全球变化研究的历史现状和趋势市公开课获奖课件

1、第3节 全球改变研究历史、现实状况和趋势第1页第1页1、早期结识远古时代，西方圣经上记载有40天大雨洪水印度古代传说中将连续大雨洪水中国古代“女蜗补天”神话和大禹治水故事“羿射九日”神话1）相关全球改变远古神话和宗教信奉真实性难以考证，但至少反应了人类对远古历史所流传下来朦胧记忆或对环境改变所持信念。第2页第2页2）对周围自然环境观测与总结。古希腊哲学家齐诺弗尼斯（ Xenophanes，614BC）是西方世界最早注意到陆地上存在海洋蚌壳并提出海陆变迁思想人。他认为山岳本来一定为海水覆盖，伴随时间流逝而上升到今天高度。 古希腊哲学家亚里士多德（384322BC）认为海陆是按着一定规律周期性改变

2、。文艺复兴时期，达芬奇（14521519）依据意大利北部岩石中所见到螺蚌重新提出海陆变迁思想，并引起出延续数百年海陆变迁说和洪水说辩论。 第3页第3页我国 追求天人友好、与自然共生、积极地适应环境为特色人地关系思想是中国古代地理学思想精髓。 第4页第4页在环境改变规律及人与环境关系方面，战国末期吕氏春秋中对气候异常特点及对人类影响就有规律性概括，如：“孟春行夏令，风雨不时，草木早槁，国乃有恐。行秋令，民大疫，疾风暴雨数至，藜莠蓬蒿并兴。行冬令，水潦为败，霜雪大挚，首种不入。”吕氏春秋同样注意到人类活动对自然破坏及保持自然平衡主要性，指出“竭泽而渔，岂不取得，而明年无鱼；焚薮而田，岂可不得，而明

3、年无兽。”在环境演变方面，我国古代学者做过多方面观测与研究，有些方面对现今研究仍含有借鉴意义。第5页第5页北魏郦道元在水经注中采用史料记载与实地考察相结合办法，系统地研究了我国河湖水系演变历史及原因；北宋沈括通过古地图上水系与水系现实状况对比研究水系改变；元代于钦利用古河堤推断古河道位置；明代杨慎和清代刘献庭分别从古今物候差别推断气候改变。清代姚觐元等利用涪陵石鱼题刻资料总结出石鱼“或三、五年或十余年一出”结论，实质上是关于长江枯水位周期改变规律探讨。研究办法上：第6页第6页2、科学全球改变研究起步与全球改变相关一些科学思想及全球改变一些研究内容却能够追溯到19世纪早期至20世纪早期，是与地质

4、学和自然地理学等学科发展同时。最初全球改变研究是从已发生环境状态改变入手，主要是依据地质时期全球改变所形成残余信息推断过去全球环境改变历史，对造成全球改变详细过程很少涉及，相关成因机制解释多带有假说性质。科学全球改变研究开始表现在一系列研究原理与办法建立方面。第7页第7页“当代地质学之父”莱伊尔（Lyell,17971875）“均变论”，为地质学以及过去全球改变研究提供了最基本原则；古脊椎动物学家居维叶（Cuvier,17691832）“部分相关法则”为依据残余环境信息复原环境提供了理论依据；阿伽西（18041873）大冰期理论（1837），认为所谓大洪水漂砾事实上是由过去冰川扩张然后退缩形成

5、 ；A.彭克（18581945）等四次冰期模式（1909），证实全球性气候改变曾发生过多次。第8页第8页第9页第9页漂砾上冰臼 第10页第10页世界第四纪冰期老式划分对比方案地质时代气候期阿尔卑斯欧洲美国中国东部中国西部全新世冰后期冰后期冰后期冰后期冰后期冰后期更新世晚期冰期玉木威赫塞尔威斯康星大理(太白)珠穆朗玛间冰期里斯-玉木伊姆桑加蒙庐山-大理中期冰期里斯萨勒伊利诺庐山聂聂雄拉间冰期民德-里斯霍斯坦亚蒙斯大姑-庐山冰期民德埃尔斯特堪萨斯大姑希夏邦马间冰期贡兹-民德克罗欣阿夫唐鄱阳-大姑早期冰期贡兹梅纳帕内布拉斯加鄱阳-第11页第11页米兰柯维奇从天文原因出发对冰期成因予以解释（1920）

6、。达尔文（18091882）在其著名物种起源（1859）中阐述了以均变论为指导思想生物进化论，揭示了生物演化规律。魏格纳（18801930）提出了关于地壳演化规律大陆漂移说（1912）。 在环境演变成因方面:这些理论或假说对发生在地球上全球改变也许原因予以解释，但未能阐明全球改变发生详细过程。第12页第12页第13页第13页有许多研究开始涉及人类活动所造成环境改变，以及环境改变对人类影响。 近代地理学创始人洪堡（17691859）、美国乔治珀金斯马什（18011882）、俄罗斯沃耶柯夫（18421918）等十分注意水土流失、土地退化等地表景观改变。18世纪末至19世纪初，英国马尔萨斯（1760

7、1834）人口论（1798）；20世纪早期俄罗斯沃耶柯夫关注气候对作物产量影响问题；亨丁顿（18761947）研究为代表地理环境决定论中讨论环境改变对人类社会影响问题，等。第14页第14页3、科学全球改变研究发展二次大战以后，放射性同位素、古地磁、稳定同位素和深海钻探、冰芯获取等技术应用于过去环境演变研究之中，处理了绝对年代测定、连续沉积序列获取以及环境定量标定等一系列问题，取得了革命性重大发觉，大陆漂移说、米兰柯维奇假说、地理环境决定论等许多老式思想理论与假说重新复活，对长尺度全球改变结识得到进一步进一步。1960年代大陆漂移说复苏并与海底扩张说一道发展成为板块运动理论，使得与岩石圈演化相关

8、一系列地质现象得到了互相关联、协调一致解释。来自深海沉积、巴巴多斯珊瑚礁阶地和东欧黄土和古土壤序列研究结果，为米兰柯维奇理论提供了证实。第15页第15页特点：20世纪60年代末、70年代初全球性气候异常及其所造成严重社会后果，促使人们关注短尺度气候改变问题研究。对短尺度改变问题结识进一步是60年代以后全球改变研究另一个主要进步。人类活动所造成环境改变，以及环境改变对人类影响问题科学研究自60年代以来受到尤其注重。长尺度改变规律和成因机制结识愈加进一步，短尺度改变及影响受到尤其注重，以及人类活动在全球改变中作用受到尤其关注，构成了1960年代以后全球改变问题研究主要特点，并最后造成全球改变研究兴

9、起。第16页第16页4、全球改变研究兴起 从1970年代到1980年代，国际上对全球问题关注从环境污染扩大到更为广泛领域。人们已清楚地意识到，人类本身故意或无意行为已有使地球环境趋向恶性发展以至于达到不可收拾也许，人类活动所引起环境改变已不再是局地性问题，人类甚至已经在破坏大气层结构，改变全球气候。人们比以往任何时期都更为迫切地希望理解整个地球环境行为规律，希望理解人类行为对整个地球环境整体行为影响。对人类赖以生存环境关注，成为推动全球改变研究一个巨大动力。第17页第17页首先是地学分支学科经过充分发展而由分化转向综合，产生地球系统概念，这一概念组成了全球改变出发点。其次是对不同时间尺度上环境

10、演变过程及成因机制认识不停深入，对一些影响全球改变主要过程已经有了较为深刻认识。第三是技术进步，最为突出是观测技术进步、计算机计算能力提升、分析测试手段进步，为进行全球改变研究提供了强有力技术支撑。科学发展为全球改变研究提供了原理与技术上保障。第18页第18页 人类需要与科学发展也许相结合，极大地增进了全球改变研究发展。以国际地圈-生物圈计划（IGBP）、全球改变人文计划（IHDP）、世界气候研究计划（WCRP）等全球改变研究计划组织实行为标志，全球改变研究进入了一个新阶段，并且正逐步地发展成为一个跨越众多地球分支学科界线独立学科。第19页第19页国际全球改变研究计划科学计划与相关观测（监测）

11、系统第20页第20页逐步增长人类对地球气候和环境演变规律（包括自然和人为）结识，从而对未来环境发展趋势提出科学预测，为全球环境问题上宏观决议提供科学依据，也为各国政府在资源开发和利用、环境保护和整理等方面政策制定提出征询性提议。 共同目的第21页第21页1）以系统和动态地球观为指导，区别于以圈层为关键旧地球科学体系。2）时间尺度上，研究重点由长时间尺度转向短时间尺度，尤其关注1011尺度上全球改变，在此时间尺度上人类活动影响最为明显，对人类生存与发展意义也最为重大。3）空间尺度上，区域尺度与全球尺度一同考虑，既研究全球改变过程，同时关注全球改变区域表现形式，以及区域改变对全球改变影响。当前全球

12、改变研究呈现下列特点：第22页第22页4）由注重过去改变事实与表现，发展为注重全球改变过程与机制研究，强调对改变过程定量化、模型化描述，当代环境动态监测和未来环境预测研究也倍受注重。5）由主要研究自然改变转变为关注人类活动引起全球改变，如温室气体增长所造成温室效应增强、土地利用与土地覆盖改变等。6）由主要揭示自然规律转变为注重全球改变对人类影响及人类响应研究。第23页第23页5、我国全球改变研究我国全球改变研究是伴随近代地质学、近代自然地理学、近代气候学等地球科学出现而起步，主要成就偏重在过去改变研究。1970年代以来，伴随国际上全球改变研究不断进一步，以及大量新分析技术手段引进，我国对过去全球改变研究取得了重大进展。 第24页第24页最具代表性研究结果：竺可桢开创基于考古和历史文献资料气候改变研究；中国科学院对青藏高原组织多次科学考察研究；刘东生、安芷生等领导中国第四纪黄土研究，以及古季风研究；施雅风领导中国东西部第四纪冰川研究以及全新世环境演变研究；汪品先等领导中国海域第四纪环境演变研究；以及其它地理学家、第四纪地质学家和气候学家所做大量区域环境演变研究。 其中青藏高原、第四纪黄土以及考古与历史文献记载研究是我国独具特色领域。第25页第25