地理學發展出一系列重要概念，它們相互聯繫，不斷深化，大大改變了地理學認識世界的方式，以至於需要從總體上重構地理學的研究內容和研究方法，重構地理教學的內容結構和教學方法。
作為人類環境的地球表層一直是地理學的研究對象。地球表層在不斷變化和發展，地貌發育、土壤形成、植被演替、水土流失、氣候變化等一直是地理學的主要研究內容。環境變化已是當代最重要的全球性研究主題，美國生物學家盧伯辰科認為「２１世紀將是環境（科學）的世紀」（Lubchenco,1998）。地理學最早指出人類活動對環境變化的影響（Marsh，1864４），當代地理學重視全球環境變化、人類活動在環境變化中的作用以及人類對環境變化的響應和適應，聚焦全球變化的區域響應和適應。
人類發展與地理環境的關係一直是地理學探索的論題，地理學者先後提出了地理環境決定論、可能論、改造論、適應論及協同進化論等人地關係思想（蔡運龍，1996）。當代人地關係研究注重資源、環境對於社會、經濟發展的基礎作用；重視生態系統服務功能①及其變化與人類福祉的關係，研究生態系統服務功能變化對人類物質需求、安全、健康、社會關係、自由權與選擇權的影響（Millennium Ecosystem Assesssment ，2005）；普遍參與自然資源評價和環境影響評價、區域規劃、城鄉規劃、土地利用規劃等社會實踐。當代地理學注重環境變化的人類因素，研究土地利用變化、城市化、人口增長、經濟增長、產業結構變化、社會體制和政策、歷史文化等人類活動對氣候變化和生態環境變化的影響，以及人類社會對環境變化的適應。
地理學關注各種事物在空間中的聯繫，即在空間維度上關注各種事物及其相對位置和相互聯繫，在空間的框架中對各種現象進行描述、解釋和預測。地理學的「空間」概念包括：經驗空間（empirical space，指人們在日常生活中所感知的一切事物的幾何位置）、流空間（flow space，指通過物質流、能量流、信息流、人流和資金流等建立起來的相互聯繫和相互作用） 和地方空間（place，指具體的地域）。地理學的空間單元有流域、氣團、植物群落、土地系統、社區、企業、聚落、城市和區域等，各種地理單元具有不同的空間尺度，並構成一個具有層次結構的地域系統。地理學聚焦「格局」 來進行空間綜合，認識空間關係，而要解釋格局又離不開時間。地理信息系統和遙感技術的進展為地理學進行空間分析和空間規劃提供了有力的武器和新的可能性。
地理學的研究對象處於不斷變化的過程中，地理學重視研究這種變化的過程———事物隨時間而發生的變化。地理學中的時間概念包括「物理時間」 和「社會時間」。前者是對事物運動、變化之延續性和順序性的精確度量，這種研究依賴時間序列數據及其分析；後者指社會變化過程，其研究依賴用以界定社會變化性質的社會理論。時間也分為不同的尺度，從日變化、季節變化、年變化到多年變化。時間變化的研究涉及變化的狀態、變化的驅動力（原因）、變化的機制、變化的後果等方面。地理學特別關注與此有關的「周期」、「發育」、「演化」、「演替」、「平衡」、「循環」、「閾限」和「突變」等概念。時間是推斷因果關係的一個重要維度，地理學在這個維度上重構過去，解釋現在，預告未來；在此基礎上作出規劃，規劃就是控制和管理變化。時間研究也離不開空間， 「全球化和本土性」就是一個典型的時空概念。傳統的時間序列以經驗分析為基礎來解釋格局的變化，但時間變化充滿不確定性，因此當前特別注重對非線性、混沌、複雜性、平衡穩定性等方法在時間變化研究上的重要性。
地理學對空間聯繫的關注源於世界不同地方的複雜差異性。傳統地理學以區域為核心概念是這種關注的集中表現。地方是資源管理、環境管理、經濟發展、社會管理、文化發展和可持續發展的具體載體。每一個地方都是唯一的和特殊的（正如每一個人都有獨特的外表和個性），但又具有和與之聯繫的其他地方相同的共性特徵（正如所有人都有共同的生物學屬性）。地方差異既是地方之間聯繫的原因，也是地方之間聯繫的結果。地方有其客觀屬性，也存在主觀屬性（例如鄉情、地方認同），了解兩者對於認識地方和管理地方都很重要。傳統地理學把地方看成組成世界的「馬賽克」，當代地理學則更多地把地方看成是空間聯繫的「切換點」或「節點」。在全球化背景下，跨越空間所需要的時間縮短了，這使地方之間的聯繫更為緊密，但地理距離依然存在，地方差異（尤其是社會關係和文化上的差異）依然存在，各地捲入全球化的程度不同，對全球化的響應也不同。地理學注重地方特性、地方差異和地方聯繫，這具有實實在在的認識意義和實踐價值。
尺度是物質運動和社會發展中一種客觀存在的現象，也是一種將世界加以分類和條理化的思維工具。無論是空間還是時間，都具有尺度屬性，而且兩者相互聯繫。一般而言，隨著空間尺度的增加，時間尺度也會增加。不同尺度並非各自獨立，而是聯繫在一起成為一個嵌套式的結構整體。地理學研究涉及多種尺度。一方面，為了更詳細地了解某一系統運行的方式和機制，需要縮小研究的尺度；另一方面，為了有整體和宏觀的認識和把握，需要擴大研究的尺度。地理學研究需要清楚地界定所關心問題的尺度，也一直在探索如何將不同尺度上的研究結果關聯起來，以利於既全面又深入地認識世界和把握世界。
「系統」是具有可變屬性之要素的集合，也包括各要素諸屬性之間的關係，以及環境和各要素諸特徵之間的關係。「系統」的一個主要原理是「整體大於部分之和」。系統有三種主要類型：封閉系統、孤立系統和開放系統。所有系統都有三類基本屬性：結構、功能和演化。系統分析關注系統的邊界和環境、系統的狀態、系統的結構、涉及能量轉換的系統行為、系統的功能及系統的特徵參數。地理學隱含著系統概念的一些重要觀點（如整體性、相互作用、空間等級），在這種傳統綜合性基礎上，借鑑系統論思想和方法發展出一套地理系統的概念和研究方法。系統思想促成了對眾多環境條件的綜合評價，有助於平衡地理學的專門化（「只見樹木，不見森林」）趨勢。地理學既關注生態系統和環境系統，也關注人類系統和社會系統。結合其他關鍵概念，地理學特別聚焦人地關係地域系統（吳傳鈞，1991）。借鑑系統論方法，地理學著力系統模型的建立和求解。根據系統的複雜性和組織程度，有些系統易於建模，但還有很多系統則難以模擬。系統方法促進了地理研究，現在也在關注其不確定性和局限性。無論是生態系統、環境系統、社會系統，還是它們之間的相互作用，都表現出複雜性、非線性、突發行為和演化軌跡，需要藉助新的理論和方法來研究人地關係地域系統。
景觀是我們看到的地球表層或其某部分的形態，是在漫長時空過程中各種因素的複雜產物。要了解景觀，需要認識塑造景觀形態、影響其發展的各種事件（包括自然事件和人類活動）。既然景觀是「看到」的形態，就與觀察者的位置、社會地位、價值觀、利益、動機和背景等因素有關，這些都會影響對景觀的描述和解釋，因此景觀具有物質和觀念兩個維度。世界上形形色色的景觀構成地理多樣性（包括景觀多樣性、生物多樣性和文化多樣性等），地理多樣性是世界和諧和可持續發展的基礎（蔡運龍，2007）。景觀保育和管理是地理學的主要應用之一，地理學廣泛地參與景觀評價和景觀規劃、設計。景觀管理需要綜合的方法，要全面考察景觀的特徵和形成過程，要分析其自然、生態、經濟、社會、文化和歷史等因素。
全球化是指世界不同國家、區域和地方的關聯日益緊密。首先，各地的環境變化已累積到使全球環境發生顯著變化，包括氣候變化、土地覆被變化、汙染擴散、生物多樣性減少等，全球環境變化又反過來衝擊所有國家和不同地方。因此，「只有一個地球」、「保護人類共同的家園」等概念得到普遍認同。其次，各國各地區的經濟和社會聯繫比以往任何時期都更為頻繁和緊密，生產、勞動、資本、資源、技術、信息等的流動跨越國家和地區界限，影響各區域、各地方的日常生活和社會經濟。此外，全球地緣政治格局變化影響到各國、各地區的安全（包括領土安全、經濟安全、資源安全、生態安全等）。而對全球環境變化（尤其是氣候變化）的責任是有區別的，全球化過程的空間格局是不均衡的，對各地的影響可能既有正面的也有負面的，全球化世界仍然是差異性和多樣化的。當代地理學研究特別關注全球化背景下的不同地方。
發展是指人類經濟、社會、政治、文化等方面的進步。地理學注重在國家、區域和地方的發展中發揮作用，研究廣泛的發展問題，例如城市化過程與城鄉規劃，各種產業的發展和規劃，區域均衡，城鄉關係，社會公正，消除貧困和改善弱勢人群的生活狀況，提高人類福祉和生活質量，等等；根據各地的自然資源和自然條件、社會經濟狀況、歷史文化特徵，因地制宜地謀劃發展道路。地理學清楚地認識到，人類發展受環境及其變化的制約，保護生態環境和自然資源才能實現可持續發展。「可持續發展是既滿足當代人的需要，又不損害後代人滿足其需要的能力的發展」 （世界環境與發展委員會，1989）。地理學與地球系統科學緊密結合，展開諸如環境承載力、生態足跡、自然資本等方面的研究，科學地認識和評價人類發展賴以維繫的自然資源和生態環境，科學地認識和評價不同地區發展的社會、經濟、文化條件，促進發展的可持續性。
地球表層和人類社會都是複雜巨系統，充滿不確定性，常發生突發事件和突變，如各種自然災害、「金融風暴」 和恐怖事件。此類突變給人民生命財產和社會帶來災難性的損失和其他負面影響，又往往很難預測預報。因此，對不確定性風險的預警、評估和防範成為當前多學科的緊迫研究課題。把握突發事件發生及其影響的時間動態和空間分布是其中最重要的任務之一，也是地理學的大有用武之地。地理學在突發事件的定位、影響範圍的界定、暴露人口的估計、脆弱性的評估、經濟損失的計算、應對措施的制定、潛在災害的預警及其防範措施等方面都發揮了並將進一步發揮重要作用。
我國已故著名地理學家吳傳鈞院士早就指出，地理學的研究核心是「人地關係地域系統」 （吳傳鈞，1991），凝聚了地理學的若干關鍵概念： 「人地關係」 維繫著「環境變化」、「景觀」、「發展」、「風險」等人類－環境地理學的關鍵概念，而「地域系統」 凝聚了「空間」、「時間」、「全球化」、「區域和地方」、「尺度」 和「系統」 等空間－分布地理學的關鍵概念。
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本文摘編自《地理學: 科學地位與社會功能》（蔡運龍 陳彥光 闕維民 劉衛東 齊清文著. 北京:科學出版社,2015.07）一書「第1章 地理學的性質和作用」，標題為編者所加。
(地理學思想與方法叢書)
ISBN978-7-03-035233-0
責任編輯:李敏 王倩
《地理學: 科學地位與社會功能》旨在為地理學者深入認識地理學和把握學科發展方向、為公眾了解地理學拋磚引玉。作者們思考了地理學的科學地位和社會功能，力圖回答諸如「地理學究竟是什麼」、「地理學為社會發展和科學認識做了什麼」、「地理學還將做什麼」之類的問題。主要內容包括：地理學的性質和作用，自然動態和社會需求對地理學的促進，自然科學、系統科學與地理學的關係，社會科學、哲學與地理學的互動，技術發展對地理學的推動，地理學思想的發展歷程，地理學的前沿領域，地理學的應用領域，地理學高等教育，地理學的未來發展方向。
（本文編輯：劉四旦）
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