人地协同论——兼论人地系统的若干非线性动力学问题

提出了人地协同论的新概念，指出了人地协同论的意义、研究对象、研究方法、基本原理，报导了分形地貌学及地貌演化的非线性模型，人口系统及城市演化的混沌与自组织特征，人类活动对水土流失影响的多分形模型，风沙地貌的Kdv-Burgers方程研究。     

龙州县金龙镇的人地系统及调控对策

金龙的边塞人文环境和岩溶生态环境构成了较为特殊的人地系统。本文根据大量调查资料,分析了金龙人地系统的独特性,以及人地系统失调、农业生产落后的原因。根据金龙的人文条件和自然生态环境的特点,提出了人地系统调控的对策     

区域发展规划的人地系统动力学基础

区域发展规划研究的出发点是人地关系地域系统和可持续发展战略 ,人地关系的协调共生是区域发展规划的灵魂。文章依据耗散结构理论的基本观点提出了人地系统协调共生的4种状态 ,重点分析了人地系统组成要素及其相互关系在时空层次上的动态关联方式及动力结构 ,旨在为编制区域发展规划奠定坚实的动力学基础。     

时间维的自然地理学研究

自然地理学方向的古地理学开创了时间维地理学研究的领域,其在我国的发展经历了一个从古地理学向环境演变研究拓展的过程。以现代自然环境的历史建构为主体的古地理学,以时间坐标系下自然地理过程研究为主的环境演变研究,以从时间的维度探索人地关系为主的人地系统演变研究,分别体现了地理学的区域研究传统、地球科学传统和人地关系传统,构成了自然地理学时间维研究的3个基本方面。广义地理解自然地理学方向的古地理学、环境演变以及人地系统演变,它们可以看作是相通的,人地系统演变可以理解为包括了人类作为驱动力和承受者的环境演变,用人地关系来定义自然学地理方向的古地理学,则可以将其定义为关于人地（人类-环境）系统历史演变的科学。     

区域人地系统的优化调控与可持续发展

区域人地系统的优化调控始终是现代地理学的重要任务,也是市场经济条件下中国实施可持续发展战略的理论基石。文章认为,区域人地系统优化调控的对象结构应从PRED系统改进为P_DR_DE_DE_DE_DS_D系统,人地系统优化调控的切入点与重点应坚持“以人为本”,而调控的重中之重应是人的意识建设,优化调控的目标点是追求和谐发展至上的目标。人地系统优化调控的动态机理在于模拟“人圈”与“地圈”的最佳距离,优化调控的空间结构包括核心区、发生区、支持区和作用区,各功能区相互竞争的结果形成区域定位与空间共生。协调优化和调控区域人地系统,不仅包括人地系统各要素之间以及各要素内部发展的动态协调与优化,而且包括区域之间人地系统的空间协调和优化,只有同时实现了区域之间人地系统的产业组织协调和空间组织协调,消除了区域盲目竞争与区域冲突,才能实现人地系统经济社会行为对空间区位的合理占据,才能真正实现区域之间的协调发展和空间共生。     

人地系统可持续发展评价体系与方法研究

提出了人地系统可持续发展的评价体系和评价方法，评价体系的建立应遵循空间跨度和时间跨度相结合，简洁和区域分类的原则。人地系统的可持续性由社会经济的发展水平、资源环境的数量、质量状态及它们的协调度所决定。深圳和东莞人地系统可持续发展评价结果表明，深圳可持续性从１９８０年至１９９０年逐渐增强，但１９９１年开始下降，东莞可持续性从１９８０年以后逐渐增强；目前两市处于弱可持续阶段。     

应加强珠江三角洲人地关系研究

近年来珠江三角洲人地系统发生了深刻变化，经济高速发展、城市化、工业化规模不断扩大，人口急剧增长，环境质量下降，自然资源供需关来紧张。进行人地系统研究是本区当
前社会经济与环境资源协调发展的迫切需要。
        

人地系统动力学研究的现状与展望

文章系统地综述了当前国内外对表层地球系统研究的现状、发展趋势，提出从人地系统动力学入手，深入开展可持续发展理论与方法研究的基本内容，以期表述人类活动对地球系统的影响——地球系统演变之“人类驱动力”的机制     

人地系统动力学研究的现状与展望

文章系统地综述了当前国内外对表层地球系统研究的现状、发展趋势，提出从人地系统动力学入手，深入开展了可持续发展理论与方法研究的基本内容，以期表述人类活动地地球的影响－－地球系统演变之“人类驱动力”的机制。     

新型城镇化研究的意义、目标与任务

城镇化是地球表层发生的以最为显著的人类活动为主并与其他圈层相互作用的综合地理过程,具有明显的交叉学科特点。新型城镇化既是国家战略,也是地学极为重要的前沿交叉学科方向和重点研究领域之一。未来地球研究计划(Future Earth)、SDGs和国际地理联合会的"面向未来地球的地理学:人地系统耦合与可持续发展委员会"(IGU-GFE)也都强调城镇化与人地系统耦合以及可持续发展。通过简要回顾城镇化研究进展,提出城镇化研究面临的挑战和机遇,以及下一步研究的目标和任务。建议发挥多学科交叉特色,加强交叉学科领域城镇化的基础研究深度与决策支撑水平。面向国际研究前沿和国家重大需求,尽早提出系统开展新型城镇化研究的顶层设计和科技布局建议,提升我国该领域研究在国际上的影响力、话语权和主动权,更好地发挥基础研究服务国家战略需求的重要作用。     

硅藻细胞壁硅化过程中有机质-矿物的相互作用

生物成因二氧化硅,更为确切地说是无定形水合二氧化硅,是第二大类生物成因矿物,在丰度和分布上仅次于生物 成因碳酸盐矿物。硅藻是海洋生物成因二氧化硅的主要贡献者,其复杂和多级结构的硅质细胞壁已经引起多学科研究的兴趣。 生物化学研究表明,硅藻生物成因的二氧化硅是一种复合材料,除了无机的非晶质二氧化硅以外,还含有生物矿化过程中 普遍存在的有机组分,例如多糖、蛋白质和长链聚胺等。对这些组分的功能研究显示,它们在诱导二氧化硅沉淀以及形成 物种特异性纳米图案方面起着至关重要的作用。本文简要介绍硅藻和硅藻细胞壁组成和结构,同时着重介绍了硅化过程中 的有机和生物分子的生物功能、提取于生物二氧化硅中矿化相关的有机分子参与的体外（in vitro）实验以及模型有机添加 剂存在下的仿生矿化等研究的最新进展。对硅藻调控的生物成因二氧化硅形成机制的深入了解,将可能从机理上把全球硅 循环和碳循环联系起来;而对硅藻体内成分的鉴定和分类将有助于我们深入理解石油的物质来源和硅藻的进化历程。     

略谈古地磁学的基本原理和研究方法

近十余年来,一种新的大地构造假说--岩石圈板块构造说,正在中外地学界广泛地流行着,激起了许多地质学和地球物理学工作者的强烈兴趣。一些学者运用这个假说已经解答了存在于地球科学方面长期以来所遗留下的不少难题。目前,板块构造假说正以空前旺盛的活力在向前发展并日臻完善起来。     

试论地貌圈概念、属性及其与其它地表圈层关系

地貌圈作为地表圈层中的一个与人类生存、发展直接发生关系的圈层。它具有三维形态、物质结构及其运动与演化的四大属性,并在全球充分连续的基本圈层。主要以亚洲与邻区海陆地貌为例,通过地貌圈大中地貌以内动力为主而微地貌以外动力为主的成因概念及其形态、物质、运动与演化四大属性的基本事实,论证地貌圈存在的客观性及其在全球的连续性。论文在探讨地貌圈运动特征时,首次用岩石圈构造分层的现代概念,解析了现代板块边缘及其毗邻广大地区GPS所测试的地壳运动速度,普遍慢于以热点为参考架而确定的板块运动速度。最后,论文以地貌圈与其它地表圈层互相关系的简表,及其与内外环境圈的物质流与能量流等示意图,来呼吁加强地貌圈的基础与应用研究,这对推动地球科学及其与人类生存和可持续发展具有重要意义。     

利用背景噪声反演鄂尔多斯块体及其南缘地区地壳速度结构

文中利用分布在鄂尔多斯块体及其南部周缘地区的53 个宽频带地震固定台站的连续波形记录,采用双台互相关计算 方法由背景噪声提取瑞利波格林函数,经时频分析获得相速度和群速度频散曲线,并分别计算了汾渭地堑、秦岭北缘、鄂 尔多斯块体内部和六盘山地区4 个不同构造区的平均频散曲线,进而反演了各构造区的地壳上地幔一维横波速度结构。结 果显示：地壳厚度在汾渭地堑为34 km,在秦岭北缘地区和鄂尔多斯块体均为40 km,在六盘山地区最厚,达49~50 km;相 应的上地幔顶部横波速度分别为4.20,4.2,4.30 和4.15 km/s;地壳内结构浅部特征差异最大,在地壳中部六盘山地区的速 度较低,下部地壳不同地区的波速较一致。     

全球表层系统研究的思考

1900年前后,以徐士、阿尔冈、魏格纳、李四光等为代表的先驱们从不同视角开始了对地球表层的整体性研究。20世纪人造卫星的应用和板块理论的建立,推动了全球整体观思想的发展。进入21世纪后,伴随社会全球化进程,地球整体观在科学前沿领域显示出极为重要的导向作用。在这个思想引导下的广义地球系统科学是关于地球多圈层的整体研究,但由于涉及人类生存的资源、环境、灾害问题的紧迫性,在未来10至20年内地球系统科学的优先领域之一应是整体观指导下的地球表层系统的研究,它涉及大气层、海洋、地壳、生物和人类。目前可列举出4个重大问题:(1)全球变暖引起的大范围灾害与环境变化;(2)以SARS和禽流感为代表的全球性生物病毒传播灾患;(3)影响人类生存的全球性水资源短缺;(4)导致严重损失和全球性影响的大地震的频繁发生。厄尔尼诺现象与地震的相关性,全球大地震十几年尺度的幕式活动与区域间交替变换,十几年尺度的大范围旱、涝交替变换,表明上述全球性异常变化都是地球表层系统整体性动力过程的表现。应从全球尺度研究包含气体、液体、固体的地球表层系统的微动态变化,分析它们与地、水、大气和生物各圈层之间的相互作用及物质与能量交换的关系,加深对地球表层相互联系的系统过程的理解。     

关于我国开展地球系统研究战略概念模型的讨论

自20世纪末以来,地球科学开始进入一个新的发展时期,地球系统科学理念逐渐成为引领新世纪地球科学的发展方向。世界各国在制定其地球科学战略时,均基于各自掌握的科学资源和实际需求,形成了各自的特色。我国地球科学发展的优势在于区域自然条件,以及社会经济快速发展产生的需求和机遇。基于我国的实际情况的分析,提出了一个地球系统科学研究的概念模型。在这一框架内,我国可以在两方面选择研究范例,并为地球系统科学的发展做出贡献：一是在地球系统物质、能量循环中关注我国具自然条件优势的关键环节;二是强化区域集成研究。同时,还需要加强地球系统观测和模拟的平台建设。     

河南鱼池岭钼矿有关花岗岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究及其对成矿时代的制约

鱼池岭斑岩型钼矿床位于华北克拉通南缘合峪花岗岩基西北部,对其赋矿母岩--花岗斑岩及其围岩--合峪花岗 岩基第三单元侵入体进行锆石LA-ICP-MS U-Pb 定年,获得年龄分别为（135.2±2.4）Ma 和（138.2±2.3）Ma,均为早白垩 世中期岩浆作用的产物,表明鱼池岭钼矿床的形成时代约为135 Ma。鱼池岭含矿花岗斑岩及其围岩花岗岩锆石Lu-Hf同位 素示踪结果显示,这二类岩石Hf同位素组成变化极大,前者¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf比值变化范围在0.281364~0.282420,ε_Hf（t）=-9.6 ~-46.9, 而后者则在0.281774~0.282337 之间分布,ε_Hf（t）=-12.5~-32.8,表明它们在结晶过程中经历了较为显著的岩浆混合作用, 其成熟度较高的端元很可能是新太古代-古元古代太华群基底,而成熟度较低的端元则为燕山期上涌并底侵于地壳底部的 幔源物质或是之前遭受幔源物质改造的下地壳组分。鱼池岭斑岩型钼矿床在中生代古太平洋构造域全面叠置、破坏并改造 古特提斯构造体系的背景下形成,强烈的地壳减薄作用诱发了基性玄武质岩浆底侵或内侵,使得该地区具高钼地球化学背 景的古老地壳岩石发生部分熔融,并不同程度混染有少量幔源组分或新生地壳物质。这样一个富钼的岩浆体系经高程度分 异演化后上升至较浅层次侵位,形成花岗斑岩体。由于围岩为花岗岩,斑岩体的外接触带裂隙较少,因而自身发生不同程 度钼矿化,表现出全岩矿化的特点。     

同位素填图与深部物质探测(Ⅰ):揭示岩石圈组成演变与地壳生长

固体地球科学的一个重要任务是探测地球深部过程与不同圈层协同演变。深部物质探测、地球物理结构探测和深钻一起构成深部探测的三大途径。岩浆岩“探针”及区域同位素(如全岩Nd、锆石Hf)示踪填图是深部物质探测的主要手段,可以用来揭示深部物质组成特征及时空变化,确定不同类型地壳省,划分大地构造边界,估算大陆地壳生长量、方式,分析区域成矿规律。这一技术广泛应用后,有望实现深部结构探测与物质探测结合,开展深部物质填图。中国大陆是深部物质探测的良好实验室,需要解决的重大问题包括：多块体拼合的岩石圈及陆壳深部物质组成架构,不同类型造山带地壳生长与深部物质组成结构,不同构造单元深部物质组成与成矿作用及其浅部成矿制约。文中重点总结和探讨了岩浆岩全岩Sr-Nd同位素和锆石Lu-Hf同位素区域填图以及捕获锆石信息填图的思路、方法和注意的问题,以及可以解决的重大地质问题,并探索性提出今后开展的重点研究方向。     

北天山温泉群的地质特征、时代和构造意义

北天山温泉群长期以来被认为是古元古代的变质岩。最新的野外调查和锆石SHRIMP U-Pb 测年结果表明,温泉群可 以划分为三个岩石构造单元：（1）前早新元古代变质火山岩和变质沉积岩,主要包括斜长角闪岩、云母片岩、石英片岩、 黑云母片麻岩、大理岩等;（2）早新元古代混合岩和正片麻岩;（3）早古生代未变质变形的辉长岩和闪长岩。上述三种岩 石组合类型均被后期二云母花岗岩（脉）所侵入。温泉县以南的混合岩和花岗片麻岩中锆石的SHRIMP U-Pb 年龄分别为 926±12 Ma 和907±11 Ma,与天山地区出露的新元古代花岗岩类的时代基本一致。结合前人对花岗片麻岩Nd 同位素组成 的研究,花岗片麻岩应为古老地壳物质部分熔融的产物,而同期的混合岩化作用则是新元古代地壳加厚和部分熔融的直接 地质证据。辉长岩和闪长岩侵入到温泉群花岗片麻岩和斜长角闪岩中,其中闪长岩的锆石SHRIMP U-Pb 年龄为452±7 Ma, 并含有1.1 Ga 和1.4 Ga 的继承锆石。根据前人的研究成果,本区早古生代辉长岩和闪长岩具有岛弧岩浆岩的地球化学特征, 可能与准噶尔-巴尔喀什洋的俯冲作用有关,这一俯冲增生作用最终导致伊犁北部与哈萨克斯坦陆块在志留纪拼贴造山, 并使温泉群前寒武纪变质岩与侵入岩发生变质变形作用。