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气候变化科学概论赏析八篇

发布时间:2024-01-15 14:56:42

序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的气候变化科学概论样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。

气候变化科学概论

第1篇

在气候变暖等环境问题甚嚣尘上的今天,毫无疑问,哥本哈根世界气候大会在很大程度上关乎着人类未来的福祉和命运。因此,气候变化问题本应是最能体现全球概念的“全球化议题”。虽然为了人类的未来,国需要作出不同妥协甚至牺牲,是一个博弈的过程。但是从冗长的会议时间、争论不休的会议现场以及最后艰难达成的协议可以看出,这次大会更是在全球化日益深入的今天各国势力竞相显示姿态的“国际舞台”。北方国家与南方国家在“气候政治的战场”上的博弈远没有因为会议的落幕而结束。事实上,无论这次会议的结果如何,整个博弈的过程蕴涵着今后较长时期内南北国家经济社会发展战略的路径。

当气候变化问题从一个“科学问题”演变为“政治问题”时,其背后是发达国家与发展中国在发展问题上的角力,是发展中国家在打破国际旧经济秩序道路上的新挑战。虽然在哥本哈根这一回合的博弈中,最后得到的是一个“并不具备法律约束力”的意愿声明,但还是可以说解决全球气候变化问题在艰难中前行。

在这场没有结束的博弈中,无论是南北对话还是南南合作,如果都一味强调各自的国家利益和国家立场,那么,各国就会为了实现本国利益而置国际社会的整体利益于不顾,将出现的是“一个和尚有水喝,两个和尚抬水喝,三个和尚没水喝”。而全球化本身所带来的不可避免的影响就是对国家的挑战。

关键词:

气候政治南北关系南南关系对话合作全球化

一、引言

2009年的冬天,一场被喻为“拯救人类的最后一次机会”的气候谈判大会在丹麦首都哥本哈根上演。这场史无前例的大型会议齐聚了超过85个国家元首或政府首脑,以及多达192个国家的环境部长,见证了发展中国家与发达国家之间针锋相对的激烈斗争,以及最后阶段《哥本哈根协议》艰难出炉的过程。

在气候变暖等环境问题甚嚣尘上的今天,毫无疑问,哥本哈根世界气候大会的成果在很大程度上关乎着人类未来的福祉和命运。因此,气候变化问题本应是最能体现全球概念的“全球化议题”。虽然为了人类的未来,国需要作出不同妥协甚至牺牲,是一个博弈的过程。但是从冗长的会议时间、争论不休的会议现场以及最后艰难达成的协议可以看出,这次大会更是在全球化日益深入的今天各国势力竞相显示姿态的“国际舞台”。北方国家与南方国家在“气候政治的战场”上的博弈远没有因为会议的落幕而结束。整个博弈的过程蕴涵着今后较长时期内南北国家经济社会发展战略的路径。

二、“气候政治”的背后

从1972年联合国斯德哥尔摩人类环境大会,到1997年《京都议定书》通过,再到2001年美国政府以“减少温室气体排放将会影响美国经济发展”和“发展中国家也应该承担减排和限排温室气体的义务”为借口,宣布拒绝批准《京都议定书》,全球气候变暖问题已经被提升到了一个新高度。一个“科学问题”已经演变成为一个“政治问题”。这就是“气候政治”。

在这场全球性的“气候政治”博弈中,要达成一项应对全球气候变化的并具有法律约束力的新协议就无法绕过下列问题:

第一,发达国家2020年减排目标,即中期减排目标。“发展中国家要求发达国家履行在2007年“巴厘路线图”中作出的“在2020年应比1990年至少减排40%”的承诺。目前,仅有挪威承诺2020年比1990年减排40%。欧盟承诺到2020年比1990年减排20%,日本承诺25%,但美国只承诺4%左右”。①

第二,中国和印度等发展中大国减排问题。这些发展中大国正处于大规模、高速度的工业化建设和城市化进程之中必然导致能源消费的增长幅度大。对于温室气体排放问题,它们不具备承诺绝对量目标和排放量峰值的准确时间。

第三,发展中国家应对气候变化必需的技术和资金来源。由于发达国家对于气候变化问题负有不可推卸的历史责任,发展中国家一直要求发达国家承担历史责任,不仅要率先减排,而且要在资金和技术上等方面基于发展中国家必要的支持。但是发达国家却雷声大雨点小。

第四,气候变化谈判的框架和原则。2009年9月在泰国曼谷举行的谈判中,欧盟等国家主张把在《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》的框架下分别举行谈判(即双轨谈判)合并成一条轨道,试图彻底抛弃为发达国家规定了具体减排目标的《京都议定书》,在《联合国气候变化框架公约》下重新谈判制定一项单一法律文件,试图抛弃温室气体减排问题上的“共同但有区别的责任”原则,在2012年以后为发展中国家设定具体的温室气体减排目标,要求它们承担与发达国家相同的减排责任。

而在哥本哈根大会召开前,美国和法国已经先后提出了以征收“碳关税”的方式应对气候变化的主张。所谓征收“碳关税”,是指发达国家提出的对高耗能进口产品征收的特别的二氧化碳排放关税。碳排放问将温室气体排放缩小了一项具体的指标上,但其实质上还是发展问题。因为减排额度的大小与一国的各项经济指标紧密相关。对于发展中国家来说,经济的发展在很大程度上依赖煤、炭、石油等高碳能源的消耗和利用,这就不可避免地要向大气中排放大量的二氧化碳等温室气体。

按照《京都议定书》“共同而有区别的责任”原则,发展中国家暂不承担温室气体排放额度。因此,显而易见,发达国家已经开始围绕“低碳”这一关键词构筑新的经济秩序。对于以“高碳生产”为特点的发展中国家而言,发达国家征收“碳关税”就意味对它们设置一道冠冕堂皇的贸易壁垒。这不能不说是发达国家打着“绿色环保”旗帜下经济霸权的新形式。

“华盛顿智库彼得森国际经济研究所的一份报告显示,国际贸易和经济发展将成为气候变化的核心议题,关于这些议题的协商成果将对国际金融体系带来巨大改变。” ②“气候政治”的背后是发达国家与发展中国在发展问题上的角力,是发展中国家在打破国际旧经济秩序道路上的新挑战。

三、“气候政治”下的南北对话

发达国家与发展中国间的关系通常使用“南北关系”这一地理政治概念。在南北关系中政治和经济是两条主线。“南北国家之间实力不等、利益不同,在它们的关系中既存在对立和斗争的一面,也存在依存与合作的一面。”③

南方国家在经历了反殖民主义、反帝国主义和民族主义革命后,从北方国家的殖民地、半殖民地和附属国逐步成为了国际政治舞台上的独立一角。但是南北国家间围绕政治秩序和经济秩序的斗争却从来没有停止过。一方面是作为既得利益者的发达国家利用其现有优势地位维护在现有政治和经济秩序中的国家利益。一方面是发展中国在发展过程中对于国际秩序中“游戏规则”制定权的诉求。独立后依旧不平等的地位使得发展中国家能要求打破旧有的国际政治经济秩序。

冷战结束后,东西关系朝着有利于西方国家的方向发展,南北关系中的政治问题日益突出。在经济领域中,南北国家间存在的矛盾也在不断加深。而随着全球化脚步的加快,南北关系在矛盾斗争的同时,依存与合作也在不断发展。在推进南北对话过程中,欧洲共同体国家推行现实主义的、开放的南北政策,支持和参加南北会议。对第三世界国家实施普遍优惠制度,在国际贸易中第一个实行“非互惠”原则。《洛美协定》的签订为南北关系开创良好的先例。

美国前国务卿亨利・基辛格认为,“国际体系本身存在矛盾。经济繁荣取决于全球化是否取得成功。但全球化取得进展的同时,也出现了有悖于本来目的的情况。此外,与全球化有关的人几乎没有参与政治的机会。”④他认为,面对全球化的冲击,就应该消除世界政治经济间巨大的落差,“有必要使各项国际经济制度适合解决目前的经济与社会课题”。⑤

尽管发达国家和发展中国家因为势不可挡的全球化而有了更多的对话的基础与条件,但是在不合理的国际经济秩序下,这种对话依然充满了不平等。2008年,由美国开始席卷全球的金融危机让越来越多的发展中国家更清醒地意识到这一点。发展中国家特别是新兴市场国家对于在国际经济关系中实现经济平等,与发达国家国家一道,平等地参与和制定有关国际问题的决定,行使经济、改革国际贸易制度、取消发达国家的贸易保护主义等方面的诉求越来越迫切。

因此,原本不分国界的气候变化问题,遇上各国的经济发展及政治考量时,长远的整体利益总是无法超越短期的个体利益。气候谈判表面层次是关于温室气体排放额度的谈判,更深层次则涉及到各国竞争能源创新和经济发展空间。欧美发达国家气候谈判的实质就是试图占有未来新型能源技术和市场,垄断环境容量划分,最终实现对低碳经济的控制。为追逐利益而进行的气候变化问题主导权的争夺也就在所难免。

四、“气候政治”下的南南合作

在哥本哈根气候变化大会上,人们在争执不休的吵闹声中发现了这样一个利益集团――“基础四国”。所谓“基础四国”是指中国、印度、巴西、南非,因四国的英文首字母可组合为英文单词“基础”(BASIC)得名。这四国代表曾齐聚北京,共商这次气候大会上的基本立场。当发达国家抛出“丹麦草案”时,当美国国务卿希拉里将中印等发展中大国的“三可”承诺(减排的可测量、可报告、可核查),作为发达国家拿出1000亿美元资金援助最不发达国家的先决条件,试图“分裂”发展中国家阵营时,“基础四国”的出现,再次让发达国家看到了发展中国家“抱团反击”的中坚力量。

哥本哈根气候变化大会上,面对激烈的争吵,发展中国家抱团取暖以求得集体突围。为南南国家将就共建国际政治经济新秩序的斗争提供了又一合作典范。

南南国家合作是发展和加强发展中国家经济独立和实现发展的一个极为重要的工具,也是确保发展中国家公平而有效地参与新兴全球经济的办法之一。

由于发展中国家之间经济的不平衡发展,使得不同的地区和国家在对外经济关系方面也产生了不同的利益和要求。但随着全球化不断深入,发展中国家加快了南南合作的步伐。它们意识到只有在共同利益的基础上通过南南合作,增强集体自力更生的能力,并用一个声音与发达国家谈判,才能与发达国家的博弈中保持竞争性。进入21世纪以来,全球性南南合作呈现多样化发展趋势而且更加灵活。

在哥本哈根气候变化大会上,“基础四国”中的中国、印度和巴西都是新兴市场国家和发展中国的领头羊。这些国家连同俄罗斯被称为“金砖四国”。“金砖四国”一词最早由高盛证券公司首席经济学家吉姆・奥尼尔在2001年11月20日发表的一份题为《全球需要更好的经济之砖》中首次提出。因此,当中国、印度和巴西这三国用同一个声音说话的时候,其分量是不言而喻的。

英国伦敦经济学院教授约翰・格雷认为,“世界权力分配正发生不可逆转的改变,二战以来的美国霸权时代结束了。华盛顿正在上演的疯狂混乱场面标志着一种资本主义的终结,那些抵制美式放任做法的市场经济体将最能安然渡过风暴。但显而易见的是,权力正加速流出美国,它的全球领导力正迅速衰弱,而新的世界正悄然形成”。⑥

但美国耶鲁大学历史学教授保罗・肯尼迪认为,历史上“兴衰史”的教训之一就是大国的崩溃需要相当长的时间。它们之所以能继续支撑,通常是因为新兴的力量还不知道如何去取代它们。⑦

在保罗・肯尼迪教授在其所著的《大国的兴衰》一书中将“新兴的力量”定义为未来的世界领导大国。在哥本哈根气候变化大会上,“金砖四国”中的中国、印度和巴西代表着绝大多数发展中国家的利益。当它们在发展中国家的共同利益面前形成合力时,也就成为了发展中国家在国际事务博弈中的核心力量。这可以说是在发展中国家在国际事务分歧中寻求合作的一种尝试。“新兴的力量”正在寻求一种构建新的规则以取代现有大国的“游戏规则”。

当然,在南南国家中,立场还是“多元”的。在这次大会上,发展中国家的立场可以细化为“77国集团”(由发展中国家组成的国际组织,目前正式成员134个)、“小岛国联盟”(代表43个海岸线低洼的国家)和“雨林国家联盟”(由非洲和南美洲的热带雨林国家组成)三个方阵。但人们看到的更多的是南南国家的博弈中形成的“中坚力量”为国际政治经济新秩序斗争而带来的新气象。

五、结语

今天全球仍有20多亿人以煤炭、木炭、秸秆为主要燃料,有16亿人没有用上电。中国在哥本哈根气候变化大会上指出,应对气候变化必须在可持续发展的框架下统筹安排, “共同但有区别的责任”原则。

但必须看到的是气候谈判之所以艰难还因为从地理位置来看,气候变化对不同地区的影响不同。气候变暖,冰川融化,海平面上涨,对岛国(图瓦卢、马尔代夫)和赤道附近的热带地区影响比较大。相反,气候变暖将会为一些国家在短期内带来效益。例如俄罗斯和冰岛等国家。全球变暖将使得俄罗斯的西伯利亚被更多地开发利用。更暖和的气候导致冰川融化,使冰岛的水力发电企业生产出更多能量。

因此,解决气候问题贵在将心比心。但在21世纪的国际社会中,国家原则仍应是至高无上的处理国际关系的基本原则,基于国家而产生的各项国家利益,依然是各国一切对外政策的基本出发点。但同时随着国际政治、经济关系的变革,文化交流的频繁以及科学技术的迅猛发展,人类在大踏步向前发展的同时,也日益受到越来越多的问题的困扰,如气候变化问题、人权问题、和平与安全问题等。这些问题往往与国际社会的整体利益紧密相连,而这些问题能否得到有效地解决,对全人类的共同利益来说也是至关重要。

在这场才刚刚开始的博弈中,无论是南北对话还是南南合作,如果都一味强调各自的国家利益和国家立场,那么,各国就会为了实现本国利益而置国际社会的整体利益于不顾,将出现的是“一个和尚有水喝,两个和尚抬水喝,三个和尚没水喝”。而全球化本身所带来的不可避免的影响就是对国家的挑战。

注释:

辛本健.哥本哈根大会要过“四道坎”.载北京:人民日报海外版第1版 2009年

②刘丽娜、李学梅.征收“碳关税”背后的玄机. 载北京:新华网 2009年12月28日

③畅征,刘青建.发展中国家政治经济概论.北京:中国人民大学出版社.2001.P108

④ 、⑤亨利•基辛格.需要增加八国集团峰会正式成员.载日本:《读卖新闻》2008年7月7日

⑥约翰・格雷.美国权力衰弱过程中的崩溃时刻.载英国:《观察家报》.2008年9月28日

⑦保罗・肯尼迪.美国时代终结了吗.载英国:《星期日泰晤士报》.2008年10月11日

参考文献

1、畅征,刘青建.发展中国家政治经济概论.北京:中国人民大学出版社.2001

2、玉玺. 哥本哈根气候大会――“气候政治”博弈的新起点.载广州:广州日报网站.2009年12月20日访问

3、约翰・奈斯比特(美).亚洲大趋势.外文出版社 经济日报出版社 上海远东出版社. 1996

4、主编李景治,林.当地世界经济与政治(第3版).北京:中国人民大学出版社.2007

5、保罗・肯尼迪、陈景彪等译.大国的兴衰.北京:国际文化出版公司.2008年

第2篇

【关键词】功能对等理论 农学类论文 英译分析

一、功能对等理论概述

功能对等理论是美国语言学家和翻译家尤金・奈达在1964年出版的《翻译科学初探》中提出来的,他提出了“形式对等”和“动态对等”两个翻译概念。

奈达的对等功能强调的是相对意义的对等,翻译的本质还是对文本信息内涵的传递,通过相对的对等,可以避免翻译过程中一些过分关注原文而造成译文难以理解的缺陷。

二、农学类论文界定及其特点

(一)农学专业的定义

农学专业是研究作物生产发育规律、产量形成规律、品质形成规律及其对环境条件的要求,并采取恰当的农业技术措施,实现作物的高产、优质、高效和可持续发展,是一门综合性很强的应用专业。

(二)农学类论文英译的文本特色

与其他英语类型相比,农学类翻译的特点主要体现在其客观性、精准性、简明性。

1. 客观简明的阐述。

要尊重原文的客观性,译文要尽量准确地传达原文的客观观点,符合所涉及的科学技术及其科学领域的专业行文表达;译者必须要全面理解原文的表述内容,包括原文词汇、语法、逻辑关系和科学相关内容的理解。

2. 言简意赅的措辞。

科技英语中频频出现大量的专业术语,其词意比较稳定和单一,在表达上需要简练的措辞;译文要简短精练,一目了然,文理通顺,尽量避免不必要的重复。译文简洁明晰,应是专业英语翻译的理想呈现。

三、常见错误类别

本文从《中国农业科学》期刊库中随机抽取了20篇农学类期刊论文,从功能对等理论的视角对该类论文的标题、关键词和摘要进行了英译分析,发现概论论文存在以下几个方面的错误。

(一)标题的翻译

论文的标题是整篇文章的浓缩和缩影,根据论文的标题,读者能直接知晓论文大旨。本研究显示这些篇论文标题的英译存在以下问题。

1. 选词错误。

农学类论文具有极强的专业性、客观性以及科学性,在选择用词上要求作者区分出普通词和专业词,尤其是英译成英文标题的对应表述。其中,容易忽略的还有缩写的规范性错误,对于专有名词的惯用拼写,还要考虑“同拼异指”的现象,即同一缩写对应指代两个不同的专业用语。

例1:原文:转抗虫基因棉花和玉米花粉对家蚕生长发育影响的评价。

译文:Evaluation of Impact of Pollen Grains of BT,BT/CPTI Transgenic Cotton and BT Corn on the Growth and Development of the Mulberry Silkworm,Bombyx mori Linnaeus.

分析:该论文标题英译的结构是合理的,其中对于专有名词的英译采用的是专业术语直接表述的形式,对于相关专业读者的理解是没有偏差的。这也突出了农学类论文专业性、科学性的特征。

2. 句式结构错误。

标题通常以短语或短语词组的形式拟定,多采用并列结构和偏正结构的形式。并列结构即阐述并列关系,偏正结构通常采用中心词前置、中心词后置等。由于中英表达的思维惯式的差异,在标题英译的过程中,需要{整对应语序,达到表达意义上的对应。作者应根据原论文的侧重点来选择相对应的标题组成结构。

例2:原文:非洲农业产量对气候变化响应与适应研究进展。

译文:Climate Change and Agricultural Production in Africa: A Review of Impacts and Adaptations.

分析:该论文的中文标题结构是偏正结构,即农业产量对气候变化的响应和适应,但英译标题采用的是并列关系,即非洲的气候变化和农业产量,缺失了两者之间的关联效应。在英译这类标题时,应将研究的类型前置,以偏正结构或包含结构采用后置说明的表达形式。

3. 曲解原义。

标题英译过程中,容易出现曲解原义、词不达意的问题。逐词逐句英译,刻板英译是造成这一错误的主要原因。只根据中文标题的字面意义,并未对论文的深意进行深层理解、分析,虽字、词、句英译都一一对应,但表达意义相差甚远。

例3:原文:保障我国粮食安全的肥料问题。

译文:Fertilizer use and food security in China.

分析:不难看出,该标题的英译和原标题所表述的研究侧重点不一致。究其原因在于,作者未找准该论文的研究问题中心,理解有偏差,以致译文中并未体现出“保障”之义,使得读者在读题时容易产生误解,有曲解原义之嫌。

(二)关键词的翻译

关键词是论文中的重要组成部分,主要用于文章的检索。根据关键词能够更直接、更精准地检索,具有较强的概括性、实效性和精准性。在选取关键词时,应少而精,精而准。本研究发现论文的关键词翻译存在用词不当、书写格式不规范两个典型问题。

1. 用词不当。

关键词的个数直接限制了用词的精准度和规范性。这里所指的精准性是其概括性以及实效性,简而言之,少而精,精而准。关键词应多用实词,以名词或名词词组为主,少用动词或动宾结构。

例4:原文:土壤功能性状。

译文:soil functionalities.

分析:该原文关键词由三个名词构成,分别是“土壤”“功能”“性状”,作者缺失了“性状”的翻译。在农学类论文关键词中,绝大多数是专有名词,而“功能性状”这一词,在农学类英文词汇表述中有“functional traits”专业名词。因此,对于专业名词,要选取相对应的惯用词汇,以免造成读者的陌生化。

2. 书写格式。

关键词的英译书写格式,应按顺序与原中文关键词一一对应,且各英文关键词用分号隔开,除最后一个关键词后无需注标点符号;英文关键词须首字母大写,专有名词或名词词组各实词均大写首字母,关键词中出现的介词、连词等虚词不大写首字母。

例5:原文:水稻;高产;株型;栽培;技术。

英译:rice; high yield; plant type; cultivation; technology.

分析:该篇论文的关键词英译,首字母均没有大写,不符合论文的书写格式。

(三)摘要的翻译

论文摘要是对正文内容的高度概括,它应该简洁明了,含义明确,表达清楚,不仅可以帮助读者了解原文的主要内容,而且也为科技情报人员编制摘要型索引提供依据。本次研究发现了以下摘要音译错误。

1. 时态错误。

摘要部分的英译,通常以现在时和过去时为主,少用现在完成时和过去完成时等。农学类论文音译时,应该注重各时态的表现功能。

例6:原文:【目的】建立一种……的高精度非线性多维时间序列预测方法。【方法】耦合支持向量机回归(SVR)和带受控项的自回归模型(CAR),……【结果】3个农业科学实例验证表明,……【结论】SVR―CAR是一种……序列分析方法,……有广泛应用前景。

译文:[Objective] To construct a nove1 nonlinear multidimensional time series approach ... [Method] Integrated controlled autoregressive (CAR)into support vector machine regression(SVR), ... [Result] The prediction results of the agricultural sample set showed that ... [Conclusion] As a novel nonlinear multidimensional time series analysis approach integrated CAR into SVR,... SVR-CAR,Can be widely used in the prediction area of agriculture,ecology an d economics.

分析:该论文摘要部分,采取的是分点阐述的方式,清晰明了,分为目的、方法、结果、结论四个方面,并且在阐述目的和结论部分时用一般时,阐述方法和研究结果部分用过去时。条理清晰,表达时态与方式正确无误,为正确的论文摘要撰写范例。

2. 语法结构错误。

中英两种语言本身就具有其语法、句法结构,因此在摘要英译过程中要适当地调整句式结构。例如,中英文中的主谓宾位置大w相同,除开起强调作用的偏正、倒装结构,而定状补的句法结构则大相径庭。为了言简意赅地表达出实意,需适当地调整句式结构。

例7:原文:提高气候变化对非洲作物产量影响的理解,揭示非洲农业对气候变化的响应规律,是及时、正确和有效适应气候变化的关键。

译文:We need to improve our understanding of the effects of climate change on agricultural production in Africa, and to know the responses of climate change to African agriculture. These are critical keys to adapt to climate change for agriculture in time.

分析:该句摘要的英译在翻译表述上没有问题,但没有考虑中英两种语言表达的习惯差异。汉语表达上,习惯把关键词、关键点后置,而英文中则习惯中心词前置。因此,在英译摘要的过程中要适当地调整句式结构,以适应英文表述习惯。

四、结束语

本文对相对典型的20篇农学类论文的标题、关键词和摘要进行了相对应的错误分析,并总结归纳出了农学类论文英译中常见的错误类型,结合奈达的功能对等理论对其论文的英译提出相应的建议,以提高农学类论文汉译英的翻译质量。

【参考文献】

[1]胡莘.浅谈科技英语翻译与功能对等理论[J].教育界(高等教育研究),2015(02):124.

第3篇

关键词:新灾变论 影响 灾害管理

近几十年来,地球科学不断向前发展,其前沿领域出现了很多新学说和新观点。其中,新灾变论(Neocatastrophism)就是一个突出的代表。[1]新灾变论最初为德国著名古生物学家辛德瓦夫于1954年所提出。上个世纪80年代以来,新灾变论获得了更深入的拓展,其研究领域涉及天文学、气象学、古地磁学、古生物学、地层学、沉积学、海洋学、板块学说和矿床学等多个方面,其研究成果和发展趋向,对丰富地球科学的主要领域如资源、环境及抗灾等,都有不可或缺的意义。

一、新灾变论产生的历史背景

十八世纪到十九世纪初,地质学处于早期的发展状态,当时占统治地位的是灾变论。1745年,法国博物学家布丰,在研究地球起源时候率先提出了灾变论。他根据彗星的运行轨道偏心率极大有时距离太阳很近的特点,设想在原始的太阳形成以后曾有一颗彗星与其相撞,地球就是这一碰撞的产物。本来布丰关于地球起源的假说带有反宗教的性质,因为他把地球产生的原因归因于自然本身而排除上帝的作用;但是却被居维叶等人加以曲解,变成了一种保守的、企图与宗教神学相调和的理论。[2]

1812年,法国生物学家居维叶出版了一部古生物学的奠基性的著作《化石骨骼研究》,主张根据化石的遗骼把已经灭绝的古代生物复制出来。在居维叶看来,岩层与岩层之间有着明显的分界,它们似乎没有任何连续性,不同岩层中保留下来的化石又各不相同,因而这些动物物种之间没有任何联系。居维叶认为地球上的生命(进程)曾多次被可怕的事件所打断;地球曾经经历过相继的革命及各种灾变,而这种灾变大多数是突然发生的。[3]

虽然居维叶主张地球表面会不断地发生革命性变化,但这种观点与宗教传说中的大洪水相吻合,反而容易导致对地球演变的保守结论;不断前进的地质科学势必要对其进行挑战,而寻找脚踏实地的发展道路。早在居维叶之前,英国地质学家赫顿首先提出了古今类比的现实主义思想,他主张应该以现在仍然起作用的地质力量去解释历史上已经发生过的地质变动,承认古今自然规律的统一性。后来莱伊尔在他的巨著《地质学原理》中对这一思想给以详细阐述并形成了均变论。均变论是针对灾变论发展起来的。莱伊尔认为,地球并没用经受过灾变,地球演化历史中古生物的的变化、地层的褶皱,断裂等都是由于缓慢的效应在漫长的地质历史中积累的结果。[4]十九世纪中叶,生物学家达尔文的《物种起源》问世,提出自然选择原理。他主张在世界上每日每时都在检查着最细微的变异,把坏的排除掉,把好的保留下来加以积累;这种过程非常“细微”“安静”和“缓慢”,以至于人们无法觉察出来。他认为生物演化不能产生大的或是突然的变化,提出“自然界无跃进”的渐变观。他将古生物演化中大部分中间类型的缺失和生物界的突然变化归因于“地质记录的不完全”,极力主张在所有物种和绝灭物种之间的中间的和过渡的连锁数量,一定是难以计数。[5]达尔文的生物渐进演化观,进一步冲击了灾变论,使“均变论”在地质学领域中的统治地位长达100多年。

新灾变论就是在上述的历史背景下出现的。在现实主义原理和进化论思想占统治地位达一个半世纪之后,随着地学和其他自然科学的发展,积累了许多观测资料,证明在宇宙中和地球上确实存在过突然发生的剧烈变化,有许多现象从“均变论”观点是难以解释的。因此,各种灾变假说便应运而生。[6]

二十世纪中叶是一个新学科新理论集中爆发出现的历史时期。在获取大量的新的科学事实和证据的前提下,德国著名古生物学家辛德瓦夫率先提出了新灾变论,他把地史时期(生物)大绝灭(mass extinction)与宇宙间超新星爆发这种“天外横祸”相联系。1980年阿尔瓦兹等发现了中、新生代界线粘土层中富含铱,于是提出小行星撞击地球导致生物大绝灭的观点,使新灾变论更容易被地学界所接受。

主张新灾变论的学者认为:在宇宙和地球演化中出现过一系列灾变事件,如超新星爆发、外星体撞击地球、地球磁极倒转、大规模火山爆发等等,其特点是时间短、能量大、突发性强。其后果可能引起生物大绝灭,还会出现灾变成矿等现象。与莱伊尔和达尔文等人的主张相反,灾变论认为灾变普遍存在于事物发展的全过程中,是自然界的一种基本演化现象。由于居维叶等人已经提出过灾变论,故现代灾变假设被称为新灾变论。从某种意义上来讲,新灾变论的出现,也是地质学理论自身发展的一次较大的“旋回”,它好像是向旧理论的回复,但是它是在更高基础上的回复。它站在现代科学技术综合发展的“地基”之上,以新的科学观察和科学证据为条件,抛弃了旧灾变论的神创论的阴影。其提出的初期,不仅看到了地球内部因素导致的灾变,更多强调宇空外在因素对地球的作用。

二、新灾变论发展的主要阶段

人们对灾变现象产生浓厚的兴趣,与地球科学与技术的综合发展有密切的联系。一方面,在传统领域,地层学、古生物学的研究不断深入;另一方面,在高新技术领域,天文观测、宇宙探测获得许多新的证据。人们的研究视野被打开,对灾变假说的信心不断增强。从二十世纪中叶到现在,新灾变论发展大概可分为两个阶段,第一阶段,1954-1979年,为提出假说阶段。第二阶段,1980至今,是对灾变假说的实证与完善阶段。在第一阶段,为解释灾变的原因,地学家提出了种种假说,可分为地内成因说和地外成因说两类。[7]

地内成因说包括下面几个因素:

一是磁场翻转。当磁场倒转时,磁场对地球的屏蔽作用大减,使太阳辐射和宇宙线直射地球。在这段时间,如果因宇宙因素产生巨大辐射冲击(如太阳耀斑,超新星爆发),可能给地球生物带来灾难,导致大绝灭。由于生物体的磁效应,磁极反转期的低磁场对具有磁性排列能力的生物可造成直接影响;地磁场变化也可能引起自然环境变化,如气候变化而危及一些生物。哥腾堡地磁偏移事件与更新世末的哺乳动物大绝灭期很接近,当时全球气候也发生了反常现象。[8]

二是温度变化。温度的剧烈变化对只适应于某范围温度的生物的影响或许是灾难性的。全球变冷可使赤道温度下降,使整个温度带消失,从而使适应该带的动物群绝灭。气候变冷事件,往往与生物一些绝灭现象相吻合。全球变暖也会造成同样地后果。温度上升,二氧化碳增多会对生物繁殖造成负面影响;海水升温,还造成水循环停滞而导致缺氧等事件发生,从而造成某些生物绝灭。

三是海平面剧烈升降。如板块运动或冰川事件会引起海平面大幅度升降,而海平面的剧烈运动又会引发一系列的灾难性的事件的发生,如缺氧事件、气候变化、生存空间缩小等等,从而导致生物大规模的绝灭。

四是火山爆发。大规模的火山爆发喷发的二氧化碳气体会严重地扰乱地球的大气圈、水圈和生物圈的物质循环,恶化生态环境,造成大量生物死亡。二氧化碳还会使大气圈产生温室效应,引起温度的灾害性的上升。酸性火山爆发可放出大量灰尘与有毒物质,还可造成与小行星撞击地球同类型的蔽光、酸雨、致冷和中毒效应,从而导致生物大绝灭。

地外成因说则包括下面几个因素:

一是太阳耀斑爆发。太阳耀斑特大爆发时释放出巨大的能量,还能发射出各种频率的电磁波和太阳宇宙线。有些科学家相信,现代太阳耀斑活动与气候灾害(风暴,洪涝,旱灾,低温等)密切相关;并对人类的神经系统有影响,与霍乱,伤寒,黑热病等有关。在地质时代中,太阳超级耀斑可能使地球上古气候,古生物等发生过灾变。

二是超新星爆发。超新星爆发是银河系恒星世界已知最剧烈的爆发过程之一。它以高速抛射碎片,形成扩散壳,同时还发射宇宙线和电磁辐射。超新星爆发造成大绝灭假说在二十世纪70年代讨论得最热烈。超新星爆发对地球引起的变化可能有二:一是宇宙线增强,直接危害生物体;二是宇宙线增强影响大气臭氧层导致气候变化。

三是小行星撞击说。小行星是太阳系的一个重要组成部分。大多数小行星的轨道是在火星与木星之间,形成小行星带。但是,也有一些小行星距太阳更近一些,它们的轨道可穿越地球轨道。10公里直径的小行星可在地球上形成直径达200公里的陨击坑。10公里的小行星与地球碰撞的几率约3千万年一次,也有人认为约1亿年一次。小行星撞击地球时产生很大撞击能,在地表形成一个盆状洼地,并把大量物质向四周抛溅,细微的尘埃可高达同温层,一部分冲击能转变成热能,使被撞击物质熔化或部分地汽化,这些都会给降落地区和整个地球带来巨大的灾难。

1980年,美国学者阿尔瓦兹等应用中子活化法在意大利、丹麦等地的晚白垩-早第三纪界限处粘土层发现铱异常,以此作为小行星撞击地球造成恐龙绝灭的有力证据。对灾变论的研究也进入实证阶段。迄今为止,地学家们做了大量艰苦细致的工作,利用现代技术的方法与手段,获得了许多翔实的资料与记录,除铱及痕量元素异常外,还有微球粒、撞击石英、撞击坑、高温石英及火山尘碎屑物的收集研究等。国际地质对比规划(IGCP)列出了多项专攻对地质灾变事件的研究,如地史中的稀罕事件、全球生物事件、白垩纪中事件、东特提斯二叠纪、三叠纪事件,并举行了一系列国际学术讨论会,涉及天文学、气象学、古地磁学、古生物学、地层学、沉积学、海洋学、板块学说和矿床学多方面内容,使新灾变论内容不断得到深化。

科学家相信,在地史上发生过多次生物绝灭事件,包括元古宙晚期软躯体生物的绝灭、奥陶纪末期的绝灭、晚泥盆世的绝灭、二叠纪末的绝灭、晚三叠世的绝灭和白垩纪末的绝灭等。其中,二叠系―三叠系之间的绝灭规模最大,有人认为海洋生物的一半左右,陆地生物的六成左右绝灭;还有人甚至认为可能有百分之九十的物种绝灭。对于这次绝灭事件持续的时间估计,有人认为需要几百万年,有人认为需要一到二百万年,还有人甚至认为只需要十万年或者几万年。[9]因此,对二叠系―三叠系的分界标志、分界剖面上的物理、化学、生物等多学科的综合研究,就成为国际地学界的引人注目的事件。

早在1923年,美籍教授葛利普就注意到中国浙江长兴县灰岩中的动物化石群,并将其命名为长兴灰岩。1962年中科院南京古生物研究所盛金章等提出了长兴阶,1977年该所成立二叠系―三叠系界线工作组。1978年,由杨遵仪领导的中国地质大学界线组成立。1985年,中国地质大学教师张克信在浙江煤山剖面上发现微小欣德牙形石化石。著名古生物学家殷鸿福于1986年提出以牙形石取代菊石作为二叠系―三叠系界线标准化石,逐步得到国际学者的赞同。1993年,殷鸿福主持召开了国际二叠系―三叠系界线工作组会议,确定了4条层型候选剖面,煤山剖面列为首选剖面。2001年3月,国际地质科学联合会在界线工作组、三叠系分会,国际地层委员会三轮投票后,正式确认长兴煤山D剖面27C之底为这一重要地质年代界线的“金钉子”。二叠系―三叠系界线,同时也是古生界与中生界的界限,它的异乎寻常的意义在于记录了地球历史的一次重大转折,在此期间发生了显生宙以来最深远的变化和最剧烈的绝灭事件。[10]

三、新灾变论对地学的影响及展望

“一石激起千层浪”。新灾变论的理论与实践冲击了地学中统治达一世纪之久的渐变论,开辟了地学研究的新思路。它使那种惯常以为地球上占统治地位的总是静静的缓慢的和令人无法觉察的运动换位于突发的轰轰烈烈的“革命”性变化。它对地球科学发展的影响是多方面的。

第一,丰富了对生物进化过程的理解。达尔文的进化论强调了生物进化过程中的缓慢演化的意义,并提出一点一滴的量的积累会造成巨大的物种的差异。达尔文还揭示了这种量变过程的内在机制就是自然选择,适者生存。但是达尔文的理论不能解释这样的现象,即生物在内部因素和外部原因的作用之下所产生的突变。例如寒武纪生命的大爆发,当时几乎所有的无脊椎动物门,绝大部分纲都出现了。达尔文的理论更不能合理解释进化过程中的灾变现象,他认为动物的绝灭要么是数量过多,要么是不适应环境而被逐渐淘汰。但是在灾变过程中可能会出现的情况是,外部环境的灾难变化会使先前适应环境的生物集体绝灭,因而偶发性的因素也必须纳入生物进化过程的考虑。同时也要看到,从一个角度看来是偶然的,从另外一个角度看来则是必然的。生物进化过程中旧的物种不断灭亡,新的物种的不断更新是自然发展的必然规律。灾变现象只是这种必然性为自己开辟道路的一种形式。灾变的意义在于它可以促进生态系统的更替,旧的生态系统的结构被打破,新的生态系统的结构被重新建立起来。[11]因此生物进化过程中,量变、质变、突变、灾变等都发挥了作用。生物进化不是一个简单的渐进过程,而是一个复杂的、多重反复的过程。首先,量变或渐变是我们通常看到的现象,它的特点在于时间漫长而空间狭窄。但量变积累到一定的程度就会引起质变。注意有两种不同的质变,一种是由单纯的量变所引起的质变,如水滴石穿便是;另一种是由突然性的原因所造成的,简称突变,它并不是由单纯的量变所形成。突变也有两种形式,一是向上的进步的突变,例如创新进化事件,从猿到人;另一种是破坏性的突变即灾变。灾变是进化过程正常秩序的打断,是暂时的曲折和倒退,但却孕育着新的进化的萌芽。进化的道路包括:量变(渐变)质变…突变…灾变新的量变(渐变)等一系列过程。进化的总方向是前进的,但发展具有阶段性,曲折和倒退也是前进道路上的组成部分。

第二,促进了地层学研究的不断深入与发展。由于灾变事件往往具有全球性与典型性的特征,这就为是地层层序的建立及其相互间时间关系的确定,提供了一个天然的试验场。在典型的地质剖面,例如中国长兴煤山剖面,中外地质学家进行了磁性地层学、化学地层学、分子地层学、生物地层学等多方面的研究,取得了大量的成果。在事件地层学的研究方面,通过大量的证据、综合的方法,追溯绝灭事件产生的背景和原因,还原地史上曾经有过的真实画面,是一件憾人心弦的体验。但这里更需要排除先入之见,坚持实事求是的科学态度。灾变产生的过程可能是瞬间的、由陨石撞击等地外原因造成的,也可能是较长期的、多相的、由火山爆发等地内原因造成的。[12]当然,还有可能是地内与地外诸多因素都发挥了作用,导致海退、缺氧、高温、海进、低温等难以预测的灾难现象的出现。事件地层学用突变的、甚至是灾变性的特殊事件去划分、对比地层,丰富了地层的划分类型,也使地层的对比研究更有说服力。地质界线有两类。一类是“平静界线”,即界线处没发生突变或灾变性事件;另一类是在界线处发生过剧烈的突变事件,称“突变界线”。据现有资料表明,几乎所有重要的年代地层界线上或得或少发生过某种等级的灾变性事件。在许多界线上往往是多种事件并存,如界线可能会有撞击,火山爆发、全球森林大火,古气候突变、海平面上升和生物大灭绝等多种灾变事件的复合出现。由于各种事件的相互联系和相互影响,要区分原发事件和终极事件。原发事件可导致新事件的产生。地学家认为,进行事件学研究必须抓住生物事件和岩石事件这两条线索,探讨导致这些事件产生的原发事件,如板块运动、天体碰撞等。事件地层学用突发性灾变事件划分对比地层,大大提高了地层对比研究的精度,使重大地质事件清晰明白,易于辨认,有强大的生命力,也是地球科学发展的新领域。

第三,灾变观还被运用来探讨某些矿产的成因,指导找矿。灾变成矿论认为,灾变过程为有机矿产准备了一定的物质基础。如成油、成煤规律与生物界的大发展和大绝灭直接相关。[13]灾变是矿质来源的一个选择。如果一个富含某些元素的大陨石撞击地面,有可能直接形成具有工业价值的矿床。加拿大肖得贝里铜镍矿床最突出的特征是外形呈椭圆形“浴缸”状,属高温贫铜类型,关于它的产生,有人提出,巨大陨石的坠落可能导致肖得贝里构造及矿床的形成。灾变为成矿创造了构造条件,有人提出“轰击构造成矿”的模式,认为地外星体撞击地球时可以撞穿岩石圈层,破坏古大陆和古大洋使之解体,使岩浆沿破裂上升,地幔塑性物质开始流动,由此可以促进板块构造的发生和运动,并由此控制着不同构造―成矿带的分布和差异。另外,中国地质学家研究了燕山期成矿大爆发,认为中国有33个超大型内生矿床,其中有17个形成于中国东部燕山期。这种集中成矿的现象源于岩石圈-软流圈系统的大灾变,即大量新的、热地幔物质和热的下地壳物质去取代、加热和注入冷的岩石圈和地壳,富集有用的元素会被岩浆-流体子系统析出,并在某些地段堆积成矿。这是典型的岩浆-构造-成矿事件。它说明了深部环境的骤变对成矿的意义。[14]

第四,灾变观还启迪了天文地质学的形成。天文地质学是应用天文学的研究方法、观测资料和研究成果,来探讨和解释地球上的各种地质现象的成因和演化规律的学科。地球系统的存在,不能脱离与太阳系甚至银河系的相互联系与相互作用。各种天文因素对地球地质发展都有影响,诸如银河系运动、超新星爆发、太阳活动、太阳系天体(行星、小行星、彗星、陨石)、月球、地球旋转等。宇宙的各种物理场(引力、电磁波、宇宙线等)对岩石圈、大气圈、水圈和生物圈也存在影响。万有引力把天地之间的引力和地球上物体之间的引力联系起来。在漫长的地质时期,引力常数可能是不“常”的。地球经常受到太阳风的影响,银河系的恒星风对地球亦可能产生作用,这些都对地球带来深远影响。1982年,在国际上召开过大规模国际学术会议,其论文集刊于《大的小行星和彗星对地球撞击的地质解释》。在我国,徐道一是较早把天文地质学引进中国的研究者之一,他牵头编著的《天文地质学概论》对中国天文地质界有深远的影响。[15]近年来,随着宇航技术和方法的应用,科学家从宇宙空间对地球表面进行观测和分析,并把天文学与地质学两方面的成果进行对比,确定其相似程度,建立其联系的关系式,对两者关系的成因机制进行探讨。今天人类已进入宇航时代,应用天文和宇航研究的成果和资料,能够更完整和系统地解释地质现象的形成机制。可以预见,天文地质学将有力地促进地质学的成长和发展。

最后,新灾变论的理论与实证研究,也有助于地质科学向资源、环境和抗灾的一体化的方法发展。人们已十分明确的认识到,当今人类所面临的自然问题是复杂的,跨域多个学科的。在地球系统中,大气、海洋、陆地和生命都有密切联系。岩石与土壤中蕴藏着各种各样的问题,需要我们去解答,例如能源与矿产资源成因、生命演化、气候变化、自然灾害、生态系统结构和功能、营养物质与有毒物质的运动等等。地质科学能帮助人们了解物理和生物世界的过程,从而模拟和预测系统内的变化,以面对未来可能发生的挑战。[16]科学家们愈来愈关注地表过程和气候过程,关注其对生态系统健康和变化的影响。生态系统正受到自然和人为压力的改变,气候变化、海平面上升、荒漠化、以及物种绝灭的现象日益凸显。必须加强对于发生在地球表面或附近的生命、化学和物理过程的复杂相互作用的研究。科学家还指出,地震、山崩、火山、火灾、强风暴、海岸洪灾等对经济安全、公共安全和环境安全构成重大挑战,灾害易发区如果人口与基础设施过度扩张会使抗灾能力减弱,一场自然灾害可能引发巨大的物资损失与人员伤亡的惨剧。因此必须开展有针对性的灾害研究,改善并扩大灾害的监测、预警和预测能力,将多种灾害、脆弱性、风险和恢复力纳入灾害评估,发展有效的、跨学科的、迅速应对灾害的实际能力。为达到社会的可持续性发展,构建社会与地球系统的和谐运行机制,人们还必须做出持之以恒的努力。

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[15]徐道一、杨正宗、张勤文、孙亦因.天文地质学概论[M].北京:地质出版社,1983.

第4篇

(1郴州市气象局,湖南郴州423000;2邵阳市气象局,湖南邵阳422000)

摘要:为了研究各类台风对郴州降水的影响,为气候预测和气象防灾减灾服务提供有益参考,笔者对1959—2011 年53 年间影响台风在郴州的年降水分布、不同强度的降水分布、关键月份的降水和不同登陆地的降水特性进行统计分析。结果表明:在时间分布上,影响郴州的台风降水发生在4—11 月,主要集中在7—9 月,8 月台风降水频次最多,9 月次之,4 月最少;在空间分布上,台风年平均降水量总体上自东南向西北逐渐减小,台风年最大降水区出现在中部,7 月台风最大降水区出现在郴州中南部,8 月在郴州北部,9 月较8 月略有南移;此外,台风登陆地点不同,影响郴州的台风降水差异较大,在广州登陆的台风主要影响郴州西部,在福建登陆的台风主要影响郴州中部。

关键词 :台风;降水;时空分布;特征;郴州

中图分类号:P466 文献标志码:A 论文编号:2014-0955

0 引言

郴州市地处湖南省东南部,地形复杂地貌多样,东部是南北延伸的罗霄山脉,南部是东西走向的南岭山脉,中部、北部低山、丘陵、平地交错,地势自东南向西北倾斜,是全省受台风影响最严重的地区之一。每年7—9 月,西太平洋和南海热带气旋从福建、广东等沿海地区登陆,给郴州带来不同强度的降水。台风降水多寡对郴州的旱涝而言是至关重要的,适量的台风降水可以缓解本地旱情和高温,有利于农作物的生长;而台风暴雨则易诱发洪涝、山体滑坡等地质灾害,给人民生命财产造成重大损失。

长期以来,气象学者对热带气旋的生成、结构、强度、路径、风雨影响的预报进行了大量的研究[1-4]。而近些年,关于台风降水的气候研究在国内外逐渐受到广泛的重视。Englehart 等[5]探讨了墨西哥西部台风降水气候特征,并进行模拟;王继志[6]对1884—1979 近百年的西北太平洋台风进行了统计;李英等[7-10]对影响中国的西北太平洋台风的时空分布、强度分布、移动路径和台风源地进行了气候学分析;孟莹等[11-18]对影响台湾、福建等某一小区域的台风降水特征进行了探讨。

然而,由于不同地区台风降水的气候变化特征具有明显的区域性特征,且迄今为止,关于影响郴州的台风降水的研究主要是对台风降水个例的研究[19-20]。因此,本研究对1959—2011年共142个台风资料进行统计,着重从气候变化角度分析影响郴州台风降水的基本特征,以期为气候预测和气象防灾减灾服务提供有益参考。

1 资料与方法

1.1 资料来源

本研究使用的台风资料来源于中国气象局整编的《台风年鉴》(1959—1988 年)和《热带气旋年鉴》(1989—2011 年)[21-22];降水资料来源于湖南省气候中心和郴州各县(市)地面气象观测站共同提供的1959—2011 年10个测站的逐日降水资料。

1.2 研究方法

当台风从东南沿海登陆并对郴州产生了影响,便进行台风降水统计。台风过程降水统计时段为台风登陆前一日到降水过程结束之日;台风过程降水量为降水统计时段内的总降水量;台风月降水总量为月内各次台风过程降水量的累加值(以台风登陆时间为准,可向下月跨月统计);台风年度降水量为各月台风降水量之加。

1.3 统计分析

本研究用Fortran 语言对数据进行处理与分析,并用Suffer 软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 影响郴州台风登陆地点的统计特征

1959—2011 年53 年共有142 个台风登陆影响郴州,年平均2.7 个,最多的年份有6 个(1961 年),其中1987、1993、1998 年无台风影响。由表1 可得,台风登陆影响郴州最早出现在4 月,最迟出现在11 月份;影响时段集中在7—9 月,共有台风110 个,年平均2.1 个,占总数的77.5%;8 月影响郴州的登录台风最多,占总数的34.5%,9 月次之,占21.8%,4 月最少,仅占0.7%。

由表2 可得,影响郴州台风主要从广东和福建沿海登陆,共有132 个,占总数的93%,从广东登陆影响郴州的台风最多,占总数的64.8% ,福建次之,占28.2%,山东最少,仅占0.7%。

2.2 影响台风在郴州的降水特征

2.2.1 降水时空分布特征1959—2011 年郴州各县市台风年平均降水量为140 mm,桂东的台风年平均降水量最多,为169 mm,汝城次之,为160 mm,安仁最少,为106 mm。台风年平均降水总体上自东南向西北逐渐减小,有明显的多雨区和少雨区之分,东南部的汝城、桂东和中部的郴州位于多雨区内,是郴州境内台风雨水资源最丰富的区域,而西南部的临武、宜章和最北部的安仁位于少雨区(见图1a)。台风年最大降水区域出现在中部的郴州、资兴和永兴,中心在郴州,年最大降水703 mm;安仁最小,只有443 mm(见图1b)。

1959—2011 年郴州各县市台风年降水量≥100 mm的年份数(见图2a)自东南向西北逐渐减少,其频发区主要集中在郴州东南部,频数极大值出现在桂东(19 年),极小值出现在安仁(8 年)。台风年降水量≥300 mm的出现次数(见图2b)由中部向南北两端逐渐减少,其频发区主要集中在郴州中部,频数极大值出现在郴州(8 年),极小值出现在安仁和宜章(2 年)。可见,郴州中部至东南一线受台风强降水的影响重于其他地区,尤其是郴州市区受台风强降水影响最严重,既是台风年降水最大中心,又是台风强降水易发中心。

台风主要影响季节(7—9 月)郴州各县市平均台风降水量为110 mm,占台风年降水量的79%。7—9 月台风降水量的空间分布与台风年降水量相似,最大降雨中心区域也与年最大降雨中心相同(图略),可见年内台风降水总量主要取决于7—9 月台风降水量。其中,7 月台风主要影响地是郴州中部和南部,郴州、汝城、宜章等县市在多雨区范围内(见图3a),月最大降雨区位于永兴至郴州一线(见图3b),月最大降雨中心在郴州,降水量达648 mm,为台风月降水量历史最大值,出现在2006 年;8 月台风多雨区位置较7 月略有北移,郴州、汝城、桂东等县市在多雨区范围内(见图3c),月最大降雨区位于郴州东北部,月最大降雨中心在资兴,降水量达506 mm(见图3d);9 月多雨区面积略有缩小,降水量减少,位置较8 月略有南落,汝城、桂东等县市在多雨区范围内,月最大降雨中心在汝城,降水量达243 mm(图略)。

2.2.2 不同登陆地台风在郴州的降水特性影响郴州的台风主要是从广东、福建登陆的台风,分析其降水特性为:1959—2011 年从广东沿海地区登陆并影响郴州的台风共92 个,平均年降水量为113 mm,桂东降水量最多(113 mm),汝城次之(108 mm),安仁最少(62 mm);平均台风年降水量的空间分布自南向北逐渐减小,多雨区位于桂东到汝城一线,其次为嘉禾、临武,最少降雨区在郴州东北部(见图4a);台风最大降水区域集中在郴州西部,最大降水中心在嘉禾,降水量达368 mm(见图4b);台风年降水量≥100 mm的年份数(见图5)自东南向西北逐渐减少,其频发区主要集中在郴州东南部,频数极大值出现在桂东和汝城(21 年),极小值出现在安仁(8 年)。

1959—2011年从福建沿海地区登陆并影响郴州的台风共40 个,平均台风年降水量为104 mm,资兴降水量最多(130 mm),郴州次之(128 mm),临武最少(82 mm);平均台风年降水量的空间分布由中部向南北两端逐渐减小,多雨区位于郴州—资兴—桂东一线,其次为永兴和汝城,最少降雨区在郴州最北端和西南部(见图6a);台风最大降水区域集中在郴州中部,最大降水中心在郴州市区,降水量达648 mm(见图6b);台风年降水量≥100 mm的年份数(见图7)由中部向南北两端逐渐减少,其频发区主要集中在郴州中部,频数极大值出现在郴州(18年),极小值出现在安仁和临武(8 年)。

3 结论与讨论

(1)影响郴州的台风平均年降水量总体上自东南向西北逐渐减小;台风年最大降水区出现在中部,7 月台风最大降水区出现在郴州中南部,8 月在郴州北部,9 月较8 月略有南移;台风年降水量≥100 mm的频发区主要集中在郴州东南部,年降水量≥300 mm的频发区主要集中在郴州中部,即郴州中部至东南一线受台风强降水的影响重于其他地区,是全市洪涝灾害最易出现的地方。

(2)台风登陆地点不同,影响郴州的台风降水差异较大。在广东登陆的台风主要影响郴州西部,其带来的降水往往比较均匀,强度不大;在福建登陆的台风主要影响郴州中部,由于地形作用,极易给郴州中部地区带来强降水,造成洪涝灾害;从广东沿海和福建沿海登陆台风,对境内安仁和宜章2 个地区的影响相对较小。

(3)影响郴州的台风主要集中在7—9 月,该时段郴州境内常出现大旱,台风影响所带来的适量降水,可以有效缓解旱情,同时也可通过人工影响天气充分开发空中水资源,创造更大的经济效益。

(4)本研究中台风登陆地以省界为单位,有待进一步细化到市或县,为防台减灾提供更精细化的分析依据。

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第5篇

关键词:城市 排涝 解决方案

城市是区域内的政治、经济、文化中心,也是经济发展较快的地区。随着城市化步伐的加快,城区的面积逐渐增加,越来越多的人将会涌入城市。我国大多数的城市坐落在平原或盆地,一旦发生洪涝灾害,后果不堪设想。近些年来,随着全球气温变暖,气候变化无常,洪涝灾害频发,给城市居民的生命和财产带来巨大损失。城市的防洪排涝是我国水利建设的一项重要任务。

郑州市是河南省省会城市,是黄河流域的中心城市之一,属大陆性季风气候,四季分明,降雨量年内分布极为不均,夏季多雨,汛期7-9月占到全年降雨量的一半以上。近年来,郑州市每年都出现内涝灾害,城区多处小区被淹,铁路路基下沉,公路崩塌,城市道路交通瘫痪,给城市居民的生活带来不便。据统计,目前郑州市中心城区遭遇强降雨时,易造成道路断行及严重积水的主、次干道二十余处。

一、内涝成因分析

(一)自然因素

全球极端气候的出现已经变的极为普遍,我国南方暴雪,云南大旱以及海上台风的出现频率大为增长。郑州市也不例外,近年来极端天气也是越来越频繁,2008年7月13日20:00到14日5:00,局部地区降雨达到173.5mm,2009年6月27日,短短1h内,有5个观测站的降水量在50mm以上,局部降水量达到70mm以上。由于城市的热岛效应,夏季城区与郊区的对流现象明显加强,这也加剧了局部地区出现大暴雨的可能性。

(二)城市建设与管理因素

1.城区排涝系统由于早年规划不合理,没有形成较为畅通的排水管道网络。随着城市化进程的加快,各种工程项目陆续实施,很多项目拦断了旧的排水管道且没有修建新的排水管道,造成此地区排水不畅,形成积水。由于没有长远的规划,整治了以往的积水点,又出现了新的积水点,终究治标不治本,没有从根本上解决排涝的问题。

2.大多数地区仍然按照旧的标准设计排水系统,设计标准普遍偏低。造成设计标准偏低的原因主要由以下两点:

(1)受经济能力限制,为压缩投资不得不降低标准。

(2)由于缺少整体规划,采取延伸已有管道的方法,造成排水系统标准偏低。

3.随着城区的范围不断扩大,区域内建筑物、道路等占地面积不断增大,绿化面积和透水面积逐渐较小,改变了原有下垫面,使不透水层面积比例增大,地表径流系数减小,造成城区排水不畅。

4.排水口由于垃圾杂物堆堵,影响到排水的效果。如此造成管道内无水而路面上到处积水的局面,此现象在较为繁华的路段表现尤为明显,即使积水区管道通畅也毫无用处。

5.排水系统建设和维护不利也是造成城区积水的重要原因。

二、城市内涝解决方案

城市排涝措施分工程措施和非工程措施两类。工程措施主要是指建排涝闸、排涝泵站和整治内河、修建排涝沟渠、建蓄涝区、建蓄涝水库或利用现有水库蓄涝削峰,有条件的地区可实施高水高排方案、提高排涝标准。非工程措施主要是指建立预警系统,对水库、排涝站、排涝闸、内河等进行一系列排涝调度管理等。 对于郑州市而言,切不可急于一时效果,只有进行长期规划,承担长远责任,才能标本兼治。

(一)雨水收集

北京市今夏遭遇暴雨袭击,形成城市内涝。在调研水务时,北京市市委书记刘淇表示,城市防洪排涝建设要高标准规划,并特别强调将雨水收集纳入地方立法,要求新开发项目一律建设雨水蓄集工程。其他城市也不应落伍,特别对于缺水城市,如果能够全面建立起合理的雨水利用系统,既减少了雨水白白流失,又解决了排涝不畅的问题,走出缺水与内涝并存的窘境,两全其美。

(二)排水管道改造与维护

建于六、七十年代的管道排水能力已不能满足城市排水的要求,在建设新的管道的同时,应该及时对旧管道进行改造和更新,使其继续发挥排水功能,并且定期检修和维护,特别是雨季来临之前。

(三)内涝预警与调度

气象部门仅提供预报,对整个降水过程进行跟进式、滚动式服务,虽然预报准确、预警及时,但这些是远远不够的。面对强降雨,政府部门应采取相应应急措施,预报、预警信息,各相关部门统一调度,科学安排,才能减少灾害,保证城市正常运行。

(四)处理细节问题

比如在路边修建用于排涝的植草边沟;在立交桥上,开设较大的排水口,能减少桥面和桥下段的积水;道路和绿地之间建有水通道,下雨时,道路不会形成积水;注重地面设计,铺设透水地面,使降雨直接渗入地下;我国现代绿地大多是高台式的,不利于排水,应建设下凹式绿地等。

三、建议与意见

(一)科学规划,合理制定排水设计标准。各地应该加强城市排水规划的研究和编制工作,依据城市总体规划制定排水专项规划,结合当地经济发展水平和经济实力,合理确定适度超前排水标准以提高城市排水能力。

(二)加大投入,加快排水设施建设。各市政府在大力推进城镇化进程中,应加大排水设施建设的投资力度,加快城市排水管网、泵站等排水设施的建设和改造,努力提高城市排水能力和排水体系科学化、自动化水平。

(三)加强管理,确保排水设施正常运行。指导各市加强对城市排水设施和运行管理的检查,做好排水设施的维修养护,保障排水泵站高效、安全运行。

(四)制订预案,提高应急抢险能力。各地制订城市排涝应急预案,开展应急演练,落实应急措施。根据城市内涝的具体原因,制定抢排方案,配备足够的移动泵车、备用电源等应急设备,以备遭遇突发灾害性天气及时开展抢排,同时,加强应急抢险队伍建设,提高应急抢险处置能力。

参考文献:

第6篇

关键词:农科专业;应用型;教学模式

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)46-0178-02

引言:

随着我国教育改革的发展,各高等院校已将培养应用型专业人才列为学校教学的重点。农科专业是一门实践性较强的专业,尤其是在培养应用型人才的过程中,除了要求学生掌握基本的理论知识外,还需要学生亲自到田间现场进行参观实验,培养学生独立思考的能力和实践操作的能力。同时,对于农科专业应用型课程教学模式进行探讨研究,有助于我国实现可持续发展战略。

一、构建农科专业应用型课程教学模式的原则

1.应用性原则。农科专业在设置应用型课程教学模式时首先要遵循应用性的原则,合理设计理论知识教学与实践教学的结构,正确处理二者之间的关系,既要保证理论知识的完整传授,又要注重培养学生的实践操作能力,以应用性教学为基础展开课程教学。除此之外,在构建教学模式时,要保证课程内容与社会需求相适应,以社会实际需求为前提,培养农科专业学生参与社会实践的能力,并使个人的努力方向与社会需求保持一致,为学生以后参加就业打下良好的基础。

2.知识传授为基础原则。应用型课程教学仍需要以理论知识的传授进行教学,因此在构建教学模式时学校仍需以理论知识为前提开展教学。农科专业的应用型教学课程主要包括基础性的理论知识和专业性的实践知识,例如农业种植等方面的技术原理,农业管理方面的管理经验和管理规范等。例如《旱作农业概论》主要是在先天条件不足的情况下,充分利用现有资源,提高土地的利用率。教师在设计教学方案时就要针对干旱地区的地形特点、降雨量的多少设置相关的教学课程,使学生掌握这些方面的基础知识以及专家学者总结的这方面的经验教训等,为以后参与实践活动打下良好基础。农科专业的学生通过对基础知识的掌握,能够更好参与到社会实践中,做好农业方面的工作。

3.能力培养为主原则。培养农科专业的应用型人才,提高农科专业学生的实践能力是构建应用型课程教学模式的最终目标。因此,农科专业在设计教学模式时,应区别于传统的教学方式,将能力培养贯穿到课程教学的每个部分。除此之外,学校在设置课程前,应对农科行业的相关岗位需求进行调查研究,并以此为基本前提设计课程教学方案,配置课程结构,有针对性地培养学生的实践操作水平及应用能力,使学生在未来工作中能够更快、更好地适应社会。

4.素质教育为目标原则。新课标要求学校教学遵循以人为本的原则,培养学生的综合素质。学生综合素质的提升主要是通过学校的教育以及各种社会因素的影响。对于农科专业的应用型人才来说,综合素质的培养,不仅包括提高学生的知识技能水平和实践参与能力,也要培养学生树立正确的世界观、人生观以及社会价值观。因此,学校在设置教学课程时,除了农科专业的课程,也要有思想政治教育课程,促进学生德智体美的全面发展。

二、农科专业的课程教学模式存在的不足

1.重理论、轻实践。农科专业是一门对实践能力要求较高的专业,但很多学校的农科专业在设置课程时仍旧过于侧重理论知识的传授,甚至一些理论知识不在学生所需掌握的知识技能的范围之内,并且没有注重学生的实践教学,没有正确理解应用型课程教学模式与学术性课程教学模式的不同,忽视了其应用型的功能,这对于学生实践能力的培养是十分不利的。

理论是实践的基础,实践经验却是理论知识的来源。例如,在一些相较干旱的地区,如果不到实地分析、调查,很难清楚地了解当地土地的水分含量、水土保持程度以及降雨量等,对于其适合种植的作物种植种类、播种时期就不能做出正确的判断。但是如果没有相关方面的理论知识,即使了解了当地的实际情况,但不能做出准确的分析、判断,也不能种植出可以正常生长的作物。因此,理论和实践是相互作用、相互联系的,缺一不可。

2.教学模式与市场需求联系不紧密。构建农科专业应用型课程教学模式主要是为国家培养农科方面的专业技能人才,针对社会上农业方面的岗位所需的技能型人才对学生进行教学。然而,当前一些专科院校的农科专业在进行招生时只是按计划招生,并非针对农科行业的市场需求,在专业课程的设置上也没有按照市场的真实需求,招生计划仍旧十分传统,教学模式和培养目标仍旧十分单一,使学生步入社会后找不到合适的工作,而农科方面的单位招不到所需的人才。因此这种与市场需求相脱离的教学模式对于为国家及社会培养应用型人才,实现我国的可持续发展是极为不利的。

3.教学质量落后。农科专业的学生不仅要学习农学学科的知识,也要学习生物学科、物理学科以及化学学科等方面的知识,同时也要学学的基础课程,例如大学英语、马哲等。这就致使农科专业对教师的综合能力要求教高。但是很多学校的基础课程的教师数量很少,并且一些专科教师的综合水平较低,满足不了教学的实际需要。

除此之外,由于农科专业的课程教学是一种实践性较强的教学模式。尤其是在特殊环境下对不同作物的培养,都需要一步步地实践研究,这就需要学生有比较完善的实验设备和实习场地。但很多院校教学条件相对滞后,实验设备落后,实践场地缺乏,致使在进行应用型课程教学时难以顺利实施。

三、构建农科专业应用型课程教学模式的方法

1.合理配置理论教学和实践教学的结构。在构建课程教学模式时,要理论教学与实践相结合,二者合理搭配。在设计教学目标时,在保证学生学习基础知识的前提下,以培养学生的应用型能力为目标,为国家和社会培养能够综合运用知识技能和具备创新思维和实践操作能力的应用型人才。例如《旱作农业概论》在进行课程教学时,要经常组织学生到田间或实验基地进行实地参观实验,通过运用所学的理论知识对当前的气候变化、土壤特点等进行分析,对适合种植的不同作物品种进行试验种植,并通过测量记录当地的降雨量、水土保持程度等,选择最为适合种植的作物,或将一些作物品种进行杂交改良等,提高农作物的产量。这些都要通过学生掌握的理论知识以及亲身的实践参与以及思考、教师的指点等才能完成。

2.教学模式的构建与社会需求保持一致。农科专业在设置教学课程时,应主要以市场需求为导向,与相应的农科企业或行业相衔接,培养学生的应用型能力,强调专业课程的应用性。在设置教学内容时,应使教学内容与农科机构或行业的当前需求以及未来需求,重点围绕学生的实践能力开展教学。旱作农业主要是研究在缺乏人工灌溉的条件下的一种农业,对于旱作农业进行研究,使干旱地区也能够成功种植高产量的农作物,是我国实现可持续发展战略的一种重要途径,也是农科机构和行业十分重视的一个项目,因此,旱作农业方面的人才也是社会上急需的一种人才。因此,在课程设置中,应将《旱作农业概论》设为农科专业的一门重要课程,在强化该方面理论知识的同时,培养学生的应用性能力。

3.加强师资队伍建设。学校应多组织教师到校外的农科岗位进行实践培训,例如学校定期对教师进行分组选派培训,从不同课程的教师中首先选出一部分到校办企业或者附近城镇的农业园等进行基地锻炼,这部分教师实地锻炼结束后,再组织另一部分参加,教师在校办企业或农业园中可以轮岗实习,了解每个岗位的真实情况,培养自身的综合能力。除此之外,学校应加强学生实验基地的建设,一方面,学校加强与农科行业的相关企业合作,使学生都这些企业学习实践,为学生最大程度地提供实践操作的空间,另一方面,学校加强实验基地的建设,引进先进的实验教学设备,建设相应的实验教学场所,为应用型课程教学提供良好的教学条件。

总结:

应用型课程教学模式是一种新兴的教学模式,它与传统教学模式的不同在于主要是为国家及社会培养应用型人才,使学生在学习理论文化知识的基础上,培养学生独立思考的能力以及实践操作能力。农科专业课程像《旱作农业概论》在设置教学课程时,应以理论教学为前提,组织学生多到田间或实验场地进行实地参观实习,以培养学生的综合素质。

参考文献:

第7篇

关键词:生物资源;保护;利用

1 生物资源及其重要性

生物资源是地球人赖以生存和发展的基础。生物资源也被叫做“生物遗传资源”,它涵盖我们所生活的这个星球上的一切生物以及微生物遗传资源。在我们地球上所有的自然资源中,生物资源更是不可或缺的一部分。生物资源在农业方面被广泛地加以运用,例如作物、林业、药材和花卉植物遗传资源等。因为生物资源的存在,我们人类才有了这些赖以的生存的必需品,比如大量的食物、薪材、沼气等干物质都是来自绿色植物的,还有很多动植物都可以供人类直接食用。生物资源同时支撑着传统工业的发展,化石能源越用越少,新兴工业技术则要以纤维素等生物资源为主要原料,以利用和改造多种微生物的代谢系统为主要技术手段进行生物加工。除此之外,生物资源还同时为人类提供大量的药物,除传统的中药材外,还有用现代生物和化学技术提取的治疗疟疾的新药青蒿素、蒿甲醚,治疗艾滋病的复方SH等。生物资源因其多样性成为了维持生态系统平衡的基本要素。

2 生物资源利用

2.1 生物资源与食品

野生物种可被人类驯化并进行圈养,也可被用作遗传改良。有的野生物种或者它的变种的个别基因能抵抗虫害,有的则可以用来提高相应作物的产量。得到这些有利基因后,科学家便将这些有用的基因收集并整理成“基因库”,以供利用。自然界中的灾害有的时候是因为某种遗传变异基因的丢失。举个例子来说,在19世纪四十年代,土豆因其产量高而在爱尔兰被大片种植,它暂时缓解了人口和粮食压力,但却大大降低了抵御自然灾害的能力。当时,一种引发土豆枯萎病的真菌(Phytophtorainfestans)首次侵袭爱尔兰,使得土豆变黑枯萎死亡。正是由于当地的土豆品种过于单一,都无法抵抗这种真菌,造成历史上有名的土豆,饿死了百万人口。另一方面,利用生物资源丰富基因的多样性,可以帮助作物增加产量。比如,矮化育种、杂交水稻等方式都会让水稻的产量同期增长20%-30%。因为这样,野生物种的多样性遗传基因被广发需求,尤其实在传统的农作物和家养的禽畜领域。比如,墨西哥多年玉米野生近缘种的发现具有很高潜在价值,可栽种出多年生高产玉米。

2.2 生物资源与医学

生物资源在人类医学健康方面发挥着重要作用,生物资源是药品成分的重要一部分。在药物研制过程中,很多功效都要依靠植物的有效成分,上千种抗生素都是源于微生物的,比如,阿司匹林就是在野生物种中发现的。美国食品与药物管理局批准的药物中,有过百种来自天然生物活性物质或其衍生物,抗癌药物过半源于天然生物活性物质或其衍生物[7]。另外,很多新的医药问题不断产生,如心血管疾病、癌症等老年性疾病。这些都被期待可能在生物资源中找到治疗方法。

除了制药方面,生物资源在研究人体生理、疾病致病机理时也起了很大的帮助,如动物模型就是一例。比如,树 这种小型哺乳动物就成功地帮助科学家们建立了很多种医学生物学动物模型并已广泛应用于人孢疹病毒感染、乙肝等疾病的研究中。

2.3 生物资源与能源

新能源可被分为传统生物质能和新型可再生能源,其中新型可再生能源被分为以下几类:太阳能、风能、现代生物质能。生物质是光合作用所产生的有机体。而对于可再生能源来说,生物质能是指“绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能储存在生物中的能量形式”,这种能量是以生物质为载体的唯一可再生的碳源,可以被转化为常规的固液气三态燃料。生物质能的原始能量来源是太阳,换句话说,生物质能是太阳能的一种表现形式。因此,生物质不仅仅能量巨大而且在地球上分布广发,所以生物质能正在被广发地研究和开发利用。有机物中除矿物燃料以外所有来源于动植物的能源物质均是生物质能,一般林农工业的废弃物、动物的大便等。地球上的生物质能丰富且无害,每年经光合作用产生的物质达上千亿吨,其能量等同于地球能耗量的十倍以上,但是利用率却不到3%。因此可见,生物质能在未来新能源中将发挥重要作用。

3 生物资源濒危状况

20世纪后期,全球人口增加、气候变化,物种多样性锐减,范围几乎涵盖了地球上的动植物等一切生物类群。

据联合国粮农组织,全球林业面积为39亿hm2(改成汉子把,不知道什么单位),因乱砍滥伐每年减少0.4%,热带雨林的减少速度则快1倍。非洲森林覆盖率从60%减至10%;南美洲2/3热带雨林已消失,亚马逊河流域的原始森林已被砍伐过半;东南亚的热带雨林也在迅速消失。

农作物资源的情况更加悲观,1949年我国小麦品种约1万,而如今只有300个左右;我国原产的野生稻和大豆种群数已减少70%至90%,其他国家也如此。我国草药蕴藏量也急剧下降,30多种濒于灭绝,其中354种已列入国家濒危植物名录。

在动物资源方面同样存在很大的问题。粮农组织称,如今每年至少有1种畜禽品种灭绝,目前牛羊猪马和禽类品种约20%有灭绝的迹象。据统计,中国已有10个畜禽地方品种消失,8个濒临灭绝,20个数量在减少。水源干枯污染和过度捕捞导致大量水生生物遭殃,如白鳍豚、鳃鱼和一些冷水性鱼。野生动物的种群数量在下降,如珍禽朱鹦仅有数十只,扬子鳄仅有少数残存于长江中,而这些野生种往往具有独特的品质特性,对于保证人类的安全非常必要。

4 生物资源锐减的缘由

地球上的生物资源骤减几个主要原因是:(1)各种动物的栖息

地的消失及碎片化。随着城市化和工农业发展,森林被乱砍滥伐,草原被过度放牧,生物栖息地不断被破坏消失,大片连接的生态环境被剪断,这种状况很严重地影响了生物维持生存和生态过程的能力。(2)抢夺似的砍伐和掠取。(3)环境污染。(4)生产的集约化和商品化。品种的高度一致性降低了遗传基础和对病虫旱寒等的抵御能力。(5)外来物种的人侵。人类的定居和活动对生物资源破坏严重,尤其在一些岛屿国家。

综上所述,为了实现可持续发展,国家应建立完整的生物资源保护管理w系,注重生物资源的收集和保存,对生物资源保护给予充足的经费支持,并建立相关政策法规逐步规范生物资源工作。

参考文献

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第8篇

关键词:自然地理学;自然事件;过程;预测;公共基础课

经过30多年来的有关“气、水、土、生、地”若干方面及其相互关系的调查研究,与自然地理学的“教与学”,个人认为现在中国的自然地理学的基本特点是,继承了探讨“天、地、雷、风、水、火、山、泽”八个方面相互关系及其对人类社会的深刻影响的传统,以阐述“气、水、土、生、地”物质与物质运动及其相互关系与其对人类社会的深刻影响为主要内容的自然地理学,现在的自然地理学应该成为大学“地球科学”类各院系的公共基础课。

一、自然地理学的正本清源

几十年以来,有关方面总把自然地理学(PhysicalGeography)视为“舶来品”,是地球概论、气象气候、水文、土壤、植物地理、地貌等内容的组合或者提为以这些学科知识为基础的综合。如果我们把上面提到的有关学科的研究内容理解为分别是“天、地、雷、风、水、火、山、泽”等,那么,最早对上述八方面有关现象进行“分门别类”做实录,并分析其“相互关系”与探讨其发展变化的,恰恰是几千年前中国的《周易》。

在《周易・系辞》中依次有如下的叙述:“刚柔相推而生变化”,“仰以观于天文,俯以察于地理,是故知幽明之故”,“刚柔相推,变在其中矣。系辞焉而命之,动在其中矣”,“古者包牺氏之王天下也,仰则观象于天,俯则观法于地,观鸟兽之文,与地之宜,近取诸身,远取诸物,于是始作八卦,以通神明之德,以类万物之情”。由此可以理解古人的思维为“现象实录-统计过去-推理过程-预测未来”。这就是现代自然地理学所热衷于探讨的内容。

我们反复琢磨什么是自然地理学的灵魂?从最初探讨的八个方面来看,自然地理的研究内容本是与人类的生活乃至生存密切相关的,而且这八个方面的显著特点是“刚柔相推,而生变化”。那么,用现在的话来说,自然地理学的灵魂就是“人之周围世界是物质的,物质是运动的(自然部分或物理部分),自然世界的物质与物质运动及其环境效应是随时随地而变化的(时空特征或地理观念)”,只有通过对方方面面的细致观测分析,才能“以通神明之德,以类万物之情”。回观过去的一些工作,如在城市规划中为免洪水侵袭所画的红线,再如防洪工程要达到防几十年一遇洪水的标准等,都是把今后要发生的洪水一概视为过去发生过的洪水的重复,要做的是防过去的洪水而不是防未来的洪水,根本没有“多变易变”的自然地理学的悟性和观念。

二、自然地理学系多学科的公共基础

几十年以前在我国流行的俄译本自然地理学与英译本自然地理学,以及后来多位中国专家编的自然地理学,虽然在章节名称与内容安排方面,总有一些顺应时代的进步,但又始终不能摆脱“多学科拼装”的基本模式;有的教材则把地质学、水文学、植物地理学、地貌学等列为自然地理学的基础课。实际上,多门专业程度比较深的学科,都是从“上晓天文,下知地理”的“自然”部分中先后分化出来的,而且其中的多数学科如今已发展成为学科群。如果再把那些自成体系的学科,视为自然地理学的基础,不仅把学科关系“倒置”了,而且会成为阻碍相关学科进步的“绊脚石”。还有的教材,坚持把多门相关学科列为受制于自然地理学的“部门自然地理”,其实早在几十年以前人家就把“部门自然地理”名称丢到路沟里去了。

我们要重新把自然地理学拉回到“多学科之母”、“多学科之公共基础”的层面上来。这句话又该如何理解呢?例如,在现实生活中可以发现,如今大部分城市都有较严重的水环境问题,自然地理学的研究发现它不仅仅是城市给排水问题,而主要与城区内外的水系变迁及其水情变化有关,还与防洪泄污等工程效应有关,特别是这类问题在不同城市有不同的表现。例如在南京城区,2500年以前的秦淮河河口地段,已被城墙与堤防等分隔为七河四湖;与此同时,随着长江河口位置越来越远地向外迁移,南京城下长江河段的洪水位至少上涨了4m多;为了城区的防洪,还在城外挖了一条秦淮新河以宣泄洪流,以至于现在南京城区的河湖,不仅没有了自然的秦淮河来水,只有雨污水水源与生活污水水源,而且这些河湖在每年的大部分时间里没有出流汇入长江,也就是说河湖中的污水大部分被蒸发(而污染水)浓缩了,有一部分下渗了。在这种情况下,南京城区的河湖水能不严重污染吗?这样的城区水环境问题的自然地理科学研究,把自然地理学摆到了善于联系实际、不断发现问题及提出问题的基础学科位置上来,以促进城市水科学研究与教学取得新进展。

三、自然地理学的教学内容要与时俱进

我国历史上一直在赞颂几千年前的大禹治水,而黄河以及长江中下游的洪灾却越演越烈;50多年前,当教师介绍黄河中下游历来多决口改道大洪灾的时候,人们奋力加固加高黄河两岸的堤防,竟然几十年来没有再发生重大的决口改道大洪灾;30多年前,当教师介绍多年平均的黄河年输沙量为16×108t的时候,黄河中下游竟然连续几十年发生断流,而且每年的断流天数越来越多,断流河段越来越长,到1997年累计断流天数达226天、断流河长达704km;十多年前,在大家十分关注黄河断流问题的时候,在黄河水利委员会传出了“3条”黄河新概念与黄河下游实现“不断流、不淤积、不泛滥”新目标。所谓的“3条”黄河分别为自然黄河、“数字黄河”(数字化并在计算机上模拟)与“人工黄河”,后者概指确保黄河有210×103m3的出流入海前提下,统一调度黄河沿岸各省市的用水,所以自1999年以来黄河下游就不再发生断流。

毫无疑问,自然地理学的教学内容必须随时改进,总结过去的成就,提出今后研究的新问题。例如在研讨黄淮海平原地貌过程的时候,必须介绍过去黄土高原的水土流失-黄河的输水输沙-黄河下游的泛滥-黄河口外的沿岸流输沙等:在讨论今后的黄河地貌过程及其环境效应科学问题的时候,又必须以现在的“自然黄河”、“数字黄河”及“人工黄河”为起点了。

在大气科学深入研究全球变暖的时候,自然地理学讨论气候类型与气候变化的重点就应改为全球变化的区域响应,阐述地域差异及其生态(环境)效应,以利于有关地区适应当地的种种变化。

四、自然地理学的职责与使命

我们试从一系列惊人的“意外事件”来体会自然地理学的职责与使命,例如2005年6月10日下午2点

20分,黑龙江牡丹江地区宁安市突降暴雨,沙兰乡长安小学遭洪水袭击,300多名学生有105名遇难,他们是从课桌上滑落到2米深的泥浆中窒息而亡的(多么惨痛啊),同时遇难的只有4位村民。6月11日20时,黑龙江省水文局负责人说,此次洪灾的原因为短时间、局部、突发性强降雨造成的典型的泥石流山洪;在洪灾发生前,沙兰河上游在40分钟内,降雨量达150-200mm,属200年一遇的强降雨,在目前条件下,这种情况造成的山洪尚无法预知。安宁市教育局负责人称它是“天灾”。事实上,后建的沙兰乡长安小学,被安置在泥石流堆积平台上村边的低洼处,最终被汹涌的泥石流包围而导致重灾。从“暴雨-山洪-泥石流-顺古沟谷侵袭后建的小学,到造成惨重损失”,这样的自然成灾过程,虽然不太复杂,但是它关系到“大气与大气降水”、“坡地汇水-洪流”、“大量碎屑物质加入洪流,转化为泥石流”、“泥石流顺古沟谷侵袭后建的小学”等,所以它不是个简单的水文学问题,也不是个简单的气象学问题,而是自然地理学“研究过去”发生的过程、“发现”该地的泥石流堆积体、“预测未来”该地还会遭受泥石流侵袭、在建校选址的时候或者回避或者规划防护工程的问题。

也就是说,自然地理学的职责与使命就在于从实际生活中,不断地“研究过去,(发现问题)观测动态,预测未来”,以促进自然科学研究的不断进步,并不断提高人类生活与生存安全水平。

五、自然地理学的章节体系

过去的自然地理学无法摆脱“多学科拼装”的束缚,所以在章节安排方面一直都很受拘束,有的主张按“圈层”结构来分,有的强调以“系统”或“相互关系”来分。如果把自然地理学内容分解为探索与人类生存发展有直接关系的许多自然事件的过去(发生)及其未来(发展)过程,那么自然地理学的基本内容就以叙“事”为主了,其章节安排也就有了“自由度”。

例如介绍三角洲,若按“水文”一条线下去,那就是“水文学-河流水文学-河口水文学”,然后才是三角洲的发育及其结构构造特征等;若按“地貌”一条线下去,那就是“地貌学-河流地貌学-河口地貌学或河口-海岸地貌学”,然后才是三角洲地貌过程。然而,三角洲发育演变原本就不是某一个或某几个因素直接作用的产物,而是多因素共同作用下在河口地段的泥沙积累过程,具有因时因地而异的特点。以江苏沿海的故黄河三角洲为例,首先它与黄河改道有关,在江苏中部入海;其二与故黄河的输水输沙的变化以及故黄河河道的塑造过程有关(其中包括在故黄河两岸修建堤防的影响);其三与故黄河口的波浪及潮汐作用以及岸外水下地形的演化有关;其四与季风漂流及沿岸流的强弱变化有关;其五还与泥沙滩上的生物种类及其数量变化有关,如此等等。所以,影响三角洲发育的因素很多,而且因时因地而异,而三角洲的发育本是在该地泥沙运动发生变化并出现泥沙累积的动态过程,只有从“气、水、土、生、地”物质与物质运动,及其十分复杂的相互关系来介绍三角洲(地貌)过程,才有可能把这个问题解说得比较清楚。所以,三角洲应该是“地貌”体系中一个相对独立的章节。

六、自然地理学教与学的技巧