命 ,2 基本原則對于學(xué)科：強(qiáng)調(diào)空間觀點；模擬過去、現(xiàn)在的過程，關(guān)注未來；提高對于學(xué) 科發(fā)展方式的意識；關(guān)注環(huán)境問題（尤其全球尺度），參與問題的分析、解決， 發(fā)展環(huán)境設(shè)計方式； 莫喪失學(xué)科特性， 避免泛化與分化；了解學(xué)科價值 （關(guān)注自 然環(huán)境整體性并跨越自然科學(xué)和人文科學(xué)之間的界面） ；保持對其他學(xué)科的認(rèn)識， 加強(qiáng)合作；澄清學(xué)科目標(biāo)，并保證與其他學(xué)科、決策者、大眾溝通。對于研究者個人： 充分的文獻(xiàn)研究； 抵制發(fā)表“換湯不換藥”的論文； 保持 署名方

7、式，以免數(shù)據(jù)庫不易區(qū)別。小結(jié)：研究對象地球表面*研究內(nèi)容自撚地理現(xiàn)敷（環(huán)境組成要索）的特征及成因（包 括現(xiàn)狀及由來）:相互作用及相互關(guān)系分析 包括人地關(guān)系分析）空間分異分析;動態(tài) 演化（時間）分析.研究方法一般科學(xué)方法（觀察、分類、比較、歸納-演繹、 分析-綜合*定性 定量等）；學(xué)科方法（空間/ 地理分析、）研究手段獲取信息與處理信息O實地觀蔡、勘察、采樣等實踐手段2）遙感.定位觀測等現(xiàn)代化技術(shù)，從不同的時空 尺度與視角，對自然現(xiàn)象的變化進(jìn)行動態(tài)觀察 和綜合分析.3）借助地理信息系統(tǒng)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)等研究方法 建立模型進(jìn)行定量研究。學(xué)科價值和 發(fā)展方向服務(wù)于社會匸幫助人類認(rèn)識自然”合理利用資源，

8、 改善生存環(huán)境（預(yù)測未來，方向決策）.二、自然地理系統(tǒng)概述（一）系統(tǒng)的一般概念：由若干要素（元素、因子、部分）組成的整體；各 要素之間，要素與整體之間，整體與環(huán)境之間存在聯(lián)系（物質(zhì)流與能量流），構(gòu) 成網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，形成特定的結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)具有不同于要素的新功能；系統(tǒng)是多級的、 有序的。系統(tǒng)分類：按構(gòu)成：物質(zhì)系統(tǒng)、概念系統(tǒng)按要素：自然系統(tǒng)、人工系統(tǒng)、復(fù)合系統(tǒng)按物質(zhì)能量交換：孤立、封閉、開放系統(tǒng)平衡/非平衡系統(tǒng)、過程-反應(yīng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)（二）景觀與自然地理系統(tǒng)1 .自然地理學(xué)包含對自然美的科學(xué)欣賞2 .自然地理系統(tǒng)：物質(zhì)與能量的遷移、轉(zhuǎn)換把自然環(huán)境各個要素聯(lián)系在一 起所形成的整體。大氣圈自然地理系統(tǒng)（三）

9、自然地理/地球表層系統(tǒng)及其特點1 系統(tǒng)的要素組成物質(zhì)：固態(tài)（巖石、冰雪），液態(tài)（水），氣態(tài)（空氣、水汽），有機(jī) 態(tài)（植物、動物、微生物）物質(zhì)要素：巖石圈，水圈，大氣圈，生物圈地理要素：地質(zhì)、地貌、水文、氣象、氣候、植被（生物群落）、土壤（土 被）2 .系統(tǒng)的性質(zhì)：物質(zhì)系統(tǒng)、自然/復(fù)合系統(tǒng)、開放系統(tǒng)、非平衡系統(tǒng)、過程 -反應(yīng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。3 .系統(tǒng)的特點?物質(zhì)循環(huán)與能量流動：輸入、輸出、儲存? 信息反饋：信息流、正反饋、負(fù)反饋?系統(tǒng)平衡：均衡態(tài)平衡、動態(tài)平衡4 .系統(tǒng)驅(qū)動力：太陽能、地內(nèi)能、人類活動,.系統(tǒng)的時空尺度102»10 "km2小系統(tǒng)102km2屮系統(tǒng)106km2

10、人系統(tǒng)109km2右機(jī)牛休和£±*雅搟"T%»拭«-*M p(X*i£ST4 MM.沖杠議申縛Jtf;畀打能辭齡腳同雅料 *主変檜蚩單兀 <drH.機(jī)釈盤 如6 時空尺度與復(fù)雜性尺度孌化 瓶期 近域時間空間桎期運域llPu生物組織的水平度雖或預(yù)測繕果 禾斷增加的困難梯度生態(tài)系統(tǒng)原因低斑較小花費時間要求不確定性高悵較大7.自然地理系統(tǒng)的圈層與子系統(tǒng)輸入;太陽能輸吐熱能巖石圈地帝tt t*群橋辭主要構(gòu)竝扳塊MJ10%自然地理圈層人地關(guān)系驅(qū)動力組分子系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)（四）自然地理過程及其分類自然過程物理過程大氣過程水文過程化學(xué)過程地貌過

11、程生物過程生物過程土壌過程歷史過程 現(xiàn)代過程發(fā)展過程、自然地理子系統(tǒng)的核心內(nèi)容組成要素及其形態(tài)特征 分布規(guī)律與相互關(guān)系?成因機(jī)制與演變歷史?物質(zhì)與能量的運動/通量、途徑、循環(huán)?時空尺度自然地理系統(tǒng)本是一個整體，人類為便于認(rèn)識而將其分割，從而產(chǎn)生學(xué)科的 分化。天文聒環(huán)與大氣壞流：物質(zhì)、 能巌的通量與波動大臺圈Z吒倏的形成與甕化天文經(jīng)緯侵下墊面地立因棄辰大希h人文因索特任；水遵坦分布、尺Jf 變化T辭I、遷暮氣候的形成與變化知識系統(tǒng)水循環(huán)：物質(zhì) 與能量運動水圈：水休與水文過程天氣與氣候生物人類土壞地質(zhì)與地貌，水量.形態(tài).分布： 頭氣水.生物宋售地表水、地下水過程；相變與水循環(huán) 地表/地下水運動水體

12、和水文過程知識系統(tǒng)生物地球化學(xué)循環(huán)：物 質(zhì)循環(huán)與能量轉(zhuǎn)換生物圈：生態(tài)系統(tǒng) 與生態(tài)因子生物圈生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)因子知識系統(tǒng)變質(zhì)巖礦物礦物*沉積巖沉積物巖漿火成巖礦物巖石與地展循環(huán)：景觀 變北的觸發(fā)器與背最撚量與壓力成巖作用巖石圈：巖石赭環(huán)/地 質(zhì)循環(huán)Q構(gòu)造運動風(fēng)化、侵 燭、撮運、 堆積巖石循環(huán)巖石圈：地貌及其 影響因素地貌二人類活動的舞臺，物 質(zhì)遷移與能量交換妁場所地貌及影響因素生物地球化學(xué)循環(huán)與地質(zhì)循環(huán):物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)換:土壌：形成因素S = (CL, O, R, P, T,) Jenny, 1941土壤的形成四、自然地理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能（一）自然地理系統(tǒng)的整體性（二）自然地理系統(tǒng)的多級性?多級性的

13、本質(zhì)：系統(tǒng)物質(zhì)的非均質(zhì)性及能量形式與水平的多樣性。多級性的邏輯形式：子系統(tǒng)的分化與分級。多級性的空間形式：空間尺度與區(qū)域分異規(guī)律。? 多級性的時間形式：時間尺度與波動性變化的周期。（三）自然地理系統(tǒng)的空間分異規(guī)律1 影響自然地理系統(tǒng)空間分異的因素?zé)崃σ蛩兀禾栞椛淠?、地帶性因素下墊面因素：地表物質(zhì)、非地帶性因素2 自然地理系統(tǒng)地域分異規(guī)律（四）自然地理系統(tǒng)的功能1 自然地理系統(tǒng)的生產(chǎn)潛力2 自然地理系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能五、人與自然地理環(huán)境的關(guān)系（一）人類對自然地理環(huán)境的依賴：對物質(zhì)與能量的需求；對生存環(huán)境的依 賴資源與環(huán)境。（二）人類對自然地理環(huán)境的認(rèn)識與利用自然區(qū)劃： 對空間分異規(guī)律的認(rèn)識與利用

14、， 是區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的基礎(chǔ)， 為區(qū)域 開發(fā)服務(wù)。資源評價：對要素性質(zhì)與運動規(guī)律的認(rèn)識，指導(dǎo)資源開發(fā)、利用與管理；-水資源評價：水量、水質(zhì)、補(bǔ)給與平衡；-土地評價：針對土地質(zhì)量狀況，適宜性與生產(chǎn)潛力，資源利用合理性等 方面進(jìn)行。-土地利用：土地是一個多義詞，從自然地理學(xué)的角度看，是一個綜合概 念，指陸地一定空間自然要素的有機(jī)組合，是人類立足的空間。自然地理系統(tǒng)的復(fù)雜性與空間分異決定了土地類型的多樣性與區(qū)域差異， 決 定了土地利用的基本原則：因地制宜 _靠山吃山，靠水吃水。但 , 千萬別“坐 吃山空”?。ㄈ┤祟悓ψ匀坏乩憝h(huán)境的影響土地覆被變化 ：土地利用導(dǎo)致地表物質(zhì)與結(jié)構(gòu)的改變， 引起系統(tǒng)功能的變 化。環(huán)境污染：有毒有害物質(zhì)進(jìn)入自然系統(tǒng)，對人類與其它生物體的健康產(chǎn)生 毒害，造成系統(tǒng)功能變化。資源耗竭與破壞： 改變物質(zhì)遷移的自然過程， 集中釋放特定種類的元素與化 合物，同時改變地表覆被。（四）人地關(guān)系的幾種觀點?人類是自然之子，從屬于自然（in ）?人類是萬物之靈，自然的主宰（over ）?人類是地球一員，與自然同在（with ）人類必須在了解自然的基礎(chǔ)上利用自然， 并時刻注意控制自己， 才能保持與 自然的平衡、和諧。六、關(guān)于中學(xué)自然地理學(xué)教學(xué)的思考? 目標(biāo)：總體以情感為上，知識為下- 認(rèn)識自然、熱愛自然、尊重自然，對自然存一份敬畏之心，乃是形成良