（二）地理学的学科基本特性

成熟的学科表现在其理论、方法和技术体系的完善程度，还表现在学科基本问题的独特性和系统性。地理学的基本问题是基于学科基本特点而存在的。

1.地理格局与地理空间特征的探索是地理学研究的主要特点

地理格局是地理现象在区域和空间结构上的表现。地理格局是变化的，包含着地理要素相互作用的丰富内涵，因此地理格局是十分重要的地理特征。在经典地理学研究中，对地理格局的研究有两个特点：其一，针对地理单要素的空间分布与空间结构的划分，如气候区划、植被区划、土壤区划等。其二，力图理解地理区域与地理空间的稳定状态。一般而言，用地理要素多年平均值表达一个特定区域的地理要素的空间分异特征。经典地理学格局研究建立了一系列区域研究的标准、规范，为认识地理区域特征提供了扎实的基础。随着科学研究的深入，人们发现自然界在不同时间尺度上格局变化呈现出多周期的复杂变化特征，尤其是在人类活动的胁迫之下，地理格局的演化表现出强烈的非线性的趋势性变化特征。事实上，地理格局处在不断的变动状态中，当今地理学研究的目标一方面是研究稳定的地理格局特征，另一方面是捕捉地理格局变化的规律，而不是简单地通过多年观测数值的平均化而忽略那些格局变化的高频特征。

从静态到动态的格局研究是地理学格局研究的发展趋势，也是学科发展的必然需求。这方面已经取得了一些成就，如史培军等利用1961～2010年气温和降水量的变化趋势值、波动特征值定量识别了中国气候变化的格局特征，并结合中国地形特点，以县级行政区划为单元，实现了中国气候变化区域划分（史培军等，2014）。但是，基于地理多要素和地理系统的格局研究尚显不足，其原因在于科学界尚未找到有效的划分地理多要素相互作用的研究方法，实际上区域系统综合研究方法尚不成熟。同样，也未找到地理系统的表达方式，这是地理学面对的严峻挑战之一。

2.地理学研究的核心是探索地理时空过程

地理过程是随时间和空间变化的地理格局（蔡运龙等，2011；李双成，2013）。地理过程是地理学研究的核心内容，是解释地理格局的基础，是理解地理机制的关键，是实现地理服务的前提。

从地理学视角可将地理过程分为时间过程与空间过程，针对地理要素的行为方式可分为物理过程、化学过程、生物过程与人文过程。地理过程研究是将地理要素的物理、化学、生物和人文变化结果，或多要素、多过程相互作用的结果映射到时间、空间维度上，实现对陆地表层要素行为方式的地理学解释。反之，可以从陆地表层要素的物理、化学、生物和人文过程理解地理格局、地理过程的形成机制。

空间现象的描述是地理学研究的基础。地理过程研究的本质是认识地理要素如何相互作用与相互影响，揭示地理现象时空演变规律。众所周知，地理现象纷繁多样，在开展过程研究时，从以描述地理特征为目的，到强调以服务社会为目的。这一目标的转变给地理过程研究带来了两方面的深刻影响。其一，从以单要素为重点的地理过程研究向以多要素相互作用为主体的研究转变。随着多要素相互作用研究的深化以及对陆地表层系统耦合方式和集成方法的拓展，地理系统的研究将被提到日程上来。其二，从地理学意义上，地理现象的时空变异规律是永恒的研究主题。在时间上更加强调理解地理对象的变化幅度、周期和频率，在空间上更加强调理解地理对象的空间变化梯度、尺度效应以及区际联系。回顾地理学近半个世纪的发展历程，过程研究是地理学最为辉煌的篇章。

3.地理过程驱动机制是理解地理规律的重要基础

对于发生在陆地表层的自然和人文现象的时空格局及变化过程，均受自然内营力、自然外营力和人类活动的驱动（图1-2）。由于传统地理学研究的时间尺度集中在千年、百年和年季尺度，空间尺度集中在地方和区域尺度，长期以来地表格局与过程研究以外动力解析为主，进而理解陆地表层水、土、气、生和人的行为，以及各要素的相互作用关系。随着地理学研究时空尺度的拓展，地球内动力对地表过程的影响成为认识地表过程不可缺少的动力因素，对地表过程的认识迫切需要从岩石性质、构造运动等方面加以理解。地理机制研究逐渐从单一外动力源向内外动力源转变，为解释地理过程的驱动机制创造更加合理、科学的逻辑基础。人类社会进入工业化以来，人类活动对地表状态、变化过程的影响越来越大，已经成为陆地表层变化过程的又一新的动力源。今天的人类活动已经成为与地球内动力和地球外动力同等重要的改造地表过程的强大营力之一。由于地球内动力、外动力和人类活动驱动力的作用范围、作用强度、作用方式、作用时间/空间尺度存在着明显的差异，针对不同的地表过程，从特定的角度研究和理解动力学机制是地理学发展的时代需求。地球内动力、地球外动力和人类活动驱动力存在复杂的叠加效应，使得地表状态和变化过程更加复杂，因而科学理解陆地表层的动力驱动方式是认识陆地表层变化规律的科学基础。

4.三维解译的地理学科问题

理解学科问题是学科发展的基础，解决学科问题是学科进步的标志。地理学作为一门区域特色明显、对象结构复杂、尺度变异多样的学科，形成了特有的学科问题体系。从研究对象上看，有侧重地理环境的“单要素”，有侧重相互作用的“多要素”，有侧重陆地表层系统的“全要素”。从研究尺度上看，有侧重分子水平、地方、年季的小尺度研究，有侧重自然和人文个体水平、区域、十年至百年的中尺度研究，有侧重陆地表层不同复杂程度的区域、全球、千年至万年的大尺度研究。从学科问题上看，地理学基础问题是陆地表层的格局特征，地理学核心问题是陆地表层的时空过程，地理学本质问题是陆地表层演化的动力机制。

地理对象、地理问题和地理尺度从三个维度构成了地理学科问题体系（图1-3）。回顾以往的研究发现，陆地表层单要素研究、地理格局研究取得了突出的成就，针对这些研究建立了系统的技术和方法体系。自20世纪80年代以来，针对陆地表层多要素研究和地理过程的研究取得了显著的研究成绩。自2010年以来，地理学尝试开展陆地表层系统的研究，引入系统科学的思维，逐渐形成陆地表层多要素研究的观测体系和研究思路，并开始进行良好的科学实践。