《中国公路自然区划》工作的回顾与体会

李寿深

2022年是北京大学地理学科建立70周年暨城市与环境学院建院15周年。学院的前身是1952年院系调整后设立的地质地理系和其后发展成立的城市与环境学系。王恩涌撰写的《对地理系与自然地理专业发展历史的一些回顾》一文对其演变过程已有非常生动详尽的介绍 (王恩涌, 1993) 。

有关我院地理学科70年来的发展, 我个人的看法可划分为三个阶段:

(1) 创业阶段, 时间是20世纪50—60年代。这个阶段是全面学习苏联地理学的理论和方法的地理教育。

(2) 发展阶段, 相当于“文革”后至城市与环境学系的时期。这一阶段的特点是地理学积极参与国家经济建设并在其中发挥独特作用, 与此同时也发展了地理学的理论和方法。编制《中国公路自然区划》就是其中的一个实例。

(3) 创新阶段, 即环境学院及城市与环境学院先后成立至现在。地理各专业的重组, 重新设立符合国家现代化建设需要的系和专业方向, 教员们年轻化、学历水平高、掌握更先进的地理学理论和方法, 把地理学推向更现代化。

本人是创业阶段和发展阶段的参与者。既有教学任务、科研任务, 也有对外任务。本文是我五十年前参加《中国公路自然区划》科研任务的回顾与体会。

一、理论和方法的学习与准备

自然区划的理论和方法是制定各种实用性自然区的基础知识。早在20世纪50年代, 我们就积极学习当时苏联自然区划的理论和方法。苏联先后派遣自然地理学家沙摩伊洛夫、伊萨钦科等来华讲学。陈传康和我不但参加听讲、讨论、研究, 还和综合自然地理进修班同学一起, 在伊萨钦科的指导下进行了野外实习, 编制了《河北省及其附近地区的自然区划》和说明书 (综合自然地理进修班, 1959) 。从理论到方法, 联系实际做了初步尝试。其后, 我又和经济地理教研室林雅贞老师到北京市房山区东班各庄做过农业自然区划的研究。所有这些实践与探索虽然只是在局部地区进行, 却为参加《中国公路自然区划》科研任务打下了基础。

二、《中国公路自然区划》任务的来由

编制《中国公路自然区划》是1972年年初, 地质地理系根据交通部第一设计院的委托和具体要求进行的一项与交通建设相关的自然区划科研任务, 也是地理学在国家建设中发挥重要作用的实例之一。

早在1959年和1964年, 交通部就两次制定过全国气候分区,对于确定公路建设主要参数的地区性指标起到过重要作用。至于土质、地貌和其他自然条件则较少考虑。经过多年的实践, 交通部认为有必要贯彻当时全国设计会议精神, 在上述两次区划的基础上, 结合我国自然地理条件的特点, 重新制定一个为公路设计、修建、养护和运营服务的公路自然区划, 供全国公路设计部门使用。该区划为修订公路技术标准细则需要的自然区划各分区的相关参数提供了科学依据。

为此目的, 交通部第一设计院委派工程师耿大定先生来我系联系。系领导对此极为重视, 决定承担此项任务后, 随即组织了四人专题小组制订工作计划并去实施。

该专题小组由自然地理教研室陈传康 (综合自然地理)、经济地理教研室杨吾扬 (交通地理)、地貌教研室江美球 (地貌学)、自然地理教研室李寿深 (综合自然地理制图) 组成, 总负责是陈传康和杨吾扬。此外, 还邀请测量与地图教研室的毛赞猷(地图学) 参加, 专门负责专题地图的底图和其后各专题地图制图的技术性工作。

整个工作从1972年6月中开始分三个阶段进行:

第一阶段为室内阶段, 专题组在中关村技物大楼进行;

第二阶段为到全国各地实地调查与验证阶段, 人员进一步扩大, 分四个小组实施;

第三阶段是回到室内修订区划图和指标地图, 以及编写总结报告和地图的印制等。

三、各阶段的任务与成果

在第一阶段室内工作, 最重要的是学习有关公路建设的相关知识, 与耿大定工程师等交通部门的工程技术人员座谈, 明确对中国公路自然区划的具体要求。认识到公路自然区划是为公路选线、修建、营运和养护服务的一种实用性自然区划, 因而有别于从自然地理学角度制定的综合自然区划和部门自然区划。由于公路是通过多种自然条件地段的线形地物, 受自然地理分区的影响极为密切, 但又不是与所有自然地理要素都相关。如气候方面,公路建设主要考虑的是土的冻结相关参数, 而不是一般积温; 以及反映干湿程度指标的潮湿系数等。所以在这个阶段, 经过反复讨论和研究, 我们认为应抓住自然地理环境中与公路技术经济之间联系最为密切的指标进行区划。经过研究, 认为与公路有关的自然条件主要是气候、地貌、土质岩性、地表水和地下水以及自然病害。因此, 进一步选取了其中的一些关键性指标作为公路自然区划各级分区的依据。

为此, 专题组努力去收集相关资料、经过讨论和计算, 终于编制出相关指标图 (草图) 10幅, 并在此基础上编制出三级分区的中国公路自然区划图 (草图) 以及公路自然区划各级分区说明表。

在这一阶段还有两项工作必不可少: 一项是由毛赞猷准备好同一比例尺的指标图和区划图用的底图; 另一项是对已作出的上述图件和在工作中出现的问题与公路设计院耿大定等技术人员进行讨论, 听取他们的意见, 进一步修订图件和相关表格。在这个阶段做出的初步成果, 地图和表都需要经过实地调查验证和征询公路部门基层单位的意见。

第二阶段是野外实地调查验证阶段。这一阶段从8月份开始,我们分成西北组、东北组、西南组和东南组共4个组分别到北京、河北、陕西、甘肃、青海、黑龙江、吉林、辽宁、四川、江苏、湖北、湖南、广州等地进一步搜集资料, 带着问题地图到现场核实调查验证、修订区划图的分区界线, 以及与交通部基层单位相关人员座谈以征求他们的意见。我记得这4个小组的成员是: 西北组承继成和任明达, 东北组谢凝高和江美球, 东南组陈传康和吴月照, 西南组杨吾扬和李寿深。由此可见, 中国公路自然区划科研任务是全系大协作的成果, 也是地理学家与交通部门密切合作的成果, 从而打破了过去从苏联搬过来的纯学术性探讨的区划理论体系, 重新建立一个能为交通建设服务具有创新性的自然区划理论体系。有关此次公路自然区划的学术总结, 已有多篇论文发表 (陈传康等, 1981; 耿大定等, 1978) 。本文不做详细介绍。

第三阶段是全面总结阶段, 大概是从10月份开始的。此阶段仍由四人专题组进行; 与此同时, 制图工作紧密配合。专题组的工作是在整理分析研究4个野外工作组带回来的资料、数据、地图和意见基础上进行的, 最后完成以下工作:

(1) 订正指标图和区划图的分区界线, 清绘地图和印刷地图;

(2) 编制相关图表和撰写说明书;

(3) 从地理学的角度做学科理论上的总结。

就这样, 整个中国公路自然区划科研任务从1972年6月中旬到1973年3月, 历时近一年, 圆满完成任务。最后向交通部第一设计院提交的最终成果有:

(1) 中国公路自然区划图 (比例尺1 ∶ 10 000 000), 该图划分出一级区、二级区和副区。

(2) 中国公路自然区划指标分析图10幅(比例尺1∶10 000 000)。其中包括: 中国公路岩性土质图、中国潮湿系数等值线图、中国偏湿系数等值线图、中国南方换算最大月雨期图、中国等冻深线图、中国最高月平均地温图、中国地貌切割深度图、中国气候地貌类型图、中国公路工程自然病害图、中国东部潜水埋深图(照片1) 。

(3) 中国公路自然区划说明书 (照片2) 和中国公路自然区划分区说明表。

由于这些成果满足了交通部修订有关公路技术标准细则所需用的图件、分区参数, 完全符合公路建设的实际需要, 是中国公路建设的重要科学依据, 被交通部列为部颁规范。多年实践证明当时这项科研任务的成果是可靠的, 发挥了应有作用。

《中国公路自然区划》后来荣获北京大学首届科学研究成果二等奖 (照片3) 和国家教委科技进步二等奖 (王恩涌, 1993) 。

四、几点体会

(1) 由于公路是穿过不同地理区的线形土工结构物, 受各种不同自然条件和社会经济条件的影响。因此, 完成公路自然区划科研任务就不能只依靠地理学某一个专业, 必须多学科共同协作,即自然地理、经济地理、地貌和地图学等教研室的教员共同参与。实践证明, 当初组织多学科的专题组去完成此项科研任务是完全正确的, 充分发挥了地理学的区域性和综合性的优势, 为日后我系承担其他国家重要建设的科研任务树立了榜样。

(2) 在完成公路自然区划任务过程中, 我们自始至终学习有关公路建设的知识, 向公路设计部门的技术人员请教、征求他们的意见, 了解区划所需的相关指标、相关数据作为区划原则和分区的依据, 使区划做到有的放矢, 能在以后公路建设中发挥作用。因此, 学习区划服务对象相关知识, 征求有关单位专业人员意见应是地理学今后参加国家建设任务必须遵循的一条重要原则。

(3) 在编制公路自然区划过程中, 需要计算许多相关数量指标, 例如潮湿系数、地貌切割深度、潜水埋深等。所有这些都促使地理学必须数量化, 改变过去定性描述、只能在文化教育方面起作用的认识。事实也表明, 地理学只有数量化才有可能在国家经济建设中发挥应有作用。

(4) 编制区划指标图、区划图等若干专题地图是公路自然区划科研任务的要求, 这也是地理学不可取代的优点和专长。而地图学又是地理学的重要组成部分。如何使专题地图的编制现代化,重要的是充分利用遥感制图和计算机制图的技术, 这也是地理学现代化的重要手段。我在其后参加的国家科研任务中深刻体会到这一点 (李寿深, 1990) 。为此, 我在20世纪80年代努力学习遥感图像判读与制图, 并为学生讲授这门课程。也希望我院的学生不论哪个专业都必须很好学习地图学的基础知识, 掌握专题制图的理论和技能, 特别是遥感图像判读与制图、计算机制图在专题制图过程中的运用。

参考文献

[1] 王恩涌. 对地理系与自然地理专业发展历史的一些回顾 [ M] //陈传康,李寿深, 刘继韩. 北京大学城市与环境学系自然地理专业成立40 周年(1952—1992年) 纪念论文集. 北京: 测绘出版社, 1993.

[2] 综合自然地理进修班. 河北省及其附近地区自然区划 (附图) 内部油印稿, 1959.

[3] 陈传康, 杨吾扬, 耿大定. 关于中国公路自然区划的说明[ C] //北京大学地理系. 地理学论文集第一辑 (1972—1979) , 1981.

[4] 耿大定, 陈传康, 杨吾扬, 江美球. 论中国公路自然区划 [J]. 地理学报, 1978, 33 (1): 49—61.

[5] 李寿深. 风景资源遥感制图的特点: 以泰山为例[J]. 遥感信息, 1990 (4):25—27.

作者简介

李寿深: 北京大学城市与环境学院教授、自然地理教研室副主任, 1992年退休。曾讲授世界自然地理、综合自然地理制图、自然地理概论、遥感图像判读等基础课, 以及军事地理专题等课程。曾获1990年北京大学教学优秀奖、北京大学首届科学研究成果二等奖、国防大学教学科研成果二等奖、中国资源科学成就奖等。