不斷增長的消耗、人口移動(dòng)以及氣候變化正改變地球表層，為科學(xué)家和決策者們創(chuàng)造了許多需要努力了解與解決的挑戰(zhàn)。然而，這一變化的時(shí)代也為地理創(chuàng)新提供了機(jī)會(huì)。近年來，飛速發(fā)展的跨學(xué)科科學(xué)界已經(jīng)提出新的地理概念、工具和技術(shù)，以提高對(duì)以下研究方向的理解：環(huán)境變化，可持續(xù)發(fā)展、全球化和人口動(dòng)態(tài)。因此，地理思路和信息正越來越成為科學(xué)、規(guī)劃、環(huán)境管理和和政策制定的核心。動(dòng)態(tài)地圖和地表影像已經(jīng)為應(yīng)急事件管理者、交通工作人員和城市規(guī)劃者提供了基本工具。新型用戶友好型地理技術(shù)，如：全球定位系統(tǒng)（GPS）工具和在線地圖正成為日常生活的一部分。

　　21世紀(jì)面臨的許多核心挑戰(zhàn)與人口移動(dòng)、自然資源枯竭以及氣候變化引起的地貌空間結(jié)構(gòu)和特征變化、地表環(huán)境因素變化緊密相關(guān)。地理科學(xué)研究有潛力為監(jiān)測、分析和應(yīng)對(duì)這些變化的努力做出極大貢獻(xiàn)。在過去20年中，技術(shù)發(fā)展和研究重點(diǎn)方向的變化激發(fā)出地理科學(xué)的快速成長。除了地理學(xué)本身，經(jīng)濟(jì)學(xué)家、生物學(xué)家、流行病專家、地質(zhì)學(xué)家、計(jì)算機(jī)科學(xué)家和其他學(xué)者為地理科學(xué)做出了貢獻(xiàn)―都在研究著人與自然的關(guān)系，以及影響地球環(huán)境演變的物質(zhì)、能源、人口資本、和信息等的流動(dòng)。

　　像遙感系統(tǒng)這樣的新技術(shù)加強(qiáng)了高分辨率、近實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的利用，地理信息系統(tǒng)（GIS）、GPS和地理空間信息可視化技術(shù)促進(jìn)了地理數(shù)據(jù)的處理、分析和表達(dá)。這些技術(shù)應(yīng)用于工作與日常生活中并對(duì)信息管理、政府治理、商業(yè)管理和旅游業(yè)有著深遠(yuǎn)的意義。同時(shí)，關(guān)于對(duì)人類對(duì)環(huán)境的改變、全球化影響、資源枯竭和環(huán)境可持續(xù)性方面日益增長的關(guān)注，極大地喚起了在氣候變化、土地變化、水域生態(tài)恢復(fù)、人口遷移、全球貧富差距和地緣政治沖突方面的興趣。對(duì)上述現(xiàn)象開展調(diào)查能夠受益于地理科學(xué)研究。

　　盡管地理科學(xué)最近進(jìn)展的潛力很大，但是，為了了解21世紀(jì)的地球表面的變化，我們還有很多事情要做。地表正經(jīng)歷著不斷地自然系統(tǒng)和人類社會(huì)的變化，但近幾十年來，人類活動(dòng)造成的變化在速度和程度上已經(jīng)達(dá)到了前所未有的程度。這種地球表面正在發(fā)生的大規(guī)模及迅速的變化，為思考地理科學(xué)戰(zhàn)略研究方向提供了一個(gè)符合邏輯的新起點(diǎn)，以了解地表如何變化為目標(biāo)，研究這些變化在何處、為什么、和變化率，以及這些變化將產(chǎn)生的后果等問題。

　　報(bào)告涉及范圍與目的

　　應(yīng)美國國家科學(xué)基金會(huì)（NSF）、美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）、美國國家地理學(xué)會(huì)（NGC）、美國地理學(xué)協(xié)會(huì)（AAG）的要求，美國國家科學(xué)院組建了一個(gè)委員會(huì)，目的為了確定在未來10年地理科學(xué)如何通過研究項(xiàng)目提高對(duì)21世紀(jì)前期地球面臨的主要問題的理解，以對(duì)科學(xué)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步做出最大貢獻(xiàn)。

　　一個(gè)專門委員會(huì)將制定一份關(guān)于地理科學(xué)方面與社會(huì)需求相關(guān)的、高優(yōu)先級(jí)研究問題最后清單。這些問題將被清晰地、令人信服地表述，以文本和圖表的方式歸納最新研究進(jìn)展并提出未來挑戰(zhàn)。

　　委員會(huì)主要關(guān)注影響地球表面人類社會(huì)和自然特性的深刻改變，并考慮地理科學(xué)如何有助于理解和應(yīng)對(duì)這些改變。遵照章程，委員會(huì)制定了11個(gè)高優(yōu)先級(jí)的研究方向，這些方向有明確的社會(huì)意義、涉及地理科學(xué)的核心概念、與更大型科學(xué)團(tuán)體研究方向相關(guān)、很可能在未來5到10年取得進(jìn)展、并且能夠利用現(xiàn)有的或未來幾年可能使用的方法與數(shù)據(jù)源進(jìn)行調(diào)研。

　　委員會(huì)向擴(kuò)大的地理科學(xué)界進(jìn)行了咨詢，以確定優(yōu)先研究領(lǐng)域、方法、技能、數(shù)據(jù)以及必要的基礎(chǔ)設(shè)施預(yù)研。在得到戰(zhàn)略方向研究問題后，委員會(huì)概括了每個(gè)問題的社會(huì)意義，討論了地理科學(xué)對(duì)此的貢獻(xiàn)，并決定未來的工作將可能產(chǎn)生的新見解。

　　戰(zhàn)略方向

　　地理科學(xué)有潛力提升對(duì)地球表面變化理解程度并展現(xiàn)其成因，能夠提出深入理解這些變化的影響，可以推動(dòng)應(yīng)對(duì)這些變化的高效戰(zhàn)略的開發(fā)并便于為全球變化的屬性提供文件記載及形象展示性匯總。戰(zhàn)略方向推出的程序反映從環(huán)境變化和可持續(xù)性總體問題逐步轉(zhuǎn)向具體的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、地緣政治、和技術(shù)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型。

　　如何理解和應(yīng)對(duì)環(huán)境變化

　　1.我們?nèi)绾胃淖兊厍虮砻娴淖匀画h(huán)境？

　　2.我們?cè)鯓幼詈玫乇Ｗo(hù)生物多樣性和保護(hù)瀕危生態(tài)系統(tǒng)？

　　3.氣候和其他環(huán)境變化如何影響人類環(huán)境耦合系統(tǒng)的脆弱性？

　　不斷增長的人口數(shù)量、城市化、工業(yè)化和氣候變化改變了地球表面并損耗了自然資源。盡管以前的研究文獻(xiàn)已經(jīng)展示了氣候變化、土壤侵蝕、棲息地消失、水資源惡化等，人類在這些變化中的作用往往不被充分理解，阻礙了預(yù)測未來變化規(guī)模與時(shí)機(jī)的能力。地理科學(xué)家使用古生物數(shù)據(jù)，如樹的年輪和花粉化石數(shù)據(jù)，正進(jìn)行長期的環(huán)境歷史開發(fā)重建，來了解氣候變化和地球自然系統(tǒng)隨時(shí)間產(chǎn)生的變異。地理科學(xué)家正使用GIS、遙感和地理空間可視化來分析時(shí)間推移自然過程和空間模式變化，并找出自然和人類對(duì)環(huán)境變化做出的相對(duì)貢獻(xiàn)。更完整地了解地球表面的自然和人類變化、物種分布、基因多元化和不同生態(tài)系統(tǒng)的各種脆弱性將對(duì)環(huán)境科學(xué)、災(zāi)害管理、生態(tài)恢復(fù)非常必要，并且能夠提供促進(jìn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的政策指導(dǎo)。

　　如何促進(jìn)可持續(xù)性

　　4.未來100億人口將怎樣以及在何處生存？

　　5.未來10年及以后，我們將如何可持續(xù)地養(yǎng)活每個(gè)人？

　　6.未來居住地分布將如何影響我們的健康?

　　到2050年，地球人口預(yù)計(jì)達(dá)到最高80億到120億之間，大多數(shù)人口增長在城市地區(qū)。許多城市將難以適應(yīng)迅速增長的人口，城市向農(nóng)村地區(qū)的擴(kuò)張將會(huì)改變生物地球化學(xué)循環(huán)、水文系統(tǒng)、氣候、野生動(dòng)物棲息地和生物多樣性。人口地理分布改變的研究，塑造不同安居形式的過程和面臨一個(gè)增長的城市化人口的可持續(xù)性挑戰(zhàn)，對(duì)理解一個(gè)更加擁擠的世界所面臨的挑戰(zhàn)至關(guān)重要。確保養(yǎng)活地球上擴(kuò)張人口的食物資源將是其中的挑戰(zhàn)之一。饑餓不是由于全球糧食短缺造成，而是由不平衡的地理分布和效率低下或不公平的糧食分配系統(tǒng)造成。為滿足喂養(yǎng)100億人的挑戰(zhàn)，需要更好理解農(nóng)業(yè)產(chǎn)量、分銷系統(tǒng)和食品消費(fèi)偏好變化方面的地理學(xué)影響。享有醫(yī)療保健服務(wù)也將被擴(kuò)張并不斷增長的移動(dòng)人口問題延伸，疾病治療與預(yù)防標(biāo)準(zhǔn)將根據(jù)地區(qū)而變化。通過利用空間分析、GIS和疾病傳播的空間分布模型，地理科學(xué)可以促進(jìn)對(duì)全球化、人口遷徙、環(huán)境狀態(tài)、土地使用、經(jīng)濟(jì)以及政府政策對(duì)健康衛(wèi)生和傳染病傳播影響的理解。對(duì)人民生活中疾病和健康保健方式的分析研究是了解疾病行為及不同人群健康脆弱性的基礎(chǔ)。

　　如何認(rèn)識(shí)和適應(yīng)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)空間結(jié)構(gòu)的迅速改變

　　7.人口、物品和想法的移動(dòng)變化如何改變世界？

　　8.經(jīng)濟(jì)全球化如何影響貧富差距？

　　9.地緣政治轉(zhuǎn)移如何影響地區(qū)和平與穩(wěn)定？

　　從人口遷徙到物流，在過去幾十年中，增長的全球移動(dòng)性影響著交通、通訊、經(jīng)濟(jì)乃至政治沖突的模式。迫切需要了解以下問題的原因與后果，如：移動(dòng)性增長，地區(qū)間移動(dòng)性區(qū)別以及通過深度評(píng)估在各個(gè)地方的發(fā)展和廣泛使用GIS和地理空間信息在虛擬（如因特網(wǎng)和其他媒體）與現(xiàn)實(shí)移動(dòng)性進(jìn)行關(guān)聯(lián)。全球化也加劇了很多地方的經(jīng)濟(jì)差距，提升了對(duì)貧困和社會(huì)動(dòng)蕩的關(guān)注。地理科學(xué)研究對(duì)貧富不均衡分布模式的闡明以及在不同空間尺度產(chǎn)生這些空間分布模式的過程可以增進(jìn)我們了解不斷變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境對(duì)貧富不均衡產(chǎn)生的影響，也能清楚地揭示出貧困和消費(fèi)模式之間的聯(lián)系。二戰(zhàn)后形成的地緣政治框架，造成了崩潰的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)動(dòng)蕩，提升了地理科學(xué)在以下領(lǐng)域的研究需求：關(guān)于有影響力政府和組織的領(lǐng)土管理內(nèi)容、邊界變化產(chǎn)生的意義以及資源缺乏產(chǎn)生的沖突。

　　如何利用技術(shù)變革改善社會(huì)與環(huán)境

　　10.我們?nèi)绾胃玫挠^察、分析并可視化變化中的世界?

　　11.公民制圖和為公民制圖的社會(huì)影響是什么？

　　自古以來，對(duì)地觀測、制圖和地球表面展示表達(dá)是構(gòu)成地理科學(xué)研究整體的組成部分，并繼續(xù)成為當(dāng)今現(xiàn)代地理科學(xué)的核心內(nèi)容。網(wǎng)站上提供的地理信息已經(jīng)成為日常生活的一個(gè)重要部分，賦予公民制圖的來源和內(nèi)容，但是地理信息的爆炸引發(fā)了對(duì)個(gè)人隱私的極度擔(dān)憂。地理工具及觀測技術(shù)、分析、變化可視化等的最新進(jìn)展塑造的人類與地球表面自然特性，將對(duì)回答本報(bào)告研究問題和發(fā)展地理科學(xué)至關(guān)重要。然而，新的方法途徑需要利用非專業(yè)人士的能力和意愿來提供地理信息并保護(hù)他們的隱私。

　　勇往直前

　　本報(bào)告的11個(gè)戰(zhàn)略方向說明了地理科學(xué)有著巨大潛力來應(yīng)對(duì)21世紀(jì)初科學(xué)與社會(huì)面臨的首要挑戰(zhàn)。鑒于目前全球空間變化轉(zhuǎn)型的程度與規(guī)模，必須了解為什么變化會(huì)發(fā)生在某些特定地方。雖然近年來地理研究已經(jīng)取得了快速進(jìn)展，但是前進(jìn)過程中需要努力擴(kuò)大地理科學(xué)研究范圍和方向。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)將需要加強(qiáng)研究基礎(chǔ)設(shè)施、培訓(xùn)及外聯(lián)工作。例如，迄今為止大多數(shù)的地理科學(xué)進(jìn)展是來自獨(dú)立研究創(chuàng)新的成果，但是為了應(yīng)對(duì)21世紀(jì)面臨的許多挑戰(zhàn)，需要研究人員與不同領(lǐng)域的專業(yè)人才進(jìn)行大規(guī)模合作。培養(yǎng)下一代地理科學(xué)家需要建立一個(gè)更新的課程體系來促進(jìn)地理認(rèn)知、空間思考與地理研究技能，并且要指導(dǎo)學(xué)生如何使用最先進(jìn)的技術(shù)。為了為決策者、管理人員、媒體傳播和地理科學(xué)涉及的信息內(nèi)容，外聯(lián)工作是必須的，并且它可以加強(qiáng)地理科學(xué)群體與一般公眾的聯(lián)系。委員會(huì)認(rèn)為，本報(bào)告所列的研究重點(diǎn)將引領(lǐng)日益復(fù)雜、組織嚴(yán)密、功能強(qiáng)大的地理科學(xué)，這將成為廣泛科學(xué)研究的基礎(chǔ)，為決策者提供信息，使公民理解和評(píng)價(jià)在日常生活中發(fā)揮著越來越重要作用的地理科學(xué)技術(shù)。

　　來源： http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=12860

　?。ㄍ趸幾g，殷永元審核）