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以学科群整体提升为代表的科学进步对地理学提出了新要求。社会精细化、多层次的社会需求对地理学提出了新期待。新时代创造的新环境驱使地理学发生了新变化，面对这些新情势，如何认知当今地理学的学科发展能力、社会服务能力以及对相邻学科发展的带动能力是当今地理学家无法回避的新问题。
与其他学科有所不同，地理学的核心任务之一是理解、表达地理空间的差异特征，即地域分异规律，因而形成了地理学的区域性学科特征。传统地理学通过对长时间序列的观察和推演，归纳总结陆地表层环境要素的变化幅度、变化节律，形成对区域特征的宏观认识，并基于不同的区域原则，为人类认识陆地表层自然要素、人文要素以及多要素综合特征提供基础，形成刻画陆地表层“稳态”特征的方法体系。随着人类活动的强度、范围和方式的不断增强与扩展，陆地表层环境的“稳态”变得越来越脆弱。全球变化概念的提出以及大量的研究成果表明，陆地表层环境变化在人类活动影响下出现了单调的演化趋势（图2-1）。认识变化的趋势、速度，理解陆地表层环境要素演化的驱动关系、演进模式成为地理学研究的新课题。
图2-1 人类活动影响下单调的陆地表层环境变化演化趋势（Hansen et al.，2010）
地理区域是由陆地表层环境要素和人文要素组成的复杂综合体，多年来地理学家力求从综合的角度认识和理解地理区域形成、变化的内在机制，基于这一基本任务形成了地理学综合性的特征。所谓地理综合特指在地理区域中多种环境要素相互作用下形成的区域整体特征，并在此基础上认识其变化规律。传统地理学在认识区域地理要素的基础上，进行环境要素的机械叠加，通过罗列区域多要素进行区域综合特征的表达（宋长青和冷疏影，2005）。然而，这种对地理要素的简单罗列并不能表达地理综合的真实特征，在很大程度上忽略了要素的内在关联和相互作用关系。因而，现有的区域综合性研究在区域要素之间的作用关系、区域整体结构的形成演化，以及区域综合特征的整体表达等方面尚存在着明显的不足。
作为地理学研究的对象，陆地表层是由多尺度、多结构、多过程构成的自然—社会系统（钱学森等，1990；吴传钧，1991；黄秉维，1996）。但是，近代地理学沿袭了自然科学研究“还原论”经典的思维逻辑，将陆地表层相互作用的要素逐级分解进行研究，并形成对地理环境要素时、空格局和变化规律的总体认识，对地理系统的认识通常局限于区域多要素的罗列和叠加，对地理结构的层级、物质和能量关系研究尚未找到更好的办法。当今的研究发现，陆地表层是一个动态变化、非线性特征明显、空间相互作用显著、时间紧密连续的复杂系统。完全采用“还原论”的思维和方法体系无法准确理解地理事实。建立系统思维、从“整体论”逻辑出发、引入复杂性科学的概念是解译地理系统的最优选择。