第五节 地理模拟

长期以来许多地理学家一直渴望提高地理学的应用性，试图像许多工程科学那样实行严密的实验过程，从而使得出的结论更科学、更经得起考验， 在社会生活中起更大的作用。在大航海时代地理学主要以描述的形式向人们介绍外部世纪，对当时科学启蒙发展起了重要作用。19 世界洪堡、李特尔为代表的近代地理学以解释世界的形式启发人们对外部世界的理性认识，对当时众多的近代科学的产生、发展起到了推动作用。在现今时代，很多科学都发展分化了自己的技术应用领域，其中以物理学、化学、生物学最为突出， 地理学要不要也再前进一步，扩展自己这方面的领域，不仅仅是理性地战略地为实践服务而且也能技术地具体地为实践服务，这就涉及到所谓地理模拟。对这个问题尚有不同意见。有人主张这是地理学生存发展的根基，诸如西方的“应用地理学”，前苏联的“建设地理学”的主张与实践。也有人认为这是一条歧路，认为科学分工不同，科学性质不同，地理学如同历史学等科学一样，不能要求它开辟实际应用领域和技术领域，传统地理学只要提高自身的科学性是会更好地为社会服务的。本节主要介绍的是前一种主张和实践。

地理模拟分为二种：一种是数学形式的，一种是实验形式的。前一种是把地理因素作为变量、把地理过程用数学模型进行表达的研究方法。其基本过程大体如图 4－6 所示。

数学模拟的方法在西方应用极为广泛，如城市规划、生态建设、地域经济开发等，但是直到目前尚未发现很成功的例证。80 年代以来，地理模拟在我国发展的比较迅速，并已大量应用到实际生产部门，例如吉林省关于长白山区开发的研究就应用几种数学模拟方法。数学模拟应用于地理学尚属尝试阶段，因为地理过程因素复杂，给这种方法带来一定困难。进行模拟时首先要注意到原始数据的准确性，同时要特别注意实际地理事物的数学表达形式，这是最困难也是最需慎重之处。例如，地貌过程的侵蚀量、堆积量，土壤的养分含量，水文中的流速、流量，植物的生产量，人类经济活动的资金、物资的量度等等都是几乎完全不同的量质概念，要将其纳入到一个系统模型中，彼此间的数量关系如何表示就是一个难题。在西方的自然地理研究中曾一度流行给定指数的办法，如对某个地域环境事先推定、土壤的影响是 3.5， 气候的影响是 4，植被的作用是 1.5⋯⋯等等，然后建立关系。明眼人一看， 这种方法科学性就太差了。第一块砖放歪了、打不好基础的大厦就很难建立起来。像这样建立在主观臆断之上的数学模型恐怕还不如科学的理性分析。

实验模拟就是把地理环境用人工原型重建或缩小到便于观察的形式去研究，类似物理、化学等学科把自然的物体运动方式、规范化地人工重复，在实验室观察研究。例如我国杭州大学地理系进行的河口地貌研究，就模拟长江河口的地貌作成较大的模型，观察研究流水不同速度在不同地貌部位的水动力规律和对河床的侵蚀堆积作用以及对航行的影响。另外国外有些研究部门建立的气候实验室人工模拟大气过程，也属于这种性质。这类模拟把自然过程的空间比例尺和时间比例尺都缩小到人类便于观察研究、便于变换条件作预测分析的程度，无疑对提高地理学的精确性、科学性是有重要作用的。

地理模拟是很艰难的，然而又是很重要的。地理学研究方法，随着现代科学的发展，特别是电子计算机及其测试手段的发展，地理模拟一定会给地理学新的飞跃带来生机的。