从地球系统圈层互馈与地理综合角度探讨水循环研究

地球是一个由岩石圈、土壤圈、水圈、生物圈、大气圈等层圈组成的系统,水循环过程是这些圈层间联系的纽带,维持良性水循环是实现可持续发展的关键所在。水循环不是一个独立的自然过程,水问题的解决方案往往涉及到地球系统的各个圈层和经济社会的方方面面。本文以森林与水的关系、水循环变化预估、水循环综合研究这3个话题为例,尝试从地球系统的角度探讨水循环研究。     

地球系统科学数据分类体系研究

数据分类是数据组织、管理与数据共享工程中不可缺少的基础性工作。根据地球系统的圈层结构、研究每个圈层的主要学科和每个学科的主要数据内容,把地球系统科学数据分为14个一级类、88个二级类。该分类体系在国家科学数据共享工程项目——中国地球系统科学数据共享服务网中得到实际应用。     

现代人地关系与人地系统科学

人地关系地域系统理论系统提出30 a来,对促进地理学综合研究、学科建设和服务国家重大战略决策发挥了重要的科学支撑与导向作用。深入解析了人地关系地域系统理论的科学内涵及时代价值,诠释了现代人地系统的类型与环境,提出了"人地圈"与人地系统科学研究的主要内容和前沿领域。初步研究表明:①现代人地系统具有复杂性、地域性和动态性特征,人-地交互作用过程、格局及其综合效应正在发生深刻变化,地球表层人地系统成为现代地学综合研究的核心内容和重要主题。②科学认知和有效协调人地关系,亟需深入探究人地系统耦合格局与机理,探明人地关系地域系统类型、结构及其动力机制。依据城乡关系将人地关系地域类型划分为城市地域系统、城乡融合系统、乡村地域系统。乡村地域系统可细分为农业系统、村庄系统、乡域系统、城镇系统等子系统,分别对应于作土关系、人居关系、居业关系、产城关系。③现代人类活动强烈地作用于地球表层人地系统,形成了人地系统耦合与交互作用的地表圈层—"人地圈",其实质是现代人类活动与地表环境相互联系、耦合渗透而形成的自然–经济–技术综合体或人地协同体。④人地系统科学或人地科学是研究人地系统耦合机理、演变过程及其复杂交互效...     

生态系统观测研究网络在地球系统科学 中的作用

地球系统科学是以地球系统为研究对象, 重点研究各圈层、各要素以及自然和人为现象 之间相互作用关系的科学, 是在科学技术自身发展和社会需求共同推动下发展起来的新兴学科。 地球系统科学概念的提出是为了解决全球性的资源和环境问题的需要, 是地球科学向综合集成 方向转变的重要阶段。目前在地球系统科学思想的指导下, 在全球规模上已经组织了一系列重要 国际联合研究计划, 企图组织全球的科学家协作推动地球科学的发展。地球系统科学发展离不开 对地球系统要素和圈层的物理、化学和生物过程的综合观测工作的支持。自20 世纪80 年代以 来, 一些国家、国际组织和国际合作项目都纷纷建立了国家、区域甚至全球尺度的观测、监测和信 息共享网络。国际长期生态研究网络(ILTER) 自20 世纪80 年代开始建设, 其目的是对生态过程 进行长期的监测, 研究各种生态因子的相互作用及生态过程, 从而揭示出生态系统和环境的长期 变化, 为生态系统评价及管理提供科学依据。 中国生态系统研究网络(CERN) 始建于1988 年, 在中国生态系统动态观测、科学研究和试验 示范方面发挥了重要作用, 2005 年在CERN 的基础上, 由国家科技部组织开始建立中国国家生 态系统观测研究网络(CNEN) , 目前已经遴选出了53 个台站, 开始对农田、森林、草地( 含荒漠) 和 水体( 湖泊和海湾) 的动态进行观测研究, 该网络必将成为全球地球观测系统(GEOSS) 的重要组 成部分, 在我国地球系统科学发展的历程中发挥重要作用。本文主要从发展地球系统科学角度, 讨论生态系统观测研究网络在地球系统科学中的作用。     

地球空间信息科学之刍议

地球空间信息科学是地球科学、空间科学和信息科学交叉渗透发展的结果。它由地球空间信息理论、地球空间信息技术和地球空间信息应用等三个部分组成。它的主要研究方向是从空间信息流的角度揭示和认识地球系统，特别是地球表层系统的现象和过程，地球各圈层相互作用的时空特征。地球空间信息科学在国家和区域的可持续发展及资源、环境和人口的协调发展中具有广阔的应用前景。     

“地球的结构”教学设计

正【教学目标】了解地壳的组成元素及分布;通过读图,掌握地震波的传播规律和地球内部圈层划分的依据;通过绘图,掌握地球内外圈层结构,训练读图用图能力;通过小组合作学习,说出各圈层特征及与人类的关系,培养合作意识及语言表达交流能力,培养科学探索精神。【重点难点】1.教学重点:地球内部圈层的划分、界面、地壳     

人地系统可持续过程、格局的前沿探索

本文结合笔者近年来在人文地理学前沿问题探讨的综述,阐释了人—地系统相互作用时空分异规律是现代地理学最高层级的科学难题、也是决定未来地理学前途的关键问题的认识,提出了截至目前开展人地系统综合研究所采用的“过程归纳、区域比较、定性分析、逻辑判断”等4个实用方法,并围绕着区域均衡、资源环境承载能力、地域功能、空间结构等4个前沿领域,讨论了影响区域发展格局变化的驱动力、自然圈对人类活动圈层的作用、综合地理区划原理和方法、以及“生活—生产—生态”空间结构变化规律等研究的学术思想,探讨了“未来地球”框架下区域可持续发展研究的意义和重要命题,认为“自然科学和社会科学交叉”、“基础研究和决策应用贯通”的复杂性科学基础理论体系和综合研究集成方法体系建设,将深刻影响着人地系统过程和格局的研究进展。     

关注地学研究护育人类家园——《地学大辞典》评介

正地学是研究地球系统各圈层形成、演化、发展及其相互作用的科学。地球系统指由大气圈、水圈、陆地表层、生物圈和固体地球(岩石、地幔和地核)组成的作为整体的地球。地学研究在人类社会发展及现代化进程中发挥了重要的作用,特别是在当前国家进入新的发展时期,以及"一带一路"建设当中,地学作为人类改造自然、利用自然和保护自然的基础科学,其作用日益凸显。     

“地球和地球仪”（人教版）教学解读

地理学是研究地理环境以及人类活动与地理环境相互关系的科学。地理环境由大气圈、水圈、岩石圈、生物圈等圈层所构成,是地球表层各种自然现象、人文现象有机组合而成的复杂系统。地球环境各要素的运动、变化规律以及各要素间相互作用的机制,都与地球所处的宇宙环境以及地球的运动有关,因此要认识地理环境就必须了解有关地球的知识。所以,教材首先安排了第一节“地球和地球仪”的学习。     

地球表层与天地生综合研究

本文联系地理学史从宇宙、地球、地球表层等概念的演化,讨论人类对地球表层的认识,介绍人类对地球表层作用后所形成的技术和社会圈,从人地关系协同论去说明智慧圈的意义,并讨论以地理相关法为基础的地域结构对应变换分析。以及天地生综合研究与宇宙全息论。本文以现代科学哲学、宇宙论、地球科学的新发展为基础,对地理学的研究对象—地球表层提供一个全新的认识,促进地理学中有关地球基本知识的更新。     

构建知识框架 提高成人高中地理教学质量

现行的上海市成人高中地理的知识内容涵盖了普通中学初、高中两个阶段的地理知识，包括了三大部分：一是自然地理部分。它是关于地理环境的基本知识，以地球表面的各个圈层为主。主要讲述宇宙中的地球，地球上的大气、水、地壳运动和自然带等知识，其问还包括了地图知识。二是人文地理部分。它从人类生产和生活所必需的自然资源和能源，引申到人类利用自然和改造自然所产生的各种问题一资源问题、能源问题、农业生产和粮食问题、工业生产和工业布局问题、人口问题、城市化问题和环境保护问题。三是区域地理部分。它包括了中国地理和世界地理。     

青藏高原山地系统动力学模型研究

以地球系统科学为研究思路。研究了青藏高原山地系统各圈层相互作用的统一构造动力模型、力学模型和数值模拟等。关于青藏高原山地系统动力学特征。主要研究高原山地系统现今构造应力场演化特征和高原山地系统统一构造动力模型。认为均起源于喜马拉雅运动期印度一欧亚板块碰撞引发的统一的板块汇聚动力体系和各圈层与之相应的一系列运动学和动力学过程。关于青藏高原山地各圈层力学系统描述，主要把山地各圈层块体质点作为一个力学系统来描述。求解速度向量、位移向量、密度场、温度场、应力张量等物理量和状态空间。最后求解运动方程。关于青藏高原山地系统的非稳定性问题。将给定的载荷历史分成许多小的增量步。对每一个增量步求解一个非线性边值问题。使用失稳量准则判断山地系统的稳定性。关于青藏高原山地各圈层多体系统力学描述。青藏高原是由多圈层多块体不同物质结构组成的。皆可用若干塑性、流变体、流体和弹性组成的系统模型予以有效地描述。主要研究内容有：高原山地系统碰撞隆升的分类和现象、山地主动碰撞构造体特性和山地被动碰撞体(靶体)特性等力学模型。文中初步分析和推断了演变的历史与现状。探讨了青藏高原隆升的动力学过程。     

“地球的结构”一节教学设计

“地球的结构”是湘教版高中地理Ⅰ第一章第四节的内容,本节课的“知识与技能”目标是： ①了解地球内部和外部的圈层结构及特征;②从人地关系的角度,了解各圈层对人类活动的主要影响;③了解地壳、地幔和地核的界限、厚度、物理特性和物质组成;     

岩石圈属于地球的内部圈层还是外部圈层?

在学习"地球圈层结构"一节时,必然要谈到岩石圈的问题。岩石圈作为地球重要的圈层之一,在地理教学中已成为教师引导学生关注的重点。岩石圈对人类生存和发展的作用和意义重大,一方面可以为人类提供化石燃料、矿物原料;另一方面通过物质循环,促进了     

21世纪中国地理学发展的若干思考

20世纪我国现代地理学的发展取得了辉煌成就,同时也面临着许多挑战和机遇。基于地球系统科学的最新研究成果与发展态势,结合我国地理学发展的自身特点及国家需求,本文从理论研究、方法论、学科建设、能力建设等方面,对21世纪我国地理学发展的若干问题进行了思考和探索。     

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     

冰冻圈服务综合区划理论与方法

冰冻圈是全球气候系统的主要圈层之一,既具有不可替代的气候效应,又维系着寒旱地区社会经济和自然生态系统良好运行,而中国是中低纬度地区冰川、积雪、冻土发育程度最高的国家。长期以来,针对冰冻圈“致害性”的研究众多,而聚焦冰冻圈服务的“致利性”研究则相对滞后,在此背景下着眼于人类福祉的冰冻圈服务识别与综合区划研究成为冰冻圈科学、人地系统可持续发展等的关键科学问题之一,也是目前迫切需要开展的研究方向。首先,确定以地域分异规律理论、人地关系地域系统理论、集合论和信息编码论等跨学科理论为研究基础;尔后,构建面向综合区划研究的冰冻圈服务分类体系,先以供需均衡模型为核心进行单项服务重要性空间识别,再以服务最大化模型为指导,通过区位熵算法判定冰冻圈主导服务的空间分布;最后,以三维魔方展开法为核心制定冰冻圈服务综合区划方案,将研究区划分多重空间层级、彼此独立完整、相互联系密切的冰冻圈服务单元。综上,形成综合自然供给和人文需求因素且适应地区特色的冰冻圈服务空间识别与综合区划技术体系和方法流程,为冰冻圈服务供给与社会经济发展需要架起一座桥梁,是满足国家重大战略需求和合理利用冰冻圈服务的必由之路。     

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。     

亲身观察实践 运用活的资源

人教社高中地理教材必修一第二章“地球的大气”,地球外部圈层包括水圈、大气圈、生物圈,其中大气圈是与人类生活关系最为密切的圈层,对人类的生存意义重大。笔者认为这章的地理课程资源应从身边的地理,生活中地理人手,引导学生亲身观察实践、合作探究是最有效的方式更具有现实性。     

编写地理专业基础地质学教材的商榷——评宋春青主编《地质学基础》

地质学和地理学学科关注的重点有所不同，地质学关注地球内三圈问题，而地理学关注外三圈情况。如果机械地把地质学知识缩写成地理专业学生的课本，他们可能会不理解地质学和地理学的关系。为此，应根据地理学关注的主要问题(即，那些地方有什么?为什么会这样?人类应该怎么办?)来编写地理专业学生用的地质学教材。