在进入21世纪的时候,人类社会面临着全球环境变化和可持续发展的一系列问题.如控制人口增长,提高人口素质；合理利用自然资源,开发新能源；抑制生态环境恶化,提高生存环境质量；促进社会进步和可持续发展等.地理学家要根据学科特点和优势领域,抓住机遇,迎接挑战,在陆地表层过程与格局、全球环境变化及其区域响应、自然资源保障与生态环境建设、区域可持续发展及人地系统的机理与调控、地球信息科学与数字地球战略研究等前沿领域开拓创新,为促进地球系统科学的发展,为人类家园的美好未来做出积极的贡献 〔2, 4~6, 9~13〕.
3. 1 陆地表层过程与格局的综合研究
陆地表层系统包括与人类密切相关的环境、资源和社会经济在时空上的结构、演化、发展及其相互作用,是地球表层最复杂、最重要、受人类活动影响最大的一个子系统.因此,对它的研究是地理科学未来发展的重要领域.当前,人们日益关注与人类生存密切相关的陆地表层环境的状况和变化趋势.从本质上看,陆地表层的环境变化是特定地域上地表过程的方式和强度在人为或自然因素作用下发生改变的结果.陆表过程的研究将朝微观深化和宏观综合两个方向发展,关键在于地理系统中界面过程的综合研究.其主要意义在于能有效地研究开放系统间物质、能量和信息交换,从而促进地理学向理论方面深入；界面过程研究实际上是系统之间接口的研究,将促进发展地理学的综合方法,导致跨学科、跨部门的相互渗透和相邻学科成就的引进.
陆地表层系统具有时空分布不均匀性的显著特点,对全球问题的认识水平在很大程度上取决于对其地域分异的了解和研究的深度.将陆地表层划分为不同的地域类型,研究不同地域类型的过程、结构和演化,比较其间的异同,是陆地表层格局研究的重要内容.在研究陆地表层过程中,也要关注海陆相互作用,特别是海洋对陆地过程的影响和作用.从全球环境变化领域、地球系统科学和全球经济一体化的形势看,也需要一个比较好的、便于应用的、兼顾自然和人文两方面的区域框架,并根据客观实际变化而及时更新.我国幅员广袤,东临太平洋,西靠欧亚大陆腹地,南北跨越热带、亚热带和温带,山地高原众多,季风气候显著,既有湿润的森林又有极端干旱的荒漠,形成三大自然区并列的独特格局.复杂多样的自然环境为不同区域、类型和自然过程的比较研究提供了广阔的舞台.对地表过程和格局相互关系的综合研究,将促进全球环境变化区域响应的研究,成为发展陆地表层系统科学的基础理论.
近期主要研究方向包括：水文循环过程与水量转化机理及其物理实验模拟；流域系统中物质迁移过程及其对区域环境的影响；坡地侵蚀发育过程与坡地的改良利用；土地演变过程及其调控机理；土壤—植物—大气连续系统过程及区域尺度转换；生命元素、污染物质、重金属和稀土的环境生物地球化学过程及其健康效应；自然地域系统的综合研究；典型地区环境演化过程等.
3. 2 全球环境变化及其区域响应
由于大气中CO 2及其它温室气体浓度的增加可能导致全球变暖,已引起公众和各国政府的密切关注.针对气候变化、臭氧层耗减、生物多样性保护以及荒漠化等全球环境变化问题,已分别制订了有关国际公约,开展合作,以促进人类社会的可持续发展.地球和地表自然界是有机的整体,全球各个圈层之间的相互作用密切.随着人口增长、社会发展和科技进步,人类活动对地理环境的影响愈加强烈.人类对某一地区施加的影响,会对其它地区产生作用,而今天的措施又将对未来产生影响.当今瞩目的全球环境变化问题是与长期以来人类活动影响的缓慢累积过程有着密切的关系.
全球环境变化研究在过去、目前和未来,都是地理学的重要研究领域.在国际地圈生物圈计划（IGBP）和国际全球变化人文因素计划（IHDP）的推动下,不断开拓新的研究领域.全球环境变化及其区域响应涉及古地理环境演变、土地利用和土地覆被变化、减轻自然灾害、典型区域环境定位研究以及全球环境变化的对策等众多领域.我国的青藏高原和黄土高原与全球环境变化的关系十分密切,是地理学可以发挥特长显示才干的领域.