理解正在变化的星球:地理科学的战略方向(2)

2012-11-01

围绕环境变化、可持续发展、经济社会的空间重组及社会和技术的变革四个主题，确定了11个高度优先并与社会密切相关的重大科学问题，深入探讨地理科学在应对科学及社会面临的主要挑战中的贡献与机遇，以及为了能够更好地解决上述重大科学问题.

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		理解正在变化的星球:地理科学的战略方向
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文摘

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第一部分引言
2005年8月29日，卡特里娜飓风冲击了路易斯安那州的新奥尔良市及其附近沿海区域。随着暴风眼从新奥尔良市向东快速掠过庞恰特雷恩湖，狂风暴雨使密西西比河三角洲水位迅速上升（图0.1）。回旋西风将湖水吹向城市。极大的冲力和水流，即使不是历史性飓风标准的极点，也导致了各种堤坝溃决。其反过来使所有的抽水能力崩溃，导致大面积洪水的发生。这场灾害导致1500人死亡，400亿~500亿美元的经济损失以及美国历史上最大规模的居民疏散。大约到2006年10月，还有大约41万被疏散者散落在国家各个地区Groenand Polivka，2008）。
图0.1来自搭载在国家航空航天局（NASA）土星（Terra）卫星上的中分辨率成像光谱仪（MODIS）2005年8月28日卡特里娜飓风影像图资料来源：Jeff Schmaltz，MODIS快速反应小
组，NASA戈达德空间飞行中心卡特里娜飓风灾害的气象学和动力学成分可以帮助我们理解发生了什么。但是，从人与周边环境状态相互作用演化的角度，将地理科学的优势用于分析风暴影响对于理解卡特里娜飓风的主要原因和结果，并针对未来灾害制定有效规划还是非常必要的。
地理科学采用的分析视角包括四个方面。
第一，卡特里娜飓风灾害不是一个单纯的环境事件，而是一个人与环境事件。如果风暴侵袭的是一个完全不同的地表结构，最终的影响可能不会如此严重。扎根于地理科学的土地利用规划过程可能会制造出一个前卡特里娜新奥尔良，拥有更密集的三角洲和湿地缓冲区、更强大的堤岸和抽水系统，以及更健全的全部社区疏散计划。简而言之，自然和人文过程的耦合①，而不是单纯的自然风暴本身，导致了卡特里娜飓风灾害的发生。
当然，遥感数据只是进行复合人一地系统脆弱性和恢复力研究所需大量数据的一部分。通过其他方式搜集和分析的数据（如面谈、调查、分组访谈、参与观察）也被认为是非常有价值的。在多尺度的暴露性、敏感性和适应力观察研究中，这些方法十分奏效。事实上，这种方法得到的数据往往包含着丰富的跨尺度作用的信息，可以向人们揭示一个尺度上观测的结果是如何受到其他尺度因素影响的。发展这些跨尺度相互作用的研究将加深我们对复合人一地系统所面临的挑战的认识。过去的脆弱性研究使用了各种数据收集和分析方法，并利用地理学手段对变量因素在具体地域多重过程的影响作用进行了定位和评估，在此基础之上，地理科学将把其经典的“尺度问题”的学说应用于脆弱性研究领域，并对其进行验证。如何通过不同研究主题的脆弱性和适应能力比较分析，促使脆弱性研究得到更为广泛和有效的推广
脆弱性和适应能力评估内容是广泛的。一些研究关注发展中国家的农业发展动态，而另外一些人把目光集中在西欧城市化面临的挑战上。由于研究专题的多样性，很难从相互独立的研究结果的比较分析中得到概括总结。为了实现发展，未来的研究需要在诱发复合人一地系统脆弱性变化的人地环境变化一般条件、记录和评估脆性地理格局的变化，以及导致格局变化的原因分析等方面加大研究的力度。如果不这样的话，脆弱性概念可能只会演变成一个吸引人的概念，除了能够从没有对比性的案例研究中提供一些时间和空间的调查结果外，并没有实际的科学运用价值。
因此，未来10年的主要研究任务是对现有的脆弱性和恢复力研究文献进行整理，并确定是否可以利用系统分析框架对这些研究进行对比分析，从而得出更为普遍的脆弱性结论——尽管研究中所采用的数据和方法大不相同。在社会科学领域，有许多成熟的系统建模文献，专注于把各项独立的研究成果凝聚成一个巨大的数据集，从而能大大提升研究的归纳和推理能力。当预测和结果变量类似的时候，系统建模是最有用和最简单的分析手段，例如，关于吸烟对人体健康的影响的医学研究就可以很容易汇总起来，因为一个人的吸烟行为和健康状况是非常适合共同定义和观察的变量。