地理科学导论

1. 地理科学导论 主讲教师 刘连兴

2. 教学目的与要求 • 地理科学导论是地理科学类专业学生必修的先导性基础课程。 • 通过课程教学使学生明确地理科学的研究对象、学科性质和科学体系，确立行星地理观念，初步掌握地表空间与地表环境的基本理论和思想方法，了解地理科学发展简史、发展动态及其科学和实践意义，进而为后续课程奠定必要的专业理论和思想基础。

3. 教材与参考书 白光润 《地理科学导论》高等教育出版社 2006 潘玉君 《地理学基础》 科学出版社 2001 李小建等《经济地理学》 高等教育出版社 2001 王恩涌等《人文地理学》 高等教育出版社 2001 王建等 《自然地理学》 高等教育出版社 2001 牛文元 《自然地理新论》科学出版社1981 刘盛佳 《地理学思想史〉华中师范大学出版社 1991 钱学森 《论地理科学》 江苏教育出版社 1996 胡兆亮 《地理环境概述》科学出版社 1998

4. 教学内容安排 • 第一章 地理科学的基本问题 • 第二章 地球系统的空间结构 • 第三章 地理系统的基本过程 • 第四章 地理系统的基本规律 • 第五章 地理科学的发展历程 • 第六章 地理科学的理论积淀 • 第七章 地理科学的学科体系 • 第八章 地理科学的研究方法 • 第九章 地理科学的基本价值

5. 第一章 地理科学的基本问题 • 第一节 地理与地理科学 • 第二节 地理科学的研究对象 • 第三节 地理科学的学科性质 • 第四节 地理科学的学科特征

6. 第一节 地理与地理科学 • 什么是地理 • 什么是地理学

7. 一、地理词源及含义 1、词源 • 中国：“仰以观于天文，俯以察于地理。” 《周易系辞》公元前11世纪 • 古希腊文:“h&e-rc; gê”（意为“地球”）和‘’graphein‘’（意为“写”）。 埃拉托色尼（公元前273-前192） • 英语:geography 源于希腊文的音译。

8. 2、含义 “天有日月星辰谓之文，地有山川陵谷谓之理”。 （东汉.王充） “地有山、川、原、隰，各有条理，故称理也”。　　　 　　　　　　　　　　　　　　　（唐.孔颖达） 地理：即全世界或一个地区的山川、气候等自然环境及物产、交通、居民点等社会经济因素的总的情况。 　 　　　　　　　　　　　　　　（《现代汉语词典》1978） 英语Geography是“地球描述”之意。

9. 3、辨析 地 ——指地球、地球表面（层）或地区（区域）； 理——即事理，指事物、现象之间的内在联系或规律性。 地理的科学内涵：地球表面或某一地区各种事物和现象之间的内在联系。 通常讲的地理，是指地表事象总的情况，以及记述这些情况的学科。

10. 二、地理学的定义 • 国外定义举例： 《 大英百科全书》：地理学是描述地球表面的科学。 德国赫特纳：地理学是研究地球表面上区域差异及其空间上关联的科学。 法国白兰士：地理学是关于地方的科学。它研究各国的性质及其潜力，研究与地方差异性相联系的社会多样性。 　　　美国哈特向：地理学是描述和理解作为人类世界的地球各地方之间变异特性的科学。 苏联贝格尔：地理学是关于景观的科学。景观是各种事物和现象的综合体。 国际地理学大会（1980）：地理学是研究人类活动与自然环境相互关系的学科。

11. 国内定义举例： 《现代汉语词典》：地理学是以地理为研究对象的科学。 《自然地理学》：地理学是研究人类赖以生存和生活的地理环境的科学。 《人文地理学概论》：地理学是研究地球表面的自然现象和人文现象的空间分布以及人类活动与地理环境相互关系的科学。 吴传钧、郑度等：地理学是研究人地关系地域系统的科学。 陆大道、白光润等：地理学是研究地球表层的科学。 高校地理教学指委：地理学是研究地球表层人地系统的结构、功能、动态、地域分异规律及优化调控的科学。

12. 辨析： “一个概念愈普遍，它愈是频繁地进入我们的思维中，它同感觉经验愈间接，我们要了解它的意义也愈困难。”（《爱因斯坦文集》245页） 定义众说纷纭的原因： ——研究客体内容的庞杂性； ——研究主体认知的局限性； ——地理学科古老而又年轻。

13. 第二节 地理学的研究对象 • 地球表层 • 地理事物及其分布 • 地理环境 • 地理系统 • 人地关系地域系统

14. 一、科学研究对象辨析 • 　　研究对象是指“行动或思考时，作为目标的人或事物”。 　　　　　　　　　　　　　　　（《现代汉语词典》） • “科学研究的区分，就是根据科学对象所具有的特殊矛盾性。因此，对于某一现象的领域所特有的某一种矛盾的研究，就构成了某一门科学的对象。” 　　　　　　　　　　　　　　（《毛泽东选集》第一卷） • 各个学科所面对研究的对象都是客观实际，不同学科之间的差别不在于研究对象，而在于它们研究的角度不同，研究的侧面有所侧重。 (钱学森：论地理科学)

15. 学科区分的条件（教材３０１） ⑴一门学科以自身的特殊性区别于其他学科； ⑵一门学科有内在的认识体系和独特的观察视角，以利于建立理论和思维框架。 • 两个误区 　　　地理学不是空间科学。 　　　地理学不是研究人地关系的科学。 • 著者见解 　　　地理学是地球表层这一特殊的物质体系的科学。

16. 二、地球表层 • 陆大道、白光润：地理学是研究地球表层的科学。 地球表层是指接近地球海陆表面，由岩石圈、水圈、大气圈、生物圈和智慧圈等相互作用、相互渗透形成的统一整体。 　　　一般认为，地球表层的上界是大气圈的对流层顶，下界是岩石圈的沉积岩底。 　　　关于地球表层，有许多不同的提法，如地理壳、景观壳、地球表面（非几何面，有一定厚度）等。

17. 三、地理事物分布 • 传统的地理学者认为：地理学研究的对象就是自然和人文事象的空间分布。 • 王铮：地理学研究的对象是以环境和区域为代表的地理事物。

18. 1.地理事物的形成 ⑴地域化原理。当把某一事物与其所在的地域联系起来进行研究时，该事物即成为地理事物。这一过程就是地域化过程。 ⑵景观化原理。地域化事物与其它地域化事物之间发生联系，显示出某种结构和状态，即为景观。这一过程称为景观化过程。

19. 2.地理事物的属性 ⑴环境性（或综合性）。地理事物有一种依赖于地域特点，受制于相互联系的运动特性和行为，称之为环境性。 ⑵区域性（或地域性）。地理事物占据一定的空间范围，分布在一定的地域空间，必然形成一定的地域特色。

20. 3.地理事物的分布 　　　分布现象是某事物在地域（空间）上出现的频率（次数），分布意味着运动，运动产生和改变着分布。 　　　分布现象包括静态分布和动态分布。前者为地域结构，后者为地域过程。两者整合为地域系统。

21. 4.地理位置的确定 • 概念： 地球表面上某一事物与外在的其他事物的空间关系。 • 类型：天文地理位置 自然地理位置 经济地理位置 政治地理位置 • 特性 地理位置的唯一性 地理位置的层次性 地理位置的历史性 地理位置的价值性 • 影响 对社会政治、经济、文化等有着广泛的影响。

22. 四、地理环境 1.地理环境的概念 ⑴环境 环境是指以人为中心的一切客观事物的总和。 刘培桐《环境学概论》 ⑵地理环境 E·雷克吕（Reclus）把地理环境解为围绕人类的自然现象总称。 《地理学词典》及《辞海》：地理环境，又称自然环境，通常指存在于人类社会周围的自然界。 胡兆量：地球表层是人类生存、社会发展的地理环境。 白光润：地理环境是人类赖以生存和发展的基本环境，相当于地球表层的范围。 ⑶人类环境 人类环境是人类活动范围中物质和非物质要素的总和，其主体或核心是地理环境。

23. 2.地理环境的类型 ⑴自然环境 自然环境是由岩石、土壤、水、气候、生物等自然要素构成的环境。分为天然环境和人为自然环境。 天然环境，是指那些未受人类影响和只受轻微影响、原有自然面貌未发生明显变化的地方，如极地、高山、荒漠、冻原、原始森林等。 人为环境，是指受人类直接影响，自然面貌发生根本变化的环境，如人工草场、人工林地、农田、绿地、人工湖、运河等等。 ⑵人文环境 人文环境，是指在自然环境的基础上由人类社会构成和创建的环境，又分为经济环境和社会文化环境。 经济环境，是经济活动的环境，包括自然资源、自然条件、劳动力状况、技术条件、交通运输条件等等。 社会文化环境，是社会活动、文化活动的环境，诸如政治、社会、文化、语言等社会文化现象的环境。

24. 3.地理环境的特征 ⑴组成特征：整体性或系统性 地理环境中的自然要素与社会要素存在同一个地域，相互联系、相互制约，甚至互为因果，有规律的结合成统一的整体地理环境。 ⑵分布特征：地域性或地域差异性 地理环境总是赋存于一定的地域空间，由于环境组成要素、内部过程的差异，必然使地域内部发生空间分异。 ⑶发展特征：历史性（不可逆性）、阶段性（周期性、层次性） 地理环境处在不断的发展与变化过程中，具有不可逆性。 自然界和社会经济活动都具有一定的周期性。如昼夜变化、四季更替、气候变迁、地貌轮回、大洋演化等自然周期；经济活动、技术更新、时代更替等人文周期。

25. 五、地理系统 1.系统论的一般知识 ⑴系统理论的产生 贝塔朗菲，L.V.（Luduig Von Bertalanffy）加拿大籍奥地利理论生物学家，一般系统论的创始人。他主要观点： 一是系统观点，认为有机体都是一个系统，并把系统定义为相互作用的诸要素的复合体； 二是动态观点。 认为一切生命现象本身都处于积极的活动状态， 活的东西的基本特征是组织：主张从生物体和环境的相互作用中说明生命的本质，并把生命机体看成是一个能保持动态稳定的系统； 三是等级观念，认为各种有机体都是按严格的等级组织起来的，生物系统是分等级的，从活的分子到多细胞个体，再到超个体的聚合体，可谓层次分明，等级森严。

26. ⑵系统的基本概念 ①系统——是由相互联系、相互作用的要素（部分）组成的具有一定结构和功能的有机整体。 ②要素——是指构成系统的组成部分。它可能也是一个系统，称为原系统的子系统。 ③联系——也叫耦合，指各要素之间的因果关系链。联系的内容包括物质流、能量流和信息流。 ④环境——是存在于系统之外，与系统发生作用的事物的总称。它为系统提供物质、能量或信息，同时接收系统输出的物质、能量或信息。 ⑤结构——是指系统内部各要素之间具体联系和作用的形式。 ⑥功能——是指系统所发挥的作用。即系统从环境中接收物质、能量或信息，经过系统的变换处理，向环境输出新的物质、能量或信息。

27. ⑶系统的特征 • 整体性 • 相关性 • 结构性 • 层次性 • 目的性和有序性 • 环境适应性 • 动态性

28. ⑷系统的分类 • ①自然系统和人造系统 • ②实体系统和抽象(概念)系统 • ③静态系统和动态系统 • ④开放系统和封闭系统

29. ⒉地理系统 • ⑴地理系统思想的产生 • 1962年乔莱首先将系统研究引入地理学领域。 • 前苏联地理学家B"B索恰瓦(CoyaBa) 1963年提出用地理系统的概念代替自然地理学的"地理壳"、"景观壳"等概念，于70年代发表了《地理系统学说导论》。 • 20世纪80年代以后，我国地理学家也十分重视用系统论思想研究地理学。1979年吴传钧院士提出人地关系地域系统，1980年牛文元提出自然地理系统概念，1991年我国科学家钱学森在地理学报发表文章说：“地理环境是一个地球表层系统,也就是地理系统……”

30. ⑵地理系统的概念 • 白光润：地理系统是自然—经济—社会复合系统，是各种地理要素相互作用、相互影响，人类及其生存环境有机结合的动态系统。 • 张超：地理系统是指地球表面的岩石圈、水圈、大气圈、生物圈和人类相互作用的物质、能量、信息运动系统。（《地理学报》1995.1）

31. 牛文元：在地理环境中，一组结构有序、功能独特，有一定自我适应能力和自我调节功能的要素、属性或对象的集合，称之为一般意义上的地理系统。（《地理研究》1988.1.1-10） 钱学森：从系统科学的观点来看，地球表层是一个系统，它包括了非生物、生物和人。三个部分之间相互联系、制约和相互作用。这个系统称作为地理系统或地球表层系统。

32. ⑶地理系统边界 • 广义的地理系统边界： 在垂直方向上以地球表面为中心，延伸到上下两方的某个位置； 在水平方向上可在自然形态明确发生异构的位置加以划分，也可在行政边界、区域边界、或人为规定的某种边界上加以划分。

33. 全球地理系统边界包围的实体应满足5个条件：全球地理系统边界包围的实体应满足5个条件： ①必须是固体、液体和气体充分作用的界面区； ②必须是地球内力和外力互相作用的迭加区； ③必须是地球四大循环的耦合区； ④必须是有机界和无机界强烈作用的交叉区； ⑤必须是人类活动强烈影响的“自然—经济—社会”复合区。

34. ⑷地理系统的分类 • 按组分性质分类： 自然子系统、经济子系统、社会子系统 • 按等级层次分类： 全球地理系统、区域地理系统、局地地理系统 • 按生态状况分类： 天然生态系统，控制的天然生态系统， 生产生态系统，居住生态系统 • 按结构功能分类： 地理形态系统（相关地理系统） 地理级联系统（过程地理系统） 地理过程—响应系统 地理控制系统。

35. ⑷地理系统的特点 • 地理系统所包含的基础特征，诸如空间排布、等级层次、系列分化、空间效应等，常作为建造系统时的背景因素加以考虑。 • 　 从空间范围上看，包括岩石圈、水圈、大气圈等具有层次结构的特点；从时间尺度来看，有微观的秒一厘米量级的分子扩散到宏观的全球尺度的百年运动，十几年、几十年的时间尺度是地理系统区别于地球系统的特点。 • 地理系统又是开放的，它与外界有物质和能量的交换。

36. 六、人地关系地域系统

37. 1、基本概念的分析 ⑴人地关系中的“人”--------即在一定的生产方式下、一定的地域空间内从事各种生产活动和社会活动的人。 ⑵人地关系中的“地”-------是指由自然和人文要素按照一定规律相互交织，紧密结合而构成的地理环境整体。 ⑶人地关系--------就是指人类社会和人类活动与地理环境之间的相互关系。 ⑷地域系统--------是分布在一定地域范围内的空间系统。地域结构和地域过程的整合，即为地域系统。 ⑸人地关系地域系统--------是以地球表层一定地域为基础的人地关系系统，也就是人与地在特定的地域中相互联系、相互作用而形成的一种动态结构。（吴传钧）

38. 2、人地关系的基本表现（生存、生产、生活）2、人地关系的基本表现（生存、生产、生活） • ⑴人类演化过程中的人地关系 ①地理环境为人类的进化提供了必要条件; ②地理环境对人种的形成有直接的影响。 ③地理环境对民族的性格形成有影响。 • ⑵人类经济活动中的人地关系 ①自然环境为人类经济活动提供了自然物质基础。 ②地理环境是劳动地域分工的客观条件。 ③人类经济活动必定对地理环境产生多方面的反作用。 • ⑶人类生活中的人地关系 ①地理环境的差异导致人们生活习惯有很大差异。 ②地理环境的差异影响人们的生理特征。 ③地理环境的差异影响人们的心理特征和精神状态。

39. 3. 科学人地观的基本观点 ⑴相互联系：人与自然都分布于一定的地表空间，两者之间进行着物质、能量和信息的交流。 ⑵影响强度：总体上讲自然环境是人类社会发展的非决定性条件，在个别具体场合可能成为人类活动的决定性条件。 ⑶影响方式：自然环境对人类活动存在直接和间接的影响。 ⑷影响媒介:技术是人地关系的媒介,科技发展的阶段性导致人地关系的阶段性变化。 ⑸基本原则：人类利用、改造自然必须遵守自然规律。

40. 4.人地系统的结构 人地系统是由地理环境和人类活动两个子系统交错构成的复杂的开放的巨系统，内部具有一定的结构和功能机制。 在这个巨系统中，人类社会和地理环境两个子系统之间的物质循环和能量转化相结合，就形成了人地系统发展变化的机制。

41. 模式之一

42. 模式之二

43. 5. 人地系统的特点 ⑴人地系统是一个动态、开放、复杂的巨系统； ⑵人地系统演化过程的早期趋于随机，后期表现为有序； ⑶人地之间是寄生---宿主模式，人对资源环境应从掠夺→保护； ⑷人地关系存有协调和不协调两种基本类型； ⑸人地系统的时空关系需要协同和优化； ⑹人地系统的固有性质是反馈，可以此调控。

44. 6. 研究人地系统的目标——优化调控 • 研究人地关系地域系统的总目标是为探求系统内各要素的相互作用及系统的整体行为与调控机理。 • 要协调人地关系，首先要谋求地和人两个系统各组成要素之间在结构和功能联系上保持相对平衡，从而维持整个世界相对平衡的基础；保证地理环境对人类活动的可容忍度，使人与地能够持续共存。 • 一般而论，优化目标包括资源的合理有效利用、生产力和城镇系统的合理布局、所有经济活动都要谋求经济效益、社会效益和环境效益三方面的结合等等。通过选择对系统演变有决定意义的可控参量，以协调人地之间相互作用关系。

45. 第三节 地理科学的科学性质 • 科学性质辨析 • 传统科学分类中的地理学 • 现代科学分类中的地理科学 • 科研与教育实践中的地理学 • 地理学性质再认识

46. 一、科学性质辨析 1.科学及其作用 ⑴科学是反映客观事实和规律的知识。 ⑵科学是反映客观事实和规律的知识体系。 ⑶科学是一项反映客观事实和规律的知识体系相关活动的事业。 科学发展的历程 16世纪以伽利略为代表的个体活动时代 17世纪以牛顿为代表的松散群众组织皇家学会时代 爱迪生（1847-1931）“实验工厂”的集体研究时代 20世纪40年代美国的国家规模建制时代 当今国际合作的跨国建制时代

47. 2.现代科学的特征 • ⑴研究的完整性。从层次、过程、结构、功能等诸多方面揭示自然界的规律，获得对自然界越来越完整的认识。 • ⑵研究对象的多学科性。采用多学科的方法研究某一物质客体或某一课题，组织多学科联合攻关是高科技研究取得突破性进展的主要形式。是当代科学发展最有前途的方向。 • ⑶学科的多对象性。现代科学研究向横向和纵向两个方面延伸，各门学科不断扩展自己的研究领域。 • ⑷科学研究的信息化。计算机信息处理技术是当代科学技术发展的主导领域，信息处理技术的巨大进步是当代科学革命的核心过程。

48. 3.科学性质的认识 • 所谓科学性质，是指某一学科在人类整个科学知识体系中的基本地位，或隶属关系。 • 人类的科学知识体系是一个整体。 • 科学分类是人为的，造成分类体系的差异。

49. 二、传统科学体系中地理学的跨学科性 1.两分法 • 即分自然科学、社会科学。 2.三分法 • 即分自然科学、社会科学、技术科学。 3.五分法 • A自然科学 • B社会科学 • C数学 • D哲学 • E边缘科学

50. 三、现代学科分类中地理学的大科学性质 1.现实学科分类中的困惑 20世纪以来，现代科学技术的高度分化与综合。只少有三类科学无法用过去的社会科学、自然科学的老框框去套： • 一是横断科学,就是各种科学都应用的理论和方法,如系统论、控制论和信息论； • 二是边缘科学，就是介于两个学科之间的科学，特别是介于一门自然科学和另一门社会科学之间的科学，如数量经济学、生态经济学等等； • 三是综合科学，兼有自然科学和社会科学两种性质、综合研究某一论题的科学，如环境科学、城市学、人口学等等。