土壤学报网络首发

先后在《中国农业科学》、《应用生态学报》、《土壤学报》、《土壤通报》、《西南农业大学学 报》等刊物上发表论文200余篇。坡度对三峡库区紫色土坡面径流侵蚀的影响分析，《泥沙研究》2009年 第2期三峡库区典型岩溶山地土壤种子库研究——以重庆市为例，《重庆师范大学学报：自然科学版》2009年 第2期基于建构主义的网络辅助教学个性化自主学习内容组织研究，《西南师范大学学报：自然科学版》2008年 第6期北美五大湖区面源污染治理经验与启示，《西南大学学报：自然科学版》2008年 第11期三峡库区农业土壤重金属含量特征及污染评价——以Cu Pb和Zn为例，《农业环境科学学报》2008年 第6期旅游活动对自然保护区游憩地带植物的影响，《西南大学学报：自然科学版》2008年 第10期重庆农业生态系统中酸雨因子的特点及其影响，《中国环境监测》2008年 第4期水稻虫害智能预测模型及其应用，《农业工程学报》2008年 第7期新农村视角下的农村居民点用地整理的战略思考， 《重庆国土资源》2008年 第4期土壤中根瘤菌定殖研究进展，《土壤》2008年 第2期分形理论在土壤肥力研究中的应用与前景，《土壤》2007年 第5期土地利用的生态位及调控机制的研究，《农业工程学报》2005年 第z1期荒溪治理研究进展，《水土保持学报》2003年 第5期岩溶山地不同土地利用土壤的水分特性差异，《水土保持学报》2003年 第5期重庆市景观格局动态变化分析，《长江流域资源与环境》2008年 第1期绵阳科技城的工业经济发展，《经济地理》2008年 第2期精准农业中土壤养分分析的适宜取样数量的确定，《中国生态农业学报》2008年 第2期一种解决BP网络过拟合的学习算法，《西南大学学报：自然科学版》2008年 第1期稻田垄作免耕对土壤的中小团聚体孔隙分布的影响，《西南农业学报》2008年 第1期利用微生物制剂进行污泥减量的生产性试验研究，《中国给水排水》2008年 第3期未来区域土地利用驱动力研究的重要命题：尺度依赖，《资源科学》2008年 第1期简析保护城乡结合部土地，《四川农场》2007年 第3期基于GIS的重庆市丘陵山地耕地质量评价与比较，《农业工程学报》2007年 第11期重庆主城区市街绿地土壤肥力质量评价及管理对策，《西南大学学报：自然科学版》2007年 第11期应用动态植被模型LPJ模拟中国植被变化研究，《西南大学学报：自然科学版》2007年 第11期利用MCMP微生物制剂减少剩余污泥产量的研究，《环境工程学报》2007年 第12期遥感技术在我国土地管理中的应用与进展，《国土资源科技管理》2007年 第1期不同养殖水体Cu的特征，《环境科学与技术》2007年 第11期保护性耕作对稻田土壤有机质的影响，《生态学报》2007年 第11期稻作区保护性耕作和小麦种植对土壤养分的影响，《农业工程学报》2007年 第10期岩溶山区不同岩性和地貌类型下景观斑块分布与多样性分析，《自然资源学报》2007年 第3期岩溶区坡面土壤侵蚀特征研究，《水土保持学报》2007年 第5期重庆岩溶地区近40年的气温变化特征分析及趋势预测，《西南大学学报：自然科学版》2007年 第9期国外土地整理实践及启示，《国土资源》2007年 第9期基于管治理念的资源动员方式：浙江省土地整理的实践，《资源科学》2007年 第5期重庆岩溶山区脆弱生态环境与不同尺度土地整理模式研究，《中国农学通报》2007年 第9期不同利用方式对紫色水稻土水溶性有机碳的影响，《中国农学通报》2007年 第8期工程项目社会影响评价的回顾与展望，《中国农学通报》2007年 第8期区域土地利用变化驱动力研究前景展望，《地球科学进展》2007年 第8期新农村建设及农村土地问题，《重庆国土资源》2007年 第4期集成GASA混合学习策略的BP神经网络优化研究，《西南大学学报：自然科学版》2007年 第7期利用方式对紫色水稻土有机碳与颗粒态有机碳的影响，《生态环境》2007年 第4期大洪河水库库区土地利用变化及其社会经济驱动因素，《生态学杂志》2007年 第6期不同利用方式对紫色水稻土微生物量碳的影响，《中国农学通报》2007年 第6期基于GIS的重庆市耕地质量评价模型建立与检验，《中国农学通报》2007年 第5期基于JavaSpace的社会保障信息系统集成模型研究，《西南大学学报：自然科学版》2007年 第5期保护性耕作对紫色水稻土团聚体组成和有机碳储量的影响，《应用生态学报》2007年 第5期重庆岩溶区土壤景观多样性，《生态学报》2007年 第5期中国耕地警戒值的测算与讨论，《资源科学》2007年 第3期三峡库区优质柑橘产业带农户收益与土地管理实践的关系，《资源科学》2007年 第3期基于因子分析方法的中国植被NDVI与气候关系研究，《山地学报》2007年 第1期集成GASA混合学习策略的BP神经网络在水稻虫害预测中的应用，《中国农学通报》2007年 第4期三峡水库消落区对库区水土环境的影响研究，《西南大学学报：自然科学版》2007年 第1期简析保护城乡结合部土地，《农村经济》2007年 第3期酸雨对紫色土氮磷淋失的影响，《水土保持学报》2007年 第1期家庭承包制下土地流转的农户解释：对重庆不同经济类型区七个村的调查分析，《地理研究》2007年 第2期城市土地优化配置与集约利用评价模型剖析，《西南农业大学学报：社会科学版》2007年 第1期垄作免耕下紫色水稻土有机碳的分布特征，《土壤学报》2007年 第2期

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进入21世纪，地球科学发展到“地球系统”的新阶段，强调地球岩石圈、水圈、大气圈和生物圈之间的相互作用，进而从整体地球系统的视野，对地球各圈层的相互作用过程和机理进行研究。当前更多的对地观测体系(卫星、地表台站等)，更细的时空分辨率以及更强的数据处理(超级计算机)，正逐渐促进人类对地球的科学认知，增强人类适应全球环境变化的能力，并服务于可持续发展！

地球的地质作用过程

一，地球系统科学的定义和特点

地球是一个物质与能量不断相互作用下的一个非常复杂的非线性系统，它可以被划分为几个基本的圈层，各圈层之间彼此交错相互影响，圈层之间及内部随时间的相互作用构成了地球的演化。

地球随时间的演化

1，地球系统的构成

地球系统指由大气圈、水圈（含冰冻圈）、地圈（含地壳、地幔和地核）、土壤圈和生物圈（包括人类）组成的有机整体。地球系统科学主要研究各圈层的物质组成、结构分布、各圈层内部及之间一系列相互作用过程和形成演变规律，以及与人类活动相关的全球变化，为人类认知地球和绿色可持续发展提供科学支撑，以应对全球环境变化所带来的挑战。

地球圈层构成

2，地球系统的能量来源

地球系统的演化主要受内动力地质作用和外动力地质作用的共同驱动，其主要有两个能量输入体系。一个是太阳在核聚变过程中向太阳系释放的太阳辐射能量，直接影响着地球气候变化、生物光合作用和岩石风化剥蚀等地球表层系统过程，是外动力地质作用最主要的能量供给；另外一个是地球内部放射性物质衰变、物质向地球深部迁移释放的重力势能和矿物结晶等释放的热量，对大陆漂移、海底扩张、板块运动、岩浆活动、地震作用、变质作用和构造运动等过程产生影响，是内动力地质作用最主要的能量供给。

地球的能量供给和圈层相互作用

3，地球系统的时空特征

地球作为一个由多时、空尺度过程构成的复杂巨系统，在空间上表现为多圈层体系。地球各圈层（岩石圈—土壤圈—大气圈—水圈—生物圈）、各过程（生物过程、物理过程、化学过程）、各要素（如：山水林田湖草海）之间相互作用、相互联系、连锁响应。地球系统科学将大气圈、生物圈、土壤圈、岩石圈、地幔/地核作为一个系统，通过大跨度的学科交叉，构建地球的演变框架，理解当前正在发生的过程和机制，预测未来几百年的变化。地球系统科学的研究对象，在空间尺度上可以从分子结构到全球尺度，在时间尺度上可以从数亿年的演化过程到瞬间的破裂变形。

地球演化的不同阶段，地质作用特征也不相同。在地球形成之初，由于小星体加积，星体之间的引力势能及其动能由于碰撞转化为热能，再加上放射性物质含量高，衰变速率快，产生了大量的热能。内动力地质作用十分发育，表层地球被岩浆海所覆盖，逐渐分异出地壳，地幔和地核。相比较而言太阳的较为昏暗，外动力地质作用较弱。现今地球在板块构造体制下，内动力地质作用依然很活跃，同时太阳光度增强，外动力地质作用也非常活跃。

地球形成初期的地质作用

不同时期具有不同的地质过程

同时地球系统的物理、化学及生物过程在空间上又可以分为许多子过程，各个过程彼此交错，相互影响。

Kppen的气候区分类

二，地球系统科学发展历史 1, 萌 芽 时 期

生物圈、生物地球化学的创始人，前苏联著名地球化学家维尔纳茨基(1863-1945)，指出生物是地质营力的一部分，地圈与生物圈协同演化。他写到：“生命并非地表上偶然发生的外部演化。相反，它与地壳构造有着密切的关联，没有生命，地球的脸面就会失去表情，变得像月球般木然。”

维尔纳茨基及其著作

二十世纪七十年代，英国气象学家洛夫洛克认为生物与地球组成了一个类似生物的有机体，其拥有一个全球规模的自我调节系统，是一个“超级有机体”，强调生物圈对全球环境的调节作用，认为地球表面的气候和化学成分，由生物圈维持在一个最适宜生物圈的动态平衡中，并用希腊神话中大地女神“Gaia盖娅”命名这个控制系统。

洛夫洛克及地球演化简史

2, 从全球变化到地球系统科学

1，Keeling 曲线

美国斯克里普斯海洋研究所的Charles David Keeling于1958年，在夏威夷Mauna Loa火山顶部持续采样，检测大气CO2浓度，发现CO2浓度已经由1958年的318ppm上升到目前的411ppm，是近80万年以来CO2浓度最高值，在冰期时CO2浓度最低只有185ppm，因此这条著名的大气CO2浓度变化曲线又名“Keeling 曲线”。CO2作为最主要的温室气体，是导致全球变暖的主要原因。

David Keeling及Keeling 曲线

Keeling 曲线简介

2，南极臭氧层空洞

1985年，英国科学家Farman等人总结他们在南极哈雷湾观测站自1975年来的观测结果，发现从1975年以来，南极每年早春（南极10月份）总臭氧浓度的减少超过30%，在科学界引起震惊，从而使得南极臭氧层空洞问题广受关注。1987年世界多个国家签署《蒙特利尔议定书》，1989年1月1日正式生效，1996年，氯氟烃被正式禁止生产，截至目前臭氧层已经稳定下来并逐步开始恢复。

1979-2017年南极臭氧层卫星图

南极臭氧层恢复图及未来趋势预测

3，“地球系统科学”名词的首次提出

将地球作为整体、从圈层相互作用着眼的“地球系统科学”，源自“全球变化”的研究。20世纪80年代为应对“臭氧层空洞”、“温室效应”的威胁，首先由大气科学界发起，在全球范围内对碳循环等进行跨越圈层的追踪。1983年，美国国家航空航天局(NASA)建立了“地球系统科学委员会”；1986年NASA首次将地球系统科学(Earth system science)作为一个名词提出；1988年NASA出版了“Earth System Science: A Closer View"，提出著名的“Bretherton图”，展示了大气、海洋、生物圈之间，在物理过程和生物地球化学循环的相互作用，标志着“地球系统科学”的起步。

“地球系统科学”名词的首次出现

3, 发展中的地球系统科学

1，国际全球变化研究计划

自二十世纪八十年代开始，国际科学界先后发起并组织实施了以全球变化与地球系统为研究对象，由四大研究计划组成的全球变化研究计划，即：世界气候研究计划(WCRP，World Climate Research Programme)、国际地圈生物圈计划(IGBP，International Geosphere-Biosphere Programme)、全球环境变化人文因素计划(IHDP，International Human Dimension of Global Environmental Change Programme)、生物多样性计划(DIVERSITAS)。进入新世纪，四大全球环境变化计划又联手建立了“地球系统科学联盟(ESSP)。

国际全球变化研究计划历史图解

2，未来地球计划(Future Earth)

2014年，为应对全球环境变化给各区域、国家和社会带来的挑战，加强自然科学与社会科学的沟通与合作，为全球可持续发展提供必要的理论知识、研究手段和方法，由国际科学理事会(ICSU)和国际社会科学理事会(ISSC)发起、联合国教科文组织(UNESCO)、联合国环境署(UNEP)、联合国大学(UNU)、Belmont Forum和国际全球变化研究资助机构(IGFA)等组织共同牵头，组建了为期十年的大型科学计划“未来地球计划(Future Earth)”。

未来地球计划(Future Earth)——全球可持续发展

3，政府间气候变化专门委员会(IPCC)

同时也为应对全球气候变化及其对社会经济的潜在影响和人类应对策略，1988年由联合国环境规划署(UNEP)和世界气象组织(WMO)共同成立了政府间气候变化专门委员会(IPCC)。IPCC负责评审和评估全世界产生的有关认知气候变化方面的最新科学技术和社会经济文献，目前IPCC有三个工作组和一个专题组。第一工作组的主题是气候变化的自然科学基础，第二工作组 是气候变化的影响、适应和脆弱性，第三工作组是减缓气候变化。国家温室气体清单专题组的主要目标是制订和细化国家温室气体排放和清除的计算和报告方法。

IPCC运作构架

4，人类世(Anthropocene)

工业革命以来，人类活动已经逐渐成为主要的地质营力。农业耕作、城镇化以及道路交通等建设大大改变了原有的地表形态；化石燃料燃烧排放的温室气体，改变大气圈的化学组成，对气候系统造成了显著影响。自1970年来，世界人口从37亿人增长到76亿人；全球CO2排放量从149亿吨增长到368亿吨；由大气CO2升高导致的海洋酸化，导致了近海生态系统发生了退化，尤其是造礁珊瑚；全球地表温度增加了约度；海表面温度增加了约度；每十年，北极海冰消融约；全球海平面上升了。我们比1970年，多生产了约15倍的塑料制品，海洋中共累积了约亿吨的塑料垃圾。地球已逐渐进入新的地质时代——“人类世”(Anthropocene)。2015年12月，全球197个国家在巴黎气候变化大会上达成《巴黎协定》，决定共同减少全球碳排放，应对全球气候变暖。此时地球系统科学已经牢牢地扎根在应对全球环境变化的社会需求和地球与生命科学相结合的基础之上。

人类世(Anthropocene)简介

5，横跨时空的地球系统科学

2001年，英、美两国的地质学会在爱丁堡联合举办了“地球系统过程(Earth System Process)”国际大会，将“全球变化”的概念上推了几十亿年，从太古代光合作用的起源，一直到近代暖池演变的气候效应。与“全球变化”不同，这里说的“地球系统科学”不但穿越圈层，而且横跨时空，将“全球变化”的概念应用于地质演变，在探索圈层相互作用的同时，研究时间和空间不同尺度的变化过程，揭示不同尺度过程的驱动机制和相互关系。地球系统概念进入地质科学，不但是全球变化研究圈层相互作用在时间上的延伸，更标志着地质科学进入集成研究的新时期。

2001年地球系统过程(Earth System Process)国际大会

三，地球圈层相互作用举例 1, 生物圈与大气圈及地圈相互作用

大氧化事件与条带状铁建造的形成

大约在24亿年前，大气中的游离氧含量(以相当于现代大气圈的分压表示，PAL=Present Atmosphere Level)突然增加，由一个极低的水平急剧增至现在浓度的10%，随后保持在一个稳定水平直至亿年前，被称为“大氧化事件”(Great Oxygenation Event，GOE)，亿年前，氧气含量再次增加，被称为“新远古代氧化事件”(Neoproterozoic Oxygenation Event，NOE)直至达到约当前的水平。目前传统观点认为，海洋中的蓝细菌通过光合作用，使之前还原性的地表环境逐渐变为氧化环境。GOE是前寒武时期的一次重大地质事件，导致大量厌氧生物的灭绝，真核生物渐渐繁盛，多细胞生物逐渐出现并发展，改变了海洋化学环境，使得大量条带状铁建造(Banded Iron Formations，BIFs)形成(BIFs是全世界储量最大 、分布最广的铁矿类型)，是地球表层系统的一次全面变革。

2, 地圈与大气圈及水圈等相互作用

1，海陆分布格局演化

地球气候系统不仅受太阳辐射纬度分布等的外部影响，同时也受海陆分布及地形等下垫面因素的影响。1912年，德国天文学家阿尔弗雷德魏格纳于发表论文提出大陆漂移假说，之后随着海底扩张和板块构造理论的提出，人们发现地球的大陆和海洋面貌也可以发生翻天地覆的变化。大陆是地球在长期复杂地质作用过程中，由各种不同块体与组分，历经多次改造而成的复杂拼合体，在地质历史时期，呈现出不同的海陆分布格局，如地球曾经可能存在过4次超大陆(地球上所有陆地几乎拼合在一个块体之上)，从老到新依次为基诺兰(Kenorland，26-24亿年)、哥伦比亚(Columbia，亿年)、罗迪尼亚(Rodinia，10亿年)和联合大陆(Pangaea，亿年)。

2，联合大陆的超级季风

从二叠纪到早侏罗世(约亿年前)的联合大陆(Pangaea)，由北半球的劳亚大陆和南半球的冈瓦纳大陆在赤道附近连接而成，尤以三叠纪早期为最盛。模拟结果显示出全球(全大陆)规模的“超级季风(Megamonsoon)”：冬、夏出现方向相反的季风，ITCZ在联合大陆上作大幅度的迁移，雨量集中在特提斯洋附近，内陆降雨量几乎为零，联合大陆气候的大陆性极强，内陆冬夏温差可以高达50℃。

3，由青藏高原隆升引发的一系列气候变化

大约5000万年前，板块运动使印度与亚洲大陆碰撞导致地球历史上一次重要的造山事件，形成了全球规模最大的喜马拉雅—青藏造山带及世界的屋脊——青藏高原。

青藏高原隆升过程

青藏高原的隆升，改变并形成了我国西高东低的地形格局(我国大陆至少到白垩纪为止仍为东高西低的地势)；引起了亚洲主要河流分布和走向的变化，改变了陆地向海洋的淡水和沉积物输送状况；使地球上大面积的热带、亚热带和温带陆地海拔抬升到4500m以上成为高寒区，形成冰雪、冻土集中分布的“世界第三极”；使西风环流发生分支，夏季的南支气流和冬季的北支气流对季风具有加强作用；隆升后的高原在夏季成为大气的热源、冬季构成冷源，使亚洲大范围地区夏季盛行偏南风，从低纬海洋带来大量水汽，使我国南方成为湿润的鱼米之乡，而冬季盛行干冷的偏北风，构成强大的亚洲季风；对来自海洋的水汽构成地形屏障，在亚洲形成世界上最大的内陆干旱区；使得高原区物理和化学风化加强，吸收大气CO2，导致全球逐渐变冷。

高原隆升引起的环境效应

高原隆升引起的的风化加剧和地壳均衡

3, 地圈与水圈相互作用

环南极洋流与南极冰盖形成

新生代以来，全球温度呈现阶段性下降趋势，始新世／渐新世之交（~34 Ma），降温极为剧烈，导致南极冰盖形成。德雷克和塔斯马尼亚海峡通道的开启导致环南极洋流（Antarctic Circumpolar Current，ACC）形成，从而阻碍了低纬向南半球高纬的热量传输，进而导致南极冰盖增长。当南极冰盖继续增长，扩大的冰盖范围足以封闭整个德雷克海峡时，这时环南极洋流受阻，环南极西风漂流带会消失，增强赤道热量向南极的输送，使扩展冰盖趋于消失，这是南极冰盖不能扩展成南半球大冰川的一个重要原因。

环南极洋流

4, 冰冻圈与地圈相互作用

冰川消融引起的地壳均衡调整

冰川均衡调整(Glacial isostatic adjustment，GIA)岩石圈对冰期地表冰和海水负荷改变的响应。一方面末次冰消期以来，北美的劳仑泰冰盖、科迪勒拉和伊努伊特冰盖以及欧亚大陆的不列颠、斯堪的纳维亚和巴伦支海-喀拉海等冰盖大规模融化，大量的冰融水进入大洋，造成全球平均海平面上涨约120 m；另一方面，由于冰川的卸载和海洋盆地的加载引起的地球内部物质的重新分布，导致冰后的地壳运动、地球重力场和应力场的变化，在之前的冰盖覆盖区，可能造成海平面的下降。

冰川消融引起的地壳均衡调整

如位于加拿大努纳武特行政区的巴瑟斯特因莱特，冰消期以来，因冰盖消融而引起的岩石圈均衡作用，导致该地区海平面一直在下降，形成了众多海岸线，现在这个地区的海平面仍在下降，如下图所示。

冰消期以来加拿大努纳武特行政区形成的海岸线

四，未 来 展 望地球系统科学研究进入新的时期，人类上天、下海以及向地球深部进军的能力逐渐增强，各类探测器渐渐遍布天空、海洋、地表及以下，建立了庞大的对地球系统状态的观测网络，实时获取地球系统各圈层要素的信息。地史学将地球系统科学的研究横跨时空，古今过程的结合，帮助我们更好的认知地球的过去、现在和未来。同时超级计算机的出现，极快的运算速度和庞大的存储容量， 使得人们对于高度复杂的非线性地球系统的模拟有了可能，利用大数据、云计算等现代信息技术处理分析数据，建立模型，推进着地球系统科学的发展。1, 原始数据获取

1,现代过程的观测体系

利用空天地一体化的调查方法技术，通过各类观测平台，获取地球系统各要素的数量、产状、结构、分布等基础要素信息。如在全球层面，已建立了全球环境监测系统（GEMS）、全球陆地观测系统（GTOS）、全球海洋观测系统(GOOS)、全球气候观测系统（GCOS）、国际长期生态研究网络（ILTER）、通量观测网络（FLUXNET）和综合全球观测战略（IGOS）等，通过天上卫星、陆表观测台站、海洋浮标、潜标和深潜器、地球深部探测等获取第一手数据，目前已更深程度地开展，上天、入地和下海等的数据获取，扩张人类认知地球的边界。

2,地史资料获取

地球上形成的各类岩石和沉积物忠实地记录了当时的地质过程及环境信息，是记录地球历史的“天然书籍”，我们可以利用这些材料去重建地史时期的地球系统演变过程。目前已经开展的大洋和大陆钻探等，正帮助人们往更古老的地质历史延伸，而高精度仪器分析技术的进步，使得人们可以获取更高时空分辨率的地质信息。

2, 模拟与预测体系及服务可持续发展

在获取第一手原始数据后，需要对所发生的各个时空尺度的地球系统过程进行模拟，以更好认知地球系统不同圈层、不同过程、不同时空尺度的运行与演变规律，并服务于可持续发展。近年来，原始数据的观测力度在不断增强，在模拟和预测方面刚刚起步，但发展势头迅猛。

气候模式的演变

2002年3月，日本地球模拟器开始运作，致力于带动日本海洋地球科学及相关领域的研发。

2015年3月，中科院大气物理研究所联合中科院计算所、中科院网络中心、中科曙光等单位率先启动“地球数值模拟装置”原型系统建设项目，2017年“地球系统数值模拟装置”国家重大科技基础设施项目获批建设。

2017年11月，青岛海洋科学与技术国家实验室联合美国国家大气研究中心、美国德州农工大学共同建设国际高分辨率地球系统预测实验室。

2018年4月，美国能源部（DOE）耗费四年时间构建了一个百亿亿次地球系统模型(E3SM)，该模型作为“第一个端到端的多尺度地球系统模型”，它能够模拟地球的地壳、大气、冰山及海洋运动，从而预测地壳、大气及水循环系统相互作用的方式。

相信随着观测手段的多样性发展和技术的长足进步，获取地球系统各要素的数量、产状、结构、分布等基础要素信息的时空分辨率越来越高；计算机运算速度和存储容量的不断发展，超级计算机的飞速进步；地球系统模式向各个圈层和时空深度不断扩展，地球系统科学必迎来更大的发展和进步，从而促进人类对地球本身的科学认知，增强人类适应全球环境变化的能力，服务于可持续发展！

参考资料：

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吴福元，郭正堂. 青藏高原隆升能引起全球气候变化吗?. 10000个科学难题

郭正堂. 黄土高原见证季风和荒漠的由来[J]. SCIENTIA SINICA Terrae, 2017, 47(4): 421-437.

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IPCC第五次评估报告(AR5)

舒良树.普通地质学[D].北京.地质出版社

朱诚，谢志仁等[D].北京.科学出版社

2018第十届中国（海南）国际海洋产业博览会（2018年9月28日-30日）

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海洋基础科学问题研究主要聚焦在？海洋科学的研究对象、知识体系、二级学科有哪些？| 《10000个科学难题（海洋卷）》全网独家首发

海洋知圈

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地球有哪些特点？地球有吸引力，自转和公转，有阳光，有丰富的水和空气，有生物存在

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土壤物理与盐渍土研究室； 土壤生物与生化研究室； 土壤与环境生物修复研究中心； 土壤利用与环境变化研究中心； 农业生态与区域发展研究中心； 其中农业生态与区域发展研究中心包括中科院生态系统研究网络(CERN)土壤分中心； 封丘农业生态国家实验站； 鹰潭红壤生态开放实验站； 常熟农业生态实验站； 三峡工程生态环境秭归实验站。 此外，该所还主办被SCI收录为源刊的《PEDOSPHERE》（土壤圈）以及《土壤学报》、《土壤》等3份中英文学术期刊；图书馆是联合国粮农组织的特约图书馆，藏有中外文书籍和期刊23万册；土壤标本馆保存和陈列了我国不同类型及部分其他国家的近6万号土壤标本；土壤与环境分析测试中心是国家质量技术监督局认定的国家计量认证合格单位，拥有20多台大型分析测试仪器。 中国土壤学会和江苏省土壤学会均挂靠在该所。面向农业可持续发展和生态环境建设中的国家需求，以土壤资源与管理、土壤肥力与调控、土壤环境与健康、土壤生物与安全为核心研究领域，在中国科学院现代农业科技创新基地、生态与环境科技创新基地的组织下，推动系列重大科研计划的实施，参与国家重大科研项目的竞争，为中国土壤资源合理利用、农业可持续发展和生态环境建设提供决策依据和技术支撑。同时，瞄准国际土壤学发展前沿，强化现代土壤学理论的研究，继续发挥在中国土壤科学研究中的引领作用，产出一批在国际上有影响的原始创新成果。加强支撑平台建设，充分发挥野外台站功能，提高基础数据的获取能力。进一步完善管理体制的改革，打造具有持续创新能力的人才队伍。全面推进国际化进程，建成世界一流的土壤科学研究与人才培养基地。围绕土壤资源与管理、土壤肥力与调控、土壤环境与健康、土壤生物与安全4大重点领域，把研究工作整合为8个主要研究方向，并组建了相应的8个研究团队，形成新兴学科领头、传统学科发展、理论与技术结合的研究体系。 方向1 土壤资源演变规律与可持续利用 方向2 土壤养分与植物营养调控 方向3 土壤污染机制及其对土壤健康质量的影响 方向4 土地利用对环境变化的影响及其反馈 方向5 土壤生物功能与食物和环境安全 方向6 区域农业与生态环境建设 方向7 农业与环境技术研发 方向8 现代土壤学理论研究目前该所正主持承担着"土壤质量的演变规律与持续利用"、"长江、珠江三角洲地区环境质量演变机制与调控原理"2个国家重点基础研究发展规划（973）项目、"太湖河网区面源污染控制成套技术"、"南方季节性缺水灌区节水农业综合技术体系集成与示范"2个国家"十五"重大科技专项（863）项目，以及国家自然科学基金重大项目"主要农田生态系统氮素行为与氮肥高效利用的基础研究"等一批国家和有关部门下达的重大科研任务。沈仁芳沈仁芳，中国科学院南京土壤研究所常务副所长，研究员，博士生导师，兼土壤与农业可持续发展国家重点实验室主任。中国致公党江苏省委委员。1965年10月出生于浙江萧山。1986年毕业于浙江农业大学（现浙江大学）土壤农化系，获农学学士学位；分别于1989年和1993年于中国科学院南京土壤研究所获理学硕士和博士学位；1994-95年英国RothamstedResearch博士后一年，1998-2000年在日本农业环境技术研究所获STA支持工作2年，2000-2002年在日本香川大学获JSPS支持工作2年。2002年入选中国科学院“百人计划”，任土壤研究所研究员。 长期在国内外从事土壤化学、植物营养、植物生理、环境化学等方面的研究工作，在植物耐逆境（养分胁迫和毒害元素胁迫）的生理机制、作物养分高效吸收利用机制、长江三角洲地区环境污染控制对策等方面取得了一定的成绩。前后发表学术论文60余篇，其中SCI论文19篇。主持的主要课题：中国科学院知识创新工程项目重要方向项目和国际合作伙伴计划项目；国家自然科学基金项目面上项目和创新群体项目课题；国家重点基础研究发展规划项目（973）课题和国家科技支撑项目等。林先贵林先贵，中国科学院南京土壤研究所党委书记，兼南京土壤所-香港浸会大学土壤与环境联合开放研究实验室主任、南京中科院跨克科技有限责任公司董事长，研究员，博士生导师。1955年4月出生于广东省汕头市，毕业于武汉大学生物系。1993年起享受国务院政府特殊津贴。 长期从事土壤和环境微生物学科领域的研究，在菌根真菌、土壤微生物生态学、污染农田土壤生物修复等方面有较深入的研究。曾多次获得国际科学基金会（IFS）的资助，先后主持或参加过国家重点基础研究发展规划“973”项目、国家“863”项目、国家自然科学基金项目、中科院创新工程重要方向项目等多项研究项目；在生物技术应用方面所主持的开发项目主要有灵芝等药用真菌的系列保健产品、生物肥料、设施渔业水质净化工艺与设备等，大部分成果已转化为商品。目前正在主持的国家项目有国家自然基金、国家“863”重点课题、国家科技支撑计划、国家科技部农业科技成果转化资金项目和中国科学院知识创新工程重要方向项目等。获得过江苏省科技进步一等奖（2005）和三等奖（2006）各一项，云南省科技进步三等奖一项（1999）。公开发表论文100余篇，出版专著2部，获得国家发明专利3项。 研究方向：土壤微生物多样性及其生态功能、环境微生物及其应用。熊毅熊毅，1910—1985年，土壤学家，贵州贵阳人，曾名其毅。 1932年毕业于北平大学农学院。曾任中央地质调查所土壤研究室主任。1947年赴美国留学，1951年获威斯康星大学博士学位，同年回国。 历任中国科学院南京土壤研究所研究员、所长、名誉所长，中国科学院生物学部委员。是第六届全国人大代表。 毕生从事土壤研究工作，首先发现水稻土的淡色层是铁锰还原淋溶的结果，提出了水稻土形成与灰化过程和区别；在中国开创了土壤粘土矿物和土壤胶体化学的研究；组织并领导了华北平原土壤调查研究，对华北平原旱涝盐碱危害提出了综合治理的原则和措施，在国内首次采用“井灌井排”法治理盐碱地取得了重大成就。晚年从事土壤生态系统方面的研究，对太湖地区水稻土资源及其合理利用提出了许多建设性建议。 主编了《土壤胶体》、《华北平原土壤》，合编了《中国土壤》等专著，先后发表科学论著、学术报告等二百余篇。赵其国赵其国，著名土壤地理学家。1930年2月25日出生，湖北武汉人。1953年华中农学院农学系毕业。曾任南京土壤所所长，中国土壤学会理事长，国际土壤学会盐渍土分委员会主席，国际土壤学会土壤环境委员会第一副主席。现任国务院学位委员会学科评议组成员，中国科学院农业研究委员会主任，国际山地研究中心理事，南京土壤所研究员，博士生导师，南京大学、浙江大学及南京师范大学兼职教授。国家级有突出贡献专家。 长期从事中国及世界土壤地理与土壤资源研究工作。在热带土壤发生上，首次明确提出中国红壤具有古风化过程及现代红壤化过程两种对立统一的特征。指出红壤元素迁移的顺序、红壤化过程目前仍在进行的论据，以及红壤相对与绝对年龄的范围。指出运用红壤渗透水组成、游离铁等作为红壤化过程指标的重要性，并首次对红壤的定量分类提出具体区分标准，对红壤的发生研究与定量分类指出了新的途径。总结了以橡胶为主的热带作物开发利用与红壤分布及土壤性质的相互关系，首次提出以热量条件、土壤性质为标准的热带作物利用等级的评价方案，为制定热作发展规划与布局提供了可靠的科学依据。近年来，为促进土壤科学的发展，提出了“土壤圈”研究的新方向，建立了中国土壤学界第一个开放实验室－“土壤圈物质循环开放研究实验室。在长期从事中国南方红壤研究的基础上，通过系统总结，提出土壤分区整治、退化土壤改良，以及土壤生态与环境评价的多种规划与开发方案。土壤与农业可持续发展国家重点实验室研究人员进行土壤调查土壤与农业可持续发展国家重点实验室，2003年由国家科技部批准建设，其前身是成立于1987年的中国科学院南京土壤研究所土壤圈物质循环重点实验室，依托于中国科学院南京土壤研究所。现任实验室主任是沈仁芳研究员，副主任是周东美研究员和徐华研究员；学术委员会主任是周健民研究员。实验室现有工作人员48名，其中：中国科学院院士2名，研究员26名，“973”项目首席科学家4名，国家杰出青年基金资助获得者4名，中国科学院“百人计划”引进人才6名。 实验室重点研究高强度人为活动下土壤资源的演变规律和退化防治措施；土壤养分供应与植物营养调控原理与方法；土壤污染及其修复理论和技术；土壤利用与环境变化的相互关系；土壤生物过程及其调控技术。主要目标是：建立以土壤质量为核心的现代土壤学，促进相关学科的发展；建立土壤资源信息系统，实现土壤资源数字化管理；发展水肥高效利用与农业清洁生产及污染土壤修复理论和技术体系；提出农业与环境协调的发展模式，为保障中国粮食安全、提高土壤生产力和改善生态环境质量服务。 2000年以来实验室共承担国家和地方各项科研项目200多项，其中国家“973”重大基础研究项目3项，国家自然科学基金委重大项目1项；获得国家和省部委科技奖励9项，其中：国家自然科学二等奖和国家科技进步二等奖各1项，江苏省科技进步一等奖2项，二等奖5项；在国内外发表学术论文1200多篇，其中SCI刊物论文400多篇。 实验室积极与国内外相关学术机构开展合作研究和交流。实验室设有开放基金，为国内外学者开展相关领域的研究提供工作平台和经费资助。土壤环境与污染修复重点实验室土壤环境与污染修复重点实验室是于2007年2月以中国科学院南京土壤研究所土壤与环境生物修复研究中心为基础成立的。 该重点实验室的研究与发展目标是综合地运用地学、化学、生命科学、环境科学与工程、信息科学等多学科的先进理论、方法和技术，主要针对在社会经济发展过程中出现的重大土壤环境污染问题和国家迫切需要的土壤环境污染监测和修复技术，围绕土壤环境监测与安全、土壤环境过程与健康、土壤环境修复与管理等三大研究领域，以环境污染物质为主要研究对象，多尺度地重点研究土壤内部、界面与相邻环境介质的物质功能、过程预测、监测评价、污染修复和风险管理等内容，旨在建立现代土壤环境学和土壤修复学基础理论、方法和技术体系，为改善土壤环境质量，确保农产品安全，保障生态系统和人体健康以及区域社会经济持续发展提供决策依据和关键技术；建立国际一流的土壤环境科学和土壤修复技术研究中心和高级人才培养基地，在国际土壤环境与污染修复科技研究中发挥引领与示范作用。土壤资源与遥感应用实验室运用土壤学、土壤地球化学、信息科学的手段研究土壤资源的形成、分类、演化及其环境效应。通过土壤及其生态环境的监测研究不同利用条件下土壤资源质量演化的机理及其对环境的影响。运用先进的信息技术、“3S”技术等研究土壤资源的时空分布特征及其演变规律。研究和建立土壤-地体数据信息系统。从事土壤及其生态环境监测、预测、恢复、改良等方面的新方法新技术研究。这些研究成果可为国民经济有关决策和评价部门提供重要的基础资料，也为从事农业、环境、生态科学工作者提供重要的先进技术。目前，研究室共有在职研究人员15人，博士后1名，博士研究生5名，硕士研究生11人。该所先后与30多个国家和地区建立了合作研究关系，同如英国洛桑试验站、日本农业环境研究所等一批国际著名研究机构签订了长期全面合作协议。设有由中国国家自然科学基金委员会和德国德意志研究联合会共同资助的"中德土壤与环境联合实验室"以及与香港浸会大学共建的"土壤与环境联合开放研究实验室"，并是"全球土壤修复网络（GSRN）"亚洲分中心的挂牌单位。在知识创新工程二期实施期间，研究所先后主持承担了3项国家重点基础研究发展规划（973计划）项目，2项“十五”国家重点科技专项（863计划）专题项目，1项国家自然科学基金重大项目，10项自然科学基金重点项目，3项国家杰出青年基金项目，以及11项院重要方向性项目等。研究所共被SCI收录论文251篇，被EI收录论文63篇，被ISTP收录论文11篇，被CSCD收录论文857篇，出版学术专著13部。申请发明专利26项，实用新型专利16项，有14项发明专利获得授权，16项实用新型专利获得授权。我所作为第一完成单位分别获得国家自然科学二等奖1项、国际科技进步二等奖1项、三等奖2项，作为参加单位获得国家科技进步二等奖2项、省部级科技进步一等奖1、二等奖1项、三等奖2项。此外，还获得了多项有关组织颁发的专项科技奖励。《土壤学报》是由中国土壤学会主办、中国科学院南京土壤研究所承办的中文（含英文摘要、图、表和关键词）核心科技学术期刊（双月刊）。 《土壤学报》反映土壤学各分支学科有创新或有新意的、有较高学术价值的研究成果，主要刊登土壤科学及相关领域，如植物营养科学、肥料科学、环境科学、国土资源等领域中具有创造性的研究论文、研究简报、前沿问题评述与进展和问题讨论。该刊主要读者对象为土壤学及相关学科的科技人员、高等院校师生和管理干部。《土壤学报》的前身是《中国土壤学会会志》，于1948年12月创刊。1952年更名为《土壤学报》。1955～1956年定期出版，为半年刊，由科学出版社出版。1957年起由半年刊改为季刊，全国各地邮局发行。1966年下半年“文化大革命”开始，科研工作停顿，《土壤学报》也被迫停刊。1978年8月经中国科学院批准正式复刊。该刊为16开本，每期144页，国内外公开发行。2002年起由季刊改为双月刊。该刊历任主编：1948年主编是宋达泉教授；1950～1954年主编是马溶之教授；1955～1983年主编是熊毅教授；1984～1996年主编是鲁如坤教授。现任主编是季国亮教授。该刊编辑部现有编辑人员4人。