陳國階

（中國科學(xué)院成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所，四川 成都610041）

1 綜合系統(tǒng)研究是認識自然本質(zhì)的要求

尊重自然、順應(yīng)自然、保護自然、人與自然和諧是可持續(xù)發(fā)展認識論的基礎(chǔ).這個“自然”，就是誕生人類并以之賴以生存和發(fā)展的自然環(huán)境，其實就是綜合自然地理系統(tǒng).無疑，要真正做到人與自然的協(xié)調(diào)，就必須對綜合自然地理系統(tǒng)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、功能、變化和演替規(guī)律有深刻、科學(xué)、量化的認識，進而有適應(yīng)與運用的能力.

自然地理學(xué)具有區(qū)域性和綜合性的特征，這是大家公認的.但筆者認為綜合性和區(qū)域性不是自然地理學(xué)所特有，許多自然科學(xué)和社會科學(xué)的獨立學(xué)科都具有綜合性和區(qū)域性，研究對象往往都具有多因素、多成分、多空間尺度的特點，無論是物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)，還是社會學(xué)、經(jīng)濟學(xué)都如此.只是不同學(xué)科研究的綜合層次和空間層次不同而已.這里必須指出的是，自然地理學(xué)，更擴大一點說，地理學(xué)的研究對象的綜合性更復(fù)雜，因素更多，包括無機過程、有機過程、生命過程，包括地質(zhì)運動、地貌演化、氣候變化、水文特征、生物系統(tǒng)、土壤性質(zhì)，空間上包括微觀、中觀、宏觀，從生態(tài)系統(tǒng)到景觀、區(qū)域到全球，是真正包羅萬象的大綜合，是涵蓋其他綜合的超級綜合［1］.

這種綜合系統(tǒng)的研究符合人類認識自然的規(guī)律，遵從從單因子到多因子、從點到網(wǎng)到面、從孤立到系統(tǒng)、從部門到綜合、從簡單到復(fù)雜、從靜態(tài)到動態(tài)、從線性到非線性、從封閉系統(tǒng)（這是大多數(shù)實驗科學(xué)的選擇）到開放系統(tǒng)的發(fā)展歷程，是適應(yīng)人類面對復(fù)雜系統(tǒng)必需的科學(xué)響應(yīng).當(dāng)代科學(xué)的昌明，當(dāng)然離不開各部門、各專業(yè)學(xué)科的縱深發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新，但是更應(yīng)該歸功于眾多學(xué)科構(gòu)建起的龐大科學(xué)與技術(shù)體系，相互借鑒、相互支撐、學(xué)科融合、協(xié)同攻關(guān)，既加速各專業(yè)學(xué)科的飛速發(fā)展，又共同構(gòu)建起當(dāng)代科學(xué)文明的大廈.綜合系統(tǒng)學(xué)科的出現(xiàn)和發(fā)展是科學(xué)進步的必然產(chǎn)物，是科學(xué)認識論的一次飛躍，是科學(xué)新時代的召喚.

實際上，地球上的各類物質(zhì)運動都是在綜合系統(tǒng)的時空制約下進行的.綜合是物質(zhì)存在的基本屬性，特別在包含生命體系的自然復(fù)合耗散系統(tǒng)中，多因素、多結(jié)構(gòu)、多層次、多形態(tài)之間的相互作用、相互影響、相互制約、相互協(xié)調(diào)是事物存在及其運動發(fā)展的常態(tài)、依據(jù)和本質(zhì)特征.因此，研究綜合自然地理的本質(zhì)和規(guī)律是科學(xué)研究的崇高目標，是全面認識自然、合理利用自然、科學(xué)順應(yīng)自然、有效保護自然的基本功.

2 綜合自然地理學(xué)的學(xué)科定位與追求

自然地理學(xué)在自然科學(xué)體系中有其獨特的研究對象、學(xué)科定位和地位.其主攻方向是研究從全球表生系統(tǒng)及其多等級自然區(qū)域系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及變化規(guī)律，是對自然因素最多、時空層次最多、物質(zhì)運動形態(tài)最復(fù)雜、整體性與區(qū)域分異性交替并進、變化過程紛繁跌宕的地球表層巨系統(tǒng)的研究，這是別的學(xué)科所不能代替的；其社會功能是摸清人類的自然家底，為人與自然協(xié)調(diào)提供理論依據(jù)和科學(xué)支撐，為謀求人類福利和環(huán)境安全奠定科學(xué)基礎(chǔ).在龐大的科學(xué)體系中扮演著既綜合又有特定研究對象和特色的學(xué)科角色.

綜合自然地理學(xué)一直將上述理念作為其認識論基礎(chǔ)和哲學(xué)思想.強調(diào)自然地理類型、區(qū)域、全球不同空間層次的綜合系統(tǒng)過程；強調(diào)各自然因素之間、各地理區(qū)域類型之間、各不同自然空間層次之間的相互聯(lián)系、相互作用、相互影響；強調(diào)某一自然因素的變化都會影響其他自然因素并最終導(dǎo)致整個自然地理綜合系統(tǒng)的變化；強調(diào)任何單個自然因素的專業(yè)研究都必須在自然地理綜合系統(tǒng)的觀念指導(dǎo)下進行；強調(diào)人類對某種或某單項自然資源的開發(fā)都應(yīng)考慮其引發(fā)的綜合效果.由此，自然地理學(xué)一直貫穿著綜合系統(tǒng)高于優(yōu)于多個單因素算術(shù)之和的理念；貫穿著整體利益大于部門利益的理念.可以說，綜合自然地理學(xué)的哲學(xué)思維是正確的，理念是先進的，是經(jīng)得起歷史實踐的檢驗的.

然而，對于復(fù)合開放巨系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、運動過程 、變化規(guī)律的研究是十分困難的［2-3］.因為巨系統(tǒng)包含成千上萬的子系統(tǒng)、眾因素，包括眾多層次，僅要認識這些子系統(tǒng)與子層次、多因子之間的排列組合及其結(jié)構(gòu)類型就可能是個天文數(shù)字.它們之間以及它們和系統(tǒng)外界之間不斷進行物質(zhì)、能量、信息交換，氣象萬千.而我們對事物的認識總是期望由模糊到明確，由混沌到清晰，由無序到有序，由非線性到線性，由定性到定量，由雜亂到規(guī)律，由繁雜到簡明.這樣，人類才好確認、好相信、好把握、好運用、好落實.由此，崇高目標與實現(xiàn)目標的手段之間存在巨大的距離.實事求是地說，消除這個距離是永無止境的目標，是一個無窮盡的追求.也就是說，追求科學(xué)、定量和精準的綜合是一個逐步探索、逐步深化、逐步逼近的過程.

為此，我們的新期盼，就是要借助現(xiàn)代科學(xué)的新理論、新方法、新技術(shù)，先易后難，逐步攻克對綜合自然系統(tǒng)認識不透、準確描述自然過程不精、定量分析不足、揭示自然過程本質(zhì)不深等基礎(chǔ)科學(xué)問題，提高學(xué)科的整體水平，更好服務(wù)于人類.

3 綜合自然地理學(xué)發(fā)展的評估

回顧自然地理學(xué)發(fā)展的歷程，應(yīng)該說，國內(nèi)外一大批著名地理學(xué)家已為此作了巨大的努力，從德國洪堡開始，出現(xiàn)了許多開拓者.近幾十年來，在綜合自然地理學(xué)研究上不僅取得一批服務(wù)于國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要成果，在學(xué)術(shù)上也取得了一定的進展［4-7］.

3.1 綜合研究由抽象到具體綜合的理念產(chǎn)生歷史悠久.中國古代的“天人合一”就是最大的綜合，天就是大自然.早期綜合只是片言只語，海闊天空，高度抽象，沒有邊界，算不上科學(xué).到了近現(xiàn)代，有了綜合地理考察，綜合自然地理區(qū)劃，綜合自然地理圖集、遙感綜合自然圖像等對社會經(jīng)濟起直接指導(dǎo)作用的成果［8］.

3.2 綜合研究由定性到定量早期的研究大多都以定性描述為主，在自然地理區(qū)劃中，自然地理區(qū)界線的劃分和區(qū)域性質(zhì)的確定，往往都憑經(jīng)驗，選出區(qū)域的主導(dǎo)因素如地形等，進行分區(qū).而對區(qū)域的自然地理特征大多只能用文字表述.現(xiàn)代，對區(qū)域自然地理特點或狀態(tài)可建立綜合評價體系進行定量評價，地理界線的劃分可采用模糊數(shù)學(xué)方法，更接近實際.而大量的氣象觀測資料、大量的野外觀測臺站為綜合地理過程的研究提供了定量成果.在區(qū)域自然地理綜合分析、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與權(quán)衡、區(qū)域環(huán)境評價、自然災(zāi)害綜合評估、環(huán)境演變預(yù)警、全球氣候變化對自然系統(tǒng)影響乃至人地關(guān)系等的研究中，都已大量應(yīng)用非線性數(shù)學(xué)方法、數(shù)學(xué)模型、計算機軟件、模擬仿真、系統(tǒng)動力學(xué)模型等新方法、新技術(shù)，使綜合定量研究取得新進展［9-10］.

3.3 綜合研究由靜態(tài)到動態(tài)隨著遙感技術(shù)與方法的不斷發(fā)展，對地球表生過程的動態(tài)監(jiān)測、成像，已廣泛應(yīng)用，研究區(qū)域自然景觀、土地利用、地表覆蓋等綜合自然地理過程的動態(tài)變化已成為可能，并且成果累累.其對地球表層特別是生態(tài)圈，不論陸地和海洋還是水陸交錯帶都可綜合成像，取得多譜帶、多角度、多尺度、多信息、多時段、多因素組合的綜合系統(tǒng)信息，并能初步直觀地判別綜合自然地理的成分和空間結(jié)構(gòu)［11］.系統(tǒng)動力學(xué)模型等系統(tǒng)分析方法的引進和應(yīng)用，提升了動態(tài)與定量分析水平.

3.4 綜合研究得到部門自然地理學(xué)研究新成果的支撐地貌學(xué)、氣候?qū)W、水文學(xué)、植物學(xué)、動物學(xué)、土壤學(xué)、景觀學(xué)等，近年都有大量實際調(diào)研、監(jiān)測、分析研究成果，包括能揭示自然地理過程的微觀、定量研究成果；以及水熱平衡、化學(xué)地理、生物群落、水土流失、土壤-植物物質(zhì)運動等，揭示了綜合自然過程的物質(zhì)、能量和信息變化，為下一步的綜合深化研究，打下良好基礎(chǔ).

但是，以上進展是相對于自然地理學(xué)自身發(fā)展而言的，若將其與其他自然科學(xué)學(xué)科的發(fā)展比較，與當(dāng)代自然科學(xué)新理論、新方法、新技術(shù)層出不窮的新形勢比較，則明顯存在著對研究客體認識不深，過于粗放，缺乏精確定量化等突出問題；與綜合系統(tǒng)研究的崇高目標相比，則存在著與方法論和技術(shù)支撐不對稱、不匹配、不適應(yīng)等突出矛盾；與人和自然關(guān)系需要更科學(xué)的理論指導(dǎo)、更可行的調(diào)控方案相比，則顯現(xiàn)出心有余而力不足的尷尬局面.由是，使得在實踐中區(qū)域自然地理綜合的優(yōu)勢得不到充分發(fā)揮，完整性、全局性的服務(wù)功能得不到充分體現(xiàn)，部門利用和局部利益肢解了區(qū)域自然地理系統(tǒng)整體的功能，事倍功半.相應(yīng)地，自然地理學(xué)的學(xué)科地位和功能也得不到應(yīng)有的重視和功能顯示的平臺.

具體而言，綜合自然地理學(xué)很大程度上仍處于綜而不合，合而不一的狀態(tài).例如，土壤學(xué)對土壤化學(xué)成分、土壤物理結(jié)構(gòu)、土壤水分運動與水熱平衡、土壤與植物的物質(zhì)與能量交換等都有重大理論成果和實踐碩果.氣候?qū)W和水文學(xué)己有大量的長時間系列觀測數(shù)據(jù)庫，運用非線性數(shù)學(xué)的方法，對許多非線性、不確定性的過程都己有更深的了解，氣象預(yù)測水平不斷提高，全球氣候變化的研究受到世界各國的普遍重視.植物學(xué)對物種、群落、生態(tài)系統(tǒng)、生理生態(tài)、植被演替、修復(fù)與保護等也都有巨大成果.其他如地貌學(xué)在水土流失、災(zāi)害防治等方面也都有突出的貢獻.而綜合自然地理學(xué)對各分支學(xué)科提供的新發(fā)現(xiàn)、新規(guī)律、新數(shù)據(jù)、新領(lǐng)域，及其它們之間新構(gòu)建的自然過程新的知識網(wǎng)絡(luò)、信息互動，缺乏統(tǒng)領(lǐng)、組織、系統(tǒng)優(yōu)化的能力，使綜合研究成為簡單的部門地理學(xué)資料的拼盤，部門自然地理學(xué)發(fā)展優(yōu)于綜合自然地理學(xué).

人地關(guān)系研究是地理學(xué)的核心問題［12-13］，人與自然關(guān)系的過程和結(jié)果，最終都要落實到人類生活與發(fā)展的自然地理環(huán)境里.那么，人地關(guān)系中的“地”的本質(zhì)特征是什么？在人類不同發(fā)展水平、不同發(fā)展階段、不同發(fā)展模式、不同作用強度等情景下，“地”的地位、作用、響應(yīng)、反彈及變化規(guī)律如何？在人地協(xié)調(diào)的可能性、范圍、程度、條件、變動性、穩(wěn)定性中，綜合自然地理系統(tǒng)扮演什么角色？如何寓環(huán)境與資源保護于經(jīng)濟發(fā)展之中［14］？如此等等，綜合自然地理研究本應(yīng)提供獨特的服務(wù)，起關(guān)鍵作用，但至今卻不盡人意.與系統(tǒng)生態(tài)學(xué)和其他區(qū)域科學(xué)相比［15-16］，也顯遜色.

當(dāng)前，全國各地已進行或正在進行的主體功能區(qū)劃、環(huán)境功能區(qū)劃、生態(tài)功能區(qū)劃、自然保護區(qū)規(guī)劃、生態(tài)紅線劃定、國土空間區(qū)劃、開發(fā)區(qū)規(guī)劃等是與綜合自然地理關(guān)系最密切的科學(xué)活動，其基礎(chǔ)應(yīng)該是自然地理區(qū)劃，應(yīng)由綜合自然地理學(xué)提供規(guī)劃區(qū)綜合自然系統(tǒng)的特點、規(guī)律和精確的自然本底作支撐，應(yīng)是綜合自然地理用武之地，但卻很不到位.更值得指出的是，綜合自然地理學(xué)的研究需要對各專門自然地理學(xué)、各野外觀測臺站、各地區(qū)、各部門、各歷史時期海量數(shù)據(jù)的收集和分析才能窺視綜合自然過程的端倪，而這些數(shù)據(jù)基本上卻為部門所有，互相封鎖，零散儲存，形不成綜合分析起碼的數(shù)據(jù)要求，成為綜合自然地理學(xué)深化研究難以跨越的障礙.

4 綜合自然地理學(xué)復(fù)興的機遇

綜合自然地理學(xué)面對的研究對象是復(fù)合、動態(tài)、開放的巨系統(tǒng)，這就決定著其研究的方法論和技術(shù)路線不能僅限于適應(yīng)封閉系統(tǒng)研究的思路和實驗技術(shù)，而必須集現(xiàn)代各自然科學(xué)之長，為己所用.錢學(xué)森在有關(guān)發(fā)展地理學(xué)的論述時指出，研究和解決復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法就是從定性到定量的綜合集成方法和信息綜合集成技術(shù)［17］.

現(xiàn)代，大量新理論、新方法、新技術(shù)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，對研究復(fù)合巨系統(tǒng)提供了有力的支撐.從理論上講，系統(tǒng)論、信息論、控制論、協(xié)同論、突變論、耗散結(jié)構(gòu)理論等為復(fù)合開放系統(tǒng)的研究提供理論指導(dǎo).當(dāng)代科學(xué)已經(jīng)揭示，在任何事物的變化中，非線性隱含著線性，不確定性中包含著確定性，混沌中包含著清晰，無序中存在有序，這些都是事物存在的自然屬性，是事物運動的客觀本質(zhì).研究還進一步明確，自組織系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生或新結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)往往由少數(shù)幾個序參量所決定，即在巨系統(tǒng)無數(shù)的因子中，在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的臨界點附近，起關(guān)鍵作用的只有少數(shù)幾個因子［18-20］.因此，謀求對復(fù)雜系統(tǒng)的研究得出線性、確定性、定量、清晰、規(guī)律性的科學(xué)結(jié)論是有客觀基礎(chǔ)的，是可行的.這不僅為綜合自然地理學(xué)的研究提供了理論支撐，堅定了信心，而且明確了方向，啟發(fā)了新思維，找準了努力探索的目標［21］.

從方法論上看，現(xiàn)代新方法、新技術(shù)層出不窮，非線性數(shù)學(xué)的發(fā)展，包括子波分析、分形、投影尋蹤、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等為非線性過程的定量分析提供有用工具；特別值得指出的是，近年蓬勃發(fā)展的大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、云計算和智能平臺將復(fù)合巨系統(tǒng)的研究推上一個新臺階.其中，大數(shù)據(jù)的收集和分析，使無數(shù)隨機產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、各行各業(yè)采集的數(shù)據(jù)、海量科學(xué)觀測和實驗的數(shù)據(jù)、社會分散的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，即分散、孤立、隨機、偶得、單獨，很難分出條理、規(guī)律的數(shù)據(jù)，本質(zhì)上恰恰是自然過程或社會過程活生生真實現(xiàn)象的記錄，匯成巨量的數(shù)據(jù)庫，并通過云計算，從海量、隨機性、非線性、不確定性、混沌性、模糊性、無序性隱藏下的聯(lián)系性、系統(tǒng)性、有序性、規(guī)律性、科學(xué)性揭示出來，使巨系統(tǒng)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、功能、變化等得到認識，用于科學(xué)抽象、理論概括、規(guī)律認定.

再次，自然地理學(xué)自身專業(yè)的分化也有利于綜合的研究.綜合與部門分化是對立的統(tǒng)一.當(dāng)代科學(xué)發(fā)展具有兩大特點：一是專業(yè)化、精細化、微觀化的縱深探索，許多領(lǐng)域研究分支越來越多，范圍越來越窄，如生物學(xué)從生物化學(xué)、生物物理學(xué)、生物生理學(xué)到細胞學(xué)、生物分子學(xué)、基因，越來越專越細越微觀.二是綜合化.學(xué)科之間相互滲透、相互交叉、界線越來越模糊，研究對象越來越復(fù)雜、越來越系統(tǒng)和綜合，某種意義上也越來越宏觀，如生物學(xué)從物種、種群、群落到生態(tài)系統(tǒng)、景觀、區(qū)域生態(tài)直至人類生態(tài).

表面上看，這兩種趨勢似乎是分道揚鑣，實際上卻在向系統(tǒng)綜合認識事物的本質(zhì)的共同目標上一起奮進.多學(xué)科、多專業(yè)、多角度、多層面深化研究的成果，使許多未被認識的科學(xué)盲點得到察明，許多信息空白得到填補，不同學(xué)科之間的界線得到突破，互不聯(lián)系的專業(yè)之間有了共同的交叉領(lǐng)域，互相滲透，不僅開拓了許多新領(lǐng)域、新學(xué)科，為綜合研究提供新視野、新思維、新方法，更重要的是，突破專業(yè)研究的空間局限，構(gòu)建起跨領(lǐng)域綜合研究的信息網(wǎng)絡(luò)、交換渠道和綜合分析平臺.因此，專業(yè)化越細越分化，不同學(xué)科專業(yè)之間的交叉點、融合機會就越多，各專業(yè)的聯(lián)系就越多，系統(tǒng)綜合的基礎(chǔ)就越鞏固，從海量信息中理出規(guī)律的可能性就越大，綜合研究的理論基礎(chǔ)就更扎實，定量分析就更能實現(xiàn)，更符合事物本質(zhì).

5 綜合自然地理學(xué)應(yīng)重點探索的領(lǐng)域

5.1 綜合自然地理學(xué)基本理論的探索現(xiàn)在我們已認識到自然地理系統(tǒng)是一個遠離平衡態(tài)的開放系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，無序化與有序化過程并存，但有序是小機率，低穩(wěn)定，難維護，非常態(tài)，只能相對逼近，不能百分之百實現(xiàn).而混沌、無序是大概率，是常態(tài)，是普遍現(xiàn)象.為此，我們需要從特定的自然地理區(qū)域入手，摸清自然系統(tǒng)的成分、結(jié)構(gòu)、功能及相互作用機制，特別是競爭、穩(wěn)定、變化與協(xié)同的關(guān)系；深入揭示自然地理系統(tǒng)不斷與外界進行物質(zhì)、能量交換的特征、過程和強度；揭示負熵輸入的方式與自然地理系統(tǒng)響應(yīng)的秘密；揭示自然地理系統(tǒng)變化的內(nèi)在機理與外部動力的關(guān)系；揭示自然地理系統(tǒng)正向演替與逆向演替的條件、過程、邊界；研究特定區(qū)域優(yōu)化的自然地理結(jié)構(gòu)模式、因子配搭、能量與物質(zhì)交換強度；研究區(qū)域自然地理過程和穩(wěn)定性的熵變化.這當(dāng)然是一個不斷探索，永無止境的過程.但我們總應(yīng)該為此目標不斷探索、不斷深化，不斷逼近真實.

在此基礎(chǔ)上，研究人地關(guān)系中“地”的性質(zhì)、功能、與人相互關(guān)系的機制.人類是自然地理系統(tǒng)演化的產(chǎn)物.人類和所有生命體一樣，本能地在不斷努力爭取自已最有利的生態(tài)位.但人類的利益訴求往往并不與自然地理系統(tǒng)的正向演替相一致，這就構(gòu)成了人地矛盾，而人是始作傭者.人類本是希望自然地理系統(tǒng)較有序、較易適應(yīng)、較易利用、更有價值、更易駕馭，但往往卻適得其反，常常造成無序混亂狀態(tài)的擴大或加重，在某些局部區(qū)域甚至造成自然系統(tǒng)的崩潰，并禍及自身.自然地理系統(tǒng)的無序和混亂不能無補償?shù)刈匀坏禺a(chǎn)生有序，我們要讓其向有序的方向發(fā)展，使之在一定程度上可認識、可遵循、可順應(yīng)、可控制，就必須向自然做功，輸入負熵，做出補償.

在這個過程中，人類需要弄清其活動所在的區(qū)域自然地理然系統(tǒng)的性質(zhì)，弄清最脆弱的自然結(jié)構(gòu)和空間點位，明確最敏感的因素或主導(dǎo)因子，確定抗干擾的最大承受力.才能在具體區(qū)域、具體活動、具體過程中，管控好人類活動的性質(zhì)、強度、范圍及其補償措施，也才能為人類對自然地理綜合系統(tǒng)的認識、適應(yīng)、利用（空間配置、開發(fā)方案、利用強度、保護措施、持續(xù)協(xié)調(diào)策略制定等）、協(xié)調(diào)提供科學(xué)基礎(chǔ)，提供戰(zhàn)略選擇，提供保護與協(xié)調(diào)的方案，為其他利用目的的綜合規(guī)劃提供自然本底與控制底線.從科學(xué)實質(zhì)上處理好人地協(xié)調(diào)問題［20］.

5.2 深化不同層次的綜合研究1）自然地理區(qū)域中不同自然因素的相關(guān)研究，即尋找在一定區(qū)域中某一種自然因素自身的變化規(guī)律和特征，進而進行兩要素、三要素、多要素之間的相互關(guān)系、相互作用過程分析，以探明單、雙、多自然要素不同組合、不同層次關(guān)系的變化差異和共同點，分析不同自然要素在自然綜合體中的角色、地位、功能與競爭協(xié)同，將對自然地理綜合研究推進到更深層次和量化的階段.

2）不同區(qū)域自然地理綜合相關(guān)分析，即以某一特定區(qū)域為基點，分析其與周邊不同性質(zhì)或類型區(qū)域的相互關(guān)系，不同區(qū)域之間矛盾與協(xié)調(diào)及其轉(zhuǎn)變機制，揭示不同區(qū)域物質(zhì)、能量和信息交換與循環(huán)的特征.揭示不同區(qū)域之間和區(qū)域內(nèi)部不同空間層次的內(nèi)在聯(lián)系、分異與協(xié)同規(guī)律，為自然地理區(qū)劃提供更準確的科學(xué)支撐，也為人類開發(fā)因地制宜提供更可靠的依據(jù).

5.3 自然地理界面研究自然地理界面是相鄰的不同性質(zhì)自然地理系統(tǒng)互相作用所形成的具有特點的交接帶，又稱自然地理交界帶［22-23］.它是普遍存在的一種自然空間現(xiàn)象和實體.其特點是具有不同于其周圍與之交接的自然地理空間單元的性質(zhì)，既是交界帶又是過渡帶，往往具有較明顯的自然地理空間標志性，如山地與平原、水體與陸地、干旱區(qū)與濕潤區(qū)等.自然地理界面是自然多因素交叉、多自然過程強烈作用的區(qū)域，具有地貌類型多樣性、生物多樣性、景觀多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性、氣候多樣性、自然地理結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、多變性、過渡性的特點；交界帶的邊界、范圍具有模糊性，清晰確定也十分困難.但它對揭示自然地理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和物質(zhì)、能量交換卻具有典型意義，并且是自然地理區(qū)劃的重要依據(jù).當(dāng)前必須集中研究如下問題：1）自然地理界面的邊界和范圍的確定，即以定量、明確的科學(xué)指標，相對準確接近客觀實際的在模糊、漸變的自然空間中劃出具體明晰的邊界和范圍；2）研究自然地理界面自身的結(jié)構(gòu)、功能及其與周邊區(qū)域的相互作用、差別與聯(lián)系；3）研究自然地理界面生態(tài)多樣性與生態(tài)脆弱性的關(guān)系，為什么具備多樣性的區(qū)域反而不穩(wěn)定，易受干預(yù)而變化、退化，進而論證生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的最佳空間尺度；4）研究全國與當(dāng)前生態(tài)功能區(qū)、自然區(qū)劃相適應(yīng)的自然地理界面層次體系及劃分標準.

5.4 山地綜合自然地理研究與平原、海洋、臺地、高原比較，山地具有最大的表面積，是地質(zhì)、地貌、氣候、水文、植被、動物、土壤等自然要素在平面投影面積上最密集的區(qū)域，具有物種多樣性、群落多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性、景觀多樣性、自然地帶多樣性（垂直、經(jīng)度、緯度、坡向、非地帶等）、地貌類型多樣性、自然地理區(qū)域類型多樣性等特點，具有綜合自然地理結(jié)構(gòu)復(fù)雜、自然地理界面交叉、自然過程多變、自然要素相互作用緊密、空間層次與格局多態(tài)等復(fù)合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能.較能全面體現(xiàn)綜合自然地理的本質(zhì)特征，是綜合自然地理研究理想之地.當(dāng)前還有許多神秘的大自然之謎等待我們?nèi)ソ沂荆?4］.

其次，從自然地理因素性質(zhì)形成的聯(lián)系上看，地理位置、地貌、氣候、水文、植被、動物、土壤具有一定順序聯(lián)系規(guī)律.即前面因素的組合或共同作用決定后一個自然因素的性質(zhì)，而不是相反，或者說，前面的自然要素及其組合對后面因素的影響和作用大于后面因素對前面因素的作用.例如，位置和地貌一確定，就決定氣候條件，而位置、地貌、氣候一確定就決定水文狀態(tài)，而上述的聯(lián)合又決定植被類型、植物分布，接著又決定動物的種類和生境，而上述綜合因素疊加，又決定土壤性質(zhì)和類型.這種排列顯示，前者主導(dǎo)后者，而后者主導(dǎo)不了前者.山地以特定的地貌條件（包括海拔高度、地質(zhì)、坡度、坡向等），對氣象氣侯、水文（包括河流特征、水文過程、水土運動等）、植被、動物、土壤等性質(zhì)起著關(guān)鍵的作用，在許多自然過程中，山地對平原的影響大于平原對山地的影響，如洪水、水土流失、泥石流、滑坡等自然災(zāi)害［21］.人類在建設(shè)山地生態(tài)屏障上，需要抓住主要矛盾，明確各自然因素的角色和相互作用的聯(lián)系與差異，才能有的放矢，事半功倍.

6 如何突破方法與技術(shù)的桎梏

6.1 大數(shù)據(jù)的收集與儲存大數(shù)據(jù)是綜合研究的基礎(chǔ)，對全球、全國和眾多區(qū)域的自然地理要素的數(shù)據(jù)，臺站觀測數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)，隨機采集數(shù)據(jù)，分散數(shù)據(jù)，多學(xué)科獲得的數(shù)據(jù)，生產(chǎn)過程中獲得的各類數(shù)據(jù)等，盡可能地收集、儲存，作為綜合分析的數(shù)據(jù)源.就我國而言，目前遍布全國的與自然地理有關(guān)的專業(yè)觀測臺站就很多，除歷史較長的氣象站、水文站外，近幾十年來新建的生態(tài)站、森林站、草原站、地下水觀測站、水土流失、大氣污染、水質(zhì)監(jiān)測、土壤調(diào)查、地質(zhì)災(zāi)害、地面沉降、海洋調(diào)查、岸線調(diào)查、遙感監(jiān)測等，完全可以形成較系統(tǒng)的、豐富的自然地理數(shù)據(jù)庫.若再加上各地?zé)o數(shù)的不定期采集的調(diào)查數(shù)據(jù)，化零為整，則更可提供大數(shù)據(jù)計算的基礎(chǔ).當(dāng)前的問題是數(shù)據(jù)為不同部門所占據(jù)，小庫或無大庫收集，或大庫集中不了眾多小庫.因此，有大庫而缺數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢得不到發(fā)揮.對于綜合自然地理系統(tǒng)來說，數(shù)據(jù)越多，信息量越大，系統(tǒng)的不確定性就越少，能得出有序有規(guī)律的結(jié)果的機會就越大.可以說，大數(shù)據(jù)是尋找自然地理復(fù)雜系統(tǒng)有序性之源.整合自然地理數(shù)據(jù)資源，是自然地理綜合研究上新臺階的第一道必須攻克的關(guān)卡.

6.2 云計算的運用在大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，運用云計算，實現(xiàn)無數(shù)零散、孤立、無規(guī)則、無聯(lián)系、非線性、隨機、混亂數(shù)據(jù)的相互聯(lián)系、相關(guān)關(guān)系、相互作用分析，從雜亂中找出規(guī)律，從分散孤立中找出聯(lián)系，從混沌中找出清晰，從無序中尋找有序，從不確定中找出確定，從眾多因素中找出主導(dǎo)因素.凡此等等，將貌似隱藏很深、看得著卻摸不清的自然過程和規(guī)律揭示出來.就是說，零散、孤立、隨機、小樣本采集的數(shù)據(jù)，很難揭示自然地理過程的性質(zhì)和規(guī)律，只有運用現(xiàn)代云計算，才能處理巨量的分散、表面不相關(guān)的數(shù)據(jù)隱含的有用信息，揭示茫茫大海中的規(guī)律，看清混沌世界中的清晰圖像.

6.3 多學(xué)科合作是創(chuàng)新綜合自然地理學(xué)的必由之路自然地理學(xué)作為一門綜合性學(xué)科，不是部門學(xué)科的拼盤和簡單匯總，而是要在部門學(xué)科之上進行更高層次的分析，探索新規(guī)律，確定系統(tǒng)綜合的新結(jié)構(gòu)、新功能、新運動形態(tài).因此，既要有較廣博的知識和扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，又要掌握現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)的新理論、新思維，更要學(xué)習(xí)現(xiàn)代新發(fā)展起來的新定量分析方法，在許多情況下往往非個人或單一學(xué)科的研究人員所勝任.因此，除了自然地理學(xué)人才相互合作，聯(lián)合攻關(guān)外，應(yīng)該虛心向非自然地理學(xué)的其他多學(xué)科學(xué)習(xí)（特別是大數(shù)據(jù)、云計算等），爭取他們的幫助、傳授和合作，取長補短，讓當(dāng)代最新的科學(xué)成果、理論和方法、技術(shù)進入自然地理研究領(lǐng)域，提升自然地理學(xué)綜合研究的水平.