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第3节全球变化研究的历史、现状和趋势1、早期的认识远古时代，西方圣经上记载的有40天大雨洪水印度古代传说中将连续12年的大雨洪水中国古代“女蜗补天”的神话和大禹治水的故事“羿射九日”的神话…………1）有关全球变化的远古神话和宗教信仰真实性难以考证，但至少反映了人类对远古历史所流传下来的朦胧记忆或对环境变化所持的信念。2）对周围自然环境的观察与总结。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的人。他认为山岳原来一定为海水覆盖，随着时间流逝而上升到今天的高度。古希腊哲学家亚里士多德（384～322BC）认为海陆是按着一定规律周期性变化的。文艺复兴时期，达·芬奇（1452～1519）根据意大利北部岩石中所见到的螺蚌重新提出海陆变迁的思想，并引发出延续数百年的海陆变迁说和洪水说的辩论。…………我国追求天人和谐、与自然共生、主动地适应环境为特色的人地关系思想是中国古代地理学思想的精髓。在环境变化规律及人与环境的关系方面，战国末期的《吕氏春秋》中对气候异常的特点及对人类的影响就有规律性的概括，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的破坏及保持自然平衡的重要性，指出“竭泽而渔，岂不获得，而明年无鱼；焚薮而田，岂可不得，而明年无兽。”在环境演变方面，我国古代学者做过多方面的观察与研究，有些方面对现今的研究仍具有借鉴意义。北魏的郦道元在《水经注》中采用史料记载与实地考察相结合的方法，系统地研究了我国河湖水系演变的历史及原因；北宋的沈括通过古地图上的水系与水系现状的对比研究水系变化；元代的于钦利用古河堤推断古河道的位置；明代的杨慎和清代的刘献庭分别从古今物候的差异推断气候变化。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”的结论，实质上是关于长江枯水位周期变化规律的探讨。研究方法上：2、科学的全球变化研究的起步与全球变化有关的某些科学思想及全球变化的某些研究内容却可以追溯到19世纪早期至20世纪初期，是与地质学和自然地理学等学科的发展同步。最初的全球变化研究是从已发生的环境状态变化入手的，主要是依据地质时期全球变化所形成的残余信息推断过去全球环境变化的历史，对导致全球变化的具体过程很少涉及，有关成因机制的解释多带有假说的性质。科学的全球变化研究的开始表现在一系列研究原理与方法的建立方面。“现代地质学之父”莱伊尔（Lyell,1797～1875）的“均变论”，为地质学以及过去全球变化研究提供了最基本的原则；古脊椎动物学家居维叶（Cuvier,1769～1832）的“部分相关法则”为根据残存的环境信息复原环境提供了理论依据；阿伽西（1804～1873）的大冰期理论（1837），认为所谓的大洪水漂砾实际上是由过去冰川扩张然后退缩形成的；A.彭克（1858～1945）等的四次冰期模式（1909），证明全球性的气候变化曾发生过多次。…………漂砾上的冰臼世界第四纪冰期的传统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-米兰柯维奇从天文因素出发对冰期的成因予以解释（1920）。达尔文（1809～1882）在其著名的《物种起源》（1859）中阐述了以均变论为指导思想的生物进化论，揭示了生物演化的规律。魏格纳（1880～1930）提出了关于地壳演化规律的大陆漂移说（1912）。在环境演变的成因方面:这些理论或假说对发生在地球上的全球变化的可能原因给予解释，但未能说明全球变化发生的具体过程。有许多研究开始涉及人类活动所导致的环境变化，以及环境变化对人类的影响。近代地理学的创始人洪堡（1769～1859）、美国的乔治·珀金斯·马什（1801～1882）、俄罗斯的沃耶柯夫（1842～1918）等十分注意水土流失、土地退化等地表景观变化。18世纪末至19世纪初，英国的马尔萨斯（1760～1834）的《人口论》（1798）；20世纪初期俄罗斯的沃耶柯夫关注气候对作物产量的影响问题；亨丁顿（1876～1947）的研究为代表的地理环境决定论中讨论环境变化对人类社会的影响的问题，等。3、科学的全球变化研究的发展二次大战以后，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，解决了绝对年代测定、连续沉积序列的获取以及环境定量标定等一系列问题，获得了革命性的重大发现，大陆漂移说、米兰柯维奇假说、地理环境决定论等许多传统思想的理论与假说重新复活，对长尺度全球变化的认识得到进一步深入。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，使得与岩石圈演化有关的一系列地质现象得到了相互关联、协调一致的解释。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的研究结果，为米兰柯维奇理论提供了证明。特点：20世纪60年代末、70年代初全球性的气候异常及其所造成的严重社会后果，促使人们关注短尺度气候变化问题的研究。对短尺度变化问题认识的深入是60年代以后全球变化研究的另一个重要进步。人类活动所导致的环境变化，以及环境变化对人类影响问题的科学研究自60年代以来受到特别重视。长尺度变化规律和成因机制的认识更加深入，短尺度变化及影响受到特别重视，以及人类活动在全球变化中的作用受到特别关注，构成了1960年代以后全球变化问题研究的主要特点，并最终导致全球变化研究的兴起。4、全球变化研究的兴起从1970年代到1980年代，国际上对全球问题的关注从环境污染扩大到更为广泛的领域。人们已清楚地意识到，人类本身有意或无意的行为已有使地球环境趋向恶性发展以至于达到不可收拾的可能，人类活动所引起的环境变化已不再是局地性问题，人类甚至已经在破坏大气层的结构，改变全球气候。人们比以往任何时期都更为迫切地希望了解整个地球环境的行为规律，希望了解人类行为对整个地球环境整体行为的影响。对人类赖以生存环境的关注，成为推动全球变化研究的一个巨大动力。首先是地学的分支学科经过充分发展而由分化转向综合，产生地球系统的概念，这一概念构成了全球变化的出发点。其次是对不同时间尺度上的环境演变的过程及成因机制的认识不断深入，对一些影响全球变化的重要过程已有了较为深刻的认识。第三是技术进步，最为突出的是观测技术的进步、计算机计算能力的提高、分析测试手段的进步，为进行全球变化研究提供了强有力的技术支撑。科学的发展为全球变化研究提供了原理与技术上的保障。人类的需要与科学发展的可能相结合，极大地促进了全球变化研究的发展。以国际地圈-生物圈计划（IGBP）、全球变化人文计划（IHDP）、世界气候研究计划（WCRP）等全球变化研究计划的组织实施为标志，全球变化研究进入了一个新的阶段，并且正逐步地发展成为一个跨越众多地球分支学科界线的独立学科。国际全球变化研究计划的科学计划与相关的观测（监测）系统逐步增加人类对地球的气候和环境演变规律（包括自然的和人为的）的认识，从而对未来环境发展趋势提出科学预测，为全球环境问题上的宏观决策提供科学依据，也为各国政府在资源开发和利用、环境保护和整理等方面的政策的制定提出咨询性建议。共同目标1）以系统的和动态的地球观为指导，区别于以圈层为核心的旧的地球科学体系。2）时间尺度上，研究的重点由长时间尺度转向短时间尺度，特别关注101～102年尺度上的全球变化，在此时间尺度上人类活动的影响最为显著，对人类生存与发展的意义也最为重大。3）空间尺度上，区域尺度与全球尺度一同考虑，既研究全球变化过程，同时关注全球变化的区域表现形式，以及区域变化对全球变化的影响。当前全球变化研究呈现以下特点：4）由注重过去变化的事实与表现，发展为注重全球变化过程与机制研究，强调对变化过程的定量化、模型化描述，现代环境的动态监测和未来环境的预测研究也倍受重视。5）由主要研究自然变化转变为关注人类活动引起的全球变化，如温室气体增加所导致的温室效应增强、土地利用与土地覆盖变化等。6）由主要揭示自然规律转变为注重全球变化对人类的影响及人类响应的研究。5、我国的全球变化研究我国的全球变化研究是随着近代地质学、近代自然地理学、近代气候学等地球科学的出现而起步的，主要成就偏重在过去变化的研究。1970年代以来，随着国际上全球变化研究的不断深入，以及大量新的分析技术手段的引进，我国对过去全球变化的研究获得了重大进展。最具代表性的研究成果：竺可桢开创的基于考古和历史文献资料的气候变化研究；中国科学院对青藏高原组织的数次科学考察研究；刘东生、安芷生等领导的中国第四纪黄土研究，以及古季风研究；施雅风领导的中国东西部第四纪冰川研究以及全新世环境演变研究；汪品先等领导的中国海域第四纪环境演变研究；以及其他地理学家、第四纪地质学家和气候学家所做的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的领域。1980年代以来，我国积极参与了国际全球变化研究计划的酝酿、组织和实施全过程，并针对我国特点组织实施了与国际全球变化研究计划相对应的全球变化研究。我国科学家近一二十年在古季风环境变化、大气温室气体排放监测、全球气候变化对我国和陆地生态系统的可能影响、中国土地利用和土地覆盖变化历史、区域气候变化的模拟和预报、全球气候变化问题对策研究等许多方面所开展的工作和成就都对国际全球变化研究作出了贡献。