博士生专业基础课——地球系统科学
《地球科学导论》课件
地壳是地球的最外层，由 岩石和土壤组成，也是人 类居住的地方。
外核是地球的最内部层， 由液态的铁和镍组成，产 生地球的磁场。
地球的地质年代
01
地球的地质年代被划分为太古代、元古代、古生代、
中生代和新生代。
02
太古代是地球形成后的早期阶段，元古代是藻类和菌
环境保护与修复
通过研究环境污染、生态退化等问题的成因和规律，提出有效的治 理和修复措施，保护地球生态环境。
灾害预警与减灾
研究地震、火山、滑坡等自然灾害的发生机理，建立灾害预警系统， 提高减灾救灾的能力。
地球科学在探索宇宙中的作用
天体演化研究
通过研究地球与其他行星、卫星等天体的形成与演化过程，揭示宇宙演化的规律和机制。
水体污染
工业废水、农业化肥和城市污水等导致水体污染 ，威胁水生生物和人类健康。
生态修复
针对已遭受破坏的生态系统，采取措施进行生态 修复和保护，促进生态平衡和可持续发展。
PART 06
地球科学的未来发展与应 用
地球科学的新技术与新方法
1 2 3
遥感技术
利用卫星、飞机等平台，通过电磁波、声波等手 段获取地球表面和内部信息，实现大范围、高精 度的数据采集。
2023 WORK SUMMARY
《地球科学导论》 ppt课件
REPORTING
目录
• 地球科学导论简介 • 地球的构成与演化 • 地球的物理性质与化学性质 • 地球的环境与生态系统 • 人类活动对地球的影响 • 地球科学的未来发展与应用
PART 01
地球科学导论简介
地球科学定义
地球科学是一门研究地球的自然科学 ，包括地球的物理性质、化学组成、 结构特征、演变历程以及地球上的生 命现象等。
地球科学一级学科
地球科学一级学科1.引言1.1 概述地球科学是一门综合性学科，涵盖了地质学、大气科学、海洋学和空间科学等多个子学科的研究内容。
通过对地球各层次和各领域的综合研究，地球科学旨在揭示地球的起源、演化过程及其内外部相互作用规律，为认识和解决当前全球性问题提供科学依据。
地球科学的研究对象包括地球内部的岩石、矿物、地壳构造和地球表面的地貌、水文地质、气候和生态环境等。
通过对地球的物质组成、地层结构和地质历史的研究，地球科学可以帮助我们了解地球的演化过程、地质灾害的发生机制，以及地球资源的形成和分布规律。
在大气科学方面，地球科学探索大气运动、气候变化、气象灾害等问题，为人们提供准确的气象预报和气候变化的评估，为人类社会的可持续发展提供决策支持。
海洋科学是地球科学领域十分重要的一个子学科，研究海洋生态系统、海洋地质、海洋物理和海洋化学等方面的问题。
地球科学通过对海洋环境的研究，可以帮助我们认识海洋对全球气候和生态系统的影响，并为海洋资源的合理开发和生态保护提供科学依据。
此外，地球科学还涉及到空间科学，探索地球与太阳系其他天体的相互关系，研究太阳活动、星际空间和行星物理等问题。
这些研究不仅有助于我们认识宇宙的奥秘，还为人类的航天探测和空间技术的应用提供支持。
总之，地球科学作为一门综合性学科，通过不同子学科的研究，致力于揭示地球的起源、演化和各个领域之间的相互关系。
这门学科的发展不仅可以促进人类对地球的认识，还可以为全球性问题的解决提供科学依据和技术支持。
文章结构部分的内容应该是对整篇文章的组织和架构进行介绍和解释。
我们可以按照以下内容来撰写1.2文章结构的部分。
1.2 文章结构本文按照以下方式组织和安排内容，以深入探讨地球科学一级学科的相关知识和研究领域。
首先，文章的引言部分提供了对地球科学一级学科的概述，包括其定义、发展历史以及研究对象等。
通过这一部分，读者可以对地球科学一级学科有一个初步的了解。
接下来，正文部分分为两个子章节，分别深入探讨了地球科学一级学科的不同方面。
地球系统科学~知识整理
第一章、地球系统科学1、如何认识一个系统：1物质组成2系统各部分中的过程3系统各部分之间的相互作用－反馈2、地球系统科学的定义地球系统科学：将地球大气圈、水圈、岩石圈、冰冻圈、生物圈作为一个相互作用的系统，研究它们之间的物理、化学和生物的过程，并与人类生活和活动结合起来，借以了解现状和过去，预见未来。
从而为全球环境变化预测建立科学基础，并为地球系统的科学管理提供依据。
地球系统科学研究的空间范围从地心到地球外层空间，时间度从几百年到几百万年。
3、地球系统指由大气圈、水圈、陆圈（岩石圈、地幔、地核）、冰雪圈、生物圈和人类圈组成的有机整体。
是作为相互作用过程的集合，而不是单个部分的组合。
4、水体：天然或人工聚集的水成为水体。
5、水圈：地球表层水体的总称。
（水圈中的水以三相存在，分布于地表、地下和大气中。
）6、生物圈：生物圈是地球上所有动物、植物和微生物等生物有机体及其活动空间的总称。
生物圈占据了包括大气圈对流层下部、几乎整个水圈以及岩石圈表层的薄层范围。
其核心部分，即地表面以上100米至水面200以下米之间，集中了绝大部分生物。
7、冰雪圈。
冰雪圈的5个组成部分：海冰、大陆冰原、季节性雪盖、永动土和高山冰川。
前两者是最重要部分。
相对于液态和气态的水而言，冰和雪具有相对的稳定性。
冰雪圈覆盖全球海洋的7％，多年冰覆盖陆地表面的11％，但其覆盖范围可变。
冰雪圈的分布范围对地球表面温度非常敏感。
水的冰点恰好位于地球表面最高和最低温度之间约一半之处。
冰、雪和冻土分为常年（多年）性和季节性。
季节性冰、雪和冻土产生的季节影响和年际影响非常显著。
因常年性冰、雪和冻土的分布稳定少变，在十到百年尺度以上，可以产生比较固定的影响过程和影响趋势。
冰雪圈的重要性：（1）稳定的对太阳辐射的高反射率，影响地表能量收支。
（2）极地大气－冰－开放海洋的能量交换过程。
（3）约占总水量的2％，占有地球上近80％的淡水资源。
（海平面）补充：岩石圈地球是由一个物质分布不均匀的同心球层构成，它包括地壳、地幔和地核。
第二章 系统科学与自然地理系统
第一节
一、系统的定义
系统科学概述
贝塔朗菲： 贝塔朗菲：“系统是处于相互联系中并与环境发生关系的 各级组成要素的总体。 被誉为系统论的创始人。 各级组成要素的总体。”被誉为系统论的创始人。 钱学森： 钱学森：“系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分 结合成的具有特定功能的有机整体” 结合成的具有特定功能的有机整体”。 系统是由处于相互联系中并与环境发生关系的各组成 系统是由处于相互联系中并与环境发生关系的各组成 相互联系中并与环境发生关系的各 部分（要素）构成的具有特定结构和功能的有机整体。 部分（要素）构成的具有特定结构和功能的有机整体。 结构
五 、系统的分类
人类对系统的认识程度划分 黑色系统、 划分： 按人类对系统的认识程度划分：黑色系统、白色 系统和灰色系统等等； 系统和灰色系统等等； 系统与环境的关系划分 孤立系统、封闭系统、 划分： 按系统与环境的关系划分：孤立系统、封闭系统、 开放系统； 开放系统；
四、系统科学的基本内容
3.混沌论与分形几何学 混沌论与分形几何学
混沌论：美国气象学家洛伦兹（1963）提出。 混沌” 混沌论：美国气象学家洛伦兹（1963）提出。 “混沌”是 洛伦兹 指在复杂系统内部，某些看似确定性的事件中隐含着不确定 指在复杂系统内部， 不可预测性的随机现象， 性、不可预测性的随机现象，这种现象是由系统内部的性质 决定的。 决定的。 分形论：又称分形几何学或混沌几何学， 分形论：又称分形几何学或混沌几何学， 美国应用数学家 曼德尔布洛特（1975）提出。分形论举例说， 曼德尔布洛特（1975）提出。分形论举例说，自然界中有若 干几何形状，当用不同比例尺的量度单位去测量时， 干几何形状，当用不同比例尺的量度单位去测量时，会发现 其几何形状总具有相似性。 其几何形状总具有相似性。
地图学与地理信息系统攻读博士学位
地图学与地理信息系统攻读博士学位研究生培养方案一、培养目标1．掌握马列主义、毛泽东思想和邓小平理论，树立正确的世界观、人生观和价值观，遵纪守法，具有较强的事业心和责任感，道德品质和修养较高，愿为我国的现代化建设贡献自己的力量。
2．能独立进行科学研究，并具有主持较大课题的能力。
3．全面掌握地图学及地理信息系统知识，了解其最新进展和相关知识，并在该领域的某一方向上作深入的研究，取得创新性成果。
4．对于学习的第一外国语，能熟练使用阅读本专业文献，具有一定的写作能力，还能进行学术交流。
5．具有良好的心理和身体素质。
二、研究方向1．GIS理论与方法2．网络GIS与地理信息工程3．跨平台电子地图应用服务系统4．地理信息知识工程理论与方法5．数字地图学理论与技术6．遥感技术与GIS集成理论与技术7．地理信息可视化与智能综合8．地理信息人工智能处理三、学习年限博士研究生学习年限一般为4年。
非全日制博士研究生的学习年限最长不超过6年。
四、课程设置及学分分配（见下表）博士研究生必须修满15学分，其中必修课12学分，选修课不得少于3学分。
选修课程根据研究课题，在导师指导下，按“研究生课程计划表”选修，其中，必修课程平均成绩必须达到75分以上。
五、学位论文博士学位论文应在答辩前一年作开题报告。
报告内容包括：研究的目的意义，国内外现状，是否前沿领域或创新之处，本人的研究方案，主要参考文献等。
经有关专家讨论认可后，才能进行正式的研究及论文撰写工作。
博士学位论文的撰写、评阅和答辩按照武汉大学研究生院关于博士研究生培养方案的相关要求执行。
六、其他学习项目安排在读期间，必须至少有一篇以第一作者发表在“三大检索”（SCI、EI、ISTP）源刊上的学术论文。
七、培养方式以指导教师为主，有关教师为辅的培养方式，拓宽博士学位研究生的知识面。
多种教学方式相结合，对能力进行培养。
使博士学位研究生的素质有较大提高。
地图学与地理信息系统攻读博士学位研究生课程计划表地图制图学与地理信息工程攻读博士学位研究生培养方案一、培养目标本专业是以呈空间分布的自然、社会、经济、资源、环境等地理信息为对象，运用地图学与地理信息系统理论知识，利用信息技术、计算机技术、系统工程技术等现代科学技术手段，研制、建立、开发地理信息系统和设计、编制各类地图，进行空间分析和应用的一门学科。
地球系统科学
• 岩石圈内构造应力猛烈释放，岩石发生强烈变形， 构造应力的定向性明显，差应力值较大，板块升降 幅度与水平位移量都较大。
• 常发生大规模的陨击事件，各天体对地球的引力作 用常出现某种的异常变化。
• 气候剧变、海平面上升、生物大量灭绝，地磁翻转， 构造运动、岩浆作用、变质作用强烈
2
地球动力系统
• 地球上所有物质都在不断地运动
• 地球上不同物质的运动都有其独特的动力 学机制
• 地球以30千米/秒的速度绕太阳公转，公转 时间为一年。
• 地球的大气圈、水圈、生物圈在不停的运 动，形成了地球表层的外动力地质作用。
• 岩石圈（地壳）、地幔、地核进行着物质
与能量的交换，形成了复杂的内动力地质
8
各种时间尺度的周期性变化
• 60 年 四大行星力距效应,地球公转半径变化； “天干地支”；固体潮，地震，火山，核幔耦合作用等
• 29.8 年 地球自转速率变化,极移；内核振动周期。
• 11 年
太阳黑子活动,地球自转速率变化；厄尔尼
诺； 磁暴；地震活动短周期。
9
•1 年
地球公转一周；日幅射周年变；生长季节变化； 固体潮。
作用过程
3
开放的地球系统
• 地球与宇宙进行着广泛的物质交换。 （星子吸积, 陨击、）
• 地球与宇宙之间进行着能量交换。 （太阳辐射能，宇宙射线）
• 地球的形成与演化是在开放体系中 进行的。（地球是宇宙巨系统中的一份
子）
4
地球圈层间的强相互作用
• 地球是由具有强相互作用（非线性作用） 的单元（子系统）组成的复杂系统。
• 地球各圈层的强相互作用
地球系统科学
地球系统科学地球系统科学(Earth System Science，ESS)是研究地球上各种系统相互联系和相互作用的科学领域。
它涵盖了地球的气候、大气、水文、地质、生物等多个方面，以及它们之间的相互作用和反馈机制。
地球系统科学的目标是深入了解地球系统的运行规律，预测和应对全球环境变化等重大问题。
地球是一个复杂的系统，由许多相互作用的组成部分组成。
这些组成部分包括大气圈、水圈、岩石圈和生物圈。
大气圈由空气组成，包括氧气和二氧化碳等气体。
水圈包括地球上的水体，如海洋、河流、湖泊和冰川等。
岩石圈则指地球的地壳和地幔，以及其中的岩石和土壤。
生物圈则包括地球上的各种生物，如动物、植物和微生物。
这些组成部分相互作用和相互影响，形成了地球系统。
例如，太阳辐射进入地球大气层，一部分被大气吸收和反射，剩下的到达地面。
这些能量影响地球上的气候和气温。
海洋是地球上重要的储能库，它吸收和释放大量热量和湿气，对气候和天气起着重要的调节作用。
而地球的地壳活动，如火山喷发和地震，则影响着岩石圈的构成和地貌变化。
地球系统科学研究的一个重要方向是气候变化和全球变暖。
通过观测和模拟，科学家们发现，人类活动导致的温室气体排放和大气污染，对地球气候产生了重大影响。
大气中的二氧化碳和其他温室气体的增加，导致地球吸收的太阳辐射无法完全散发回太空，使得地球表面温度上升。
这种现象被称为温室效应，是全球变暖的主要原因之一。
全球变暖不仅影响气候，还对地球上的生态系统和人类社会产生广泛影响。
气候变化导致冰川融化、海平面上升和极端天气等自然灾害的增加。
同时，气候变化也对农作物产量、水资源供应和人类健康产生重要影响。
因此，研究和理解地球系统的运行规律，对应对气候变化以及保护环境至关重要。
地球系统科学的研究方法主要包括观测、实验和模拟。
通过观测地球上的气候、大气成分、水文循环和生态系统等变量，可以了解地球系统的现状和变化趋势。
实验则是在控制条件下，对地球系统的某个方面进行研究，以便更好地理解其运行机制。
《地球系统科学》课程教学大纲
《地球系统科学》课程教学大纲课程名称：地球系统科学 / Earth System Science课程编码：12024007 课程类型：专业选修课课程性质：专业主干课适用范围：06地理信息系统学时数：36 其中：实验/实践学时：课外学时：学分数： 2 先修课程：自然地理学、地理信息系统、遥感概论考核方式：考查制定单位：广州大学地理科学学院制定日期：2006年审核者：夏丽华执笔者：千怀遂一、教学大纲说明（一）课程的地位、作用和任务地球系统科学以全球性、统一性的整体观和系统观，从多种时空尺度研究地球的整体行为，其理论的构建，将使人类更好地认识所赖以生存的环境，更有效地防止和控制可能突发的灾害对人类所造成的损害，更有利于人类与地球的和谐发展。
该学科是在全球变化、地理信息科学和可持续发展等领域深入研究和不断拓展的基础上发展起来的一门新兴学科，本课程以专业选修课的形式，向学生介绍地球系统科学的形成与发展及其基本概念、基本理论和基本方法，并使学生了解其在全球变化、生态环境、资源开发、土地利用、管理决策、灾害防治等方面的应用。
（二）课程教学的目的和要求通过本课程的教学，让学生：1) 树立地球系统科学研究的整体观和系统观，了解地球系统科学的多时空尺度，并理解只有更好地认识人类所赖以生存的环境，才能更有效地防止和控制可能突发的灾难。
2) 了解可持续发展的内涵是以资源的可持续利用和良好的生态环境为基础，以经济可持续发展为前提，以谋求社会的全面进步为目标。
3) 初步了解地球系统科学研究中的遥感和地理信息系统技术，学会常用遥感图像处理软件的基本操作，能够初步运用地理信息系统技术进行空间数据的基本分析。
（三）课程教学方法与手段课程的主要教学方法包括课堂讲授与自学讨论。
课堂讲授部分全部使用多媒体技术授课。
（四）课程和其它课程的联系本课程的先修课程包括自然地理学、地理信息系统、遥感概论，并要求学生具有一定的数学基础。
（五）教材与教学参考书教材：毕思文，地球系统科学导论，科学出版社，2004年第一版。
地球系统科学专业解读及就业前景(精选5篇)
地球系统科学专业解读及就业前景(精选5篇)地球系统科学专业解读及就业前景（篇1）地球系统科学考研的毕业生可以在政府机关、城市建设、国土资源、国防、信息产业、财政金融、公共事业管理、交通、电力、能源、环境保护、气象等部门和领域从事科研、教学、生产及管理工作。
地球系统科学专业解读及就业前景（篇2）排名比较靠前的都是一些计算机类、土木类、软件工程、电气工程及其自动化、工程管理、机械电子工程等属于理工科类的专业。
对于文科的学生来说，一般从事财务管理或者外贸这些方面的工作也是不错的，毕竟在打交道方面或者处理事情的细心上。
根据自己的兴趣爱好来选择，如果不感兴趣的专业，即使我们选择了，那么，对于未来的学习和发展是很难进行下去的。
地球系统科学专业解读及就业前景（篇3）1、软件工程专业：￥18.5K / 月平均工资“软件工程”是唯一一个连续11年入围高薪前10的专业，排名一直位列前3名。
软件工程是当下热门专业之一!目前我国软件行业缺口比较大，毕业生就业率非常高。
从统计数据来看，连续三年的软件工程专业都被称为就业满意度最高的专业之一，不仅就业率高，薪资待遇水平也不错，自然是值得报考的。
就业方向：软件工程专业学生毕业后可在计算机软件专业公司﹑信息咨询公司﹑以及金融等其它独资、合资企业从事软件工程师、项目经理、软件开发工程师、测试工程师、java开发工程师等工作;2、信息安全专业：￥21.7K/月平均工资“信息安全”自届开始，连续八年成为本科主要专业中月收入最高的专业，薪资也一路上涨，从届的5026元，升到届的7439元，起薪涨幅达48%，也是近7年就业满意度最高的专业。
世界各国都高度重视信息安全问题，把信息安全摆在经济发展、社会稳定和国家安全的重要位置。
因此，当今社会的各行各业都需要大量掌握信息安全知识的人才。
本专业学生毕业后可在政府机关、国家安全部门、银行、金融、证券、通信领域从事各类信息安全系统、计算机安全系统的研究、设计、开发和管理工作，也可在IT领域从事计算机应用工作。
北大考博辅导：北京大学地理学(环境地理学)考博难度解析及经验分享
北大考博辅导：北京大学地理学（环境地理学）考博难度解析及经验分享2018-2019年考研时，地理学专业考研学校排名是广大考研学子十分关心的问题，2017年12月28日，教育部学位与研究生教育发展中心发布了最新第四轮地理学学科评估结果，是目前比较权威的排名数据。
从榜单中我们可以看出，全国共有43所开设地理学类专业的大学参与了排名，其中排名第一的是北京大学，排名第二的是北京师范大学，排名第三的是华东师范大学。
下面是启道考博整理的关于北大地理学（环境地理学）考博相关内容。
一、专业介绍资源与环境地理系环境地理学教研室是国内最早研究环境问题的单位之一，陈静生、关伯仁等老一辈教授是中国环境科学的主要开拓者，自五十年代初以来一直从事环境地理学和环境生物地球化学方面的研究。
随着技术手段和研究水平的不断提高，先后取得了大量理论科研成果，并在解决实际环境问题方面发挥了重要作用。
通过211以及985计划等的支持，本学科点在科研人才、设备、科研成果等方面在国内已经具有了一定优势，在若干领域也取得了一系列高水平研究成果。
目前，国外研究的热点是探索微量污染物在多介质环境中的归趋、如污染水平、空间分布、动态变化、来源解析、界面迁移、多介质模拟、生物吸收、生态效应和健康危害等。
本教研室目前研究重点包括两个方面。
一是重点研究持久性有机污染物的区域环境过程和对生物吸收的有效性。
二是重点研究有毒有害化学物质(包括内分泌干扰物质，持久性有机污染物质和新出现的环境污染物质), 在食物链中的传递规律与机制、生态健康危害机理和风险评价。
近5年来，本教研室承担了包括1项国家自然科学基金创新群体科研项目、2项国家自然科学基金重点项目、1项973课题、多项国际合作项目、2项国家杰出青年基金项目、1项教育部跨世纪人才基金项目、1项教育部中国高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划资助项目、多项国家自然科学基金面上项目、多个攻关项目及其他有关项目。
在近年的研究工作中，随着实验室技术手段和研究水平的不断提高，先后取得了大量理论科研成果，并在解决实际环境问题方面发挥了重要作用，目前已经成为我国环境地学领域学术水平最高的科研基地之一，拥有一流的研究设备，形成了以中青年骨干为主的学术团队和浓厚的学术氛围，在微量有机污染物区域环境过程和生物有效性等研究领域获得了一系列有国际影响的成果，每年在国际本领域学术刊物发表论文十余篇，为国家培养了大量环境领域人才。
《地球概论》课程教学大纲
《地球概论》课程教学大纲课程编号: 031301001课程名称：地球概论英文名称：An Introduction to Earth课程性质: 专业基础课总学时：64学分： 4适用对象: 地理科学本科专业先修课程：无一、编写说明（一）本课程的性质、地位和作用《地球概论》是地球系统科学基本物理框架的重要组成部分，是高等师范院校地理专业的第一门基础课。
它是对全球概括性论述的一门学科，它的内容是关于行星地球的基础知识，内容首先是天文学，其次是物理学；地球的天文学还包括地球的宇宙环境。
《地球概论》起着为其它学科开路的作用，在《地球概论》以后，地理专业还有一系列地理课程。
《地球概论》的任务，首先在于为所有这些课程提供关于地球系统科学的基本知识，特别是提供同太阳辐射能在地球表面上的分布和变化以及与地球运动参数有关的天文知识。
关于地球系统科学的基础知识也是中学地理课程的重要内容和难点所在。
因此，作为以培养中学地理教师为主要任务的高师地理专业的一门基础课，《地球概论》课程也是为中学地理教学服务的。
同时，地球系统科学的基础知识，包括关于天体和宇宙的知识在内，都是人类认识自身生存环境的基本知识。
这些知识都是同辩证唯物主义的宇宙观相联系的。
因此，《地球概论》的教学，应该在培养学生的辩证唯物主义的宇宙观方面，在科学普及宣传方面，起着有益的作用。
（二）教学基本要求《地球概论》的教学力求用辩证唯物主义的观点，阐明有关地球系统科学的基础知识，以地球和天体运动的客观事实，揭示自然界的相互联系和运动规律，以及人类认识自然界的从现象到本质的辩证过程。
《地球概论》的教学力求体现理论联系实际的原则，务使教学内容符合高师地理系地理专业和其它专业以及中学地理教学的需要；对于天文学内容的广度和深度，要注意适可而止。
《地球概论》的教学要使学生掌握如下的基本理论和基本知识，即地球的自转和公转及其相互关系的知识，地球上的四季和五带、历法和时间的知识，日、月食的知识。
地球信息科学基础ppt
在塔里木盆地
在海拔5400米的昆仑山腹地 在海拔3500米天山冰达坂
取古地磁样品 在南天山
在海拔4200米的帕米尔 在昆仑山山前
自然科学的学科体系
自然科学
数 物 化 地 天生
理
球 科
文
命 科
学 学 学 学 学学
自然科学的学科体系
地球科学，是以地球为研究对象的科学体 系。从不同角度对地球的不同圈层进行研 究、形成了地球科学的各个分支学科。
访问：1998－1999：斯坦福大学地质与环境科学系访问学者 2001－2002：哈佛大学地球与行星科学系访问学者
现职：浙江大学地球科学系教授、博士生导师
联系方式：
hlchen@
Tel：87952791 玉泉校区：浙江大学地球科学系
地球信息科学基础
研究方向：造山带与盆地构造
地学现象;Opx
Pl
而矿Cpx物晶体结构及晶格位错，则需要在电子显微镜下进
100μ m 行(b)研究，两者在空间尺度1上00μ相m 差甚远。
Op
Pl
Pl
270μ m (d)
Amp Opx
Pl
270μ m
时空尺度的差异性
210Ma 60Ma
120Ma
现今
研究对象的复杂性
地球科学的这种特殊的时空尺度，决定了研究对象的复杂 性。对于在几亿至几十万年时间尺度上发生的地学现象， 短暂人生很难观察到其全过程，而只能观察到事件完成后 留下来的结果，以及正在发生的事件的某一阶段的情况， 人们无法在实验室再造地球系统的真实过程。
大气圈、水圈、生物圈、岩石圈、地幔和地核这一地球系 统的圈层之间存在物质、能量的交换，也决定研究对象的 复杂性。
地球系统科学、生态学和环境科学
8
日本米糠油事件：1968年日本九州爱知县一个食 用油厂在生产米糠油时，因管理不善，操作失误， 致使米糠油中混入了在脱臭工艺中使用的热载体 多氯联苯，造成食物油污染。因食用被多氯联苯 污染的食物而得病的人，初期症状是皮疹、指甲 发黑、皮肤色素沉着、眼结膜充血，后期症状转 为肝功能下降、全身肌肉疼痛等，重者会发生急 性肝坏死、肝昏迷，以至死亡。1978年，确诊患 者人数累计达1684人。
三门具有密切 的内在联系而 又不能互相替 代的姊妹科学
4
8.1 地球系统科学
从研究包括人类在内的地球系统角度研 究人类和地球表层关系产生地球系统科学。
地球系统科学的创立 地球系统科学的研究对象及发展趋势
5
8.1.1 地球系统科学的创立
地球系统科学最早由美国国家航空与宇航管理局 （NASA）1983年提出。20世纪80年代中期以来，地 球科学发展迅猛，科学家明确提出物理过程与生物过程 相互作用的观点，进而形成了“地球系统”思想。90年 代，这一观点成为地学界共识，美、英、日等国纷纷制 定相关计划，这一学科得以确立并蓬勃发展起来。 1992年美国22所大学将地球系统科学教育纳入课程之 内； 与此同时，联合国《21世纪议程》将地球科学作为可持 续发展战略的科学基础之一。
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生态学的发展特征：
1、多学科跨部门的综合研究：国际性研究计划
世界气候研究计划（WCRP） 国际地圈生物圈计划（IGBP） 全球环境变化的人类因素计划（HDP） 国际岩石圈计划（ILP） 深海钻探计划/大洋钻探计划（DSDP/ODP） 全球海洋生态系统动力学研究（GLOBEC） 世界大洋环流实验计划（WOCE）
森林生态学 中国生态农业建设的历程和成绩 中国的水资源状况 中国湿地利用
地球概论
《地球概论》精品课程一、课程介绍《地球概论》是地球系统科学基本物理框架的重要组成部分，是高等师范院校地理专业的第一门基础课。
在《地球概论》以后，地理专业还有一系列地理课程。
《地球概论》的任务，首先在于为所有这些课程提供关于地球系统科学的基本知识，特别是提供同太阳辐射能在地球表面上的分布和变化以及与地球运动参数有关的天文知识。
关于地球系统科学的基础知识也是中学地理课程的重要内容和难点所在。
因此，作为以培养中学地理教师为主要任务的高师地理专业的一门基础课，《地球概论》课程也是为中学地理教学服务的。
地球系统科学的基础知识，包括关于天体和宇宙的知识在内，都是人类认识自身生存环境的基本知识。
这些知识都是同辩证唯物主义的宇宙观相联系的。
因此，《地球概论》的教学，应该在培养学生的辩证唯物主义的宇宙观方面，在科学普及宣传方面，起着有益的作用。
二、教师介绍（一）、主讲教师基本情况（二）、五年来讲授的主要课程：1、〈〈地球概论〉〉，自然地理类，4学时/周，学生人数：200人,5届。
2、〈〈气象气候学〉〉，自然地理类别，5学时/周，学生人数：约120人，3届。
3、《中学地理教学法》，地理类，3学时/周，学生人数：35人， 1届。
4、《中学地理教材分析》，地理类，3学时/周，学生人数：80人， 2届。
（三）、承担的实践性教学承担〈〈地球概论〉〉课程的实习工作，带过〈〈气象气候学〉〉课程的实习，带过教育实习，指导学生毕业论文20多篇，年限：1998年至今，学生人数达20人。
（四）、作为第一署名人在国内外主要刊物上发表的论文核心期刊1、“楚雄市城市气候特征分析”，地理学报，2003年第5期。
2、“用门限指数修匀模式预报降水量的试验”，气象科技，2000年第3期。
3、“云贵高原中小城市热岛效应分析”，气象科技，2002年第5期。
4、“彝族风情”，地理教学，2003年第2期。
（核心期刊）5、“全球气候的异常变化”，地理教学，2002年第4期。
地球物理考博专业课
地球物理考博专业课综述题（图⽚题）1.以地球物理任⼀种⽅法为例，试说明其应⽤前提及如何提⾼其应⽤效果。
答：重⼒学是地球物理学的⼀个分⽀。
重⼒勘探法的物理基础是⽜顿万有引⼒定律。
重⼒勘探根据观测的地球重⼒的变化研究地球的构造, 勘探与开发矿产资源, 进⾏灾害的预测与防治, 以及解决⼀些⼒所能及的地质问题, 从⽽为国民经济建设服务。
地球表⾯的任何物体都受到地球重⼒的作⽤,即受到地球的引⼒和地球⾃转引起的惯性离⼼⼒的合⼒的作⽤。
地球表⾯的重⼒随地点⽽变化。
重⼒的变化与地下物质密度分布不均匀有关;⽽物质密度的分布⼜与地质构造及矿产分布有密切的联系。
因此,研究地下物质密度分布不均匀引起的重⼒变化(称为重⼒异常),可以了解和推断地球的结构、地壳的构造,以及勘探矿产资源, 等等。
要得到与地下物质密度分布不均匀有关的重⼒变化并⾮易事。
⾸先,这种变化与重⼒的全值相⽐,是⾮常微⼩的。
所以,要观测到这个微⼩的变化,⾸先必须采⽤灵敏度⾼、精度⾼、稳定性好、适合野外复杂条件、便于携带的专门的重⼒测量仪器。
其次,由重⼒仪器测量的值不⼀定全部是重⼒值,它包含了⼤量的外界影响,例如,温度、⽓压及轻微的震动引起的仪器读数变化都会⽐重⼒的变化⼤许多倍,这些影响必须消除。
再者,根据仪器读数计算的重⼒值,不完全是由地下地质体引起的,它包含了地形起伏、测点的⾼程变化、地球并⾮球体以及地球⾃转引起的重⼒变化。
只有去掉这些影响,才能得到由地下物质密度分布不均匀引起的重⼒异常。
⾄此,重⼒勘探的⼯作还没有完成。
⼀个测点的重⼒异常是由地下地质体或所有的密度分布不均匀引起的叠加异常, 要得到地下某个地质体, 例如⼀个可能的矿床,潜在的储油⽓构造等的位置、产状、⼤⼩等信息,必须从叠加异常中分离出单纯由这些勘探⽬标引起的异常。
根据分离出的勘探⽬标引起的异常,求出或反演引起这个异常的地质体。
重⼒异常的分离和反演是重⼒资料数据处理及解释的主要任务,也是重⼒勘探⼯作最困难的问题。
地图学与地理信息系统攻读博士学位
地图学和地理信息系统攻读博士学位研究生培养方案一、培养目标1．掌握马列主义、毛泽东思想和邓小平理论，树立正确的世界观、人生观和价值观，遵纪守法，具有较强的事业心和责任感，道德品质和修养较高，愿为我国的现代化建设贡献自己的力量。
2．能独立进行科学研究，并具有主持较大课题的能力。
3．全面掌握地图学及地理信息系统知识，了解其最新进展和相关知识，并在该领域的某一方向上作深入的研究，取得创新性成果。
4．对于学习的第一外国语，能熟练使用阅读本专业文献，具有一定的写作能力，还能进行学术交流。
5．具有良好的心理和身体素质。
二、研究方向1．GIS理论和方法2．网络GIS和地理信息工程3．跨平台电子地图使用服务系统4．地理信息知识工程理论和方法5．数字地图理论和技术6．遥感技术和GIS集成理论和技术7．地理信息可视化和智能综合8．地理信息人工智能处理三、学习年限博士研究生学习年限一般为4年。
非全日制博士研究生的学习年限最长不超过6年。
四、课程设置及学分分配（见下表）五、学位论文博士学位论文应在答辩前一年作开题报告。
报告内容包括：研究的目的意义，国内外现状，是否前沿领域或创新之处，本人的研究方案，主要参考文献等。
经有关专家讨论认可后，才能进行正式的研究及论文撰写工作。
博士学位论文首先由指导教师审阅，提出意见，修改后，才能进行答辩前的准备工作。
答辩前应将博士学位论文交给5位具有高级职称的专家评阅，其中校外专家至少3位。
评阅通过后，方可答辩。
答辩委员会一般由5至7位具有高级职称的专家组成，其中校外专家不少于2人，答辩委员会主席一般由校外专家担任，答辩委员会成员名单报院系和学校学位委员会批准。
六、其他学习项目安排在读期间，必须至少有一篇以第一作者发表在“三大检索”（SCI、EI、ISTP）源刊上的学术论文。
七、培养方式以指导教师为主，有关教师为辅的培养方式，拓宽博士学位研究生的知识面。
多种教学方式相结合，对能力进行培养。
使博士学位研究生的素质有较大提高。
第8章 地球系统科学、生态学和环境科学
• 8.1.2 地球系统科学的研究对象和发展趋势
◆
地球系统科学通过研究大气圈、水圈、岩石圈和生物 地球系统科学通过研究大气圈、水圈、 圈组成的地球表层系统， 圈组成的地球表层系统，探讨地球系统各圈层相互作 用的物理、化学、生物机制， 用的物理、化学、生物机制，分析人类活动引起的地 球生态环境变化。 球生态环境变化。 地球系统科学中的时间尺度是一个关键指标。 地球系统科学中的时间尺度是一个关键指标。 地球系统科学应该能够阐明产生于10年至 地球系统科学应该能够阐明产生于10年至100年时间尺 年至100年时间尺 度内的各种地球环境现象、过程。 度内的各种地球环境现象、过程。
1942年 1942年，林德曼发表关于 食物链和 食物链和金字塔营养结构 的研究报告， 的研究报告，确立了生态 系统物质循环和能量流动 理论， 理论，为研究现代生态学 奠定了科学基础。 奠定了科学基础。
食物链
金字塔营养结构
1922年 美国人哈伦·巴洛斯首次提出“人类生态学” 1922年，美国人哈伦·巴洛斯首次提出“人类生态学” 概念， 概念，标志着生态学的重点从研究以生物为主体的生态 转向研究以人为主的生态。 转向研究以人为主的生态。
• 18世纪初出现了现代生态学的轮廓 18世纪初出现了现代生态学的轮廓 1798年 马尔萨斯的 1798年，马尔萨斯的 人口论》 《人口论》开阔了生 态学的视野。 态学的视野。 1859年 达尔文的 物种起源》 1859年，达尔文的《物种起源》提 出自然选择理论， 出自然选择理论，强调生物进化是 生物和环境相互作用的产物。 生物和环境相互作用的产物。
蒸发蒸腾 土壤结构 地表滞流 养分循环 截留 水
覆盖 食物 小气候
地形
气候
动物群
3. 考察环境变化对人类生存的影响。 考察环境变化对人类生存的影响。 研究区域环境污染综合防治的技术。 4. 研究区域环境污染综合防治的技术。 5. 加强对自然系统的研究。 加强对自然系统的研究。
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博士生专业基础课——地球系统科学
课程概述及主要内容：
本课程是关于地球科学主要领域学科发展、研究前沿及共性研究方法的讲座课程，概述和探索学科体系重大研究进展与技术方法，使博士生对学科前沿有较全面的认知，深入了解本学科科学思维、研究流程和研究方法的规律性和实用性，并结合文献阅读和科研工作，了解自己所从事的研究工作在地球科学中的位置，熟悉相关研究领域的现状与发展趋势，借鉴其研究方法及研究成果。
本课程主要内容包括地球科学前沿，地质学、地质资源与地质工程的科学理论、研究方法与技术，矿物学、岩石学、矿床学、矿产资源经济、地球化学、古生物学与地层学、构造地质学、地球物理学、第四纪地质学、水文地质、环境地质、生态地质、矿产普查与勘探、地球探测与信息技术、地质工程等各学科前沿发展和典型案例等，根据不同学科领域有所侧重。
课程安排：
总学分：3学分总学时：60学时考试方式：笔试或综述报告。