第1章　地理科学的基本思想和基本方法

考纲提要

1．了解人地关系的发展历程、现状与趋势。

2．掌握地理科学的基本思想和学科特点。

3．会运用地理科学方法解释、分析和解决地理问题。

一、人地关系的发展历程、现状与趋势

（一）人地关系的发展历程

1．农牧业产生以前的阶段——人类社会与自然环境的原始共生

（1）距今1万年前的古人类是以采集和渔猎为主的。人类活动仅仅是自然环境复杂系统中的一部分，完全遵从着自然界的组织原则。

（2）火的普遍使用是人类文明史上的重要事件，这时的自然环境基本属于原生自然环境，人类和自然环境之间保持着原始的共生。

（3）人类通过生产活动，逐步认识周围的环境，从而积累了早期的地理知识，进而从哲学的角度探索人类活动和地理环境的关系。

（4）这一时期，人类以敬畏的心态来面对一切。对于险恶的自然环境，人类只能采取逃避、祈祷的方式来求得心灵的慰藉，根本无力与大自然对抗。

（5）人类的天命思想主要以图腾崇拜的形式表现出来，以太阳、神鸟、动物、植物等为主要信仰，依托于外在客观的力量。

2．原始农牧业及小农经济阶段——人类对自然环境的利用和改造

（1）旧石器时代以后，人类的技术发展又经历了青铜器时代、铜器时代和铁器时代。原始社会末期，农业正式从畜牧业中分离出来，原始农业开始出现。

（2）农业社会时期，人类对土地进行积极有意识的开发，但技术和工具的有限性使人地关系处于一种总体协调和部分矛盾的局面。

（3）总体看来，人类活动仍然遵循着自然界的组织原则，没有破坏生态系统的基本结构，自然环境的水热结构和地球化学联系也得到了良好的保存。这属于人类顺应自然环境的阶段。

3．工业革命阶段——人类和自然环境的矛盾日益尖锐

（1）背景概述

①从18世纪工业革命开始，农业经济时代变为工业经济时代，机器逐渐代替了手工劳动，矿石燃料的动力取代了畜力，生产力有了巨大发展。

②人口以空前的速度增长，导致物质需求不断增加，人类向自然环境索取得越来越多，将越来越多的生产废弃物和生活排泄物返还给环境。

③人类与自然环境之间的物质循环和能量转换的广度和深度都大大超过了农业经济占主导的时代，能量的多种转换方式取代了单一的生物学方式。

（2）存在问题

“改造论”成为当时的主导哲学，大改造了导致一系列环境问题：

①可再生资源的消耗率超过了它们的再生能力；

②不可再生资源的消耗率超过了人类发现替代资源的速度；

③环境的污染程度超过了环境对污染的自净能力；

④不可逆的环境退化程度超过了人类建设新环境的速度。

工业革命导致人类文明的进步，多是以牺牲良好的生存环境为代价的。此时的大改造所形成的次生的自然环境远不是理想的环境，人类与自然环境多表现出“互害”的状态，人地矛盾开始日益尖锐。

4．向建设理想环境的过渡阶段——谋求人地协调，走向可持续发展道路

（1）可持续发展的由来

①1972年的“斯德哥尔摩人类环境会议”把环境问题摆上议事日程，自此以联合国召开的一系列环境会议为契机，可持续发展的思想逐步形成并得到公认。

②1987年，联合国世界环境与发展委员会发表的报告《我们共同的未来》，第一次将环境问题与发展联系起来，明确指出目前严重的环境问题产生的根本原因就在于人类的发展方式和发展道路上，人类要想继续生存和发展的话，就必须改变目前的发展方式，走可持续发展的道路。

（2）可持续发展的内涵

按《我们共同的未来》中的定义，可持续发展就是“当代人的发展不损害后代人发展能力的发展”。可持续发展包含以下内容：

①人类要发展，尤其是穷人要发展。只有发展才能最终解决环境破坏和贫困加剧之间的恶性循环，只有发展才能为解决生态危机提供必要的物质和技术基础。

②发展要有限度，要协调环境保护与经济发展的关系。

③不能危及后代人的发展，从伦理的角度提出了代与代之间的公平概念。

④它强调全球范围内不同发展程度国家之间的公平，即代内公平，这是可持续发展的前提之一。

（3）可持续发展的基本原则

①公平性原则

a．代内公平；

b．代际公平；

c．责任公平。

②持续性原则

人类的经济和社会发展不能超越资源与环境的承载能力，发展要具有持续性。人类的发展应是一种社会、经济不断完善的过程，而不是最终导致社会、经济停顿甚至衰退的过程。

③共同性原则

地球只有一个，人类的生存发展环境也只有一个。在某个国家或地区单独实现可持续发展是不可能的，只有全球协调一致共同奋斗，才是实现可持续发展的唯一途径。

（二）人地关系的发展现状

1．人地关系研究的不同学派

人与自然关系的研究是近代地理学产生的起源和发展的基础。环境决定论、可能论（也称或然论）、文化景观学（或称为文化生态学）和人类生态学等是地理学中流行的聚焦于人地关系研究的不同学派。

2．科技发展对人地关系的影响

人类对自然的认识水平随着科技进步和社会发展而不断提高。

（1）通过实地考察、定位试验观测、实验模拟与分析等，人们对地球自然界的认识日益深化。

（2）地理信息系统与遥感、全球定位系统与计算机相结合，具有对时空信息的综合处理能力、对现实世界的模拟能力，并能产生和发现新的信息，为区域开发和宏观决策服务。

（3）对地观测系统的建立与全球准同步动态监测成为现实，使人类有能力对全球性问题进行系统研究和综合集成。

3．全球环境问题突出

20世纪下半叶，如气候变暖、臭氧层空洞、环境污染等全球环境问题不断暴露，成为各国政府和社会公众关切的热点。针对气候变化、臭氧层损耗、生物多样性保护以及荒漠化等问题，已分别制订有关国际公约，开展合作。有毒有害化学物质已经严重威胁到人类社会的可持续发展。

4．人类社会发展模式的反思

严酷的现实促使人们冷静反思人类社会的发展历程，总结传统发展模式所带来的经验与教训，寻求社会经济发展的新模式，即可持续发展。

（三）人地关系发展的新模式

1．全球环境变化及其区域响应

（1）人口增长、社会发展和科技进步使得人类活动对地理环境的影响愈加强烈，人类对某一地区施加的影响会对其他地区产生作用，而今天的措施又将对未来产生影响。

（2）由于人类对自然的认识能力增强，开展全球研究的信息资源极为丰富，应及时对地球的重大环境问题继续深入研究，揭示地球表层格局与过程演化及其耦合，预测其未来的动态变化和发展趋势。

2．区域可持续发展及人地系统机理

（1）区域经济增长和社会稳定发展要建立在有效控制人口增长、合理利用自然资源、逐渐改善环境质量的基础上，并且应当促进不同类型地区的协调与均衡，缩小区际发展水平的差距。

（2）区域可持续发展研究需要将人口、资源、环境与发展作为一个整体，研究它们之间的结构功能、相互作用机理，以预测其发展趋势，拟订调控与管理对策，提出不同类型区域可持续发展的优化模型。信息化、全球化改变了时空观念，对区位论提出了挑战。

3．社会生态与环境伦理

（1）错误的环境伦理

“人类中心论”只看到人的利益，无视生态系统生存发展的需要及其对人类的长远价值，在实践活动中造成了严重的环境和社会问题，从而威胁着人类进一步的生存与发展。

（2）正确的环境伦理

人与自然是休戚相关的，人们应当用相对的、有条件的、可变的观点看待人与自然的关系。对自然界的有效维护，不是放弃人的主观能动性，而是应用科学技术，通过对自然规律的探索，合理变革，以维护自然界的有序结构、平衡状态和再生能力

二、地理科学的基本思想

（一）地理科学的研究对象

1．地理环境

（1）定义

地理环境是指一定社会所处的地理位置以及与此相联系的各种自然条件的总和，包括气候、土壤、河流、湖泊、山脉、矿藏以及动植物资源等。

（2）构成

地理环境是由岩石、地貌、气候、水、土壤、生物等自然要素构成的自然综合体。

（3）分类

根据其所受人类社会的影响程度的差别，地理环境又可分为天然环境和人为环境。

①天然环境（原生自然环境）指只受到人类间接或轻微影响的、原有自然面貌未发生明显变化的环境，如极地、高山、大荒漠、大沼泽、热带雨林、某些自然保护区以及人类活动较少的海域等。

②人为环境（次生自然环境）指受到人类直接影响和长期作用而使自然面貌发生重大变化的环境，如农业、工矿、城镇等用地。

2．地球表层

（1）定义

地球表层是由地球诸多圈层——大气圈、岩石圈、水圈、土壤圈、生物圈和人类圈——相互作用所形成的，以人类为中心的开放的复杂大系统。

（2）范围和界限划分

由于地球表层本身的过渡性、模糊性以及地理学工作者所认识和研究的程度等存在着差别性，所以人们在地球表层的范围和界限的划分方面存在多种不同的意见。

①早期地理学家认为地球表层上界是大气圈平流层中的臭氧层（海平面上25km），下界位于震源所在的深度（地下70km左右）。

②现代多数地理学家，特别是自然地理学家认为其上界在大气圈对流层顶部，下界为沉积岩石圈底部，厚度约30～35km，其主要依据是：

a．对流层顶部是大气圈的物质成分和物理性质明显分异的界面之一。

b．沉积岩石圈底部基本是外营力——太阳能作用的最大深度。

c．在这个厚度内，太阳能是最根本的能源，发生多次转换和传递而使地球表层各部分和各要素发生紧密联系。

③20世纪80年代，我国杰出的科学家钱学森院士从系统论角度明确提出，地理科学的研究对象是地球表层的观点。这一观点反映了地理学理论建设与学科发展的需求，是地球科学研究领域系统思想的体现，成为我国地理学界普遍接受的概念。

（二）地理学的几种重要观点

1．区域学观点

代表人物为德国的赫特纳以及深受其影响的哈特向。他们主张地理学应该着重于空间分布体系与区域分异的研究，并以地理学的区域性这一中心思想贯穿于对地理学的性质、内容、研究方法、思考原则的认识之中。

2．空间分析观点

以地理事物的空间关系研究作为出发点，借用网络模型及几何拓扑方法，研究地理事物的空间关系及组织规律。以英国剑桥学派的核心人物哈盖特、威尔逊以及美国的阿伯勒、劳依德等为代表，企图用抽象的分析去揭示地理学统一遵守的空间范式。

3．景观学观点

以研究自然景观与人文景观的发展与演变为基本主旨，形成对地理学的基本认识。地理学家索尔为这一观点的倡导者之一，这一学派被称为“伯克利学派”，他们希望对地球表面上人类痕迹的特征寻求合理的解释。

4．生态学观点

不少地理学家曾经设想，地理学应主要研究自然环境对人类的影响，认为人类的社会和文化都是自然环境作用下的产物。

5．区位论观点

从经济学原理出发，以研究“成本一利润”关系的空间效应为中心。该学派起源于德国，由杜能、韦伯进而到克里斯泰勒，一脉相承地完善和发展了区位论观点，以后廖什、伊萨德等又进一步发展了“空间经济学”，在现代地理学中占据重要地位。

6．计量学观点

一些地理学家在20世纪50～60年代利用数学的概念与方法，采用数理统计分析、研究地理环境中广泛的自然现象与人文现象，并在地理界形成一股国际潮流，即“计量革命”，其领袖人物加里森、默卡梯、哈格斯特朗等进行了许多开创性的工作，“华盛顿小组”、“隆德学派”、“剑桥学派”等学派也得到了国际地理界的承认，他们在地理学中的作用受到了高度评价。

7．系统论观点

系统科学所阐述的原理及解释方法完全适用于地理环境中各类要素间的复杂关系，它为地理学本质的揭示以及地理学规律的探讨开辟了一条崭新的道路。

（三）地理学的基本思想

现代地理学的主要思想，包含了人地关系思想、空间观念、因果关系思想、地理过程思想、地理环境的整体性与差异性思想、区位思想和地球观等。

1．人地关系思想

（1）地位

人地关系是地理学研究的核心问题，人地关系思想是地理学的主导思想

（2）内容

人地关系思想包括“地对人”、“人对地”的思想。其萌芽极早，在19世纪末的拉采尔时期，这种思想达到鼎盛。20世纪90年代，可持续发展观念被提出，主要思想为人口、资源、社会、经济协调发展，这是人地共生论新的体现。

2．空间观念

地理学是一门空间科学，空间性是地理科学的属性：

（1）古典地理学时期处于现象空间认识阶段，当时所研究的空间只是“它在哪里”，即空间位置，不探究分布规律；

（2）近代地理学时期进入形态空间认识阶段，地理学所研究的空间集中于空间分布、空间规律的研究；

（3）现代地理学时期达到了系统空间认识阶段，将地球表层空间系统作为有机整体进行研究，对于分布、分布规律以及成因的认识借助于空间结构模型。

3．因果关系思想

（1）1909年，法国地理学家马东南出版的《自然地理学》一书中写到，洪堡是阐明“独特的科学”的地理学两条基本原理的第一位学者。这两条地理学体现的第一个思想为整体性思想，而第二个思想为因果关系思想。

（2）因果关系思想，即在地理研究过程中，探索原因和追寻结果，既要明确原因，又要探究结果，承认地理现象间的相互制约、相互依存的因果联系。

4．地理过程思想

（1）地理过程思想

地理过程思想是指地理学家从时间的角度去观察地理事物与现象的发展变化过程，并通过这一动态的过程思考目前所发生的地理问题，这是时间尺度与视角在地理学研究中的体现地理过程就是指地理事物和现象随时间的推移而出现的动态变化过程。

（2）具有地理意义的过程

具有地理意义的过程主要有气候过程、地貌过程、水文过程、生态过程、空间经济过程和其他的人文地理过程。这些地理过程有一个显著的共同点：即与地球表层关系紧密，是陆地表层系统最基本的地理过程。

5．地理环境的整体性与差异性思想

（1）自然地理环境的整体性思想，即指自然地理环境是由大气圈、水圈、岩石圈、生物圈等圈层构成的相互联系、相互依存的整体，人类应从整体上认识自然地理环境的观念，也可以称为系统性思想或综合性思想。

（2）自然地理环境的差异性思想，即指自然地理环境客观存在着差异性，世界上没有完全相同的两个区域，人们应持有差异性的观念去正确地认识与理解地理环境。

6．区位思想

（1）传统经济地理学将区位作为“地点概念最终表现为空间诸关系浓缩”，提出之后逐渐成为经济地理学的基本概念之一。

（2）杜能的“农业区位论”，韦伯的“工业区位论”，克里斯塔勒、廖什的“市场区位论”，把在地理学中引进、运用数学的方法推向深入，使地理学由解释性描述进入确定性解释地理现象的阶段。至此，区位论不但由局部的区位论发展成为一般的区位理论，而且作为经济地理学的一个核心主流学派，与当时的环境学派和区域学派一同成为构建传统经济地理学的基础理论。

7．地球观

（1）含义

地球观指人类对地球的位置、形状、结构、运动状态、演变过程的正确认识。

（2）基本表现

地球观的基本表现是地球在宇宙中的位置，即总星系—银河系—太阳系—地月系—地球。

①通过太阳系模式图认识地球是宇宙中银河系下太阳系中位于接近太阳的第三轨道上的行星，是地月系的中心天体，树立地球的空间位置观；

②通过太阳系中八大行星运动轨道的倾角、质量、体积的同类同型比较，突出地球的普通性，树立地球的物质观；

③通过地球上存在生命，树立地球的特殊性；

④通过地球的运动特点，对地球的自转与公转方向、轨道、中心轴、速度、周期的介绍，认识地球不是静止的，而是不断运动的，而且自转与公转同时进行，树立地球的运动观；

⑤通过地球内外圈层结构的介绍，认识地球的物质结构，即由内向外是地核—地幔—地壳—岩石圈—水圈—大气圈及介于岩石圈、水圈、大气圈之间的生物圈，树立地球的物质观、空间结构观。

三、地理科学的基本方法

（一）概述

1．地理科学方法

地理科学方法，即地理科学研究活动中所运用的独特的科学思维方式与行为方式，它不仅特指地理特色浓郁的地理观察法、区域比较法、野外调查法及区域综合分析法等，还包括其他一般科学方法，如资料和事实处理方法、实验方法等。

2．地理方法的发展阶段

地理方法的发展经历了三大阶段：

（1）古典地理学时期，以肉眼观察、探险为基础，运用原始的归纳与逻辑方法，采用文字描述方法为主；

（2）近代地理学时期，利用航空摄影技术、经纬仪、水准仪、平板仪、望远镜的观察法、归纳法为主，演绎法为辅，运用描述法与比较法收集、整理、分析地理资料；

（3）现代地理学时期，利用遥感、全球定位、地理信息技术等手段，采用定性和定量两种方法的结合，出现综合集成法，试图把地理学纳入一个更加理性的学科范畴之中，逐渐演化成新的地理方法论体系。

（二）地理学采用的研究方法

随着学科的发展，地理学方法发展迅速，方法种类也丰富起来。

1．调查、观测、描述、地图表述

（1）调查、观测：调查和观测作为获得经验事实的方法，是自觉、能动地对处于自然状态的观察对象，如野外地理事物进行随机的或系统的调查和观察。

（2）描述：一些地理学者认为地理学仍需确定性的解释性描述。

（3）地图表述：

①地图表现方法或地图语言是地理学有别于其他大多数学科的独立的、在许多方面优于文字描述的表达方式。

②自20世纪50年代以来，观察与分析技术有很大进步，出现大比例尺地图、航空摄影采集地理资料、雷达和红外成像技术、电子计算机、卫星图像等。

2．比较与分类

（1）为鉴别、区分地理事物和现象的统一性和差异性，需对观测、调查与实验的结果进行定性或定量分析。在部门地理学中，诸多研究是借助于比较方法进行的。

（2）比较地理学以区域比较为基础，至今有些地理学家仍认为它所揭示的区域差异是地理学研究的基础。

3．类比、归纳与演绎

（1）类比推论：是提出科学假设的重要途径，但结论需实践检验。

（2）归纳法：在近代地理学中普遍应用于判明因果联系。从一般原理推演出个别结论的演绎思维方法和推理形式，亦为地理学常用方法之一。

（3）地理学常用的方法：由类比提出新的思想，经过演绎、归纳和实验验证而成为崭新的科学理论。

4．分析与综合

分析与综合是地理学常用的最基本的逻辑思维方法，与上述方法密切联系、互相渗透。是加工、整理资料的基本方法，以揭示内在联系的规律性，在地理研究中起着积极作用。

5．实验

（1）近代地理学借助于仪器或建立定位或半定位的观测站，通过控制或模拟，以便在设定的条件下进行观测，获得经验事实。

（2）实验有定性、定量、对照、模拟等方式，有助于对地理现象的认识进行简化、纯化、强化与深化。近年来提出的实验地理学方向使实验方法赋予了地理学新的生命力。

6．横向科学

（1）20世纪40年代开始崛起的控制论、信息论和系统论，以及目前已发展到的耗散结构论、协同论和突变论，都是横向科学。

（2）它们所研究的对象不是某种特殊的运动形式，而是各种物质运动形式中某个特定的共同方面，主要是结构、属性、功能和数量方面，横向延伸到各个领域，并把乍看起来很不相同的科学，如自然科学与社会科学，有机地沟通起来，在现代地理学研究中尤为明显。这些新的横向方法论促进了各类部门地理学的发展。

四、运用地理科学方法解释、分析和解决地理问题

（一）地理学研究的程序和模式——传统的经验归纳模式

传统的研究程序主要是指一般科研人员所遵循的一种常规程序，它通常都采用归纳方法作为科学研究的主要方法，这种程序一般都包含以下的基本环节和步骤：

1．确定研究课题

选题需要遵循以下几个原则：

（1）需要性原则：是否为社会发展、经济繁荣、国民生活所需要，是否符合科学技术本身的需要，是否符合科学发展的总趋势。

（2）可能性原则：是否有条件完成该研究，如果自身能力相距甚远，则不会成功。

（3）发展性原则：选择有发展前途的、具有开拓性的研究课题，以推动科学的发展。

（4）经济合理性原则：以最小的经济代价获得最满意的科研成果。

（5）发挥优势原则：选择课题是否在自己所从事的专业范围内，是否能引起自身的兴趣和同行们的兴趣。

2．积累知识，搜集资料

积累与选题相类似的或者接近的研究材料，吸收、借鉴、学习已有的研究成果。搜集的方法多种多样，搜集时注意辨别材料的真伪。

3．实验

（1）比较实验：是为了寻找或确定两种以上的事物或事件的优劣、异同，利用比较方法进行的实验。

（2）定性实验：是为了判定研究对象的性质、属性、结构、功能、要素之间的构成关系所进行的实验。定性实验是为了解决“有没有”、“是不是”的问题。

（3）定量实验：为了认识研究对象的数量特征和各构成要素之间的数量关系而安排的实验。

（4）析因实验：为了寻找引起事物某些变化、某些现象、某些结果的原因而进行的实验。

（5）模拟实验：在研究工作中，由于研究对象不允许进行实际的操作和实验，而采用模拟的方法把研究对象模型化，然后通过在模型上进行实验间接地认识研究对象。

（6）判决实验：为了检验科学理论和科学假说的真伪而设计出的一种特殊的判决性实验，它的实验结果对于确定一个理论的真伪有决定性的作用。

（7）对实验的要求

①科学实验的结果要具有可重复性，即在相同的实验条件下，应该出现相同的实验结果；

②要求把深刻的理论思维贯穿于实验设计、实验观察、实验数据的处理和实验结果的理解等各个实验环节中。

4．抽象、概括、判断、推理

（1）科学抽象

是人们从现象之中抽出其固有的本质特征，以达到对事物的规律性认识的一种方法。科学抽象的过程就是运用正确的理论思维对观察、实验材料去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的改造制作过程。

（2）概括

对材料进行概括形成概念。任何概念都是抽象、概括的结果，都是对事物的普遍的、本质的认识。

（3）判断

判断是对思维对象有所断定的一种思维模式。从判断发展到推理，这既是人类认识的深化，也是人类思维形式的进化。

（4）推理

推理是比判断更高级的思维形式，它是内部矛盾的展开，揭示了各个判断之间的必然联系。通过推理，可以从现有的知识中推出新的知识，从而扩大已有的认知成果。

5．提出假说理论

在科学研究中，提出假说理论通常是研究程序中的最后一道工序。假说是一种以假定的想法为基础的知识或理论，它是对事物以有限数量的事实和观察为基础的一种新的说明方式。

（二）地理空间思维及其实际运用

1．地理空间能力及其构成要素

（1）含义

空间能力是人类智能的一个基本维度，也是人类认知能力发展的重要方面。对于空间能力及其相关概念和思想的研究，是认知心理学研究的重要部分。

（2）构成要素

认知心理学家所研究的空间，仅仅限于小尺度（桌面）空间，关注的是空间认知过程。地理学家认为，地理空间能力也应该包括空间定位、空间视觉化、空间关系等几个既不同又相互联系的要素。

2．运用GIS培养学生空间能力

地理空间能力是地理学科特有的能力，也是中学地理的教学目标之一。运用GIS进行学生空间能力的培养，使得复杂的空间关系和空间格局变得容易理解，在具体的情境下解决特定问题，符合学生的认知发展水平和需要。

（三）运用地理思想方法研究地理问题

1．地理思想方法的含义

地理思想方法是人们在科学认识地球表层各种事物和现象及研究方法的基础上提炼出来的思想和方法，基于地理思想方法，发现、解释、提炼和总结地理学科自身特有的教学规律与原理，对认识和把握地理学科的学习是一种非常重要的策略。

2．地理思想方法的意义

（1）将地理思想方法推演开去，提出基于学科的重要研究课题，总结提炼有关地理课程与教学的策略、原理，依次构建地理教学的理论体系，有助于掌握地理学科本身的知识、思想和方法，而且能够使地理课程与教学的研究更加深入。

（2）地理思想方法能够为提出具有基础意义的地理课程与教学问题提供方向性的引领，从而为确定基本的乃至重大的地理课程与教学研究课题奠定基础。