中国地球系统科学研究述要

中国地球系统科学研究萌发于５０年代，产生于８０年代初，是伴随着人类关于地球的现状与前途的密切关注与思考而发展起来的，经过近些年来的研究和发展，中国地球系统科学研究已经逐渐形成了其独特的研究内容、研究对象和研究方法，其重要的理论和现实意义也逐渐显现出来。     

黄土与地球系统--李希霍芬对黄土研究的贡献及对地球系统科学研究的现实意义

李希霍芬是19世纪德国著名的地质学家,对欧洲和中国黄土的研究工作,以及后来的黄土研究有着深刻影响,其学术思想在地球系统科学研究的时代依然有重要的现实意义。文章简要回顾了李希霍芬对黄土研究的贡献,并探讨这些贡献与黄土研究在地球系统科学研究中的现实意义。从李希霍芬时代到今天,黄土作为全球宝贵的地球系统演化的历史记录,在揭示地球岩石圈、水圈、大气圈、冰冻圈、生物圈及宇宙事件对地球系统的影响发挥了重要作用,并在未来地球系统科学研究时代有旺盛的生命力。     

中亚地球科学研究中心网站简介

中亚地球科学研究中心网站建立于2006年5月,通过网络结构体系将分布在全国的与地球科学相关的6个主要研究所和大学整合形成一个地球科学研究与共享平台,服务对象为中亚地球科学问题研究与应用．     

地球系统科学发展方向与趋势

首先从人类面临全球性的重大问题、地球系统的全球化和地球系统科学与传统地球科学三个方面介绍了地球系统科学提出的背景；在此基础上，阐述了地球系统科学国内外研究现状；然后详细介绍了地球系统科学的概念与研究方法，主要内容有研究思路、基本概念、地球系统过程、全球-区域信息获取、海量信息处理和分析及系统模型等；第三构建了地球系统科学理论基础，主要内容包括：地球系统的连续动态系统、离散动态系统、地球系统的随机性、地球系统的自组织和地球系统的简单巨系统与复杂巨系统；然后重点介绍了地球系统科学子系统与各圈层相互作用的动力学模型与效应；第四，概述了地球系统的数字表达---数字地球和地球系统科学是可持续发展战略科学基础。最后，简述了中国开展地球系统科学研究的方向和面临的主要科学问题。     

美国国家大气研究中心优先研究领域新特点

美国国家大气研究中心于2005年11月提出了新的战略计划。该计划突出的新特点在于无论科学研究活动还是教育、观测设施等方面的战略目标和优先领域,都是以地球系统研究为中心。如在科学研究方面的战略目标确定为：认识地球系统的作用、准确预报地球系统的演变。相应的优先研究领域则为：研究和了解地球和太阳的自然变率;地球系统各分量的相互作用;地球系统预报;人类活动与地球系统的演变等。鉴于NCAR在国际大气科学界的地位,这种以地球系统为中心的优先研究领域对我国大气科学及地球科学研究有一定的借鉴意义,同时也将促使大气科学工作者摆脱传统天气、气候概念的束缚,站在更高的高度来科学审视学科的发展。     

从地球过程到人地和谐--关于地球系统研究科学战略的思考

较为详尽分析了地球系统科学的由来与发展、我国地球系统科学研究所面临的机遇与挑战,阐明了我国开展地球系统科学研究的基本思路,从而提出8个战略重点：区域气候环境系统变化与适应;水系统、水循环与水安全;生态系统与全球碳循环;人类活动与地球表层系统;地球内部动力学与地球系统演化;地球灾变事件与生命过程;地球观测系统与地球系统模拟以及耦合过程动力学、响应动力学、适应和预测理论。     

浅谈固体地球科学与地球系统科学

地球科学在20世纪的诸多进展中,对后来科学发展具有深远影响的基本认识之一是地球演化的行为具有整体性,其不同的圈层确实通过多种途径相互作用,且人类活动已成为地球演化的重要营力之一。这些认识导致地球系统科学思想的产生和发展,并使不同圈层相互作用的过程和机理、人与环境的相互作用研究成为21世纪基础科学研究的前沿。地球系统科学强调地球不同圈层、不同单元相互作用的整体性和关联性,因而科学研究必须从"整体地球系统"的视野出发,但研究过程又必须从关键区域入手。我国是地球系统科学研究的关键地区之一,未来研究应立足地域优势和特色,攻克全球性重大科学问题,解决社会对地球科学的知识需求。     

地质科学在自然灾害综合研究中的作用

各种自然灾害的发生、发展和时空分布都不是孤立的，而是相互耦合从而形成一个统一的自然灾害系统。自然灾害系统是地球整体系统的一个组成部分。地球系统科学研究的基础和中坚是地质科学，因此地质科学在自然灾害综合研究中有着重要的地位。目前的研究表明：自然灾害系统的形成机制与分布，受到了地壳运动、地质作用和地质构造格局的控制，同时地球下垫面的状况又可以制约自然灾害的孕育、活动和能量释放过程。因此，对和自然灾害的发生有着密切关系的各种地质条件进行深入研究，是自然灾害综合研究的基础，也是进行自然灾害综合预报的基础。     

地球系统科学发展方向与趋势

首先从人类面临全球性的重大问题、地球系统的全球化和地球系统科学与传统地球科学三个方面介绍了地球系统科学提出的背景;在此基础上,阐述了地球系统科学国内外研究现状;然后详细介绍了地球系统科学的概念与研究方法,主要内容有研究思路、基本概念、地球系统过程、全球一区域信息获取、海量信息处理和分析及系统模型等;第三构建了地球系统科学理论基础,主要内容包括:地球系统的连续动态系统、离散动态系统、地球系统的随机性、地球系统的自组织和地球系统的简单巨系统与复杂巨系统;然后重点介绍了地球系统科学子系统与各圈层相互作用的动力学模型与效应;第四,概述了地球系统的数字表达——数字地球和地球系统科学是可持续发展战略科学基础。最后,简述了中国开展地球系统科学研究的方向和面临的主要科学问题。     

《地球科学进展》投稿须翘（2004年8月修订）

《地球科学进展》(2005年1月起改为月刊出版)的主要任务是评述国内外地球科学研究新进展，介绍全球变化研究、可持续发展研究等综合性跨学科重大研究领域发展态势，报道边缘学科、交叉学科最新信息，推动高新技术在地球科学中的应用，促进地球科学与资源环境科学研究工作的发展，介绍国家自然科学基金项目选题意向，公布国家自然科学基金地球科学项目评审情况，宣传报道国家重点基础研究发展规划项目(973)、国家攀登计划、国家自然科学基金项目等地球科学领域的最新研究成果和进展。     

“地球系统探测新原理与新技术”优先领域与地球系统科学

地球系统科学是研究组成地球系统的子系统之间相互联系、相互作用的机制，研究地球整体结构、特征、功能和行为，研究地球系统变化的规律和控制这些变化机理的科学。对地观测、探测与分析技术的发展是地球科学创新思维来源的技术保障，同时对地球科学基础理论研究水平的提高起着重要的作用。21世纪地球科学的发展将更加重视发展地球系统科学的理论、方法与技术体系。“地球系统观测、探测新原理与新技术”被列入国家自然科学基金委员会地球科学部“十五”优先资助领域。回顾“十五”期间的资助情况，探讨该领域和地球系统科学的关系，将有利于“十一五”对该领域资助工作的调整与完善。     

地球系统科学与成矿学研究

在简述地球系统科学的基础上 ,文中提出了由地球系统科学引发的成矿学研究 3个观点 :(1 )成矿系统是一个特色的地质系统 ;(2 )成矿系统与其它系统的关联 ;(3)地质突发事件具有灾害和资源的两重性。针对地球系统科学要求和矿床学学科发展进程 ,提出了 5个亟待加强的研究领域或课题 :(1 )深部过程、浅表环境与成矿系统 ;(2 )重大事件与成矿 ;(3)生命活动与成矿 ;(4 )物理成矿作用和(5 )海洋成矿作用。在结语中 ,作者强调要从地球系统的大背景来研究成矿环境、成矿过程和成矿动力学 ,也即将传统的矿床成因研究提高到地球系统科学的层次 ,为矿床学的发展提供新的广阔的理论基础。     

技术方法的进步与地球科学的发展

地球科学作为自然科学的一大门类,其发展速度十分惊人。地球科学的迅速发展一方面反映了人类生产的发展对资源和环境方面愈来愈高的要求,一方面得益于科学技术的普遍发展为地球科学研究提供的越来越有利的条件。关于技术方法对地球科学研究的推动作用,人们早有认识,而现在更为深刻。当今对地球科学研究影响最大的关键技术,包括空间技术,深部探测技术,高新分析测试技术和数据综合分析技术,均来源于现代科学技术的最新发展。为了推动地球科学研究,不但要注意引进各种高新技术,还要注意将这些技术与地学研究相结合,发展和创造适合于地学研究的高新技术,并善于综合应用它们,使它们在地学研究中发挥最有效的作用。     

地球的多圈层相互作用

地球科学的发展已逐渐进入对地球进行多圈层相互作用研究的新阶段。如大气中温室气体浓度剧变的天然原因何在 ;海水缺氧、厄尔尼诺和成烃极盛期由什么引起 ;什么因素导致生物的俱生与俱灭等人类社会和地学发展所需解决的一些难题 ,只有开展地球多圈层相互作用研究才能深入解决。在白垩纪中期发生了一系列相互关联的地学现象 ,可以作为研究地球多圈层相互作用和地球系统科学的切入口。     

论地球科学

地球科学的基本任务是认识地球,并为矿产资源勘查、环境保护和灾害防治服务。国民经济建设对地球科学有广泛的需求。它需要在地球科学取得规律性认识的指导下,解决大量微观的实际问题,而这些实际问题的解决,又将积累起丰富的资料,推动地球科学的进展。地球科学包括地质、地球物理、地球化学以及其它有关学科。无论是认识地球,还是为国民经济建设服务,都要求对各种地球科学资料进行综合研究,以期获得比较全面的认识。地球是一个处于运动中的巨系统,它不仅体积庞大,结构和成分复杂,而且有漫长的演化历史。因此,对地球的研究必须分层次进行,而宏观认识将具体指导微观调查。整个２０世纪的重大成就是对地球的认识经历了大陆漂移、海底扩张和岩石层板块大地构造的发展,基本上建立起以活动论为内涵的全球构造观。在板块构造的宏观指导下,地质、地球物理与地球化学的系统总结,已经建立起中国大地构造格架及其演化史,尽管还有许多问题有待于深入解决,但它毕竟说明沉积盆地与矿产资源分布的大地构造环境。在宏观认识的基础上,还必须对区域地质作中观分析,例如通过详细的地质、地球物理和地球化学综合研究,进一步了解造山带、盆地及其间的关系。应该指出,只有深刻地认识区域地质特色,才能?     

On the role of Geography in Earth System Science

Geography is fundamentally a non-reductionist and holistic discipline. While we tend to focus on particular areas (Physical, Human, etc.), or we focus on specific successes (Quaternary studies for example) this paper argues that selling Geography though emphasizing these specific areas or strengths misses a major potential contribution our discipline can make. While most sciences have become reductionist over the last two centuries, they have recently discovered that the Earth is a “complex system” with “emergent” properties that cannot be explained through understanding the components parts individually. Many of these sciences are now contributing to a major effort called Earth System Science, an integrative super-discipline that accepts that biophysical sciences and social sciences are equally important in any attempts to understand the state, and future of the Earth System. This paper argues that the development of Earth System Sciences is a risk for Geography since it is, in effect, Geography with few Geographers. While representing a threat, the development of Earth System Science is also an opportunity. I argue that Geography could be a lead discipline among the other biophysical and social sciences that are now building Earth System Science to address key problems within the Earth System. While I am optimistic about the potential of Geography to take this leadership role, I am pessimistic about the likelihood that we will. I provide suggestions on how we might take on the leadership of Earth System Science including individual engagement and a refinement of tertiary training of some Geography students.     

大气科学研究的一个前沿领域——气候系统动力学与气候预测

从气候环境的变化及其对工农业和人类生活的影响论述了气候系统动力学和气候预测研究在地球科学中的地位和作用，指出气候动力学与气候变化预测是当今大气科学的一个重要前沿研究领域；并从气候系统及其各子系统的相互作用论述了气候系统动力与气候预测的研究对象和主要研究内容；此外，还从当今气候和环境科学发展的趋势和特点指出气候动力学研究应采取的研究路径与方法。     

大气科学研究的一个前沿领域───气候系统动力学与气候预测

从气候环境的变化及其对工农业和人类生活的影响论述了气候系统动力学和气候预测研究在地球科学中的地位和作用，指出气候系统动力学与气候变化预测是当今大气科学的一个重要前沿研究领域；并从气候系统及其各子系统的相互作用论述了气候系统动力学与气候预测的研究对象和主要研究内容；此外，还从当今气候和环境科学发展的趋势和特点指出气候动力学研究应采取的研究路径与方法。     

我国的地球系统科学研究向何处去

近15年来,全球变化与地球系统科学研究在中国广泛开展,我国科学家越来越积极地参加各项国际计划。当前,一些重大的国际计划正在进入其新阶段（如IGBP-II,IODP）,恰好我国也正在制定科技发展中长期规划,迫切需要回顾我国地球系统科学的现状并探讨其今后方向。尽管中国作者的国际论文数量在增长,我国地球系统科学落后于国际的差距仍有拉大的趋势：国际前沿的许多热点问题,在中国尚未提上日程;中国学者在国际计划中早期多有贡献,但在项目总结中却很少有份。为此,提出 3点建议：（1）中国地球科学家应当扩大视野、立足本国、面向全球;（2）应当注意国际前沿动向,促进地学与生命科学在分子水平上的结合;（3）中国的地球科学,应当从以描述为主向探索理的方向发展。我们不应当满足于向国际学术界输出"原料",而要积极参加地球系统科学中关键问题的理论探讨。     

锆石Ce 氧逸度计和早期地球的氧化还原状态

氧逸度可以用于定量描述一个体系的氧化还原状态,是地球科学非常重要的一个热力学指标。早期地球的氧逸度及其变化趋势的重建,对大气圈、水圈、生物圈乃至整个地球的起源和演化具有重要的科学意义,也是地球科学长期探索的重要目标。锆石提供了地球上已发现的最古老天然样品,几乎是目前研究早期(冥古宙)地球的唯一可靠对象。近年来的研究发现,锆石中Ce的含量对其母岩浆体系的氧逸度很敏感,并由此发展出了锆石的Ce氧逸度计。这一技术对认识早期地球的氧化还原状态十分关键。文章对锆石Ce氧逸度计进行了简单介绍,进而对早期地壳和地幔的氧化还原状态进行了综合评述。在此基础上,对早期地球几个重要圈层(大气圈、大陆地壳和上地幔)氧逸度的演化及相互间的耦合关系进行了讨论。