地理学

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  地理学汉语拼音:Dilixue;英语:Geography),研究地球表层自然现象、人文现象和它们之间相互关系及其空间分异的学科体系。通俗讲是关于地之理的学问,地指地球表层,理是事物的规律。地理学是一个高度跨学科性的学科

  地理学作为一个学科可以粗略分为两个较小的领域:人文地理学自然地理学。前者专注于人类建造的环境和空间是如何被人类制造、看待及管理与及人类如何影响其占用的空间。后者调查自然环境及如何造成气候植被生命土壤、水及地形的各种现象及她们的相互关系。因为以上两者的原因,使用不同的方法令第三领域出现,为环境地理学。环境地理学融合人文及自然地理学及观察人类与自然的相互关系。

地理学历史

地理学的雏型

  米利都阿那克西曼德的构想被后期的希腊作家认为是地理学的始创人,而现在只能够以其承继者的片段才可以得知其一二。阿那克西曼德的贡献包括发明晷针(Gnomon),一个虽然简单但是她提供一个有效的希腊工具作为量度纬度。泰勒斯与阿那克西曼德亦因为预测日蚀而获赞扬。地理学的基础可以追溯至古代文化,例如古代、中世纪及近现代的中国历史。最初以艺术科学层面探索地理学的古希腊,则利用地图学(详见地图学历史 History of cartography)、古希腊哲学古希腊文学数学(详见数学历史 History of mathematics)等方面去探究地理学。

圆形世界理论

  第一个指出地球为球体的人有究竟是巴门尼德或是毕达哥拉斯的争议。阿那克萨哥拉虽然能够利用解释日蚀论证出地球是圆形,但他和其他当代学者一样认为地球是平面的。埃拉托斯特尼是其中一个最初估计地球半径的人。

经纬线系统及其进化

  第一个最初准确的经纬线系统被认为是喜帕恰斯。他利用巴比伦数学推演出一个六十进制法(sexagesimal)系统。经线及纬线被细分为360°,每度更被细分为60′(角分)。为了量度(不同位置的经度,他提出利用日蚀去决定相对时间的差距。罗马帝国探索新地方时的广泛制图在以后提供一个高度的资讯性去给托勒密建构详细的地图集(atlas)。托勒密伸延喜帕恰斯的成果,在他制作的地图上利用坐标网(grid system) 及使用56.5英里作为一度。

伊斯兰世界及中国所领导的地理学

  罗马帝国中世纪瓦解时地理学的演化由欧洲转移至伊斯兰世界。学者包括制作详细地图的艾布·阿卜杜拉·穆罕默德·伊德里西(Abu Abd Allah Muhammad al-Idrisi)、伊本·巴图塔伊本·赫勒敦提供朝觐的详细描述。另外,伊斯兰学者翻译和诠释古罗马和古希腊的早期著作,并在巴格达建立起智慧所(House of Wisdom)作为以上用途。三世纪直到13世纪,中国历史上的地理学研究方法及地理学文学写作都比起欧洲的大幅度地复杂很多。中国地理学家例如刘安沈括范成大周达观徐霞客等写出很多重要的专著,但是在17世纪后,西方的地理学观念及方法大多都被中国所采用。

地理大发现

  在16世纪至17世纪的地理大发现时期,探险家如克里斯托弗·哥伦布等发现及占据新土地,需要令地理资料更为准确,与及一个更为坚固的理论基础。由吉哈德斯·墨卡托(Gerardus Mercator)和伯恩哈德·瓦伦纽斯(Bernhardus Varenius)的著作《地理学概论》(Geographia Generalis)正正是新出现的科学化地理学的一流例子。

地理学协会的产生

  地理学在18世纪及19世纪被认同为一个独立学术科目,并成为欧洲(特别是巴黎柏林)大学的一门经典课程。19世纪期间众多地理学协会发展起来,包括1821年成立的法国地理学会(Société de Géographie)、1830年成立的皇家地理学会(Royal Geographical Society)、1845年成立的俄罗斯地理学会(Russian Geographical Society)、1851年成立的美国地理学会(American Geographical Society)与及1888年成立的国家地理学会。伊曼努尔·康德、亚历山大·冯·洪堡、卡尔·李特尔及韦达‧白兰士(Paul Vidal de la Blache)的影响可以被视为地理学由哲学转变为学术科目的一个转折点。

跨学科间连接的加强

  在经历两个世纪的科技进步如电脑等引致地理资讯学的发展和引进新方法如参与观察及地质统计学作为地理研究的工具。在20世纪的西方,地理学科经历四个过程:环境决定论区域地理学、计量革命及批判地理学。因为地球科学追求以一个全面涵盖的视界理解世界的关系,跨学科连接在地理学、地质学经济学社会学人口统计学间大量加强。

研究对象

  地理学的研究对象是作为人类家园的地球表层。地理学者曾用地理壳、景观壳、地理环境等术语称呼地球表层。在地球表层,各种自然现象和人文现象组成一个宏大的地表综合体。它是一个大系统,太阳能地球内能和人类活动是该系统运动和发展的三种基本动力,系统中叠加了三个烙印:地壳构造和地貌是第一烙印,决定海陆分布的基本格局;气候是第二烙印,不同气候带的水热条件不同,决定不同的水文土壤植被动物分布格局;人类活动则是第三烙印,表现为不同技术水平的农业工业、不同发展水平的社会文化等。这三个烙印的相互作用和制约,要求地理学把岩石圈大气圈水圈生物圈、人类圈五个圈层作为一个整体研究,要求自然地理学和人文地理学之间紧密联系,使地理学成为一门统一的科学体系。

  地理学特别关注地球表层的区域分异。造成地球表层不均一和区域分异的主要原因:一是太阳能在地球表层分布的不均匀性;二是控制海陆分布及其起伏、构造活动和岩浆活动过程的地球内能分布的不均匀性。地球是一个椭圆球体,使得太阳光线与地球表层构成不等的入射角,导致太阳能在地球表层分布不均一性。太阳能沿纬度发生量的变化:赤道地区获得的太阳能最多,极地地区获得的太阳能最少。太阳能分布的不均一性影响气温、气压、风向、湿度、降水等要素的区域差异,造成植被、土壤和农业的分布差异,表现出显明的区域分异规律。这种太阳能及受其影响的其他自然现象沿纬度有规律分布的现象称为纬度地带性。地球内能引起的区域分异,最明显地表现在地球表层的海陆差异:它是自然环境的基本分异,地球表层有4个大洋和6块大陆,海洋面积远大于大陆,约为2.4∶1;大陆相对集中于北半球,海洋主要集中在南半球。对于生物和人类来说,这是两种截然不同的环境,生物特别是高等植物高等动物以及人类主要集中在陆地。陆地和海洋底部各有起伏,陆地的海拔高度和海洋的深度也不相同,一般说海洋深度大于陆地的高度:陆地上最高的山峰为珠穆朗玛峰,由于板块构造运动,高大的山脉多分布在陆地的边缘,且主要沿南北走向(也有呈东西走向的);海洋中最大的深度在太平洋西部的马里亚纳海沟,大洋海盆一般深达4,000米左右。海陆的分异在地质、地貌、气候、水文、生物上都有表现。在陆地上,由陆地边缘向内陆中心,气候由湿润、半湿润、半干旱到干旱,植被由森林、森林草原、草原到荒漠,土壤也有相应的变化,这种由沿海向内地呈现规律性变化的现象称为干湿度地带性(经度地带性)。这一规律性在中纬度地区表现得最为明显。山地的存在,使自然环境各成分和自然综合体出现随高度而变化的垂直性差异。在小范围内则有地方性的地貌和气候引起水文、生物和土壤的差异。上述各种不同等级的区域分异,都是在地带性因素与非地带性因素相互作用下形成的。

  人类是在一定的自然地理环境中生存和发展的,因此人类的体质和社会、政治、经济、文化等活动都存在着明显的区域差异。生活在不同地理环境中的人群,在肤色、头发、头型、体型等方面都有不同的特征(见人种)。人类居住的聚落,如乡村、集镇和城市;不同规模的城市以及不同性质的城市,如综合性城市、工矿业城市、港口城市、旅游城市和历史文化城市等,其土地利用、工业布局、郊区农业结构、交通运输、商业格局、人口密度和构成、城市景观和民风习俗等都各不相同。所以,区域分异是地理学的研究核心。

  地理学也关注地球表层的变化。在地球表层形成过程中,大陆和海洋的面积和位置几经变迁,气候经历炎热与寒冷、湿润与干旱的多次交替,生物由海洋到陆地、由简单到复杂、由低级到高级向前发展。就每一个地域而言,每年乃至每天、每时的气温、风向和风速都在变化,每年、每季乃至每天的水流和植被情况也在变化。至于发生在社会、政治、经济、文化等方面的人文地理现象,其变化则更是频繁,但变化的时间尺度远比自然地理现象小。自然地理的变化影响人文地理,人文地理的变化也反作用于自然地理。特别是在现代工业化时期,人类活动使地球表层发生深刻的变化:一方面,控制或减轻了某些自然灾害;另一方面,诸如森林的砍伐、地理环境污染、荒漠化的出现和蔓延、动植物种的加速灭绝等破坏了自然生态系统的平衡。随着人口的急剧增加、资源的大量消耗,人类活动影响的程度还在加剧。为了解现在现象的发生和发展,就必须了解过去,还要注视着未来。因此,时间的观念在地理学的研究上受到越来越多的重视。

研究特点

  地理学用一套独特而系统的视角和科学框架研究上述复杂对象,这种视角和框架打破了自然科学社会科学学科界限。

综合领域

  地理学超越传统上把自然科学、社会科学和人文科学分离开来的做法,为的是全面、综合地认识地球表层的特定现象。这样的研究不仅受益于借用其他学科用以单独处理某个问题的分析思想,而且受益于对不同学科研究同一现象的各种方法。地理学不仅研究环境动态与自然系统、人类活动与自然环境、人类社会动态与经济社会和政治系统的关系,而且通过环境–社会动态把这些关系联系起来。

  • 环境–社会动态 地理学区别于其他学科的一个根本点在于它关注人类如何利用和改造支持生命系统的自然环境,关注环境–社会动态。这种关注包含三个相互重叠的研究领域:
    • 人类对环境的利用和影响。地理学研究人类社会开发自然资源的途径,研究开发过程中如何导致资源退化,研究维护、改善或重新发现自然资源的途径。地理学还密切注意不同文化对环境的理解和利用方式,注意政治经济组织、结构在资源环境利用和改造中的作用。
    • 环境对人类的影响。自然环境变化对人类影响的后果是地理学的另一个传统关注焦点。
    • 人类对环境变化的感知和响应。
  • 环境动态 地理学常从自然科学的立场研究环境动态,并特别重视人类活动导致环境变化的问题。
  • 人类社会动态 地理学的又一个综合领域着重于相互联系的经济、社会、政治、文化过程和空间格局。早期多偏重于区位论,在很大程度上用个体行为对空间的合理选择来解释空间格局及其形成过程。

  20世纪70年代开始,新一派地理学开始关注社会结构调整个体行为的途径,近来又关注政治和文化因素在社会结构变化中的重要性。该学派创立社会论,致力于了解空间和地方如何调节个体行为,了解发展中的经济、政治、社会和文化格局之间的关系,以及空间格局又如何通过此类过程得以自我完成。因此,地方问题和空间问题日益成为研究核心。

动态视角

  地理学十分重视地球表层各种现象及其过程之间的关系。不同现象和过程就决定了不同地方的不同特性,地方是地理学研究过程和现象之间复杂关系的天然实验室。地方的特性不仅取决于其内部现象和过程,也依靠来自别处的人流、物流和思想流。地理学研究的一个重要方面就是了解这些流及其对各地方的影响。

  地理学虽然对空间和时间两种尺度都很关注,但最重视的是从全球到地方的空间尺度。改变分析的空间尺度能提供深入了解地理过程和现象的洞察力,能了解这些过程和现象在不同尺度上是如何相互联系的。地理学家长期关注区划。区划是根据共同地理特性划分出连片地区,而地理区域的内部一致性及与其他区域的差异性是由尺度决定的,因此区划是一套不同尺度区域单元的等级系统。

空间表述

  为研究各种尺度的空间和地方,地理学家用许多方法进行空间表述;还用空间表述来研究一些无形现象,如了解环境感知如何影响人们的行为,需要研究认知的空间表述,形成心智地图和心智模型。

  地理学的空间表述方式与一整套空间概念(包括区位、区域、地方、分布、空间相互作用、尺度、变化)紧密联系,并借用许多其他学科的一些概念和方法(包括计算机科学、统计学、数学、测量学、工程制图学、认知科学、形式逻辑学、认知心理学、符号学、语言学等),从而形成地理学的一些新分支、新理论、新方法、新概念:

  • 地图 处于空间表述的中心,为制图而形成的概念影响着所有的空间表述形式。图像的表现已从传统的手绘或印刷方式发展到计算机辅助制图和电子地图,并已开发出在数字高程数据库支持下用晕渲法制作的立体视觉地图,大大提高空间表述的可视性。
  • 数学表述 侧重于位置、区域和分布的空间模型、功能组合模型,以及侧重于空间相互作用和变化的过程模型。空间数学模型还为地理可视化提供了基础,地理可视化本质上就是将地球表层现象通过数学转换成(图册或电脑屏幕上的)图像。
  • 认知表述 是个人心智对其环境信息的表达。认知科学的方法已应用于人类空间决策,如道路选线、空间选择以及开发基于地理信息系统的空间决策支持系统等。此外,不同认知发展阶段的儿童如何适应地图和其他空间表述方式,乃是改进地理教育的关键问题。
  • 数字表述 由于GIS和电脑制图的普及,数字表述成为最活跃和最有影响的空间表述方式。数字表述还使各种空间表述方式日益互相联系起来。用数字表述作为中间步骤,可以将一种表述形式转换成另一种形式,如从数学表述转换为图像表述,这对地理知识的结构是一个革命性的冲击。

多样性研究方法

  除上述研究视角和科学框架外,地理学的研究特点还体现在多样性的方法上。主要有野外观测(包括定位观测)、遥感解译、采样与实验等观测技术,空间统计、地理数据的电子计算机处理、各种地理现象的实验室模拟(包括物理模型模拟和电子计算机模拟)、地图、地理信息系统、地理可视化等分析与展示技术等。

学科体系

  地理学由很多分支学科组成,对这些学科可以按不同的标准加以分门别类。如钱学森认为按科学抽象的层次,地理科学可分为:

  自然地理学 研究自然地理环境的特征、结构及其地域分异规律的形成和演化,是地理学两个基本学科中的一个。其研究对象是地球表面的自然地理环境,包括大气对流层、水圈、生物圈和岩石圈上部。所属的分支按研究特点分为两组:一组是综合性的,包括综合自然地理学古地理学等;一组是部门性的,包括地貌学气候学水文地理学土壤地理学生物地理学(下分植物地理学动物地理学),还包括新近发展起来的、同其他自然学科结合而成的一些边缘学科,如化学地理学医学地理学,以及以特殊自然要素为对象的学科,如冰川学冻土学沙漠学等。

  人文地理学 研究地球表面人类各种社会经济活动的空间结构和变化,以及与地理环境的关系,是地理学两个基本学科中的另一个。按研究对象可以分为社会文化地理学经济地理学政治地理学城市地理学等。

  历史地理学 研究人类历史时期的自然地理和人文地理环境及其变化规律,是地理学的一个年轻分支学科。过去很长时期该学科的研究工作囿于历史人文地理学,因而把历史地理学归属人文地理学内。20世纪30~40年代以来,随着历史自然地理学和区域历史地理学研究的发展,历史地理学目前已成为地理学中一个独立分支。

  区域地理学 研究地球表面某一区域地理环境的形成、结构、特征和演化过程,以及区域分异规律,是地理学的重要组成部分。下分为区域自然地理学和区域人文地理学,前者着重研究一定区域的自然地理环境结构及其发展规律,后者着重研究一定区域的人文地理环境结构及其发展规律。现代区域地理学强调自然地理和人文地理的统一,注重研究区域自然地理要素和人文地理要素的区域综合和空间联系。

  地图学 研究编制和应用地图的理论、方法和技术,是一门以地图的形式来综合表达某一地区的自然地理和人文地理知识的学科。它是地理学中的技术性学科,同地理学各分支学科都有密切的关系,在促进地理学的发展和实际应用中历来起着重要的作用。

  地名学 研究地名的起源、演变、分布和标准化,以及地名与地理环境的关系。在中国历史上,地名研究一直是地理学研究的一个方面,近代地名学也是地理学的辅助学科。由于地名学还与语言学历史学民族学等密切相关,20世纪70、80年代不少学者主张它是一门与多学科有关的独立学科。

  方志学 研究方志的产生和发展、类别和功能,以及编纂理论。方志是综合记述一个地区情况的著作,内容包括自然、经济、历史、文化、人物风俗、灾害、文艺等,大多以行政区域为单位,但也有以山、水等为单位的。在中国,方志有着悠久的历史,留传下浩瀚的卷帙,至今仍在普遍进行修志工作,这在世界各国是无可相比的。方志长期以来属于地理书籍,清代章学诚提出方志属于历史学范畴。现在,不少学者认为方志学的发展已超越地理学和历史学范围,成为一门独立学科。

其他分支

  20世纪60、70年代以来,在地理学中还形成了一些横向的理论性、应用性和方法性分支学科,如理论地理学应用地理学计量地理学等。

  理论地理学 研究各类地理现象在统一性的基础上所遵循的总体规律,研究内容主要包括空间结构论、人地关系论和区位论等。

  应用地理学 是运用地理学的理论、原则和方法解决实际的社会、经济和环境问题的学科。地理学各分支学科都有自己的应用方面,有的已成为专门的学科,如应用地貌学、应用气候学等。实际上,地理学的不少分支学科就是为了应用而发展起来的,如医学地理学、军事地理学等。应该指出,许多重大问题,如荒漠化、土壤侵蚀、环境管理与保护、土地利用规划等的解决与研究都不是一门学科所能单独胜任的。地理学由于是综合性的横断学科,特别适于这种应用性研究。

  计量地理学 研究地理要素的描述统计和数量分析技术、地理系统分析方法和地理信息系统的设计与应用,曾称数量地理学。它的出现促进了地理学从定性研究向定量研究的发展。

学派

  在地理学的发展过程中,由于认识论的不同而形成不同学派,各个学派有其自己的理论和方法。

  区域分异学派 认为地理学主要是研究地表的空间分异,或以区域为研究核心。该学派代表传统的地理学。

  景观学派 以研究景观(包括自然景观和人文景观)的演变为主要任务。德国O.施吕特尔于20世纪初提出景观研究是地理学的中心任务。美国加利福尼亚大学伯克利分校C.O.索尔和他的学生创立美国景观学派,被称为伯克利学派。虽然说自然与人文景观并重,但他们的研究偏重于人文景观。德国地理学者对自然景观和人文景观都非常重视。苏联景观学者自成一派,偏重于自然景观的研究。近20年来,在澳大利亚和欧洲涌现出来的土地类型工作者,也属于景观学派。他们的理论与苏联的有许多相同之处,但术语不同。他们尤注意土地资源的研究。

  生态学派 人地关系是生态学派的主题。1911年美国E.C.森普尔发表《地理环境的影响》一书之后,以环境解释人类活动曾风靡于地理学界,被称为环境决定论。1923年H.H.巴罗斯发表《作为人类生态学的地理学》,开始把生态学的概念引进地理学。法国的人生地理学者如J.白吕纳、P.维达尔–白兰士和M.索瑞也可以归到这一学派。70年代环境问题成为国际的普遍关注后,地理学家参与环境科学研究,在研究中引进生态系统的概念,称为人类生态系统。

  区位学派 研究经济、城市等的空间关系。其理论来源于经济学。19世纪末德国J.H.von 屠能的农业区位论,20世纪初A.韦伯的工业区位论,都是现在区位论的先导。其后W.克利斯泰勒、A.廖什和W.埃萨德加以发展,在经济地理学上影响很大。

  实证主义学派 用数学的概念和方法,尤其是用数学模型来研究自然和经济现象,并建立各种模式以表达其理论。又称几何学派或集论学派。20世纪60年代兴起,是地理学的一个新学派,在瑞典、英国和美国比较发展。

  人本主义学派 认识到实证主义方法的局限性,认为诸如福利分配、均衡发展、社会问题、决策等,用数学模型来表达和解释是不真实的,主张用人本主义哲学和方法论研究地理学。其目的不是增进解释和预测能力,而是增进理解。探索主要方面是人与环境的关系,以及人与人在其特定空间关联域内的相互关系。

  结构主义学派 反对奢谈人、人性和人的意志,主张整体性研究,研究社会结构,研究外部环境,重点研究深层结构,即研究现象背后的机制。他们也强调通过模型,利用符号使知识形式化。

  后现代主义学派 主张一切地理现象都是社会雕塑出来的,对这些现象的认识是社会价值、社会规范和观察者个人特殊经验的结果。任何重大的理论都是可以怀疑的。认为地理学的主体要包含人类,须融合多样性的主题、多样性的研究视角和多样性的方法。

学科地位

  正如所有现象都在时间中存在而有其历史一样,它们也在空间中存在而有其地理,因此地理和历史成为认识世界的核心知识。地理学家在从环境变化到社会矛盾的广泛范围内进行有价值的研究,直接涉及当今面临的一系列最紧迫的问题,如经济健康、环境退化、民族矛盾、医疗卫生、全球气候变化、教育等。美国国家科学基金委员会会同总统科技委员会确定科学、教育与国家目标有关的八大关键领域:全球变化研究,环境研究,高性能计算与通信(地理信息系统与图像化),民用(公共)基础设施系统,科学、数学、工程与技术教育,生物技术,先进材料与工艺,先进制造技术。地理学研究在其中的前五个领域能起到骨干作用,并通过对环境与社会问题、资源利用、布局决策和技术转让等方面,与后三个领域有关。

发展趋势

  随着科学技术的进步、各国家和地区经济开发和建设以及环境管理和保护的需要,地理学将成为一门既有坚实的基本理论、应用理论的基础性学科,又是一门与生产实践进一步紧密联系的应用性学科。学科的内容和结构也将发生变化,21世纪的地理学将是一门在理论化和数量化基础上,进一步综合化、生态化、社会化的理论与应用并举的两栖科学。

  地理学的发展历史,见地理学发展史中国地理学史。 

地理学家

  • 埃拉托斯特尼 - 计算地球大小。
  • 托勒密 - 编译希腊及罗马知识而成著作《地理学》(Geographia)。
  • 吉哈德斯·墨卡托(Gerardus Mercator) (1512-1594) - 创新的地图学家制作麦卡托投影法。
  • 亚历山大·冯·洪堡 - 被视为现代地理学之父之一,出版《宇宙》(Kosmos)及创立地理学的分支。
  • 卡尔·李特尔 - 被视为现代地理学之父之一。稳占柏林洪堡大学第一把交椅。
  • 阿诺德·亨利·盖奥特(Arnold Henry Guyot) (1807-1884) - 在冰川结构、冰川运动,特别是快速冰流(ice flow)的高度认识享誉盛名。
  • 威廉·莫里斯·戴维斯 - 美国地理学之父及侵蚀循环(cycle of erosion)的发展者。
  • 韦达‧白兰士(Paul Vidal de la Blache) (1845-1918) - 法国地质政治学学校创办人及提出人文地理学原则。
  • 麦金德爵士 (1861-1947) - 伦敦政治经济学院的共同创办人,之后帮助创立英国地理协会(Geographical Association)、雷丁大学(Reading University),并成为英国地理协会会长,《历史的地理枢纽》(The Geographical Pivot of History)及心脏地带(Heartland)理论作者。
  • 瓦尔特·克里斯塔勒 - 人文地理学家及中心地理论发明者。
  • 段义孚(Yi-Fu Tuan) (1930-) - 美籍华人学者,开展人本主义地理学(Humanistic Geography)作为一个学科。
  • 大卫.哈维(David Harvey) (1935-) - 马克思主义地理学(Marxist geography)家,空间及城市地理学理论作者。
  • 迈克尔·弗兰克斯·古特柴尔德(Michael Frank Goodchild) (1944-) - 著名地理信息系统学者及在2003年获颁皇家地理学会(Royal Geographical Society)创会奖项。
  • 奈杰尔‧思瑞夫特(Nigel Thrift) (1949-) - 非表象理论(non-representational theory)发起人。