地理时空耦合

1. 选题意义

作者将造山动力学过程与盆地形成和盆地性质改变紧密联系起来，以“羌塘盆地东部中新生代沉积特征与动力学演化”为题，主要是基于以下几方面考虑：

1）研究区地处冈瓦纳大陆北缘、欧亚大陆南端、扬子板块西缘的构造衔接部位，是羌塘近东西向构造带向“三江”横向构造带的转换纽带。漫长的地质历史中残留下来的沉积盆地与造山带彼此镶嵌，地质构造复杂，岩石圈结构独特，盆地多旋回演化脉络清晰，盆山耦合关系密切。盆地构造格局转换过程中残留下来的丰富的地质构造现象详尽地记录了青藏大洋岩石圈扩张与消亡、洋-陆俯冲、弧-陆拼贴、陆-陆碰撞及物质资源再分配的全过程，因而使这里成为研究东亚构造格局及其演变，探索青藏高原形成过程和隆升机制、青藏大陆岩石圈动力学演化的关键部位，也使其成为验证、发展和完善活动论构造观，创建固体地球系统科学新理论，构建大陆岩石圈演化新模式的最佳野外实验室和突破口。可以说，当代青藏高原地球科学研究的重大理论创新点、地球动力学问题的争论焦点和解决问题的切入点在羌塘。

2）地层是盆地沉积建造的实体，是盆地形成和动力学演化的示踪剂。研究区中新生代地层发育较连续，生物化石丰富，沉积体系转换复杂，构造古地理变迁频繁，盆地结构和构造型式多样，不同时期原型盆地类型和性质转换的历程清楚。通过对区内中新生代地层学的研究，尤其是地层中所赋存化石指示的地质时代和形成环境、沉积体系及其时空变化、地层序列中的不整合关系，以及火山喷发活动时代的精细厘定，对于建立造山过程的时间坐标具有重要的参考意义；构造古地理研究是划分该区不同时期造山过程中构造古地理单元及沉积体系空间配置关系、反演造山作用极性的重要基础。以上这些沉积学特征为更深层次地揭示青藏高原这一敏感地区的构造演化及其深部动力学机制提供了坚实基础。

3）羌塘东部中新生代盆地是以前中生代地质为背景而形成和发展起来的，盆地内的碎屑物质记录了物源区的类型、性质和古构造背景；盆地内中新生代充填序列映射了造山动力学过程与盆地沉积建造之间的耦合关系；盆地中不同构造层次的变形特征为反演羌塘陆块构造-热事件序列提供了佐证。详细研究与造山作用相关的沉积盆地中物质记录和变形序列，对于恢复造山带演化过程中古动力条件和古构造环境，阐述沉积盆地的形成发展与大陆动力学之间的耦合关系具有重要意义。

4）区内晚三叠世中酸性岩浆侵入活动强烈，新生代钾玄质岩浆喷发事件在青藏高原北部极富特色，是研究藏北高原形成过程中壳-幔物质相互作用的深部地球动力学探针。通过剖析岩浆岩中所蕴藏的、与盆山转换相关的岩石学、岩石地球化学和同位素年代学信息，为恢复造山作用极性、重塑盆地结构与性质、盆地形成演化的地球动力学背景提供深部地质信息。

因此，青藏造山带大陆动力学研究急切呼唤羌塘盆地沉积地质学和盆地沉积动力学研究的介入。

2. 什么是耦合

耦合是指两个实体相互依赖于对方的一个量度。分为以下几种：非直接耦合：两个模块之间没有直接关系，它们之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的数据耦合：一个模块访问另一个模块时，彼此之间是通过简单数据参数 (不是控制参数、公共数据结构或外部变量) 来交换输入、输出信息的。标记耦合 ：一组模块通过参数表传递记录信息，就是标记耦合。这个记录是某一数据结构的子结构，而不是简单变量。控制耦合：如果一个模块通过传送开关、标志、名字等控制信息，明显地控制选择另一模块的功能，就是控制耦合。外部耦合：一组模块都访问同一全局简单变量而不是同一全局数据结构，而且不是通过参数表传递该全局变量的信息，则称之为外部耦合。公共耦合：若一组模块都访问同一个公共数据环境，则它们之间的耦合就称为公共耦合。公共的数据环境可以是全局数据结构、共享的通信区、内存的公共覆盖区等。内容耦合：如果发生下列情形，两个模块之间就发生了内容耦合(1) 一个模块直接访问另一个模块的内部数据;(2) 一个模块不通过正常入口转到另一模块内部;(3) 两个模块有一部分程序代码重迭(只可能出现在汇编语言中);(4) 一个模块有多个入口。延伸阅读：地理学上也会引用耦合这一概念地理时空耦合一切地理事实、地理现象、地理过程、地理表现，既包括了在空间上的性质，又包括着时间上的性质。只有同时把时间及空间这两大范畴纳入某种统一的基础之中，才能真正认识地理学的基础规律。在考虑空间关系时，不要忽略时间因素对它的作用，把地理空间格局看作是某种“瞬间的断片”，不同时段的瞬间断片的联结，才能构成对地理学的动态认识。与此相应，在研究地理过程时，应把这类过程置布于不同地理空间中去考察，以构成某种“空间的变换”，它们可完整地体现地理学的“复杂性”。地理时空耦合是四维向量的充分表达，除了高度、经度、纬度（垂直方向和水平方向）外，还有时间维的同时考虑。

3. 地理学是研究地球表面的地理环境中各种自然现象和人文现象,以及它们之间相互关系的学科.

地理学是对地来球的描述，自特别是对地表的描述。可以认为是对“何事在何处？为什么？”的回答，主要研究区域差异问题和地表要素的分布问题。

研究地球表层自然要素与人文要素相互作用及其形成演化的特征、结构、格局、过程、地域分异与人地关系等，是一门复杂学科体系的总称，并在各层次学校开设相关课程。地理学分为自然地理和人文地理。

有许多学者把经济地理从人文地理中分离出来，这样地理学就分为三类：自然地理、人文地理和经济地理。

(3)地理时空耦合扩展阅读：

地理学的研究技术已经从概念模型走向定量表达。从早期的地理地带性概念、柯本气候分带到气候系统模式,从早期的地理信息空间叠加到地球系统多圈层要素耦合模式,地理学相关模型的模拟精度正在不断提升。

从计算机制图到空间分析，地理信息系统向着具有不同分辨率、海量数据、多维显示的数字地球系统发展。从早期航空遥感走向多卫星组网的多分辨率、全天候、全波段、多要素地球立体观测,遥感观测的时空分辨率大幅提升。

4. 如何理解区域发展战略与政策对经济地理格局塑造的影响

如何理解区域发展战略与政策对经济地理格局造塑造的影响？对于这个经济格局的我组长是有影响的，经济在不大的区域发展战略中得到了充分的发展。

5. 土地利用趋势分析地理元胞自动机

土地利用/土地覆被变化(LUCC)是全球环境变化研究的重要组成部分，是人类活动对自然环境施加影响的显著表现形式之一。土地利用未来如何变化，当属目前土地利用变化研究的核心问题。Lambin等人的研究表明，动态的基于过程的模拟模型比经验的、随机的和静态优化模型更适合于预测土地利用(Lambin，2000)。到目前为止，直接地和明确地针对土地利用变化的理论和机理建构的模型还较少，真正将土地利用变化与其空间分布相结合，探讨不同尺度上土地利用的时空演变规律的动态模型更不多见(郭程轩，甄坚伟，2003)。

土地利用趋势预测的模型方法主要有回归预测法、马尔可夫法、人工神经网络、灰色模型、元胞自动机模型等方法。回归预测法是利用表明变量之间相互关系的数学方程式，由其他变量中的已知值推断预测变量的数值进行预测的一种方法。该方法适用于各个变量之间具有较强相关性的标准变量组。由于不同土地利用类型之间相互影响、相互制约，所以该方法常被用来研究土地利用变化与人文因素之间的关系。该模型的不足之处在于，不适合大范围的预测以及因经济因子难以定量化造成的预测值的误差。

马尔可夫过程是一种无后效性的过程，运用马尔可夫过程模拟土地利用动态变化首先要确定土地利用类型的初始状态矩阵和转移概率矩阵。该预测模型的优点在于计算和实现比较简单，可以揭示不同土地利用类型之间的数量转化规律和总体变化趋势。模型运算只需要考虑土地利用的现状信息，而无需考虑土地利用变化的内在机制，不足之处在于模型缺乏揭示土地动态变化驱动机制的能力及缺乏空间表达能力，该模型适用于土地利用变化驱动力变化机制不清及预测短期土地利用变化的状况。

人工神经网络能模拟人的部分形象思维能力，预测的过程就是利用不同时期获取的信息源，在对它们进行综合分析和对比的基础上，发现土地变化的区域和变化类型。该模型的优点在于能够对动态数据进行分析，并根据历史资料归纳规律，不足之处是受预测区域范围大小和时间长短的限制，一些主要因素特征难以确定，预测结果并不十分精确。

灰色系统动态模型GM(n，h)是依据灰色系统理论原理，利用系统的离散采集数据建立其动态微分方程，以灰色模块为基础，微观拟合分析为核心的建模方法。土地利用系统本质上是一个灰色系统，运用灰色模型可在土地资料不完整的情况下对中长期的土地利用结构进行过程分析。

元胞自动机(Cellular Automata)模型，是离散动态系统概念和应用建模的一种方法，其框架简单、开放，适于模拟具有自组织结构的复杂性系统，并且具有很强的生命力。以模型“自下而上”的研究思路、强大的复杂计算功能、固有的并行计算能力和时空动态特征，使得它在模拟土地利用变化这一空间复杂系统的时空动态演变方面具有自然性、合理性和可行性，CA模型与GIS软件相结合为土地利用动态建模提供了新的思路和建模方法。相比较其他模型，其优势在于:①更为简单、自然;②建立在空间相互作用，而不是社会、经济指标间的相互影响关系的基础上，更能反映空间格局变化以及由此带来的进一步反馈作用。

土地利用变化的复杂性决定了土地利用研究必须采取复杂系统的理论方法，特别是建立基于复杂系统思想的数学模型，这是土地利用过程研究的重要领域之一。因此，结合土地利用变化的规律，采用复杂系统的研究方法，建立土地利用变化的科学模型是土地变化复杂性研究的关键。目前国际上在复杂系统理论的背景下，利用元胞自动机模型研究地理过程的复杂行为是地理建模领域的前沿地带，是一项跨领域的前沿技术，将它应用于土地利用变化的预测和模拟，具有较强的理论价值和实践意义。

(1)元胞自动机模型(CA)可表现复杂系统结构的时空动态演化，利用CA对土地利用覆盖变化(LUCC)进行动态模拟，定量探讨土地利用变化过程并进行预测，对区域可持续发展、土地利用规划与土地管理决策意义重大。模型从研究一个地区土地利用现状入手，借助GIS软件分析土地利用动态变化的过程，研究不同土地利用类型的转移规律，探求土地利用变化的内在机制，为不同发展目标的土地利用调控提供理论依据。

(2)将GIS与Geo-CA相结合用于土地利用变化分析，不仅能够提高模型运算的效率，将模型全部过程进行计算机模拟，还能直观地显示土地利用性质的变化及土地预测的结果，通过调整模型参数获得未来不同预测年份土地利用的结果，可为区域决策者进行土地利用评价提供依据。

(3)研究流域的土地利用变化不仅可以为流域土地的合理利用及河流水资源的合理调配提供重要的决策依据，同时也为流域居民的生产生活、生态环境、经济的协调发展提供重要保障。将Geo-CA模型应用于流域土地利用变化的模拟和预测，目前尚处于探索性研究阶段。通过建立较为恰当的GeoCA-Lanse模型，并将其应用于塔里木河流域，不仅开阔了 Geo-CA 模型应用的领域，同时也为其他流域土地利用预测起到了很好的示范作用。

20 世纪 80 年代至 90 年代 Batty 和 Xie 利用分形理论与 CA 相结合对城市的形成和扩展进行了细致的研究。他们设计的凝聚扩散模型 ( diffusion-limited aggregation，DLA) 可以认为是广义的 CA 模型。1994 年 Me 提出了城市发展动态模型 ( dynamic urban evolutionmodel，DUEM) ，该模型用 CA 理论来描述具有自相似性和分形分维特征的城市及其发展过程。Clark ( 1998) 根据城市发展的历史数据以及交通、地形条件，设定适当的模型参数，建立了城市增长的 CA 模型，并将此模型与 GIS 平台松散耦合，对美国的旧金山和巴尔的摩的市区进行了成功模拟和预测。90 年代以来，Wu F. ( 1998) 将元胞自动机模型与多因子评价模型有机集成，并在 ArcInfo 中应用 AML 和 C 语言，在统一的界面上实现了GIS 和 CA 模型、MCE 模型的集成。在此平台上，实现了对我国广东省广州市城市扩张的模拟。加拿大的 White 和荷兰的 Engelen ( 1994) 将约束性 CA 模型用于模拟土地利用动态变化，如美国 Cincinnati 市的城市增长、受全球气候变暖影响 Caribbean 岛土地利用构成的变化等。

武晓波、赵键等 ( 2002) 利用基于遥感和地理信息系统的 CA 模型模拟海口市1987 ～ 2000 年城市发展进程。陈建平、丁火平等 ( 2004) 提出了基于 GIS 软件和 CA 模型的荒漠化演化预测模型，并以北京及其邻区为例，取得了较好的模拟效果。陈龙泉( 2004) 从 Markov 和 CA 两种模型所具有的特点出发，探讨用 Markov-CA 模型对土地利用/土地覆盖变化进行动态模拟和预测的可行性。Markov-CA 吸收了 Markov 和 CA 等理论对于有关时间序列的模拟和预测的优点，利用两期 TM 数据的试验证明，Markov-CA 模型能很好地对土地利用/土地覆盖变化进行模拟和预测。张显峰 ( 2000、2001) 提出了集成GIS 与 CA 模型进行地理时空过程模拟与预测的新方法，即首先将标准 CA 模型的 4 元组进行扩展以满足 GIS 环境下时空动态模拟的要求，然后以城市土地利用演化这一动态过程为例，建立了土地利用演化动态模拟与预测模型 ( LESP) ，最后运用此模型对包头市城市扩展和土地可持续利用演化进行了比较成功的模拟和预测。周成虎等 ( 2001) 利用 Geo-CA 构造了一个实用化且可运行的空间动力学模型 ( GeoCA-Urban) ，模型适应于模拟城市的发展和演变，模拟效果良好。

本系统的生态专业分析子系统以三源河流域和阿拉尔人工绿洲地区为研究样区，在GIS 软件和 Geo-CA 理论模型的支持下，从两个时相土地利用专题图的叠加分析和转移分析入手，结合土地利用变化的计量模型，分析土地利用动态变化特征，定量研究了土地利用变化与水系、交通、土壤、地形之间的关系，并据此构建控制因素层，结合社会经济数据调整模型参数，确定合理的邻居及转换规则，经过反复的调试和修改，最终构架出合理的土地利用动态演变模型 ( GeoCA-Lanse 模型) 及其软件系统。

6. 地理水循环问题

变化环境下的水循环研究关注地球生物圈、全球变化以及人类活动对水循环的影响，是国际水文学与水资源学科及地理、生态等众多学科交叉的前沿性问题。

中国地域广阔，七大江河及中国内陆地区的水文循环与陆地表层系统中各种自然地理要素的时间和空间分布密切相关，机理比较复杂，对全球变化有重要的响应。讨论全球变化与中国水循环前沿科学问题对于促进地学相关学科的交叉渗透，深化我国该领域的发展，解决与水密切相关的水资源短缺和生态环境退化等问题具有重要的意义。

2002年7月3～5日在北京香山召开了以“全球变化与中国水循环前沿科学问题”为主题的香山科学会议第187次学术讨论会。刘昌明院士（中国科学院地理科学与资源研究所）、丑纪范院士（中国气象局）和夏军教授（中国科学院地理科学与资源研究所）被聘请担任本次会议执行主席。

刘昌明院士在题为“陆地水文循环与全球变化”的总评述报告中，对水圈的历史、水圈与其他圈层的关系、水循环过程、全球及中国水循环的特点进行了评述和讨论。他列举大量科学数据和图表，指出水圈在全球范围同大气圈、生物圈、土壤圈、岩石圈、人类圈、智能圈等其他圈层发生着相互耦合作用，全球变化对水循环有重大影响。在讨论水循环的几个焦点和难点时，强调应特别关注水文循环速率与水资源可再生性调控；人类与自然二元驱动的水文循环；水文循环与生态水文等3个方面。而水循环研究的几个关键技术问题则是：1)水循环研究的理论深入需要网格化布局的水平衡要素的观测。通量(Flux)的测量精度是水循环理论研究的基石：2)在水循环理论研究的基础建立上遥感与地理信息系统是最主要的手段；3)分布式水文循环模型；4)水文模型与GCMs的耦合；5)水文循环尺度转化。他认为，许多未知的问题不会在短期内解决，任务是长期而艰巨的，强调重点要研究系统间的反馈机制；研究全球水循环在自然与人工合力作用下的变化并分辨两种作用及其比例，减少不利的作用，适应自然变化。为此，应当面向国家水问题重大需求，实现知识创新，推动跨学科研究。

丑纪范院士则从自己长期研究实践的经验出发，作了“对水循环研究的观念、方法、问题和可开展工作的思考”的综述报告。他首先从社会经济层面上和科学技术层面上深入分析了水问题研究的重要性。进而讨论了水文循环研究涉及的重大科学问题和解决方法。他强调：1）水循环的实际状况是基础性的问题，水循环从气候系统的角度看存在多种时间尺度的变化。解决方法：①及时充分利用新近出现的高新技术，取得观测资料；②气候的数值模拟；③四维同化方法进行诊断、反演。2）某区域和时段的降水的水汽来源？逐年的变动情况？水循环过程是否存在某些“遥相关”？解决方法：建立全球降水量的数值模拟模型，利用前后两次的大气流场、湿度场和地表蒸发量，可以推算出要得到的结果。3）当某年的降水和大气情况给定后，地表状况和人类活动的差异对水文过程的影响如何？解决办法：建立流域地表的时空变化过程的数值模拟模型，并不断与实际情况比较，改进模型参数，完善模拟结果，再进行模拟预测。4）全球变暖，海平面上升对我国水循环过程将引起怎样的变化？解决办法：建立全球水循环模式，关键是蒸发问题的解决。可以用反问题方法求解。

会议针对全球变暖与水文循环问题；气-陆面-海洋水循环相互作用与耦合问题；陆地水循环与水文生态问题；适应全球变暖与水循环变化问题4个中心议题进行了学术报告交流。

中科院兰州寒旱区研究所施雅凤院士作了“全球变暖、水循环加快与西北气候由暖干向暖湿的转型问题”的评述报告，提出了以1987年左右为界，西北地区的气候由暖干向暖湿转型的看法。他强调气候从暖干向暖湿转型过程和影响的观点是个覆盖面广、非常复杂不确定因素很多的科学问题，是西北大开发长远规划、经济发展必须研究清楚、预筹对策的基础问题，尚需进一步研究。

中科院海洋研究所胡敦欣院士作了“海洋在海－陆－气水循环中的作用”的评述报告。他指出海洋是全球水循环之源，约有3万立方千米的水降到陆面，是全球淡水的净化器，海洋在全球水循环中有极其重要的作用。在讨论近年来我国河流入海淡水锐减对中国近海环境、生态的影响时，认为这些影响包括动力学影响、海岸带侵蚀、海水入侵、盐度增加等。他还提出“海水西输”的大胆的设想，坦言这仅是“假想”，尚需进一步论证。

中科院地理科学与资源研究所于强研究员在“陆地水循环与缺水地区生态恢复机理问题”评述报告中侧重讨论了有关水汽通量与生理调节、水汽通量与大气湍流和土壤和植物的水力传导、生态系统对环境变化的响应与模拟以及参数化中的若干问题，讨论了存在问题和发展趋势。他认为，未来研究可能在冠层尺度上，水汽通量可以与光合作用以及若干气象要素的简洁关系，以及对水分传输中非稳态过程的模拟等方面有所突破。

中科院大气物理所吴国雄院士作了“全球变暖与海－陆－气相互作用”评述报告，对陆面过程对夏季气候的影响；青藏高原对气候的影响；海陆热力差异和季风爆发，以及我国开展相应研究的战略及相关的管理问题进行了探讨。他指出海－陆－气相互作用是诱发地球系统中气候变化的最基本、最直接的外部驱动力，强调我国应重视时空连续资料积累和场地试验相结合，开展气候卫星研制和发射，尽快发展国家气候系统模式。

水利部水利信息中心刘春蓁教授探讨了“气候变化对陆地水循环影响研究的问题”。她指出目前主流的水文-气候模型单向连接方法存在诸多问题，并提出了改进意见。

中科院大气物理所孙菽芬教授介绍了“陆面过程和模式的研究”的现状，指出陆面过程机理及模式研究是整个全球气候系统研究一个重要分量。他讨论了现有模型存在的不足，指出现在已出现大尺度陆面过程水文模型的研究的良好契机。

北京林业大学王礼先教授探讨了“干旱地区森林对流域径流的影响”，认为森林对流域年总径流量影响的结论都是对特定地区、特定流域而言的，干旱地区森林覆盖率的增加将导致流域产水量（年总径流量）的减少，相反，森林植被覆盖率的减少则可以增加流域年总径流量。

河海大学任立良教授作了“分布式水循环模拟进展及问题讨论”的专题报告。指出当前分布式水循环模拟的关键问题是模型输入的时空分辨率问题和模型的产汇流机制及其参数的确定。通常会同时存在地表径流的超渗产流和蓄满产流，应该采用混合产流的水文模型。

中国气象科学研究院张人禾研究员探讨了“西北地区空中水资源的开发”问题。认为开发利用空中水资源，增加地面降水，有可能为西北地区解决水资源短缺提供一个新途径。

中科院大气物理所季劲钧研究员讨论了“关于水碳循环模式化问题-气候与生物圈相互作用”问题。中国农业科学研究院林尔而达研究员讨论了“全球变化的水-碳循环问题与适应对策”问题，侧重就碳汇问题作了深入分析。我国科技界应高度重视碳循环的研究，特别是水循环对碳循环的影响研究。

夏军教授在题为“变化环境中的水循环问题研究面临的挑战”的报告中指出，变化环境的水循环研究是21世纪水科学发展一个十分重要的发展方向。他强调要加强变化环境中的水循环规律，区分变化环境中水循环过程的自然变化与人类作用的贡献，量化变化环境下陆地水循环规律等关键问题的研究。

适应国家需求，加强变化环境下的水循环研究

围绕会议的4个中心议题，与会专家学者除进行了内容广泛的学术报告交流之外，更用过半的时间进行即席发言和聚焦自由讨论。与会者对以下问题和方面表示了很大的关注：

1)深化全球变化研究

陆地水文循环演化是全球变化知识创新的重要组成部分，全球变化下的陆地水文循环过程是关系到水资源可持续利用以及人类社会可持续发展的重大科学问题。这不仅是理论问题，而且还有很强的现实意义。

2)重视和加强陆面水文－大气过程耦合作用研究

从大气到陆面要统一考虑。尺度转化问题也要研究。陆面模式的研究应大力发展，同时要注意遥感技术的发展。遥感是认识现状的基础手段，也是大气科学和水文科学结合点。应该用数学物理方法，用偏微分方程来描述产汇流机制。

3)水文循环模拟和大气模拟的结合点上可能形成新的增长点

要在水文循环模拟和大气模拟的结合点上形成新的增长点。气候模拟的陆面过程要考虑水循环。现在的模型研究过于求大求全，应该有所为，有所不为。要利用遥感，DEM来描述参数关系，把相关参数从有资料地区推广到无资料地区。

4)开展关于人类活动对水循环影响的量化研究

人类活动如何影响水循环，如何量化是研究的关键问题。在全球尺度看人类活动对水的影响，水质方面会发生变化。

5)重视西北气候的转型问题以及气候模型和水文模型的数值模拟研究

气候从暖干向暖湿转型过程和影响的观点是个覆盖面广、非常复杂不确定因素很多的科学问题，是西北大开发长远规划、经济发展必须研究清楚、预筹对策的基础问题，需进一步研究。西北气候转型问题应该放在全球系统上考虑，要分析清现在西北气候的变化是长时间变化的还是短期的波动的。

6)西部人工增雨的技术应予关注

目前西部人工增雨的技术可行性以及效益问题应予关注。

7)黄河断流问题在全球变化和水循环研究中有特殊意义

刘昌明指出，以前黄河有淡水入海时，黄河三角洲以每年24平方千米的速度扩张，现在入海流量减少，甚至断流，黄河三角洲在逐渐退缩，“失退”现象正在发生。

8)不能盲目发展灌溉林业

应该研究一个区域或流域的理想的优化的生态格局，不能盲目地发展灌溉林业。有的地区盲目发展，现在已经造成了“绿了一条线，荒了一大片”的恶果。

9)全球变化与碳循环

我国科技界应高度重视碳循环的研究，特别是水循环对碳循环的影响研究。

10)实实在在地加强基础研究

开发模型和研究理论的关系要处理好，模型只是工具，基础理论的研究要加强。大气模型的研究重点要放在水循环是如何影响气候系统这个方面。当前基础研究薄弱，要加强以流域为单位的基础理论研究，对已有的数据要加强共享。基础观测十分重要，是一切研究的基础。

执行主席刘昌明院士、丑纪范院士和夏军教授对本次会议进行了学术小结，概括了会议取得的科学思想和共识，并提出了我国变化环境下的水循环研究应该加强的基础理论研究课题。

夏军在小结中首先指出会议取得的基本共识是：水循环是联系地球系统的关键纽带，当前重要的科学前沿领域。我国目前遇到的问题是：水多了－严重的洪涝灾害问题；水少了－严重的干旱问题；水脏了－严重的环境问题。

中国目前水循环的现实紧迫区包括：华北地区（中国政治经济文化中心，缺水及生态环境问题十分严重）、西部地区（水资源是西部大开发的关键制约）、长江/黄河。现在聚焦的关键系统框架是：全球变化与高强度的人类影响下的陆地水循环机理

重要的科学研究内容包括以下几个方面：

1）我国大陆水循环格局与海-陆-气的相互作用；

2）大陆水循环的主要控制因素及其演化趋势；

3）流域水循环系统与地表水、地下水合理利用；

4）人类活动（特别是跨流域调水、用耗水）对大陆水循环的影响及其生态效应。

关键的几个科学问题有：

1）海－陆－气相互作用问题；

2）陆地干湿的自然变化与气候影响；

3）区域水汽输送来源与其变化机理；

4）陆地水循环及水生态环境变化中的人为影响因素的确定与量化方法；

5）大气－陆面－水文耦合及尺度问题；

6）水文－生态相互作用问题；

7）全球变化与水－碳循环问题。

目前尚存的问题与面临的挑战：

1）海-陆-气/大陆水循环时空连续基础观测数据比较缺乏；

2）变化环境中的水循环基础理论（水量/能量平衡、西部冰冻圈作用等）方法需要创新；

3）缺乏中国大陆尺度水循环量化模式；

4）高新技术（3S/同位素方法/古气候-古水文方法等）需要大力普及和应用；

5）不同行业研究队伍需要合作/集成；

6）科学研究支持与管理需要改革,数据共享。

最后，三位执行主席依据会议讨论以及与会人员提出的看法和意见，提出了应该结合国家需求对敏感地区（华北、西部、长江）的水问题开展基础研究的建议，涉及以下重点研究内容：

1）华北地区缺水及生态环境变化的水循环基础与修复对策研究；

2）西部生态脆弱区水循环研究；

3）长江流域的环境变化、水资源演变与调控机理；

4）西北地区空中水资源转化机制及其控制原理。