公務(wù)員期刊網(wǎng) 精選范文 地理信息科學(xué)研究方向范文

地理信息科學(xué)研究方向精選(九篇)

前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的地理信息科學(xué)研究方向主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。

地理信息科學(xué)研究方向

第1篇:地理信息科學(xué)研究方向范文

【關(guān)鍵詞】地理科學(xué) 網(wǎng)絡(luò)化 信息化 現(xiàn)代化

20世紀(jì),我國的地理學(xué)在科研方向取得了一些驕人的成績,為我國的科學(xué)和教育以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了不小的貢獻(xiàn)。然而在社會(huì)一日千里的發(fā)展下,給地理科學(xué)帶來了危險(xiǎn)與機(jī)遇,一方面地理學(xué)面臨被解體或被覆蓋的境地的嚴(yán)峻的挑戰(zhàn);另一方面,空間技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等一些高新技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,對地理科學(xué)提供了新的機(jī)遇。本文,就地理科學(xué)的信息化與現(xiàn)代化方面展開進(jìn)一步的探究。

一、關(guān)于地理科學(xué)的相關(guān)簡介

(一)地理科學(xué)的概念。

“地理科學(xué)”這一概念,是由我國著名科學(xué)家錢學(xué)森在1986年提出的,與社會(huì)科學(xué)、自然科學(xué)等學(xué)科并列,一共分基礎(chǔ)理論層次、技術(shù)理論層次和技術(shù)層次三個(gè)層次,多在一些師范類學(xué)校開設(shè)。那么什么是地理科學(xué)研究的主要對象呢?實(shí)際上就是我們所說的人地系統(tǒng)。地理信息科學(xué)的戰(zhàn)略領(lǐng)域一共包括三方面:地理空間和認(rèn)知模型、地理概念的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)以及信息社會(huì)的地理學(xué)。為了構(gòu)建21世紀(jì)信息時(shí)代新世紀(jì)的新興地理學(xué)科,地理科學(xué)要向著信息化和現(xiàn)代化發(fā)展,主要是借助信息化的力量,大力推動(dòng)地理科學(xué)的現(xiàn)代化和結(jié)構(gòu)性調(diào)整進(jìn)程。

(二)新時(shí)期地理科學(xué)面臨的挑戰(zhàn)。

首先,地球表層系統(tǒng)的復(fù)雜性極大,無法以精確的定量進(jìn)行相關(guān)的描述。其次,人地關(guān)系變化速度十分快,人類認(rèn)識(shí)與預(yù)警能力完全不能跟上其變化。另外,地理學(xué)與其它學(xué)科之間的競爭相當(dāng)劇烈,有可能解體或者被其他學(xué)科給覆蓋。不僅如此,在地理學(xué)科中地球表層系統(tǒng)的模糊性和科學(xué)價(jià)值精確性兩者相沖突。

(三)地理科學(xué)的研究趨勢走向。

關(guān)于21世紀(jì)地理學(xué)研究主要趨勢有著以下的變動(dòng):第一,地理學(xué)研究生態(tài)化,并且地理學(xué)開始著手研究人文化;第二,自然地理研究熱點(diǎn)又增加了一個(gè),那就是界面研究;第三,地理學(xué)重大題材也在更新,全球研究已經(jīng)被納入其中;第四,地研究愈來愈受重視,并且在不久的將來很快成為地理學(xué)重大領(lǐng)域。

二、關(guān)于網(wǎng)絡(luò)化對地理科學(xué)的重大影響探究

隨著信息技術(shù)日新月異的更新,網(wǎng)絡(luò)世界正在對人們的生活和工作進(jìn)行著全新的改變,我國的教育對此也深表重視。而現(xiàn)代地理科學(xué)的時(shí)空限域,是人類社會(huì)已經(jīng)面臨后工業(yè)期以及信息期。據(jù)資料顯示,早在1992年美國已經(jīng)提出了兩門新的地理學(xué)科,那就是通訊地理學(xué)和信息地理學(xué)。美國地理信息與分析國家中心曾經(jīng)與大學(xué)地理信息科學(xué)研究會(huì)提出了一個(gè)新的概念――“數(shù)字世界”,在這一中心地理科學(xué)戰(zhàn)略領(lǐng)域有三方面內(nèi)容:信息社會(huì)的地理學(xué)、地理概念的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)以及地理空間認(rèn)知模型。

由于受到了信息技術(shù)的驚人進(jìn)步的影響,社會(huì)和經(jīng)濟(jì)生活方式也正因此發(fā)生著改變,地理學(xué)的研究核心――時(shí)空觀和人地關(guān)系也同樣面臨著更新的挑戰(zhàn)。關(guān)于一些傳統(tǒng)的空間觀受到了嚴(yán)重的挑戰(zhàn),信息地理研究出現(xiàn)開始從現(xiàn)實(shí)空間向虛擬空間轉(zhuǎn)變。

三、關(guān)于地理科學(xué)整體和傳統(tǒng)的優(yōu)勢的探究

關(guān)于地理科學(xué)整體的、傳統(tǒng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下三方面上:

(一)地理科學(xué)這門學(xué)科,對時(shí)間與空間分布規(guī)律十分重視,并且強(qiáng)調(diào)研究時(shí)間與空間相互轉(zhuǎn)換的問題。通常,我們依據(jù)地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的規(guī)律對地理坐標(biāo)系進(jìn)行相關(guān)的確定。在古代,人們用天文與時(shí)間定位來對地球的經(jīng)緯度進(jìn)行測定。然而,當(dāng)年的那些計(jì)量地理學(xué)太早熟了,但是在如今的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代計(jì)量地理學(xué)很有可能通過融合區(qū)位理論、空間分析,提出一些有助于資源再分配與區(qū)域重組問題的新方法。

(二)地球信息資源極大豐富。21世紀(jì)的今天,我們可以借助先進(jìn)的衛(wèi)星遙感技術(shù)對地球進(jìn)行全天候的觀測。生態(tài)網(wǎng)絡(luò)臺(tái)站、地殼深鉆、冰巖態(tài)、海洋浮標(biāo)、地殼深鉆、地震臺(tái)站等等,我們都從其身上看到了自動(dòng)化的影子,對地球進(jìn)行多維動(dòng)態(tài)監(jiān)測以及為相關(guān)的虛擬實(shí)現(xiàn)提供了足夠的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代的帶來,給我們帶來了巨大的機(jī)遇,我們要借此對地球信息科學(xué)進(jìn)行大力發(fā)展和壯大,并且借助先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大力推動(dòng)地理科學(xué)本身的現(xiàn)代化和結(jié)構(gòu)性的調(diào)整。

(三)地理科學(xué)是一門取法自然并且以人為本的綜合性學(xué)科。古地理科學(xué)的體系,主要是以自然地理學(xué)為主。在19世紀(jì)和20世紀(jì),地理科學(xué)進(jìn)行了一些專業(yè)專門化的改變。地理科學(xué)這門學(xué)科,接觸都是冰川、泥石流、沙漠、湖泊、高原、滑坡、山地等等這些自然現(xiàn)象,關(guān)于我國的自然資源與環(huán)境特點(diǎn),在進(jìn)行地圖測繪以及衛(wèi)星遙感等一些科研工作時(shí),都要充分考慮到自然因素和社會(huì)因素。

四、信息化和現(xiàn)代化下的地理科學(xué)的探究

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及移動(dòng)通訊技術(shù)的出現(xiàn),關(guān)于傳統(tǒng)的時(shí)空概念早已經(jīng)陳舊不堪,如今人們對信息化和現(xiàn)代化下的地理科學(xué)進(jìn)行了一個(gè)重新的認(rèn)識(shí),主要體現(xiàn)在空間結(jié)構(gòu)、商業(yè)地理、行為地理、人地關(guān)系以及空間形態(tài)這五個(gè)方面。我們只有通過加大現(xiàn)在的教育改革力度,才能更好地發(fā)展地理學(xué)科,造就出一批具有符合時(shí)代的地理學(xué)思想家和戰(zhàn)略家,并且在地理科學(xué)研究的過程中對定量化方法進(jìn)行探究使其符合時(shí)代要求,總結(jié)、集成以及創(chuàng)新相關(guān)的地理學(xué)方法論。未來的地理學(xué)科的相關(guān)重大課題,要緊跟時(shí)代的要求和現(xiàn)狀,提高地理科學(xué)科研水平,使其研究理論和成果要具有一定的震撼性和權(quán)威性。

【參考文獻(xiàn)】

[1]、樊杰.人文―經(jīng)濟(jì)地理學(xué)和區(qū)域發(fā)展研究基本脈絡(luò)的透視――對該領(lǐng)域在中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所發(fā)展歷程的討論[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2011,04:387-396.

第2篇:地理信息科學(xué)研究方向范文

關(guān)鍵詞: 地理信息系統(tǒng); 行業(yè)特色; 教學(xué)改革; 礦業(yè)

中圖分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1006-8228(2015)01-52-03

Research on practice teaching system of GIS oriented at mining industry

Wang Xingfeng

(School of Environment and Spatial Informatics, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China)

Abstract: With the rapid development of GIS technology, GIS specialization education is demanded in different applications domains. Considering the professional background of China University of Mining and Technology, an idea to build the supporting platform of the innovative environment of GIS is proposed. Based on the original experimental resources, the reform is transformed, extended and constructed. The ideas of construction of specialty and discipline integration in GISare carried out. The merging of teaching practice and research is advocated. The traditional function of the practice environment is expanded and enhanced. The school and enterprise are combined and the support platform of innovative environment is explored boldly. The result shows this model can accelerate a favorable atmosphere for innovation training in classroom teaching process and improve the classroom instruction quality.

Key words: geographic information system; industry specialty; teaching reform; mining industry

0 引言

地理信息系統(tǒng)(GIS,Geographic Information System)是學(xué)科與技術(shù)的統(tǒng)一體,學(xué)科的發(fā)展促進(jìn)了GIS理論體系的形成,技術(shù)的進(jìn)步則拓寬了GIS的應(yīng)用范圍[1-2]。隨著GIS的逐漸成熟,各具特色的行業(yè)專題GIS也不斷涌現(xiàn),用人單位對GIS人才具備一定的行業(yè)背景的需求也日益明顯[3]。因此在傳授GIS理論和培養(yǎng)GIS技能的基礎(chǔ)上,面向行業(yè),從“千家一面”過渡到“一家一世界”的培養(yǎng)模式已成為GIS教學(xué)單位的認(rèn)同[4-5]。

中國礦業(yè)大學(xué)是國內(nèi)外著名的礦業(yè)最高學(xué)府,經(jīng)過多年的發(fā)展,已成為在礦業(yè)、能源和資源領(lǐng)域有重要影響、特色鮮明的多科性研究型大學(xué)。每年GIS畢業(yè)生約有50%~70%到與礦業(yè)行業(yè)相關(guān)的單位中就業(yè)。因此,我們在多年的GIS教學(xué)活動(dòng)中,依托我校行業(yè)背景,對面向礦業(yè)行業(yè)的GIS實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行了有益的探討。

1 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系構(gòu)建原則

GIS是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,因此加強(qiáng)GIS實(shí)踐教學(xué)是提高教學(xué)效果的重要手段[6-8]。面向礦業(yè)行業(yè)的具體需求,結(jié)合GIS專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建原則我們認(rèn)為有以下幾點(diǎn)。

⑴ 面向行業(yè),貫徹“學(xué)科-專業(yè)-行業(yè)”一體化建設(shè)理念,將學(xué)科建設(shè)、科研工作與人才培養(yǎng)緊密結(jié)合,加強(qiáng)面向行業(yè)應(yīng)用的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),以適應(yīng)面向礦山就業(yè)的需求。

⑵ 根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)和行業(yè)需求,凝煉行業(yè)特色,重組教學(xué)內(nèi)容,建立適應(yīng)行業(yè)需求、以能力培養(yǎng)為目標(biāo)、面向個(gè)性化培養(yǎng)的多模塊實(shí)踐教學(xué)體系。

⑶ 以教學(xué)與科研的結(jié)合為突破口,探索科研融入教學(xué)的實(shí)施途徑。在教學(xué)中,改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法[9],將科研項(xiàng)目、科研熱點(diǎn)、科研成果引入教學(xué),促進(jìn)科研資源向教學(xué)資源的轉(zhuǎn)化。同時(shí)在課程教學(xué)中適當(dāng)?shù)匕才耪n外講座、科研報(bào)告,通過邀請專家講學(xué)、專業(yè)教師科研報(bào)告等途徑引導(dǎo)學(xué)生走向科研創(chuàng)新。

⑷ 改變傳統(tǒng)的“教師演示,學(xué)生練習(xí)”教學(xué)方式,充分利用課堂和網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)平臺(tái),改進(jìn)多媒體教學(xué)手段,積極探索“問題驅(qū)動(dòng)”和項(xiàng)目主導(dǎo)的教學(xué)方法。

⑸ 堅(jiān)持以能力培養(yǎng)為核心的實(shí)踐教學(xué)觀念。在處理好教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)與應(yīng)用的關(guān)系的同時(shí),強(qiáng)化學(xué)生基本思維和基本能力的培養(yǎng),增加實(shí)踐教學(xué)的柔性,由課內(nèi)拓展到課外,培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。

2 實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容組織

為了有效貫徹創(chuàng)新教育、實(shí)踐教育和素質(zhì)教育理念,我校根據(jù)GIS專業(yè)的特點(diǎn)和礦業(yè)行業(yè)的需求,對GIS專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容從理論基礎(chǔ)、技術(shù)方法、應(yīng)用系統(tǒng)三個(gè)視角進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化。在保證基本知識(shí)、基本技能掌握的前提下,整合和提升前期課程內(nèi)容,重組實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行行業(yè)拓展,增加面向行業(yè)應(yīng)用的實(shí)踐模塊,實(shí)現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容模塊化,所構(gòu)建的面向礦山行業(yè)的GIS課程實(shí)踐教學(xué)體系見表1。

表1 地理信息系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系

[類型\&模塊\&說明\&基本

技能\&通用

基礎(chǔ)\&①影像配準(zhǔn);②地理空間數(shù)據(jù)建庫;③空間數(shù)據(jù)編輯;④空間查詢;⑤緩沖區(qū);⑥疊置分析;⑦網(wǎng)絡(luò)分析;⑧DEM分析;⑨三維分析;⑩地圖制圖。\&通過熟悉GIS軟件操作,進(jìn)行GIS基本技能的訓(xùn)練,幫助學(xué)生掌握GIS基本原理,具備完整的地理數(shù)據(jù)采集、處理、數(shù)據(jù)庫建設(shè)與系統(tǒng)維護(hù)及信息服務(wù)等能力。\&行業(yè)

拓展\&①礦圖矢量化處理;②鉆孔儲(chǔ)量計(jì)算;③礦體緩沖區(qū)處理;④礦體產(chǎn)狀圖制作、地質(zhì)圖自動(dòng)編錄。\&綜合

能力\&通用

基礎(chǔ)\&①市區(qū)道路拓寬工程;②購房、擇房;③學(xué)校選址;④高速公路停車場的選擇;⑤水土流失建模。\&以地理信息處理與服務(wù)的業(yè)務(wù)流程為基礎(chǔ),面向具體問題的GIS集成應(yīng)用,使學(xué)生加深對GIS基本原理的理解,培養(yǎng)綜合技能。\&行業(yè)

拓展\&①礦井生產(chǎn)三維建模;②二三維礦體自動(dòng)圈定與交互處理;③一井定向解算;④通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分析。\&創(chuàng)新

技能\&面向

行業(yè)

領(lǐng)域\&①掌握編程語言,基于組件(AE、SuperMap等)進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、需求和初步開發(fā);②礦山地測采信息系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn);③其它行業(yè)GIS應(yīng)用系統(tǒng)(根據(jù)需要選擇)。\&以不同領(lǐng)域GIS應(yīng)用要求為基點(diǎn),通過參與教師科研課題,鼓勵(lì)學(xué)生參與國內(nèi)GIS大賽,培養(yǎng)學(xué)生GIS建模、系統(tǒng)研發(fā)、集成應(yīng)用等技能,使其具備一定的創(chuàng)新能力和應(yīng)用領(lǐng)域拓展能力。\&]

3 構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)科技創(chuàng)新和社會(huì)實(shí)踐平臺(tái)

構(gòu)建完整的、科學(xué)合理的實(shí)踐教學(xué)體系是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的根本保證[10]。我校從GIS專業(yè)特點(diǎn)和行業(yè)需要出發(fā),依托學(xué)校教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心、實(shí)驗(yàn)室及各研究系所,構(gòu)建了“專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、項(xiàng)目化技能與工程實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)平臺(tái)、科研科技創(chuàng)新協(xié)作平臺(tái)”四位一體的學(xué)生科技創(chuàng)新與社會(huì)實(shí)踐平臺(tái)(圖1)。

[科技創(chuàng)新與社會(huì)實(shí)踐平臺(tái)][專業(yè)基礎(chǔ)

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)][項(xiàng)目化技能與

工程實(shí)訓(xùn)平臺(tái)][社會(huì)實(shí)踐

活動(dòng)平臺(tái)][科研科技創(chuàng)

新協(xié)作平臺(tái)]

圖1 實(shí)踐教學(xué)科技創(chuàng)新和社會(huì)實(shí)踐平臺(tái)

3.1 專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以GIS基本概念為基礎(chǔ),重視對原理方法的驗(yàn)證和基本技能的培養(yǎng)。專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的實(shí)驗(yàn)主要包括驗(yàn)證型和原理型實(shí)驗(yàn),包含了課內(nèi)必選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和課外自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)院教學(xué)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)學(xué)生必選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的完成,在此基礎(chǔ)上學(xué)生也可以自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,甚至可以自立課題,在教師指導(dǎo)下設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,經(jīng)申請進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)和科研活動(dòng)。

3.2 項(xiàng)目化技能與工程實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

產(chǎn)學(xué)結(jié)合是工程教育改革的一大戰(zhàn)略[11]。對于應(yīng)用技術(shù)極強(qiáng)的GIS來說,學(xué)生掌握的不僅是技術(shù)技能水平,還應(yīng)該包括一定的項(xiàng)目管理和運(yùn)營能力。結(jié)合項(xiàng)目加大設(shè)計(jì)型、綜合型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的開發(fā),構(gòu)建“獨(dú)立-實(shí)踐-校企-就業(yè)”鏈接式的畢業(yè)設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐環(huán)節(jié),加強(qiáng)校企聯(lián)合培養(yǎng)實(shí)踐訓(xùn)練基地、同行業(yè)的校外實(shí)習(xí)基地的建設(shè)。通過面向項(xiàng)目的訓(xùn)練,學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的互補(bǔ),達(dá)到學(xué)科結(jié)合、互利共贏的教學(xué)效果。

3.3 社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)平臺(tái)

畢業(yè)實(shí)習(xí)、假期社會(huì)實(shí)踐是提高學(xué)生動(dòng)手能力的重要安排,為了更好地貫徹落實(shí)學(xué)校有關(guān)畢業(yè)實(shí)習(xí)和社會(huì)實(shí)踐的各項(xiàng)要求,進(jìn)一步保障GIS專業(yè)學(xué)生實(shí)踐工作的順利開展。學(xué)校提倡開展多模式的實(shí)習(xí)教學(xué),實(shí)現(xiàn)集中實(shí)習(xí)和分散實(shí)習(xí)相結(jié)合、校內(nèi)實(shí)習(xí)與校外實(shí)習(xí)相結(jié)合、走出去和請進(jìn)來相結(jié)合、專業(yè)實(shí)習(xí)與就業(yè)實(shí)習(xí)相結(jié)合、專業(yè)實(shí)習(xí)與參加科技競賽相結(jié)合、專業(yè)實(shí)習(xí)與教師科研相結(jié)合等。介入企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營活動(dòng),極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性,使其專業(yè)技能與綜合素質(zhì)明顯提升,受到企業(yè)的廣泛好評。

3.4 科研科技創(chuàng)新協(xié)作平臺(tái)

借鑒我校其他特色專業(yè)卓越工程師的培養(yǎng)模式[12],探索與科研院所、企業(yè)協(xié)同培養(yǎng)GIS專業(yè)人才的渠道,創(chuàng)新設(shè)計(jì)培養(yǎng)方案和教學(xué)課程,積極引進(jìn)消化吸收先進(jìn)的培養(yǎng)方案和教學(xué)理念,探索基礎(chǔ)理論和科研素質(zhì)培養(yǎng)訓(xùn)練的有效途徑并完善相關(guān)配套管理措施,以協(xié)同創(chuàng)新中心為載體,建立產(chǎn)學(xué)研協(xié)同培養(yǎng)行業(yè)優(yōu)秀專門人才的基地。具體的方法和措施有以下。

⑴ 為學(xué)生提供科技創(chuàng)新試驗(yàn)平臺(tái)。依托學(xué)校學(xué)院的科研機(jī)構(gòu)單位,如結(jié)合我院“國土環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測國家測繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”、“江蘇省資源環(huán)境信息工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”、“教育部礦山生態(tài)修復(fù)工程研究中心”、“江蘇省3S與國土信息研究中心”、“中德能源與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境研究中心礦山生態(tài)環(huán)境研究所”等國家級、省部級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和工程中心,鼓勵(lì)高年級學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室/工程中心進(jìn)行科學(xué)研究及創(chuàng)新實(shí)踐,實(shí)驗(yàn)室所有儀器設(shè)備對學(xué)生開放。在這些措施的保障下,學(xué)生能充分利用高精尖儀器設(shè)備,進(jìn)行各類試驗(yàn)和分析計(jì)算,極大地提高了學(xué)生分析問題、解決問題和科學(xué)研究的能力。

⑵ 構(gòu)建了教師科學(xué)研究與學(xué)生科技創(chuàng)新相結(jié)合的科技創(chuàng)新平臺(tái)。每年有一大批教師,包括長江學(xué)者、國家杰青獲得者、中國青年科技獎(jiǎng)獲得者、全國優(yōu)秀教師、全國百篇博士論文獲得者等,都面向大學(xué)生做科研報(bào)告,介紹自己的研究方向和研究成果,提供科研、實(shí)驗(yàn)條件及經(jīng)費(fèi)支持,吸引學(xué)生參加科研項(xiàng)目。同時(shí),在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)論文選題時(shí),80%以上結(jié)合教師科研項(xiàng)目和生產(chǎn)實(shí)際問題,讓學(xué)生參與科研項(xiàng)目和解決生產(chǎn)實(shí)際中的關(guān)鍵問題,提高了學(xué)生創(chuàng)新能力和解決實(shí)際生產(chǎn)問題的能力。

⑶ 借助各種大學(xué)生科技創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃,引導(dǎo)學(xué)生開展學(xué)科前沿科學(xué)研究。針對本科生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃,我校設(shè)有國際級、省級和校級創(chuàng)新項(xiàng)目,學(xué)生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,申請各類創(chuàng)新項(xiàng)目,進(jìn)行學(xué)科前沿的研究,提高創(chuàng)新能力和實(shí)際應(yīng)用能力。

4 實(shí)踐教學(xué)考核方式改革

課程考核是反映教學(xué)效果的重要手段,是教學(xué)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。GIS是理論與技能并重的課程,完全采用筆試難以準(zhǔn)確反映學(xué)生專業(yè)技能掌握情況及對GIS技術(shù)手段的掌握、分析和應(yīng)用能力。因此,為了適應(yīng)面向礦業(yè)行業(yè)的GIS人才的培養(yǎng)需求,我校對GIS課程的考核方式進(jìn)行了改革,建立了將課程考試與學(xué)習(xí)過程相結(jié)合的全過程考核成績評定體系,引導(dǎo)教師開展研究性教學(xué),促進(jìn)教學(xué)改革和教學(xué)質(zhì)量的提高。

全過程考核在考試內(nèi)容上保證學(xué)生對基本概念和基本技能理解和掌握的基礎(chǔ)上,注重知識(shí)測試與能力測試的結(jié)合。考試形式上實(shí)施分階段考核,避免一考定成績,考核形式可選擇考察、測驗(yàn)、作業(yè)、課堂討論、課程設(shè)計(jì)、讀書報(bào)告、小論文、操作實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、中期考試和結(jié)業(yè)考試等環(huán)節(jié),保證學(xué)生的每一次參與都有收獲。全過程考核使學(xué)生逐漸淡化了考試緊張感,不再需要“臨時(shí)抱佛腳”,激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性,在專業(yè)認(rèn)識(shí)、理解和接受上也發(fā)生了較大的轉(zhuǎn)變,課堂形式變得更加豐富,氣氛更加活躍,初步實(shí)現(xiàn)了教學(xué)由知識(shí)的傳授向能力培養(yǎng)的轉(zhuǎn)換。

5 結(jié)束語

GIS專業(yè)是一個(gè)技能要求高、實(shí)踐性強(qiáng)的專業(yè)。我校GIS專業(yè)面向行業(yè),堅(jiān)持理論的實(shí)踐性,通過了解用人單位的需求,結(jié)合我校實(shí)際面向礦山行業(yè),進(jìn)行了基于應(yīng)用技能的GIS實(shí)踐教學(xué)改革。實(shí)踐教學(xué)結(jié)果表明,所采取的實(shí)踐教學(xué)措施有效地提高了學(xué)生的動(dòng)手能力,促進(jìn)了GIS專業(yè)建設(shè)。在就業(yè)形式嚴(yán)峻的情形下,我校GIS專業(yè)的就業(yè)率始終保持在前列,畢業(yè)生就業(yè)后能迅速勝任工作,這宣傳了我校的專業(yè)品牌,進(jìn)一步促進(jìn)了學(xué)生就業(yè)。但面向行業(yè)的GIS專業(yè)課程實(shí)踐教學(xué)改革是一項(xiàng)涉及面廣,技術(shù)性和學(xué)術(shù)性較強(qiáng)的系統(tǒng)工程。因此,如何把GIS專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)成為具有工程實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才,使學(xué)生具備一定的解決工礦企業(yè)實(shí)際問題的能力,仍然需要我們不斷探索教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革。

參考文獻(xiàn):

[1] 張海榮等.地理信息系統(tǒng)原理與應(yīng)用[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社,

2008.

[2] 楊慧,楊丹,車耀偉等.網(wǎng)絡(luò)地圖API在“地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)”教學(xué)中的

應(yīng)用[J].測繪科學(xué),2008.38(5):183-187

[3] 吳浩,袁艷斌,楊劍等.具有行業(yè)特色的GIS卓越工程師實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)

探索研究-以武漢理工大學(xué)為例[J].時(shí)代教育,2012.4:35-36

[4] 曾青云,鄭玉雙,許伶軍.中國成人教育改革頂層設(shè)計(jì)的思考[J].中國

成人教育,2014.1:10-14

[5] 周海萍.新建本科院校應(yīng)如何培育人才培養(yǎng)特色[J].中國成人教育,

2014.2:38-40

[6] 顧留碗,王春,王崠.面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的GIS專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)

建[J].測繪工程,2012.21(6):89-91

[7] 薛云,張維,劉鳳矯.地理信息科學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建研究[J].中

國電力教育,2014.3:147-148

[8] 徐兵.《地理信息系統(tǒng)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)要點(diǎn)分析[J].軟件導(dǎo)刊,2014.13

(1):167-168

[9] 胡卓瑋.基于案例分析的“組件地理信息系統(tǒng)”課程教學(xué)方法設(shè)計(jì)[J].

測繪通報(bào),2013.12:122-125

[10] 李正中,飛.面向行業(yè)的自動(dòng)化專業(yè)課程教學(xué)改革探索[J].中國

電力教育,2011.16:84-85

[11] 王浩程.面向卓越工程師培養(yǎng),構(gòu)建現(xiàn)代工程實(shí)訓(xùn)平臺(tái)[J].中國大學(xué)

教學(xué),2011.6:83-85

第3篇:地理信息科學(xué)研究方向范文

關(guān)鍵詞:旅游地理學(xué),法國,中國,比較分析

中國旅游地理學(xué)歷經(jīng)30年發(fā)展,研究隊(duì)伍不斷壯大、研究成果不斷增多、學(xué)科聲望不斷提升,呈現(xiàn)出欣欣向榮的景象[1]。但正確審視時(shí),發(fā)現(xiàn)我國與國外的研究存在很大的差異,無論是研究方向、研究方法,還是研究成果的價(jià)值。許多學(xué)者將造成這種現(xiàn)象的原因更多應(yīng)歸結(jié)為我國學(xué)術(shù)規(guī)范的缺失[1,3]。筆者不討論這種觀點(diǎn)的對錯(cuò),但認(rèn)為科學(xué)診斷中國旅游地理學(xué)研究存在的不足,應(yīng)該建立在對自己和國外旅游地理學(xué)發(fā)展的全面認(rèn)識(shí)和分析的基礎(chǔ)上。本文將從中法兩國旅游地理學(xué)研究的歷程、各階段的特征和規(guī)律以及未來發(fā)展方向等方面,全面分析兩者之間的差異,為我國旅游地理學(xué)的發(fā)展提供科學(xué)參考。

一. 中法旅游地理學(xué)研究歷程的回顧

對于旅游地理學(xué)研究的歷程做出一個(gè)總體性階段劃分比較困難,劃分的角度不同,則劃分的階段的節(jié)點(diǎn)、長度等都不同。就中國來看,1993年和2001年是不得不關(guān)注的節(jié)點(diǎn),各類科學(xué)研究資助基金從1993年開始關(guān)注旅游,在國家自然基金和社科基金中開始出現(xiàn)資助旅游地理課題的先河。2001年始旅游研究課題(其中73%為旅游地理方向)數(shù)量出現(xiàn)較大增長。因此可以分為三個(gè)階段:即1978年至1992年的以旅游資源開發(fā)與規(guī)模研究為主的單一研究階段;1993年至2000年以旅游市場和旅游影響為主的研究增速階段;2001年至現(xiàn)在的旅游綜合性研究階段。從期刊發(fā)表數(shù)量來看,也可分為三個(gè)階段:萌芽階段(1979-1990),旅游地理類數(shù)量緩速增長階段;穩(wěn)定階段(1991-2000),旅游地理類論文穩(wěn)定增長階段;快速跨越階段(2001-現(xiàn)今),旅游地理類論文數(shù)量快速增長,研究方向和研究方法愈加成熟。從綜合方面分析,筆者認(rèn)為在近30年的旅游地理學(xué)研究中,可以清晰的劃分為三個(gè)階段,即探索階段;發(fā)展與深化階段;繁榮與困惑階段。各階段的特點(diǎn)見表1.

法國的旅游地理學(xué)研究相對中國要早一些,始于二戰(zhàn)之后,以Le Lannou出版的《布列塔尼地區(qū)旅游指南》為標(biāo)志,隨后出現(xiàn)了大量的學(xué)者和團(tuán)隊(duì)從實(shí)證主義、現(xiàn)象主義以及旅游者中心說等方面推進(jìn)旅游地理學(xué)的發(fā)展。與中國相似,法國旅游地理研究的歷程也經(jīng)歷了三個(gè)階段:積累階段、發(fā)展階段和蛻變階段。詳情見表1。

二. 中法旅游地理學(xué)研究方法比較分析

從旅游地理學(xué)研究方法方面來看,中國旅游地理學(xué)實(shí)證主義研究法一直占據(jù)主流,現(xiàn)象主義研究方法鳳毛麟角。多數(shù)學(xué)者主要從地理學(xué)的角度研究旅游資源的空間結(jié)構(gòu)及功能、旅游流的流量、流向及時(shí)空變化、客源市場的時(shí)空結(jié)構(gòu)模式等等,以及與其他學(xué)科交叉而產(chǎn)生的旅游學(xué)問題,比如客源地的環(huán)境承載力、旅游地的生命周期以及旅游地的氣候舒適度等等。研究范式基本上遵循著從“地理”中來,然后回到“地理”中去的模式,沒有從旅游本質(zhì)出發(fā),以旅游的視角來分析問題、解決問題,造成旅游地理的“硬核不硬”、缺乏本身固有理論的特征。近年來,隨著國際合作交流的不斷加深,特別是一些高校和科研院所對旅游關(guān)注的提升,也出現(xiàn)了現(xiàn)象主義研究方法的推崇者,比如謝彥君通過引入并倡導(dǎo)旅游體驗(yàn)學(xué)說,將旅游者的體驗(yàn)視為構(gòu)成旅游現(xiàn)象硬核的要素并用以描述旅游現(xiàn)象的全貌,其理論在某些方面已經(jīng)突破了現(xiàn)象學(xué)原有的理論范疇,具有組織社會(huì)學(xué)的系統(tǒng)理論的某些特征[5-6]。其他學(xué)者如朱竑、楊新軍等的研究思想也初步具備了現(xiàn)象學(xué)的特征[7]。但這種想象主義的研究理論只停留在表面,或者說只是一種新的視角,研究不夠深入。

法國旅游地理學(xué)研究方法基本上分為三個(gè)階段:實(shí)證主義方法、現(xiàn)象學(xué)理論、“參與者”理論與“旅游者中心說”三類[9-10]。近30年來引領(lǐng)法國地理學(xué)研究的主要方法也是實(shí)證主義法,流行于20世紀(jì)70年代和80年代,其代表人是Jean-Pierre Lozato-Giotard,其所著的法國第一部旅游地理學(xué)高等教材——《旅游地理學(xué)——從被觀察的空間到被消費(fèi)的空間》為實(shí)證主義法的代表成果,至今在法國仍有一定的影響[11]。20世紀(jì)80年代至90年,旅游地理學(xué)研究方法主要依托現(xiàn)象學(xué)理論,這類研究方法引入了現(xiàn)象學(xué)中的“觀察者”的概念,以事物具有相對性的特征,從不同的角度來個(gè)體或群體對同一事物的差異。其代表人物是Michel Chadefaud 、Benard Debarbieux 和Georges Cazes。Georges Cazes所著的經(jīng)典教科書《旅游與休閑地理基礎(chǔ)》中揭示了主觀印象對于認(rèn)知旅游資源有重要影響[12]。產(chǎn)生于20世紀(jì)末的“參與者”理論與“旅游者中心說”理論的是以巴黎為基地的研究團(tuán)隊(duì)首先提出并采用的,這個(gè)團(tuán)隊(duì)為MIT,由多所大學(xué)中一批研究旅游地理學(xué)的學(xué)者組成,其中最著名的是Rémy Knafou教授。以地理學(xué)為基本視角研究旅游,還從組織管理學(xué)引入“參與者”理論和“系統(tǒng)”理論,同時(shí)也倡導(dǎo)“旅游者中心說”。提出旅游者是旅游系統(tǒng)最基本、最重要的殘?jiān)逻@,沒有旅游者就沒有旅游[13]。因此分析旅游者的行為,即旅游者“去哪里”,“做什么”,“怎么做”是非常必要的。

三. 中法旅游地理學(xué)未來

隨著旅游地理學(xué)研究的開放性增強(qiáng),中國旅游地理學(xué)研究者通過國際會(huì)議以及項(xiàng)目合作,近些年取得巨大的成績,與國際順利接軌。因此在未來的研究中,中國和法國旅游地理學(xué)者面臨的問題基本相同。首先就是“硬核不硬,體系不牢”的問題,即成果較多,但核心概念和邏輯體系不完善,未形成完整的理論體系和學(xué)科體系,旅游地理學(xué)現(xiàn)有的研究方法主要是從“地理學(xué)”、“生態(tài)學(xué)”等其他學(xué)科汲取營養(yǎng),沒有形成自身的核心理論和完整的學(xué)科體系。這種現(xiàn)象不打破,會(huì)嚴(yán)重影響到旅游科學(xué)的發(fā)展。學(xué)者應(yīng)該重新確立范式,盡早打破旅游地理學(xué)從其他學(xué)科汲取營養(yǎng)的現(xiàn)狀,使其形成自身的核心理論和完整的學(xué)科體系。特別是形成其屬于本學(xué)科獨(dú)有的研究方法,實(shí)現(xiàn)從定性描述向定量、實(shí)證為主。其次是專業(yè)交叉融合。專業(yè)交叉是學(xué)科發(fā)展的必然趨勢,兩個(gè)學(xué)科的相互碰撞,容易找到切入點(diǎn),發(fā)現(xiàn)新問題。如新興研究方向中的旅游發(fā)展中的權(quán)力關(guān)系、社區(qū)增權(quán)、產(chǎn)權(quán)與旅游發(fā)展、旅游與城市發(fā)展、旅游與社區(qū)發(fā)展等都體現(xiàn)了與政治學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)的交叉的現(xiàn)象。但同時(shí)也存在矛盾的一面,過分注重專業(yè)交叉則回弱化母體,使旅游地理出現(xiàn)空心的現(xiàn)象,因此我們在實(shí)際研究中藥注意把握。再次就是學(xué)科與現(xiàn)實(shí)需要向吻合,以學(xué)科的發(fā)展來促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步,在社會(huì)發(fā)展所遇到的問題中以旅游地理的視角尋求解決方案,相輔相成,相互促進(jìn)。

參考文獻(xiàn):

[1]保繼剛。中國旅游地理學(xué)研究問題缺失的現(xiàn)狀與反思[J].旅游學(xué)刊,2010,25(10):13-17.

[2]沈世偉,Lazzarotti O livier.法國地理學(xué)界旅游研究的回顧與展望[J].經(jīng)濟(jì)地理,2011,31(5):844-851.

[3]保繼剛,尹壽兵,梁增賢。中國旅游地理學(xué)研究進(jìn)展與展望[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2011,30(12):1506-1512.

[4]沈世偉,Violier Philippe.三十年來法國地理學(xué)界旅游資源研究方法的演進(jìn)——兼與中國現(xiàn)行旅游資源研究方法比較[J].人文地理,2010,116(6):139-142.

[5]石培華,馮凌。中國旅游研究30年:成就、挑戰(zhàn)與使命[J].旅游科學(xué),2010,24(3):75-84.

[6]石培華,馮凌。中國旅游研究30年:階段、特征與規(guī)律[J].旅游科學(xué),2009,23(6):1-8.

[7]馬秋芳,楊新軍。1994-2003年我國旅游地理研究文獻(xiàn)及其評價(jià)[J].地理與地理信息科學(xué),2005,21(1):92-96.

[8]陳鋼華,保繼剛。國外中國旅游研究進(jìn)展:學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)視角的評述[J].

[9]Lozato-Giotard Jean-Pierre,Géographie du tourisme[M].Paris:Masson,1985,9-14.

[10]Chadefaud Michel. Aux origines du tourisme dans lespays de l′Adour[M].Paris:J&D Editions,1987.68-74.

[11]Debardieux Bernard. Tourisme et Montagne[M].Paris:Economica,1994.78-107.

第4篇:地理信息科學(xué)研究方向范文

關(guān)鍵詞: 結(jié)構(gòu); 過程; 集成; 地理學(xué); 生態(tài)學(xué)

人類活動(dòng)的強(qiáng)烈干預(yù)推動(dòng)著地球系統(tǒng)演化進(jìn)入了“人類世”(Anthropocene Era) 的新紀(jì)元[1]。人類活動(dòng)對地球系統(tǒng)運(yùn)行的影響趕上甚至超過了自然變化, 地球系統(tǒng)正在以前所未有的速率發(fā)生變化并進(jìn)入一個(gè)未知的演化方向和軌道[2]。在這種背景下, 傳統(tǒng)地理過程、生態(tài)過程研究正經(jīng)歷著深刻的變革, 地理過程、生態(tài)過程及其與相關(guān)學(xué)科的交叉與融合正在成為現(xiàn)代地理學(xué)和生態(tài)學(xué)發(fā)展的重要方向。本文在概述地理—生態(tài)過程研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上, 探討地理—生態(tài)過程研究的主要科學(xué)問題和未來發(fā)展的重要領(lǐng)域, 以期為我國地理學(xué)、生態(tài)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域研究與發(fā)展服務(wù)。

1 地理—生態(tài)過程研究進(jìn)展概況

地理過程是指地表環(huán)境(要素、綜合體) 隨時(shí)空變化的歷程, 按要素可分為自然過程和人文過程, 按機(jī)制可以分為物理過程、化學(xué)過程和生物過程等[3]。在傳統(tǒng)地理過程的研究中, 地貌過程和水文過程是其研究的主題和核心內(nèi)容, 各種營力作用下形成的地貌形態(tài)和地形單元以及流域水循環(huán)的過程與機(jī)理是其研究的主要方向。生態(tài)過程作為生態(tài)學(xué)研究的重要內(nèi)容, 主要涉及生態(tài)系統(tǒng)中的元素循環(huán)、種群動(dòng)態(tài)、種子或生物體的傳播、捕食者和獵物的相互作用、群落演替和干擾等方面[4]。

20 世紀(jì)后期以來, 人類活動(dòng)及其所導(dǎo)致的全球環(huán)境變化成為了全球生態(tài)系統(tǒng)格局、結(jié)構(gòu)和過程變化的主要驅(qū)動(dòng)力[5, 6]。在這個(gè)過程中, 土地利用改變了全球生態(tài)系統(tǒng)格局與結(jié)構(gòu), 人工直接管理的生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到陸地總面積的40%以上[7]。1970~2000 年間土地利用擴(kuò)展使物種滅絕速率比自然背景值提高2~3 個(gè)數(shù)量級, 全球物種多樣性降低40%[8]。同時(shí), 人類活動(dòng)深刻地改變了水資源與水循環(huán)[9, 10], 1960 年以來, 水資源利用每10 年增加20%, 15%~35%地區(qū)出現(xiàn)水資源過度利用; 此外, 人為因素誘導(dǎo)的土壤侵蝕、土地退化等也成為全球面臨的突出生態(tài)與環(huán)境問題[11], 全球約有40%的農(nóng)業(yè)土地存在不同程度的土壤退化現(xiàn)象[12]。在21 世紀(jì), 人口和經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長以及全球環(huán)境快速變化將給全球生態(tài)系統(tǒng)帶來前所未有的壓力[8]。

在人類活動(dòng)深刻影響和全球環(huán)境變化的背景下, 早期地理與生態(tài)過程的相關(guān)研究表現(xiàn)出明顯不足。在地理過程的描述中, 由于自然地理和人文地理研究內(nèi)容的分化[13], 自然地理過程往往只考慮自然變化機(jī)理, 而忽視人文因素的作用和動(dòng)態(tài)過程。如早期的水文過程研究, 雖然可以分析徑流和輸沙的動(dòng)態(tài)變化, 但是卻往往難以揭示人類活動(dòng)的影響效應(yīng)。同時(shí), 在構(gòu)建的地理過程模型中, 也存在許多相互割裂的現(xiàn)象。如土壤侵蝕模型,其經(jīng)驗(yàn)?zāi)P屯y以揭示土地利用空間分布格局對土壤侵蝕過程的影響; 而物理模型雖然能夠反映出土壤流失的過程, 模擬不同土地利用情景下土壤侵蝕的變化; 但在實(shí)際應(yīng)用中, 卻由于野外和實(shí)驗(yàn)獲取的數(shù)據(jù)難以滿足模型參數(shù)設(shè)置的要求、誤差累積和不確定性增加等原因, 而影響模型精度, 限制土壤侵蝕模型的應(yīng)用[14]。

在生態(tài)過程研究中, 也多以自然生態(tài)變化的機(jī)理而展開。如植被空間格局變化研究仍然以頂級群落概念、群落格局演替Gap 理論和生命區(qū)劃分體系為理論基礎(chǔ), 難以解釋由人類主導(dǎo)的生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程。如在生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程變化的動(dòng)態(tài)描述中常以O(shè)dum 的生態(tài)系統(tǒng)演變規(guī)則(Strategy of Ecosystem Development)[15]為理論框架, 在此框架下生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)向熱力學(xué)穩(wěn)定態(tài)(Homeostasis) 演化; 然而, 生態(tài)系統(tǒng)很少達(dá)到穩(wěn)定態(tài), 也不一定呈現(xiàn)向穩(wěn)定態(tài)演替的趨勢。生態(tài)系統(tǒng)對環(huán)境長期變化的適應(yīng)性研究經(jīng)常以Tilman的資源競爭平衡理論為依據(jù), 但以此為基礎(chǔ)的模型并不能現(xiàn)實(shí)地模擬生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程的動(dòng)態(tài)變化[16]。同時(shí), 由于大多數(shù)生態(tài)學(xué)理論是基于單個(gè)生境中小尺度上的研究發(fā)展起來的, 而目前的環(huán)境問題具有大尺度的性質(zhì)[17], 所以, 尺度問題業(yè)已成為現(xiàn)代生態(tài)過程研究的需求。

在全球環(huán)境變化驅(qū)動(dòng)下, 傳統(tǒng)地理過程與生態(tài)過程的研究發(fā)生了深刻變化, 與地理—生態(tài)過程相關(guān)的國際重大科學(xué)計(jì)劃相繼啟動(dòng)。如從國際生物圈計(jì)劃(IBP) 到人與生物圈計(jì)劃(MAB), 再到千年生態(tài)系統(tǒng)評估(MA); 從國際地圈—生物圈計(jì)劃(IGBP) 到全球變化的人文影響計(jì)劃(IHDP)等。縱觀這些研究計(jì)劃和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展, 可以發(fā)現(xiàn)地理過程從任何角度看都不再是單純的自然過程, 生態(tài)過程的研究也不再僅僅局限于生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的動(dòng)態(tài)與發(fā)展, 注重人類活動(dòng)影響, 注重多學(xué)科的交叉融合, 正在成為現(xiàn)代地理—生態(tài)過程研究的重要特點(diǎn)。

目前, 地理過程的研究正經(jīng)歷著從自然向自然與人文結(jié)合方向發(fā)展, 從無機(jī)向無機(jī)與有機(jī)結(jié)合方向發(fā)展, 從單要素、單個(gè)過程的研究向多要素、多過程耦合與綜合研究方向發(fā)展, 從宏觀到宏觀與微觀結(jié)合方向發(fā)展[3]。生態(tài)過程的研究也伴隨著生態(tài)學(xué)的發(fā)展,表現(xiàn)出生態(tài)過程研究與人口、資源與環(huán)境問題相結(jié)合, 其研究對象從自然生態(tài)系統(tǒng)向自然社會(huì)經(jīng)濟(jì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)方向發(fā)展。研究方法從局部的、孤立的研究向整體的網(wǎng)絡(luò)化研究發(fā)展, 生態(tài)過程研究的時(shí)空尺度不斷拓展, 研究手段不斷更新。在地理—生態(tài)過程的研究中, 新的科學(xué)問題和研究領(lǐng)域正悄然凸現(xiàn)。

2 地理—生態(tài)過程研究的主要科學(xué)問題

現(xiàn)代地理—生態(tài)過程強(qiáng)調(diào)人為因素在各種過程中的作用, 強(qiáng)調(diào)人為因素作用下的地理—生態(tài)過程對自然資源和環(huán)境的影響, 強(qiáng)調(diào)地理—生態(tài)過程與全球變化之間的耦合作用以及可能引發(fā)的后果, 強(qiáng)調(diào)地理—生態(tài)過程在土地退化過程中的關(guān)鍵作用, 強(qiáng)調(diào)利用現(xiàn)代手段進(jìn)行定量化研究和過程模擬。在地理—生態(tài)過程研究中, 所涉及的基本科學(xué)問題包括結(jié)構(gòu)與過程、綜合與集成兩大方面, 其研究重點(diǎn)則集中在尺度—結(jié)構(gòu)—過程相互作用、自然—經(jīng)濟(jì)—社會(huì)相互聯(lián)系、地貌—水文—生態(tài)過程相互耦合、地理—生態(tài)過程與資源環(huán)境效應(yīng)相結(jié)合等領(lǐng)域。

2.1 基本科學(xué)問題

2.1.1 結(jié)構(gòu)與過程在地理—生態(tài)過程的研究中, 結(jié)構(gòu)往往是指不同生態(tài)系統(tǒng)和景觀單元的空間關(guān)系, 如生態(tài)系統(tǒng)與景觀單元的大小、形狀、數(shù)量、類型及空間組合等。所涉及的過程包括自然過程(元素和水分的分布與遷移、物種的分布與遷徙、徑流與侵蝕、能量的交換與轉(zhuǎn)化等) 和社會(huì)文化過程(交通、人口、文化的傳播等)。目前, 結(jié)構(gòu)與過程研究的科學(xué)問題主要集中在結(jié)構(gòu)、功能、動(dòng)態(tài)、驅(qū)動(dòng)力、過程、機(jī)制等幾個(gè)方面。

(1) 結(jié)構(gòu)關(guān)于結(jié)構(gòu)的研究, 是重點(diǎn)探討地表系統(tǒng)的要素組成和空間分布特征, 如土地利用/ 土地覆被的組成和分布格局、生態(tài)系統(tǒng)的空間異質(zhì)性等。其中, 如何有效刻畫生態(tài)系統(tǒng)和景觀單元的結(jié)構(gòu)特征, 構(gòu)建具有生態(tài)學(xué)意義的格局指數(shù)是目前地理—生態(tài)過程研究中富有挑戰(zhàn)性的研究課題?,F(xiàn)代信息技術(shù)為獲取生態(tài)系統(tǒng)和景觀類型空間分布的基礎(chǔ)信息提供了強(qiáng)大技術(shù)支撐, 深入分析遙感、地理信息系統(tǒng)和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展趨勢對于全面提升結(jié)構(gòu)分析的研究水平具有重要的意義。

(2) 功能系統(tǒng)的要素組成決定系統(tǒng)功能的發(fā)揮, 功能是不同系統(tǒng)要素與結(jié)構(gòu)的外在體現(xiàn)。功能的研究主要分析陸地表層系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)演變與過程動(dòng)態(tài)所表現(xiàn)出的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)功能。不同類型生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能研究、結(jié)構(gòu)變遷與過程耦合下的資源環(huán)境效應(yīng)等是目前功能研究的熱點(diǎn)問題。

(3) 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)變化是在結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上, 研究生態(tài)系統(tǒng)和景觀單元等的變化規(guī)律和特征, 解釋結(jié)構(gòu)發(fā)生怎樣的變化、變化的地點(diǎn)以及變化的速度等問題。在動(dòng)態(tài)變化的分析中, 包含兩個(gè)層面的含義: 對現(xiàn)狀的分析; 對未來變化的模擬。其中, 采取何種方法或技術(shù)刻畫動(dòng)態(tài)變化的特征, 是學(xué)者們共同關(guān)注的話題。此外, 在動(dòng)態(tài)分析的研究中, 對不同時(shí)期數(shù)據(jù)精度、分類系統(tǒng)等一致性的處理, 往往是進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的先決條件。

(4) 驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力分析是在結(jié)構(gòu)變化分析的基礎(chǔ)上, 揭示生態(tài)系統(tǒng)和景觀單元變化的原因和驅(qū)動(dòng)機(jī)制, 以期為預(yù)測結(jié)構(gòu)變化方向和制定相應(yīng)管理對策等服務(wù)。驅(qū)動(dòng)力包括自然驅(qū)動(dòng)因子和人為驅(qū)動(dòng)因子兩個(gè)方面, 其中, 自然驅(qū)動(dòng)因子主要指對特定結(jié)構(gòu)的形成與演變起作用的自然因素, 包括氣候、地貌、水文、土壤和自然干擾等; 人文驅(qū)動(dòng)因子主要涉及到人口變化、技術(shù)進(jìn)步、政治經(jīng)濟(jì)體制變革、文化價(jià)值觀念改變等。在驅(qū)動(dòng)力的分析中, 重點(diǎn)探討: 驅(qū)動(dòng)因子選擇與關(guān)鍵因子甄別、驅(qū)動(dòng)力分析方法確定、不同驅(qū)動(dòng)因子在不同時(shí)空尺度上的功能和效應(yīng)等。

(5) 過程陸地表層系統(tǒng)過程的研究內(nèi)容涉及物理過程、化學(xué)過程、生物過程和人文過程等方面, 其研究將朝微觀深化和宏觀綜合兩個(gè)方向發(fā)展, 其關(guān)鍵在于系統(tǒng)中界面過程的綜合研究[18], 同時(shí)注重過程的格局分析[19]。目前, 地理—生態(tài)過程的研究內(nèi)容主要包括水文循環(huán)過程與水量轉(zhuǎn)化、流域系統(tǒng)中物質(zhì)遷移過程、土壤侵蝕過程、土地系統(tǒng)演變過程、土壤—植物—大氣連續(xù)系統(tǒng)過程、環(huán)境生物地球化學(xué)過程、生物多樣性變化過程、人文與文化過程等方面。

(6) 機(jī)制旨在揭示結(jié)構(gòu)與過程的相互作用關(guān)系。在機(jī)制的研究中, 注重地理—生態(tài)過程與環(huán)境變化和人類活動(dòng)的關(guān)系, 重視非線性科學(xué)和復(fù)雜性科學(xué)在揭示機(jī)制研究中的應(yīng)用。模型作為地理—生態(tài)過程的定量表達(dá), 是探討機(jī)制的重要途徑, 需要通過模型的手段開展機(jī)制的分析和情景預(yù)測研究。

2.1.2 綜合與集成綜合是地理學(xué)的本質(zhì)和存在依據(jù), 集成是綜合的演進(jìn)與升華[20]。在地理學(xué)研究中, 需要綜合多學(xué)科的理論和知識(shí), 選擇典型區(qū)域, 針對主要問題開展綜合

與集成研究。在地理—生態(tài)過程的研究中, 也需要綜合多種實(shí)驗(yàn)觀測手段和研究方法開展綜合研究。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)地理—生態(tài)過程研究中的要素集成、過程集成和區(qū)域集成。

(1) 要素集成現(xiàn)代地理—生態(tài)過程受自然、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等多種因素的影響,

將人類活動(dòng)納入地理—生態(tài)過程, 對多種要素進(jìn)行集成分析, 對于揭示結(jié)構(gòu)與過程的演

變規(guī)律與特征具有重要意義。在要素集成的研究中, 要考慮自然社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素的集成和

相互作用, 也需要考慮要素的尺度效應(yīng)。

(2) 過程集成黃秉維先生早在20 世紀(jì)50~60 年代就提出了綜合研究地表物理過程、化學(xué)過程與生物過程的學(xué)術(shù)思想[21]。過程集成強(qiáng)調(diào)地球表層系統(tǒng)各個(gè)過程之間的相互關(guān)聯(lián), 注重自然過程與人文過程的耦合研究, 強(qiáng)調(diào)人類活動(dòng)影響下的地理—生態(tài)過程的綜合研究, 突出自然地理過程與生態(tài)過程的耦合研究等。在過程集成中, 基于過程模型的模擬與預(yù)測研究是過程集成方法研究的重要內(nèi)容。

(3) 區(qū)域集成地球表層系統(tǒng)不僅具有顯著的區(qū)域差異和地域分異規(guī)律, 同時(shí)也是

一個(gè)多層等級系統(tǒng), 既有坡面—小流域—流域—區(qū)域—全球的不同尺度, 也存在種群—群落—生態(tài)系統(tǒng)—景觀—區(qū)域—全球的多個(gè)層次。在地理—生態(tài)過程的區(qū)域集成研究中,不僅需要針對不同尺度地球表層過程的發(fā)生機(jī)理展開研究, 更需要通過尺度效應(yīng)分析和尺度轉(zhuǎn)換(尺度上推與尺度下推), 獲知其他尺度的信息, 開展多尺度研究, 從而體現(xiàn)研究對象的整體性。在尺度效應(yīng)分析與尺度轉(zhuǎn)換中, 需要注意特征尺度選擇與尺度域劃分、轉(zhuǎn)換方法與模型構(gòu)建、時(shí)間尺度與空間尺度的合理匹配、尺度轉(zhuǎn)換結(jié)果的不確定性分析等問題。

此外, 在綜合與集成的研究中, 也需要加強(qiáng)集成方法的拓展, 發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)、應(yīng)用數(shù)學(xué)方法、空間信息科學(xué)與技術(shù)在地理—生態(tài)過程研究中的作用, 開展基于對過程理解和定量闡述的模型研究, 如建立區(qū)域綜合模型、多尺度地理—生態(tài)過程模型等。

2.2 重點(diǎn)研究領(lǐng)域

2.2.1 尺度—結(jié)構(gòu)—過程相互作用“尺度—結(jié)構(gòu)—過程”是地理—生態(tài)過程研究的核心理念, 結(jié)構(gòu)影響過程, 過程改變結(jié)構(gòu), 尺度不同, 結(jié)構(gòu)與過程的關(guān)系也將有很大的差異。其中, 結(jié)構(gòu)是不同地理—生態(tài)過程與自然背景綜合作用的結(jié)果, 地理—生態(tài)過程的變化與發(fā)展影響和改變著陸地表層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的形成, 從某種意義上說結(jié)構(gòu)是各種地理—生態(tài)演變過程的瞬間表現(xiàn)。同時(shí), 結(jié)構(gòu)能夠從多個(gè)方面影響過程, 如生態(tài)系統(tǒng)的空間分布能夠影響局域地表溫度、養(yǎng)分豐缺、生物種群或其他物質(zhì)在空間上的分布狀況, 景觀要素的變化可以影響景觀中的物質(zhì)流和能量流等[22, 23]。

結(jié)構(gòu)、過程及其相互關(guān)系的研究離不開其所依賴的尺度。地理—生態(tài)過程不同, 其相應(yīng)的尺度也會(huì)有很大的變化。就研究粒度而言, 富營養(yǎng)化的研究往往在30 m 或更小粒度上展開, 而森林砍伐的粒度則多在100 m 以上; 就研究的幅度上, 葉片的生理過程一般發(fā)生在平方毫米/ 平方厘米的空間尺度和秒/ 分鐘的時(shí)間尺度上, 而景觀動(dòng)態(tài)過程的研究則需要考察幾百/ 幾千平方公里的空間尺度和十年/ 百年的時(shí)間尺度[24]。結(jié)構(gòu)與過程的關(guān)系會(huì)因研究尺度的不同而發(fā)生明顯的變化, 如在不同尺度上, 土地利用結(jié)構(gòu)與土壤養(yǎng)分、土壤水分、水土流失的影響機(jī)制并不相同[4], 中小尺度上的研究成果并不能滿足大規(guī)模綜合治理與開發(fā)的需求。

尺度—結(jié)構(gòu)—過程的相互作用研究是現(xiàn)代地理—生態(tài)過程研究的重點(diǎn)領(lǐng)域, 其主要研究內(nèi)容包括如下幾個(gè)方面:

(1) 針對單一尺度分析結(jié)構(gòu)與過程的作用機(jī)理;

(2) 探討不同尺度之間結(jié)構(gòu)或過程變化的規(guī)律和特征, 并分析其尺度效應(yīng);

(3) 基于不同尺度結(jié)構(gòu)與過程的作用關(guān)系和尺度效應(yīng)分析結(jié)果, 進(jìn)行多尺度綜合研究和尺度轉(zhuǎn)換研究;

(4) 探討不同尺度劃分體系(如時(shí)間尺度、空間尺度、過程尺度、觀測尺度、模型尺度等) 對結(jié)構(gòu)、過程、結(jié)構(gòu)與過程作用關(guān)系的影響效應(yīng);

(5) 其他研究, 如多尺度模型研究、尺度轉(zhuǎn)換不確定性分析研究等。

2.2.2 自然—經(jīng)濟(jì)—社會(huì)要素相互聯(lián)系當(dāng)代地理學(xué)作為一門研究地球表層自然要素與人文要素相互作用與關(guān)系及其時(shí)空規(guī)律的科學(xué), 其研究內(nèi)容主要面向當(dāng)前世界性的人口、資源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展問題[25]。現(xiàn)代地理—生態(tài)過程的研究, 必然注重自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等多因素的綜合研究, 注重人類活動(dòng)與環(huán)境變化的關(guān)系[19]。

在自然—經(jīng)濟(jì)—社會(huì)要素相互聯(lián)系的研究中, 地理—生態(tài)過程重點(diǎn)探討以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:

(1) 自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)單一系統(tǒng)內(nèi)部的要素、過程時(shí)空變化規(guī)律與特征;

(2) 自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)不同類型的要素、過程之間的相互影響與作用機(jī)理;

(3) 自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)不同系統(tǒng)之間多要素或過程之間的綜合與集成;

(4) 地表系統(tǒng)在自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)共同作用下的變化規(guī)律與發(fā)展趨勢;

(5) 其他研究, 如復(fù)合系統(tǒng)基礎(chǔ)理論創(chuàng)新等。

2.2.3 地貌—水文—生態(tài)過程相互耦合地貌過程、水文過程和生態(tài)過程是地理學(xué)、生態(tài)學(xué)研究的傳統(tǒng)優(yōu)勢領(lǐng)域。在早期的研究中, 往往關(guān)注單一過程的研究, 而對兩兩過程或多種過程的綜合研究不夠。然而, 多種過程的耦合作用機(jī)理往往是識(shí)別系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演變的關(guān)鍵所在。在全球環(huán)境變化的背景下, 地貌過程—水文過程—生態(tài)過程的耦合研究顯得尤為重要。

目前, 地貌過程—水文過程—生態(tài)過程的耦合研究重點(diǎn)關(guān)注地形發(fā)育、徑流形成、污染物遷移、土地退化、生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控等領(lǐng)域, 其重點(diǎn)研究內(nèi)容有:

(1) 人類活動(dòng)影響下的生態(tài)—水文過程;

(2) 生物地球化學(xué)循環(huán)過程;

(3) 流域水、沙及化學(xué)物質(zhì)遷移過程;

(4) 其他研究, 如耦合模型開發(fā)等。

2.2.4 地理—生態(tài)過程與資源環(huán)境效應(yīng)研究資源、環(huán)境與發(fā)展的關(guān)系并尋求解決其中關(guān)鍵問題的途徑, 為區(qū)域整治提供理論基礎(chǔ)和決策依據(jù), 是當(dāng)代地理學(xué)和生態(tài)學(xué)服務(wù)社會(huì)的重要方面。目前急需解決的資源環(huán)境問題包括水資源供應(yīng)危機(jī)、土地質(zhì)量急劇下降、環(huán)境污染和生態(tài)破壞日益嚴(yán)重、災(zāi)害頻發(fā)等問題, 這些資源環(huán)境問題的解決往往和地理—生態(tài)過程的調(diào)控密切相關(guān)。探討地理—生態(tài)過程與資源環(huán)境效應(yīng)的關(guān)系是目前地理—生態(tài)過程研究的重要方面。

地理—生態(tài)過程與資源環(huán)境效應(yīng)研究的重點(diǎn)內(nèi)容有:

(1) 生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)與全球變化;

(2) 流域物理、化學(xué)和生物過程及其資源、環(huán)境和災(zāi)害效應(yīng);

(3) 土地利用/ 土地覆被變化過程及生態(tài)環(huán)境效應(yīng);

(4) 城市化過程對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響與效應(yīng);

(5) 生態(tài)系統(tǒng)過程與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能;

(6) 地貌過程與災(zāi)害效應(yīng)等。

3 地理—生態(tài)過程研究的發(fā)展趨勢與方向

3.1 地理—生態(tài)過程研究的發(fā)展趨勢

現(xiàn)代地理—生態(tài)過程研究正跨越不同時(shí)空尺度, 開展多學(xué)科的交叉和融合, 從近期發(fā)展看, 地理—生態(tài)過程研究具有以下明顯的動(dòng)態(tài)和趨勢。

(1) 系統(tǒng)化系統(tǒng)化是地理—生態(tài)過程研究的重要方向。地理—生態(tài)過程是以系統(tǒng)論為基礎(chǔ), 以陸地表層系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)、人地系統(tǒng)等為對象開展研究。在系統(tǒng)化研究中,需要探討系統(tǒng)的內(nèi)部要素與結(jié)構(gòu)組成、系統(tǒng)層次與相互關(guān)聯(lián)、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)與外部環(huán)境的相互關(guān)系, 揭示全球變化背景下地理—生態(tài)過程與地表系統(tǒng)演變的作用關(guān)系, 探求系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的機(jī)制與途徑。

(2) 綜合性綜合性是地理—生態(tài)過程研究的重要特色。在地理—生態(tài)過程的綜合研究中, 不僅要在分析要素與要素關(guān)系、要素與過程關(guān)系、過程與過程關(guān)系的基礎(chǔ)上開展要素綜合和過程綜合, 也要在尺度效應(yīng)分析和尺度轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上開展區(qū)域綜合研究。在區(qū)域綜合研究中, 不僅需要聚焦危機(jī)區(qū)、脆弱區(qū)或熱點(diǎn)地區(qū), 針對獨(dú)特區(qū)域開展獨(dú)特問題的綜合研究[26]; 同時(shí)也應(yīng)具有全球化視角, 開展跨國或全球尺度的研究。此外, 也應(yīng)注重總結(jié)性的綜合研究[27], 基于重要地理區(qū)域科學(xué)數(shù)據(jù)構(gòu)建國家級的地理科學(xué)基礎(chǔ)平臺(tái),為進(jìn)一步創(chuàng)新研究提供基礎(chǔ)。

(3) 交叉性地理—生態(tài)過程研究本身就屬于學(xué)科交叉的范疇。隨著人口、資源、環(huán)境、發(fā)展等全球性問題重要性的日益突現(xiàn), 地理—生態(tài)過程研究的交叉性特點(diǎn)將愈加明顯, 自然與人文的交叉、科學(xué)與技術(shù)的交叉、多學(xué)科交叉成為地理—生態(tài)過程研究不可逆轉(zhuǎn)的趨勢, 地理學(xué)、生態(tài)學(xué)、資源科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、大氣科學(xué)、社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等不同學(xué)科對于地球表層系統(tǒng)的共同關(guān)注, 在服務(wù)于國家戰(zhàn)略需求的同時(shí), 也為地理—生態(tài)過程研究的深入發(fā)展提供了機(jī)遇。

(4) 應(yīng)用性地理—生態(tài)過程的未來研究, 將積極拓展科學(xué)研究的應(yīng)用領(lǐng)域與范圍,在環(huán)境與災(zāi)害管理、生態(tài)系統(tǒng)管理、國土綜合整治、全球環(huán)境變化、土地退化防治和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展等領(lǐng)域開展應(yīng)用研究, 以滿足國家需求, 為實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略服務(wù)。

3.2 地理—生態(tài)過程的重大研究論題

地理—生態(tài)過程作為當(dāng)代地理學(xué)、生態(tài)學(xué)及相關(guān)學(xué)科研究的熱點(diǎn)問題和前沿領(lǐng)域,在未來的研究中, 需要整合科技資源, 針對以下領(lǐng)域和內(nèi)容開展工作。

(1) 地表系統(tǒng)中的物質(zhì)、能量和生物流過程研究其中重點(diǎn)加強(qiáng)生態(tài)水文過程、生物地球化學(xué)循環(huán)、人地相互作用過程、全球碳氮循環(huán)等研究; 注重界面過程和不同類型過程的耦合; 注重野外觀測、試驗(yàn)分析、空間信息技術(shù)、數(shù)學(xué)模型等研究方法的綜合應(yīng)用。

(2) 地表環(huán)境變化的驅(qū)動(dòng)力、過程和效應(yīng)研究主要分析陸地表層系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)和人地系統(tǒng)演變的自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng), 分析不同結(jié)構(gòu)和過程的時(shí)空變換特征, 探討不同變化情景下的資源、環(huán)境、生態(tài)和災(zāi)害效應(yīng)。

(3) 區(qū)域綜合和區(qū)域內(nèi)異質(zhì)性研究區(qū)域綜合研究有待于加強(qiáng)區(qū)域綜合實(shí)驗(yàn)研究、區(qū)域綜合的方法與模型應(yīng)用; 同時(shí)針對區(qū)域內(nèi)的時(shí)空變異, 開展區(qū)域內(nèi)景觀多樣性與異質(zhì)性、景觀格局與生態(tài)過程研究。

(4) 尺度推繹與轉(zhuǎn)換尺度問題是地理—生態(tài)過程研究中極富有挑戰(zhàn)性的課題。針對不同的尺度劃分體系(種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)、景觀、區(qū)域、全球; 坡面、集水區(qū)、流域、區(qū)域、全球), 開展尺度推繹與轉(zhuǎn)換的理論基礎(chǔ)研究和區(qū)域?qū)嶒?yàn)研究, 發(fā)展尺度推繹與尺度轉(zhuǎn)換的方法和模型。

(5) 地理學(xué)的整體性研究整體性是地理學(xué)的特色, 在當(dāng)前環(huán)境變化研究中, 基于系統(tǒng)分析的整體性研究愈加重要[19]。目前, 地理學(xué)的整體性研究亟需加強(qiáng)自然地理學(xué)與人文地理學(xué)的融合, 注重環(huán)境變化與規(guī)劃、土地利用變化與規(guī)劃、區(qū)域可持續(xù)發(fā)展等領(lǐng)域的研究, 突出人類活動(dòng)對環(huán)境和過程的影響, 探討模型模擬研究在地表系統(tǒng)整體性中的作用。

(6) 方法論創(chuàng)新方法論創(chuàng)新是推動(dòng)地理—生態(tài)過程研究的重要途徑。需要加強(qiáng)非線性科學(xué)和復(fù)雜性科學(xué)在地理系統(tǒng)研究中的應(yīng)用, 開發(fā)研制或發(fā)展地理過程模型、多尺度綜合模型等, 加強(qiáng)模型的有效性檢驗(yàn)與驗(yàn)證。

(7) 地理—生態(tài)過程研究的應(yīng)用在地理—生態(tài)過程的理論與創(chuàng)新的基礎(chǔ)上, 積極加強(qiáng)應(yīng)用研究, 其中重點(diǎn)加強(qiáng)的領(lǐng)域有: 水循環(huán)與水資源、地貌過程與工程和災(zāi)害防治、氣候變化及其效應(yīng)、生態(tài)過程與生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和保護(hù)、土地退化過程與治理、人地相互作用過程和人與自然和諧發(fā)展、全球變化的區(qū)域適應(yīng)研究等。

3.3 地理—生態(tài)過程研究的幾點(diǎn)建議

我國在地理—生態(tài)過程這一領(lǐng)域已經(jīng)開展了大量研究工作, 并取得許多重要的研究進(jìn)展。但是, 與國際相關(guān)研究的發(fā)展相比, 我們還有明顯差距。為了更好地開展地理—生態(tài)過程的研究, 服務(wù)于學(xué)科發(fā)展與國家需求, 在未來研究中需要注意以下幾方面的問題。

(1) 加強(qiáng)觀測、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查與模擬獲取數(shù)據(jù)是開展地理—生態(tài)過程研究的前提和基礎(chǔ)。目前, 我國已經(jīng)建立了長期野外觀測與研究臺(tái)站網(wǎng)絡(luò), 為監(jiān)測我國資源環(huán)境動(dòng)態(tài)、推動(dòng)地理學(xué)與生態(tài)學(xué)的發(fā)展、服務(wù)于國家需求和政府決策提供豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。然而,很多研究還缺少第一手的觀察與監(jiān)測數(shù)據(jù)。因而, 在未來的研究中, 要加強(qiáng)觀測、實(shí)驗(yàn)和野外調(diào)查, 注重?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測的長期性、監(jiān)測手段與方法的一致性。同時(shí), 加強(qiáng)地理—生態(tài)過程的模擬研究, 發(fā)展基于觀測的過程模擬模型。

(2) 加強(qiáng)遙感與野外觀測的結(jié)合遙感手段是目前快速獲取地表信息, 開展地理—生態(tài)過程研究的重要手段。然而, 由于時(shí)間分辨率與空間分辨率的限制, 遙感數(shù)據(jù)的解譯結(jié)果往往具有不確定性。因而, 在基于遙感手段開展野外調(diào)研和數(shù)據(jù)分析的過程中,需要加強(qiáng)野外的同步觀測, 將遙感調(diào)查結(jié)果和野外觀測數(shù)據(jù)相結(jié)合, 提高地理—生態(tài)過程研究的準(zhǔn)確性。

(3) 加強(qiáng)區(qū)域綜合和全球研究在我國目前地理—生態(tài)過程的研究中, 區(qū)域的綜合研究已有較多的案例, 但是缺乏基礎(chǔ)理論創(chuàng)新, 多尺度綜合研究的內(nèi)容也并不多見; 同時(shí), 在地理—生態(tài)過程領(lǐng)域, 我國具有全球性視野的研究非常匱乏。在今后的研究中,我國學(xué)者要關(guān)注全球的問題, 積極開展跨國或全球尺度的研究。

(4) 加強(qiáng)學(xué)科交叉, 特別是一級學(xué)科的交叉學(xué)科交叉點(diǎn)往往就是科學(xué)新的生長點(diǎn)、新的科學(xué)前沿, 這里最有可能產(chǎn)生重大的科學(xué)突破, 使科學(xué)發(fā)生革命性的變化[28]。然而,從目前國家自然科學(xué)基金的申報(bào)情況可以看出地理學(xué)者有意開展交叉研究的項(xiàng)目比例較低[29], 地理學(xué)家們對于自然與人文的綜合研究相對薄弱, 難以滿足日益增長的國家需求。因而, 在今后的研究中, 亟需加強(qiáng)學(xué)科交叉, 將其他學(xué)科, 如生物學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、信息科學(xué)等學(xué)科的理論與方法應(yīng)用到地理—生態(tài)過程的研究中, 以期取得突破與創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)(Refer ences)

[1] Crutzen P J. Geology of mankind. Nature, 2002, 415(6867): 23.

[2] IGBP. Global change and the earth system: a planet under pressure. IGBP Science 4, The Global EnvironmentalProgrames, 2001.

[3] Leng Shuying, Song Changqing. Review of land surface geographical process study and prospects in China. Advances in Earth Science, 2005, 20(6): 600-606. [ 冷疏影, 宋長青. 陸地表層系統(tǒng)地理過程研究回顧與展望. 地球科學(xué)進(jìn)展,2005, 20(6): 600-606.]

[4] Fu Bojie, Chen Liding, Wang Jun et al. Land use structure and ecological processes. Quaternary Sciences, 2003, 23(3):247-255. [傅伯杰, 陳利頂, 王軍等. 土地利用結(jié)構(gòu)與生態(tài)過程. 第四紀(jì)研究, 2003, 23(3): 247-255.]

[5] Margaret A P, Emily S B, Elizabeth A C et al. 21st Century Vision and Action Plan for the Ecological Society of America. Report from the Ecological Visions Committee to the Governing Board of the Ecological Society of America./esa.org/ecovisions/.

[6] Franoise B, Jacques B. Landscape Ecology: Concepts, Methods and Applications. New Hampshire: Science Publishers,Inc., 2003. 18-24.

[7] Goldewijk K K. Estimating global land use change over the past 300 years: The HYDE database. Global Biogeochemical Cycles, 2001, 15(2): 417-434.

[8]WWW.Living planet report./abelard.org/news/ecology2004.php#wwf_report. [9] Vorosmarty C J, Sahagian D. Anthropogenic disturbance of the terrestrial water cycle. BioScience, 2000, 50(9): 753-765.

[10] Oki T, Agata Y, Kanae S et al. Global assessment of current water resources using total runoff integrating pathways.Hydrological Sciences, 2001, 46(6): 983-995.

[11] Dumanski J, Pieri C. Land quality indicators: research plan. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2000, 81:93-102.

[12] Oldeman L R, Hakkeling R T A, Sombroek W G. World map of the status of human induced soil degradation: an explanatory note. International Soil Reference and Information Centre, Wageningen, NL, 1990.

[13] Thrift N. The future of geography. Geoforum, 2002, 33: 291-298.

[14] Fu B J, Zhao W W, Chen L D et al. A multiscale soil loss evaluation index. Chinese Science Bulletin, 2006, 51(4):448-456.

[15] Odum E P. The strategy of ecosystem development. Science, 1969, 164: 262-270.

[16] Cao Mingkui. Meeting the challenge of ecosystem research and management in Anthropocene Era . Proceedings of Conference on Human Activities and Ecosystem Change, Dec.30, 2005. [ 曹明奎. 人類世時(shí)期生態(tài)系統(tǒng)研究和管理面臨的挑戰(zhàn). “人類活動(dòng)與生態(tài)系統(tǒng)變化”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)學(xué)術(shù)討論會(huì), 2005 年12 月30 日, 北京.]

[17] Chen Changdu. To follow the world's new tendency of ecological development in developing China's ecology. Science& Technology Review, 1996, (2): 7-9. [陳昌篤. 注目世界動(dòng)向: 迎接21 世紀(jì)中國生態(tài)學(xué)新發(fā)展. 科技導(dǎo)報(bào), 1996,(2): 7-9.]

[18] Zheng Du, Chen Shupeng. Progress and disciplinary frontiers of geographical research. Advances in Earth Science,2001, 16(5): 599-606. [鄭度, 陳述彭. 地理學(xué)研究進(jìn)展與前沿領(lǐng)域. 地球科學(xué)進(jìn)展, 2001, 16(5): 599-606.]

[19] Gregory K J. The Changing Nature of Physical Geography. New York: Oxford University Press Inc., 2000. 125-131,275-289.

[20] Ge Quansheng, Wu Shaohong, Zhu Liping et al. Some ideas related to the development of Chinese geography in the 21st century. Geographical Research, 2003, 22(4): 406-415. [葛全勝, 吳紹洪, 朱立平等. 21 世紀(jì)中國地理學(xué)發(fā)展的若干思考. 地理研究, 2003, 22(4): 406-415.]

[21] Huang Bingwei. Some key tendencies of physical geography. Acta Geographica Sinica, 1960, 26(3): 149-154. [黃秉維.自然地理學(xué)一些最主要的趨勢. 地理學(xué)報(bào), 1960, 26(3): 149-154.]

[22] Pickett S T A, Cadanasso M L. Landscape ecology: spatial heterogeneity in ecological systems. Science, 1995, 269(21):331-334.

[23] Reiners W A, Driese K L. Transport Processes in Nature: Propagation of Ecological Influences through Environmental Space. Cambridge University Press, 2004. 91-267.

[24] Buttenfield B P, Cameron D R. Scale effects and attribute resolution in ecological modeling. In: The 4th International Conference on Integrating GIS and Environmental Modeling (GIS/EM4): Problems, Prospects and Research Needs,2000.

[25] Song Changqing, Leng Shuying. Characteristics and trend of modern geography and progresses of geographical researchin China. Advances in Earth Science, 2005, 20(6): 595-599. [宋長青, 冷疏影. 當(dāng)代地理學(xué)特征、發(fā)展趨勢及中國地理學(xué)研究進(jìn)展. 地球科學(xué)進(jìn)展, 2005, 20(6): 595-599.]

[26] Cai Yunlong, Lu Dadao, Zhou Yixing et al. National demands for and development strategies of Chinese geography.Acta Geographica Sinica, 2004, 59(6): 811-819. [蔡運(yùn)龍, 陸大道, 周一星等. 中國地理科學(xué)的國家需求與發(fā)展戰(zhàn)略.地理學(xué)報(bào), 2004, 59(6): 811-819.]

[27] Lu Dadao. Some key issues concerning development of geographical science in China. Acta Geographica Sinica, 2003,58(1): 3-8. [陸大道. 中國地理學(xué)發(fā)展若干值得思考的問題. 地理學(xué)報(bào), 2003, 58(1): 3-8.]