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地理科学进展  
  地理科学进展--2018, 37 (1)   Published: 2018-01-28
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专辑:自然地理学前沿进展
自然地理学总论

新时代自然地理学发展的思考 Hot!

傅伯杰
地理科学进展. 2018, 37 (1): 1-7. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.001
全文: PDF (3426KB) ( 2151 ) RICH HTML
摘要 ( 1063 )

自然地理学是地理学的基础学科,也是地理学综合研究的基石。本文在梳理自然地理学主要研究进展的基础上,思考了新时代自然地理学的发展方向。在全球环境变化驱动下,自然地理学及其分支学科在传承中得到新的发展。自然地理学近年来的研究进展主要表现为自然地理过程综合与深化、陆地表层系统集成、陆海相互作用和区域生态环境管理应用等方面。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,服务于国家重大需求和政府决策。在发展过程中,亟待关注以下前沿领域与方向:①地貌学需要重点加强地貌学与全球环境变化及人类活动关系研究;②生物地理学有待深化属性地理学、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水文学需要开展多要素、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、水文形态学等新兴学科领域;④自然地理学有待全方位介入气候变化研究,在气候变化国际重大研究计划、气候变化框架公约等方面发挥更加积极的支撑功能;⑤综合自然地理需要面向国家重大需求,聚焦人地系统耦合研究,在资源环境承载力评估、生态安全格局与生态文明建设等领域作出积极贡献;⑥自然地理学需深化耦合自然与人文要素及过程研究,建立发展复杂系统模拟模型,分析和模拟变化环境下的自然、人文要素耦合机制和陆地表层系统动态变化规律。

自然地理学分支学科

试论地貌学的新进展和趋势

鹿化煜
地理科学进展. 2018, 37 (1): 8-15. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.002
全文: PDF (4756KB) ( 922 ) RICH HTML
摘要 ( 583 )

地貌变化有内在的规律,对环境保育、资源利用和自然灾害防治有重要影响。作为交叉学科和地理学的重要分支学科,地貌学具有重要理论价值和实际意义。过去10多年来,随着遥感、地理信息技术和沉积物定年、地球物理和地球化学探测以及数值模拟等新技术和新方法的应用,地貌学家的研究视野和深度不断扩大与加深,在构造地貌、气候地貌和人类活动与地貌过程等传统领域有很多新进展,揭示了不同地貌单元的变化规律和机理,极大地推动了地貌学的发展。在新时代,除了继续加强传统地貌单元的深入研究外,地貌学的发展应与全球环境变化和未来地球等重大科学问题(计划)紧密结合;地貌学家要关心人类活动对地貌过程的影响及适应,并利用新技术开展地貌过程的定量重建和数值模拟。同时加强地理学专业学生的地质学基础学习、发展定量地貌学和行星地貌学、系统开展人类活动对地貌过程的影响和适应研究,是提升中国地貌学水平的途径,也可为推动国际地貌学发展做出贡献。

中国自然地理学中的气候变化研究前沿进展

郑景云,方修琦,吴绍洪
地理科学进展. 2018, 37 (1): 16-27. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.003
全文: PDF (6402KB) ( 1724 ) RICH HTML
摘要 ( 662 )

气候学是自然地理学的重要组成部分;过去气候变化和当代气候增暖的影响与适应研究是中国自然地理学在气候变化领域的2个主要研究方向。本文综述了这2个研究方向的主要进展,包括:分别简述研究的意义、发展历程与主要科学问题;梳理总结中国过去气候变化重建与时空特征分析,历史时期气候变化的影响,全球增暖背景下中国气候区划变动特征,全球增暖对中国自然生态系统、水资源、农业等方面影响的区域差异,气候变化的综合风险区划等方面的前沿进展,特别是在各方面所取得的主要科学认识;以期为未来的深入研究,特别是编制相关领域和学科发展战略提供参考。

气候变化风险及其定量评估方法

吴绍洪,高江波,邓浩宇,刘路路,潘韬
地理科学进展. 2018, 37 (1): 28-35. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.004
全文: PDF (6494KB) ( 1339 ) RICH HTML
摘要 ( 572 )

风险评估是气候变化研究领域的核心课题之一,减缓和适应战略的理论需求推动下发展出许多定量评估方法,完成了大量的评估工作。然而,已有研究在气候变化的风险构成上从不同的角度去认识,且评估方法论在整体上缺乏对致险因子与承险体的集成分类。基于此,本文明晰气候变化风险构成,包括致险因子的危险性、承险体的暴露度与脆弱度及其相互关系,明晰了风险产生与变化逻辑。融合致险因子与承险体特征,将气候变化风险定量评估方法归纳为突发事件和渐变事件两类,并分别进行了理论阐述和案例剖析。最后,根据气候变化风险的研究现状和评估需求,从温升目标、脆弱性曲线、适应措施等方面提出未来展望。

水文学研究进展与展望

杨大文,徐宗学,李哲,袁星,王磊,缪驰远,田富强,田立德,龙笛,汤秋鸿,刘星才,张学君
地理科学进展. 2018, 37 (1): 36-45. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.005
全文: PDF (629KB) ( 6208 ) RICH HTML
摘要 ( 818 )

水文学是研究地球上水的起源、存在、分布、循环运动等变化规律,并运用这些规律为人类服务的知识体系。水文学研究经历了由经验到理论、由简单过程到复杂系统、由定性描述到定量模拟的发展历程,其学科体系演进与科学技术进步及社会发展需求紧密联系,并由此衍生出诸如生态水文学、气象水文学、冰冻圈水文学、遥感水文学、同位素水文学、城市水文学、社会水文学等多种交叉研究领域与分支学科。当今水文学研究在水文多尺度观测、陆面—水文—社会耦合模拟及多源观测—模型同化技术等领域取得显著进展,水文学研究的广度和深度不断拓展。未来水文学研究将面向陆地水文循环的变化规律及其效应,重点关注水文循环变化特征和机理、水文循环变化趋势预估及水文循环变化的自然和社会影响等前沿课题;从原有就水论水研究思路转向在自然地理综合分析框架下以水循环为纽带开展的多尺度、多过程集成研究。

社会水文学和城市水文学研究进展

田富强,程涛,芦由,徐宗学
地理科学进展. 2018, 37 (1): 46-56. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.006
全文: PDF (637KB) ( 1624 ) RICH HTML
摘要 ( 673 )

进入人类纪尤其是近数十年来,人类活动对水文过程的影响愈来愈突出,愈来愈强烈,许多新的问题用传统水文学理论难以给出合理的分析和解释,因此,作为两个关注人类活动影响的水文学分支学科,社会水文学和城市水文学受到越来越多的关注。随着人水互动关系的增强,水文系统和人类系统逐渐演变为一个耦合系统,为研究其互馈关系和协同演化过程,社会水文学应运而生。城市是人类活动与自然系统相互影响最剧烈的部分之一,城市区域水循环问题日趋复杂,由此诞生了城市水文学。这两个学科的研究,对水资源和与其相关的经济社会发展的中长期规划和管理,指导城市规划建设、增强城市水安全和改善城市水环境具有重要意义。本文梳理了两个学科的发展规律,总结了研究特点。分析了两个学科的研究现状和发展趋势,包括社会水文学对社会因子的研究、典型流域的案例研究、不同案例的对比研究、模型模拟研究;以及城市水文学中城市化对降水和洪涝灾害的影响研究,城市化与生态环境响应关系的研究。本文探讨了两个学科的重点研究领域,如社会水文学中的本构关系研究、比较社会水文学研究、交叉学科研究等;城市水文学中的城市化对水文过程影响机理及模拟研究、城市暴雨洪水监测与预测预警技术研究、城市雨洪管理和资源化利用技术研究等。

土壤地理学的进展与展望

张甘霖,朱阿兴,史舟,王秋兵,刘宝元,张兴昌,史志华,杨金玲,刘峰,宋效东,吴华勇,曾荣
地理科学进展. 2018, 37 (1): 57-65. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.007
全文: PDF (673KB) ( 1434 ) RICH HTML
摘要 ( 649 )

作为土壤学和地理学学科的分支,土壤地理学是地球表层系统科学的重要组成部分,其核心研究内容是土壤的时空变化。土壤地理学研究对象从传统的土体向地球表层系统视角下的关键带转变,研究方法上全面走向数字化。本文综述了近20年来土壤地理学分支学科包括土壤发生、土壤形态、土壤分类、土壤调查与数字土壤制图等领域的研究进展,指出其发展趋势为:基础理论研究不断拓展、调查技术正经历变革、时空演变从过程观测走向模拟,同时探讨了土壤地理学的未来发展契机与面临的挑战。

数字土壤制图研究综述与展望

朱阿兴,杨琳,樊乃卿,曾灿英,张甘霖
地理科学进展. 2018, 37 (1): 66-78. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.008
全文: PDF (687KB) ( 1486 ) RICH HTML
摘要 ( 634 )

土壤的空间分布是土壤形成与发展过程的体现。数字土壤制图是一种新兴的、高效表达土壤空间分布的技术方法,在过去的30年取得了飞速发展。其理论基础为土壤成土因子学说和地理学第一定律。国内外学者在获取环境变量数据、采样方法、制图模型方法和土壤图产生及评价方面开展了大量的研究,应用案例也从小范围到大区域,甚至是全球尺度。未来数字土壤制图的发展方向包括:环境变量刻画的新技术,特别是体现人类活动方面的环境因子;新型数据和遗留数据的有效利用;土壤发生学知识与数学模型的紧密结合的新型推理方法;支持大数据多终端的计算模式。

土壤星地传感技术现状与发展趋势

史舟,徐冬云,滕洪芬,胡月明,潘贤章,张甘霖
地理科学进展. 2018, 37 (1): 79-92. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.009
全文: PDF (3674KB) ( 2425 ) RICH HTML
摘要 ( 605 )

土壤作为自然地理学的重要研究对象之一,是联系大气、水、生物等其它地理要素的重要枢纽,其信息的快速准确获取研究对现代地理学的发展具有重要意义。本文重点介绍卫星、航空、无人机和地面不同平台搭载的不同类型传感器的探测原理;总结国内外基于星地传感技术的土壤信息快速获取方法及其在土壤属性预测和制图中的应用;阐述现代土壤信息获取在土壤地理学中的应用情况;展望当前土壤星地传感器技术的发展趋势。

植物属性地理的研究进展与展望

黄永梅,陈慧颖,张景慧,盛芝露,李恩贵,刘鸿雁
地理科学进展. 2018, 37 (1): 93-101. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.010
全文: PDF (602KB) ( 4998 ) RICH HTML
摘要 ( 530 )

植物属性地理学是植物地理学的一个新兴研究方向,研究植物属性的地理分布规律。目前与植物属性地理相关的研究热点主要集中在植物属性的多尺度表达、植物属性的权衡关系和属性多样性与生态系统功能三个方面。比叶面积、叶干物质含量、叶氮含量、种子质量、植物高度、茎密度是最受关注的植物属性。植物属性需要在植物个体水平上进行测量,然后基于群落内物种相对优势度的加权平均上推到群落水平。植物属性权衡关系主要包括叶片经济型谱及属性与环境因子之间的权衡关系研究。全球植物属性数据库的丰富与共享,推动着植物属性地理学的蓬勃发展。当前的植物属性空间连续分布主要利用全球属性数据库和空间统计建模方法实现,但借助激光扫描和成像光谱技术直接对区域植物功能属性进行空间制图正成为植物属性地理学空间计算的新方法。植物属性的空间格局分析是植物属性地理学的重要内容之一,不仅有助于解释植物物种的适应性与分布、群落构建等问题,而且为预测全球气候变化对植物的影响提供了依据。用植物属性代替物种可以更好地解释植物分布和植物对环境适应的生理机制,所以在全球植被模型研究中开始尝试将基于物种的植被动态模型发展为基于属性的植被动态模型,这将会给全球变化下碳循环过程的模拟和陆面模式带来新的机遇和挑战。展望未来,植物属性地理学仍然需要发展新的研究手段,深化全球植物属性的空间分异规律及其与环境因子之间的关系研究,以及完善全球和区域植物属性数据库建设。

城市自然地理学的理论、实践和发展

刘敏,许世远,侯立军,杨毅,周立旻,陈睿山,黄燕平,吴诗雪
地理科学进展. 2018, 37 (1): 102-108. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.011
全文: PDF (1745KB) ( 1826 ) RICH HTML
摘要 ( 532 )

在全球快速城市化背景下,城市成为经济高速发展、人类活动高度集中、人地相互作用最强烈的区域,人工环境下“第二自然格局”的形成以及剧烈的城市土地利用/覆被变化效应使得城市自然地理学在城市复杂系统的研究中具有重要的理论和应用价值。本文通过对城市自然地理学的缘起、学科发展的综合分析,从学科理论体系、研究内容以及前沿发展领域等方面进行了论述,以期丰富和深化城市自然地理学研究内容,并进一步推动城市自然地理学的研究和发展。未来,城市自然地理学的研究应从以下方面开展:①关注基础理论研究,深化学科理论体系;②发展多学科的交叉视角,深化城市地表系统多要素变化研究;③聚焦城市自然—人文复杂系统,揭示自然和人文多要素间耦合机理及驱动机制;④拓宽城市服务应用领域的研究,提供城市可持续发展的多目标决策。

自然地理综合研究

地理系统模型研究进展

彭书时, 朴世龙, 于家烁, 刘永稳, 汪涛, 朱高峰, 董金玮, 缪驰远
地理科学进展. 2018, 37 (1): 109-120. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.012
全文: PDF (1430KB) ( 3958 ) RICH HTML
摘要 ( 724 )

地理系统是多圈层交互的复杂巨系统。地理系统模型是理解和预测不同尺度地理系统格局和过程变化最重要的研究方法。地理系统模型作为可持续发展科学决策必需的工具,是自然地理学重要的研究方向。过去几十年来,在全球变化等全球性重大环境问题和人类科学决策需求的推动下,地理系统模型虽然发展迅速,但还不足以准确地模拟和预测复杂人地耦合系统。本文分别从模型原理、框架和尺度等方面回顾与梳理了地理系统模型从单要素到多要素、从统计到过程、从静态到动态、从单点到区域和全球尺度模拟等发展历程,并总结了地理系统模型对发展人类—自然耦合系统以及模型—数据融合系统的趋势。发展中国的地理系统模型将有助于中国和全球可持续发展的科学决策。

中国自然地域分区研究前沿与挑战

彭建, 毛祺, 杜悦悦, 苏冲, 张甜, 胡熠娜, 王仰麟
地理科学进展. 2018, 37 (1): 121-129. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.013
全文: PDF (1212KB) ( 1051 ) RICH HTML
摘要 ( 503 )

分区是地理学认知世界的基本途径。作为综合自然地理学的重要研究内容,自然地域分区通过对区域的划分,有助于进一步认识自然地域系统要素特征及其相互作用过程的地域分异规律,可为制定差异化的空间管治政策提供科学依据。自然地域分区的主题与方法随着社会经济发展在不断变革与创新,本文系统梳理了中国学者在自然地域动态分区、分区界线自动划定与多分区方案定量优选等前沿领域的近期进展,总结了自然地域分区理念、方法的创新与拓展。在此基础上,探讨了新时代自然地域分区在理念、技术与任务方面面临的挑战,建议开展面向人类—自然耦合系统、综合定性与定量途径、从全球到地方多尺度的自然地域分区研究,以期进一步完善自然地域分区理论与方法。

区域资源环境综合承载力研究进展与展望

吕一河,傅微,李婷,刘源鑫
地理科学进展. 2018, 37 (1): 130-136. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.014
全文: PDF (639KB) ( 1262 ) RICH HTML
摘要 ( 576 )

区域资源环境综合承载力是人地关系和谐和可持续发展的重要基础,也是自然地理综合研究的前沿及热点内容。近年来,区域资源环境综合承载力研究取得了长足进展,体现在:①建立了综合、广泛的评价指标体系;②资源环境综合承载力与人地关系的调适;③综合研究方法的应用;④对资源环境综合承载力的时空动态研究的关注及尝试。目前,资源环境综合承载力研究应用于国土空间开发、产业规划、灾后重建、资源环境监测及预警等领域。未来仍需在完善指标体系的构建、研究尺度及动态变化等方面加强研究,以此深化综合自然地理理论及实践研究,为区域资源、社会和生态环境可持续性研究提供支撑。

人地系统耦合框架下的生态系统服务

赵文武,刘月,冯强,王亚萍,杨思琪
地理科学进展. 2018, 37 (1): 139-151. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.015
全文: PDF (2278KB) ( 2762 ) RICH HTML
摘要 ( 724 )

生态系统服务是连接自然环境与人类福祉的桥梁,是人地系统耦合研究的核心内容。本文在构建生态系统服务与人地系统耦合研究框架的基础上,系统梳理了生态系统服务评估、生态系统服务权衡、生态系统服务影响因素、生态系统服务供给流动与需求等研究前沿,提出了未来生态系统服务研究的重点领域。主要研究结论认为:①国际生态系统服务模型发展迅速,SAORES模型是中国生态系统服务模型优化与参数本地化的突出代表;②生态系统服务权衡具有相对复杂的时空尺度,权衡分析的前提是辨析不同尺度生态系统结构—过程—功能—服务的作用机制;③自然因素是生态系统服务时空分布的基础,土地利用能改变生态系统结构、功能与生态系统服务变化,社会经济因素会导致生态系统服务权衡的差异;④为明晰生态系统服务供给与需求耦合关系,需进一步识别生态系统服务流的运移路径;⑤未来生态系统服务研究需加强生态系统服务对全球变化的响应特征和机制分析、面向可持续发展目标的生态系统服务供给流动与需求研究、生态系统服务的动态评价集成与优化、生态系统服务与人地系统耦合、生态系统服务与大数据集成等。

土地变化模型方法综述

戴尔阜,马良
地理科学进展. 2018, 37 (1): 152-162. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.016
全文: PDF (862KB) ( 1351 ) RICH HTML
摘要 ( 576 )

土地系统变化长期以来不仅是地理学研究热点,也是资源环境经济学、生态学、城市规划等多学科领域关注的主题。构建模型模拟土地变化能够促进理解人地相互作用机制,模拟结果可为土地资源优化与资源环境政策制定提供依据。不同研究者基于不同学科理论、应用多种方法构建土地变化模型,模型从早期关注自然覆被类型变化发展到对人类决策行为的刻画,从统计方法发展到更突出空间分布的元胞自动机方法,以及更聚焦土地变化过程的经济学方法和多主体方法。未来土地变化模型发展方向为:在多尺度进行多方法耦合,对土地变化过程进行更为明晰地刻画,将土地变化模型与其他地球系统模型耦合等方面,进一步能够促进解释复杂人地系统,并推进模型在决策支持层面的应用。

变化背景下的当代中国自然地理学——2017全国自然地理学大会述评

刘焱序,杨思琪,赵文武,傅伯杰
地理科学进展. 2018, 37 (1): 163-171. ;  doi: 10.18306/dlkxjz.2018.01.017
全文: PDF (6116KB) ( 888 ) RICH HTML
摘要 ( 608 )

面对变化中的全球环境以及变化中的学科热点,以“变化背景下自然地理学新发展与新挑战”为主题的第一届全国自然地理学大会于2017年11月20-22日在南京召开。聚焦地理学与可持续发展、自然地理要素与过程集成、空间数据挖掘与系统决策等当代自然地理学研究的前沿内容,通过学科前沿理论的凝练,引导自然地理过程研究的继续深化;依托理论与方法创新;在典型流域、区域实现了自然地理过程的初步集成,切实服务于人地耦合视角下的可持续社会决策。深化自然地理学分支学科的过程研究、推进综合自然地理学的发展、提升陆地表层系统观测和模拟水平,将有助于进一步巩固自然地理学在地理科学学科体系中的基础学科地位,为满足国家重大战略需求和全球可持续发展作出重要的学科贡献。

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