地理學中自然與人文耦合的挑戰(zhàn)與前景

葉 超

（華東師范大學 地理科學學院，上海 200241）

1 地理學中自然與人文耦合的挑戰(zhàn)

在地理學中，自然地理與人文地理的關系一直是爭論不休的話題（Kesteloot and Bagnoli, 2021）。倡導二者是對立關系的論調(diào)被視為二元論。二元論的形成既有特定的時代和社會根源，也與不同地理學家對地理學學科屬性和身份認知的偏差有關。在地理學思想演化的進程中，自然與人文、區(qū)域與系統(tǒng)等二元論其實已被否定和拋棄（葉超 等，2012）。但在現(xiàn)實中，二元論仍然存在，在有些情境下甚至愈演愈烈。隨著技術和社會的快速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)（GIS）或信息地理學發(fā)展壯大，現(xiàn)今地理學已形成了自然、人文與信息地理三足鼎立的態(tài)勢，但三者之間的關系也趨于復雜。一般而言，自然地理屬于自然科學；人文地理研究相對復雜，它可以運用自然科學的方法，但就其內(nèi)容來講主要涉及社會科學，同時與人文科學交叉；而信息地理學則有明顯的技術主導特征。在不同的學術和社會環(huán)境中，學科屬性問題也經(jīng)常引發(fā)爭議。但是，無論從科學發(fā)展的大趨勢還是現(xiàn)實問題的復雜性來看，學科之間的交叉融合都是必由之路。面對復雜纏繞的人地關系問題，地理學內(nèi)部則更需要摒棄偏見，先實現(xiàn)自然（包括GIS）與人文的耦合?？朔摲浅χΓm然存在巨大的挑戰(zhàn)，但是自然與人文的耦合前景仍然值得期待。

1.1 自然與人文的方法論交叉面臨挑戰(zhàn)

進入人類世以后，自然和人文問題愈發(fā)交織在一起，人文或社會要素對自然界的影響越來越大（Crutzen and Stoermer, 2000; Ellis, 2018）。傳統(tǒng)的自然地理問題如氣候變化、海平面上升、洪澇災害等，都受到明顯的人為因素影響，而且自然現(xiàn)象引發(fā)的社會后果或效應也變得更加顯著。如在環(huán)境污染和碳排放方面，PM2.5導致環(huán)境污染等問題，涉及到自然環(huán)境變化和人為活動，后者甚至是主要影響因素（Yang et al., 2018）。人地關系變得越來越復雜，僅僅依靠單一學科無法解決現(xiàn)有問題，必然需要自然與人文的耦合研究。在方法論層面，自計量革命后，人文地理和自然地理都廣泛采用計量方法。但計量方法或實證主義的方法論并非地理學發(fā)展的萬能鑰匙，因為現(xiàn)實問題無法被數(shù)學模型完全和精準刻畫（葉超 等，2012），所以主流地理學在20 世紀70 年代后走向了多元主義方法論。中國與歐美國家在地理學思想與方法論發(fā)展上存在很大差距（葉超 等，2010）。目前的中國地理學仍以實證主義為主導，強調(diào)對客觀事實的觀察、量化分析和建模，中國地理學期刊發(fā)表的文章大部分也是以實證主義為導向，結構主義、人文主義和后現(xiàn)代主義等范式或方法論的探討缺乏，系統(tǒng)性的論著則更為缺乏，用思想貧乏形容亦不為過。在變動的社會現(xiàn)實問題和哲學思潮驅動之下，西方人文地理學范式和方法更為多元，除了傳統(tǒng)的結構主義、人文主義和后現(xiàn)代主義地理學，后結構、新經(jīng)濟地理、關系地理學、超越人類的地理學等思潮也不斷涌現(xiàn)。盡管國內(nèi)自然、人文與信息地理的同行在大學經(jīng)常是在一個學院內(nèi)，但在方法論上存在分歧甚至偏見，導致缺乏交融。相比而言，國際學術界更倡導和注重自然、人文與技術的綜合研究，采用更多元的方法論理解地球系統(tǒng)與人類活動的相互影響。中國地理學在方法論層面需要更多地面向重大理論或現(xiàn)實問題的多元化、跨學科的探索和研究。實現(xiàn)自然與人文的平衡與協(xié)調(diào)發(fā)展至關重要，否則，三大支柱任何一個受損都將危及整個地理學大廈。

1.2 數(shù)據(jù)、技術與社會的融合面臨挑戰(zhàn)

在地理研究中，盡管自然地理學和人文地理學使用不同類型的數(shù)據(jù)和方法，但大數(shù)據(jù)時代的趨勢是整合遙感、地理信息系統(tǒng)、社會調(diào)查等多源數(shù)據(jù)和方法，并采用人工智能（AI）、機器學習等先進技術手段進行綜合分析。智能化使傳統(tǒng)的地理方法和技術不得不革新，人文地理中涉及到許多不可量化的因素，例如文化、歷史、社會價值觀等，在數(shù)據(jù)層面存在缺失、不連續(xù)、更新不及時、數(shù)據(jù)限制等問題，也是自然與人文耦合的一大挑戰(zhàn)（Li et al., 2023）。此外，如何建立自然與人文領域之間的有機鏈接也是一個問題。在面對和處理自然災害如洪澇災害時，數(shù)據(jù)、技術及社會決策的交融就顯得尤為關鍵。例如，在2021年7月20日河南鄭州的洪澇災害中，雖然氣象局已經(jīng)預報了降雨量將超過100 mm，但發(fā)出的預警沒有引起足夠重視，加之實際降雨量超過200 mm，以及對災害的應急治理機制缺乏，導致一系列災難性后果的發(fā)生，這一事件也凸顯出數(shù)據(jù)、技術和社會治理融合方面的短板。新興技術的發(fā)展提供了更強大的數(shù)據(jù)處理和預測能力，AI可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進行機器學習，超越傳統(tǒng)天氣預報的準確度，并被采用到天氣預報中（Lam et al., 2023）。大數(shù)據(jù)和技術的整合必須被考慮，并與人文社會因素緊密結合起來。如洪澇災害不僅涉及科學的氣象預報預警問題，還涉及到治理能力和公眾、企業(yè)等多元主體的社會響應，綜合性知識和方法論的缺失易導致治理陷入困境（羅燊 等，2023）。在應對突發(fā)性災害時，如洪水和極端降雨等，一張集成自然與社會信息的實時數(shù)字地圖在災害治理和救援方面具有至關重要的作用。數(shù)據(jù)、技術、社會或人文等方面需要更深入的交叉融合，以提高治理效能。如何有效地整合數(shù)據(jù)、技術與社會信息，使其能夠更好地服務于社會治理和災害預防，涉及到地理學與多個領域的協(xié)同合作，需要在技術、社會科學和自然科學之間建立更為緊密的鏈接。

1.3 地理與治理的交融面臨挑戰(zhàn)

地理學在決策中發(fā)揮著重要作用（傅伯杰，2017）。決策受到多方面因素的影響，包括動機、情感、價值觀、文化、政策等（Li et al., 2023）。這一過程涉及個體、社會和自然環(huán)境的復雜相互作用，有時很難量化。但決策行為只是治理的一環(huán)，整體的治理需要跨多個學科領域，如政治學、經(jīng)濟學、管理學、生態(tài)學與環(huán)境科學等，實現(xiàn)自然與人文的耦合研究（Ye et al., 2022）。對地理學這門具有學術性和經(jīng)世致用雙重特性的學科而言，超越學科界限，打破傳統(tǒng)的學科壁壘不僅是為了學術本身，更是為了積極參與并提升治理能力。治理過程涉及到許多難以量化的因素，而人文地理在解釋那些難以量化的部分上發(fā)揮著關鍵作用。媒體宣傳、信息來源對治理產(chǎn)生重要影響，個體行為在很大程度上受到教育、文化以及環(huán)境等多種因素影響。面對前所未有的治理難題，地理學如何有效參與治理并發(fā)展出治理的新范式，是學術和實踐層面迫切需要應對的重大挑戰(zhàn)。為了更好地應對這一挑戰(zhàn)，需要在自然和人文之間建立更為緊密的聯(lián)系，超越學科界限，進行跨學科的交流和融合。一個經(jīng)典的例子是，在模擬氣候政策對氣候變化的影響時，采用社會-氣候模型，將人文社會因素納入模型，涉及心理學、經(jīng)濟學、社會學、法律、政治學和工程學等多學科，充分體現(xiàn)了人文與自然的耦合（Moore et al.,2022）。

1.4 學科評價上重理輕文的挑戰(zhàn)

國內(nèi)目前還是理科主導的評價體系，人文地理學在學科認同、科研經(jīng)費、人才選拔等方面處于很大的弱勢地位。盡管人文地理在解決社會經(jīng)濟發(fā)展問題中具有優(yōu)勢且貢獻甚多，但在當前的評價機制下，人文地理面臨著極大的發(fā)展困境。因為學科差異，即使付出更多努力，人文地理學者也難以企及自然科學評價體系下發(fā)表Nature、Science及獲得國家科技獎等流行的“卓越”或“一流”標準，致使學科地位也陷入惡性循環(huán)。在無法改變或扭轉現(xiàn)行評價機制的情況下，應對和解決這一難題的關鍵在于地理學共同體內(nèi)部或大學應有一個平衡協(xié)調(diào)機制或策略，轉向一個更多元、包容的科學范式。正如前文所述，自然、人文與信息三大子學科任何一個出現(xiàn)短板，損傷的都將是整體學科，而只有三者形成地理學的合力，才能面對地理學與其他學科的嚴酷競爭。一個沒有人文內(nèi)容的地理學是缺失的，一個人文薄弱的地理學是短腿的。自然地理學家也認為，自然地理與人文地理的交叉衍生了很多新的學科（陳發(fā)虎 等，2021），即使自然地理領域也需要超越傳統(tǒng)的學科邊界進行與人文地理的交叉融合（傅伯杰，2017；2018）。人文地理的作用不僅體現(xiàn)在對政府規(guī)劃和決策的影響，還涉及社會層面，比如關注并研究社會的低收入人群、邊緣及弱勢群體等，通過參與社會治理，人文地理也為社會發(fā)展做出了更多貢獻。所以，面對現(xiàn)實，人文地理學者一方面需要有清晰冷靜的判斷和更務實的態(tài)度才能獲得生存發(fā)展的一席之地，更主動地與自然地理、信息地理的同行進行交流、對話和合作，才能盡可能地消除學科偏見和發(fā)展阻力；另一方面，除了地理學的屬性定位之外，人文地理學還是一門社會科學或人文學科，這就要求人文地理學者堅守人文與社會關切的價值立場，通過持續(xù)地工作消弭人文地理學與社會大眾的距離。偏執(zhí)于討論地理學或人文地理到底屬于哪一類學科其實沒有必要，因為交叉學科的天然屬性規(guī)定了它的兼容性。對于地理學而言，最重要的是如何以一個自然與人文耦合為核心的強大學科身份出現(xiàn)，更好地服務于世界、國家與社會發(fā)展，那么，在激烈的學科競爭中，地理學將始終占據(jù)重要地位（熊巨華 等，2022）。否則，正如木桶原理所揭示的，脆弱的短板發(fā)展下去會導致整體的坍塌。

2 自然與人文耦合的前景

隨著可持續(xù)發(fā)展成為全球共識，自然與人文的耦合必然成為全球可持續(xù)發(fā)展的關鍵?？諝馕廴?、核輻射、海洋污染需要全球協(xié)同治理，人類活動對自然環(huán)境的影響涉及到資源分配、環(huán)境正義等問題，自然與人文問題在現(xiàn)實中已然不可分割。自然與人文的耦合需要全球化的視野（Kesteloot and Bagnoli, 2021），也需要更關注社會和治理。技術、信息與人文的融合，是自然與人文耦合的重要體現(xiàn)，其核心在于整合大數(shù)據(jù)、規(guī)劃政策、智能化技術與地理學思想，為自然與人文的耦合提供新的方案或模式。比如，大數(shù)據(jù)和云計算等技術為自然與人文的耦合研究提供了強大支持，基于機器學習開發(fā)的GraphCast天氣預報模型，可在60 s內(nèi)生成10 d內(nèi)的天氣預報，優(yōu)于世界上最準確的天氣預報系統(tǒng)（Lam et al., 2023）。這種技術的應用不僅提高了預測的準確性，也為政府及個人決策提供了更可靠的依據(jù)。技術的應用還縮小了自然與人文之間的隔閡。通過數(shù)字化手段，可以更全面地收集、整理和分析各種信息，包括自然環(huán)境和社會人文要素數(shù)據(jù)，為跨學科的研究提供了便利，促使自然地理學與人文地理學更加緊密地合作。在治理實踐中，需要綜合自然、人文與技術的專業(yè)人士或決策者，地理學是培養(yǎng)這類人才的最佳學科。自然、技術與人文的交叉融合不僅拓展了地理研究的廣度和深度，也貼近了社會問題與需求。培養(yǎng)具備該種綜合素養(yǎng)的人才，是未來地理學的主導方向，因此要更加重視和倡導人文與自然的耦合。

地理學的發(fā)展需要在自然、人文和技術3個方面形成良性互動和學術合力，竭力避免偏見乃至歧視。面向現(xiàn)實問題，在全球可持續(xù)發(fā)展的大命題和大背景下，地理學與其他學科的交叉與合作也至關重要。全球變化中出現(xiàn)的極端氣候、自然災害等重大問題，更加需要地理學與其他相關科學的協(xié)同工作，人文與自然的耦合是始終應該堅持的方向。打破與消除自然和人文的二元論并非易事，但面對迫在眉睫的重大現(xiàn)實問題及激烈的學科競爭，地理學別無選擇。