4月14日上午，北京师范大学第三届“地理新声”文化节开幕式暨首场学术报告会在图书馆三层报告厅隆重举行。地理科学学部部长傅伯杰院士从“新时代的地理学”之“新”字出发，系统讲解了地理学新的发展目标、研究主题、研究方法、数据来源、研究范式等五个方面的内容，并基于此对地理科学的发展趋势做出了探讨和预测。

讲座回看链接：

https://zhibo.chaoxing.com/1705566

 

 

尊敬的各位老师、各位同学，大家上午好！

 

首先，祝贺第三届“地理新声”文化节开幕！大家知道地理学是融合于科学与文化的一门学科，它在生活中无处不在、无所不有。所以今天我和大家交流一下关于《地理学：生活中的科学》。

 

 

地理学是一门既古老又现代的科学，古代就是自从人类文明诞生之日起，就和地理结下了不解之缘。“仰以观于天文、俯以察于地理”，“地”指的是地球、地球表面（层）或地区（区域）。“理”是事物或者现象的规律。

 

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，是研究人地关系的科学，具有综合性、交叉性和区域性的特点。所以给地理学一个称谓，第一，探索自然规律，我们要了解大自然的千变万化和它的多姿多彩；

第二，昭示人文精华，我们要研究人文现象的空间分布、空间相互作用、文化的差异性、经济的协调性等等，还要研究自然和人文之间的相互作用，这就是地理学的博大精深和神秘之处。

 

地球陆海表面，是由岩石圈、水圈、大气圈、生物圈和人类社会圈等相互作用、相互渗透形成的自然-社会综合体。地理学是个门类多样的科学，自然地理学、人文地理学、地理信息科学均不同程度的与其他科学有所关联。

 

去年我给北京市中学生介绍地理学的时候，我说当你的兴趣很广泛的时候你就选地理学；当你还没有决定你要学什么学科的时候，你也选地理学，因为开始学习之后还可以选，你偏重于人文你可以选人文地理学，你想偏重于理科可以学自然地理学，你想偏重于工科你可以选地理信息科学，所以这就是地理学的神奇和奇妙之处。

 

地理学的发展日益迅速，体现了从知识、科学到决策的过程。知识，就是对地球表面的描述，是对人口、山川、物产、基础设施、矿产等描述，你们在中学学的很多都是地理的知识。

 

记得1977年刚刚恢复高考的时候我考入地理系，我们自我调侃说“认识500字都可以学地理，地理还要学四年吗？”但是，现在看来，我们一生中都在学习地理，它是一门很复杂的研究相互关系的学科。

地理的科学性，强调的是空间格局、空间过程，强调的是人、地之间的相互作用。地理学与决策的结合，就是要强调空间预测，空间调控和空间管理，以及决策支持。那么现在的地理科学体系已经包括了地理的知识、科学和在决策中的运用。

 

当然，地理学的发展也不是一帆风顺的，经历了几次地理学的革命。

第一次革命是50年代的计量革命，或者说数量革命，是从描述到规范的地理学。

第二次革命是70年代的新计量革命，新计量革命就是从空间格局到空间过程。我们地理学不仅要研究空间格局，而且我们要研究空间过程，空间的交通过程、空间的水土过程、空间的经济过程，它跟格局之间的相互作用。

第三次革命是从90年代开始的GIS革命，就是把空间过程发展到空间预测。

第四次革命就是我们现在正在经历的人工智能的阶段，AI的革命，地理学将会从空间预测到空间调控和管理。所以革命的足迹已经充分反映了地理学从知识、科学到决策这么一个过程。

 

现在地球上有70亿人，从10亿到20亿人用了123年，然后从20亿人到30亿人，用了33年。从30亿人到40亿人14年，从40亿到50亿人是13年，从50亿人到60亿人是11年，现在到70亿人时间更短，地球未来有100亿人口。这100亿人在什么地方分布？它跟经济、跟环境有什么样的相互作用？联合国千年生态系统评估认为人类活动已经显著改变了地球上所有生态系统。

地理学现在的使命，就是要解决资源、环境、灾害和社会经济发展中间所面临的复杂问题之间的相互作用、相互关系的问题。

研究的目标不仅在于解释过去，更重要的是要在服务现在和预测未来。只有当一个科学要能够预测未来的时候，它才成为真正的科学。

 

发展的目标主要体现在全球变化，包括全球社会经济的变化，以及全球化、可持续发展，催生了地理学的新的研究主题和发展目标。

比如气候变化、生态退化、环境污染，都是全球变化重要的研究内容。全球环境的变化和全球社会经济的发展，全球可持续发展目标，所有与地理学相关的这些国际的科学计划，也都在集成和综合研究。

原有的全球环境的变化研究计划整合在一起，成立了“地球系统科学伙伴计划”；2013年国际科学界又推出了“未来地球研究计划”，强调了自然和人文耦合的相互作用影响了全球环境的变化。全球环境的变化又会影响到人类的可持续发展，也就是人类的福祉，目前我们主要的任务就是要找出通向可持续发展的途径和路径。

 

“未来地球研究计划”分为三方面的研究主题：

第一个研究主题就是动态的星球。这个主题观测、解释和预测地球环境和社会系统的变化趋势、驱动机制和相互作用。它不仅研究地球自然环境系统的变化，还要研究地球社会经济系统的变化。

第二个研究主题是全球发展。实际全球发展已经把自然和社会进行了融合，这些问题都与自然和经济社会密切相关。比如说食物与气候有关、跟土壤有关，但是食物也跟技术、制度、经济有关系。

第三个主题就是可持续性转型。在观念、行为、技术和社会经济发展途径方面，开展了全球治理的行动。 可持续发展目标也从2000年联合国的千年首脑会议确定的脱贫减贫为主体的可持续发展目标，过渡到了2015年联合国可持续发展峰会提出的“2030可持续发展议程”的17项可持续发展目标。

 

从国家战略来看，对于地理学的发展和需求，也急需提出并解决这些科学问题的方案。

比如说在国际背景下，为应对全球环境、气候变化，中国作为主要的国家已经签订了《巴黎协议》；而在全球经济的一体化层面，中国提出了“一带一路”倡议；还有世界地缘政治结构的变化，实际上都是地理学所要关注的对象。这些都给决策提出了要求，决策也当然需要科学的支持。

 

国内的现实状况是，我们要推进新型城镇化、城乡一体化，转变发展方式，要把我们过去的一些高能耗、高水耗、高资源利用，转变成可持续的方式，缓解资源环境压力，优化国土资源利用，实现可持续发展，这些都需要地理学提供理论、方法和技术上的支持。我们国家新时期的“一带一路”倡议、生态文明建设亟待发挥地理学的综合研究优势，推动区域和国家的可持续发展。

所以，地理学在这种大的国际化的背景下，它的研究要从多元走向系统，强调地球表层系统与人地耦合性，分析和理解全球变化背景下当今人类社会面临的可持续发展的问题。这应该是地理学研究中的最核心的问题。

 

第二，就是技术变革给地理学提供了新的研究方法和新的数据来源。

传统地理学是以勘查、观测、记录、制图、区划和规划为主体，这方面我们发挥了很重要的作用，尤其是上世纪中国地理学的发展就是按照这个脉络来进行的。区划在我们资源开发建设的初期，确实有着很大的作用，现在地理学不是否认原来的特点，而是要在集成原有优势的基础上走向综合化和定量化。研究方法有空间统计、对地观测、地理信息系统，建立模型和模拟系统，最后到决策支持系统。

 

我们地理学从原来的概念模型走向了定量表达。现在系统运算的模式，格点的运算更加的精细，刻画了区域的差异性和空间的异质性。我们的地理信息系统现在走向了对地球的模拟系统。从原来的看地图发展为计算机制图，后来发展到空间分析、空间关系、相互作用和表达的地理信息系统，到现在正在发展成为一项迈向多分辨率、海量数据相互融合的数字地图系统。

遥感技术从航空遥感到组网卫星，再到时间、空间上的多分辨率，海量数据传输的对地观测系统。全球定位系统是从传统的指南针、罗盘发展起来的，发展到如今北斗、伽利略等组网的卫星。而现在的移动终端让每个人的手机上都有定位的系统，所以说技术为我们获取了大量的信息用于地理学的研究。我们地理学的野外观测也在深化。

 

以前，我们只在一个点上观测生态系统；而现在，在美国已经发展成为大陆尺度的生态、地理的观测。这种观测实现了联网，联网研究按照大陆尺度来设计。以前我们做过风洞、侵蚀模拟，而现在可以把真实地理现象的过程与机制，通过对野外真实的观测进行数据积累。

所以我们有大量的可以用于揭示和认识过程机制的监测手段在不断的深化。地理学的研究从统计模型走向了模式模拟。因为我们研究的是一个复杂系统，统计模型只能看一个规律性的态势；但是，我们要进入模式模拟，模拟多圈层、多要素，甚至将来要自然和人文，以及社会耦合在一起的这种模拟研究。

 

大数据、可视化、虚拟现实，这样的研究其实也给地理学提供了很多研究的方法和手段。大数据其实不是数据量大，而且很多大数据不是针对你的研究目标和对象直接获得的数据。

比如说我们从手机中提取了每个人的行为活动范围的数据，那我们不是研究一个人交通或者是商业购物的行为，而是根据大量群体的日常生活中所采到的数据来研究现象，这才是大数据。当然我们的地理学研究的是不同来源的数据，我们有直接观测的数据，大数据，还有其他的统计数据，需要把这些多元的数据进行融合、整合，然后才能分析。地理学有了新的研究范式。

 

地理的知识是描述点和线这种记述性的地理现象，而我们地理科学则进入到格局和过程的耦合这方面的研究。现在我们要为决策服务、复杂人地系统的模拟作为我们重要的研究手段。我们的研究主题发生了变化，从地表格局到地表过程，再到人地耦合、可持续发展。我们的研究方法从原先的调查与制图，也变成了观测和空间分析，再到模型、模拟和预测。

所以说地理学在技术革新和社会需求的推动下，研究范式已经发生了新的变迁。地理学研究途径需要创新发展，首先要注重地理格局和过程的耦合。因为以往地理学重形态、重格局，对过程的关注比较少，我们要使宏观格局的研究走向微观过程和机理与宏观过程相结合的研究，从要素和过程的分离研究走向综合集成的研究。

 

第二个方面，就是大数据和人工智能分析，这里包括了我们通过学习和实验观测所发现的关联规则。关联规则就是水、土、气、生、人之间相互之间的规律性。我们通过机器学习关联这些规则，对大数据进行分析，提出模拟和预测。这就是大数据和人工智能分析。关联规则就是地理学模拟和预测的过程，我们从早期地理学的综合思维与学习的地理知识提出来一个概念模型。然后在这个概念模型基础上，我们通过一系列的物理、化学、数学的手段来刻画这些关联规则。

 

通过我们的地理学的野外、室内，或者人文的机理，赋予关联规则——关联规则是表达概念模型或者是物理过程模型中间的参数——最后，再通过这些参数的表达、数据的融合，发展成为一个综合决策的，有决策功能、有预测功能的集成模型，达到了一个预测水平。

这就是地理学的综合性，从开始的概念模型到中间的相互作用的关联规则，再到最后的模拟和预测功能的模型，体现了概念模型和决策这样的地理学过程。

 

所以新时代的地理学，已经从技术方法、数据来源、研究主题、发展目标和研究范式等几个方面走向了地理科学，它已经从一个定性描述的学科向一个具有独特研究手段的定量化学科转身。

 

在这个阶段，我们自然地理学如何来发展？2017年，我在自然地理大会上提出了六个问题，被称为“自然地理之问”。

地貌学学科新的生长点在哪里？水文学研究还停留在物理过程吗？生物地理学只是简单的描述生物的地理分布吗？自然地理学如何全面介入气候变化研究？综合自然地理学仅仅是停留在土地类型划分和综合自然区划吗？如何来深化自然地理和人文要素相互作用的机理呢？

通过一段时间的思考和研究，我提出了每个分支学科新的发展方向和新的目标。比如说地貌学，要和新方法、新技术紧密结合，要与全球环境变化和人类活动紧密结合，所以发展了全球变化地貌学，或者是与工程和灾害的地貌学；水文学是要跟社会学和生态学紧密的结合，发展生态水文学、社会水文学和水文形态学。

 

因为水文过程不仅仅是个物理的过程，现在流域的水循环都受到了生物圈的影响，如植物的分布、植物的耗水和蒸腾、蒸散，包括社会在用水、节水和水的转换过程；生物地理学不是研究植物和动物的分布位置，而是要和全球变化、生物技术、分子生物学的发展，要通过植物的属性地理学、植物的演化和进化，以及和气候变化之间的关系开展研究。而且植物在全球环境变化中的这种作用十分重要；综合自然地理学，就是要把它作为一个地理学综合研究的基石，也就是说选择资源环境承载力，生态安全格局等的建立，山水林田湖草之间相互作用的机制；气候学的研究要发挥地理学的优势，一个就是自然和人相互作用的优势，第二个是区域差异的优势，这两个目前正是在气候变化研究中的一个薄弱的环节。

所以说地理学家要大量的参与气候变化的研究。我们要发展自然和人文要素耦合的机理的研究，相互作用反馈的研究，以及模型和模拟系统。这是地理学发展的重要的方向。

 

目前新时代地理学的综合研究，就是聚焦人地系统耦合的理论和方法。可以通过要素集成、过程耦合和数据与模型的发展。要素集成也就是说人地耦合系统的要素的关联，人地耦合系统的承载力预警，全球综合风险的系统应对的过程；过程耦合我们选一些代表性的，比如说人类活动与气候变化之间的相互作用，食物、能源、水，综合的利用。生物多样性和生态系统服务，区域和全球环境的污染的问题；数据与模型的发展，我们地理学的数据来源多元化、格式多元化、参数多元化，要进行数据的融合、同化，以及到数据的应用。

如何把模拟和模型建立一个模拟的系统，叫做决策支持系统。自然系统和人类系统之间的耦合，也是要通过这种格局过程服务和可持续性这种链式来耦合它们之间的关系。

 

所以说我们提出了人地耦合五个方面的研究重点。

第一个重点，水、土、气、生，多要素的集成和耦合。比如说水土过程跟生态效应，生物地球化学过程，圈层相互的作用。

第二个重点，生态系统结构、功能、服务级联。生态系统组成、结构演化及环境效应，生态系统服务形成维持机制和提升途径，土地利用的权衡和区域生态的安全。

第三个重点，自然-社会系统互馈过程机理。像自然环境承载力，人类活动的多元环境效应，自然和人文因素的耦合以及双向的反馈机制。

第四个重点，可持续发展机理与途径。自然-社会系统的结构和动态匹配，灾害风险评价与防范和尺度关联以及远程近程的耦合效应，自然和社会系统弹性以及适应性管理。

第五个重点，可持续发展目标的政策实现，包括了可持续发展的评估指标和方法，水、能源、粮食的关联，还有自然和社会系统的集成模型与决策支持系统。

 

最后，给大家举几个综合和集成的例子。

例1是与环境污染相关的。

大气污染最主要的就是气溶胶。在过去气溶胶颗粒比较大，PM10，甚至PM20，这些都是风沙源。为什么气溶胶重要呢？因为微细颗粒的毒性更大，附着的污染物更多，可以通过呼吸进入人体器官。过去风沙颗粒大，附着的那些污染物最后沉降到地上了，对健康的影响相对较小。

所以现在要研究气溶胶及其对环境的效应。看似是一个小的颗粒，其实问题很多，它与排放有关，气溶胶从哪儿排放的？它的行为、它的效应有哪些？如何来应对它？这些都很复杂。我们先要对这个题进行从上到下的破解。

 

首先是排放，排放有工业源、生活源、交通源、自然源。对某一个同学来说，你的研究可能只是集中在这里某一个方面。但是对于一个老师来说，他可以把这些集中在一起，就可以解决一个重大的问题。

气溶胶排放进入了大气以后，它的行为，有液相反应，有气相反应，有长距离的传输，有归趋模拟，有源汇关系等等。这时它跟空气中其他东西作用反应，就影响了空气质量，形成了酸沉降，影响了大气辐射，影响了气候效应和健康效应。

最后是提出应对。看似是比较复杂的东西，但可以分解成一些小问题，最后再集成这些小的研究形成一个相互关联、系统集成的一个大问题。

 

例2是我们在黄土高原的研究，生态系统过程和服务。

以往的生态系统服务大家都去算账，生态系统给人类的服务值多少钱。同一个黄土高原的生态服务由于缺少对生态过程的深化研究，造成算出来的经济服务价值千差万别，没有可比性。所以我们提出要强调过程和服务之间的结合。也就是说首先把生态系统提供这些物质价值算清楚，必须要了解生态系统结构和生态系统过程。在小尺度通过观测和控制实验研究，来研究生态系统的结构和过程，以及和服务之间的相互关系。

比如我们研究不同的植被恢复模式，它对土壤的保持服务、它对水源的涵养服务之间的效应，我们通过观测、通过对比实验得出来观测数据。这样你在大尺度上建立的模型才有依据，你的关联规则是通过这些来建立的。

 

我们在一些大的尺度上对于空间格局进行样带分析，就是不同降雨梯度下这种不同生态恢复模式下的生态系统过程和服务的关联。我们把小流域的研究拓展到样带的研究，再把样带的研究跟遥感结合，拓展到整个黄土高原区域尺度上的研究，建立评估模型，建立预测或者模拟的系统。给它一定的空间预测分析，提出一个合理的土地利用的结构和土地利用的方案，这样你就把多尺度过程、结构过程和服务紧密的结合在一起了。

 

例3，最近几年在黑河所开展的黑河流域生态水文经济的集成研究。

这是在国家自然科学基金委支持下的重大的研究计划。就是要把水文模型、生态模型和经济模型结合，建立决策支持系统，对流域综合管理提供科学依据。包括了我们对自然过程的研究，包括了水文过程、地下水的过程，比如冰冻圈的流域水有很大一部分来源是冰川融水。还有陆面过程，生态过程跟水之间的关系，作物的生长过程跟水之间的关系，这就是自然过程。

社会经济过程，有土地利用土地覆被的变化，不同的政策驱动、社会驱动、自然变化之间的关系，水市场，生态系统服务，经济模型，虚拟水，水资源的调配和空间分配。

自然和经济过程在相互影响、相互反馈，也在协同演进。集成的研究是非常重要的，在这个集成的研究中我们采用了从数据集成开始，比如说这个流域我们先采用网格化，首先把植被类型的精细化和数据网格的生产网格化，在这个基础上我们的布置项目把黑河流域植被类型做到十万分之一的类型图。土壤也是这样，尤其是把土壤的生态水文特征精细化，再到气象气候数据，由于这个地区上游的山区和下游的荒漠中气象台站比较少，所以把台站的监测和区域的气候模式结合降尺度，来进行一些数据的同化，把气候数据降到一定尺度来参与这个流域尺度上的数据集成。

 

还有通过统计和采集所获得的特定单元的社会经济数据，先在空间尺度上匹配在一起，然后再到过程和要素的集成，过程就是水文过程、水与生态的过程，水与经济的过程，这些都通过一定的过程从模型再到决策支持系统集成，建立了模型系统和决策支持系统，来分析多情境下水资源的分配，水资源和生态的分配。比如说下游的河、湖岸林如何发展，对水提出了什么要求，有效的水资源利用等等，这也是一种集成的过程。

 

例4是城镇化。

城镇化的过程根据我们的研究也可以分解为不同的部分。

一是城镇化的人文要素。城镇是一个人口聚集的地方，所以首先要研究人和城镇之间的关系。城镇化的人文要素，就是人口如何向城镇聚集，这必须要跟就业结构的变化结合。城镇的经济结构、城镇的人口的就业结构和人口集聚之间的关系，城镇的居民点的分布，生活生产消费的距离之间的关系，这都是我们城镇化的人文要素的研究。

城镇跟自然中的水、空气、气候、矿产、土地等等要素有很大关系。水限制了一个城市的发展，像北方很多的城市都缺水。土地限制了一个城市的发展，像延安和兰州这些河谷型城市就是土地限制了发展。这是城镇和自然资源之间的关系。城镇和生态环境关系也是目前非常重要的议题，比如大气污染、水污染、土壤污染等等。

 

所以城镇之间的相互关系也是一个很好的研究。我们现在强调京津冀协调发展，就是因为以前失调了。这就是在发展的时候没有用好地理学。而且也没有用好自然地理学，自然地理中北京的区位因素是什么？是燕山和太行山的山前平原地带。天津是滨海平原地带，这两个还是有差异的。但是北京发展过程中山前平原应该是地下水比较丰富的，所以海淀才形成了这么多小的池塘、小的湖泊。

我们在城市发展中根据自然地理的变化，一定要留住最主要的生态基础设施。生态基础设施在城市发展中就是河道、湿地、湖泊、森林、草地这些最主要的生态基础设施斑块。这些斑块需要组成网络化，我们地理学强调网络，生态网络、绿地网络、湿地网络、交通网络。而且这个网络化要依据于生态基础设施来构建，包括道路都要跟着河道的分布来构建，这是最容易的。所以我们现在要搞海绵城市。把主要的河道填平了，没有泻水的河道，又没有像伦敦、巴黎那种地下水的通道，那就形成了小水大灾。

所以说城市的发展要运用地理知识、生态知识。一个城市的规划应该是地理学和生态学先行，并且要贯穿于城市规划的始终。

 

我最近还有一个观点，就是要让生态融入城市，而不是点缀城市。我们现在的规划是先规划基础设施，而不是生态基础设施。讲到城镇化，就是要跟自然、生态、社会、环境进行融合。

所以在城市化的研究、人文的研究、资源的研究、生态环境的研究、还有我们国家大的规律比如中东西城镇化的规模和规律，我们地理学面对这些综合的问题也有抓手，我们把它分解再集成。

通过我们地理学综合的概念模型，再通过细的分化研究，关联规则，实验统计，最后再集成一个模拟系统，这就达到了地理学从知识到科学，到决策的目的。实际上也是地理学的研究贯穿于我们生活、生产和生态的始终。

 

地理科学的发展趋势已经从格局研究走向了过程研究，到系统模拟的转变，从要素的研究到系统研究的提升，从理论的研究到应用研究的链接，从知识的创造到社会决策的贯通。

地理学的目的是要服务于社会决策，跟我们每一个人生活中的决策都有关系。社会的决策可能是领导人会关注的，而生活中的决策是我们每个人的事情。我希望今天在座的各位听完以后能够对地理学有新的认识。

 

这是之前做报告之后，部分听者的反馈：地理学确实是一个关乎人类未来命运的基础性学科，方向性学科。这个对我们的思维有一个冲击。地理学到底是什么样的学科，表面看它的知识包罗万象，应该是人类发展历程中知识积累最丰富的学科。

但是本质来看这门学科是帮助你训练思维体系，建立思维结构的学科。地理学可以帮助你呈现出一头大象。我们可能很少去想，我们学的知识是整个人类生存大世界哪个地位的东西呢？是大象的哪个部位？我们不会去想，所以人类会走很多的弯路。但是如果有这样的学科让你先知道大象是什么样，再去研究大象的各个部位，这时候你对大象既有整体的认识，又有局部的把握。这就是说地理学尽管看似很宏观，但是这个宏观的格局的描述和把握是非常有用的。不至于使你迷失方向。

其实地理学科是帮助你或者训练你的整体系统思维，因为只有地理学是研究相互关系的。关系是最复杂的事情，比如人和自然、人和社会的关系，如果你把这些关系理清了，你一定是一个聪明的人，而且是可以驾驭整个世界整体的人。所以说地理学是你生活中的科学，也是你生命中的科学。

 

我们今天的讲座就到这儿，谢谢大家！

 

现场观众提问：

 

 

【提问1】

傅院士，您好。首先感谢您的精彩报告。我是北师大地理科学学部2016级的本科生，专业是地理信息科学。我每天会花很多的时间写代码，我也常常在疑惑我报考的到底是地理专业还是计算机专业？您刚才提到了地理学科对其他的一级学科具有强大的包容性，化解了我这方面的疑惑。我想请教老师，身边的同学有这样的说法，一些新兴的地理科学，比如说遥感技术和GIS技术，给我们带来了大量的地理数据，它们可以在一定程度上取代传统的野外观测工作，他们认为这种新兴科学会破坏传统的地理学科的发展，您怎么评判？

 

【回答】

我的观点是，地理信息技术或者是遥感科学取代不了野外的观测。地理学既需要遥感所获得的数据，也需要野外的观测和社会调查所获得的数据。就是说我们地理学既要研究自然环境现象的变化，也要研究社会现象的变化。在自然变化中有不同层次、不同尺度的变化规律。遥感在快速获得地球表层的现象和过程的数据上具有一定的优势，但是遥感也有很大的劣势。

 

举个例子，我们在研究生态系统变化的过程中，遥感能获取生态系统类型变化的数据。但是要研究草地的退化，如果它退化成为其他的像狼毒、杂草的东西，草的质量已经发生变化，遥感无法辨识，所以它还认为这一片草地很好，实际上这片草地已经不能承担载畜量；遥感也无法判别森林系统结构的变化，主要的技术雷达遥感，它的穿透也无法看见林下的这些灌丛、草本整个的变化状态。现在我们国家很多的人工林地面上没有草，或者说草长得很稀疏，造成了大量的水土流失，遥感是无法解决这个问题的。地面的观测就可以解决森林的结构的变化。

 

现在生态系统研究的很主要的问题就是稳态转化，就是它的结构发生变化的同时，它的功能也发生了变化，它的服务也发生变化，遥感没法解决这个问题。所以遥感虽然从大尺度，快速的给我们提供的数据但是必须要跟地面的观测结，必须和地面的验证结合，这是第一点。

 

第二，咱们学GIS的，整天忙于代码的编写这是必要的。但如果纯粹限于代码的编写，就去读计算机科学。要读地理学的GIS，你就要发挥你的优势，要对两门课学好，自然地理学，就是水土气生之间的相互关系和相互关联，学会了就是我刚才讲的关联规则。

这样你不仅可以编代码，还可以用这些大数据解决复杂的问题。还有人文地理整体的这些城市、人口、交通、空间布局，这之间的关联关系你学好了，你就可以在你原有的计算机基础上获得大量的资源。

以上是我的两点回答。谢谢。

 

【提问2】

 

傅伯杰院士，您好，非常感谢您今天讲的内容。我是北京师范大学2017级自然地理专业的本科生，我在地理课上也学到了很多的理论知识，但是我对它的应用还是很困惑。听了您的演讲想问一个问题，在京津冀协调发展的过程中，地理学可以发挥什么样的作用？谢谢老师。

 

【回答】

京津冀协调发展，地理学不仅仅是在人文地理，还要从自然地理单元的方面来分析。因为京津冀的协调发展是从华北平原到燕山、太行山山脉，到内蒙古高原的东南部。从地形上来说这几个单元之间的关联，它们之间的关系会产生哪些资源、生态和环境的问题，经济发展，几个区域之间的关系，产业之间的互补，还有教育之间的协作和联络，很多都可以发挥地理学的作用。

 

我觉得我们师范大学的学生，在学自然地理的时候要加强人文地理学科专业的学习，学人文地理的学生要加强自然地理的课程学习。我今天讲的都是综合性的东西，这才会发挥地理学的优势。从小综合到大综合，自然地理是小综合，如果把人文地理方面都综合起来，就是一个大的综合。

 

目前从综合的研究方面，师范院校的学生还是有优势的。比如说我们全国做综合自然地理学比较好的几位专家，都是师范院校毕业的。师范大学有综合的优势，为什么？因为综合性大学的经济地理专业很少选自然地理的课，自然地理的专业很少选经济地理的课。而我们师范大学不分专业，就叫地理学或者地理科学。所以我们自然地理课和人文地理课都学，现在大家都把这个混同了。但是我觉得师范院校自然地理专业的学生还是要加强人文地理的课程，人文地理的学生要加强自然地理的课程，这对你将来的发展是有利的，谢谢。

 

【提问3】

 

傅伯杰院士，您好，我提个问题，现在我们媒体上经常会播放国土绿化率不断提高，包括荒漠化的减少，您对这个怎么看待？会对社会和经济产生什么影响？这个影响是很久以后能收到回报还是短期内就能收到回报？谢谢。

 

【回答】

我们的生态系统建设，不同的类型的生态效应发挥的时间尺度是不一样的。比如说草地，它可能在几年就会收到回报，森林的成长过程可能是十年甚至更长时间。所以说这个生态效应是根据不同的生态系统决定的。

 

国土绿化是这几年我们国家在生态文明建设方面重要的成果，在国土绿化的过程中，我们要遵守自然规律。现在生态文明建设的思想基础就是尊重自然、顺应自然。以自然恢复为主，或者是尊重自然，不是以人为中心，而是要建立一个人地和谐的关系。顺应自然，首先我们要了解自然规律，然后才顺应这个规律来利用和改造自然。

但是现在在国土绿化过程中有一些媒体会造成一些误区，比如沙漠绿化，沙漠其实是一种自然的景观，有些荒漠是自然的生态系统。在沙漠、荒漠和其它类型的过渡带地区，我们可以适当的利用。比如说我们国家我们的四大沙地，它们的产生是由于我们对草地的破坏，比如说科尔沁沙地，原生植被是稀疏的榆树和草地的景观，这是可以恢复的草地景观。

 

但是大的沙漠像塔克拉玛干、腾格里，那是自然的沙漠景观。所以我们在绿化国土的时候要根据自然规律进行，要根据生态系统的适应性来进行绿化，这样的话才能产生绿化的生态效应，才能够给人类提供生态的服务功能。所以我们绿化国土要遵从自然规律。谢谢你的分享。

 

【提问4】

傅院士，您好，我是来自北京师范大学环境学院的学生，准备转入地理学继续深造。环境科学、生态学和自然地理学，他们研究的内容越来越趋同。但是这三个学科各自又都是一级学科，您认为这三个学科之间的主要区别有哪些？

 

【回答】

环境科学、生态学和地理科学，本来就有很大的关联性。客观来说，环境科学是跟地理学很多都是综合性的，但是在学科发展的过程中，地理学还是非常悠久的，环境科学是从环境问题出现以后才产生的一门新的学科。实际上在美国大学的本科阶段，很少有环境科学专业，这是我们中国的特色。环境的问题实际上涉及到很多，除了地理学的理科或者社会科学，还包括了技术、工程、政策、经济。国外的环境科学为什么要在研究生阶段？有的学工科的人愿意学，学理学、学化学、学中文、学地学，还有经济学、人口学、政治学都可以学。我们国家这几年有了环境科学，一开始很多环境科学的专业课程没有配套之前，环境科学专业的学生不知道学什么，不像我们地理学学科明确。

 

具体来说，生态学和地理学的交叉，生态学研究空间尺度，就是生态系统及其以下的，以生物群落为主体的。地理学是研究生态系统及其以上的，和人和自然相互耦合的生态系统。环境科学和地理学的交叉区别，地理学是研究人类生存环境，环境科学是研究人类生活环境。

 

我们为什么研究生存环境呢？

我们研究生存环境比如说都是研究水土气生，我们研究的水更多关注的是水是怎么产生的，水量有多少，水文的河流变化的这些东西。环境科学就是研究水的质量怎么样，跟人的生活有关。我们是跟人的生存有关。

所以我们地理学是生活中的科学，当然现在也有很多结合的地方，这个学科是交叉融合的。