综合自然地理学是自然地理学的重要分支学科，着重研究自然地理环境各组成要素间的物质能量关系，阐明自然地理环境的历史形成、现代过程、类型结构、地域分异和发展演变。综合自然地理学是在部门自然地理学的基础上进行综合研究，同时也为高层次的综合地理学提供基础。综合研究是发展自然地理学的最主要方向，也是带动部门自然地理学最有效的途径。
综合研究有现代过程的研究和历史过程的研究两个互相关联、互相补充的方面。地理环境中现代过程的综合研究包括：地表热量、水分的分布、转化及其在地理环境中的作用；化学元素在地理环境中的迁移过程；生物群落与其环境之间物质、能量的交换。景观学和土地科学从类型结构角度对自然综合体进行综合研究，而自然区划则从区域角度进行综合研究。
在中国近现代地理学的发展历程中，自然地理学的发展较之人文地理学更强一些。20世纪50年代以前，林超、黄秉维等就已从事自然地理的综合研究工作，如黄秉维在30年代编撰了《自然地理原理》[1] 和《中国地理》[2] 等，周廷儒在30～40年代开创对历史时期环境变化的研究。我国综合自然地理学经历了20世纪的初的西方近代地理学的传入，又继承了中国古代地理学的传统。还受到原苏联地理学思想的深刻影响，与国家的经济建设密切结合，形成和发展了具有中国特色的综合自然地理学，目前在科学之林中占居一席之地。50多年来，中国的综合自然地理学研究在古地理学、综合自然区划、景观学和土地科学、现代自然地理过程、区域自然地理等领域均取得了显著进展。
1 古地理学
自然地理学方向的古地理学，主要研究新生代以来的地理环境演变。此项研究遵循“将今论古”的现实主义原则，通过沉积、孢粉、同位素、冰芯、树木年轮、考古和历史文献记载等多种分析手段获取各种代用资料，对过去的地理环境进行复原。
我国古地理学研究是随着近代地质学、近代自然地理学、近代气候学等地球科学的出现而起步的。20世纪50年代后，古地理学研究得到了迅速发展。周廷儒于60年代初提出发展自然地理学的古地理方向，1962年在北京师范大学地理系开设古地理学课程，随后创建古地理研究室。《中国自然地理·古地理》[3] 和《古地理学》[4]，分别为国内古地理研究的第一部区域性与原理性专著。80年代后，他将自然景观—受人类活动改变的文化景观—未来景观的预测联成一体进行规律的探索，以期把握未来环境变迁的方向，引领中国环境变迁研究。70年代以来，随着国际上对过去全球变化问题研究的不断深入，我国的古地理学研究也获得了重大进展。其中，最具代表性的研究成果包括：竺可桢开创的基于考古和历史文献资料的气候变化研究，刘东生、安芷生等领导的中国第四纪黄土及古季风研究[5]，施雅风领导的中国东西部第四纪冰川研究[6]、以及全新世环境演变研究，汪品先等领导的中国海域第四纪环境演变研究，及其他大量区域环境演变研究[7～9]。青藏高原、第四纪黄土和考古与历史文献记载的研究是我国独具特色的研究领域，主要研究新生代以来的地理环境演变，在国际上居领先地位，备受中外学者重视。
古地理学研究的突出成果可概括为以下几方面：中国第四纪以来环境演变过程与全球变化过程在总体格局上一致；青藏高原的隆起不仅使其自身从亚热带景观向干寒方向转化，还导致现代季风环流系统的建立与加强，强化了我国西北内陆地区的干旱程度，出现荒漠环境；新生代以来我国的环流系统经历了非季风、古季风和现代季风的演变过程；第三纪是我国自然环境格局形成的关键时期，该时期我国气候普遍比现代温暖，其后随着全球性的新生代衰退，温暖程度逐渐降低；第四纪时期，随着全球性冷暖期的交替变化，我国自然地带发生多次推移；全新世暖期盛期，我国东部地区平均温度较现代高2.5℃左右，增温幅度北方大于南方；气候干湿程度变化对我国的影响，不亚于冷暖变化所带来的影响，中国西部和华北的干旱化趋势得到认证；第四纪时期，海面随冰期—间冰期的交替而升降变化，最后冰期时海面低于现代海平面130～150m，与此相应，大规模的海陆变迁成为第四纪东亚地区最显著的地理变化之一。
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