地球科学的研究方法篇1
【关键词】篮球运动科研现状分析
【中图分类号】g811.5【文献标识码】a【文章编号】1673-8209(2010)06-00-02
篮球运动的蓬勃发展和篮球项目在竞技运动中地位的不断提高,极大地激发了广大篮球工作者和科研人员对篮球运动科学研究的热情和兴趣。在过去的十年里,我国篮球运动理论的科研成果从观念的变更、新理论的形成、技战术的创新、训练手段的改进、教学方法的改革、器材的更新、选材的科学化、多学科的渗透等诸多方面进行了全方位的开拓,为我国、乃至世界篮球运动理论的发展奉献了许多经典之作。
对我国篮球运动科研论文的生产规律和分布情况进行分析研究,不仅可以帮助我们评估、预测篮球运动的研究水平和发展动向,确定研究重点和调控研究方向,促进我国篮球科研理论建设的全面、深入发展;还可以帮助我们了解我国篮球运动研究队伍的基本状况,为发现、培养和造就一批中坚研究队伍、扶植青年学者,组织和协调这支队伍进行重大课题研究等提供事实依据。
1研究对象
1999-2008年间《
3.4.3教学理论与方法研究:定量研究及交叉学科的综合性运用增多
篮球教学研究是篮球科研工作的难点。www.133229.com此类研究通过教学理论在篮球教学中的作用,探索篮球教学中的特殊规律,寻找符合现代教育发展规律的新方法、新理论,以求达到最优的教学效果。过去的十年里,篮球教学的科研文献较以往增多了定量研究与交叉学科间的渗透研究,更具说服力。其内容也涉及教学计划和制定、教材教法设计、考核方法和标准、教学设备仪器研制及学生能力培养等诸多方面。
3.4.4职业化、市场化研究:更加注重其现实意义
我国篮球运动职业化不过十余年左右,其研究领域也因为要涉足社会学、管理学、经济学等多学科进行综合分析,一直以来是篮球科研领域的薄弱点,研究成果较少。1998年后伴随着我国篮球运动职业化的深入,广大的篮球科研人员开始紧密结合相关的国家法规政策、体育市场、社会环境,针对这一领域的诸多问题进行了深入的分析研究,所著文献也从实际出发,着力于解决篮球职业化、市场化中出现的关键问题,具有很强的现实意义。
3.4.5篮球文化研究:百花齐放、欣欣向荣
篮球运动的文化属性已被学界认可。[2]从文化学的视角研究篮球运动、认识篮球运动,可以拓展研究思路和研究领域,可以促进我国篮球运动的快速全面发展,这一趋势已逐步达成共识。目前,从有关篮球文化研究文章的数量来看,呈逐年递增趋势,说明当前篮球文化已经引起了学术界的重视,其研究内容除论证篮球运动的文化性,还涉及到篮球文化的概念与篮球文化的结构等。特别是部分学者借鉴文化学、社会学、人类学、历史学等领域的知识,以新的思维、新的视角对篮球运动的文化内涵、结构、特征进行梳理和重构,产生了一系列令人耳目一新的理论著作。
4结论与建议
4.1结论
1)十年来我国篮球科研论文刊发量呈波浪形发展态势,存在一定的自发性和变化的无序性;篮球科研的方法有一定创新,但还是以传统方法为主。
2)我国篮球科研工作队伍已经形成,但高产活跃作者群的相对薄弱,核心著者群仍处于形成阶段;作者以高校教师发文量居多,且以副高级、中级职称为主体。
3)现阶段,我国篮球科研研究的内容主要集中在篮球技战术、训练竞赛、教学理论与方法研究、职业化、市场化、篮球文化等领域,但有关场地、器材、规则方面的研究论文有所欠缺。
4.2建议
1)加强篮球科研队伍的建设,采用科学的研究方法,进一步提高论文质量;培育核心作者,增加核心作者和提高其论文平均产出率。
2)篮球科研必须从篮球运动实践的发展需要出发,拓宽视野,端正动机,防止急功近利地拼凑和重复研究;注重运用交叉学科的基础知识,加强与篮球运动一线的运动员、教练员等的合作,使科学研究与实践相结合,才有利于科研成果的转化。
3)各级决策部门要有目的地进行篮球科研立项,加大对篮球科研的人力、物力、财力投入产;建立制约和激励机制,鼓励更多正高级科研人员积极投身科研,多出成果、出好成果,避免人才资源的浪费。
参考文献
地球科学的研究方法篇2
摘要根据篮球球运动专项力学特点，结合运动生物力学研究的现状、发展趋势、以及篮球运动教学发展的实际需求，对运动生物力学在篮球运动教学中应用和发展趋势进行分析。希望运动生物力学与篮球运动的特点紧密结合，更好地为篮球教学提供帮助。
关键词运动生物力学篮球运动教学应用分析
近年来，篮球运动受nBa和CBa的影响，很受学生的欢迎，大家都愿意参与这种集体带有趣味的运动。可在教学中可以看到一些学生由于身体的先天条件，动作做起来比较难受，不合理。怎样帮助每个孩子都能掌握这门技术。我想通过运动生物力学的原理去分析学生的特点，通过分析给他们制定不同的水准，不能集体都按统一的标准，这样会使学生感到篮球运动的艰难，我们降低难度就是要使不同的学生体验到成功的乐趣，因材施教使学生在快乐中学习。如何做到这些，我们就要借助于科技的力量和手段，更加全面地、深刻地认识篮球运动的规律。更好的在教学中利用为学生服务。
一、运动生物力学在篮球运动中的应用领域分析
从运动生物力学角度来看，篮球运动要求人体上下肢的协调配合，很好的应用人的手部动作去接球，做蹬地加速的动作，如何在这个过程中做到合理就必须了解学生的生理结构，肌肉力量的相互作用。什么角度的运动适合此阶段性的学习。用多大力能满足他们的可接受的力量范围，针对不同的学生应该采用不同的方法手段加强学生的学习，切不可让学生做过多大于自己身体不能做的力量训练。帮助他们在自己合理的技术动作内做到自己最适合的动作。对于动作的要求不可统一要求，要区别对待，这样一方面可以鼓励学生很好的练习；另一方面要使学生不断进取不至于伤害学生的自尊心。在场地器材方面要对学生认真讲解。使他们真正认识到自己的力是如何传导的，如何在正确的用力前提下做到做好的自己。
二、运动生物力学研究方法在篮球运动中的应用分析
（一）运动生物力学研究方法分类
按研究方法划分，运动生物力学应用在篮球运动中的研究大体可分为两类：一是力学理论研究方法，二是实验研究方法。两者相辅相成，相互统一，应当紧密结合，才能使运动生物力学更好地在运动实践中应用[1]。这就要求在实践当中很好的将二者紧密结合共同应用到学科领域当中。
（二）运动生物力学的力学理论研究方法在篮球运动项目中的应用分析
该研究方法因为是通过模拟手段对人体运动仿真，一般包括五个步骤：1.确定运动特征，建立目标函数；2.选择模型确定刚体的自由度；3.建立动力学模型；4.实测已知数据并求解；5.根据求解结果解释运动规律，这一步骤是将求得的数学规律化为体育运动语言对运动技术进行合理的指导[2]。根据此研究方法，可以对篮球中许多问题进行研究。如对于篮球运动中学生的伤病的研究，有助于对学生在篮球运动中的损伤认识和预防。可以利用力学理论研究的方法对关节力和力矩进行推算。这实际上是为人体的运动给予科学化得定量，通过科学实验找出人体运动的范围和幅度，为更好的人类发掘自身的潜能和动作的量化提供参考依据。
（三）运动生物力学的实验研究方法在篮球运动中的应用分析
由于动力学研究方法与运动学测试在篮球运动项目中运用的较少，所用到的生物力学仪器不多。因此运动生物力学的实验研究方法在篮球运动项目中有极大的发展空间。
1.常用的生物力学仪器将在篮球项目中的广泛应用
许多已经在其他专项中运用较为广泛的生物力学仪器在篮球运动项目中尚未广泛使用。比如，肌电仪，脚垫受力分析鞋垫。脚垫受力分析可以反映地面对人体的反作用力。运动员投球的力最终是通过人体蹬地面，同时地面给人体的反作用力而实的。通过在运动员的鞋子里放上受力分析鞋垫，可以得出在移动过程中，脚底压力的分布图，可以为篮球运动员鞋子的设计提供参数。通过肌电仪可对完成某动作所参与的肌肉活动的强度和时间进行描述，确定主要的参与肌群。这样学生就可以很清楚地知道完成某动作的肌肉用力顺序是什么，哪些是主动肌，哪些是被动肌，可为力量训练提供参考。
2.多机同步测试的研究
多机同步测试研究是运动生物力学研究的发展趋势。对于篮球这项精密的运动，以往的研究多是从一维的视角来进行的，对篮球运动的生物力学的研究应朝着多维的研究视角发展。比如，将摄像系统和测力台系统同步的测试方法，综合运动学和动力学的数据对篮球运动进行更加深入、全面的研究与分析。
3.开发篮球专项化、反馈快速化的运动技术测试仪器
近年来随着其他运动项目运动学、动力学、测试仪器的质量、功能、效率不断提高，某些运动项目专用的测试仪器不断出现。其它专项的研究可为篮球专项化的测试仪器提供借鉴。随着科学技术的迅速发展，加速度传感器的体积和质量都可以做到非常小，精度可以达到很高，此仪器可以实时监控篮球鞋的速度、加速度和角速度，并可据此推算篮球鞋不同部位的受力情况，以及脚蹬地的初速度。而对篮球鞋运动情况的所做的研究较少。如果这些设想可以实现的话，将丰富这方面的研究可以防止运动者教学脚部的受伤的情况。为更好的教学服务提供保障。防止学生在运动中受伤的概率。
（四）力学理论研究方法和实验研究方法紧密结合
理论力学理论研究方法和实验研究的方法紧密结合对篮球运动进行运动生物力学的研究，将有助于从不同层面和角度更好的认识篮球运动规律，进而可使运动生物力学更好地为篮球实践服务，是运动生物力学在篮球运动中应用的发展趋势。力学理论研究方法必须辅之实验和经验，才能使它在实际应用方面的作用得以发挥，力学理论方法与实验测试方法两者应当紧密结合。前者提供了运动普遍规律，对分析有理论指导意义，后者是理论研究与实际是具体应用的桥梁，能使研究更好地为运动实际服务。实验方法和力学理论研究共同发展、相辅相成，使运动生物力学学科渐趋深入完善。
三、结束语
篮球运动教学的动作技术诊断，力学研究，学生肌肉、骨骼力学特性的研究，将有助于篮球专项测试仪器的开发，篮球运动员损伤机理和预防的研究等领域需要利用运动生物力学在篮球专项中进行全方位的研究。这样有助于在实际中解决一些教学中的学生容易受伤的难题，将生物力学的有关原理服务于学生的课堂，用科学的方法指导学生篮球训练与比赛，更好的预防学生在不同情况下的运动损失与治疗。
参考文献：
[1]王向东，刘学贞，等.运动生物力学方法学研究现状及发展趋势[J].中国体育科技.2003（2）：15-18.
[2]忻鼎亮.运动生物力学的力学理论研究方法[J].体育科学.1994（4）：37-40.
地球科学的研究方法篇3
关键词：乒乓球；运动生物力学；研究方法；研究领域
中图分类号：G804.6文献标识码：B文章编号：1007-3612(2007)10-1381-03
随着现代科技水平的不断提高，运动生物力学研究手段与方法也不断地更新，研究内容和层次不断深入、系统，运动生物力学的研究方法在许多运动项目中有了广泛的应用，对于认识运动项目技术的规律和提高运动技术水平，起到了重要的作用。
对于运动生物力学的原理和方法在乒乓球运动项目中的应用，国内外已进行了许多研究，但已有的研究不够系统和深入，所用的运动生物力学研究方法比较单一，乒乓球专项化的运动生物力学仪器很少，对于乒乓球与球台或球拍碰撞的原理、乒乓球飞行的运动状态、乒乓球动作技术原理等有些方面揭示得还不够全面或尚未揭示，对于运动器材、服装的研究很少。
近年来，国际乒联对乒乓球竞赛规则的三大改革，以及现代世界乒乓球技术的迅猛发展，都要求我们要借助于科技的力量和手段，更加全面地、深刻地认识乒乓球运动的规律，不断地更新观念，技术上不断创新进步，训练方法上要更加科学合理，以促进乒乓球运动的发展。本文根据乒乓球运动专项运动生物力学研究的现状、运动生物力学学科发展趋势、以及乒乓球运动发展的实际需求，对运动生物力学在乒乓球运动中应用的研究领域和研究方法的发展趋势进行展望，以期对乒乓球运动规律有更加深刻而全面的认识，为运动生物力学如何更好地结合乒乓球专项特点为乒乓球运动实践服务提供借鉴。
1运动生物力学在乒乓球运动中应用的研究领域的展望
从运动生物力学角度来看，乒乓球运动是通过乒乓球和球拍位置的变化（平动和转动）与运动员机体的活动相结合的一项运动。运动员的击球动作使球拍和球碰撞后，击出的球以一定的动量、动量矩落到对方台面，与台面发生碰撞，反弹后再与对方的球拍相碰撞。归纳起来，乒乓球项目中的运动包括：运动员的运动（动作技术）、乒乓球在空中的运动（速度、旋转、弧线）、乒乓球的碰撞运动（乒乓球与球台或球拍碰撞）。对乒乓球这三个方面的运动生物力学研究分析需要一定的设备仪器与方法。与乒乓球运动相关联的还有球、球台、球拍等器材以及运动员的服装。
以往对乒乓球运动的运动生物力学研究在上述方面已进行过一定的研究，但对于乒乓球与球台或球拍碰撞的原理、乒乓球飞行的运动状态、乒乓球动作技术原理等有些方面尚未揭示，或揭示得还不够全面，对于运动器材、服装的研究很少。根据运动生物力学和乒乓球运动的发展趋势，运动生物力学在乒乓球运动中应用的研究领域，可以预计运动技术研究仍将会占较大比例，同时，在全民健身、运动医学、康复医学、运动器材、服装及实验仪器设备等方面也会开展研制。具体可以开展以下几个方面的研究：
1）动作技术诊断；
2）乒乓球与球拍碰撞、与球台碰撞的研究；
3）对乒乓球拍运动的研究；
4）乒乓球拍、乒乓球运动鞋的研制与优化；
5）乒乓球运动员肌肉、骨骼力学特性的研究；
6）乒乓球专项测试仪器的开发；
7）乒乓球运动员损伤机理和预防的研究。
2运动生物力学研究方法在乒乓球运动中的应用与展望
按研究方法划分，运动生物力学应用在乒乓球运动中的研究大体可分为两类:一是力学理论研究方法，二是实验研究方法。两者应当紧密结合，才能使运动生物力学更好地在运动实践中应用。
2.1运动生物力学的力学理论研究方法在乒乓球运动项目中的应用与展望该研究方法因为是通过模拟手段对人体运动仿真，一般包括5个步骤：1)确定运动恃征，建立目标函数；2)选择模型确定刚体的自由度；3)建立动力学模型（拉氏方法、Kane方法、雅各宾法等）；4)实测已知数据并求解；5)根据求解结果解释运动规律，这一步骤是将求得的数学规律化为体育运动语言对运动技术进行合理的指导。
纵观运动生物力学在乒乓球运动中应用的现状，可以看到，以往用的最多的是运用力学原理对一些现象进行解释。而利用力学理论研究的方法却很少。根据此研究方法，可以对乒乓球中许多问题进行研究。
如对于乒乓球运动员的伤病的研究，至今还没有在击球过程中对腕、肘、肩关节、颈椎、腰椎等的关节力和力矩的定量分析，而对其认识有助于对乒乓球运动员运动损伤的认识和预防。可以利用力学理论研究的方法对关节力和力矩进行推算。以计算上肢各关节的关节力和力矩为例。首先确定乒乓球运动员击球过程中上肢的运动特征。二、建立上肢模型，整个上肢可分为上臂、前臂和手（包括器械）三个部分，根据上肢实际的生理结构和以往生物力学建模的经验，可将人体上肢简化为3刚体7自由度的物理模型。三、运用多刚体系统动力学理论中的Kane方法，建立系统运动学和动力学方程，四、通过摄像的方法获取上肢的运动学参数以及郑秀媛公布的人体环节参数，求出腕、肘、肩关节的关节力和力矩。五、根据关节力和力矩对乒乓球运动员的伤病进行认识。
2.2运动生物力学的实验研究方法在乒乓球运动中的应用和展望运动生物力的实验研究方法在乒乓球运动项目中应用现状是，动力学研究几乎没有，运动学测试也不多，所运用到的生物力学仪器很少。所以实验研究方法在乒乓球运动项目中有极大的发展空间。
2.2.1常用的生物力学仪器将在乒乓球项目中的广泛应用许多已经在其他专项中运用较为广泛的生物力学仪器在乒乓球运动项目中尚未广泛使用。比如，三维测力台，肌电仪，足底压力鞋垫。
三维测力台可以反映地面对人体的反作用力。运动员击球的力最终是通过人体蹬地面，同时地面给人体的反作用力而实现的。而对乒乓球运动员地面反作用力的动力学特征的描述至今尚无。
通过在运动员的鞋子里放上压力鞋垫，可以得出在移动过程中，脚底压力的分布图，可以为乒乓球运动员鞋子的设计提供参数。
通过肌电仪可对完成某动作所参与的肌肉活动的强度和时间进行描述，确定主要的参与肌群。用在乒乓球运动员身上，就可以很清楚的知道完成某动作的肌肉用力顺序是什么，哪些是主动肌，哪些是被动肌，可为力量训练提供参考。
2.2.2开发乒乓球专项化、反馈快速化的运动技术测试仪器这是运动生物力学测试仪器的发展趋势，至今为止，在乒乓球界中尚无有此类测试仪器的研发成功。近年来其他运动项目共用运动学、动力学及生物学指标，测试仪器的质量、功能、效率不断提高，同时，某些运动项目专用的测试仪器不断出现。例如，体操项目单杠、双杠、高低杠、跳马、吊环的测力系统、赛艇多参数遥测分析系统、起跑蹬力测试系统、蹬冰力测试系统、游泳出发测力系统等。
其他专项的研究可为乒乓球专项化的测试仪器提供借鉴，比如考虑是否可以在乒乓球拍上安装加速度传感仪。随着科学技术的迅速发展，加速度传感器体积和质量都可以做到非常小，精度可以达到很高，此仪器可以实时监控球拍三个方向上的速度、加速度和角速度，并可据此推算球拍的受力情况，以及击打乒乓球后，球体获得的初速度。而对乒乓球拍的运动情况的所做的研究非常之少。
如果这些设想可以实现的话，将丰富乒乓球理论知识，对乒乓球运动的实践将会有快捷的帮助。
2.2.3多机同步测试的研究多机同步测试研究是运动生物力学研究的发展趋势。人体运动十分复杂，因此，多机同步测试方法对各项运动技术研究十分重要。由于多机同步测试研究需要的仪器多、经费多、时间长、技术人员多，而且多数动力学指标和生物学指标的测试在正式大赛中很难进行，所以，多机同步研究的报道较少。随着科学技术的进步和对运动技术研究的深入，多机同步测试研究将会得到较快发展。
对于乒乓球这项精密的运动，以往的研究多是从一维的视角来进行的，对乒乓球运动的生物力学的研究应朝着多维的研究视角发展。比如，将摄像系统和测力台系统同步的测试方法，综合运动学和动力学的数据对乒乓球运动进行更加深入、全面的认识。
2.2.4生物反馈技术将在乒乓球运动技术训练中应用运动生物力学测试中提供给运动员、教练员的技术动作的速度、幅度、方向、力量等指标数据，运动员在训练中很难掌握，如将测试的数据转换成声、光信号直接提示给运动员，表示其当前的动作是否达到了要求或某个范围，运动员接收到声、光信号后，便马上做出反应，调整动作的幅度、强度、速度等就容易得多。这方面研究在其他专项中已经取得了一定进展，例如北京体育大学金季春教授指导其博士生闫松华所研制的用于短跑训练的“测试鞋”，对每一步的着地时间和腾空时间进行实时监控，正朝着生物反馈的方向发展。
生物反馈技术在乒乓球运动技术训练中的应用也是乒乓球运动项目生物力学发展的趋势。
2.3将力学理论研究方法和实验研究方法紧密结合是运动生物力学在乒乓球运动中应用的研究方法的发展趋势力学理论研究方法的基础是经典力学理论，并应用它解释分析生物体运动及探索其运动规律。力学理论研究方法优点是能使研究工作更加严谨和深人，但由于模拟研究目标和对运动数学化描述的困难，这类研究难度很大，且研究结果与运动实践尚有一定的距离。所以力学理论研究方法必须辅之实验和经验，才能使它在实际应用方面的作用得以发挥，力学理论方法与实验测试方法两者应当紧密结合。前者提供了运动普遍规律，对分析有理论指导意义，后者是理论研究与实际应用的桥梁，能使研究更好地为运动实际服务。实验研究方法，通过各种实验手段，测试记录体育运动过程，并以此作为依据，结合经验，对运动技术进行分析对比，从而提出改进技术的意见和建议。这种研究方式是以具体运动员的具体动作作为研究对象。
实验通常用高速摄影、录像、测力台测得运动学和外力参数，用肌电测试仪测得人体内力参数，然后通过数据处理和分析，来诊断运动技术的优劣及动作的合理性。这种方法以实验手段为主，与运动实践联系紧密，能对运动员的技术训练直接施加影响。但由于该方法研究和实验的对象是具有个体特征的人，不可避免地造成对共性的运动规律研究的困难，从而使研究结论难以达到理论升华。因此实验方法必须和力学理论研究共同发展、相辅相成，才能使运动生物力学学科渐趋深入完善。
用理论力学理论研究方法和实验研究的方法对乒乓球运动进行运动生物力学的研究，将提供认识乒乓球运动规律的多维视角，会对乒乓球运动规律有更加深刻而全面的认识，进而可使运动生物力学更好地为乒乓球实践服务。是运动生物力学在乒乓球运动中应用的发展趋势。
3总结
根据乒乓球运动专项运动生物力学研究的现状、运动生物力学学科发展趋势、以及乒乓球运动发展的实际需求，运用多种运动生物力学的理论力学和实验研究相结合的方法，对乒乓球运动中的多个领域进行分析和研究，是运动生物力学在乒乓球运动项目中的研究发展趋势。
参考文献：
［1］国家体育总局《乒乓长盛考》研究课题组.乒乓长盛的训练学探索［m］.北京：北京体育出版社：2002.
［2］刘卉.上肢鞭打动作技术原理的生物力学研究［D］.北京体育院大学博士论文，2002.
［3］王向东，刘学贞，等.运动生物力学方法学研究现状及发展趋势［J］.中国体育科技，2003(2)：15-18.
［4］忻鼎亮.运动生物力学的力学理论研究方法［J］.体育科学.1994（4）：37-40.
地球科学的研究方法篇4
地球化学的发展可以分为两个主要阶段。第一阶段是自20世纪初至60年代末的这一时期。这一阶段主要研究地壳的化学组成，提出了众所周知的克拉克值（地壳的平均含量）概念，这给我们在评价元素的分散与集中状态时提供了一个有用的参照。随着分析技术的发展，使人们对微量元素的分析成为可能，地球化学也进入到了一个新的阶段。随着大量岩层、岩石、矿物以及陨石等化学分析数据的积累，人们发现化学元素在地壳、不同岩石和矿物中的分布和分配是有规律的，地球化学就为阐明元素在地壳及其组成岩石和矿物中的分布和分配规律的需要而发展；人类对矿产资源日益增长的需求，又促进地球化学发展了地壳中元素集中、分散和迁移理论，以便更深入地研究矿产和岩石等形成规律，提供更有效的找矿方法。因此这一阶段的地球化学就主要就是元素在地壳中的分布、分配、集中、分散及迁移历史，对象基本是地壳中的元素、原子。
地球化学的理论与方法，在许多领域都得到广泛应用，由此形成了许多地球化学的分支学科。
分支学科一：找矿地球化学
人类发展所需的资源90%以上来自自然矿产，矿床的形成就是一个地球化学过程，只不过是多种因素耦合在一起的结果。绝大部分矿床在地表以下，人们不能凭肉眼直接观察到矿床，为了探寻地表以下的盲矿体，就必须采用一些有效的方法技术，而找矿地球化学就是一种有效的方法。它是通过系统地采集样品（包括岩石、土壤、水乃至气体等介质），分析这些样品的地球化学指标（包括元素含量、氧化还原电位、酸碱度等），找出地球化学指标异常地段，进而发现矿体。当今，找矿难度越来越大（主要是找矿深度增大），地球化学找矿所起的作用越来越重要。
在用地球化学方法与理论开展找矿时，有时为了总结找矿规律，需要查明地质体的形成时代，人们常用同位素地球化学技术。该技术是从核物理学领域引进的，它的理论基础是放射性同位素的衰变定理（n=noe-t，这里n是放射性元素衰变以后所形成的子体数量，no是未衰变时母体的原子数，λ是衰变常数，t是衰变的时间），这为我们探索地质体的形成年龄和某些地质事件发生的年龄提供了有效手段。
分支学科二：农业地球化学
农业地球化学主要研究土壤的化学组分与农作物生长发育的关系，它是地球化学与土壤学、农业学的结合。大部分人都知道，农作物的生长主要受气候的影响，不同气候带内，农作物的种类是不同的。但在相同的气候背景条件区域内，有些地段适宜某些农作物生长，而不适宜另外的农作物生长，甚至在很小的范围内，同类作物的果实，其品质有很大差异。例如，各种农特产就是如此。这主要与土壤的性质有关，而土壤的性质又取决于土壤的化学成分。因此，研究土壤的化学成分与农作物的关系，对于改良农作物的品质、提高产量具有重要作用。
当前，由于在农业生产过程中，为了提高产量，往往施放了很多化肥，有些化肥对土壤性质起到一个破坏作用。例如，使土壤酸化、碱化或结板。应用地球化学的方法，查明土壤的化学成分，根据土壤所含元素的贫富“对症下药”，即可起到提高经济效益与改良土壤性质的双重效果。在近代农业规划中，前期进行农业地球化学研究是很有必要的。
分支学科三：生态地球化学
在人类生态环境中，存在一个化学元素的循环系统，而生态系统就是其中重要的一环。有些元素从土壤、水体和空气中进入生物体系，人类在食用生物的过程中又吸收了这些元素，经人体消化，有些元素被人体吸收，转变为人体的组成部分或能量，部分又被排泄出来，然后又进入化学元素的循环体系中。被人体吸收的元素一部分对人体是有益的，也是人体必需的，一部分可能对人体有害，从而引起各种疾病。因此，要采取措施，使人体尽量吸收有益元素、减少有害元素的吸收，就要应用元素的生态地球化学理论与方法，开展环境生态地球化学评价，研究元素对人体的生物作用机理，可改善人类生活环境和促进人类健康。
分支学科四：环境地球化学
环境地球化学是环境科学与地球化学结合而形成的地球化学分支。主要研究人类环境中元素的地球化学行为，为环境保护和治理提供技术支撑。
随着人类活动日益加速与扩大，对环境的影响越来越大，这种影响很多是破坏性的、和人类与自然的和谐共存是相悖的。环境破坏主要的表现形式之一就是环境污染，而环境污染是一些人为的化学元素和化合物叠加在自然界的物质基础之上，而环境地球化学的主要任务就是查明那些对人类健康影响有密切关系的元素在土壤、岩石、水体、空气等介质中的含量与演化规律，查明区域环境地球化学特征，揭示地方性疾病发生的原因，为保护和治理环境提供技术支撑，为城市规划提供科学依据。环境地球化学日趋重要是必然趋势。
分支学科五：宇宙地球化学
按地球化学的定义，研究宇宙的化学成分及特点不属于地球化学的范畴，但生活在地球上的人类要对宇宙进行研究，因此把研究宇宙的化学成分与规律也作为地球化学的一个分支。
宇宙地球化学主要研究天体的化学成分、演化规律和对地球的影响以及探索宇宙的起因。
我国几年前开展的“嫦娥工程”共包含4个系统，其中一个是地面应用系统（即宇宙地球化学），这个系统主要对月球的物质组成（包括矿物组成和化学组成）进行研究，查明月球物质的化学成分及赋存状态，为人类未来开发利用月球资源、探索月球的起因及演化趋势提供依据，也为研究宇宙演化提供线索。由此可见，地球化学理论与方法在近代科学技术领域的重要性。
综上所述，作为与人类生存发展密不可分的地球化学学科，随着人类的发展将起到越来越重要的作用。
随着人类对未知领域探索的不断进展，对地球化学理论与技术的需求也会与日俱增。人类活动空间日益扩大，“上天、下海、进极”就是明显的例证。在探索宇宙、深海资源、极地资源与对人类的影响都离不开地球化学。在这些前缘活动中，地球化学的理论与方法是最重要的支撑。
此外，地球化学还可对某些特定的地质（史）事件研究起到决定性作用，如地球上的恐龙灭绝事件，只能依靠地球化学研究得出结论。
地球化学的发展，也推动了其他技术的发展，特别是分析测试技术和仪器的研发在近年取得很多成果，地球化学的需求是主要原因之一。
地球科学的研究方法篇5
学习马克思主义与社会科学方法，应当掌握世界历史理论。这种理论用来研究分析近代以来的世界经济与社会发展，对于社会科学研究有着很大的历史性和前沿性意义。而在全球化趋势下对法学研究也在这样的世界眼光和全球视野下进行，是十分有实践意义和发展潜力的。在国际法和比较法研究盛行的当今，我们不难发现在法学研究中世界视野的重要性。
二、法学简述
法律铭刻公正且对于历史和国家的极其重要，且法学本身并不是一门封闭的学科，而是开放兼容的一门学科，因此将在世界视野中进行法学研究不仅是法学研究的传统做法，更是适应全球化新形势的必然选择。在传统法学研究中，比较法研究是一种重要的研究方法，而比较法研究的主要内容就是针对不同国家不同地区之间的法律进行比较分析，而中外法制史的学习研究也是开展法学研究的必备知识基础。
在当代，在西方法治文明相对较发达的境况下，法治相对落后国家对本国法治的完善修改也会采用法律移植或者借鉴等方式进行。以比较法为例，谢立斌教授就认为，“比较法应注重对法的解释，尤其是法律规范在部门法具体案件中的比较法应用问题。比较法学的研究要参考国外学者对法律规范解释的结论，同时更应注重国外学者的论证理由”①。法学研究是离不开唯物史观的指导的，在正确的研究方法指导下，才能得出更加科学先进的结论。
三、哲学语境下的“世界历史”与法学研究
基于“世界历史”这一哲学历史观的概念，我们看到的是国家之间民族之间的一个新时代，他们在各种维度上进行碰撞交流磨合抗衡，这个时代的产物将会是历史的新一页，上面书写的是一个全方位有机相融的世界性系统整体。从世界史的角度出发，在国家之间、民族之间的彼此交往、互相依存、相互渗透中，法学的发展突出特点之一就是逐步突破地区的限制，国际法的地位日益壮大并更加吸引人们去关注研究，且不论国际法的地位终有一日是否会取代国内法，但人们不可否认的是，国际法无论是在理论研究还是实际的社会生活中，都占据着越来越重要的位置。
（一）民族历史向世界历史的转变
世界历史伴随近代工业化及国际贸易发展产生，表现为开放更加全方面，世界范围内互动日益增多频繁。这一方面促进着法学研究不再局限于本土内部，而增强对外来法学研究进行比较分析；另一方面，向世界历史的转变过程中，国际、区际之间的沟通交流与日俱增，其中的摩擦矛盾不断督促着国际法的发展研究，实际需求不断促进者法学研究追随全球化的步伐，这既包括对于国内法的研究与国际接轨，也包括对国际法的研究紧跟时代所需。
（二）世界历史的两重性与法学研究的“南强北弱”
法律作为生产力和生产关系矛盾中一个组成部分，不可避免的要受到世界历史二重性的影响。《全球化和法律理论》的作者威廉?推宁提出，“要发展全球法不能单纯以西方法律制度作为模式，还要吸取非西方法律制度里面的因素”②。但这一论述，却揭露了法学研究中“北强南弱”的现象。当然现阶段西方国家的法学研究成果比我们先进很多，我国对于法治的完善也不断借鉴吸收西方国家的先进法律制度，但是，毕竟我国与西方国家法律适用的土壤不同，经济文化等诸多条件的限制，都有可能会使西方法律制度在我国实行困难，因此，我国的法律和法学研究在全球化大环境下必须将融合结合自身特点，完成综合国力的国际化提升，依靠实力来适应全球化的发展，而不是被迫采取改变。
四、经济全球化及其内在矛盾与法学研究
关于经济全球化，我们应当高度重视，因为这不是一次可以忽略的简单浪潮，而是能够引起人们在认识论上的巨变，换言之，它所产生的效应将是给法学研究提供一种新的认识方式。经济全球化，需要法律为它提供辅助，也导致了法学研究所不可避免的全球视野。而同时经济全球化每一个矛盾、特点都将反映在法学发展与研究上。具体而言，法学研究的“北强南弱”局面在当前经济全球化的局面下如何扭转，以前研究的主流问题的边缘化，比如主权，以及全球化对于文化多元性的抹杀，而不同类型的法律形成的对全球化的抵制力量等，都是大问题。
但在经济全球化的背景之下，经济基础决定上层建筑，强大的国力是支持本国法学研究的重要基石，同时也是本国法学研究成果对法传播的根本保障。在国际交往中，总是会伴随着法治理念的对外传播，而这种法治理念是否能为输入国承认并接纳大多数情况下取决于输出国的法治情况。那么法治情况又是什么决定的呢？是国力来决定的。良好的社会环境不一定催生良好的法治情况，比如在大同社会或者共产主义社会，良好的公民素质甚至不需要法律，但良好的法治情况却一定基于良好的社会环境。盛唐文明在亚洲乃至世界的辉煌历史，为什么呢？作为极具民族特色的盛唐文化的可以称霸一方呢？於兴中曾在《法律学前言》中分析到，“在具有体系化逻辑思维的人眼中，普通法一团糟，前后不一致，充满了矛盾，但这就是美国的法律制度。它之所以能推广下去，除了自身的诸多优点之外，还因为他背后的强势文化与国力。”[6]因此，一个国家一种法律的影响力之所以巨大，极其重要的一个原因就是国力，它之所以能够推广，自身的诸多优点当然是外部最突出的原因，然而他背后的强势文化与国力却支持着它更强势的去传播。在这里，“文化”是极其值得瞩目的一项，它既是国力的一个突出表现，也是与法律交颈融合的问题，就如萨维尼强调，法律应该是一个民族文化积淀和民族传统习惯的反映，那么法律的蓬勃发展就离不开文化土壤的滋养。如果我们思考到“法律的生命”的这个问题上，曾有学者认为经验能够成为法律的生命，除却在具体判案中的具体作用，也承担着对于法律发展的动力作用，当法律的来源不单纯是先进法学理论的简单模仿，而是在行之有效的实践中得出的理性总结，这样的法律至少在本土上是一种正确的发展。作者在也文中谈到，法律并不是一个自给自足的体系，法律是开放的，跟当地的历史传统、人文气质、地理环境都有关系，法律的生命力，正是来自于这些东西。具有生命力的法律，才能在本土上良好的适用，在本土外，广泛地推广。而也只有具有生命力的法律，才能在全球化的洗礼下傲立世界之林。
五、结语
法学研究是社会科学研究中的重要组成部分，通过学习社会科学研究的世界视野，使我们在进行法学研究时能够更全面更具深度的思考。结合世界历史与经济全球化，对法学研究的方向和所思考问题的方法都会有实践性的意义。在当今时代背景下，我们应当在法学研究中突出法律的工具性、文化性，以更好的应对全球化的挑战。（作者单位：贵州师范大学）
注解：
地球科学的研究方法篇6
随着国际全球变化研究计划从规划阶段过渡到实施阶段，研究工作与框架活动的持续深入，数据政策愈来愈成为全球变化研究中的重要问题。其中在三个方面全球变化数据与信息对国际全球变化研究igbp、wcrp、ihdp和diversitas等计划以及各国国家计划的实施提出了挑战。一是由这些全球变化研究计划相关活动产生的数据与信息量非常巨大；二是这些数据与信息多种多样，包括了物理与自然科学到社会与经济科学的众多学科；三是全球变化数据与信息的潜在用户群十分广泛，包括了研究人员、决策者、教育者、私营企业以及一般公众。为了解决这三个问题，国际社会普遍把建立全球变化数据与信息系统作为一条有效途径。因此，调研国际上作为其指导思想的数据政策无疑就成了重要的任务。
对我国开展的全球变化研究来说，进行国际全球变化研究数据政策的调研还有十分现实的意义：①有利于科研人员利用国际数据资源深化研究。根据对我国已开展的全球变化研究项目的调查（孙成权，1994），我国许多科研人员尚不能全面了解国际研究现状，研究时没有充分利用国际现有的数据库（集）及其它数据资源，数据支持程度差。因此向他们介绍国际数据政策，指出关于数据获取、贮存与管理及费用方面的规定，可大大提高其研究在国际上的竞争力；②有利于我国在建立数据与信息系统及网络化方面同国际接轨。数据与信息系统的建设及其网络化是全球变化研究的重要组成部分，但由于仪器校正、数据采集与处理技术以及数据精度限制等方面的不同常常影响数据共享与相互比较，为了考虑系统的兼容性与比较研究的需要，我国建立数据与信息系统时，可以借鉴国际数据政策，开发与国际数据集相匹配的数据规范；③有利于借鉴国际经验来推动中国有关数据共享政策的制定与实施。www.133229.Com我国许多具有良好研究基础的工作，如中国生态系统研究网络（cern），以及森林生态定位站网络、中国环境保护监测网、水文与气象等观测网络，尚未纳入到全球变化研究领域来，如何协调这些观测数据的共享与管理是十分困难而又急需解决的问题。荔?/font>
2国际全球变化研究数据政策的发展概况
2．1国际全球变化研究计划的数据政策发展概要
2．1．1国际科学联合会理事会（icsu）的igbp计划
国际科学联合会理事会（icsu）于1986年组织了以研究全球变化为目的的国际地圈生物圈计划（igbp），该计划共包括八个核心计划和两个技术支撑计划，即：国际全球大气化学计划（igac），全球海洋通量联合研究计划（jgofs），过去的全球变化计划（pages），全球变化与陆地生态系统（gcte），水循环的生物圈方面（bahc），海岸带陆－海相互作用（loicz），全球分析、解释和建模（gaim），全球海洋生态系统动力学研究计划（globec），以及数据信息系统（dis）和全球变化的分析、研究和培训系统（start）。该计划的科学目标是：描述和了解控制整个地球系统的关键的、相互作用的物理、化学和生物学过程；描述和了解支持生命的独特环境；描述和了解发生在地球系统中的变化以及人类活动对它们的影响方式。
为了实现这个科学目标，igbp十分重视数据与信息管理。igbp报告no．8（1989年）和no．12（1990年）就已认可了遥感与数据管理的先行性实验，并在igbp报告no．30中详细阐述了1993～1998年的实施计划。同年12月，在澳大利亚举行的科学委员会会议上对no．12中的数据政策进行了完善补充。1996年10月，igbpdis的科学委员会主席johntownshend专门就igbp的数据政策在igbpnewsletterno．2进行了阐述（详见附录1）。
2．12国际社会科学联合会（issc）的国际全球环境变化中的人类因素研究计划（ihdp）
ihdp由国际社会科学联合会（issc）与国际高级研究机构联合会（iflas）、联合国大学（unu）联合制订、组织和协调。它的目的是在社会科学领域仿效自然科学所特有的大规模合作精神，力求更好地了解导致全球环境变化的人类原因，包括以下四个方面：①促进对左右人与整体地球系统相互作用的复杂动因的科学理解和认识；②不断努力探索和预测全球环境的社会变化；③确定大范围的社会战略及防止或减轻全球变化的不利影响，或适应无法避免的变化；④制定对付全球环境变化、促进可持续发展目标实现的政策方案。
为了实现上述目标，该计划进行以下几个方面的活动：①提倡建立一个由科学家和其他有关方面人士组成的全球网络，鼓励这一网络与其他有关研究活动进行合作，以便探索人与全球社会经济系统相互作用的动因；②承担精选的切合本计划目的的研究项目；③确定能使该项计划付诸实施的适当的情报系统和方法；④探索全球变化中的人类因素的背景和促其形成的道德、文化、法律等传统和框架；⑤提出程序和技术，以便按政策取向整理各种研究成果；⑥针对全球环境有重大影响的人类活动开展教育工作。
ihdp工作计划于1991～1992年度优先考虑了研究工作的数据需求调查、有效数据的编目以及所需数据的鉴别。1991年常务委员会巴塞罗那会议讨论了数据获取问题，决定努力改善发展中国家获取电子数据的条件，由于国际地球科学信息网络集团（ciesin）多次为issc数据工作提供支持，ihdp依靠其开发数据信息系统。由robertworcester领导的专门工作组负责研究并起草了数据获取指导原则的有关声明，并以此形成了以后有关机构关于获取数据集的政策框架。hdp常务委员会于1992年10月29日召开会议讨论并通过了该声明。issc执行委员会于同年10月采纳了此声明，并提交1992年12月1日巴黎研讨会讨论得以通过。该项声明全文如下：
hdp关于数据管理与使用原则的声明
全球环境变化的人类因素计划与其在自然科学领域具有可比性的研究计划都要求尽早和持续地致力于高质量、长期数据集的建立、维护、校准、描述、存取和分发。
根本目标是实现全球变化研究者对全球变化的系列数据的全面和公开共享。
长期保存全球变化研究所需的全部数据是十分必要的。对于每个全球变化的数据参数都应至少有一个明确指定的文档。确定数据采集、保留及删除重点的过程和标准将由参加到此项计划中的国内和国际机构共同完成。应当建立起信息交换中心的工作程序，以防止删除和损失重要数据。
数据文档中应当存有关于数据储备的易于获取的信息，包括数据质量评价、支持性辅助信息，指导与辅助数据定位和获取的有关信息。
在全球变化数据集的存储介质、加工过程和信息交流中应最大限度地采用国家和国际标准。
为实现数据的全面和公开共享，应以尽可能低的价格向全球变化研究人员提供数据。其费用不得超过满足特定用户需求的最低成本。有关机构应行动起来合理安排研究人员间的数据交换。
对于那些在开始时数据仅供选定的研究资助机构人员独享的科学研究计划，数据一旦能够广泛使用，就应尽早公开数据。在各种情况下，资助机构将负责确定数据独享的明确期限。学者们根据数据发表论著的权利应当受到保护，多数情况下，从数据收集到数据提供使用的一年标准时期内，对上述权利的保护是完全可以做到的，因此，如果数据独享的期限超过一年，就必须说明原因。
研究人员的个人研究保密权受到保护，不能对原始调查或对数据向其他研究人员的传递进行干预，因为这构成了对个人研究保密权的侵害。应尊重有关数据机密的国家法律。
本国研究人员有权使用其他研究人员在本国收集的数据，而且至少应当同时有权使用相应的出版物。如果可能，这些数据一旦由原研究人员公开，这一权利就应生效。
所有研究人员，不论是研究的发起人、数据的建档人员、数据编辑人员，还是数据用户，都应当力求最大限度地获得和使用数据。由于全球变化提出的问题需要用多国的和跨学科的研究方法来解决，应当向开展全球环境变化任一方面问题研究的研究人员公开从这些计划得来的数据。
2．13世界气候研究计划的数据信息管理政策
世界气候研究计划（wcrp），是1967～1980年执行的世界气候计划（wcp）的子计划之一。世界气候计划（wcp）由世界气候资料计划（wcdp）、世界气候应用计划（wcap）、世界气候影响计划（wcip）和世界气候研究计划（wcrp）四个子计划组成，而wcrp是其最主要的组成部分。wcrp从70年代中期开始酝酿，1980年开始实施，由世界气象组织（wmo）和国际科学联合会理事会（icsu）共同组织。近年来，随着全球变化研究的酝酿和深入，wcrp、igbp（国际地圈生物圈计划）和ihdp（国际全球环境变化的人类因素计划）均成为其研究组成的重要方面。wcrp着重研究气候系统中物理方面的问题，igbp则着重研究地球系统中的生物地球化学问题。wcrp的目的是扩充人类对气候的认识，探索气候的可预报性及人类对气候的影响程度，它包括对全球大气、海洋、海冰与陆冰以及地表的研究。
wcrp的长期目标是：改进和扩大对全球和区域气候的认识；设计和实施深入了解重大气候过程的观测和研究计划，包括海气相互作用、云与辐射间的相互作用、陆气相互作用；发展气候系统模式，论证对各种时空尺度的气候的预报能力；研究气候对人类活动如大气中co2增加的敏感性。
1988～1997年，wcrp主要致力于以下活动：进行全球气候分析、评估；进行数值实验、模式比较，改进物理过程的参数化方案；进行陆面过程、云辐射反馈、边界层及海冰的研究；实施“热带海洋与全球大气”（toga）计划、“世界大洋环流实验”（woce）和“全球能量与水循环实验”（gewex）计划。
由于wcrp是icsu与wmo组织的，icsu的世界数据中心（wdc）系统的有关政策自然适用于wcrp。针对气象学与业务预报的发展，wmo成员组建了一系列数据中心处理专门数据及日常的天气观测。并且通过wmo的协调，各国国家气象局属下的数据中心系统收集、储存了许多水文数据和大气数据。虽然其存取途径与icsu数据中心不同，但从数据共享的原则上来讲是可以获取的。
2．2一些国际组织的数据信息政策
221国际地球科学信息网络集团（ciesin）
ciesin始建于1989年，是一个致力于为全球环境变化研究人员提供服务的非赢利组织，专门从事跨机构和跨学科的物理、自然和社会经济信息的存取与整合。
ciesin的努力方向是使由美国政府机构、科学界、非政府组织、世界各国政府组织收集的信息能为科学研究、公共决策和教育事业广泛应用。该集团正在开发下列资源和能力：
①在全球环境变化方面，全球尺度的人与自然相互作用时间序列、基准数据和信息。②用于数据存取、跨学科研究和分析的先进网络的计算工具。③在社会经济与自然科学研究机构之间、研究与决策机构之间建立桥梁。④通过国际性的数据编目网络进行数据鉴定、采集、管理、整合与传播分发。
ciesin可以同时进行人工和电子信息服务。它通过以下活动和数据计划提供服务：
①信息合作计划。②nasa地球观测系统数据和信息系统（eosdis）的社会经济数据及应用中心（sedac）。③由美国白宫科学技术政策办公室地球与环境科学委员会指定的美国全球变化研究信息局（gcrio）。④由国际社会科学理事会（issu）的全球环境变化的人类因素计划（hdp）指定的数据信息系统(hdp／dis)。⑤对全球变化的分析、研究和培训系统（start）国际秘书处给予实际支持。statr是由igbp、wcrp、ihdp联合组织的一项活动。⑥第三世界科学组织网络的数据与信息系统。
ciesin数据信息系统已进入internet，网址为：telnet：catalog.ciesin.org．然后根据屏幕提示获取有关信息。
2.2.2世界数据中心（wdc）
1955年9月，国际科学联合会理事会（icsu）国际地球物理年（igy）特别委员会针对当时的数据需求通过了建立世界数据中心（wdc）的决议。当时，地球物理学的发展已使得传统的数据系统方式显得陈旧落后。由美国国家科学院提供资助建立了数据中心，命名为wdca，由前苏联科学院组建了wdcb，在几个欧洲国家及日本和澳大利亚也相继建立了分学科中心，形成了wdcc。
由于wdc在igy数据收集方面发挥了十分良好的作用，所以icsu决定在igy结束后继续保持wdc系统，并由其负责长期收集那些固定监测网络的数据和专题数据相对集中的新计划的数据，如由igy派生的太阳活动平静计划（iqsy）、作为地壳动力学计划（cdp）延续的上地幔计划（ump）以及国际磁测量计划（ims），中层大气计划（map），日—地能量计划（step），世界气候研究计划（wcrp）及国际地圈生物圈计划。截止目前，wdc系统已有44个分中心。
icsu的wdc系统遵循极为简单而又明确的原则：
①向“真正的”科学家提供的数据不得超出复制的费用；②数据交流要在有关wdc之间进行，并对数据备份以预防灾难性的意外丢失；③任何科学家都可以参观数据中心并利用数据；并要公布数据目录。
另外，根据资源情况，数据中心还要帮助科学家找到wdc系统未收录的数据。
1995年10月在荷兰瓦赫宁恩召开wdc全体会议上，还达成了出版新的wcd系统指南的协议，该指南可通过www网查询。目前，美国、俄罗斯、欧洲、日本和中国的各wdc分中心都建立了主页及邮件清单，其网址为：
http：／／www．ngdc．noaa．gov／wdc／wdc．main．html
或http：／／www．wdc．rl．ac．uk。
邮件清单可以用来讨论共同关心的问题，地址
wdc．org＠ngdc．noaa．gov
2．3世界环境与生态系统监测和研究网络的有关数据政策
231全球性网络
(1)国际长期生态研究网络(ilter)的数据管理
国际长期生态研究网络（ilter）是一个以研究长期生态学现象为主要目标的国际性学术组织，其任务是：
①加强对一些跨国和跨区域的长期生态学现象的认识。②促进多个研究站参与的比较与综合研究。③方便地为参与站际合作及在不同环境和不同学科工作的学者提供信息。④促进各种观测和试验的可比性、研究和监测的综合性与数据交换。⑤加强有关长期生态学现象的研究及其相关技术方面的培训活动。⑥促进跨国和跨地区的长期比较研究和试验的开展。⑦促进大时空尺度上的生态系统管理和可持续发展研究，为改善预测模型方面的科学基础作出贡献。
根据这些任务，ilter执行委员会提出了推动全球性长期生态学研究的相关建议，即建立各国网络间的信息交流网，出版各国长期生态研究网络、研究系统和人员的指南，建立全球性的长期生态学研究项目，解决方法的标准化和尺度转换的问题。由此，构成了数据信息管理的基础：①改善世界各地lter研究者的通讯和信息获取条件，特别是电子信息；②出版全球长期生态研究站的指南，并为目前未与internet联网的地区建立访问ilter服务站的机制；③解决尺度转换以及取样和标准化问题。
(2)全球环境监测系统(gems)的环境数据及全球资源信息数据库(grid)
gems成立于1975年，是联合国环境规划署（unep）“地球观察”计划的核心组成部分，其任务就是监测全球环境并对环境组成要素的状况进行定期评价。
参加gems监测与评价工作的共有142个国家和众多的国际组织，其中特别重要的组织有联合国粮农组织（fao）、世界卫生组织（who）、世界气象组织（wmo）、联合国教科文组织（unesco）、以及国际自然与自然资源保护联盟（iucn）等。
gems的目标是：
①增强参加国家的监测与评价能力。②提高环境数据和信息的有效性和可比性。③对选定领域进行全球的和区域的评价，收集全球环境信息。1992年联合国环境与发展大会以后，gems根据《21世纪议程》和可持续发展的需要，又增加了以下目标。④加强un专门机构间的合作。⑤促进学科（sectoral）数据集（包括社会经济学数据集）的收集。⑥向地方和国家当局提供设备和方法，综合利用学科数据进行政策方案的分析。⑦增加标识符（indicators）的使用。⑧发现具国际影响的环境问题，提供早期警报。
gems的活动主要有以下三方面：①数据与信息：系统地收集和报道环境数据，进行数据协调活动，加强国家和区域的环境信息网络。②全球监测网络：主要是陆地生态系统监测和环境污染监测，如大气组成和气候系统、淡水和海岸污染、空气污染、食物污染、砍伐森林、臭氧层耗减、温室气体增加、酸雨、全球冰盖范围变化以及生物多样性问题等。③学科的和综合的环境评价：包括制定框架计划，确定评价方法，支持国家、区域和全球水平的环境评价。
gems的最终目的不仅仅是收集数据，而是在进行环境监测的同时，在所收集数据的基础上对环境状况进行定期评价，从而提高对环境的管理水平和环境的监测与评价水平。
gems所收集的数据必须先进行精确度检验，否则是没有什么用处的。因此，为了能提供简短而有用的数据（这些数据能够反映趋势或者能够与在不同时间和不同地点监测同一问题所收集的数据进行比较），就必须对原始数据进行筛选和处理。最后，还必须对这些数据进行评价，以确定环境的变化趋势。gems已制定了几种处理数据的方法。在诸多领域，由最主要的国际组织或参与制定监测计划的国家机构负责贮存并处理原始数据。这将是一件长期而繁琐的工作，如记录温度的监测站每年365天、每天24小时都要这样重复不停地记录，这些原始数据还必须经过处理，才能对科学家或环境管理者有用，才能从中发现问题的主要发展方向。例如，世界气象组织（wmo）就负责处理并评价wmo／unep联合计划所收集的bapmon数据；加拿大内陆水中心（位于安大略省伯灵顿）负责贮存全球淡水污染物监测中所获得的数据。此外，设在伦敦大学的监测与评价研究中心（marc）是gems进行环境评价的得力助手。该中心每两年出版一本《环境数据报告》，至少每年组织一次研讨会，在低成本生物监测技术以及建立相关的全国性数据库方面对发展中国家的人员进行培训。marc还出版了有关监测和评价技术方面的一系列重要研究报告。同时承担了若干组织的监测和研究工作。marc不贮存原始数据，但负责处理原始数据，并把已处理过的数据贮存在它自己的环境数据库中。marc的数据库贮存了来自gems的已被处理过的大部分数据。今后，打算把该数据库建设成为世界上最重要的环境数据源之一。但是，该数据库中的数据没有进行地理参照（即没有地理坐标）。因此，gis不能对其进行处理。为了能供grid用户使用，还必须给marc贮存的数据赋予地理坐标。
unep的《环境数据报告》是gems所有定期出版物中最为重要的，由10个主要部分组成，即：环境污染、气候、自然资源、人口、酸沉降、人类健康、能源、交通、垃圾、自然灾害以及国际合作。其中每一部分都有一个简短的摘要,各种解释性曲线图表以及用表格表示的数据。由于《环境数据报告》主要是提供数据，则不是数据的解释，因此，gems又支持世界资源研究所编著出版了解释性的出版物——《世界资源》。该书包括了一系列有关主要环境问题的不同方面的长文章，并附有用表格表示的数据。该书也是每两年出版一次，与《环境数据报告》隔年交替出版。gems数据可供许多不同的人以不同的方式利用。当然，最重要的是可供科学团体用于分析和进一步研究，使环境管理者和政策制定者能重视环境评价，并能使这些数据得到更加广泛的利用。为此，gems于1988年筹建了“环境图书馆”，目的是编辑一些以通俗语言编写的出版物，既能被不具环境专业知识的人阅读和理解，又能提供比一般通俗读物更加详细的有关环境的见解。该“图书馆”已取得很大成功。现已出版了有关温室气体、臭氧层、非洲大象、elnio现象、食品污染、淡水污染、城市空气污染、气候变化等主题的读物，今后，这类系列出版物将不断扩充，将涉及gems的全部研究主题。
全球资源信息数据库（grid）是gems的一个重要组成部分，建于1985年。目前，grid正发展为一个由各中心组成的全球性网络，这些中心都能利用计算机技术来处理环境数据并分析各环境变量之间的相互作用。因此，grid就是在监测、评价以及环境管理之间（特别是在国家水平上）架起的一座桥梁。
grid的长期目标包括三个方面：①增强全球性和区域性具地理坐标的环境数据集的可利用性和公开交换；②向联合国和各政府间机构提供先进的环境数据管理技术；③使世界上所有的国家都能利用与grid兼容的技术进行国家的环境评价和管理。
grid是以环境地理信息系统为基础的，而环境地理信息系统在大型计算机上可用来研究全球性的环境问题，在微型计算机上可用来研究部级的甚至区域的环境问题。
(3)全球大气观测系统(gaw)的数据管理
1989年6月世界气象组织（wmo）执行委员会批准了建立全球大气观测（gaw）系统的计划。目的是加强并协调wmo开始于50年代的由全球臭氧观测系统（go3os）、本底大气污染监测网络（bapmon）及其它较小的测量网络分别进行的数据收集活动。通过可靠而系统的观测，获取有关大气中化学组分变化及相关物理特性的信息，以便进一步了解这些变化对环境和气候的影响以及对其进行调控的要求，使那些不良的环境趋势（如全球变暖、臭氧耗减、酸雨等）能得到减缓或制止。
gaw系统的数据收集与管理由受过专门培训的人员，按照特定的标准，使用统一的仪器进行操作。这样有利于保证数据的质量。
数据存储活动由设在wmo成员国的各wmo数据中心承担。设在加拿大大气环境管理局的wmo世界臭氧数据中心（wodc）负责收集臭氧数据，并每2个月公布一次分析结果；设在美国noaa的国家气候数据中心负责存储有关降水化学分析、悬浮颗粒物质和大气浑浊度的数据；设在俄罗斯的世界辐射数据中心负责收集太阳辐射数据；设在日本气象厅的wmo世界温室气体数据中心（wdcgg）负责收集除臭氧外全部大气气体的数据。此外，有些数据也存储在一些国家数据中心或国家项目的主持机构。有一些wmo成员国负责提供中心实验室和培训条件。
在gaw范围内已开始设立质量保证与科学活动中心（qa／sacs）。这些中心将在确定gaw测量数据的质量目标和质量保证标准方面发挥重要的作用，还将配合gaw测量活动进行必要的培训。第一个qa／sac建在德国garmisch－partenkirchen的环境研究所，它将负责欧洲和非洲gaw数据的质量保证与质量控制（qa／qc）。gaw还将在美洲、亚洲和其它地区建立这样的中心。(4)全球气候观测系统(gcos)的数据管理
气候变化是全球变化中的一个重要方面，它所涉及的问题会影响人类生活方式的许多方面。气候问题已列在国际政治议事日程的最前列，形成了大量创议的重点，包括政府部门和科学界的专题讨论会、代表大会、政治声明，以及社会发展研究报告。1992年各国政府首脑签字承诺的《联合国气候变化框架公约》就说明了气候变化问题的重要性。
在全球气候变化研究的支持保障方面，数据与信息系统和数据管理方法有着决定性的作用。全球气候研究需要大量的、各种类型与来源的、全球的、区域的和局部的数据，因此，要加强并扩大目前的气候数据管理计划，说明需存储哪些数据、确定数据的质量与可获取性、促进数据交换，这些都是非常重要的。
进行全球气候变化研究还必须重视对气候记录中不确定性的定量表示，要建立高质量的区域性和全球性基本气候数据集。在这一方面全球气候观测系统（gcos）将与世界气候计划（wcp）的数据部分紧密合作。
目前，差不多所有的气候数据与其它地面基础数据都是通过世界天气监测网www的全球通信系统（gts）和卫星数据收集系统进行收集的。由于气候的描述必须兼有空间数据和非空间数据，其数据量要比目前在gts中流通的量大几个数量级。因此，需要改进gts收集附加分类数据的功能，或者建立一些辅助系统。
为获取卫星仪器观测数据，需利用地面配套设备。同样的设备可用来接收几个卫星的数据。因此，如果和其它研究或观测计划共用卫星与地面设备，则气候数据成本可有效降低。卫星数据与地面数据的合并通常可以提高其价值，而实时处理可以有助于控制成本。
以易获取形式进行长期的数据归档存储，对于气候变化研究具有决定性的意义。随着技术和模型的发展，需对长期数据集进行重新处理，因此必须要附有辅助数据或称作“元数据”（metadata），表明该数据处理或校验的情况以及质量控制评价、算法指示符等。对于大多数卫星仪器数据集来说，必须要含有足够的档案库存储器，以便能对原始仪器输出的地球物理参数进行重新计算，使修改后的数据成为有用的信息。
产生以空间为基础的气候数据的所需的总计算能力越来越大。要获取空间数据需要开发多信道技术和多种仪器协作测量的方法，建立质量控制方面的数值模型；还需要经常对全部原始数据进行重新处理，以便能不断更新校验记录或改进数据处理技术。
这些问题是gcos将要解决的具有代表性的问题。为此，gcos将以综合性基本数据目录、分布式数据中心、综合性国际联网功能、以及与国际数据标准相一致的开放式系统结构为基础，制定一个国际gcos数据管理计划。在这项计划中，gcos将充分利用icsu世界数据中心系统来加强其实力。
(5)世界天气监测网(www)的数据管理
www数据管理的目标是，将www观测网络和通信系统连接成一个协调的全球系统，满足www计划以及wmo其它相关计划的需求。数据管理的任务是，协调有关wmo数据交换标准编码和数据表示形式的制定与维护，管理并促进数据处理和操作软件的交换、协调分布式数据库系统的发展，进行气象数据的交换。
www系统提供的信息包括：
①基础气象学、水文学、海洋学和其它相关的环境数据，以数值代码的形式存储，可供各方面利用。②天气分析、预警和预报数据，包括为一般目的和为各种专门活动（如农业、航运业、渔业、交通、水文、水管理、工业和旅游业）提供的数据。③对由气象现象（特别是热带气旋）引起的自然灾害的预警报。www的数据管理系统，按照开放式系统互连参考模式和国际标准化组织（iso）的有关标准，其最终目标是通过各种通信网络将管理方式和复杂程度不同的各种型号的计算机系统互连起来。现在，对气象数据的交换、归档和检索，都采用了二进制通过形式来表示数据的值，这就是向最终目标迈出了成功的第一步。www数据管理系统可保证对www数据进行有效的组合、交换和处理，帮助所有成员从观测系统和数值天气预报（nmp）模式中获得最大的好处。通过有规则的管理，可改善数据质量并能使各成员更容易获取www数据和产品，从而可提高wmo数据工作效率，使其它wmo计划也都能从www基本系统中受益以支持其运行需要。1993年，wmo征求了气候学专家们对数据的需求和意见，制定了wmo分布式数据库（ddb）计划，现已进入实施阶段。为了改善www观测数据的质量，wmo在各区域设立了数据质量指导中心，还编辑出版了《www数据管理指南》，对www系统数据管理的各个方面提供具体的指导。
(6)地球观测系统(eos)计划的数据信息系统(dis)
地球观测系统（eos——earthobservingsystem）计划是由美国宇航局（nasa）发起，欧洲空间局（esa）、日本、加拿大等多国空间机构参与的大型国际计划，是近年来也是未来十年国际上最宏大的一项遥测地球计划，是一项跨世纪的长期计划。eos计划最初是为了参与美国全球变化研究计划（gcrp），以航天领域能作出贡献为其目的缘起的。从80年代开始，nasa一边准备与美国国家海洋大气管理局（noaa）、esa、日本、加拿大的合作体制，一边致力于地球环境问题的研究，逐步推进而发展了eos计划。eos科学与任务需求工作组于1984年提出报告，eos科学指导委员会对报告进行了讨论，提出了现在的eos计划，并于1985年获得美国总统的明确支持，并把eos计划置于利用空间观测技术实施地球系统科学和全球变化研究的主要位置上，因此，eos计划与国际地圈生物圈计划（igbp）、美国全球变化研究计划（gcrp）间的关系非常密切，起到相辅相成、互相支持的作用。
进入90年代，在美国、欧空局、日本、加拿大等国的积极推进下，eos计划获得重要进展。随着eos数据信息系统（eosdis）的启动，以及今后几年一些大型平台的升空，eos计划的主计划大约从1997年左右开始。在这之前，各参与机构围绕全球环境变化、资源调查都在积极地推进eos计划的实施。目前，eos计划的目的已经明确，已构建好框架，学科研究课题及其优先领域也已拟定，卫星及其传感器研制和发射也已列入日程。
eos计划的一个主要目标是将依靠各研究组织及其合作增强eos数据的应用能力。以往的经验表明，只有通过一定的组织程序建立起来的信息系统才能更有效地发挥作用，而积极的用户参与是其程序中的重要一项。为了有效地支持eos科学研究，eos计划拟建立庞大的数据信息系统（eosdis）。eosdis已在1991财政年度随eos的重新启动而正式开始实施。初始任务是利用现有数据来支持已有的地球科学与应用数据系统，在适当时机将这些系统纳入eosdis网络，这一步骤靠给用户配置计算机设备来完成，积累一定经验之后，有关eosdis的处理、分发、建档等活动的试验性文件将产生并提供给研究团体检验。根据用户反馈意见，持续不断地改进原有系统。
未来eosdis的功能如下：
①eos极轨平台及其载荷的运营管制；平台的寿命是5年，eos的任务是15年，因此要更换两次平台，在替换平台期间不能产生数据的间断现象。这是eosdis对数据信息系统的一个重要发展。②eos数据的处理和再加工；制作1－4级的数据产品，制作标准产品和特殊产品。③数据的保存、分发。④信息管理。⑤网络的建设。⑥数据算法的交换。
eos数据的使用和交换原则：
eos数据的使用者分为缔结了研究合同的用户、与eos运行有关的美国国家机构中的用户和其他考虑想将数据用于商业目的的用户三种。前两种用户享有使用eos数据的优先权。
由研究型设备得到的数据：①研究数据对于参加国的研究者来说，以不超过数据的复制和传输费用的价格提供；②为使其它国家的使用者也能在上述同样条件下获得数据，最好缔结研究合同；③经过处理的eos数据、研究结果、算法也可依照与提供原始数据相同的条件向其他研究者提供。
由业务型设备得到的数据：①eos计划的目的之一就是向任何数据使用者和任何使用目的的用户提供数据；②所有数据的取得和使用，必须经提供观测数据的机构的同意；③确立一种数据提供手段，使所有的机构对于任何申请者和任何数据都能以合理的价格保证提供；④任何研究型设备的提供机构在将来都可以把研究型设备变成业务设备。
(7)全球陆地观测系统(gtos)数据的获取、管理与流通
由三个国际组织：萨赫勒与撒哈拉观测计划（oss），国际地圈生物圈计划（igbp）的全球变化与陆地生态系统（gcte）核心计划和联合国教科文组织（unesco）的人与生物圈计划（mab）共同发起，达成了建立全球陆地观测系统（gtos）的协议，其有关数据政策如下。
在确定并开始实施全球陆地观测系统的过程中，需要考虑被监测的变量、监测系统的时空结构、实施计划、研究站选择／管理、测定方案、资金来源、其它操作要求以及与其它网络的耦合。所有这些都与数据处理有关。同时，一个设计得好的信息管理策略将为此网络奠定基础。在很大程度上，数据定义和管理草案将规定网络本身的结构。
为了根据信息和数据流来确定网络的基本结构设计，就必须始终记住以下三点：①形式必须遵循功能：只有确定了系统功能之后，才能决定采用的硬件和软件。②技术有效性和转让：网络中各研究站的可达性、舒适性（水、电和通讯系统）以及工作人员的水平具有很大的差异性。所有数据管理方面的决议必须考虑这种差异性，并提供各种适当的选择。③数据流通：网络的目的就是促进数据的流通和收集。在网络中以及在网络在各合作机构之间，数据必须畅通无阻。因此，通讯在网络发展中是一个极其重要的因素。
数据获取
应首先确定被监测的变量和要能的数据用户。应符合网络的主要目的，尤其是帮助限定被监测的变量，包括格式、抽样频率、分辨率和分布。
①数据质量目标（dqos）：在采样、监测和定期复查之前，就必须制好dqos。若未达到dqos，那么所收集的数据集就没有什么用处，并且妨碍数据之间的相互比较。②测定单位：每一个变量必须用标准的测定单位来表示。③统一方法：在整个网络中，必须统一采样的方法，即尽可能采用标准的测定技术和方法。④网络手册：把所运用的一般采样方式、变量单位和测定方法绘编成网络手册，为网络的工作人员和用户提供清楚的指南。网络手册将定期复查和更新。⑤核心数据：构成网络的各研究站将负责收集专门的核心数据。基本的数据集已经列出，但还必须包括本站的基本特征和土地覆盖数据才能进行gcte的评估。各研究站可选择收集他们所愿意收集的数据。在网络中，虽然总是鼓励协调一致，但是这种一致仅限于核心数据集的收集与提供方面。对于特殊的研究站（如特殊的生物群，特选的重点研究站）可指定收集和提供补充数据集。⑥空间数据：在收集与空间有关的数据时必须尽可能准确地标明数据收集点的纬度和经度。如有可能则组成光栅扫描网络或导线，这是最灵活的系统。
虽然某些与多变的或广泛分布的物象相关的参数将是很难准确定其空中位置的。但不鼓励用人工标志（如高山研究站的顶点或研究站的中心点）来表示数据的空间属性。
数据流维护规划
①数据输入：应采用统一的数据输入模式（有效的数字化格式和硬拷贝格式）把核心数据输入数据库。②数据的互换格式：数据供给者与用户之间的数字化数据的互换将只有通过统一的格式来实现。③数据存档：核心数据档案库应保存在地区数据中心或专题数据中心。虽然全球中心不重复贮存这些数据库，但是这些中心相互间是直接联网的，通过任何一个中心都能存取所有的数据。④数据传送给用户：数据能以联机、脱机和硬拷贝方式提供，目标是使所有的数据都能联机提供用户使用。⑤数据共享：网络的成员应当服从统一的有关数据共享、属性程序和商品化利用的协议。可把英国环境变化监测网络（ecn）达成的协议作为仿效的样板。
数据管理
图1是一个推荐的数据管理结构模型，共分为三个层次。层次1为网络台站，每个研究站都有责任进行研究、数据收集、数据输入和质量控制。层次2为地区数据中心（rc）和专题数据中心（tc）。图1与数据管理有关的gtos结构模型
地区数据中心需设5～10个，其任务是：数据存档；编制报告；质量评估；协调技术支持；检测数据的应用，包括由非网络用户提出的对数据进行分析和扩充的建议；与非网络的研究站进行合作；存取非网络数据；把数据集提供给用户。
每个地区数据中心的职责就是为研究站保存所有核心数据集的档案库拷贝，以此为目的，每个地区中心将联接成网络。在特殊情况下，地区中心可以委托其它中心行使其职责。
①在设在专题数据中心（tc）的地方，可以把特殊变量的管理委托给他们。例如，专门负责生物多样性保护研究的世界自然保护监测中心（wcmc）。②在技术和基础设施较差的区域，可以建立支撑中心并委托负责存档之前的数据准备工作。③可以委托支撑中心进行专门的实验室调查，包括网络中一批研究站的样品分析。例如水或有机物的化学分析。
层次3为总数据中心（metadatacentre）。
唯一的文档文件数据中心将对中心协调委员会负责：①保存所有有效数据集的目录或索引，包括有关格式、存取和有效性的详细说明；②保存利用过这些数据的人员名单；③确保网络内信息流的畅通；④确保质量控制和评估的全球协调；⑤保存操作日程表；⑥与内外合作者和数据用户保持联系。
(8)全球海洋观测系统(goos)的数据管理
全球海洋观测系统（goos）是一个国际合作系统，其主要任务是应用遥感、海表层和次表层观测等多种技术手段，长期、连续地收集和处理沿海、陆架水域和世界大洋数据，并将观测数据及有关数据产品对世界各国开放。
goos的主要目标是获取全球统一标准的海洋数据集，据估计，其核心数据集可能达到20～30种，因此，这些数据应用效率只能通过有效的数据管理来实现。goos数据管理的基本策略是数据存取便捷，各国充分共享。这一策略是goos获得各国（特别是西方国家）财政和物力资源支持的关键。据设计者初步估计，goos建成后，数据管理经费每年将达2～4亿美元，约占goos整个维持费用的20％左右。
goos数据管理包括数据获取、传输、产品制作和模式设计等过程。这些过程的执行机构是地区中心和世界数据中心（海洋学）。每一过程都存在数据质量控制问题，为了取得统一标准的高可靠性数据，传感器的比测和相互校准，测量和传输过程的数据质量控制和误差检验等是数据管理的基本内容，www、igoss、gloss和国际海洋数据与信息交换系统（iode）以及银行、航空等商业部门数据管理系统适用的先进技术、软件都将引入goos数据管理，goos数据管理系统将随上述领域的技术进步而逐渐升级和完善。
232区域性网络
亚洲－太平洋区全球变化研究网络（apn）的目标是要在政府间建立一个协作网络，以促进亚洲－太平洋地区各国的全球变化研究，以及加强各国处理全球环境变化问题的能力，该网络十分强调需要在亚太地区引进和加强电子和其他通讯系统，以促进本地区数据与信息的交流，解决诸如数据政策的发展、数据标准化和质量保证等有关问题。应该发展一个联合或通用的数据集。
欧洲全球变化研究网络（enrich）的总体目标是为全球变化研究国际行动作出欧洲的重要贡献。考虑到欧盟成员国现有的活动，enrich的目的是为欧盟的政策目标的发展提供知识基础。这将通过充当信息交流的场所和促进在研究与能力建设方面的合作来实现。enrich的一个重要努力是在internet建立enrich服务器，发展横跨欧洲的先进通讯网络《高频带宽度、高分辨率、相互多媒体服务》，特别要联系整个欧洲的大学和研究中心。
美洲国家间全球变化研究所（iai）的研究范围为美洲、欧洲－非洲和远东－西南太平洋地区，其主要目标是：①指导和支持基础研究；②收集和管理数据；③促进人类资源的开发；④为制定与全球变化有关的公共政策作出贡献。其基本原则是促进标准化数据和信息的交换。
2.3.3国家网络
美国长期生态学研究网络（lter）计划由美国国家科学基金会（nsf）资助，于1980年正式启动。它是世界上第一个以长期生态学现象为主要对象的研究网络。现在它已经成为世界上规模最大、研究水平最高的部级长期生态学研究网络。lter重视数据集的可比性以及方法和设备的标准化。数据集的可比性至少包括统计和实时记录。设备的标准化还包括测量、方法及计算机的标准化，其有关通讯、数据控制以及分析用软硬件的标准化在1988年就已选定。
成立于1992年的英国环境变化监测网络（ecn）是一个综合性的环境监测网络。该网络旨在收集、存贮、分析、解释以一系列关键变量为基础的长期数据。这些变量是从遍布英国的47个陆地试验站和谈水试验站收集到的。存取数据库的计算机网络对所有的数据提供者开放，并进行每年一次的数据整编。
中国生态系统研究网络（cern）是在中国科学院和国家有关部门的支持下，从1988年开始筹建的，与其它网络相比较，更强调网络的整体性和总体目标，强调直接服务于解决资源、环境方面的问题；在观测方面强调观测仪器、装备和观测方法的统一，以使取得可以互比的数据；在数据方面强调数据格式的统一和数据质量的控制，强调数据共享，强调数据的综合与分析。现在正在投入建设中国生态系统研究网络信息系统（cernis）。
2．4美国国家的数据政策
美国是全球变化研究投入较大的国家之一，其在数据、信息政策方面对国家计划有举足轻重的影响，值得借鉴。美国全球变化研究计划（usgcrp）力求实现以下目标：①建立一项相互协调的综合性长期计划以记录地球系统的状况；②增进对地球系统过程的认识；③增强预测能力。美国认为，对数据和相关信息的有效管理以及数据资源的全面共享是实现这些科学目标的关键。这里的有效管理是指自始至终地支持高质量的长期数据集的生产与保存，保证便利而廉价地使用数据及相关信息，以及在全球数据的生产与分发中采用相应的国家与国际标准等。
在此种需求下，美国全球变化数据管理跨机构工作组（iwgdmgc），于1989年11月对各成员机构的数据管理和使用政策问题进行了调查，起草了七项声明，负责起草声明的工作组成员，包括美国能源部（doe）、商务部（doc）、内务部（doi）、环境保护局（epa）、国家宇航局（nasa）、国家海洋与大气管理局（noaa）、国家科学基金会（nsf）、海军部（do）和农业部（usda）的代表，经过修订的政策全文可见附录2。
1991年7月2日，白宫科技政策办公室下属的地球与环境科学委员会已批准了这些声明，并经白宫国内政策委员会的全球变化工作组及其它工作组讨论后正式通过。声明正式发表六年来，各成员机构依据这些原则在全球变化研究中起了重要的作用。
2．5国际关于信息自由的法规（附录3）
根据国际上颁布的关于“自由与均衡的信息流通”法规，也可以获取有关政府的信息。这种途径，即获取政府信息途径的基础是公民有权检查政府和政府的记录。迄今为止，只有有限的几个国家实行信息自由或途径公开的立法。表1概括了当前的概况。有关获取信息的途径的立法方面人们提出许多重大问题，其中以下三个因素较突出。
表1获取信息途径的法案：颁布取得信息途径的方法
国家法规颁布年份
澳大利亚1982
奥地利1973
加拿大1983
丹麦1964（1970年修订）
芬兰1951
法国1978
荷兰1979
新西兰1983（1982年修订）
挪威1970
瑞典1949（1976年修订）
美国1967
资料来源：海牙社会研究所为《世界交流报告》编写的材料。
（1）成本因素
信息途径公开的权利不可避免地要带来公共预算所必须承担的费用问题。例如，在澳大利亚，1983～1984年度用于满足信息要求的费用为1760万美元。这就对享有获取信息便利条件受益者提出了问题，而且某些社会分子会不会滥用这种权利？这一问题反过来又导致对不同用户集团收取不同费用的问题。
（2）技术因素
政府机构越来越多地运用电子手段来存储信息。公众寻求的信息的电子格式提出了需求者如何取得读懂这种格式所必需的技术问题。
（3）国家安全因素人们担心，国家安全的概念可能会轻率地扩大到把政府希望保密的文件包括进去。许多政府已引用国家安全问题为理由来说明为防止非法泄露政府机密而限制信息自由是正当的。但是这就产生了如下问题：什么样的信息才能被认为属于公开领域的，以及这样的信息能否全都可以不受官方限制。特别是情报机关一直争辨说，获取信息的种种要求破坏了它们的安全安排。
3国际全球变化研究数据与信息政策的特点
3．1目标一致——自由、公开地共享全球变化数据集
目标是否合理或符合客观情况对国际、地区和国家全球变化研究活动影响甚大。这个目标不是指要达到什么目的口号，而是指在一定时期内发展的方向、任务及所要达到的基本目的。这是在综合国际发展趋势，根据国家或地区的需要，同时权衡于自身研究能力的基础上提出的。在这方面，美国是具有很大影响力的。
美国的全球变化数据管理跨机构工作组（iwgdmgc）建议让所有全球变化人员全面、公开地共享整套全球变化数据集成为一个基本目标。在其颁布的政策中，全球变化研究人员是指那些在研究机构、企业、政策部门和非政府部门中进行基础研究和应用研究的人们。全球变化研究数据集是指那些对本国（美国）竞争性的工业应用系统以及改善环境管理系统可能有用的数据集合。
iwgdmgc要求数据集以实时方式提供。数据一旦可供利用，全球变化研究人员就有权公开、自由地获取。为了实现这个目标，现行保障机制为：数据必须送交“档案馆”，由其建立关于数据集的信息系统，并供研究人员使用。虽然，上述目标比较合乎实际，现代的信息技术发展也为数据的共享提供了基础，但是在数据集实时提供方面仍难以统一。这是因为，服务的及时性定义取决于具体的资助机构，而不是用户。这个问题现在存在，以后也许仍将存在。
3．2数据集的特征与管理
(1）数据准备
没有充分的数据准备就不可能实现全球变化研究计划和目标，没有社会化和网络化的数据源，无论国际性计划、还是国家计划的研究都会困难重重。近年来，特别是1kmavhrr数据集的成功，人们已经意识到了数据准备工作的重要性。从过去的经验教训来看，过去常常忽视了高质量的长期数据集的建设、维护，缺乏长期研究的资源。其中的原因较多，因素之一是对长期数据集的投入较大，各机构难以求全；因素之二是轻视数据工作，重视软硬件系统，使得数据处理工作不能连续，或造成用户的重复开发；因素之三便是轻视数据的标准化和规范化。根据这些状况和国际、国家有关计划的实现目标，政府数据政策明确提出全球变化研究计划需要及早、连续地监督、管理高质量长期数据集的建设、维护、验证和说明，以有利于存取与分发。由于长期维护大量数据的费用很大，所以在计划开始时采集数据就需要从此首选目标出发。而且，数据集的合理准备、验证、描述与维护对其是否能为科学界广泛应用十分重要，所以对于工作的连续性必须强调，使那些中途参与工作的人能与最初参加研究的人员一样，能够尽快了解数据是如何收集、校正和交换的。
数据的标准化与规范化是指要使全球数据集的传播媒介，处理方法与通信应尽可能地使用国家和国际标准。许多数据集不能广泛使用的直接原因就是用户固有信息管理系统与数据集不兼容。所以，要通过国际标准与协议，使用户能够自由存取、阅读和加工数据而不必再去设计或购买专门的软硬件。
目前这方面的工作通过国家和国际标准组织取得了很大进展，其中有些组织的协议比较广泛，有些协议偏重于学科和具体应用。例如，国际标准组织制定的开放系统界面协议（osi）带有7种不同的通信系统，现已为广大用户所接受。internet上也有许多协议与网关为数据集信息的传播提供了条件，如x500，ftp及gopher，yahoo等许多检索引擎。
在数据准备工作中，尽管已取得了一些成功，但是要把它作为整个全球变化研究的一个重要组织部分进行投资，不仅要求项目负责人努力，还要有专门的数据机构帮助。要确保数据集能以标准格式提供给用户，并在必要的问题上达成一致的通信协议。
(2）数据的积累与保存
数据集的长期保存是实现数据可持续利用的重要保障。由于全球变化研究涉及的因素较多，对一些具有代表性的测量参数进行存档显得十分重要。针对这种需求，国际社会也很重视增强数据采集与数据生产机构的能力，使其能够对文档进行合理安排，存取数据集和相关信息。而“数据采集、维护与管理的程序与优先原则应由国际与国内的参加机构确定开发”，并要能够建立一种机制，来防止系统崩溃或遗失重要数据后便于进行恢复。
对于wdc，强调要在有关wdc之间进行交流，对数据复制贮存以预防灾难性的意外丢失。igbp与美国数据政策中都要建立一个情报交换所，由其负责重要数据集的保存与备份。hdp也采取和igbp一样的政策。
(3）数据的完整可靠
很容易看到，全球变化研究人员和有关机构十分重视数据的可靠性、完整性。许多计划与国家政策指出：“数据文档必须具备有关数据资源的能够容易获取的信息；包括质量评价、支持性辅助信息，以及有助于确定并获取数据指南与帮助”。
目前全球都在开发一种全面综合的全球变化数据与信息系统。igbpdis，hdpdis，starp以及美国gcdis都是为了这个目标而设立的。在这种系统中，数量质量显得十分重要，因为它稍有差错就会导致科学界用户的以讹传讹，得出的结论也许造成极坏的影响。因此数据系统的编制人员就有义务告诉用户关于数据本身的信息，由其进行判别是否采用。
目前，进行同行评议是验证与记录数据质量的重要机制，一旦具备这种表述清晰的编目、地址名录及查询系统的话，用户就会自己判断他们得到的东西是什么。这点也正是我国建立数据集仓库时常常缺乏的。
3．3实现目标的重要条件——费用低廉
为了保障数据的广泛利用与使用，国际社会十分强调使用数据的收费标准，首要原则是不能超出用户的边际费用。尽管这种情况常常受各机构的实际情况与政策的影响，但对研究人员（各机构定义不同）提供的数据基本上免费或仅收取复制费与传播费的边际费用。如世界数据中心对“真正的”科学家提供数据的费用不得超出复制的费用，但有些人员还是会受到限制的。
也许正如美国iwgdmgc指出的那样，收取一定的复制费和传播费用是一种管理大型数据集的有效工具。它可以确保该数据集不止被无止境的存取，使得数据传播机构不致受预算赤字的困扰，而专心地支持数据利用。对于小型数据集以及不常用到的数据，所付出的管理耗费可能还要超出收益，所以免费提供给用户使用可能更为有效实际。因此，国际上所奉行的基本原则是为了支持公益性的全球变化研究用户在使用数据时不应付出那些以商业利润为目的费用。
除了收费，行政管理上也要努力促进数据的获取与交流。数据与信息系统就是一种很好的保障机制。
3．4尊重知识产权与数据共享
尽管各国际计划、组织和国家十分强调全球变化研究者对全球变化的系列数据的全面和公开共享，但他们也都十分重视保护个人研究数据，只不过这种数据独享的明确极限都要由研究资助部门确定。对于那些在开始时数据仅供选定的研究人员独享的科学研究计划，数据一旦能够广泛使用，就应尽早公开数据。
有些数据，如遥感数据，应尊重有关数据机密的国家法律。这个问题始于1986年大众媒体使用遥感影像的问题。在美国，地面遥感商业化法案（1984年7月17日已成为法律）对那些对空间摄影感兴趣的公司强制实行发许可证计划，只有在国家安全或外交政策利益不受损害的情况下，才会发给许可证执照。这项法律使美国政府得以没收违反这一法案的任何摄像，从而发生了与宪法第一修正案的可能性冲突，因为正如最高法院所裁决的，该宪法修正案也规定了搜集信息的权利。因此，遥感搜集信息也可以得到第一修正案的保护。1986年5月，电台—电视新闻协会建议，陆地卫星法案应当与宪法第一修正案相一致。1987年2月该协会和全国广播公司就陆地卫星法案应用于媒介遥感方面向商业部提出了建议。
然而90年代以来，卫星侦察技术开始转入民用。美国政府也将采取充分利用民间卫星照片的态度，并把其作为削减财政赤字的一个组成部分。在此形势下，美国地球观察公司定于1997年6月发射专用1号卫星1997年5月17日，参考消息，第7版。届时，卫片的精确度将可从10m提高到1m的建筑物和标识。
因此，所有研究人员，不论是研究的发起人，数据建档人员，数据编辑人员，还是数据用户都应当在尊重知识产权的前提下力求最大限度地获得和使用数据。
4一些强化中国全球变化研究数据管理政策的建议
客观地讲，中国学者不仅较早地介入了而且积极地参加了国际全球变化研究活动，并取得了一定的成就。在国内，按照国家经济、社会发展的需求，从全球变化研究的思想和框架出发，组织了一批很有意义的研究项目，特别是在气候变化、水资源问题上取得了许多成果，而且得到了icsu、igbp、wmo以及联合国组织的高度评价。但由于众多原因，与发达国家相比还有差距。特别是全国性的全球变化研究计划至今尚未正式出台，难以指导和规划全面的全球变化研究活动。我国在能力建设方面，投入不足，建立资源共享体制困难重重。如前所述，全球变化观测与研究具有全球性、长期性、连续性、综合性、高技术、高投入的特点，产生的巨量数据需要进行汇编处理，必须深刻了解需求，使观测与研究与之相匹配，并能充分共享这些数据资源。
因此，我们建议，有关数据信息政策应尽早出台，具体内容如下。
（1）从根本上提高对地球科学、资源、环境领域以及全球变化研究的数据工作的认识数据工作是提高、改善科学认识和总结、发现科学规律的基础，特别是有关全球变化研究的综合性科学数据集，更是建立各种过程模型和区域性、全球性等大尺度模型所必需。因此，必须把数据采集、数据评价、数据处理、数据保存与数据共享纳入科学研究成果验收与评价的首要工作。
(2)利用“后发”优势，建立中国全球变化研究观测系统与数据信息系对于我国dis系统的建设，不必从头探讨，只须在国外现有先进水平基础上，对原有观测系统进行利用、改造，对观测要素的确定与规范化观测、仪器设备的统一购置与标定、数据网络规划与实施、数据评价与汇编处理、资源共享原则与具体规定等统一规划，做好协调工作就可以顺利进行。根据国际上igbp与wdc密切合作的发展趋势，目前首先要协调、加强我国全球变化研究重大项目与wdc—d有关学科中心的联系，同时根据需要增设新的学科中心，按照国际标准建立起网络式分布型数据信息系统。
（3）建立全国性的全球变化研究信息中心，加强全球变化研究信息的管理交流从中国全球变化研究一开始，就有不少有识之士认为，我们的工作重点首先应集中在基础资料和基本信息的收集和使用上，使更多的部门和科学家、企业家深入了解和参与igbp计划。尤其应重视国际全球变化研究计划的发展动向信息汇总及国内各相关学会、委员会、部门之间的信息沟通与交流。为此，需要在国内选择一个既参与全球变化研究又有信息管理与传播能力的单位做为建立中国全球变化研究信息中心的基础。该中心应为公益性、非赢利性的服务机构，是一个从事与全球变化研究有关的信息搜集整理、加工、传递、交流的专门机构。
（4）在互联网络上（如internet，asnet）上设立全球变化研究信息服务处网址与立项。由于互联网络上的用户众多，协议和规范已为众多人所接受，所以凭此进行数据共享，推动国内全球变化研究是十分便利而有效的工具。该信息服务处的主要内容包括：指示中国全球变化文献数据库、研究项目与成果数据库、会议信息库、中国专家及机构参与研究工作的项目库；出版有关全球变化研究进展的快报及其它出版物；举办必要的学术专题讨论会和调查报告。
通过以上努力，既可以扩大宣传，同时又可以加强我国全球变化研究数据与信息的共享，继而促进研究水平的提高。
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附件1igbp的数据政策
johntownsshend
johntownsshend博士是igbp－dis科学委员会主席
（美国马里兰大学地理系）
随着igbp各核心计划与框架活动从规划过渡到实施阶段，数据政策愈来愈成为igbp的重要话题。igbp窗为国际科学联合会理事会（icsu）的一个计划，icsu的各种原则与宗旨不言而喻地适用于igbp的发展。
自从1957～1958提的国际地球物理年之后，icsu一直保持了世界数据中心（wdc）系统，由其承担收集、储存、整理及重新分发数据的服务。icsu对其属下的计划规定义务以确保数据能自由公开地进行国际交流。其义务简述如下：icsu的项目都应能够具有提供数据细节和存储形式说明的数据管理计划，应由各成员组织提交给wdc，使得这些数据不仅能够为成员组织共享，也可以为所有科学家共享。因此，在一项icsu计划中，国家参与要签订协议，即同意按照数据管理计划提供数据。1990年，基于icsu既定的自由公开共享的数据与信息交流政策原则，提出了igbp－dis的数据政策。其描述如下：“igbp优先重视高质量的长期的全球数据集建设、维护、验证、描述、获取和传播，并包括新的全球数据集的综合与集成”，以及“全面公开共享整套全球变化数据集与全球变化研究需要的其它数据集，乃是igbpdis的基本目标”。（igbp报告no．12）根据icsu和wdc的原则，1994年12月在澳大利亚举行的igbp科学委员会会议上提议并通过了下面更为详细的数据政策：
①igbp需要及早并持续地对高质量的、长期的数据集的建设、维护、验证、描述、获取及传播进行约束。
②让所有全球变化研究人员全面、公开地共享整套全球集是一项基本目标。
③为了保障长期进行全球变化研究，保存所有数据是必要的。对每个及整体全球变化数据参数来说，应该至少有一个明确的说明文档。设定数据采集、保存与清除的先后顺序和标准应由国家与国际上的成员机构来制订。要建立一个“扫除”程序以阻止重要数据集的清除与丢失。
④数据文档必须包括有关数据储备容易获取的信息，涉及质量评价、支持性辅助信息，以及确定并获取数据的指南与帮助。
⑤全球数据集的处理、交流，以及媒介应尽可能地使用国际标准及恰当的通用国家标准。
⑥应以较经济的费用向全球变化研究人员提供能全面、公开获取的数据。首要原则是不能超出具体用户的边际费用。有关机构应承担研究人员之间数据交流畅通无阻的管理责任。
⑦对于那些尚处理原始调研者专用数据时期的项目，其数据一旦可以广泛使用，应尽快公开。对各种具体情况，资助机构应明确规定专用时期的终止期限。
igbp需要遵守公开、廉价获取数据集的原则，因为它是icsu的组成部分，如果它只保障自身数据的获取，就会导致从其它计划获取数据成本的提高。置于上述原则下的数据集包括野外数据、经过处理的遥感数据及模型输出结果等一系列产品。在这方面，利用数据集的igbp科学家应承担主要义务。在dis的协助下，igbp评估这些政策的深远意义时，发现要解决以下问题：
①核心计划将如何确定哪些数据集可以使用，并以保种格式分发？
②费用对数据利用的影响的什么？这些费用要求任何核心计划或框架活动应以较低成本提供数据。
③何种机制可以确保数据的传播？
④如何进行长期存档？这不仅涉及技术性问题，还关系到怎样确定责任与维护的问题。
⑤在这些活动中igbpdis与核心计划应起什么作用？
⑥其它可能卷入的机构组织能够承担什么义务（如世界数据中心系统，wmo数据中心系统等）？
⑦对其它有使用或复制限制的数据供应者，igbp应负的责任是什么？
⑧利用受知识产权保护的数据时，有一些重要问题与igbp项目和活动有关，特别是如果不得不依赖这些数据，而这种数据又非其科学结论所能替代时，igbp究竟能在多大程度上实施其科学计划？
⑨关于以igbp名义收集的数据处于专用时期时，igbp科学家与项目有何特权？
地球科学的研究方法篇7
一、不同历史时期全球化对地理学的塑造
全球化（Globalization）是世纪之交最引人关注的现象，但全球化至今仍是一个边界难以界定的多元概念，各种认识甚至包括基本的概念和原则都分歧纷呈，难以弥合。全球化是不可逆转的潮流，但是在不同的时期由于种种原因，会呈现波折和动荡，呈现一定程度的逆全球化的特征。因此，全球化存在阶段性的特点基本是共识，但是对全球化的具体阶段的划分却存在争论。对全球化阶段划分有若干观点[3]：（1）两分法；（2）三分法；（3）四阶段说；（4）五次浪潮说。通过比较分析发现，庄芮以科技革命和世界重大事件为特征进行的分类较为理想[4]，她把全球化分为19世纪60～70年代到1945年，以及1945年至今。事实上，全球化开始的时间也许更早，只不过其对全球的影响不像现在这么深入。13～15世纪，火药、指南针和印刷术等技术传到欧洲，与欧洲本土科技成就相结合，推动了意大利文艺复兴，也为航海世纪的到来奠定了基础。哥伦布及麦哲伦等航海家的全球航行推动了地理学的发展，也让人们认识到了地理学的重要性，这一时期的地理学教育主要侧重于对地理现象和知识的了解。伴随着第一次工业革命的兴起，各种学说纷起，部门地理学开始蓬勃发展，地理学教育侧重于探讨企业区位。第二次工业革命，现代科学技术迅猛发展，计量地理学、理论地理学及地理信息系统开始快速发展，这一时期侧重于用计量模型及相关实证研究分析地理现象。
二、全球化对我国中学地理教学的影响
改革开放以来，全球化对我国的影响日益加深，对世界地理的研究也有了一定进展，20世纪80年代形成了一批研究国外地理的研究中心：中国科学院地理研究所外国地理研究室研究东南亚、非洲（东非）、苏联；华东师范大学西安北美地理研究所研究西欧、北美；南京大学非洲研究所研究非洲；东北师范大学东北亚地理研究所研究东北亚、苏联；河南大学大洋洲研究室研究大洋洲；华中师范大学拉丁美洲研究室研究拉丁美洲；西南大学西亚研究所研究西亚、北非。随着国外生产中心开始往国内转移，我国形成了一批工业城市，我国部门地理学开始蓬勃发展，研究国外地理的机构逐渐消失，地理学的研究侧重于跨国公司投资区位研究。随着生产全球化向创新全球化转变，跨国公司研发机构布局等相关研究开始蓬勃发展。但是，目前我国中学地理教学对全球化出现的新变化尚未反映在中学地理教学上。
三、全球化驱动下中学地理教学改革展望
1.加强地缘政治相关内容。随着我国综合国力的全面提升，为了维护我国的海洋及边疆等利益，必然需要相关的地缘政治策略为之服务。地理学是一门综合性很强的学科，在研究全球性重大战略问题时，具有其他学科所不可替代的优势。充分发挥学科优势，针对国家在国际问题上的重大战略需求，及时为国家提供政策建议和决策咨询，是世界地理学科发展的重要目标，也是我国中学地理教学应该关注的内容。
2.增加世界地理相关研究内容。随着全球化的进一步加深，特别是伴随着我国在国外的投资及人员进一步增多，迫切需要我们进一步了解国外的自然状况及社会政治经济情况。因此，要修改中学地理课程标准，增加世界区域地理和国家地理内容，减少部门地理内容。
在分析全球化对地理学塑造的基础上，梳理了全球化对我国中学地理教学的影响，提出一些中学地理教学改革的方向和重点：加强地缘政治相关内容；增加世界地理相关研究内容。
参考文献
[1]赖香恒.新课改下中学地理教学探究[J].现代阅读，2011（1）：125.
[2]钟作慈，李岩梅，李通，等.中学地理教学改革的若干基本问题[J].教育教学研究，2001（3）：30-35.
地球科学的研究方法篇8
地球物理学是一个融地球物理、现代测绘于一体的新型地球物理专业，具有极强的国际竞争力，属于交叉边缘学科。地球物理学可细分为固体地球物理学与空间地球物理学两大方向，前者研究地球本身，后者研究太空星体。固体地球物理学的主要研究对象与地震密切相关，主要是学习地球物理学方面的基本理论和基本知识，接受基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练，掌握地球内部构造、地震预测、地球物理工程、能源及矿产资源勘察等研究与开发的基本技能。本专业主要课程有地球物理学（地震学、重力学、地磁学、地电学）、地球物理观测、地质学、连续介质力学、计算机及信息处理等。除此之外，一般还会安排主要课程的实验和实习、野外地质实习和毕业实习等。以北京大学地球物理学专业为例，该专业创建于1956年，在全国同类专业中历史最为悠久，注重夯实学生数学、物理基础，培养其深厚的外语与计算机能力，使学生既具有较强的从事现代地球物理学研究的能力，又能适应现代社会多方面工作的需求。
值得考生注意的是，该专业需要学生怀有极大的热情与浓厚的兴趣，能够埋头研究历史数据，耐心观测和搜集新数据。因此，考生在报考前要慎重考虑，切忌随波逐流。此外，由于高度的专业化，学生未来的就业大都是从事与地震相关的工作，职业选择面相对较窄，也致使该专业拥有比较高的深造率。除了继续深造之外，本专业的毕业生其他主要去向是到科研机构、高等院校、能源与资源部门、灾害预测预报部门、通讯部门等从事科研、教学、工程技术与业务管理等工作。
地质工程（本科，学制四年，授予工学学士学位）
一看到地质工程专业，不少人往往容易望文生义，认为这个专业就是要去找矿藏、石油，跟石头打交道。实际上，地质工程属于地质学的一个分支学科，是地质学与工程学相互渗透、交叉的边缘学科。专业着眼点在于人类工程活动与地质环境之间的相互制约关系。地质工程主要研究如何获取地质环境条件，分析和研究人类工程活动与地质环境相互制约形式，进而研究认识、评价、改造和保护地质环境。比较有特色的院校有：中国地质大学、中国矿业大学、吉林大学等。主要课程为：基础地质学、矿产地质学、水文地质学、工程地质学、地球物理勘探、地貌学及第四级地质学、构造地质学、地球化学勘探、岩土工程勘察、钻掘工程学、基础工程施工、环境地质学、地质工程学等。这些都是实用性很强的专业课程，因而该专业的毕业生深受用人单位的青睐。
该专业的就业方向比较广泛，如地质调查、油气及固体矿产资源的普查勘探与评价、大型工矿企业和水利水电建设、公路和铁道建设、工程地质、水文地质、地质环境及地质灾害的调查、勘察及监测等。就业前景是考生选择专业的重要因素之一，据麦可思《大学生就业年度指标》中的“就业前景最看好的本科专业”调查显示，地质工程名列“绿牌”专业（绿牌专业是指月收入、就业率持续走高，失业量较低且就业满意度较高的专业，属于需求增长型专业）的榜首。
自然地理与资源环境（本科，学制四年，授予理学学士学位）
自然地理与资源环境属于地理科学的一个分支，其前身为资源环境与城乡规划管理，是一个蓬勃发展的新专业。2012年教育部将资源环境与城乡规划管理专业拆分为自然地理与资源环境和人文地理与城乡规划两个专业。
立足于地球表层特征及其变化、自然资源管理、环境保护等，该专业注重培养掌握国土资源整治与开发、生态环境评价和规划、城乡区域建设规划等方面能力的高素质复合型专门人才。主要课程涵盖自然地理学、国土规划、地图学、遥感应用、管理科学、环境科学、环境监测、环境经济学等。
由于这一专业具有一定的特殊性，在报考之前，考生还需要留意其开设院校是否有体检要求。如长安大学明确提出该专业色盲、一眼矫正视力大于800度者慎报。该专业学生的就业率较高，毕业生主要集中在高校与科研单位、国土资源管理、环境保护与治理、生态环境规划以及城市规划与管理等方面的科研及管理部门。考生也可以选择继续深造，报考土地资源管理、环境工程和自然地理等研究方向的研究生。
测绘工程（本科，学制四年，授予工学学士学位）
测绘行业是国民经济的一个基础行业，从总体上来说属于服务行业，专业技术含量较高。而测绘工程，主要是研究地球空间信息的一门学科，是国家基础建设以及信息化建设中的重要支撑技术，属于当今世界非常具有发展前途的三大高新技术之一。
测绘工程专业培养具备空间定位、信息科学和计算机科学等方面的基本理论与技术知识，并研究利用这些技术测定地球与其他星体形状、建筑物（构筑物）的三维特征及其与指定参考系的关系、地球重力场及其内部物理特征、运动物体的特征及其多维参数，研究这些技术在工程、工业和人类生活中应用的基本理论与方法，并能掌握空间信息获取、处理、分析、表达与应用的基本原理与方法，掌握现代空间测量技术、数字摄影测量与遥感技术、地理信息科学与地图学的基本理论，具有坚实的数学、外语、计算机应用基础和良好业务素质的高级测绘科技人才。
地球化学（本科，学制四年，授予理学学士学位）
地球科学的研究方法篇9
关键词：“研、严、妍” 教学质量 高素质人才
吉林大学地球探测与信息技学科是部级重点学科，包含有应用地球物理、应用地球化学、数学地质、遥感技术与应用等方向，其中应用地球物理学科于1987年成为首批确定的国家重点学科点；2002年以应用地球物理为核心的地球探测与信息技术学科再次被评选为国家重点学科点，2007年顺利通过国家的评估。学科始终贯彻加强基础研究、注重应用、带动开发的学科建设指导思想，坚持“研、严、妍”的理念，且使该学科成为国家高层次专门人才培养的摇篮，产学研结合的区域研究中心，承担了多项国家基础科学研究、新技术和新方法研制与开发研究任务，为国家培养了大批高素质科技人才，为国家的地质事业和人才培养做出重要贡献。那么“研、严、妍”三个字如何理解呢？
一、研：研究环境育人
建设研究型大学是吉林大学的建设目标。我们认为建设研究型大学不仅体现在科学研究上，同时也体现在研究环境上育人。本学科本着研究环境中培养高素质人才这一宗旨，围绕本科教学如何适应建设研究型大学的需要，开展研究型教学体系的研究；对研究型大学教师的基本要求、教学管理等方面进行了深入的研究和探讨。
1、研究环境的创建与研究型教学
从人才培养模式入手，针对数字地质学发展的需要，提出了多学科交叉是工科学科建设的发展趋势的看法，指出传统的工科学科建设目标、培养模式、知识结构等比较单一，已不能完全适应新形式下社会对人才培养的需要，这就要求我们必须进行专业设置和知识结构等多方面的改革，建立具有培养复合型的、多学科交叉协作功能的人才培养模式。
开展多种方法并存的教学方法研究。在遥感原理的教学中提出了以学生学习为主体，教师讲授为主导的研究型教学理念，总结了应用互动式教学法的效果与体会；地震勘探原理、地震勘探数据处理、地震勘探专题等系列课程的教学，提出了链式教学法模式，系统地设计了整个课程体系的教学内容和衔接方式，使整个地震勘探知识用一个“有机链”连接起来，达到了学生易于整体掌握，教师讲课思路清楚、结构合理等的效果；等等。
2、研究能力培养的重要环节——实践教学
实践教学环节是培养创新型人才的基础和渠道，“实践是创新的源泉”。本学科围绕着课程实验、实践教学、毕业实习与毕业论文（设计）等环节的有限实践教学学时，提出了实验、实习一体化建设的实践教学体系。为充分利用实验室资源提出和逐步实施的“应用地球物理实践教学室内微型化”的实验室建设思路，取得了预期的效果；合理的设计课堂与实验内容的结合，实验室实验内容与野外实习内容的结合等研究；特别注重现代计算机与数值计算的结合、数学模拟与物理模拟的结合等研究，力求达到抽象理论形象化的目的。同时加强对口大型企业实习实践基地的建设，强调先进的企业文化与校园文化结合，实习实践的同时，提高学生社会责任感。
3、提高人才培养质量的关键环节——课程建设
几年来，本学科建设成部级精品课1门——钻井地球物理勘探，省级精品课2门——应用地球物理—电法勘探和钻井地球物理勘探，校级精品课2门——遥感技术应用和固体地球物理。课程建设是提高本科生教学质量的关键。课程建设中，突出了教材建设、师资队伍建设、教学研究与教学改革、教学管理等几个方面的研究。教材建设要有自己的特色，多年来，我们一直是多部地矿类教材的主编单位，有多部教材列入“十五”、“十一五”国家规划教材。教学强调课程组的组建，力求达到零串课率等，提高课程建设的质量。
二、严：严格教学管理、严谨的教风和严肃的学习态度
教学管理是提高人才培养质量的重要保障。多年来我们制定严格管理制度和管理规范，为我们顺利完成教学工作，监督教学质量，考核教师教学效果等方面起到了保障作用。制定了《地探学院师德规范细则》、《地探学院教学管理暂行条例》、《地探学院关于全面实施领导干部听课制度的决定》、《地探学院教学档案管理制度》、《地探学院学生导师制实施办法》、《地探学院出题考试管理规定》、《地探学院学士学位论文管理细则》、《地探学院督学组工作条例》、《地探学院学生考试管理制度》、《实验教学考核与成绩评定的规定》等等。并将上述管理制度汇编成册，院内印发。
教风集中体现了一个单位的师德建设水平。作为学院的师德建设，我们重点抓三个方面的建设：第一，加强教师职业道德规范建设。教师职业道德规范与一般的道德规范的区别，在于突出可操作性。明确教师的职责和义务。强调教师是一个特殊的职业，教师的服务质量关系到国家、民族和事业的兴衰。第二，促进教师队伍业务水平和能力的不断提高。因为没有教师学术水平与业务素质的提高，就没有教育教学质量的提高。在这方面学院鼓励年青教师出国学习（高访、进修、读学位），在职攻读博士学位。对新上岗的教师进行职业道德规范、讲课、实习、实验的综合训练。鼓励教师承担基础研究和应用基础研究课题。以此促进教师不断的学习，自觉地提高自己的素质与能力。第三，增强教师学术信誉意识。教师职业与其它职业的最大区别，在于所服务对象不同。教师的服务对象是国家、民族未来的建设者。工厂生产的产品不合格影响面很小，学校培养的人才不合格影响的将是一个行业，乃至一个民族、一个国家。教师不但要探索真理，还要将已经发现的真理、规律阐述清楚，培养学生从更高层次去认识真理，发现真理。要作到这一点，教师必须有学术信誉，能够潜心学术，有奉献精神。为此，学院不断要求教师要遵守职业道德规范，不断增强自身的学术信誉。对基础研究成果突出的教师，学院每年都要给予表彰与奖励。
学生的学习态度受学校、社会、家庭多方面的影响。但是作为业务学院，我们始终没有放弃应尽的责任，坚持开展学风建设。重点放在引导学习端正学习态度方面。学生的来源不同，个体差异很大，作为学校的责任，就是最大限度的调动学生学习的积极性和主动性，帮助学生发现自己的特长，挖掘自身的潜力，掌握必备的知识，使学生成为对社会有用的人。我们采取树立各类典型（十佳大学生、自强自立大学生标兵，三好学生、单项奖励等）等方式，引导学生以积极的态度对待学习，发挥自身的优势，体现各自的价值。
三、培养高素质的人才，鼓励学生个性发展，百花齐放
本院教师和学生工作管理人员，围绕大学生的素质教育，大学生的思想品德与德育教育，大学生素质分析与大学生培养的素质体系、高等教育阶段师生关系的定位与合理构造等问题，进行了认真的研究与探讨，对提高大学生综合素质鼓励学生个性发展直到了积极的作用。
为此，加强了大学生研究基地和教育基地建设，2005年与长春市老年大学签订了共建协议。地探学院将长春老干部大学作为大学生社会实践基地;长春市老干部大学将地探学院作为学员关心教育下一代基地；建设了吉林大学地球探测与信息技术大学生科技创新实践基地；建设了大庆油田的吉林大学地球物理学科的实践教学基地。加强大学生的国内外学术交流工作，组织学生参加国际间的校际间的活动。
地球科学的研究方法篇10
关键词:结构;过程;集成;地理学;生态学
人类活动的强烈干预推动着地球系统演化进入了“人类世”(anthropoceneera)的新纪元[1]。人类活动对地球系统运行的影响赶上甚至超过了自然变化,地球系统正在以前所未有的速率发生变化并进入一个未知的演化方向和轨道[2]。在这种背景下,传统地理过程、生态过程研究正经历着深刻的变革,地理过程、生态过程及其与相关学科的交叉与融合正在成为现代地理学和生态学发展的重要方向。本文在概述地理—生态过程研究进展的基础上,探讨地理—生态过程研究的主要科学问题和未来发展的重要领域,以期为我国地理学、生态学等相关领域研究与发展服务。
1地理—生态过程研究进展概况
地理过程是指地表环境(要素、综合体)随时空变化的历程,按要素可分为自然过程和人文过程,按机制可以分为物理过程、化学过程和生物过程等[3]。在传统地理过程的研究中,地貌过程和水文过程是其研究的主题和核心内容,各种营力作用下形成的地貌形态和地形单元以及流域水循环的过程与机理是其研究的主要方向。生态过程作为生态学研究的重要内容,主要涉及生态系统中的元素循环、种群动态、种子或生物体的传播、捕食者和猎物的相互作用、群落演替和干扰等方面[4]。
20世纪后期以来,人类活动及其所导致的全球环境变化成为了全球生态系统格局、结构和过程变化的主要驱动力[5,6]。在这个过程中,土地利用改变了全球生态系统格局与结构,人工直接管理的生态系统达到陆地总面积的40%以上[7]。1970~2000年间土地利用扩展使物种灭绝速率比自然背景值提高2~3个数量级,全球物种多样性降低40%[8]。同时,人类活动深刻地改变了水资源与水循环[9,10],1960年以来,水资源利用每10年增加20%,15%~35%地区出现水资源过度利用;此外,人为因素诱导的土壤侵蚀、土地退化等也成为全球面临的突出生态与环境问题[11],全球约有40%的农业土地存在不同程度的土壤退化现象[12]。在21世纪,人口和经济持续增长以及全球环境快速变化将给全球生态系统带来前所未有的压力[8]。
在人类活动深刻影响和全球环境变化的背景下,早期地理与生态过程的相关研究表现出明显不足。在地理过程的描述中,由于自然地理和人文地理研究内容的分化[13],自然地理过程往往只考虑自然变化机理,而忽视人文因素的作用和动态过程。如早期的水文过程研究,虽然可以分析径流和输沙的动态变化,但是却往往难以揭示人类活动的影响效应。同时,在构建的地理过程模型中,也存在许多相互割裂的现象。如土壤侵蚀模型,其经验模型往往难以揭示土地利用空间分布格局对土壤侵蚀过程的影响;而物理模型虽然能够反映出土壤流失的过程,模拟不同土地利用情景下土壤侵蚀的变化;但在实际应用中,却由于野外和实验获取的数据难以满足模型参数设置的要求、误差累积和不确定性增加等原因,而影响模型精度,限制土壤侵蚀模型的应用[14]。
在生态过程研究中,也多以自然生态变化的机理而展开。如植被空间格局变化研究仍然以顶级群落概念、群落格局演替gap理论和生命区划分体系为理论基础,难以解释由人类主导的生态系统的动态过程。如在生态系统结构和过程变化的动态描述中常以odum的生态系统演变规则(strategyofecosystemdevelopment)[15]为理论框架,在此框架下生态系统应向热力学稳定态(homeostasis)演化;然而,生态系统很少达到稳定态,也不一定呈现向稳定态演替的趋势。生态系统对环境长期变化的适应性研究经常以tilman的资源竞争平衡理论为依据,但以此为基础的模型并不能现实地模拟生态系统结构和过程的动态变化[16]。同时,由于大多数生态学理论是基于单个生境中小尺度上的研究发展起来的,而目前的环境问题具有大尺度的性质[17],所以,尺度问题业已成为现代生态过程研究的需求。
在全球环境变化驱动下,传统地理过程与生态过程的研究发生了深刻变化,与地理—生态过程相关的国际重大科学计划相继启动。如从国际生物圈计划(ibp)到人与生物圈计划(mab),再到千年生态系统评估(ma);从国际地圈—生物圈计划(igbp)到全球变化的人文影响计划(ihdp)等。纵观这些研究计划和相关学科的发展,可以发现地理过程从任何角度看都不再是单纯的自然过程,生态过程的研究也不再仅仅局限于生态系统内的动态与发展,注重人类活动影响,注重多学科的交叉融合,正在成为现代地理—生态过程研究的重要特点。
目前,地理过程的研究正经历着从自然向自然与人文结合方向发展,从无机向无机与有机结合方向发展,从单要素、单个过程的研究向多要素、多过程耦合与综合研究方向发展,从宏观到宏观与微观结合方向发展[3]。生态过程的研究也伴随着生态学的发展,表现出生态过程研究与人口、资源与环境问题相结合,其研究对象从自然生态系统向自然社会经济复合生态系统方向发展。研究方法从局部的、孤立的研究向整体的网络化研究发展,生态过程研究的时空尺度不断拓展,研究手段不断更新。在地理—生态过程的研究中,新的科学问题和研究领域正悄然凸现。
2地理—生态过程研究的主要科学问题
现代地理—生态过程强调人为因素在各种过程中的作用,强调人为因素作用下的地理—生态过程对自然资源和环境的影响,强调地理—生态过程与全球变化之间的耦合作用以及可能引发的后果,强调地理—生态过程在土地退化过程中的关键作用,强调利用现代手段进行定量化研究和过程模拟。在地理—生态过程研究中,所涉及的基本科学问题包括结构与过程、综合与集成两大方面,其研究重点则集中在尺度—结构—过程相互作用、自然—经济—社会相互联系、地貌—水文—生态过程相互耦合、地理—生态过程与资源环境效应相结合等领域。
2.1基本科学问题
2.1.1结构与过程在地理—生态过程的研究中,结构往往是指不同生态系统和景观单元的空间关系,如生态系统与景观单元的大小、形状、数量、类型及空间组合等。所涉及的过程包括自然过程(元素和水分的分布与迁移、物种的分布与迁徙、径流与侵蚀、能量的交换与转化等)和社会文化过程(交通、人口、文化的传播等)。目前,结构与过程研究的科学问题主要集中在结构、功能、动态、驱动力、过程、机制等几个方面。
(1)结构关于结构的研究,是重点探讨地表系统的要素组成和空间分布特征,如土地利用/土地覆被的组成和分布格局、生态系统的空间异质性等。其中,如何有效刻画生态系统和景观单元的结构特征,构建具有生态学意义的格局指数是目前地理—生态过程研究中富有挑战性的研究课题。现代信息技术为获取生态系统和景观类型空间分布的基础信息提供了强大技术支撑,深入分析遥感、地理信息系统和相关学科的发展趋势对于全面提升结构分析的研究水平具有重要的意义。
(2)功能系统的要素组成决定系统功能的发挥,功能是不同系统要素与结构的外在体现。功能的研究主要分析陆地表层系统的结构演变与过程动态所表现出的生态、经济和社会功能。不同类型生态系统服务功能研究、结构变迁与过程耦合下的资源环境效应等是目前功能研究的热点问题。
(3)动态动态变化是在结构分析的基础上,研究生态系统和景观单元等的变化规律和特征,解释结构发生怎样的变化、变化的地点以及变化的速度等问题。在动态变化的分析中,包含两个层面的含义:对现状的分析;对未来变化的模拟。其中,采取何种方法或技术刻画动态变化的特征,是学者们共同关注的话题。此外,在动态分析的研究中,对不同时期数据精度、分类系统等一致性的处理,往往是进行动态分析的先决条件。
(4)驱动力驱动力分析是在结构变化分析的基础上,揭示生态系统和景观单元变化的原因和驱动机制,以期为预测结构变化方向和制定相应管理对策等服务。驱动力包括自然驱动因子和人为驱动因子两个方面,其中,自然驱动因子主要指对特定结构的形成与演变起作用的自然因素,包括气候、地貌、水文、土壤和自然干扰等;人文驱动因子主要涉及到人口变化、技术进步、政治经济体制变革、文化价值观念改变等。在驱动力的分析中,重点探讨:驱动因子选择与关键因子甄别、驱动力分析方法确定、不同驱动因子在不同时空尺度上的功能和效应等。
(5)过程陆地表层系统过程的研究内容涉及物理过程、化学过程、生物过程和人文过程等方面,其研究将朝微观深化和宏观综合两个方向发展,其关键在于系统中界面过程的综合研究[18],同时注重过程的格局分析[19]。目前,地理—生态过程的研究内容主要包括水文循环过程与水量转化、流域系统中物质迁移过程、土壤侵蚀过程、土地系统演变过程、土壤—植物—大气连续系统过程、环境生物地球化学过程、生物多样性变化过程、人文与文化过程等方面。
(6)机制旨在揭示结构与过程的相互作用关系。在机制的研究中,注重地理—生态过程与环境变化和人类活动的关系,重视非线性科学和复杂性科学在揭示机制研究中的应用。模型作为地理—生态过程的定量表达,是探讨机制的重要途径,需要通过模型的手段开展机制的分析和情景预测研究。
2.1.2综合与集成综合是地理学的本质和存在依据,集成是综合的演进与升华[20]。在地理学研究中,需要综合多学科的理论和知识,选择典型区域,针对主要问题开展综合
与集成研究。在地理—生态过程的研究中,也需要综合多种实验观测手段和研究方法开展综合研究。在此基础上实现地理—生态过程研究中的要素集成、过程集成和区域集成。
(1)要素集成现代地理—生态过程受自然、生态、经济、社会等多种因素的影响,
将人类活动纳入地理—生态过程,对多种要素进行集成分析,对于揭示结构与过程的演
变规律与特征具有重要意义。在要素集成的研究中,要考虑自然社会经济要素的集成和
相互作用,也需要考虑要素的尺度效应。
(2)过程集成黄秉维先生早在20世纪50~60年代就提出了综合研究地表物理过程、化学过程与生物过程的学术思想[21]。过程集成强调地球表层系统各个过程之间的相互关联,注重自然过程与人文过程的耦合研究,强调人类活动影响下的地理—生态过程的综合研究,突出自然地理过程与生态过程的耦合研究等。在过程集成中,基于过程模型的模拟与预测研究是过程集成方法研究的重要内容。
(3)区域集成地球表层系统不仅具有显著的区域差异和地域分异规律,同时也是
一个多层等级系统,既有坡面—小流域—流域—区域—全球的不同尺度,也存在种群—群落—生态系统—景观—区域—全球的多个层次。在地理—生态过程的区域集成研究中,不仅需要针对不同尺度地球表层过程的发生机理展开研究,更需要通过尺度效应分析和尺度转换(尺度上推与尺度下推),获知其他尺度的信息,开展多尺度研究,从而体现研究对象的整体性。在尺度效应分析与尺度转换中,需要注意特征尺度选择与尺度域划分、转换方法与模型构建、时间尺度与空间尺度的合理匹配、尺度转换结果的不确定性分析等问题。
此外,在综合与集成的研究中,也需要加强集成方法的拓展,发挥计算机技术、应用数学方法、空间信息科学与技术在地理—生态过程研究中的作用,开展基于对过程理解和定量阐述的模型研究,如建立区域综合模型、多尺度地理—生态过程模型等。
2.2重点研究领域
2.2.1尺度—结构—过程相互作用“尺度—结构—过程”是地理—生态过程研究的核心理念,结构影响过程,过程改变结构,尺度不同,结构与过程的关系也将有很大的差异。其中,结构是不同地理—生态过程与自然背景综合作用的结果,地理—生态过程的变化与发展影响和改变着陆地表层系统结构的形成,从某种意义上说结构是各种地理—生态演变过程的瞬间表现。同时,结构能够从多个方面影响过程,如生态系统的空间分布能够影响局域地表温度、养分丰缺、生物种群或其他物质在空间上的分布状况,景观要素的变化可以影响景观中的物质流和能量流等[22,23]。
结构、过程及其相互关系的研究离不开其所依赖的尺度。地理—生态过程不同,其相应的尺度也会有很大的变化。就研究粒度而言,富营养化的研究往往在30m或更小粒度上展开,而森林砍伐的粒度则多在100m以上;就研究的幅度上,叶片的生理过程一般发生在平方毫米/平方厘米的空间尺度和秒/分钟的时间尺度上,而景观动态过程的研究则需要考察几百/几千平方公里的空间尺度和十年/百年的时间尺度[24]。结构与过程的关系会因研究尺度的不同而发生明显的变化,如在不同尺度上,土地利用结构与土壤养分、土壤水分、水土流失的影响机制并不相同[4],中小尺度上的研究成果并不能满足大规模综合治理与开发的需求。
尺度—结构—过程的相互作用研究是现代地理—生态过程研究的重点领域,其主要研究内容包括如下几个方面:
(1)针对单一尺度分析结构与过程的作用机理;
(2)探讨不同尺度之间结构或过程变化的规律和特征,并分析其尺度效应;
(3)基于不同尺度结构与过程的作用关系和尺度效应分析结果,进行多尺度综合研究和尺度转换研究;
(4)探讨不同尺度划分体系(如时间尺度、空间尺度、过程尺度、观测尺度、模型尺度等)对结构、过程、结构与过程作用关系的影响效应;
(5)其他研究,如多尺度模型研究、尺度转换不确定性分析研究等。
2.2.2自然—经济—社会要素相互联系当代地理学作为一门研究地球表层自然要素与人文要素相互作用与关系及其时空规律的科学,其研究内容主要面向当前世界性的人口、资源、环境与可持续发展问题[25]。现代地理—生态过程的研究,必然注重自然、经济、社会等多因素的综合研究,注重人类活动与环境变化的关系[19]。
在自然—经济—社会要素相互联系的研究中,地理—生态过程重点探讨以下几个方面的内容:
(1)自然、经济、社会单一系统内部的要素、过程时空变化规律与特征;
(2)自然、经济、社会不同类型的要素、过程之间的相互影响与作用机理;
(3)自然、经济、社会不同系统之间多要素或过程之间的综合与集成;
(4)地表系统在自然、经济、社会共同作用下的变化规律与发展趋势;
(5)其他研究,如复合系统基础理论创新等。
2.2.3地貌—水文—生态过程相互耦合地貌过程、水文过程和生态过程是地理学、生态学研究的传统优势领域。在早期的研究中,往往关注单一过程的研究,而对两两过程或多种过程的综合研究不够。然而,多种过程的耦合作用机理往往是识别系统动态演变的关键所在。在全球环境变化的背景下,地貌过程—水文过程—生态过程的耦合研究显得尤为重要。
目前,地貌过程—水文过程—生态过程的耦合研究重点关注地形发育、径流形成、污染物迁移、土地退化、生态系统调控等领域,其重点研究内容有:
(1)人类活动影响下的生态—水文过程;
(2)生物地球化学循环过程;
(3)流域水、沙及化学物质迁移过程;
(4)其他研究,如耦合模型开发等。
2.2.4地理—生态过程与资源环境效应研究资源、环境与发展的关系并寻求解决其中关键问题的途径,为区域整治提供理论基础和决策依据,是当代地理学和生态学服务社会的重要方面。目前急需解决的资源环境问题包括水资源供应危机、土地质量急剧下降、环境污染和生态破坏日益严重、灾害频发等问题,这些资源环境问题的解决往往和地理—生态过程的调控密切相关。探讨地理—生态过程与资源环境效应的关系是目前地理—生态过程研究的重要方面。
地理—生态过程与资源环境效应研究的重点内容有:
(1)生态系统物质循环与全球变化;
(2)流域物理、化学和生物过程及其资源、环境和灾害效应;
(3)土地利用/土地覆被变化过程及生态环境效应;
(4)城市化过程对区域生态环境的影响与效应;
(5)生态系统过程与生态系统服务功能;
(6)地貌过程与灾害效应等。
3地理—生态过程研究的发展趋势与方向
3.1地理—生态过程研究的发展趋势
现代地理—生态过程研究正跨越不同时空尺度,开展多学科的交叉和融合,从近期发展看,地理—生态过程研究具有以下明显的动态和趋势。
(1)系统化系统化是地理—生态过程研究的重要方向。地理—生态过程是以系统论为基础,以陆地表层系统、环境系统、人地系统等为对象开展研究。在系统化研究中,需要探讨系统的内部要素与结构组成、系统层次与相互关联、系统动态与外部环境的相互关系,揭示全球变化背景下地理—生态过程与地表系统演变的作用关系,探求系统协调发展的机制与途径。
(2)综合性综合性是地理—生态过程研究的重要特色。在地理—生态过程的综合研究中,不仅要在分析要素与要素关系、要素与过程关系、过程与过程关系的基础上开展要素综合和过程综合,也要在尺度效应分析和尺度转换的基础上开展区域综合研究。在区域综合研究中,不仅需要聚焦危机区、脆弱区或热点地区,针对独特区域开展独特问题的综合研究[26];同时也应具有全球化视角,开展跨国或全球尺度的研究。此外,也应注重总结性的综合研究[27],基于重要地理区域科学数据构建部级的地理科学基础平台,为进一步创新研究提供基础。
(3)交叉性地理—生态过程研究本身就属于学科交叉的范畴。随着人口、资源、环境、发展等全球性问题重要性的日益突现,地理—生态过程研究的交叉性特点将愈加明显,自然与人文的交叉、科学与技术的交叉、多学科交叉成为地理—生态过程研究不可逆转的趋势,地理学、生态学、资源科学、环境科学、大气科学、社会学、经济学等不同学科对于地球表层系统的共同关注,在服务于国家战略需求的同时,也为地理—生态过程研究的深入发展提供了机遇。
(4)应用性地理—生态过程的未来研究,将积极拓展科学研究的应用领域与范围,在环境与灾害管理、生态系统管理、国土综合整治、全球环境变化、土地退化防治和区域可持续发展等领域开展应用研究,以满足国家需求,为实施可持续发展战略服务。
3.2地理—生态过程的重大研究论题
地理—生态过程作为当代地理学、生态学及相关学科研究的热点问题和前沿领域,在未来的研究中,需要整合科技资源,针对以下领域和内容开展工作。
(1)地表系统中的物质、能量和生物流过程研究其中重点加强生态水文过程、生物地球化学循环、人地相互作用过程、全球碳氮循环等研究;注重界面过程和不同类型过程的耦合;注重野外观测、试验分析、空间信息技术、数学模型等研究方法的综合应用。
(2)地表环境变化的驱动力、过程和效应研究主要分析陆地表层系统、环境系统和人地系统演变的自然和社会经济驱动,分析不同结构和过程的时空变换特征,探讨不同变化情景下的资源、环境、生态和灾害效应。
(3)区域综合和区域内异质性研究区域综合研究有待于加强区域综合实验研究、区域综合的方法与模型应用;同时针对区域内的时空变异,开展区域内景观多样性与异质性、景观格局与生态过程研究。
(4)尺度推绎与转换尺度问题是地理—生态过程研究中极富有挑战性的课题。针对不同的尺度划分体系(种群、群落、生态系统、景观、区域、全球;坡面、集水区、流域、区域、全球),开展尺度推绎与转换的理论基础研究和区域实验研究,发展尺度推绎与尺度转换的方法和模型。
(5)地理学的整体性研究整体性是地理学的特色,在当前环境变化研究中,基于系统分析的整体性研究愈加重要[19]。目前,地理学的整体性研究亟需加强自然地理学与人文地理学的融合,注重环境变化与规划、土地利用变化与规划、区域可持续发展等领域的研究,突出人类活动对环境和过程的影响,探讨模型模拟研究在地表系统整体性中的作用。
(6)方法论创新方法论创新是推动地理—生态过程研究的重要途径。需要加强非线性科学和复杂性科学在地理系统研究中的应用,开发研制或发展地理过程模型、多尺度综合模型等,加强模型的有效性检验与验证。
(7)地理—生态过程研究的应用在地理—生态过程的理论与创新的基础上,积极加强应用研究,其中重点加强的领域有:水循环与水资源、地貌过程与工程和灾害防治、气候变化及其效应、生态过程与生态系统恢复和保护、土地退化过程与治理、人地相互作用过程和人与自然和谐发展、全球变化的区域适应研究等。
3.3地理—生态过程研究的几点建议
我国在地理—生态过程这一领域已经开展了大量研究工作,并取得许多重要的研究进展。但是,与国际相关研究的发展相比,我们还有明显差距。为了更好地开展地理—生态过程的研究,服务于学科发展与国家需求,在未来研究中需要注意以下几方面的问题。
(1)加强观测、实验、调查与模拟获取数据是开展地理—生态过程研究的前提和基础。目前,我国已经建立了长期野外观测与研究台站网络,为监测我国资源环境动态、推动地理学与生态学的发展、服务于国家需求和政府决策提供丰富的数据基础。然而,很多研究还缺少第一手的观察与监测数据。因而,在未来的研究中,要加强观测、实验和野外调查,注重数据监测的长期性、监测手段与方法的一致性。同时,加强地理—生态过程的模拟研究,发展基于观测的过程模拟模型。
(2)加强遥感与野外观测的结合遥感手段是目前快速获取地表信息,开展地理—生态过程研究的重要手段。然而,由于时间分辨率与空间分辨率的限制,遥感数据的解译结果往往具有不确定性。因而,在基于遥感手段开展野外调研和数据分析的过程中,需要加强野外的同步观测,将遥感调查结果和野外观测数据相结合,提高地理—生态过程研究的准确性。
(3)加强区域综合和全球研究在我国目前地理—生态过程的研究中,区域的综合研究已有较多的案例,但是缺乏基础理论创新,多尺度综合研究的内容也并不多见;同时,在地理—生态过程领域,我国具有全球性视野的研究非常匮乏。在今后的研究中,我国学者要关注全球的问题,积极开展跨国或全球尺度的研究。
(4)加强学科交叉,特别是一级学科的交叉学科交叉点往往就是科学新的生长点、新的科学前沿,这里最有可能产生重大的科学突破,使科学发生革命性的变化[28]。然而,从目前国家自然科学基金的申报情况可以看出地理学者有意开展交叉研究的项目比例较低[29],地理学家们对于自然与人文的综合研究相对薄弱,难以满足日益增长的国家需求。因而,在今后的研究中,亟需加强学科交叉,将其他学科,如生物学、物理学、化学、数学、信息科学等学科的理论与方法应用到地理—生态过程的研究中,以期取得突破与创新。
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