中國綜合自然地理學(xué)研究進(jìn)展

中國綜合自然地理學(xué)研究進(jìn)展

綜合自然地理學(xué)是自然地理學(xué)的一個(gè)重要分支學(xué)科，旨在研究自然地理環(huán)境各組成部分的物質(zhì)能量關(guān)系，闡明自然地理環(huán)境的歷史起源、現(xiàn)代過程、類型結(jié)構(gòu)、地區(qū)差異和發(fā)展發(fā)展。綜合自然地理學(xué)是在部門自然地理學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合研究,同時(shí)也為高層次的綜合地理學(xué)提供基礎(chǔ)。綜合研究是發(fā)展自然地理學(xué)的最主要方向,也是帶動(dòng)部門自然地理學(xué)最有效的途徑。綜合研究有現(xiàn)代過程的研究和歷史過程的研究兩個(gè)互相關(guān)聯(lián)、互相補(bǔ)充的方面。地理環(huán)境中現(xiàn)代過程的綜合研究包括:地表熱量、水分的分布、轉(zhuǎn)化及其在地理環(huán)境中的作用;化學(xué)元素在地理環(huán)境中的遷移過程;生物群落與其環(huán)境之間物質(zhì)、能量的交換。景觀學(xué)和土地科學(xué)從類型結(jié)構(gòu)角度對自然綜合體進(jìn)行綜合研究,而自然區(qū)劃則從區(qū)域角度進(jìn)行綜合研究。在中國近現(xiàn)代地理學(xué)的發(fā)展歷程中,自然地理學(xué)的發(fā)展較之人文地理學(xué)更強(qiáng)一些。20世紀(jì)50年代以前,林超、黃秉維等就已從事自然地理的綜合研究工作,如黃秉維在30年代編撰了《自然地理原理》和《中國地理》等,周廷儒在30~40年代開創(chuàng)對歷史時(shí)期環(huán)境變化的研究。我國綜合自然地理學(xué)經(jīng)歷了20世紀(jì)的初的西方近代地理學(xué)的傳入,又繼承了中國古代地理學(xué)的傳統(tǒng)。還受到原蘇聯(lián)地理學(xué)思想的深刻影響,與國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)密切結(jié)合,形成和發(fā)展了具有中國特色的綜合自然地理學(xué),目前在科學(xué)之林中占居一席之地。50多年來,中國的綜合自然地理學(xué)研究在古地理學(xué)、綜合自然區(qū)劃、景觀學(xué)和土地科學(xué)、現(xiàn)代自然地理過程、區(qū)域自然地理等領(lǐng)域均取得了顯著進(jìn)展。1文化景觀的未來變遷自然地理學(xué)方向的古地理學(xué),主要研究新生代以來的地理環(huán)境演變。此項(xiàng)研究遵循“將今論古”的現(xiàn)實(shí)主義原則,通過沉積、孢粉、同位素、冰芯、樹木年輪、考古和歷史文獻(xiàn)記載等多種分析手段獲取各種代用資料,對過去的地理環(huán)境進(jìn)行復(fù)原。我國古地理學(xué)研究是隨著近代地質(zhì)學(xué)、近代自然地理學(xué)、近代氣候?qū)W等地球科學(xué)的出現(xiàn)而起步的。20世紀(jì)50年代后,古地理學(xué)研究得到了迅速發(fā)展。周廷儒于60年代初提出發(fā)展自然地理學(xué)的古地理方向,1962年在北京師范大學(xué)地理系開設(shè)古地理學(xué)課程,隨后創(chuàng)建古地理研究室。《中國自然地理·古地理》和《古地理學(xué)》,分別為國內(nèi)古地理研究的第一部區(qū)域性與原理性專著。80年代后,他將自然景觀—受人類活動(dòng)改變的文化景觀—未來景觀的預(yù)測聯(lián)成一體進(jìn)行規(guī)律的探索,以期把握未來環(huán)境變遷的方向,引領(lǐng)中國環(huán)境變遷研究。70年代以來,隨著國際上對過去全球變化問題研究的不斷深入,我國的古地理學(xué)研究也獲得了重大進(jìn)展。其中,最具代表性的研究成果包括:竺可楨開創(chuàng)的基于考古和歷史文獻(xiàn)資料的氣候變化研究,劉東生、安芷生等領(lǐng)導(dǎo)的中國第四紀(jì)黃土及古季風(fēng)研究,施雅風(fēng)領(lǐng)導(dǎo)的中國東西部第四紀(jì)冰川研究、以及全新世環(huán)境演變研究,汪品先等領(lǐng)導(dǎo)的中國海域第四紀(jì)環(huán)境演變研究,及其他大量區(qū)域環(huán)境演變研究。青藏高原、第四紀(jì)黃土和考古與歷史文獻(xiàn)記載的研究是我國獨(dú)具特色的研究領(lǐng)域,主要研究新生代以來的地理環(huán)境演變,在國際上居領(lǐng)先地位,備受中外學(xué)者重視。古地理學(xué)研究的突出成果可概括為以下幾方面:中國第四紀(jì)以來環(huán)境演變過程與全球變化過程在總體格局上一致;青藏高原的隆起不僅使其自身從亞熱帶景觀向干寒方向轉(zhuǎn)化,還導(dǎo)致現(xiàn)代季風(fēng)環(huán)流系統(tǒng)的建立與加強(qiáng),強(qiáng)化了我國西北內(nèi)陸地區(qū)的干旱程度,出現(xiàn)荒漠環(huán)境;新生代以來我國的環(huán)流系統(tǒng)經(jīng)歷了非季風(fēng)、古季風(fēng)和現(xiàn)代季風(fēng)的演變過程;第三紀(jì)是我國自然環(huán)境格局形成的關(guān)鍵時(shí)期,該時(shí)期我國氣候普遍比現(xiàn)代溫暖,其后隨著全球性的新生代衰退,溫暖程度逐漸降低;第四紀(jì)時(shí)期,隨著全球性冷暖期的交替變化,我國自然地帶發(fā)生多次推移;全新世暖期盛期,我國東部地區(qū)平均溫度較現(xiàn)代高2.5℃左右,增溫幅度北方大于南方;氣候干濕程度變化對我國的影響,不亞于冷暖變化所帶來的影響,中國西部和華北的干旱化趨勢得到認(rèn)證;第四紀(jì)時(shí)期,海面隨冰期-間冰期的交替而升降變化,最后冰期時(shí)海面低于現(xiàn)代海平面130~150m,與此相應(yīng),大規(guī)模的海陸變遷成為第四紀(jì)東亞地區(qū)最顯著的地理變化之一。我國自然地理學(xué)方向的古地理研究恰與國際性的全球變化研究相接軌,積極參與了PAGES等國際研究計(jì)劃,正進(jìn)一步深入研究全球變化在中國的表現(xiàn)與響應(yīng)、以及中國環(huán)境演變對全球變化的影響。主要是關(guān)注15萬年來及兩千年來兩個(gè)時(shí)間尺度的環(huán)境演變,注重分析技術(shù)的改進(jìn)、新代用資料的開發(fā)、高分辨率序列的建立,及定量化程度的提高。2不同地域和區(qū)域的劃分綜合自然區(qū)劃研究是對自然區(qū)域的劃分、研究、描述。一個(gè)國家的自然區(qū)劃水平是反映對自然地理環(huán)境認(rèn)識(shí)深度和自然地理研究水平的重要標(biāo)志之一。綜合自然區(qū)劃是從自然環(huán)境的綜合特征出發(fā)進(jìn)行的地域劃分。綜合自然區(qū)劃不僅要正確認(rèn)識(shí)地域分異規(guī)律,還要深入分析各組成要素之間的相互聯(lián)系,是對各級自然綜合體自然環(huán)境與資源的全面認(rèn)識(shí)。20世紀(jì)50年代以來,隨著各地綜合科學(xué)考察的逐漸深入,各類觀測站網(wǎng)的建立,比較全面地、系統(tǒng)地積累了許多基本科學(xué)資料,中國綜合自然區(qū)劃研究因而有了長足的進(jìn)展。先后有林超等、羅開富、黃秉維、任美鍔等、侯學(xué)煜、趙松喬、席承藩等以及鄭度等、傅伯杰等幾個(gè)方案。其中侯學(xué)煜、鄭度、傅伯杰等的方案更多地滲入了生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)。當(dāng)然,影響最大的還是黃秉維方案。由于該區(qū)劃的主要目的是為農(nóng)、林、牧、水等事業(yè)服務(wù),區(qū)劃所采取的原則,一是先進(jìn)行類型區(qū)劃,然后進(jìn)行區(qū)域區(qū)劃;二是偏重現(xiàn)代的自然特征及其相互關(guān)系;三是以地帶性為第一性因素,非地帶性為第二性因素;四是地帶性因素先考察較難以人力改變的溫度,然后考察在一定條件下、一定限度內(nèi)可以人力改變的水分狀況;五是在擬定溫度帶(原稱熱量帶)和水分狀況地區(qū)的界線時(shí),一般先著眼由溫度及水分狀況的地域差異所導(dǎo)致的其他現(xiàn)象的地域差異,然后選取界線,再尋求較能體現(xiàn)地理相關(guān)性的界線指標(biāo)。原則和方法既適合中國特點(diǎn),又便于與國外相比較。綜合自然區(qū)劃的結(jié)果顯著地顯示出自然地理地帶性規(guī)律,將全國劃分為3大自然區(qū),6個(gè)溫度帶,18個(gè)自然地區(qū)和亞地區(qū),28個(gè)自然地帶和亞地帶,90個(gè)自然省。這是中國最詳盡而系統(tǒng)的全國性區(qū)劃,在世界上也是絕無僅有。60年代和80年代,黃秉維又對該方案進(jìn)行了系統(tǒng)的修訂。50年代以來,中國各省區(qū)大多先后完成自然區(qū)劃研究,并有專著出版。如甘肅省綜合自然區(qū)劃,青海省綜合自然區(qū)劃。一些特殊區(qū)域,如河西走廊、珠江流域、華南熱帶、川西滇北、青藏高原、橫斷山區(qū)、干旱及半干旱區(qū)、黃土高原等也都作了相應(yīng)的綜合自然區(qū)劃。此外,還有為特殊目的服務(wù)的自然區(qū)劃,如為水土保持服務(wù)的黃河中游黃土區(qū)自然區(qū)劃,橡膠宜林地區(qū)劃,為公路建設(shè)規(guī)劃服務(wù)的全國公路自然區(qū)劃等。目前,中國學(xué)術(shù)界對自然區(qū)劃的若干基本問題仍然存在著認(rèn)識(shí)上的分歧和不同見解。例如,從時(shí)空角度綜合來看,地帶性因素與非地帶性因素相互作用表現(xiàn)出來的形式,是地表最基本的分異規(guī)律。因此,在自然區(qū)劃中,應(yīng)該將貫徹始終、影響全局、決定分異本質(zhì)和過程的地帶性和非地帶性的有機(jī)結(jié)合關(guān)系放在重要位置,作為總的指導(dǎo)思想。但在具體劃分中,往往需要根據(jù)不同分異聯(lián)系的主導(dǎo)規(guī)律,是否應(yīng)如此就引發(fā)了單列系統(tǒng)和雙列系統(tǒng)之爭。發(fā)生學(xué)原則早在19世紀(jì)后半期就已開始應(yīng)用到區(qū)劃實(shí)踐中,但迄今國內(nèi)外學(xué)者仍缺乏共同的理解和明確的認(rèn)識(shí)。20世紀(jì)60年代,中國學(xué)者發(fā)表了不少文章闡述對這一問題的看法。此外,關(guān)于區(qū)域共軛性原則的爭論集中在這一原則的具體應(yīng)用上等。對于區(qū)劃原則和等級單位體系存在的觀點(diǎn)分歧和方案的不同,集中地反映在各級區(qū)劃單元界線劃定上。為了解決熱帶與溫帶之間連續(xù)過渡所產(chǎn)生的困難,結(jié)合中國亞熱帶性特別顯著的特點(diǎn),借用氣候?qū)W的概念,劃分出一個(gè)亞熱帶,可以緩沖和彌補(bǔ)某些缺陷,更正確地刻畫自然界的漸變。竺可楨、黃秉維等多數(shù)學(xué)者認(rèn)為中國亞熱帶的北界接近北緯34°,即淮河、秦嶺、白龍江一線。由于這條界線無論在自然條件方面,還是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,意義都比較明確,各方面的意見比較一致。但界線的具體擬定仍存在一些分歧。中國的半濕潤地區(qū)和半干旱地區(qū)地域廣袤,兩者之間無論在自然界的客觀實(shí)際還是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況方面都存在顯著不同,把它們區(qū)分開來是有意義的,但它們之間的界線劃分至今仍存在較多的分歧和爭議[33,34,35,36,37,38,39,40]。自然地域分異規(guī)律是地表最基本的分異規(guī)律,亦是進(jìn)行自然區(qū)劃的基礎(chǔ)。關(guān)于地帶性學(xué)說,近百年來一直存在著廣義和狹義的兩種不同的理解。黃秉維主張從廣義來理解地理地帶性分異規(guī)律,認(rèn)為自然地理地帶性包括緯度地帶性、經(jīng)度地帶性和垂直地帶性等3個(gè)組成部分。胡煥庸等主張狹義理解,即地帶性主要是指緯度地帶性,而經(jīng)度地帶性和垂直地帶性屬于非地帶性。中國自然環(huán)境異常復(fù)雜,在眾多因素的影響和制約下,客觀上存在著地帶性規(guī)律難以辨識(shí)的困難,黃秉維1959年中國綜合自然區(qū)劃方案揭示并肯定了地帶性規(guī)律的普遍存在,這對于中國自然地域分異規(guī)律研究,是一個(gè)歷史性的突破。自然地域分異規(guī)律作為各類自然區(qū)劃中最基本的理論依據(jù)而得到充分反映。在黃秉維1959年區(qū)劃方案中,直至第三級的劃分都遵守生物氣候原則,即根據(jù)氣候與土壤、生物、農(nóng)業(yè)的相關(guān)性來劃分。所考慮的規(guī)律主要是廣義的地帶性,劃分的結(jié)果亦基本上是水平地帶性規(guī)律的反映。低級區(qū)劃單位的地域分異則是地方性差異,主要取決于非地帶因素,以地貌、地質(zhì)構(gòu)造與巖性、土壤溫度與土壤水分、地表水、地下水……等因素為劃分依據(jù)。在垂直地帶性規(guī)律支配下,具有一定高度的山體所產(chǎn)生的由下而上的帶狀更迭,稱為垂直自然帶。發(fā)育在不同地域山體的垂直自然帶具有各自特殊的帶譜性質(zhì)、類型組合和結(jié)構(gòu)特征。發(fā)育在不同水平地帶的垂直自然帶的各類型之間,亦存在一定的聯(lián)系,反映出它們在三度空間上的規(guī)律變化。黃錫疇研究了歐亞大陸溫帶山地垂直帶結(jié)構(gòu)類型,劃分出大西洋沿岸垂直帶結(jié)構(gòu)亞綱、大陸垂直帶結(jié)構(gòu)亞綱和太平洋沿岸季風(fēng)區(qū)垂直結(jié)構(gòu)亞綱。姜恕在劃分川西滇北山地垂直帶類型時(shí),主張將垂直帶譜分為綱、類、型等3級。多山地和高原是中國自然界的突出特點(diǎn)之一。60年代以后,隨著青藏高原自然區(qū)劃工作的開展,高原山地自然區(qū)劃問題逐漸被提上日程,并日益深化。應(yīng)用三維地帶性觀點(diǎn)進(jìn)行垂直自然帶譜分析,已較廣泛進(jìn)行。中國幾大高原的地勢結(jié)構(gòu)不一,海拔高度不同,在自然區(qū)劃中的位置也不一樣,鄭度等認(rèn)為,要闡明其自然地域分異,必須對高原各種地貌類型組合的基面的海拔高度進(jìn)行比較分析,按照不同區(qū)域確定代表基面及其海拔高度范圍,以便首先使水平地帶性得到充分反映,然后再體現(xiàn)垂直地帶性的差異。張榮祖等按照垂直自然帶譜的基帶、帶譜結(jié)構(gòu)、優(yōu)勢垂直帶以及溫度、水分條件等特點(diǎn),將青藏高原的垂直自然帶劃分為季風(fēng)性和大陸性兩類帶譜系統(tǒng),前者又分為濕潤、半濕潤和高寒半濕潤3個(gè)結(jié)構(gòu)類型組,后者又分為高寒半干旱、高寒干旱、高寒極干旱、極干旱、干旱和半干旱等6種結(jié)構(gòu)類型組。鄭度、楊勤業(yè)等認(rèn)為,熱量平衡隨高度而改變是垂直地帶性的起因,是在能量分布和水分作用等基本分異背景下派生的地域分異規(guī)律。垂直自然帶既有與水平地帶相同的成分,但亦有大量相似的和獨(dú)特的成分,它不完全重現(xiàn)緯度地帶的序列。同時(shí),垂直帶的類型結(jié)構(gòu)存在于它所處的水平地帶,是在水平地帶的基礎(chǔ)上發(fā)育和發(fā)展起來的。水平地帶和垂直自然帶關(guān)系的深入研究,為高原山地的自然區(qū)劃提供了可能。關(guān)于青藏高原地域分異規(guī)律,長期存在不同觀點(diǎn)?；蛘J(rèn)為水平地帶性被垂直地帶性所掩蓋,或認(rèn)為高原上的地帶僅能由垂直帶辨認(rèn),或強(qiáng)調(diào)高原非地帶性明顯,不應(yīng)劃分為自然地帶等。鄭度等認(rèn)為,從三維地帶性出發(fā),高原邊緣的垂直帶與毗鄰低地的水平地帶有聯(lián)系,在內(nèi)部其基帶優(yōu)勢垂直帶在高原面上聯(lián)結(jié)、展布,反映出自然地帶的水平分異,反過來又制約著垂直自然帶的特點(diǎn),是三維地帶性在高原上的體現(xiàn)。從上述認(rèn)識(shí)出發(fā),依據(jù)大地貌的區(qū)域差異,溫度、水分條件的不同組合,地帶性植被、土壤和垂直自然帶結(jié)構(gòu)類型的異同,高原被劃分為9個(gè)自然地帶。這一劃分已經(jīng)成為協(xié)調(diào)區(qū)域資源、環(huán)境、人口、發(fā)展的重要自然基礎(chǔ)。亦為世界其他高原山地提供了借鑒。地表的自然地帶性是復(fù)雜歷史過程的產(chǎn)物,每一個(gè)地帶都有自己的歷史和年齡。由于現(xiàn)代自然地域分異規(guī)律是歷史的繼承和發(fā)展,因此,四度時(shí)空的研究日益受到重視。張榮祖等研究了上新世以來青藏高原水平地帶和垂直自然帶的變化,以及兩者的相互關(guān)系。邢嘉明等分析了更新世以來華北平原水平地帶的變化。楊勤業(yè)等繪制了黃土高原不同時(shí)期自然地帶示意圖,認(rèn)為現(xiàn)代自然地帶是第三紀(jì)以來地質(zhì)歷史演變的產(chǎn)物。但時(shí)間因素或殘遺因素的研究仍然是初步的,尚待今后進(jìn)一步深入。3中國1100萬土地類型圖研究土地類型的研究對象是自然地理各要素(氣候、水文、地貌、植被、土壤等)相互作用形成的自然綜合體。它是在自然地理要素研究,以及繼綜合自然區(qū)劃研究基礎(chǔ)上發(fā)展起來的類型研究,因而其形成、發(fā)展被看作是20世紀(jì)綜合自然地理學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。自20世紀(jì)50年代中期起,陳述彭等就開展了大比例尺景觀調(diào)查與制圖的實(shí)踐。此后從50年代末至60年代初在廣東鼎湖山、北京懷柔、內(nèi)蒙古毛烏素、甘肅民勤等地進(jìn)行大比例尺的土地類型調(diào)查與制圖,隨后相繼開展了中比例尺制圖與調(diào)查研究工作。60年代以來對許多山區(qū)進(jìn)行的山地垂直帶研究和制圖工作,也是中、小比例尺的土地類型研究。自70年代起,以土地類型為基礎(chǔ)進(jìn)行土地資源評價(jià),確定土地利用結(jié)構(gòu)并開展農(nóng)業(yè)區(qū)劃的應(yīng)用研究有較大的發(fā)展。在林超、趙松喬、陳傳康的倡導(dǎo)和推動(dòng)下,吸取德、蘇景觀學(xué)派和英、澳土地學(xué)派的長處,以土地類型為基礎(chǔ)的土地資源、土地評價(jià)、土地利用、土地規(guī)劃和土地管理決策的系統(tǒng)研究,已經(jīng)全面發(fā)展為土地科學(xué)的系統(tǒng)研究。根據(jù)1978年制訂的全國自然科學(xué)和基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展規(guī)劃,在全國開展了編制1∶100萬土地類型圖、土地資源圖和土地利用圖的研究工作。此期的研究成果,一是提供了宜農(nóng)荒地自然類型、質(zhì)量高低、開發(fā)條件和面積數(shù)量,為國家農(nóng)業(yè)開墾提供了基本依據(jù),二是在土地類型分級和土地系列制圖上積累了經(jīng)驗(yàn),逐步完善和建立了獨(dú)立的土地類型學(xué)體系,并為土地科學(xué)在我國成為一門獨(dú)立的學(xué)科奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)80年代我國土地類型調(diào)查和制圖研究取得重大進(jìn)展。在中國科學(xué)院地理研究所主持下,1981年1月成立了由39個(gè)科研、教學(xué)、生產(chǎn)單位組成的中國1∶100萬土地類型圖編委會(huì)(主編趙松喬),參與此項(xiàng)研究的專業(yè)人員200余名,至20世紀(jì)末,取得的進(jìn)展包括:第一,確立了土地類型在綜合自然地理學(xué)中的地位,明確其研究對象是地理環(huán)境中的類型綜合體,具有反映地段綜合特征和屬性的功能。通過系列制圖的實(shí)踐,土地類型基本上可分為三級:土地類、土地型和土地單元。從中國國土遼闊、地域差異大的實(shí)際出發(fā),中國1∶100萬土地類型圖編委會(huì)在土地類之上設(shè)立0級單位(土地綱),作為土地類型分級的控制單位,實(shí)際上也是綜合自然區(qū)劃的基本單位。土地綱劃分的基本依據(jù)是水分、溫度大尺度分異,將全國劃分出:A濕潤赤道帶,B濕潤熱帶,C濕潤南亞熱帶,D濕潤中亞熱帶,E濕潤北亞熱帶,F濕潤半濕潤暖溫帶,G濕潤半濕潤溫帶,H濕潤寒溫帶,I黃土高原,J半干旱溫帶草原,K干旱溫帶暖溫帶荒漠,L青藏高原。土地類為土地類型分級單位的高級單位,反映了主導(dǎo)分異因素地貌的變化,如灘涂,低濕河湖洼地,海積平地,沖積平地……等。適用的制圖比例尺為小于1∶100萬。土地型是土地類下的續(xù)分單位,表示植被型(或亞型),土壤類(或亞類)的組合匹配形式,適于1∶20~1∶50萬比例尺作圖。土地單元是土地類型分級的基層類型單位,表示的是植被群系(或群系組)、土壤屬(或種)的組合,或局部地段的綜合特征,適宜于1∶5萬~1∶10萬比例尺成圖;第二,具有大批同一區(qū)域不同比例尺土地類型系列圖件,適于滿足不同管理層次級別的精度需求。至1989年,按國際分幅出版了西寧等8幅彩圖,鑒定評審?fù)ㄟ^了北京等23幅,覆蓋面積達(dá)國土面積的40%以上。各省(區(qū))同期為農(nóng)業(yè)區(qū)劃需要編制了大量1∶20~1∶50萬比例尺土地類型圖件,基本制圖單位為土地型。以省區(qū)級獨(dú)立完成的有寧夏等19個(gè)省區(qū),大部完成的有四川等10個(gè)省區(qū);第三,擁有大量典型區(qū)域以土地單元為制圖對象的資料、圖件,是深入解析不同自然區(qū)的地域分異規(guī)律和土地合理布局的基本依據(jù);第四,對某些特定條件下形成的土地類型,如沼澤、海涂,荒漠、綠洲等進(jìn)行調(diào)查、制圖,在促進(jìn)區(qū)域開發(fā)和環(huán)境整治中起到了特殊作用。第五,亦有不少理論方法總結(jié),如《土地類型結(jié)構(gòu)與農(nóng)業(yè)綜合自然區(qū)劃的初步研究——以北京市為例》、《貴州省地域結(jié)構(gòu)與資源開發(fā)》、《西藏雅魯藏布江中游地區(qū)土地系統(tǒng)》等。以土地類型為基礎(chǔ)進(jìn)行不同利用目的的應(yīng)用研究,在80年代取得了重大進(jìn)展。應(yīng)用最為廣泛的是農(nóng)業(yè)合理用地規(guī)劃、調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)方面。《中國1∶100萬土地資源圖》的編制(主編石玉林),基本摸清了我國宜農(nóng)、宜林、宜牧土地質(zhì)量與數(shù)量,并為國家制定土地利用總體規(guī)劃和農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃提供決策依據(jù)。在若干地區(qū)的研究中,也取得成績。如西藏自治區(qū)土地利用的研究,在相當(dāng)大的范圍內(nèi)應(yīng)用航空航天遙感技術(shù),完成大中比例尺的現(xiàn)狀調(diào)查,這在全國是沒有先例的。服務(wù)于單項(xiàng)目的的土地質(zhì)量評價(jià)研究,亦有很大發(fā)展,如對水稻、柑橘、茶葉、橡膠的單項(xiàng)土地適宜性研究,均可視為土地屬性深入研究的成果。80年代后,土地的應(yīng)用研究領(lǐng)域不斷拓寬,擴(kuò)展到旅游、城市用地和環(huán)境綜合整治方面。旅游質(zhì)量用地評價(jià)依據(jù)土地利用的歷史文化價(jià)值、藝術(shù)觀賞價(jià)值、科學(xué)研究價(jià)值,采用景點(diǎn)、景觀單元、游覽線和景區(qū)的結(jié)構(gòu)分析方法進(jìn)行評價(jià),通過對北京旅游區(qū)、烏魯木齊南山風(fēng)景區(qū)、廣東丹霞山風(fēng)景區(qū)、黃果樹瀑布區(qū)等的研究,初步確立了我國旅游用地評價(jià)體系。城市土地評價(jià)在90年代中國房地產(chǎn)業(yè)的興起中起到了突出作用,不僅考慮土地的自然屬性,更多地依據(jù)城市土地的經(jīng)濟(jì)價(jià)值(地租)進(jìn)行評估,對于建立城市用地合理結(jié)構(gòu)有積極意義。以土地類型生態(tài)屬性為基礎(chǔ)開展環(huán)境綜合整治的研究,有80~90年代在中國“三北”防護(hù)林建設(shè)體系的林灌草布局規(guī)劃、黃土高原重點(diǎn)產(chǎn)沙區(qū)水土流失治理設(shè)計(jì)、吉林西部退化土地恢復(fù)整治生態(tài)建設(shè)、中國脆弱生態(tài)環(huán)境綜合整治等。利用土地類型空間結(jié)構(gòu)分析方法進(jìn)行自下而上綜合自然區(qū)劃的工作,80~90年代完成了北京市、貴州省、青海省、云南省、甘青寧“三北”地區(qū)、江漢平原區(qū)、關(guān)中地區(qū)、秦巴山地等區(qū)域。在土地類型與土地資源評價(jià)研究基礎(chǔ)上,80~90年代相繼開展了土地生產(chǎn)潛力與人口承載能力的研究。中國科學(xué)院地理研究所等單位開展了以土地評價(jià)分等單元為依據(jù)的類型等級法,進(jìn)行了柴達(dá)木盆地、黃河大柳樹灌區(qū)的研究。這一領(lǐng)域的研究,由靜態(tài)研究轉(zhuǎn)變?yōu)楦櫳a(chǎn)力發(fā)展水平和生活水準(zhǔn)提高的動(dòng)態(tài)研究,以適應(yīng)動(dòng)態(tài)管理決策的需求。由于航空航天遙感資料和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,土地研究日益向定量化方向發(fā)展。80年代,利用假彩色合成衛(wèi)星圖像和彩紅外合成航空像片逐漸普及,解譯準(zhǔn)確性和制圖精度亦漸趨成熟,90年代開展了超小比例尺航空像片的解譯及應(yīng)用。利用衛(wèi)星像片編制1∶50萬土地類型與土地資源圖件在80年代已經(jīng)成功,利用1∶10萬TM衛(wèi)星像片編制相應(yīng)比例尺土地圖件,已較廣泛應(yīng)用于若干重大項(xiàng)目。利用地理信息系統(tǒng)(GIS)進(jìn)行土地利用管理決策和ARC/INFO軟件制圖的新技術(shù)應(yīng)用,90年代亦日漸成熟。土地利用/土地覆被變化研究作為全球環(huán)境變化研究的重要方面近些年正廣泛開展,并取得可喜成績,成為土地系統(tǒng)分析與評價(jià)、土地質(zhì)量指標(biāo)體系建立與環(huán)境效應(yīng)預(yù)測的重要科學(xué)基礎(chǔ)。但是,不同驅(qū)動(dòng)力的相互作用,以及不同驅(qū)動(dòng)力尤其是人類活動(dòng)的定量化表述存在難點(diǎn),從而嚴(yán)重阻礙了土地利用/土地覆被變化的綜合研究以及動(dòng)態(tài)預(yù)測模型的建立與運(yùn)行。景觀作為科學(xué)名詞被引入地理學(xué),具有地表可見景象的綜合與某個(gè)限定性區(qū)域的雙重含義。最早是19世紀(jì)的德國地理學(xué)家洪堡倡導(dǎo)景觀研究作為地理學(xué)的中心問題,探索由原始景觀變成人類文化景觀的過程。自20世紀(jì)30年代景觀生態(tài)一詞為C.Troll首先提出,景觀的概念被引入生態(tài)學(xué),作為位居生態(tài)系統(tǒng)之上的一種尺度單元。景觀生態(tài)學(xué)是一門在景觀地理學(xué)和生態(tài)學(xué)綜合研究相結(jié)合的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的交叉學(xué)科,它以生態(tài)學(xué)的理論框架為依托,吸收現(xiàn)代地理學(xué)和系統(tǒng)科學(xué)之所長,研究景觀的結(jié)構(gòu)(空間格局)、功能(生態(tài)過程)和演化(空間動(dòng)態(tài)),研究景觀和區(qū)域尺度的資源、環(huán)境管理,具有綜合整體性和宏觀區(qū)域性的特色,并以中尺度的景觀結(jié)構(gòu)和生態(tài)過程關(guān)系研究為所長。景觀生態(tài)學(xué)的建立源于西歐20世紀(jì)30年代,在80年代進(jìn)一步發(fā)展。在我國的發(fā)展大體上經(jīng)歷了兩個(gè)階段。1981~1988年是引入介紹階段。1983年林超發(fā)表了C.Troll的“景觀生態(tài)學(xué)”和納夫的“景觀生態(tài)學(xué)發(fā)展階段”兩文的譯文,在國內(nèi)是首次介紹景觀生態(tài)學(xué)的代表性文獻(xiàn)。1985年陳昌篤發(fā)表“評價(jià)Z.納維等著的景觀生態(tài)學(xué)”,1986年景貴和發(fā)表“土地生態(tài)評價(jià)與土地生態(tài)設(shè)計(jì)”,陳昌篤發(fā)表“論地生態(tài)學(xué)”,對景觀生態(tài)學(xué)和地生態(tài)學(xué)內(nèi)涵作了有意義的探討。1988年李哈濱等發(fā)表“景觀生態(tài)學(xué)-生態(tài)學(xué)領(lǐng)域里新概念構(gòu)架”,重點(diǎn)介紹美國學(xué)派的景觀生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展。80年代末,研究工作主要集中于我國景觀生態(tài)學(xué)的發(fā)展方向、景觀空間結(jié)構(gòu)、景觀異質(zhì)性動(dòng)態(tài)變化、景觀生態(tài)類型、遙感和地理信息系統(tǒng)應(yīng)用、生態(tài)過渡帶研究、以及其他方法研究。90年代,出版了幾種景觀生態(tài)學(xué)教材。以后,景觀生態(tài)學(xué)作為一門新興的交叉學(xué)科被國內(nèi)同行廣泛接受。4從內(nèi)在觀測到試驗(yàn)研究早在20世紀(jì)50年代黃秉維就提出自然地理學(xué)要分別研究地表物理的、化學(xué)的和生物的自然過程,然后加以綜合。他指出,從更廣闊的視野看,3個(gè)方向存在著外延部分疊合的關(guān)系,可以將不同尺度的研究結(jié)合在一個(gè)統(tǒng)一的體系之中,并將導(dǎo)致對地理環(huán)境中現(xiàn)代過程及其地域分異秩序的全面了解。這樣,就突破了描述性的、以要素為主體的傳統(tǒng)綜合研究模式,為綜合自然地理學(xué)的深入和自然地理綜合研究開創(chuàng)了新路。物理過程包括風(fēng)力作用、水力作用、地表水分和熱量平衡;水力作用研究包括徑流的形成過程,侵蝕作用與河床過程,則與坡地利用和坡地持續(xù)生產(chǎn)力研究相聯(lián)系,偏重解決生產(chǎn)實(shí)際問題,學(xué)科本身的系統(tǒng)研究只是在20世紀(jì)末才漸有起色?；瘜W(xué)過程原以鹽分平衡開端,水鹽動(dòng)態(tài)著手,后來轉(zhuǎn)向與人體健康有關(guān)的地方病和環(huán)境保護(hù)研究;生物過程則與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力相聯(lián)系。后來,發(fā)展為土壤-植物-大氣系統(tǒng)(SPAC)的綜合研究。它包括蒸發(fā)過程、蒸騰過程、根系吸水過程、土壤水分運(yùn)動(dòng)、土壤水與地下水的相互交換過程以及水分在傳輸過程中各環(huán)節(jié)和界面上的勢能變動(dòng)和阻力等在內(nèi)的水分傳輸和能量傳輸研究。1956年,黃秉維就提出要發(fā)展自然地理定位觀測與實(shí)驗(yàn)。60年代初相繼在石家莊、德州、衡水和延安、武功、民勤等地開展定位試驗(yàn)。又于1979年在山東禹城建立了禹城綜合試驗(yàn)站,80年代籌建了北京農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)試驗(yàn)站,對太陽輻射能、光量子能量、農(nóng)田二氧化碳濃度、土壤水分狀況、作物葉面溫度、作物氣孔阻力等進(jìn)行了為期數(shù)年的測定,還對灌水定額和灌溉制度、耕作和輪作制度等方面的問題開展了研究,完全與農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)研究融為一體。隨后幾年研究的主要進(jìn)展是建立了田間試驗(yàn)研究網(wǎng)絡(luò)。1988年由中國科學(xué)院直接主持的田間試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)包括從中溫帶至中亞熱帶,濕潤、半濕潤、半干旱及干旱地區(qū)不同生態(tài)類型的8個(gè)試驗(yàn)站,在80年代進(jìn)行了兩整年的同步觀測、其中作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力研究基本組成部分的太陽輻射分光譜(包括紫外、可見光、紅外輻射)觀測研究在國內(nèi)是首次開展;建立了計(jì)算農(nóng)業(yè)自然生產(chǎn)潛力的數(shù)學(xué)模型。這些定位觀測試驗(yàn)的部分研究可以認(rèn)為是黃秉維開創(chuàng)的熱水平衡研究和左大康開創(chuàng)的太陽輻射研究的繼續(xù)。但實(shí)驗(yàn)研究和測定技術(shù)仍然薄弱。1973年黃秉維首先提出了光合潛力的概念、計(jì)算公式及公式中各項(xiàng)系數(shù)的數(shù)值。認(rèn)為,光合潛力是在空氣中二氧化碳含量正常,其他環(huán)境因素都處于最適宜狀態(tài)時(shí),具備最適宜于接受和分配陽光的群體的,高光合效能作物充分利用陽光所能生產(chǎn)的植物質(zhì)(包括根、莖、葉和繁殖器官含水15%的干物質(zhì))。所采用的光合潛力估算方法是將太陽總輻射(卡/厘米2)數(shù)值乘以0.124(后訂正為0.123)便是光合潛力[斤/畝]數(shù)值。這個(gè)方法很簡單,但每項(xiàng)參數(shù)的選擇都經(jīng)過比較仔細(xì)的考慮,又經(jīng)過一些驗(yàn)訂,總的傾向是偏保守一些。隨后又完成了光溫潛力、光溫水潛力的分析計(jì)算方法,并就全國各區(qū)域的情況分別予以討論。此后,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力研究被廣泛應(yīng)用到不同自然區(qū)域的綜合研究工作中。過去幾十年,點(diǎn)上的觀測試驗(yàn)、方法論研究和過程模擬已經(jīng)相當(dāng)深入,還可以繼續(xù)深入下去,深入是無止境的,但工作內(nèi)容過細(xì),學(xué)科比較單一,已經(jīng)不像綜合自然地理意義上的試驗(yàn)研究。似應(yīng)建立更加綜合的試驗(yàn)基地,開展自然地理、地貌、水文、氣候、生態(tài)等多學(xué)科的綜合研究,才是正確的方向。同時(shí),物理過程、化學(xué)過程和生物過程的綜合顯得十分不夠,亦需要予以解決。5綜合自然土地研究區(qū)域研究是自然地理學(xué)的重要研究方向之一。全國性的自然地理研究成果主要有:20世紀(jì)50年代的中國自然區(qū)劃(初稿)叢書、70~80年代的中國自然地理叢書的《總論》、任美鍔主編的《中國自然地理綱要》、《中國自然區(qū)域及開發(fā)整治》,趙松喬的《PhysicalGeographyofChina》以及各大學(xué)地理系編撰的《中國自然地理》教科書等。區(qū)域性的自然地理研究成果豐碩?！吨袊珊祬^(qū)自然地理》從綜合自然地理、地貌、氣候、水文、地下水、土壤地理、植被以及動(dòng)物地理等方面對干旱地區(qū)分別進(jìn)行了概要分析和探討?！缎陆C合自然區(qū)劃概要》分析了新疆自然地理特征、自然資源概況,并對區(qū)劃劃分的各個(gè)單元進(jìn)行綜合研究,闡明其基本特征及其利弊,以及開發(fā)利用中的問題,和相應(yīng)的建設(shè)性意見?！段鞑刈匀坏乩怼泛汀吨袊那嗖馗咴啡骊U述了青藏高原基本自然特征、組成自然地理環(huán)境的諸多要素,揭示了高原區(qū)域的自然地域分異規(guī)律。其中,《西藏自然地理》是我國第一部重視從生態(tài)學(xué)角度進(jìn)行區(qū)域地理闡述的著作,受到國內(nèi)學(xué)術(shù)界的關(guān)注和贊揚(yáng)。《橫斷山區(qū)自然地理》討論了橫斷山區(qū)地域分異特點(diǎn)、垂直自然帶譜、地形因素以及區(qū)劃界線等問題,進(jìn)行了綜合自然區(qū)劃?！堆鹏敳夭冀杏蔚貐^(qū)土地系統(tǒng)》探討了高原山地地區(qū)土地系統(tǒng)的整體性和綜合性特征,分析了土地類型、土地結(jié)構(gòu)、土地分區(qū)、土地評價(jià)、土地生產(chǎn)潛力、土地發(fā)展規(guī)劃和土地人口承載潛力等子系統(tǒng),并討論了它們之間的聯(lián)系和作用?！吨袊G洲》比較全面系統(tǒng)地論述了中國干旱荒漠區(qū)的基本自然地理過程,綠洲地域系統(tǒng)及其類型、特征和演變,綠洲結(jié)構(gòu)及其功能,綠洲經(jīng)濟(jì)與文化,綠洲發(fā)展規(guī)劃與管理體系建設(shè)等?！吨袊焐阶匀坏乩怼肥菍ξ覈硟?nèi)天山全面系統(tǒng)論述的自然地理著作。此外,較具代表性著作還有《湖南自然地理》、《湖北省自然條件與自然資源》、《河南自然條件與自然資源》、《青海省自然地理》、《黃土高原地區(qū)自然環(huán)境及其演變》、《青海可可西里地區(qū)自然環(huán)境》、《南迦巴瓦峰地區(qū)自然地理與自然資源》、《喀喇昆侖山-昆侖山地區(qū)自然地理》、《廣東自然地理》等?？梢?區(qū)域自然地理研究大多與綜合考察相結(jié)合,始于邊遠(yuǎn)、資料缺乏的地區(qū),而后才逐漸向較發(fā)達(dá)、人口較多的地區(qū)延伸。同時(shí),研究亦從單純的自然地理學(xué)向自然地理學(xué)與人文地理學(xué)相結(jié)合的方向發(fā)展。此外,綜合自然地理學(xué)的研究工作還包括資源合理開發(fā)利用、退化土地的整治與恢復(fù)、坡地改良與利用、土地利用與土地覆被變化、景觀生態(tài)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、自然災(zāi)害的綜合研究以及環(huán)境脆弱與環(huán)境沖突研究等領(lǐng)域亦都取得成績。