“第三极环境(TPE)”国际计划——应对区域未来环境生态重大挑战问题的国际计划①

以青藏高原为核心的世界第三极地区,是全球最独特的地质—地理—资源—生态耦合系统之一,对中国、北半球乃至全球环境变化具有重要的影响。同时,第三极地区对全球环境变化及周边人类活动的影响亦有敏感响应,同南极和北极一样受到科技界的高度重视。2009年,“第三极环境(Third Pole Environment,TPE)”国际计划正式启动。该计划以“水—冰—气—生—人类活动”之间的相互作用为主题,旨在解决第三极地区过去环境变化的时空特征、冰圈与水圈相互作用及其灾害过程、生态系统对环境变化的影响和响应、人类活动对该地区环境变化的影响及该地区环境变化的适应对策等科学问题,以揭示第三极地区环境变化过程与机制及其对全球环境变化的影响和响应规律,从而为提高这一地区人类对自然的适应能力和实现人与自然和谐相处服务。该计划自启动以来,以TPE科学委员会及TPE项目办公室为依托,,有效执行各种实施方案,已经在第三极冰川变化、季风与西风相互作用、台站建设、数据共享及人才培养等方面取得了很大的进展。今后,将进一步扩展研究领域和研究地区,与未来地球计划(Future Earth)相对接,为第三极地区生态环境改善和社会经济发展作出更大贡献。     

香山科学会议"中国全球环境变化研究"学术讨论会召开

2005年4月26～28日在北京召开了以“中国全球环境变化研究”为主题的香山科学会议第252次学术讨论会。本次会议由国际全球环境变化人文因素计划中国国家委员会(CNC—IHDP)、国际地圈生物圈计划中国全国委员会(CNC—IGBP)、世界气候研究计划中国委员会(CNC—WCRP)、国际生物多样性计划中国国家委员会(CNC—DIVERSITAS)共同组织发起。会议共设有4个中心议题：全球环境变化与人类活动、全球环境变化与可持续发展、全球环境变化与构建和谐社会、中国全球环境变化研究战略。这次香山会议,得到了徐冠华院士、叶笃正院士和孙鸿烈院士的大力指导,得到了我国全球环境变化研究领域学者的积极响应,叶笃正院士、施雅风院士等60多位活跃在我国全球环境变化研究领域的著名学者参加了会议。     

山地环境系统研究新框架

20世纪80年代,地球系统科学概念开始出现,同时期全球变化研究迅速展开,可持续发展理念提出并获得广泛认同,这些都为山地环境系统研究提供了新的发展契机.当前,全球山地环境系统研究面临两大问题:山地环境变化和山区发展挑战.国际上围绕山地环境系统研究,逐渐形成若干清晰的主题,包括山地构造地貌和山地气候地貌,山地灾害在山地环境演化过程中的作用,山地(及流域)环境系统生物地球化学循环,山地全球变化和人类活动的影响与适应等.对于我国山地研究来说,核心科学问题是:我国山地环境系统是如何响应不同时间尺度全球变化和日益加剧的人类活动的影响?在此背景下如何构筑我国山区可持续发展的根本战略和支撑战略?对此核心问题的全面深入研究,将有望使我国山地环境研究水平提高到一个新的更高层次,并占据国际山地研究领域中不可替代的重要位置.为此,我们提出,以我国山地环境大断面研究为抓手,以梯度格局、系统关联和区域差异等为研究切入点,在山地环境系统的格局、干扰、过程、响应和适应研究等方面有所突破,促成我国山地环境系统研究新框架的形成,为世界山地研究做出我们应有的贡献.     

对全球变化背景下长三角地区城镇化发展科学问题的思考

城镇化是中国现代化必由之路和实现经济可持续发展的长期国策。在全球变化背景下,如何科学评估并预测气候变化对城镇化发展的影响,阐释快速城镇化进程中应对气候变化的响应机制和适应模式,进而提出适应全球变化的城镇化可持续发展策略,是中国城镇化发展亟待解决的科学问题。长三角位于中国地势第三级阶梯的海岸带,海陆交互作用显著,是全球变化和人类活动剧烈相互作用的典型区域。长三角地区的城市化气候效应最强,水旱灾害、地面沉降、海面上升、极端气候事件对长三角城镇化发展的影响目前尚未作深入研究,气候变化和人类活动相互作用制约长三角的发展,长三角地区的城镇格局将如何应对气候变化和环境污染的影响?对该问题的回答是中国城镇化发展必须解决的难题,将直接决定中国城镇化可持续发展事业的成败。因此,开展长三角城镇化发展对全球变化的响应和适应对策研究,可为国家制定快速城镇化策略应对气候变化提供理论方法和科学决策依据。     

面向“未来地球”计划的陆地表层格局研究

未来地球计划是目前国际上关于全球环境变化前沿研究的综合科学计划,集国际科学理事会(ICSU)所领导的四大科学计划为一体,旨在将自然科学与社会科学结合在一起,并加强决策支持和研究交流,寻求地球系统可持续途径,全球环境变化研究与人类学、社会学合作构建综合集成平台,推进科学研究为社会经济可持续发展服务。本文剖析陆地表层格局特点,分析陆地表层格局的国内外关注焦点及其研究理念的转变与应用领域的拓展。分析表明:陆地表层是未来地球计划关注的重点之一,陆地表层要素与过程相互作用并在人类活动驱动下形成的格局,可作为未来地球计划进一步研究的区域基础框架。未来,陆地表层格局研究应力求方法论的突破,为自然地理学综合研究的发展提供支撑。     

黄河中游地区环境脆弱形势

文章以黄河中游地区为对象，研究和分析了其环境的脆弱形势，并编制了１：２００万黄河中游地区环境脆弱形势图。将黄河中游地区的环境脆弱形势分成５类：紧张环境形势（较脆弱）、危急环境形势（脆弱）、危机环境形势（很脆弱）、灾难性环境形势及突发性灾害环境形势。区分上述不同环境形势的指标因子很广泛，结合黄河中游地区的特殊性以及环境主导因子规律，主要选择了污染、地方病、土壤侵蚀、干旱缺水，森林退化、风蚀沙化、土壤盐碱化等因子。所编制的环境脆弱形势图反映了４方面的内容：（１）不同景观类型、地理系统和区域的自然人口承载能力；（２）人类活动对自然环境造成的压力和自然环境发生不可逆变化的起因、特征和程度；（３）自然环境对人类干扰的敏感性及社会经济的弱点；（４）人类活动对自然环境影响的后果及其同自然环境、社会因素相互作用所产生的反响。在制图和分析的基础上，文章总结出了该地区脆弱环境的区域分布规律，并将环境形势、区域分布规律和主导指标因子结合起来，将黄河中游地区划分成８个区，为对整治不同脆弱形式和程度的环境提供科学依据和参考。     

河南地区全新世环境考古研究进展及未来趋势

河南地区是中国文明起源的核心区域之一,史前文明璀璨发达,是开展全新世环境考古研究的理想区域。近二十年来,河南地区环境考古研究中,文化演化的环境背景分析成果突出,灾变事件影响及人类对环境变化的响应研究亦有涉及,数字环境考古工作也开始逐渐起步。但在河南地区仍缺少高分辨率古环境重建方面的研究,且已有环境考古研究多关注环境变化对文明演化的影响,而在人类活动对环境变化响应及其环境效应方面研究尚显不足。此外,随着RS、GIS等技术应用的不断深入以及对景观考古的不断关注,考古遗址预测模型以及史前人与自然关系的定量和模拟研究已成为当前国际环境考古研究的热点。     

21世纪人地关系研究前瞻

人地关系包括人对自然的依赖性和人的能动地位 ,人与自然关系的内涵随着人类社会的发展而发生变化。人地关系研究是近代地理学发展的基础 ,地理学中流行的环境决定论、可能论、文化景观学和人类生态学等都是聚焦于人地关系研究的不同学派。地球系统科学领域的研究重心是揭示人与自然的相互作用及所应采取的对策。信息时代人地关系的特征与工业时代有较大差别。人与自然的作用方式和强度将有显著不同 ,人类将全面系统地深化对自然的认识 ,人类活动空间将发生巨大变化 ,时空观念正在发生转变。知识与科技的作用 ,正成为社会经济发展的主要驱动力。由于地球的整体性和地球各圈层的相互作用 ,许多全球环境问题成为世界各国和社会公众关切的热点。人地关系研究的重要前沿领域包括 :全球环境变化及其区域响应 ,区域可持续发展及人地关系机理调控 ,社会生态与环境伦理研究与体系构建     

国家重点研发计划项目“中高纬度湿地系统对气候变化的响应研究”(2016YFA0602300)简介

2016年7月,经科技部批准,由中国科学院东北地理与农业生态研究所承担的国家重点研发计划项目"中高纬度湿地系统对气候变化的响应研究"(项目编号:2016YFA0602300)正式立项。该项目选取中高纬度湿地集中分布、人类活动强度空间差异显著、在中俄两国都有巨大面积分布的黑龙江流域为研究区,在气候变化和高强度人类活动双重胁迫日趋加剧的情形下,针对湿地快速退化及其生态功能丧失所引起的重大生态和环境问题,研究中高纬度湿地对气候变化的响应机制,明确维持其湿地生态功能稳定的机制,科学评估气候变化和人类活动对湿地的影响,解决全球变化影响脆弱湿地生态系统结构和功能稳定性的关键科学问题,提出应对全球变化的湿地适应性调控途径,确保区域生态安全和水资源可持续供给,为国家制定调控战略和湿地保护方案提供科学依据。该项目的合作研究单位为东北师范大学、中国科学院遥感与数字地球研究所、北京师范大学、中国科学院南京地理与湖泊研究所和中国科学院大气物理研究所。该项目的首席科学家为中国科学院东北地理与农业生态研究所宋长春研究员。项目执行时间为2016年7月1日至2021年6月30日,总经费额度为2 500×10~4元。     

IGBP与全球系统

国际地圈、生物圈计划-IGBP(Inte-rnational Geosphere-Biosphere Programme)是国际科学联合会(ICSU)(?)1983年筹备组织的以全球变化为中心的国际合作研究,并于1986年9月ICSU第21届大会上获得通过。1986年12月中国科学院组织了IGBP研讨会,并酝酿在我国建立组织的问题。著名大气物理学家叶笃正教授指出:IGBP是一个整个地球系统及其支持生命的独特环境为对象,研究发生在该系统内并受人类活动影响的物理、化学、生物的相互作     

云南洱海流域人类活动的湖泊沉积记录分析

根据湖泊沉积记录的环境指标变化,对云南洱海地区人类活动的湖泊沉积响应进行了系统的讨论。洱海湖泊沉积物记录显示,湖泊沉积物磁化洱海流域土地利用方式变化特别是耕作农业的出现有显著响应;沉积物元素Ｆｅ、Ａｌ含量的变化也与流域人类活动影响下的地表水土流失有密切联系。沉积物色素的变化则指标湖泊富人为营养化的历史。湖泊沉积物磁化率、元素、色素指标的变化是不湖泊流域人类活动的有效指标并具有重要的科学考古学意义。     

全球气候变化背景下基于土地利用的人类活动对城市热环境变化归因分析——以京津冀城市群为例

近年来全球气候变化已经影响到人类生活的所有地区,气候系统变化的规模和现状是数千年来前所未有的。与此同时,中国城镇化进程显著加快,尤其以城市建设用地扩张主导的土地城镇化最为突出,导致城市热环境脆弱性加剧。已有研究探索了特定类型土地利用变化对于城市热环境的影响,但忽视了全球气候变化背景下自然气候和人类活动共同作用城市热环境变化的双重过程。因此,本研究提出一种基于土地利用类型的城市热环境变化贡献度算法,旨在厘清自然气候（表征为土地利用平均温度变化）和人类活动（表征为土地利用类型转变）对于区域热环境变化的单独贡献。本研究使用中分辨率成像光谱仪（Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS）地表温度及发射率数据,定量计算2005—2020年四季和昼夜京津冀城市群各城市土地利用类型平均温度和面积变化对于城市热环境变化的分别贡献。该算法计算各城市四季和昼夜地表温度变化与MODIS LST产品误差在1 K以内。2005—2020年各城市地表平均温度大多数呈增长态势,其中冬季白天增温幅度最高。耕地、城市建设用地和农村居民点对城市热环境变化的贡献度较其他土地利用类型突出。京津冀城市群中各城市人类活动对城市热环境变化的单位贡献强度远高于自然气候（4.03~648.07倍）,而人类活动的贡献总量（-0.25~0.92 K）低于自然气候（-2.40~6.50 K）。研究结果对于京津冀城市群空间协同发展和适应及减缓气候变化等具有重要的科学意义和实践价值。     

全球环境变化研究与人文地理学的参与问题

全球环境变化是当今世界关注的热点问题之一。随着全球环境变化研究的深入，人们更加深刻地认识到全球环境变化不单纯是自然环境系统本身的科学问题，而是包括国际政治、经济和社会人文诸多方面综合的、复杂的问题，所以全球环境变化研究引起了相关学科领域越来越深的参与，愈来愈呈现出自然与人文要素综合集成研究的趋向。过去的科学实践已证明地理学是全球环境变化研究的重要力量。地理学参与全球环境变化研究，不完全归因于它在探讨人类-环境相互作用中具有综合研究的学科特性，部分原因是学科自身发展的需要。本文强调我国人文地理学要积极参与全球环境变化的相关研究，初步讨论了人文地理学要关注的相关理论和实践问题、人文地理学参与的途径及能力建设问题。     

探讨过去人地关系演变机制的"支点"概念模型

人地关系演变的历史、规律和机制是地理学研究的重要科学问题。在人类社会演化的不同阶段,人与环境相互作用的模式存在显著差异,揭示人地关系在时间维度上的演变轨迹和机制可为有效衔接古今人地关系研究提供重要依据。基于对过去人地关系研究案例的分析和总结,我们提出“支点”概念模型尝试解释人地关系演变的规律和机制。当特定区域人口数量增长到一定程度时,自然生态系统和人类社会系统达到平衡状态,随后的气候环境变化和人类活动变化都有可能打破其平衡状态。人类社会系统在面对生存环境变化压力时可能出现两种不同方式的响应：① 通过人口数量的调节适应生存环境变化而达到新的平衡,其特点是人与环境相互作用的模式（人类社会与自然生态系统平衡“支点”位置）不变;② 通过人类社会组织结构或技术革新方式使社会适应生存环境变化的“韧性”增强,体现为人与环境相互作用模式发生改变。随着时间的推移,社会韧性呈增强趋势,人地关系演变的主导因素也整体呈现由自然因素向人为因素的偏移。最后,以河南、山西和陕西三省仰韶文化时期（约公元前5000—公元前3000年）至周代（公元前1046—公元前256年）的人地关系研究为例,运用“支点”概念模型分析了其演变机制。     

上海市人类活动对热环境的影响

随着城市规模不断扩张, 由城市热岛现象而导致的热环境问题不断凸现。城市热环境 的时空变化, 是下垫面改变、人为热释放和环境污染等人类活动因素相互交织作用的结果。 由于城市热环境影响因子的复杂性, 传统观测手段和统计方法在获取数据和分析人类活动对 热环境响应机制方面存在着局限性。而卫星遥感和GIS 技术为人类活动对城市热环境的影响 分析提供了技术支撑。选用Landsat ETM+ 影像, 以上海市外环内区域为研究靶区, 在探讨热 环境的空间格局基础上, 运用空间主成分分析方法替代传统的多准则判断(MCE) 方法, 分析 了人类活动对城市热环境的影响特征。结果发现, 对于上海主城区而言, 城市建筑与人口密 度、工业区布局、下垫面类型以及城市景观多样性四个因子是影响城市热环境空间格局的主 导因子; 四个因子的线性模型, 较好地模拟了热环境的空间变化, 定量揭示了上海城市人类活动对热环境的影响机制。     

全球环境变化与人类健康

全球环境变化与人类健康研究是目前地球系统科学研究关注的热点问题之一,引起了越来越多机构和科学家的重视,并且已取得了一定的研究成果。本文介绍了全球环境变化研究的内容和意义及目前全球环境变化的研究体系;总结了在全球气候变化、臭氧层损耗、生物多样性的丧失、土地荒漠化和干旱、环境污染、全球化以及城市化等多方面给人类健康带来的影响;概括了目前关于全球环境变化与人类健康研究的热点领域以及我国开展全球环境变化与健康研究的主要问题。     

湿地景观变化过程与累积环境效应研究进展

湿地在流域中处于水陆交错的特殊过渡区域,是地表重要的景观覆盖类型和生态系统。湿地具有独特的水文、土壤和植被特征,在维护区域/流域生态平衡和环境稳定方面发挥巨大作用。湿地景观变化过程主要表现为景观格局和过程在时间和空间尺度上的相互作用过程。该过程对系统的能量流动、物质循环以及物种迁移产生作用,对地理环境也产生巨大环境效应。湿地景观变化与土地利用/覆盖变化紧密相关,与人类活动影响息息相联。至今,人类已把天然的湿地景观格局改变为受人类支配的土地利用格局。自然湿地景观格局的变化过程对湿地生态系统以及其他系统的生物多样性、初级生产力产生显著影响,对局地、区域及全球气候环境、水文环境、生物多样性等方面产生显著而深刻的影响。湿地景观变化是全球变化研究的重要内容,尤其对认识全球气候变化、土地利用/覆盖变化和生物多样性变化的区域响应具有重大意义。     

"综合全球环境变化与全球化风险防范关键技术研究与示范"研究进展

全球环境变化与全球化正在给人类赖以生存的生态与环境、社会经济可持续发展带来巨大风险.综合全球环境变化与全球化风险有效防范棳是保障我国和谐社会建设和可持续发展的关键科学问题."十一五"国家科技支撑计划重点项目"综合风险防范关键技术研究与示范"课题"综合全球环境变化与全球化风险防范关键技术研究与示范(2006BAD20B05)",围绕此科学问题开展了四年多的研究棳取得了重要研究进展.     

连接科学与社会——从第33届国际地理大会看地理学的发展态势

本文介绍了第33届国际地理大会的会议概况和主要议题,从会议论题中总结当前国际地理学研究的前沿问题与发展态势。当前国际地理学界关注的前沿问题主要有：未来地球研究,陆地表层过程作用的综合研究、土地利用变化与生态系统服务,人类活动对全球变化的影响、响应与适应,城市化与可持续发展,地理学与环境、健康问题,自然灾害形成过程与风险分析,大数据、地理信息科学与决策制定,地理学与多元文化等。地理学的发展需要更加关注人地系统的综合研究、自然—社会系统的耦合研究及基础理论和方法的发展与突破。中国地理学应关注当前国际地理学的前沿问题与发展趋势,实现系统的综合和耦合,引领地理科学的发展。     

我国四省市15岁学生环境素养表现及影响因素 ——基于PISA2015数据的分析

本文基于PISA2015数据对我国四省市15岁学生的环境素养表现及影响因素进行了探讨.研究表明:(1)在71个参与国(地区)中,我国四省市15岁学生环境意识、环境乐观、环境行为指数排名分别是第13-32名、第1-2名、第38-49名,整体呈现出"态度乐观但知行不足"的特征;(2)学生在具体环境问题与环境任务上的表现有所差异;(3)经济社会文化地位、科学素养、科学兴趣、科学信念、学校位置、科学活动、探究教学对不同环境素养维度表现具有显著的预测作用.据此提出如下建议:以协调发展为先,开展生本取向的环境教学;以双向整合为法,构建全面深入的环境课程;以群体差异为重,制定统筹兼顾的环境教育政策.