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篇1
卒中后抑郁（poststrokedepressionPSD）是腦血管意外的常見并發癥，腦卒中后約60%的患者可發生抑郁［1，2］。卒中后的抑郁情緒和認知障礙等可直接影響患者的病程及預后。早期康復治療能使PSD患者的抑郁心境有明顯改善，使康復治療步入良性循環，從而改善預后，現報導如下。
1資料與方法
1.1對象選取2004年3月～2005年6月在我院神經內科住院的86例PSD患者為研究對象。入組標準：（1）均符合1995年全國第四屆腦血管病學術會議制定的腦卒中診斷標準，并經CT證實為大腦半球病變（梗塞或出血），無意識障礙、失語及嚴重的認知功能障礙；（2）均符合《中國精神疾病分類方案與診斷標準》第3版（CCMD3）抑郁癥診斷標準；（3）病程10～15d；（4）無嚴重的心、肺、腎功能障礙，排除既往有神經、精神病史及檢查不合作者。其中男54例,女32例；平均年齡58.4±9.4a；腦梗塞50例，腦出血36例。
1.2方法
1.2.1分組方法先按疾病類型分層，爾后將入組的86名卒中后抑郁患者隨機分成康復組（研究組）46例，常規治療組（對照組）40例。兩組患者性別、年齡、發病時間、神經功能缺損程度、日常生活活動能力及抑郁程度均無顯著性差異（P＞0.05）。
1.2.2治療方法兩組均給予神經內科常規治療和護理，對抑郁顯著的患者口服百憂解治療。研究組采用運動再學習方法（MRP），在生命體征及病情穩定48h后即開始康復治療，早期均以肌肉按摩、神經肌肉電刺激、患肢的抗痙攣擺放、關節的被動與主動活動等，以保持關節正常活動度及肌肉正常長度為主。再根據患者病情，腦梗塞患者一般在發病后3～5d，腦出血患者在發病后10～20d進行坐、立、行、走訓練，同時通過具體的作業由易到難進行日常生活活動（ADL）訓練與強化，每日1次，每次45min。康復師不斷地與患者進行交流，講解神經康復的基本原理及近期與遠期目標，使患者對腦卒中有全面、正確的認識；不斷肯定、鼓勵患者所取得的每一個進步；進行適當的心理疏導，以喚起患者戰勝疾病的信心。
1.2.3療效評定采用改良的Barthel指數（MBI）評定ADL，漢密爾頓抑郁量表（HAMD）評定抑郁狀態，分別于治療前及治療第40d末各評定1次，并進行對比分析。HAMD24項評分≥8為輕度抑郁，≥20為中度抑郁，≥35為重度抑郁［3］。全部數據采用SPSS10.0統計軟件包處理，并進行t檢驗。
2結果
治療前后兩組患者MBI、HAMD評定結果比較，見表1。
表1兩組MBI、HAMD評定比較（略）
注：組內治療前后比較P＜0.05，P＞0.05；兩組間比較P＜0.05
表1顯示，治療40d末，研究組MBI、HAMD評定均有明顯改善，差異有顯著性（P<0.05），對照組治療前后改變不明顯（P>0.05）；治療后兩組間比較，研究組明顯優于對照組，差異均有顯著性（P<0.05）。
3討論
PSD是腦卒中后常見并發癥之一，其發生的機制不明，目前有兩種學說：（1）原發性內源性學說，認為腦卒中后破壞了去甲腎上腺素能神經元和5羥色胺能神經元及其通路，引起去甲腎上腺素和5羥色胺之間的平衡失調；（2）反應性機制學說，即卒中后肢體功能的喪失，社會功能減退，角色轉變，家庭關系等急性轉變超出患者所能應對的范圍；患者卒中后對疾病認識不足及對偏癱后果恐懼導致精神壓力過大；怕拖累家人、經濟承受力的擔憂等，多種家庭、社會、生理因素共同導致病后生理、心理平衡失調，而產生悲觀孤獨情緒，不愿意與人交流導致抑郁。
PSD與腦卒中的嚴重程度有明顯的相關性［4］，患者的神經功能缺失越重，ADL越差，越易導致PSD。而隨著ADL的恢復，患者的抑郁程度亦會明顯改善。大腦是有可塑性的，早期康復治療，因能有效抑制異常運動模式的產生，誘發正常運動模式，促使大腦的神經功能重組向符合生理要求的正確方向上發展。本研究顯示，研究組治療前后MBI、HAMD評定比較均有明顯改善，差異有顯著性（P<0.05），對照組治療前后改變不明顯（P>0.05）；治療后MBI、HRSD評定兩組間比較，研究組明顯優于對照組，差異均有顯著性（P<0.05）。隨著康復治療，患者肢體功能不斷改善，ADL的不斷改善，激發起患者康復的信心，心理障礙逐步消除，有利于PSD的恢復。
康復訓練是有計劃、有目的、循序漸進的過程。在其間患者通過與康復師的不斷交流，康復師的耐心的心理疏導，向患者傳達積極的心理支持；通過建立良好的康復氛圍，安排偏癱患者的集體治療，促進患者與患者間的交流及加強患者與家屬間的溝通，使其心情放松、愉快，不斷樹立自信心，從而打消患者不良的心理防御體制，消除卒中后不良行為與處理方式，使患者能正確認識卒中事件本身，正確接納自己與自己的疾病，能積極主動地參與治療，從而解除抑郁。
總之，早期神經康復能從內因與外因兩個方面改善患者的抑郁心理，促進PSD的恢復，而PSD的恢復，反過來又可加速康復進程的發展，最終改善患者肢體功能，減低致殘率，改善預后。
參考文獻
［1］于愷.卒中后抑郁的臨床研究進展［J］.神經疾病與精神衛生，2004，4（5）：405
篇2
MediumRange Weather Forecasts, UK.(Eds.)
Use Of High Performance
Computing In Meteorology
Proceedings of the 11th ECMWF
Workshop on the Use of High
Performance Computing in Meteorology
2005,313pp.
Hardcover USD:151.00
ISBN 9789812563545
氣象學中高性能計算
的利用
有關氣象學中利用高性能計算的
第11屆ECMWF研討會會議錄
W茲韋費爾霍夫G莫澤齊恩斯基編
地球科學特別是數值天氣預報（NWP）需要最高水平的計算機功能。中期天氣預報歐洲中心（ECMWF）具有在該領域中使用超級計算機的經驗。它每兩年組織一次研討會，將氣象科學家、計算機科學家及研究人員聚集在一起，分享他們的經驗，學習最新的進展。
第11屆有關在氣象學中利用高性能計算的研討會于2004年10月25~29日在位于英格蘭南部城市雷丁的中期天氣預報歐洲中心舉行。從這次研討會上可以很清楚地看到當今的氣候科學，特別是NWP繼續要求可以利用的最快的計算機。這種對于速度的需要主要是由于天氣模型使用的分辨率，物理學復雜性的增加，以及可用于數字同化的衛星數據數量的增長的結果?，F在最快的商業上可以利用的計算機具有數千個標量處理器或者數百個向量處理器，最大的系統達到了每秒幾十萬億次肖浮點運算的可持續性能。這些系統主要使用Fortran 90/95和C++編程，并且配備了用于處理器之間通訊的MPI，并且在某些情況下配備了用于節點內共享內存編程的Open MP。
這本會議錄共收集了20篇論文。(1)ECMWF使用新的IBM P690+的早期經驗；(2)為大尺度科學創建科學驅動系統總體結構；(3)用于高效率計算機系統的編程模型及語言；(4)地球模擬程序的運行狀態；(5)非流體靜力學大氣GCM的開發及其計算性能；(6)PDAF―并行數據同代框架：使用卡爾曼過濾的經驗；(7)運行氣象預報中卡爾曼過濾最佳逼近與瞬時局部四維變量；(8)基于Intel總體結構的高性能技術；(9)DkRZ的分布式數據管理；(10)澳大利亞氣象局的超級計算升級；(11)四維變量：NEC SX-6的優化與性能；(12)天氣研究與預報模型：軟件總體結構及性能；(13)為CMA的NWP工作建立有效的管理；(14)下一代超級計算機和JMA的NWP系統；(15)網格：一種21世紀NOAA的IT基礎結構；(16)分布式氣候數據資源的集成：NERC數據網格；(17)商品Linux群集和網格的任務幾何：適用于同步耦合、非對稱大氣模型拓樸認知負載平衡的解決方案；(18)在Cray XI上的地區氣候系統模型的移植與性能；(19)并行總體結構上的分布式數據對象統一內存模型；(20)氣象學中使用高性能計算的專題討論會經驗――對討論的總結。
本書對氣象學、氣候學以及海洋學領域中使用的新型并行技術的最新進展及計劃作了極為出色的述評，可供相關專業人員閱讀參考。
胡光華，高級軟件工程師
篇3
從實踐教學的角度，應用氣象學專業培養的人才應具備以下能力。
(1)基本技能能力。培養的學生應該具備良好的從事氣象行業業務的基本技能，例如:大氣探測中氣象測報的基本技能、農業氣象觀測業務要求的基本技能、天氣預報應掌握的基本技能、計算機數據處理及信息處理能力、氣象遙感數據處理及應用能力等。這些基本技能的掌握可以使學生畢業后能盡快適應業務，同時提高我校畢業生的市場競爭力。
(2)獲取和應用知識的能力。訓練和培養學生的自學能力，即具有辨別、判斷各種信息、提取有效信息、綜合分析與歸納決策的能力。同時培養學生綜合應用知識、獨立分析、解決問題的能力、實際操作能力、設計計算能力、撰寫科研論文、參與學術交流的能力、組織管理能力等多方面的應用能力。
(3)創新能力。在教學計劃和教學實施過程中加強教學實踐課程和科研訓練環節，培養創新實驗能力、科學研究能力、科技開發能力等。
2實踐教學課程體系
應用氣象學專業實踐教學課程體系建設按照學校實驗模塊、實習模塊、綜合訓練模塊和設計開發模塊的總體思想，以實踐能力培養為主線，旨在構建分層次、多模塊、相互銜接的實踐教學體系。通過對原有實踐環節進行整合，并且對沒有實驗(習)條件的課程進行充分的挖掘，形成新的課程體系(見圖1)。
(1)實驗模塊。實驗模塊分為信息處理類和業務基礎類兩類，主要為培養學生一些基本的實踐能力。業務基礎類包括應用氣象儀器學、天氣分析和預報2個實驗課程;信息處理類包括氣象遙感數據處理及應用、地理信息系統上機實驗、應用氣象統計學實驗、應用氣象程序設計、常用氣象統計軟件應用等實驗課程。
(2)實習模塊。實習模塊的設計考慮了氣象基本業務的需要，設計了氣象觀測實習和天氣預報實習，屬于氣象行業對人才要求的最基本技能。學生通過這2個實習可以有針對性地進行測報和預報工作訓練。
(3)綜合訓練模塊。綜合訓練模塊的設計考慮了學生綜合能力培養的需要。具體有農業氣象業務與方法教學實習、小氣候測定實習、設施環境調節、農業氣象災害及其防御、應用氣候學教學實習、畢業實習等實習環節。學生通過此模塊的實習能夠提升自己綜合運用相關知識的能力。
(4)設計開發模塊。設計開發模塊的設計考慮了學生獨立進行科研的需要。具體有課題設計、專業綜合實驗、畢業論文等實踐環節。通過整合和充分地“挖掘”，在新的實踐教學課程體系中，增加了氣象遙感數據處理及應用、設施環境調節和農業氣象災害及其防御等實踐內容，特別是設施環境調節是目前氣象業務不斷拓展的主要方向，北方地區的很多氣象業務單位已經開展設施農業的氣象服務。
3實踐教學條件體系
實踐教學條件是實踐教學體系的基礎，在整個體系中起支撐作用。根據實驗課程體系，主要是實驗室、實習基地和師資隊伍建設。
(1)實驗室建設。整合現有資源的基礎上，增加實驗室面積和更新現有儀器設備，建設成為4個實驗室，分別是氣象觀測實驗室、天氣分析實驗室、氣象信息處理實驗室和專業綜合實驗室。氣象觀測實驗室和天氣分析實驗室主要滿足實驗模塊中業務基礎類實驗課程和實習模塊中2個實習的進行。氣象信息處理實驗室完成實驗模塊中信息處理類實驗課程的教學任務。專業綜合實驗室完成綜合訓練模塊的教學任務。
(2)實習基地建設。實習基地是教學科研工作的重要組成部分，是學生知識創新、技術開發的重要基地，包括校內實習基地和校外實習基地。①校內基地建設包括地面氣象觀測場和氣象綜合實習基地。地面氣象觀測場可保證氣象觀測實習，氣象綜合實習基地主要用于滿足農業氣象業務與方法教學實習、小氣候測定實習、設施環境調節等課程的實習與實驗、專業綜合試驗、畢業論文等。②校外實習基地建設主要分為3類，分別是以測報為主要內容的觀測實習基地，以天氣預報為主要內容的預報實習基地和以專業綜合能力培養為主要內容的綜合實習基地，這3類實習基地反映了學生實踐能力增長的過程，依靠實習基地的現有條件，利用地方長處指導學生，特別是到校外氣象臺站進行地面氣象觀測實習和天氣預報實習，可進入實戰狀態，能全面提高實際工作的水平和能力。
(3)師資隊伍建設。實踐課程的教師隊伍配備以實驗室(或實習基地)為平臺，通過培養和引進，每個實驗室(實習基地)配備1或2名專職或兼職實驗教師，負責本實驗室(實習基地)課程的授課工作。
4實踐教學管理體系
實驗室和校內實習基地由實驗室主任負責日常管理，專職技術人員負責設備維護、實習準備等工作，實習指導教師負責具體實習的開展。主要實驗室(實習基地)除了保證學生實踐課程的授課之外，主要的運行方式是對學生全年開放。實行以實驗室或課程為單位進行運作的管理機制和開放性實踐教學的運行機制。如地面氣象觀測場、氣象觀測室、天氣分析實驗室配備專職和兼職的實踐指導教師，效仿氣象行業實際業務，學生分組負責的方法進行全年的測報和預報;1個年級如果能夠堅持1年，學生測報和預報的技能就能基本能夠達到實際業務的需要。氣象綜合習基地同樣在配備專職和兼職老師的基礎上，采取學生分組“承包”，挑選主要大田和溫室作物種植，整個生育期內負責“承包”實驗地的發育期觀測和環境觀測;同樣1個年級堅持1年，學生也基本可以掌握發育期觀測、環境(包括小氣候、溫室)觀測的技能。學生只有掌握了這些基本的技能，指導教師進而加強引導，就會逐漸增強其開發和創新的能力。
5實踐教學評價體系
篇4
關鍵詞 ：臺風；降水；時空分布；特征；郴州
中圖分類號：P466 文獻標志碼：A 論文編號：2014-0955
0 引言
郴州市地處湖南省東南部，地形復雜地貌多樣，東部是南北延伸的羅霄山脈，南部是東西走向的南嶺山脈，中部、北部低山、丘陵、平地交錯，地勢自東南向西北傾斜，是全省受臺風影響最嚴重的地區之一。每年7—9 月，西太平洋和南海熱帶氣旋從福建、廣東等沿海地區登陸，給郴州帶來不同強度的降水。臺風降水多寡對郴州的旱澇而言是至關重要的，適量的臺風降水可以緩解本地旱情和高溫，有利于農作物的生長；而臺風暴雨則易誘發洪澇、山體滑坡等地質災害，給人民生命財產造成重大損失。
長期以來，氣象學者對熱帶氣旋的生成、結構、強度、路徑、風雨影響的預報進行了大量的研究[1-4]。而近些年，關于臺風降水的氣候研究在國內外逐漸受到廣泛的重視。Englehart 等[5]探討了墨西哥西部臺風降水氣候特征，并進行模擬；王繼志[6]對1884—1979 近百年的西北太平洋臺風進行了統計；李英等[7-10]對影響中國的西北太平洋臺風的時空分布、強度分布、移動路徑和臺風源地進行了氣候學分析；孟瑩等[11-18]對影響臺灣、福建等某一小區域的臺風降水特征進行了探討。
然而，由于不同地區臺風降水的氣候變化特征具有明顯的區域性特征，且迄今為止，關于影響郴州的臺風降水的研究主要是對臺風降水個例的研究[19-20]。因此，本研究對1959—2011年共142個臺風資料進行統計，著重從氣候變化角度分析影響郴州臺風降水的基本特征，以期為氣候預測和氣象防災減災服務提供有益參考。
1 資料與方法
1.1 資料來源
本研究使用的臺風資料來源于中國氣象局整編的《臺風年鑒》（1959—1988 年）和《熱帶氣旋年鑒》（1989—2011 年）[21-22]；降水資料來源于湖南省氣候中心和郴州各縣（市）地面氣象觀測站共同提供的1959—2011 年10個測站的逐日降水資料。
1.2 研究方法
當臺風從東南沿海登陸并對郴州產生了影響，便進行臺風降水統計。臺風過程降水統計時段為臺風登陸前一日到降水過程結束之日；臺風過程降水量為降水統計時段內的總降水量；臺風月降水總量為月內各次臺風過程降水量的累加值（以臺風登陸時間為準，可向下月跨月統計）；臺風年度降水量為各月臺風降水量之加。
1.3 統計分析
本研究用Fortran 語言對數據進行處理與分析，并用Suffer 軟件進行繪圖。
2 結果與分析
2.1 影響郴州臺風登陸地點的統計特征
1959—2011 年53 年共有142 個臺風登陸影響郴州，年平均2.7 個，最多的年份有6 個（1961 年），其中1987、1993、1998 年無臺風影響。由表1 可得，臺風登陸影響郴州最早出現在4 月，最遲出現在11 月份；影響時段集中在7—9 月，共有臺風110 個，年平均2.1 個，占總數的77.5%；8 月影響郴州的登錄臺風最多，占總數的34.5%，9 月次之，占21.8%，4 月最少，僅占0.7%。
由表2 可得，影響郴州臺風主要從廣東和福建沿海登陸，共有132 個，占總數的93%，從廣東登陸影響郴州的臺風最多，占總數的64.8% ，福建次之，占28.2%，山東最少，僅占0.7%。
2.2 影響臺風在郴州的降水特征
2.2.1 降水時空分布特征1959—2011 年郴州各縣市臺風年平均降水量為140 mm，桂東的臺風年平均降水量最多，為169 mm，汝城次之，為160 mm，安仁最少，為106 mm。臺風年平均降水總體上自東南向西北逐漸減小，有明顯的多雨區和少雨區之分，東南部的汝城、桂東和中部的郴州位于多雨區內，是郴州境內臺風雨水資源最豐富的區域，而西南部的臨武、宜章和最北部的安仁位于少雨區（見圖1a）。臺風年最大降水區域出現在中部的郴州、資興和永興，中心在郴州，年最大降水703 mm；安仁最小，只有443 mm（見圖1b）。
1959—2011 年郴州各縣市臺風年降水量≥100 mm的年份數（見圖2a）自東南向西北逐漸減少，其頻發區主要集中在郴州東南部，頻數極大值出現在桂東（19 年），極小值出現在安仁（8 年）。臺風年降水量≥300 mm的出現次數（見圖2b）由中部向南北兩端逐漸減少，其頻發區主要集中在郴州中部，頻數極大值出現在郴州（8 年），極小值出現在安仁和宜章（2 年）。可見，郴州中部至東南一線受臺風強降水的影響重于其他地區，尤其是郴州市區受臺風強降水影響最嚴重，既是臺風年降水最大中心，又是臺風強降水易發中心。
臺風主要影響季節（7—9 月）郴州各縣市平均臺風降水量為110 mm，占臺風年降水量的79%。7—9 月臺風降水量的空間分布與臺風年降水量相似，最大降雨中心區域也與年最大降雨中心相同（圖略），可見年內臺風降水總量主要取決于7—9 月臺風降水量。其中，7 月臺風主要影響地是郴州中部和南部，郴州、汝城、宜章等縣市在多雨區范圍內（見圖3a），月最大降雨區位于永興至郴州一線（見圖3b），月最大降雨中心在郴州，降水量達648 mm，為臺風月降水量歷史最大值，出現在2006 年；8 月臺風多雨區位置較7 月略有北移，郴州、汝城、桂東等縣市在多雨區范圍內（見圖3c），月最大降雨區位于郴州東北部，月最大降雨中心在資興，降水量達506 mm（見圖3d）；9 月多雨區面積略有縮小，降水量減少，位置較8 月略有南落，汝城、桂東等縣市在多雨區范圍內，月最大降雨中心在汝城，降水量達243 mm（圖略）。
2.2.2 不同登陸地臺風在郴州的降水特性影響郴州的臺風主要是從廣東、福建登陸的臺風，分析其降水特性為：1959—2011 年從廣東沿海地區登陸并影響郴州的臺風共92 個，平均年降水量為113 mm，桂東降水量最多(113 mm)，汝城次之(108 mm)，安仁最少(62 mm)；平均臺風年降水量的空間分布自南向北逐漸減小，多雨區位于桂東到汝城一線，其次為嘉禾、臨武，最少降雨區在郴州東北部（見圖4a）；臺風最大降水區域集中在郴州西部，最大降水中心在嘉禾，降水量達368 mm（見圖4b）；臺風年降水量≥100 mm的年份數（見圖5）自東南向西北逐漸減少，其頻發區主要集中在郴州東南部，頻數極大值出現在桂東和汝城（21 年），極小值出現在安仁（8 年）。
1959—2011年從福建沿海地區登陸并影響郴州的臺風共40 個，平均臺風年降水量為104 mm，資興降水量最多(130 mm)，郴州次之(128 mm)，臨武最少(82 mm)；平均臺風年降水量的空間分布由中部向南北兩端逐漸減小，多雨區位于郴州—資興—桂東一線，其次為永興和汝城，最少降雨區在郴州最北端和西南部（見圖6a）；臺風最大降水區域集中在郴州中部，最大降水中心在郴州市區，降水量達648 mm（見圖6b）；臺風年降水量≥100 mm的年份數（見圖7）由中部向南北兩端逐漸減少，其頻發區主要集中在郴州中部，頻數極大值出現在郴州（18年），極小值出現在安仁和臨武（8 年）。
3 結論與討論
（1）影響郴州的臺風平均年降水量總體上自東南向西北逐漸減小；臺風年最大降水區出現在中部，7 月臺風最大降水區出現在郴州中南部，8 月在郴州北部，9 月較8 月略有南移；臺風年降水量≥100 mm的頻發區主要集中在郴州東南部，年降水量≥300 mm的頻發區主要集中在郴州中部，即郴州中部至東南一線受臺風強降水的影響重于其他地區，是全市洪澇災害最易出現的地方。
（2）臺風登陸地點不同，影響郴州的臺風降水差異較大。在廣東登陸的臺風主要影響郴州西部，其帶來的降水往往比較均勻，強度不大；在福建登陸的臺風主要影響郴州中部，由于地形作用，極易給郴州中部地區帶來強降水，造成洪澇災害；從廣東沿海和福建沿海登陸臺風，對境內安仁和宜章2 個地區的影響相對較小。
（3）影響郴州的臺風主要集中在7—9 月，該時段郴州境內常出現大旱，臺風影響所帶來的適量降水，可以有效緩解旱情，同時也可通過人工影響天氣充分開發空中水資源，創造更大的經濟效益。
（4）本研究中臺風登陸地以省界為單位，有待進一步細化到市或縣，為防臺減災提供更精細化的分析依據。
參考文獻
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篇5
1 要高度重視氣象觀測工作
充分認識觀測業務在整個氣象工作中的重要基礎作用，基層臺站必須把觀測業務作為氣象工作的重中之重來抓，分管業務領導應把主要精力放在提高觀測業務質量上。在以自動觀測為主的現階段，觀測員仍是保證觀測質量的主體，肩負著光榮而又神圣的使命，各級臺站要妥善處理好業務、管理、科技服務之間的關系，關心觀測人員思想，工作和生活，切實解決觀測人員在工作生活中的困難和問題，在觀測團隊中營造友好和諧的工作氛圍。
（1）偏關氣象局的經驗是：每年同觀測員訂立承包合同，完成全年任務，有獎，四個人每人獎金伍仟貳佰圓整，服務組完成任務才肆仟元獎金。并且每人節假日雙工資也在壹仟圓左右，補助資金壓倒其他職工。出了錯情，完不成任務，處罰力度很大。
（2）專管測報業務的副局長，常年堅持值班，把測報的各個環節始終盯緊，不能有任何松懈。
（3）營造良好的工作環境。測報室配備有飲水機，42寸液晶電視機，一對不銹鋼沙發，和休息用床。
2 作為觀測員，要加強業務學習，不斷提高業務水平和操作技能，這是確保取準取全氣象觀測數據的前提
（1）積極支持職工進修。沒有氣象相關學歷人員要積極進修，偏關局有一人到河北氣象學校上中專畢業，三人到南京信息工程大學函授畢業，并取得學士學位，一人計算機本科畢業。局領導給每個進修人員報往返路費和住宿費，學費也按規定的比例給予報銷，這一措施極大地調動了職工的學習積極性。
（2）測報組的人員，每周一、三、五日上午是學習時間，每月組織一次考試，成績作為年終考核的依據。首先學習專業基礎理論知識，如氣象學，氣候學，天氣學等。
（3）學習氣象觀測基礎知識，如云，能見度，天氣現象等。
（4）學習專業知識，如地面氣象觀測，氣象儀器與觀測方法指南，自動氣象站，規范、電碼、規章制度，數據文件格式，相關法規等。
（5）學習臺站儀器相關方面的知識，如臺站觀測儀器常見故障的排除，日常維護保養等知識的學習。
（6）學習臺站新的觀測技術知識，如計算機原理、計算機操作，業務軟件操作方法，酸雨、輻射、大氣成分，雷電定位，農業氣象，GPS/MET，高空觀測，數據質量控制方法等。
3 嚴格執行地面觀測規范，確保儀器設備正常運行，這是確保準確取得氣象觀測數據的保證
（1）嚴格執行觀測值班紀律，不得擅自離開工作崗位，密切監視天氣演變，認真按照規范要求完成各項觀測任務。
（2）堅持每小時巡視儀器設備制度，確保儀器設備正常運行。懂得自動氣象站基本原理、操作、維護和日常維修方法，能正確安裝、操作和進行一般維修。
4 建立與觀測業務發展相適應的業務流程，確保各個環節無遺漏。
基層臺站的觀測業務要從單一觀測值向多種觀測綜合的方式轉化。一方面是完善地面氣象觀測業務流程，特別是針對自動氣象站運行，人工觀測與自動觀測的結合，要從流程上梳理好。另一方面是其他如區域氣象觀測站的監視，酸雨觀測，雷電定位觀測，GPS/MET監測等，納入到地面值班業務流程中?；鶎优_站觀測業務工作不斷增加，任務重，頭緒多，容易出現差錯，必須建立科學的業務流程，協調好各項工作。
5 加強地市業務部門對基層觀測業務的管理。
（1）充分發揮地市級測報業務管理人員赴臺站業務檢查和指導的作用，認真檢查觀測薄，集體觀測記錄，自記紙、計算機、報表、儀器、觀測場，測報規章制度。
（2）縣局局長每月要參加本站的地面氣象觀測業務質量分析會，對好的觀測質量給予表揚，對存在的問題，仔細分析找到解決問題的方法。
（3）要嚴格執行各類規章制度，嚴格業務質量考核，保證觀測質量的真實性，杜絕考核不嚴和瞞報、少報錯情的現象。強化業務檢查和質量分析，消除各種隱患，杜絕人為重大差錯。
6 加強觀測隊伍建設
（1）臺站要保證觀測員的數量，優先將綜合素質高，業務能力強的專業技術人員安排到觀測崗位。要嚴格執行觀測崗位考核制度，對考核不合格的要堅決實行待崗再培訓。
篇6
Classification forecast method for mid to longterm runoff in river basin
LI Hongyan1，XUE Lijun1，WANG Hongrui2，WANG Xiaoxi1
（1.Key Laboratory of Groundwater Resources and Environment，Ministry of Education，Jilin University，
Changchun 130021，China；2.College of Water Sciences，Beijing Normal University，Beijing 100875，China）
Abstract：Based on the basic principle of hydrologic cycle，the basic concept and classification of mid to longterm runoff forecast are defined from the perspective of impact factors of water vapor sources of river basin runoff，the meteorological factors （midterm），climate factors （longterm），and astronomical factors （very longterm） are selected as the predictors，and the tenday，monthly，seasonally （flood） or annual runoff targeting to the outlet section of river basin （or typical section） and drought and flood trend are forecasted.Through the comparison of the difference in the physical movement mechanism of water vapor system under different time scales，the rationality of “shortterm climate prediction” as the theoretical basis for mid to longterm runoff forecast is demonstrated.The impact factors for the runoff sources in river basin and their performance are summarized as three laws：the periodic law of astronomical factors is the main rule，which reflects the basic state of hydrological and climatic process；the random law of atmospheric circulation has interference on the basic state of hydrology and climate，which leads to fluctuation；and the characteristic law of river basin reflects the comprehensive effects from various factors，which has particularity.Finally，the mid to longterm runoff forecast can be divided into two categories：runoff process forecast in normal year and drought and flood forecast in abnormal calamity year.The former takes the hydrological and climatic elements as predictors whereas the latter takes the astronomical factors as predictors.In terms of service objects，the former serves for the regular operation and scheduling of water projects whereas the latter provides disaster forecast for disaster prevention and reduction in flood control and drought resistance departments.In terms of publication of results，the former provides the quantitative forecast of runoff process whereas the latter provides the qualitative forecast of level 3 （or level 5） and similar years.In terms of forecast methods，the former adopts mathematical statistics method or physical cause correlation analysis whereas the latter adopts comprehensive forecasting identification method of periodicity，randomness，and watershed particularity.
Key words：mid to longterm runoff forecast；runoff forecast；runoff classification forecast；runoff process forecast；serious flood and drought forecast
中國位于氣候環境變化最為激烈的季風區，在地理緯度、海陸位置和青藏高原等因素作用下形成的獨特的東亞季風環流，導致區域（流域）降雨的時空分布不均勻，加之人口眾多的社會因素，使得水資源短缺和旱澇災害頻發成為水文工作面對的嚴峻挑戰。
河川徑流是大氣降水經過流域下墊面的分配與調蓄作用后匯入河槽的水量，是能夠被人為直接調度的水資源，也是評價流域水資源狀況的重要指標。一般而言，河川徑流與降水量的時空分布規律大體一致[1]，但是由于受流域的地形地貌、地質條件、土壤類型、巖石性質、植被以及人類活動等多方面因素的影響，由降水轉化為徑流的過程比較復雜，導致河川徑流的時空分布更為復雜，因此，流域的徑流預報相對于降水預報更為復雜和困難。
中長期徑流預報可以為解決天然來水與人為用水不協調的水資源調度和防洪抗旱的防災減災提供水文信息支持。流域中長期徑流預報的研究對象屬于多因素耦合作用的復雜開放巨系統，主要表現在以下幾方面：（1）影響因素眾多，有的難以進行專業化抽象與概括，乃至準確測量；（2）各影響因素之間，以及影響因素與徑流之間的作用機理復雜，難以進行物理抽象，乃至數學表達；（3）環境變化導致系統狀態的非平穩性[23]，如氣候變化導致水文循環變化、人類活動導致的下墊面特征變化和跨流域調水直接改變徑流的時空分布等，最終導致流域水文資料的非一致性。因此，流域中長期徑流預報難以做出精確而可靠的定量預報。
本文從流域中長期徑流分類預報基本概念、理論依據和預報方法等方面進行創新探索，擬在針對不同需求提供實用性預報方法。
1中長期徑流分類預報的基本概念
1.1中長期徑流預報
一般而言，水文預報[4]按預見期的長短分為：（1）預見期為數小時或數天的稱為短期水文預報，如河道洪水預報、流域降雨徑流預報；（2）預見期較長的稱為中長期水文預報，如旬、月、季或年的徑流預報等，其中中期與長期的劃分尚無統一界定，通常將預見期在15 d以上至1 a以內的稱為長期預報；（3）預見期超過1 a稱為超長期預報，如對大江大河或較大范圍未來旱澇趨勢的預測，有時亦稱為水情展望。這里的預見期[5]是指預報與預報要素出現的時間間距。黃忠恕[6]認為不同流域其暴雨特征與匯流時間差異性非常大，嚴格來講，不存在以預見期長短來劃分預報過程長與短的界限。有關人們對短期天氣預報和長期天氣預報（實質應該為氣候預測）的認識歷史，下文還有更為詳實的闡述。習慣上把根據水文要素做出的預報稱為短期預報，把包括氣象（或氣候）要素在內的水文預報稱為中長期預報。由此看來，短期預報和中長期預報的本質差異在于預報因子的不同。因此，本文根據徑流來源的水汽形成機理與影響因素，把以氣象因素作為預報因子的稱為中期徑流預報，把以氣候因素作為預報因子的稱為長期徑流預報，把以天文因素作為預報因子的稱為超長期徑流預報。預報項目為流域出口斷面（或典型斷面）的旬、月、季（汛期）或年徑流，同時也包括對流域旱澇趨勢的預測與估計。換言之，以落地雨為預報因子的稱為短期水文預報，其他都稱為中長期徑流預報。
1.2中長期徑流分類預報
根據預報因子的不同，中長期徑流預報分為正常年份的徑流過程預報和異常災變年份的大旱大澇預測，前者的預報因子為氣象或氣候因素，后者的為天文因素。兩者在形成機理、預報方法和結果上都大不相同。
在徑流形成機理方面，流域的氣候特征主要受太陽活動、大氣環流和自然地理環境等因素的綜合作用。太陽輻射為來自水文循環系統之外的天文因素，對氣候的影響呈周期性；大氣環流是氣候形勢的主導因子，具有季節性變化規律，與此同時，各種影響因素都是通過影響大氣環流來實現各自作用，即大氣環流為各種尺度天氣系統活動提供基礎條件，呈現隨機性規律；流域性的自然地理特征對大氣環流有一致性的作用規律，反映流域響應的特殊性和一貫性。因此，流域的水文氣候就是周期性規律和隨機性規律的耦合疊加，在長時間尺度上呈現規律性，在短時間尺度上呈現隨機性。研究表明[7]，流域徑流異常的大旱大澇災變年份有周期性規律，如嫩江和第二松花江的大旱大澇均存在10 a概周期性，且具有前后1 a的誤差。
在預報方法方面，在長序列的觀測數據中，徑流異常年份的大旱大澇數據無疑是少數的，而正常年份的徑流數據占絕大多數。任何一種數理統計方法或數學模型，所模擬的都是眾數規律，大旱大澇這樣小概率樣本不會獲得較好的模擬和預報結果。因此，數理統計和物理成因相關分析法適用于徑流過程定量預報，而關注于災害成因及演變規律識別的災變理論適合徑流異常災變年份的大旱大澇預測。
在服務目的方面，流域徑流異常的大旱大澇預報與正常年份的徑流過程預報截然不同，前者旨在為決策部門提供是否發生大旱或大澇的災變信息，豐、平、枯的定性預報足已保證減災方案制定的方向性；后者主要為水庫興利運行服務，如為發電、灌溉、供水等部門制定較為詳細的調度分配方案。
在預報成果形式上，徑流異常年份的大旱大澇采用豐平枯分級定性預報，并提供洪水相似年，以借鑒歷史洪水過程及災情狀況；而正常年份的徑流過程要進行定量預報，才能使結合預報成果編制水庫運行優化調度方案具有可操作性。
2中長期徑流預報的理論基礎
中長期徑流預報不僅僅局限于由流域落地雨到河槽徑流的產匯流過程，更應探求徑流來源的水汽形成原因、條件及其影響因素，而這些內容超出了水文學的研究范疇，已延伸拓展到氣象學和氣候學的研究領域。因此，中長期徑流預報的實質是氣象預報和氣候預測問題，水文氣象學和水文氣候學是其學科基礎。
2.1長期天氣過程
天氣預報按預見期的長短通常分為三種：短期天氣預報（預見期為2～3 d）、中期天氣預報（預見期為4～9 d）、長期天氣預報（預見期為10～15 d以上），而預見期在1 a以上的預報稱為超長期天氣預報。一般而言，長期天氣預報的準確率比短期天氣預報低。
隨著人們對長期天氣過程及其物理因子研究的加深，已充分認識到長期天氣過程和短期天氣過程的重大差別：短期天氣過程是一種絕熱過程，可以憑借大氣運動的初始狀態做外延預報；長期天氣過程是一種非絕熱過程，它的變化取決于大氣與下墊面的熱量交換，而與大氣的初始場關系并不重要。經過長期研究，人們逐步認識到長期天氣過程存在三種類型和不同時間尺度變化，見表1。
表1長期天氣過程的主要類型和時間尺度[6]
Tab.1Main types and time scale of longterm weather process
類型時間尺度可能的物理原因地氣環流低頻振蕩2～6周超長波振動、大氣能量（指數）循環天氣氣候季節變化3～6個月、
6～12個月大氣活動中心、地氣相互作用、太陽輻射季節變化年代際氣候變化26個月大氣環流準兩年振動3.5 a海氣相互作用（ENSO循環）5～6 a太陽活動雙振動11 a太陽黑子周期22 a太陽活動海爾周期（磁周期）30～40 a海氣相互作用、氣候干濕周期80～90 a太陽活動世紀周期短期氣候振動是氣候變化中最短的變化過程，通常包括月、季、年氣候變化和年代際氣候變化。在過去相當長一段時期內，月、季和年氣候變化被稱為長期天氣預報；而1 a以上的氣候變化，即年代際氣候變化則被稱為超長期天氣預報。顯然，長期天氣預報和超長期天氣預報概念的界定完全依據預見期的長短，并由短期和中期天氣預報延伸而來。從直觀認識的角度來看，因其邏輯清楚，便理所當然地被人們接受。但是，隨著研究的不斷深入，伴隨社會生產生活對延長預見期的需求，天氣概念也發生了質的變化，即短中期（1～10 d）大氣環流狀況及其變化是天氣學問題，而長期（月、季和年）和超長期（1 a以上）變化則是氣候學問題，同時長期天氣預報和超長期天氣預報主要研究對象和解決的問題而言，如月、季和年的平均環流狀況和冷暖（氣溫）、干濕（降水量）統計特征值等，也完全屬于氣候學范疇。從20世紀60年代以來，長期和超長期天氣預報中普遍采用的預報因子逐漸集中在影響大氣環流季節變化的物理因素上，如海氣關系、地氣關系、日地關系和地球物理因素等，這些物理因素是氣候系統的重要組成部分，可稱之為氣候系統內部物理因素；而太陽活動、日蝕、月蝕和行星引潮力等稱為氣候系統的外部物理因素。
2.2短期氣候預測
20世紀70年代，隨著“氣候系統”概念的提出，以及世界氣象組織開展的全球氣候研究計劃、國家減災10 a（1990年-1999年）活動和關于全球氣候變暖學術討論等諸多因素的敦促下，使用長達百年的“長期天氣預報”的概念終于被“短期氣候預測”所取代。
短期氣候預測是根據大氣科學原理，采用現代氣候動力學、統計學等方法和電子計算機、數據庫、通訊技術等手段，在研究氣候變化成因的基礎上，對月、季、年際時間尺度的氣候趨勢和氣候災害進行科學預測。
3中長期徑流分類預報方法
3.1徑流過程定量預報方法
徑流過程預報可以歸納為基于氣象（氣候）條件或其它因素的物理成因分析法和分析水文要素自身變化規律的時間序列分析法兩大類[78]。
（1）物理成因分析方法主要有以下幾種。a.考慮的因素是在已經出現的天氣形勢下，影響本流域降水量的水汽條件與抬升作用，采用700 hPa或850 hPa形勢圖，在水汽輸送通道上選擇目標站的露點或比濕來反映降水量的水汽條件，并采用冷空氣強度和地形條件來表征抬升變化，然后由統計方法得出預報結果。b.應用上一旬的平均環流、前期下墊面情況和前期水量等因素與預報對象建立回歸方程，來預測下一旬的水量。c.在分析大氣環流的超長波與長波活動的時空變化波譜特征及物理量譜特征的基礎上，利用諧譜參數或其它環流因子與預報對象建立預報模型。d.根據大氣環流前后期的演變規律，由前期環流預報后期的水文情勢，概括出幾種旱、澇年前期環流的模式，用判斷相似的方法進行定性預測。e.以表征環流特征的各種環流指數與環流特征量和其它影響水文長期變化過程的因子，采用逐步回歸或其它多元分析方法與預報對象建立定量聯系，據此進行預報。物理成因分析法的難點在于如何將復雜的物理過程抽象為數學表達，半理論半經驗的經驗公式水平只能給出大尺度的定性預報。
（2）時間序列分析的實質是以水文過程要素的相關關系為預報依據，即相關系數越大，影響權重就越大，但客觀上，相鄰水文要素間并無因果關系（而與影響因素間存在因果關系）。20世紀60年代初，我國開始把平穩隨機過程的理論應用于徑流長期預測?？紤]到水文序列一般不具有平穩性，而把水文序列分解成趨勢項、周期項、隨機項，分項預測后進行疊加，其中周期的識別一般用周期圖、譜分析和方差分析來進行。20世紀70年代，自回歸模型得到進一步的應用，ARMA（自回歸移動平均）模型、ARIMA（自回歸移動平均求和）模型、季節ARIMA模型，以及非線性門限自回歸模型也已用于徑流預報。隨著數學理論的不斷發展，新的數學分支不斷涌現，并在水文預報領域得以應用，為中長期徑流預報開辟了新的思路和方法，如模糊數學法[9]、人工神經網絡方法[1013]、灰色系統理論[1415]、多層遞階預報方法[16]、混沌動力學[1720]及分形理論[21]、最優組合預測方法[22]、小波分析[2325]和支持向量機[2628]等方法。這些方法考慮水文因素和氣象因素，同時采用非線性數學方法來模擬流域徑流依這些影響因素的變化規律。
3.2大旱大澇定性預測方法
國外對旱澇災害的研究大多是針對水文現象不確定性規律的模擬[29]，例如，Porporato 等[3033]采用混沌理論分析徑流序列的動力特性，Sivakurn etc[34]討論了徑流時間序列的噪聲問題以及處理方法，Shozo[35]采用小波變換和分形學方法預測時間序列等等，而針對流域水旱災害的預測卻不多見。由于地理環境、人口和社會發展狀況的不同，國外側重于旱澇災害形成機理及表現規律的科學探索和防災減災的組織管理，而我國更加重視研究流域旱澇災害的預測預報。
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目前，我國和世界上一些國家和地區把月、季和年的氣候變化和預測稱為短期氣候變化和預測，它是國際大氣科學和地球科學領域的前沿科學?！岸唐跉夂蝾A測基礎”一直是南京信息工程大學（原南京氣象學院）大氣科學專業的一門重要的專業課程。南京氣象學院建校初期就在天氣動力學專業開設了“中長期預報基礎”課程，在本世紀初，將其更名為“短期氣候預測基礎”。由于短期氣候預測為氣象臺站預報業務的主要內容之一，短期氣候預測相關課程教學質量的高低將直接影響到學校特色專業人才的培養質量。該課程主要的教學目標是培養學生將大氣科學理論知識應用到實際業務工作中的能力。因此，該課程實踐教學具有舉足輕重的位置。本文結合南京信息工程大學大氣科學專業近年來在該課程方面的教學改革，探討如何利用實踐教學提高授課質量和學生的綜合能力。
一、增強對實踐課程的重視
大氣科學專業開設的主干課程理論性強，公式多，抽象難懂，學生在學習過程中感覺枯燥乏味，很難將理論概念和實際應用聯系起來。因此，通過實踐教學幫助學生把所學的理論知識和氣象臺站實際業務工作結合起來是十分重要的課題。就“短期氣候預測基礎”課程而言，其本身是一門應用性和技術性很強的課程，所以實踐教學就顯得尤為重要。在南京信息工程大學大氣科學專業本科生及中國氣象局培訓班多年課程教學實踐的基礎上[1，2]，2010年孫照渤教授主編了普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《短期氣候預測基礎》[3]。2011年，該教材被評為教育部普通高等教育精品教材和江蘇省高等學校精品教材。該教材充分考慮了課程的性質及系統性，從短期氣候預測對象開始到建立多種預測方法，特別設置了9個實習內容，并給出了部分計算機程序，突出了實際應用的重要性。課程教學內容改革中，我們將理論講課學時由48學時減少至32學時，增加了16學時的實踐課時，并將其作為一門單獨的課程——《短期氣候預測基礎課程設計》。此外，在大四下學期的生產大實習中還特別設置了8學時的實踐。在教學過程中，相較于理論教學，學生更喜歡實踐教學的形式，更有利于激發學生對該課程產生濃厚的學習興趣。自由輕松的課堂氣氛，豐富的實踐內容，靈活多變的教學手段，幫助學生對該課程產生強烈的求知欲和強大的學習動力。老師與學生大量的互動交流，引導學生明確短期氣候預測在自己專業學習中的意義，體會到這門課程的實際應用價值，讓學生感受到這是一門知識豐富，與實際息息相關，且饒有趣味的學科，讓學生愉快地學習，從而真正吃透所學的知識，提高學習效率和綜合能力，為將來從事相關業務工作與研究奠定扎實的基礎。
二、結合科研和業務工作設計實踐教學內容和方法
“授人以魚，不如授人以漁”，“短期氣候預測基礎”實踐教學正是教會學生如何思考、分析和解決短期氣候預測的問題[4，5]?！岸唐跉夂蝾A測基礎”教學團隊的老師不僅有著很強的科學研究能力，而且還具備豐富的業務工作經驗。2010年，“氣候模擬與預測”創新團隊被評為江蘇省高?！扒嗨{工程”科技創新團隊。自1998年以來，團隊每年參加中國氣象局國家氣候中心組織的全國汛期降水預測會商工作，預測結果得到了大家的認可?！岸唐跉夂蝾A測基礎”實踐教學內容的設計結合了老師短期氣候預測的研究和業務工作的經驗以及大氣科學專業的特點，全面反映這一研究領域最新、最成熟的科研成果，實踐項目也相應地不斷豐富和完善。
短期氣候預測實踐教學有一套完整的教學方案[6]。首先，讓學生理解大氣環流的表征和分型。我們利用科研和業務工作中最常用的統計學方法，使學生熟悉大氣環流中的基本概念。第二，讓學生掌握如何選擇和計算預測因子。如通過合成分析和奇異值分解方法來選擇大氣內部因子和外部強迫因子，計算遙相關指數等。使學生熟悉短期氣候預測中選擇因子的基本方法。第三，讓學生掌握業務工作中短期氣候預測的基本步驟和方法。分別通過統計學方法和動力學方法對我國汛期降水進行預測，使學生熟悉短期氣候預測的完整過程。最后，讓學生熟悉對預測結果的評估，通過計算預測評分等，使學生了解短期氣候預測的評估方法。
短期氣候預測實踐教學涉及多門基礎課和專業課，具有很強的綜合性，針對這一特點，我們在教學方法上也在不斷改革和完善。實習前對學生進行集中課堂指導，復習理論要點，講解實習目的，然后詳細講解實習內容、資料、方法等，以及需要注意的關鍵問題。實習過程中，需要大量的計算機編程，雖然在學習本課程之前，學生一般學習過計算機語言課程，但主要是一些語言規則和算法，對于如何將計算機語言應用到實際的生產實習，學生的實踐動手能力仍有欠缺，教師需要在這方面進行輔導。及時對學生碰到的一些問題進行總結，分析討論問題的原因，幫助學生解決問題。選取部分實踐項目，對學生進行分組，組員分工合作，由學生獨立收集資料，編寫程序，分析結果，教師只在關鍵問題上進行指導，最后各組將結果制作成課件進行演示交流。
三、提高學生綜合分析和應用能力
實踐環節是培養創新人才的重要步驟，在實踐教學中，充分激發學生學習的自主性、研究性和創新性，從而提高學生的動手能力、創新能力、團隊合作能力和綜合素質[7]?！岸唐跉夂蝾A測基礎”課程開設在大氣科學專業第四學年上學期，該階段的學生已經具備大氣科學專業基礎，實踐教學的開設可以促進學生將已學的大氣科學知識融會貫通，用于處理簡單的業務工作。此外，可以為學生的本科畢業論文以及將來的科研工作打下基礎。例如“大氣環流因子在短期氣候預測中的應用”這個實習個例，需要用到已經學過的Fortran和GrADS繪圖語言，統計預報中的奇異值分解方法，現代氣候學中的大氣環流知識等。在實習過程中老師僅提供所需數據，學生需要獨立編寫程序，根據程序的結果繪制圖表，并分析實驗結果，完成實習報告。老師通過批閱實習報告，給予反饋意見。通過這種實踐教學過程，學生復習了已學的重要知識點，進一步深入理解奇異值分解方法，對于短期氣候預測的物理基礎有深刻的認識。通過上機實習，學生學會了選擇短期氣候預測的前期大氣環流因子，并依此來制作短期氣候預測，達到“舉一反三”的目的，提高了動手編程和分析問題的能力，培養了學生獨立完成科研工作的習慣，培養了創新意識，為學生畢業以后的工作打下堅實的基礎。
學生即將進入業務工作單位，是注入氣象業務部門的新鮮血液。氣象基礎知識扎實、實踐動手能力強是優秀的大氣科學專業畢業生應該具有的能力。“短期氣候預測基礎”實踐教學不僅提高學生短期氣候預測的能力，而且為學生提供了一個動手實踐的平臺。例如講授“中國東部夏季降水預測”內容時，向學生介紹參加全國汛期降水預測會商的部分預測方法，引導學生獨立設計自己的預測方法，得出自己的預測結果，并對預測結果進行評分。實踐教學過程中，教師現場講解基本方法思路和步驟，并以實例指導學生對關鍵部分進行編程計算，使學生逐步掌握建立短期氣候預測方法的基本技能。這種實踐教學方式使學生對教學內容有了更直觀形象的認識，加深了學生對降水預測方法的學習和運用，將理論知識和實踐操作有機結合起來，提高了學生的學習興趣，增強了學生解決實際問題的能力，使學生盡早掌握實際業務技能。
“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索”。短期氣候預測實踐課程任重而道遠，從教材的編寫到教學內容的設計，再到教學方法的改革都只是開始。作為一名實踐教學團隊中的老師，如何在實踐教學工作中，充分發揮自己的科研和業務工作經驗，利用豐富多彩的教學手段，讓學生學會面對問題，有的放矢地結合自己學過的知識分析問題，創造性地設計解決問題的方案和研究思路，學會團隊合作，學會交流和取長補短，是我需要時刻思考的重要問題，這也是實踐的真正意義所在。未來的路還很長，我們還需付出更多的努力，讓教材精益求精，教學內容更加合理科學，教學方法更加靈活實用，不斷探索實踐教學的方法，提高實踐教學的質量，為培養出更多優秀的氣象專業人才貢獻自己的力量。
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篇8
一、油茶生長生物學特征
油茶生長年平均溫度15-21℃，能抗40℃的高溫，或在-10℃的低溫，無霜期260Td以上，各生長生育期對溫度的敏感性不明顯，年平均總日照時數在1200-2000h。
二、油茶生長生育期適宜氣候條件
油茶屬一種喜溫潤氣候，避強光喜弱光樹種，在遮蔭度適當的生態環境下生長的食用油料植物。油茶生長生育周期長，從開花到果實成熟約一年的時間，花期少陰雨，年平均溫度15—21℃，極端氣溫在許可范圍內對溫度的要求不很明顯，降水量1000～2500㎜，年平均相對濕度75-85%，光照時間長，怕漬澇。
三、油茶種植區氣候與地理環境
（一）油茶種植區的氣候
該縣地處中低緯度的亞熱帶季風溫潤氣候區，四季分明，降水充沛，光照充足，年均氣溫17.5℃，年均降水量1908㎜，是江西省暴雨中心區之一，年均相對濕度80-82%，無霜期長，為265Td。年均日照總時數為1740h。
（二）油茶種植區的地理環境
該縣位于江西省東北部，鄱陽湖生態經濟開放區東南岸的丘陵山區，面積1140.76平方公里，其中6分為丘陵山地，平均海拔200-300m，大部海拔
（三）油茶生長土壤條件
油茶，又名“茶子樹”，是茶屬中的常綠小喬木和喜酸性的油料植物，具有抗旱耐寒耐貧瘠特點。它適生于地勢開闊的低山或高山下部的丘陵地帶，要求土層深厚、土壤肥沃、溫暖濕潤、排水良好、帶微酸性的壤土，pH值在5-6.5的土壤中生長最佳。
四、油茶種植地氣候區劃
利用該縣30年的氣象資料和1：5萬地形數據與河流、居民點分布數據為基礎，選取≥10℃的年活動積溫、極端最低氣溫、降水量作為區劃的主導因子，運用GIS技術，結合傳統氣候區劃方法，對油茶種植地進行氣候區劃，區劃結果分為三個等級即：適宜區、次適宜區和不適宜區。
（一）適宜區
海拔在50-100m，坡度
（二）次適宜區
海拔在100-200m，坡度200m，坡度>50度，不宜發展油茶生產。原因易造成水土流失和管理不便等。
（三）不適宜區
海拔>200m，≥10℃年活動積溫
五、油茶種植技術與管理
（一）油茶種植地選擇方法
1.油茶種植地選擇
根據油茶的生物學和生態學特性，油茶種植地應選擇在背風向陽、地勢開闊的丘陵山地（荒山坡地），或高山下部土層深厚、土壤肥沃、溫暖濕潤、排水良好、光照時間長的緩坡地帶；同時油茶又是一種喜光喜溫，喜酸性樹種植物，宜在pH值5-6.5的土壤中生長，在自然環境下，有鐵芒箕、野生茶樹、杉木、茶樹、松樹、映山紅、烏飯樹等植物生長的地方，它們對土壤酸性的具有指示性作用，凡上述植物生長茂盛的丘陵山地均可作為油茶的種植地，忌在堿性土壤地上進行油茶種植。
2.油茶種植方式
油茶種植地有全墾，人工梯田，洞穴三種方法。凡坡度1050度的山地必須采用洞穴方法種植。
（二）油茶苗的培育
1.油茶苗床地選擇
根據油茶生長特性，苗床地應選擇在土壤肥沃、光照充足、排水性好、PH值5—6.5的微酸土地育苗為宜，堿性土壤和地下水位高的地方不宜選擇；整地方法，將育苗的地塊施足基肥，灌好底墑后，筑成1.2m寬畦地（便于操作），長度自然，畦兩側溝深20-30cm，溝底寬30～40cm，不積水且排水順暢。
2.油茶種苗培育
種苗的好壞，直接影響油茶的長勢和產量，種苗培育方法有：一是種子優選法，經過對油茶生長期觀察，優選樹形好、顆粒大、無病蟲害、產量高10年生以上的成熟果實，直接播種育苗；二是扦插育苗法；根據5.1.1苗床地選擇要求，將10年生以上無病蟲害、生長健壯、結果多的優良單株春梢進行扦插育苗作為種苗選擇；三是嫁接育苗法：根據油茶生長生育期適應性條件，種苗應選擇樹形好，生長健壯、無病蟲害，果實大、產量高，豐產10年生以上的油茶樹枝條做接穗，砧木可采用白花油茶或紅花油茶實生苗或桔殼，枝接或芽接均可，嫁接苗發嫩芽后，應有防遮陽和防澇措施。
3.油茶樹苗的移栽
油茶樹苗移栽應選擇樹形好，生長健壯、無病蟲害，生長枝或嫩芽經嫁接成活后的一類、二類苗；樹苗的質量直接影響成活率，移栽時間最好選擇在春季的陰或小雨天氣，隨起即栽，移栽時將已整理的地塊挖好洞穴，把根系完整、無病蟲害二年生長樹苗漿根后再進行移栽，定植時按以下步驟，將移栽苗擺正放入穴內、回土、輕提、壓實、澆上定根水，嫁接苗的砧木處與地面高度平齊等措施；有條件的地方可用生根粉漿根或用營養袋二次育苗移栽，此方法可以提高成活率。
4.油茶種植密度
根據油茶種植特點，密度應根據種植地的實際情況而定，平緩的適當稀些，徒陡的可密些，縱橫株間可采用錯位排列進行移栽，原則上畝栽60-80株，株行距3×3.5m；另外，林間可適度套種果樹等經濟作物。
（三）油茶成年樹水肥管理與病蟲害防治
1.油茶水肥管理
油茶幼樹成活后，應澆水保苗。5月中下旬后，氣溫逐漸升高，嫁接苗將會長出大量的新根，小芽萌發需要大量的養份供給；對于冬花型油茶終年花果不離枝，開花結果越多消耗水肥越多。為此，要根據油茶樹生長的實際情況合理施肥，針對幼樹以氮肥為主，堅持薄施糞水或尿素，配合磷鉀肥；成年樹春季以氮肥為主，夏秋以磷鉀肥為主，冬季施用磷鉀肥。施肥量應根據油茶的樹齡或需保果肥而定。油茶結果有大小年之分，大年以磷鉀肥為主，小年增施氮肥或復合肥，秋冬以有機肥為主，春夏可施速效肥。
2.油茶花果期管理
花期：油茶為主根發達的深根性樹種，油茶花期很長，每年10-12月開花，盛花期在11月前后，也有的常年開花。實生油茶5年后有少量的開花并結果，10年進入盛果期；嫁接油茶3年后有少量的開花并結果，6年進入盛果期。盛果期可維持40-50年或更長。8～9月是油茶生長發育的關鍵時期，花芽分化、果實膨大、油脂轉化需要大量的水分供應，但秋風秋雨過多，會影響蜜蜂傳授花粉的活動能力影響產量。故有“七月落金八月落銀”的說法。油茶花芽分化是在春梢基本結束生長后開始，由于各地的氣候差異，油茶花芽分化盛期為6月上旬至7月上旬，7月中旬至10初逐漸在減少。油茶花為兩性花，10月中旬開始開花，11月為盛花期，12月下旬開花基本結束，少數延至翌年2月。
果實：油茶花授粉受精以后，子房略有膨大，12月中旬后基本停止增長，3月后氣溫回升，幼果繼續生長，4-8月果實體積增長較快，7-8月為果實迅速增長期，10月中、下旬成熟。但油茶具有秋未冬初開花，一年四季花果不斷的生物學特性，秋旱、強寒潮等災害性天氣對花果生長發育和產量影響較大。
3.油茶病蟲害防治
針對油茶成年樹在生長過程中的病蟲害有炭疽病、軟腐病、煙煤病、茶毒蛾、油茶毛蟲、油茶尺蠖等。防治方法；有生物防治、藥物防治和林業技術防治三種，它們各有所長，前二者是根據不同的病蟲害對癥下藥，效果顯著，此文不予介紹；林業技術防治法是目前采用最多的方法，成本低，簡單易用，就是清潔林內環境，保持林內透光通風透氣，減低林內濕度，發病期間不宜施氮肥，應增施磷肥、鉀肥，提高植株抗病性。油茶相對病蟲害較少，應根據病蟲害發生情況，可針對性用藥劑防治或采用夏鏟冬墾滅蛹、滅幼蟲，人工捕捉和燈光誘蛾，招引益鳥捕食害蟲，施用白僵菌、蘇云金桿菌，讓害蟲感病死亡等生物防治，它是油茶類病蟲害防治的方向。
（四）油茶林地扶育與修剪管理
1.油茶林地扶育
油茶為常綠闊葉樹種，幼樹主根長而側根少，幼樹階段主要是以耕代撫管理，解決幼樹與雜草爭光、水、肥問題；成年樹是從初果到大量結果的時期，是油茶經營最有價值的時期，要中耕撫育，每年至少鏟山除草一次，每隔3年，冬季要清理林地，深挖墾復，及時清除林地雜灌（草）木和病老殘枝一次。
2.油茶樹冠修剪
整枝修剪，優化樹形是提高油茶產量和品質的重要環節，修剪強度可分修剪和重剪，幼樹期不用修剪.長至1.5m時剪頂即可。成年樹去弱留強.剪密留疏，剪弱和病枯枝亂枝，使樹體枝條均勻分布，結構緊湊，多留營養枝，促發新枝，為來年豐產奠定基礎。
六、結語
通過區劃，為該縣科學布局油茶種植，優化種植結構，避免氣候風險，將會起到積極的作用。
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篇9
此外，我國學者在古生物學領域的方面也取得了亮眼的成績。過去十年，有頜類的早期分化、硬骨魚類的起源與早期分化逐漸成為國際演化生物學界關注的重點，相關研究成果在《Nature》、《Science》等雜志上屢有報道。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的朱敏研究員所帶領的早期脊椎動物課題組的研究“探索有頜類的早期分化以及硬骨魚類的起源”提供了迄今為止最好、最完整的化石資料。新發現的古魚將有頜脊椎動物幾大類群的特征匯于一身，大大填充了它們之間的形態學鴻溝，第一次近乎完整地呈現了有頜脊椎動物祖先可能具有的特征組合。來自沈陽師范大學古生物學院的周長付副教授與美國芝加哥大學和德國波恩大學合作，發現了我國迄今最原始的具毛發的哺乳動物――“哺乳形巨齒獸”化石，證實了早期原始形哺乳動物已廣泛具有哺乳類皮膚結構。此外，臨沂大學地質與古生物研究所的鄭曉廷教授發現了一種新的樹棲賊獸類--金氏樹賊獸，系統分析顯示賊獸屬于有冠類哺乳動物，表明了有冠類起源于晚三疊紀時期并且在侏羅紀發生分化，體現了中生代哺乳動物演化中存在許多趨同演化或逆轉現象。
雜志從本期開始將對2013年我國的科研人員和科研團隊在《Nature》上發表的論逐一介紹。
許 琛 研究員
中國科學院上海生命科學研究院
2004年赴美國哈佛大學醫學院Dana-Farber腫瘤研究所從事免疫學研究，先后為博士后（受美國關節炎基金會資助），教授。2009年6月回生化與細胞所工作，擔任研究員，研究組長。主要研究方向包括：生物膜對受體功能的動態調控和T細胞介導型自身免疫病的發病機制 。
鈣離子提高T淋巴細胞對外來抗原的敏感性
細胞發揮功能的基礎是識別外來的抗原，這項功能由T細胞抗原受體（TCR）來行使。每一個T細胞表面都有幾千個TCR，像哨兵一樣擔任警戒任務；TCR的周圍是脂質分子，它們通過靜電力將TCR的活化位點屏蔽起來，保證它們在沒有抗原的時候不會活化，接受抗原刺激后則快速活化，由此調控著“哨兵”的戰斗力?？乖せ頣CR是T細胞免疫反應關鍵性的一步。經過長期的進化，TCR能夠監測到非常微量的抗原信號，從而保證機體能高效以及快速地清除入侵的病原體。TCR如何被抗原活化以及T細胞如何獲得這么高的抗原敏感性還是懸而未決的問題。
鈣離子是人體內必需的金屬離子，除了組成骨骼和牙齒外，還在細胞內擔任非常重要的“信號使者”的角色。T細胞被抗原活化后，細胞外的鈣離子會通過鈣離子通道流入細胞內，細胞內鈣離子濃度會在數秒之內提高10倍，并維持幾個小時。這些鈣離子能夠直接結合TCR周圍的脂質分子，中和它們的負電荷，從而解除脂質分子對TCR活化位點的屏蔽，幫助TCR活化，將比較弱的抗原刺激信號放大，使得T細胞獲得完全的效應功能。這種機制大大提高了T細胞對抗原的敏感性。
譯文引自：Nature 493， 111-115 （03 January 2013）
施一公 院士 教授
一個presenilin/SPP家族膜內天冬氨酸蛋白酶的晶體結構
受控膜內蛋白水解（Regulated intramembrane proteolysis，RIP）是近年發現一種新的信號傳導機制，即跨膜蛋白能夠在它們的跨膜區被裂解并釋放出其胞質部分，進而進入核內控制基因的轉錄。在從細菌到人類的廣泛生物中RIP蛋白均采用保守的模式。至今發現參與RIP的蛋白酶家族有三種，包括金屬蛋白酶S2P（site-2 protease）；天冬氨酸蛋白酶早老素（presenilin，PS）家族和信號肽肽酶家族（SPP）；絲氨酸蛋白酶rhomboid家族。天冬氨酸蛋白酶PS家族的底物包括淀粉樣前體蛋白（Amyloid precursor protein，APP）和質膜受體Notch等。
研究人員報告了來自黑海甲烷袋狀菌JR1的presenilin/SPP同源物（PSH）的晶體結構。這一蛋白酶包括9個跨膜區（TMs），采用了一種從前未報告過的蛋白質折疊方式。其氨基（N）端區域，由TM16構成，形成了一種馬蹄形狀的結構，環繞著TM79構成的羧（C）基端區域。兩個催化天冬氨酸殘基定位在TM6和TM7的胞質側上，空間上相互接近。水分子通過N端和C端區域之間的一個大口袋接近催化天冬氨酸。
譯文來自：Nature 493， 56-61 （03 January 2013）
田永君 教授 燕山大學材料科學與工程學院院長
1963年3月生，1987年于東北重型機械學院材料學專業獲工學碩士學位，1994年于中科院物理所獲得理學博士學位，1996-1998作為洪堡學者留學德國Jena大學（耶拿大學）固體物理研究所，教授，博士生導師。田永君教授1996年入選國家人事部“百千萬”人才工程第一、二層次人選，國務院政府特貼專家，2001年被教育部聘為長江學者獎勵計劃特聘教授。2002年獲得國家杰出青年科學基金。
2011年，田永君教授科研團隊所完成的“硬度的微觀理論及新型亞穩材料設計”項目成果獲得國家自然科學二等獎。該項目從化學鍵入手，創建了硬度的微觀理論模型，建立了布居離子性新標度，實現了極性共價晶體硬度的定量預測，解決了硬度與晶體微觀電子結構間定量關聯這一理論難題。以此理論模型為基礎，項目設計出了系列的新型亞穩材料，部分材料已被實驗合成，使超硬材料探索從“定性”進入到了“定量化”的可設計階段，推動了計算材料科學的發展。23個國家和地區的100多個研究機構使用本模型開展跟蹤和拓展研究。硬度微觀模型已成為材料設計的一個實用工具，并被拓展到納米、缺陷和薄膜等研究領域。
超高硬度的納米孿晶結構立方氮化硼
立方氮化硼是一種重要的超硬材料，在鐵基材料加工行業中獲得了廣泛應用。遺憾的是人工合成立方氮化硼單晶的硬度還不到金剛石單晶的一半。根據著名的霍爾-佩奇（Hall-Petch）關系，多晶材料硬度隨晶粒尺寸減小而增大。因此，合成納米結構立方氮化硼已成為提高硬度的有效手段。利用類石墨結構氮化硼前驅物在高溫高壓下的馬氏體相變，科學家們已合成出納米晶立方氮化硼，所能達到的最小晶粒尺寸為14nm。田永君及其合作者采用一種具有特殊結構的洋蔥氮化硼為前驅物成功地合成出透明的納米孿晶結構立方氮化硼，孿晶的平均厚度僅為3.8nm，其硬度達到甚至超過人工合成的金剛石單晶，斷裂韌性高于商用硬質合金，抗氧化溫度高于立方氮化硼單晶本身。這些優異的綜合性能表明納米孿晶結構立方氮化硼是一種工業界期盼已久的刀具材料。
業已證明：在臨界尺寸（約10-15nm）以上，金屬及合金材料的硬度和強度隨晶粒尺寸減小而增大（霍爾-佩奇效應），但在臨界尺寸以下，強度和硬度卻隨晶粒尺寸減小而減小（反霍爾-佩奇效應）。令人驚奇的是，納米孿晶結構立方氮化硼隨孿晶厚度減小能夠持續硬化到3.8nm卻不發生軟化。他們的理論分析表明：在納米尺度邊，多晶極性共價材料的硬化機制除了大家熟知的Hall-Petch效應還有量子限域效應的附加貢獻。研究成果突破了人們對材料硬化機制的傳統認識，向人們展現了合成高性能超硬材料的新途徑――獲得超細納米孿晶結構。
譯文來自：Nature 493， 385-388 （17 Janurary 2013）
劉 健 教授 南京師范大學地理科學學院
1966年4月生，四川合江人，漢族。1983年至1993年就讀于南京大學氣象系氣候學專業，先后獲得南京大學理學學士、碩士和博士學位。現為南京師范大學地理科學學院特聘教授，博士生導師，兼任中國第四紀科學研究會高分辨率氣候記錄專業委員會委員、中國氣象學會冰凍圈與極地氣象委員會委員、江蘇省氣象學會常務理事、江蘇省氣象學會氣候學與氣候變化專業委員會副主任。主要從事氣候模擬與全球變化研究。
在國際上首次成功地模擬了與氣候代用資料重建結果一致的東亞地區末次盛冰期（21ka BP）和中全新世暖期（6ka BP）的古氣候特征，并進行了動力學機制闡釋；在認識全球和東亞季風年代-百年際尺度的變化規律及成因機制、揭示自然和人為因子對全球降水和海表溫度的不同影響與機理、定量區分自然和人類活動對湖泊環境變化的影響等方面取得了國際領先成果，在國際頂級學術刊物Nature、Science和PNAS上。
自然與人為強迫因子對全球降水變化的不同影響
研究發現，自然因子（SV）和人為因子（GHG）引起的增暖都會使全球平均降水量增加，但增加的幅度差異顯著。在SV強迫下模擬的全球平均溫度每增加1℃全球平均降水量增加2.1%，而GHG強迫下對應的全球平均降水量僅增加1.2%；兩種情況下熱帶陸地區域平均降水量增加的幅度差異更大（5.5%與2.4%）。研究揭示其主要機制在SV增暖與GHG增暖情況下分別為海洋恒溫機制與大氣穩定機制：在SV增暖情況下，地表受太陽輻射加熱，由于熱帶太平洋東部溫躍層較西部淺，海洋恒溫效應使得相同的SV加熱引起的東部增溫比西部小，從而加大熱帶太平洋東西向的海表溫度（SST）梯度，使熱帶太平洋東西向的氣壓梯度相應增大，導致赤道東風和Walker環流加強，有利于水汽向熱帶季風及暖池區的輻合，使得全球平均降水量顯著增加，此為海洋恒溫機制；而在GHG增暖情況下，大氣中上層吸收長波輻射加熱，會使大氣上下層間的溫度梯度減小，大氣穩定度相應增大，從而削弱Walker環流，減小熱帶太平洋東西向的SST梯度，不利于水汽向熱帶季風及暖池區輻合，導致全球降水增量減少，此為大氣穩定機制。
該研究區分了兩種類型的增暖及其降水效應并闡明了其主要機制，化解了古氣候重建與IPCC氣候預估關于增暖將導致熱帶太平洋東西向SST梯度增與減（La Nia型與El Nio型）的學術爭端，對人們更好地認識并預估氣候變化具有重要意義；同時該研究發現GHG增加導致的增暖與太陽輻射增加導致的增暖具有不同的大氣穩定度、SST、降水效應，這意味著通過地球工程（在大氣上層施放氣溶膠粒子以減少到達地表的太陽輻射量）進行太陽輻射管控并不能完全抵消GHG對全球增暖的影響，這對于地球工程的規劃實施具有現實意義。
譯文來自：Nature 493， 656-659 （31 January 2013）
周嘉偉 研究員 中國科學院上海生命科學研究中心
畢業于江蘇南通大學醫學院，獲江蘇南通大學醫學院醫學碩士、英國帝國理工醫學院（Imperial College of Science， Technology and Medicine）生化系博士學位。曾任江蘇南通大學醫學院助教、講師；1991年英國劍橋大學訪問學者、1992年日本岡山大學訪問學者 ；美國Hahnemann大學博士后。現中國科學院上海生命科學研究中心研究員。
周嘉偉研究方向：基底神經節包括紋狀體（尾狀核和殼核）、蒼白球、黑質和丘腦底核等在內的一群密切關聯的腦結構，它們參與了自主運動的控制和調節。臨床病理學研究已經表明，這些核團為帕金森病、亨廷頓氏病等神經退行性疾病所累及。研究它們的發育過程、工作原理和病理狀態下功能與結構變化，有助于進一步闡述這些疾病的發病機理和尋找疾病治療的新靶點。
多巴胺D2受體通過調控aB-晶狀體蛋白抑制神經炎癥反應
周嘉偉實驗室的研究發現，星形膠質細胞在多巴胺D2受體（Drd2）缺失的情況下也會主導炎癥反應的發生，而Drd2及其配體多巴胺的水平在中老年人群中均呈現進行性下降。生理情況下，星形膠質細胞的Drd2能夠通過控制其下游的aB-晶狀體蛋白（aB-crystallin， Cryab）的水平來抑制免疫反應。Drd2缺失可導致Cryab明顯下調，小鼠腦內多個區域炎癥反應顯著增強，而在神經毒素MPTP所致的帕金森病小鼠動物模型中，Drd2的缺失加劇了膠質細胞的激活，使炎癥反應更趨嚴重，中腦多巴胺能神經元對神經毒素更加敏感，死亡率上升。但選擇性地提高星形膠質細胞中的Cryab水平則可有效對抗Drd2缺失導致的慢性炎癥反應。他們還發現，給予野生型小鼠注射Drd2激動劑可以部分緩解MPTP等神經毒素導致的急性神經炎癥反應以及多巴胺能神經元死亡。
上述結果表明，星形膠質細胞中的Drd2/Cryab信號轉導通路在抑制因Drd2缺失所致的神經炎癥過程中發揮關鍵作用。Drd2決定了星形膠質細胞作用的兩面性――Drd2缺失可使星形膠質細胞從生理狀態下神經元的支持細胞轉化為對神經元不利的促炎癥細胞。一直以來，Drd2被公認為主要參與多巴胺能神經傳導，此項研究則揭示了Drd2的一個與傳統認識迥然不同的新功能，即在星形膠質細胞中發揮抑制其異?；罨蜕窠浹装Y反應的作用。
星形膠質細胞中的多巴胺D2受體（Drd2）正常情況下通過αB-晶狀體蛋白抑制炎癥介質相關基因的表達，從而發揮抑制炎癥的作用，而小膠質細胞表達的Drd2則對該類細胞炎癥因子的產生沒有顯著影響。
譯文來自：Nature 494，90-94 （07 February 2013）
張福鎖 教授
中國農業大學資源環境學院
出生于1960年10月，陜西鳳翔人，教授，博士生導師。1990年2月從中國農業大學農學博士后流動站出站，1997年1月-2011年11月擔任中國農業大學資源與環境學院院長，現任中國農業大學資源環境與糧食安全研究中心主任一職。
一直從事植物根際生態調控與養分資源綜合管理的基礎和應用研究工作。在根際養分活化機理以及不同基因型植物適應養分脅迫的生理機制研究方面取得了可喜的進展，提出根際生態調控理論與技術體系，并通過對間套作、水旱輪作、重迎茬作物生長障礙機制，各種作物生產體系（包括大田作物、蔬菜、果樹、煙草等）以及鹽生植物根際生態調控機制的系統研究，把理論與生產實際相結合，進一步提出養分資源綜合管理的思路，通過全國大協作及國際合作項目的開展，在深化根際理論，提高養分資源利用效率，保護生態環境等方面做出了貢獻。
中國氮沉降顯著增加
研究結果表明，從1980年至2010年中國陸地生態系統氮素沉降顯著升高，從1980年代每公頃年均13.2公斤氮增至2000年代21.1公斤氮，增幅約8公斤/公頃，比1980年代高60%；并以人口相對密集和農業集約化程度更高的中東部地區（華北、東南和西南）的氮素沉降量和年增幅顯著高于人口密度相對較低和氮肥及其他人為活性氮排放相對較低的東北、西北和青藏高原地區。目前我國中東部地區（尤其是華北平原）的氮素沉降量已經高于北美任何地區氮素沉降量，與西歐上世紀80年代（采取大氣活性氮減排措施/政策之前）氮沉降高峰時的數量相當。研究還發現，從1980年代至2000年代，同樣在長期不施氮肥條件下農田生態系統水稻、小麥和玉米三大糧食作物的吸氮量平均增加16%，而非農田生態系統木本、草本和所有物種的葉片含氮量平均增加33%；而同時期的植物葉片含磷量沒有發生顯著改變，指示土壤環境保持相對穩定，氮素增加主要來自大氣沉降。
該小組的研究結果還表明，中國氮素沉降的增加主要受氮肥、畜牧業等農業源和工業、交通源等非農業源活性氮排放的影響。目前主要來自農業源氨排放的銨態氮沉降是氮素沉降的主體，占總沉降量的2/3左右，氮肥的直接排放（農田）和間接排放（養殖場畜禽糞便等）是銨態氮沉降的主要貢獻者；而以來自非農業源（燃煤和汽車尾氣等化石能源燃燒）氮氧化物排放為主的硝態氮沉降約占總沉降量的1/3，硝態氮在沉降中的比例已經從1980年代的1/6增至1/3，說明來自非農業源的排放增速更快。
這一研究成果揭示了過去30年（1980-2010年），我國出現了區域性大氣活性氮污染、氮素沉降以及農田與非農田生態系統“氮富集”加劇的現象；中國氮素沉降的顯著升高與氮肥施用（農田不合理施氮及畜禽糞便等管理）和化石能源消費大幅度增加所導致的人為活性氮排放有密切關系；實現氮肥和畜牧業等農業源氨的減排是當前中國控制氮素沉降的主要立足點，同時，大幅度減少各種化石能源等非農業源活性氮的排放已越來越迫切。
譯文來自：Nature 494， 459-462 （28 February 2013）
中國農業科學院作物科學研究所
小麥D基因組供體種―粗山羊草基因組草圖
通過D基因組草圖的研究發現，在漫長的進化過程中，D基因組的抗病相關基因（如NBS-LRR基因等）數量發生顯著擴張，大大增強了它的抗病性；對抗非生物應激反應的基因也發生顯著擴張，從而大大增強其抗逆性與適應性；在D基因組發現了小麥特有的品質相關基因，其中許多也發生了顯著擴增，從而使小麥的品質性狀大大得到改良，成為唯一能夠制作饅頭、面包、餃子等多種食品糧食作物；正是由于D基因組的加入，才使小麥的抗病性、適應性與品質得到大大改良，從而才使小麥走出發源地，走向世界各地，成為世界上種植區域最廣的第一大糧食作物。研究還發現大約在300萬年前，由于重復序列的大量插入，使小麥基因組急劇膨大，這一事件可能與當時地球的氣候變化有關。
小麥的基礎與應用基礎研究對于小麥的育種與生產產生了巨大的推動作用。在細胞遺傳學時代，小麥細胞遺傳學走在各主要農作物的前列，由于小麥矮稈基因、光周期不敏感基因與抗病基因的發掘與利用，促成了全球范圍的第一次“綠色革命”。在進入基因組學時代之后，由于小麥基因組巨大而復雜，因而使其研究嚴重滯后，大大制約了小麥品種改良的進展。基因組組測序已成為制約小麥科學研究與生產發展的關鍵，同時也對世界小麥研究工作者提出了巨大的挑戰。
譯文來自：Nature 496， 9195 （04 April 2013）
中國科學院遺傳與發育生物學研究所
小麥A基因組的測序
篇10
1理論基礎
1．1中國風水論
風水是中國古代產生流傳的一種樸素的環境觀。它在很長時間內指導人們審慎周密地考察自然、順應自然、創造良好的居住環境，以便達到人和環境相協調的境界。從現代科學理論來看，風水學是地球物理學、水文地質學、環境景觀學、生態建筑學、宇宙星體學、地球磁場方位學、氣象學和人體信息學合一的綜合性科學。風水的產生是與人們擇地而居密不可分的，有“先民定而風水生”的說法。風水思想從根本上說是在人類長期與自然作斗爭的過程中逐步形成的。它從先民的定居而來，與人居環境有密切關系。因此，從風水術中的地理層面來討論人居環境是必要的。在風水術的核心理論中與人居環境相關的大致有三個，即：地形、地貌理論；山水城市理論；建筑的朝向、藏風聚氣理論。在這三個核心理論中，地形、地貌理論總攬了人居環境。
1．2生態建筑學
生態建筑學在現代科學的意義上關注人與建筑自然的關系，同中國風水學的“天人合一”宇宙觀，有著根本的一致。所謂生態建筑學(Acologies)或稱建筑生態學(Are—ology)，是建立在研究自然界生物與其環境共生關系的生態學(Ecology)理論基礎上的建筑規劃設計理論與方法。換句話說，就是探索地球上生命活動功能均衡發展的生態學延伸于建筑學領域的一個分支，反映出現代建筑思潮的價值取向。根據現代科技的成就，生態建筑學在依據自然生態系統創造人工生態系統過程中，應實現能量和物質流的平衡，即生態平衡原則。當代生態建筑學是從整體有機聯系上以生態規律來揭示并協調人、建筑、自然環境和社會環境的相互關系。其實施手段，更以當代科學技術的物質條件為重，來實現人在自然生態系統下構建人工生態系統，以其間的具體的、物質的交流，爭取達到最優關系。
1．3整合生態氣候建筑理論
由于不同的地區氣候不同，建筑的生物氣候學應用方法亦各異，但生物氣候建筑的設計思想方法還是有很大共性。西班牙巴塞羅那著名的建筑師J·巴爾巴便是生物氣候建筑理論的創始人，他認為“整合生態氣候建筑”又可以稱為可持續建筑。從建筑哲學的觀點來看，建筑物及其有關能源的使用和視覺的污染，可以說對環境破壞所造成的影響愈加嚴重。“生物氣候建筑”不僅在結構形式上，而且在功能上體現生物的自我適應、自我調節、自我完善功能，從而帶給人們舒適、安全、高效的棲息環境；在設計上他結合自然、遵從仿生學的原理、具有生態學的經濟；在景觀上他融入環境而對環境無害。另外，生物氣候建筑在為人類創造舒適的人居環境的同時，還關注健康的營造?？傊?，生物氣候建筑的設計思想最初源于節省能源的需要，繼而上升到保護環境的高度。
2住宅的垂直綠化研究
基于以上的三大理論，在進行住宅環境設計研究中，居住區應充分利用有限的綠地面積和空間進行垂直綠化，增加綠化的空間層次和綠色量，改善和提高居住區小氣候環境。充分利用當地植物資源，形成地方特色，創造出四季景觀，從而創造一個和諧的住宅生態環境，實現住宅建筑的可持續性。本文主要從地面綠化、墻面綠化、室內綠化和屋頂綠化四個方面進行改善研究，達到建筑與環境渾然。
2．1地面綠化
我國居住區設計規范規定綠地面積應不少于居住區用地面積的30％～40％。綠化植物的生態效益如光合作用吸收二氧化碳釋放出氧氣，吸收各種有毒氣體。蒸騰水增加空氣濕度，炎夏降低植物周圍的溫度，吸收噪音及吸滯粉塵等，全靠葉面來完成。因此生態效益與葉面積成正比。住宅環境綠化應以喬木、灌木、草本的立體綠化模式為主，這種栽植方式葉面積最大，產生的生態效益是單草坪的幾倍、十幾倍甚至幾十倍，尤其要多栽大樹。據科學測算大樹吸收二氧化碳制造氧氣的功能是草坪的5倍，1000m。樹木每年可吸收二氧化碳16t釋放氧氣12t，吸塵量是草坪的3倍；成片樹陰下的氣溫比草坪溫度低5~C左右，配植結構合理的綠地空氣濕度可增加54％。即使在綠化覆蓋率很高的國家，喬灌草配植的綠地的比例比純草坪也要高出5倍多。所以要充分發揮居住綠地生態效益必須建造立體綠化模式，從而提高綠地生態效益的效率，切不可不切實際的以草坪取勝。
2．2墻面綠化
居住區建筑的墻面綠化對居住環境質量的改善尤為重要。墻面綠化是一種占地面積少而綠化覆蓋面積大的綠化形式，其綠化面積為栽植占地面積的幾十倍以上。住宅建筑的立面綠化有利于生態環境，植物的生長過程明顯的改善著小氣候。實測表明，墻面綠化植物可以反射和吸收太陽輻射熱的70％左右。另外，墻面綠化還可減弱城市噪聲，當噪聲聲波通過濃密的藤葉時，約有26％的聲波被吸收掉。攀援植物葉片多有絨毛或凹凸的脈紋，能吸附大量的飄塵，起到過濾和凈化空氣的作用。另外，墻面本身的構造決定了綠化的技術。首先要解決的就是種植培栽體，要考慮具有良好的保水保肥性，因在立面上氣候環境比平面的變化更劇烈。另外還要考慮美觀性，及栽培載體的輕便性，還要充分考慮到管理的方便性。針對這些問題，有以下幾種壁面綠化技術，一種是利用壁面的基部種植攀援植物，讓其沿垂面爬蔓生長，大多選莖節上有吸盤或強攀援性的藤蔓植物；第二種是利用帆布作為載體，在其上按一定距離縫制袋狀容器進行輕型基質栽培；第三種是，在壁面上按幾何圖形整齊地安裝輕型基質塊，進行養液循環栽培。墻面綠化要根據居住區的自然條件、墻面材料、墻面朝向和建筑高度等選擇適宜的植物材料及種植方法。
2．3室內綠化
充分利用空問，大力發展陽臺和棚架綠化。隨著物質文化生活水平的日益提高，人們對居室環境的要求也越來越高。陽臺和棚架綠化，不但能滿足人們屋內擺花的需求，改善居室空間環境，還能美化建筑物立面。陽臺綠化的形式是多種多樣的，植物的選擇亦很廣泛。只要掌握安全和實用這兩個原則就可以了。目前，居室擺花與陽臺綠化的有機結合，已成為人們美化生活的時尚。選擇常綠耐蔭的溫室觀葉花卉，如文竹、龜背竹、吊蘭、花葉常春藤等等，都能很好的改善居室環境。另外，現在國內外居住建筑越來越多的設計入口花園以及空中庭院來改善住宅室內環境(熱、聲、光環境和空氣品質)，長沙市的香墅美地樓盤便是很好的例證。
2．4屋頂綠化
屋頂的綠化種植總面積應占屋頂總面積50％以上?？筛纳莆菝鏈囟?~C～5~C左右，而且還可以使屋頂雨水的排放量減少三分之一，其余三分之二的雨水蓄存在屋頂上。通過屋頂綠化，能夠改善小環境的生態效應。屋頂綠化能夠幫助過濾空氣中的灰塵、煙霧以及有害物質。通過屋頂綠化能夠降低噪聲約3dB，并且能增強隔音約8dB。實用、精美和安全是營造屋頂花園的三要素，而“安全”是屋頂花園的保證。屋頂的承重能力和防漏處理則是保證屋頂花園的安全的關鍵。屋頂綠化設計須進行以下方面的處理。荷載(承重、負荷)處理：設計活荷載大于3．5kN／m的屋頂，根據荷載大小，除種植地被、花灌木外，可以適當選擇種植小喬木；設計活荷載為2．0～3．5kN／m的屋頂，根據荷載大小，栽植地被、花灌木；設計活荷載2．0kN／m以下的屋頂不宜進行屋頂綠化。
防水處理：在進行屋頂綠化施工時，首先在原屋面增加一層柔性防水層，且按相關技術規范操作。屋面進行兩次閉水試驗以確保防水質量，第一次在屋頂綠化施工前進行，第二次在綠化種植前，每次閉水時問不小于72小時。排水處理：設置完善的排水系統，種植層下必須設置過濾層、排水層(見圖1)，種植面層應保持排水的坡度，保證排水暢通。砌筑花臺不能利用女兒墻為其邊，應根據排水槽寬度間隔一定距離，一般間隔距離大于20cm，材料應選用輕質材料。
種植床：種植床結構包括種植層、過濾層、排水層、防水層。為滿足植物根系生長需要，種植土要30cm至40cm厚，局部可設汁成60cm至80cm。種植床厚度應根據屋頂設計活荷載數值確定，各層總重度應小于1000kg／m。養護管理及灌溉：預留水樁和其它供水設施確保灌溉。定期檢查構筑附著物的安全性，疏通排水管道。
篇11
青少年科技創新大賽是一項青少年科技創新成果和科學探究項目的綜合性科技競賽，是面向在校中小學生開展的具有示范性和導向性的科技教育活動之一, 是中小學各類科技活動優秀成果集中展示的一種形式。大賽每年舉辦一次，全國大賽時間為每年的7月底、8月初，重慶市比賽的時間為每年的4月初，作品上報時間在3月上旬。
中學生科技創新成果競賽按項目申報人數分為個人項目和集體項目，按年齡段分為初中項目和高中項目，按研究學科分為數學、計算機科學、物理學、地球與空間科學、工程學、動物學、植物學、微生物學、醫藥與健康學、化學、生物化學、環境科學、行為與社會科學等13個學科。根據其研究學科分類，完全可以在中學開展相關學科的研究性學習，指導學生參加科技創新大賽，從而培養青少年科技創新能力。對中小學生進行科技創新的教育是很艱巨工作，順利的進行科技創新教育工作，不僅能提高學校教育教學的質量，也能提高學生的思維能力，更能加強理論和實踐的相結合，提高學生日?；顒拥挠行蛐?。
一、提出科學問題
開展青少年科技活動首先就必須幫助學生和老師更新觀念，增強科技創新意識，這是活動能否順利展開并逐步達到成功彼岸的前提條件。
首先我們得要思考這么幾個問題：科學研究神秘嗎？科學研究很難嗎？科學研究離我們很遠嗎？中學生能不能做科學研究？
我想，要回答這么幾個問題，我們先來看看科學研究的第一步：提出科學問題。在教學過程中有的學生會有一些很奇妙的想法，比如：天空為什么是藍色的？海水為什么是藍色的？火箭為什么會升空？實際上，你閱讀愛迪生、牛頓等科學家的故事之后，你會發現思維是從疑問和驚奇開始的，提出科學問題是學得真知的關鍵一步，對自然界、身邊事物觀察或對別人結論質疑的基礎上，發現和提出問題，發現問題這遠比解決問題更重要。
調查研究顯示許多學生進入高中后，往往會表現出學習積極性下降，不愿思考，不愛提問，不敢提問，不善提問，從而導致許多學生不會提問這一現狀。為了培養同學們積極提出新問題的意識，我分別在針對高一和高二年級的研究性學習課堂中做了《中學生能不能做科學研究》的教學嘗試，鼓勵同學提問,培養問題意識。鼓勵每位同學就自己在學習過程關于自然、社會、人生、生活和學習等領域中提出自己感到困惑的若干問題，經過一段時間的資料查詢、整理和文字修訂工作，最后形成比較有價值的問題， 并利用課余時間和學生一起分析探討，啟迪學生運用自己的心智能力去發現和探索問題，從而促進學生問題意識的養成。例如我校高2013級學生夏若淳等比較了蜘蛛與蠶同為節肢動物，蜘蛛絲和蠶絲同為蛋白質構成的大分子，但是否存在著差異，查閱文獻后發現蜘蛛絲和蠶絲差異的大小以及蠶絲與蜘蛛絲在特種紡織領域的適應性比較均未見系統的文獻報道。于是在指導教師的指導下從文獻和實驗兩方面對兩者的力學特性和抗腐蝕性進行測定與比較。研究成果形成論文《蠶絲與蛛絲在特種紡織領域的適應性比較》參加重慶市第27屆青少年科技創新大賽并榮獲二等獎。所以，在科技創新教育過程中，我們要鼓勵同學提問,培養問題意識。
二、如何選擇研究課題
青少年科技創新大賽的競賽規則中明確提出大賽的評審標準：“三自”原則和“三性”原則，自己選題，自己設計和研究；科學性，先進性和實用性。學生在選擇課題時，課題內容應源于生活、淺處入手、做深做透的原則自己選擇。學生選擇出來的課題，學校專門組織團隊根據課題研究是否具有合理可行，科學實用，持續發展的特點對學生進行進一步的指導。保證學生的課題能夠做到具備科學性、創新性、實用性、完整性。
好的研究課題是走向成功的關鍵，每位研究者都必須重視課題的選擇，然后是完成這個課題，再完善這個課題。在這個過程中我校構建了完善的中學生科技創新體系，有全校師生的積極努力配合；有物理、化學、生物、信息等學科的老師以及西南大學的專家擔任指導教師；有西南大學完善的科學研究設備和實驗室；有向仲懷院士和蠶學與系統生物學研究所與我校共建的“‘大手拉小手’家蠶基因附中實驗室”；有向仲懷院士為我校培養優秀科技創新人才所設立的“西南大學附中院士研究基金”提供經費支持。如果我們學生仍然從事一些簡單內容的科技活動，就難免顯得內容陳舊，缺乏創新了，有了學校提供的相應的條件，學生的選題就能夠選擇環境學、地球與空間科學（包括地質學、礦物學、地貌學、海洋學、氣象學、氣候學、天文學、洞穴學、地震學、地理學）等乃至生物工程學方面的課題，而且我們會發現這些課題已經成為現代青少年科技活動的主流。例如，我校高2013級學生楊詩程選擇生物化學課題《抗菌蛋白PscAFP在酵母中的表達與抗菌活性測定》，該課題要順利完成，在中學現有實驗條件下不可能完成，但楊詩程同學在生物教師和西南大學生物化學專家的指導下在西南大學化學化工學院實驗室順利完成一系列實驗，研究成果形成論文參加重慶市第27屆青少年科技創新大賽并榮獲一等獎。
三、掌握技巧，提高科技創新能力
提高中學生的科技創新能力，它不僅要求學生更新觀念，樹立起強烈的創新意識，還要求學生能熟練地掌握和運用科學的思維方法和技巧。方法和技巧得當，就為課題研究的成功奠定了基礎。因此，必須十分重視對學生進行系統的思維和方法訓練，把它作為科技活動的一項必不可少的基礎建設。要制定切實可行的訓練計劃，做到循序漸進，盡可能幫助學生打好基礎。
基于以上認識，結合我校實際，根據我的體會總結出以下幾點技巧：
1.買一本書
至少手中擁有一本《科技創新作品集》，并和指導教師或者家長一起閱讀和討論，感受其他學生研究課題的定位，尋找適合您研究的課題。
2.省略發一封郵件，把你整理的文檔以附件形式發在此信箱中，寫上班級和名字。
學生的初步想法（課題）必須查閱相關資料后形成文字材料，拿到指導老師辦公室討論分析，編制完成課題研究計劃，完成初始論證。
3.充分的準備
學生到網站上查詢相關文件熟悉規則。根據規則要求準備充足的材料。設計的展板要簡潔明了，思路要清晰。并為答辯準備充分，時刻考慮能引起專家興奮的地方（亮點），才能有人極力為你推薦，獲得更好的成績。
4.心理的準備
學生在科技創新研究的路上將會遇到很多困難和挫折，這一點學生應作好充分的思想準備，只有堅持到最后才能摘取成功的果實。
篇12
【文章編號】0450-9889（2013）12C-0031-03
在國際競爭日趨激烈的今天，加強大學生創新實踐能力的培養，對國家、地方、高校以及大學生個人都極其重要。國外許多高校通過組織學生全面參與科研等方式進行研究型創新實踐學習，培養創造性人才。我國許多高校也正在大力推動本科生加強科研活動，開展實驗調查等，以促進大學生創新實踐能力培養。然而，目前我國地方高校數量占全國高?？傮w的大部分，它們與重點研究型高校相比，在為學生提供的科研項目、資金及科研平臺及實驗設施等方面還存在明顯差距。這必然要求地方高校在培養學生創新實踐能力方面，必須努力尋找與本地區、本校情況相適應的因地制宜的創新途徑。而探索有效的創新實踐教學途徑則是地方高校彌補不足的最重要方式。創新能力就是推陳出新的能力，具體是指人們運用知識和理論，在科學、藝術、技術和各種實踐活動領域中不斷提供具有經濟價值、社會價值、生態價值的新思想、新理論和新方法的能力。本文以貴州省凱里學院為例，探索如何構建實踐教學體系，培養學生的創新實踐能力。
一、地理科學專業加強創新實踐能力培養的意義
《中華人民共和國高等教育法》明確規定，高等教育的基本任務是培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才。創新教育是以培養人的創新精神和創新能力為基本價值取向的教育，其核心是研究和解決人的創新精神和實踐能力的培養問題。吳傳鈞院士認為，地理科學是一門研究地球表層自然要素與人文要素的交互關系與作用的科學。地理科學作為一門綜合性專業，已經在社會經濟多領域發揮重要作用，其人才培養目標已經不僅是為中學基礎教育培養合格的地理學科教師。地理科學研究對象的綜合性還決定了實踐教學是地理創新實踐能力培養的重要途徑。因此，加強地理專業學生創新實踐能力的培養，不僅可促使學生深刻理解地理環境事物發展與演變規律、人地關系地域系統結構等知識，還對培養地理科學專業學生成為創新型人才，為國家構建戰略創新體系提供支持具有重要基礎意義。
二、地方院校創新實踐能力培養面臨的困境
凱里學院作為地方新建本科院校，因其建設時間較短，在學科建設方面與國內許多高校相比，還存在多方面的不足，在建立培養學生創新實踐能力的機制方面還面臨許多困難。
從凱里學院內部因素來看，存在以下幾方面不足：師資隊伍不完備，整體教學與科研隊伍水平不高；實踐、實驗教學設施不完備，考核評價體系不完善，激勵等管理體制不健全；實驗實踐基地數量少，資源整合利用度低，沒有充分發揮實踐實驗設施、基地的效能；實踐教學方法還存在不足，對促進創造性和創新思維發展的方法還較少。
從凱里學院所處區域環境看，存在以下幾個方面的劣勢：區域經濟落后，地方財政資金支持力度小；生源質量不突出，教育資源整體匱乏；地處西部山區，地理區位條件差，對高級人才吸引力弱；當地社會企業數量少、層次低，對高校實踐支持力度弱，能提供校外實習基地數量少，產學研實踐平臺層次與水平低。
目前，凱里學院在培養學生創新實踐能力過程中，在人才創新培養的實踐教學體系的優化設計，因地制宜地構建合理的創新實踐教學體系與方案、高效的管理制度、評價考核體系等方面都亟待提高，并且還面臨著資金不足等問題。因此，努力探索、研究適宜本地院校的創新能力培養實踐教學體系，是培養出優秀的具有創新能力的高素質人才的重要途徑，對于促進地方、國家的經濟發展等也具有重要意義。
三、構建培養創新能力的地理科學專業實踐教學課程體系
目前，不少學者進行了地理科學專業實踐課程體系的構建。例如，朱愛琴對地理科學專業的實踐教學提出了地理過程實驗模塊、地理教育實踐模塊、地理應用實踐模塊、地理技術實踐模塊。
1986年錢學森提出，地理學應當是與自然科學、社會科學、數學科學等并列的大科學體系，故稱“地理科學”。它可分為三個層次，即基礎理論層次（基礎科學）、技術理論層次（技術科學）、技術層次（工程科學）。楊開忠認為科學體系應是客觀存在的科學研究分工和協作發展的系統反映，并總結和概括出地理科學體系包括地理科學哲學、基礎地理科學、應用地理科學和技術地理科學四個層次。構建創新實踐能力培養的地理科學專業實踐教學課程體系也應該是以科學的地理科學體系為基礎。本文以錢學森、楊開忠等人構建的地理學學科體系為基礎，根據凱里學院地理科學專業實踐課程體系的實際情況，進行實踐教學體系的構建，將其分為地理科學基礎實踐課體系、地理科學應用實踐課體系、地理技術實踐課程體系、地理科學綜合創新實踐課程體系。
（一）地理科學基礎實踐課程體系。主要是通過地理科學專業課程的實驗、實踐去深刻認識地球表層，理解人地相互作用關系及過程。包括核心基礎實踐課程與基礎實踐課程。
核心基礎課程有地球概論、地質學基礎、氣象學與氣候學、綜合自然地理學、植物與土壤地理學、水文學與地貌學等?；A地理科學是核心基礎地理科學與自然科學、社會科學的合作領域。主要有人文地理學、環境生態學、文化地理學、人口地理學等專業課程。
在基礎實踐課程體系中，通過設置驗證性和探究性等形式，在室內、室外分別進行觀察、測試、分析、考察及綜合自然地理實習等實踐訓練，培養學生對實驗操作、數據采集、分析處理等能力，并通學生自己設計實驗，去分析、研究、探索出結論，促進學生在實踐訓練中對地理現象、地理環境客觀規律、人地關系的深刻認識，培養并激發學生的科學探究能力。
（二）地理科學應用實踐課程。主要是把基礎地理科學的理論和方法系統地應用于解決人口、資源、環境、經濟和社會問題。主要包括地質、環境、資源、生態、城市、經濟、社會等領域。主要的應用實踐課程有經濟地理學、巖溶學及應用、區域分析與規劃、旅游地理學、鄉村旅游學、環境學概論、可持續發展理論、區域經濟學、城市地理學、災害地理學、生態旅游學等。
在應用實踐課程體系中，主要讓學生通過室內資料準備與分析，室外實地綜合考察、觀測、調查研究，去獲得地理環境中自然要素、人文、社會、經濟、環境等各方面的數據資料，運用地理科學專業知識去分析與研究地理環境中的人口、資源、環境、經濟和社會的各方面及綜合問題，并提出解決措施與辦法的實踐訓練，培養學生運用地理科學專業思維分析問題與解決問題的能力。
（三）地理科學技術實踐課程。技術實踐課程是專門研究和開發地理科學技術手段的科學，是地理科學的技術支持系統，它包括傳統地圖測量技術、數學分析方法、新興信息計算機技術與“3S”技術，是地理學與計算機、信息學、圖像學、遙感、衛星等新興技術的結合。主要技術實踐課程有地圖學與測量學、遙感概論、地理信息系統原理、地理學的數學方法應用、計量地理學等。
在技術實踐課程體系中，主要讓學生在運用計算機技術實踐中，通過對地理信息系統技術、遙感技術掌握及相關軟件技術運用，對數字化地圖、遙感影像等資料中提供大量的地理信息數據資料，進行提取、分析運用的實踐訓練，以及運用數學方法對地理事物的空間規律的分析、建模的實踐訓練，建立認識、分析地理空間事物信息系統的新思維、新思路、新技能。
（四）地理科學綜合創新實踐課程。主要是地理教學技能與理念的培訓實踐，以及科技競賽、科研課題、學術（畢業）論文寫作等綜合性創新能力訓練的實踐，它還是運用地理科學專業知識水平及創新實踐能力的綜合體現。包括教育教學實踐訓練、科研課題研究實踐訓練、學術（畢業）論文寫作實踐、科技競賽實踐訓練等。綜合實踐課程有地理教學論、中學地理教學技能與教材精讀、教師教學技能訓練、教學見習、社會綜合實踐調查、學術規范與論文寫作、畢業論文寫作講座等課程。
在綜合創新實踐課程中，主要讓學生參與課程教學技能的訓練與實踐，通過主持或參與課題研究過程的實踐及撰寫學術（包括畢業論文）論文等實踐訓練形式，逐步培養具備良好的中學地理教學技能的能力，培養具有較強的信息處理、數據分析、研究寫作等科學研究能力。
從地理科學專業創新實踐教學課程體系結構可知（參見圖1）：基礎實踐課程是地理科學專業實踐教學體系的基礎，側重于對自然環境特征及其演化規律認識的實踐訓練；應用實踐課程側重于對自然環境整體系統中的社會經濟、環境等問題認識與研究的實踐訓練；技術實踐課程側重于培養學生運用新技術與方法進行地理科學領域進行研究的實踐訓練，它也是當代研究地理科學領域的重要技術手段和工具；綜合創新實踐課程則是綜合運用地理科學專業知識進行教學技能、科學研究能力的實踐訓練。其中基礎實踐課程與應用實踐課程體系在地理科學創新實踐教學體系中，起著培養學生創新實踐能力的基礎知識鋪墊作用，技術實踐課程體系起著訓練學生具備運用地理科學系統理論與方法、先進信息技術與數學方法進行綜合實踐創新的技能，綜合創新實踐課程體系則是訓練、培養學生運用地理科學知識、理論與技術進行實踐創新的能力。
圖1 地理科學專業實踐課程體系結構
四、地理科學專業培養學生創新能力的實踐教學措施
凱里學院盡管在培養學生創新實踐能力過程中面臨許多困難，但也在不斷向國內外優秀高校學習，努力尋求適宜的學生創新實踐能力培養的途徑，不斷彌補不足，并根據本學院及地理科學專業的實際情況總結出以下幾方面的實踐教學措施。
（一）重視通識教育課程體系的建設。地理學是對自然要素與人文要素相互作用與關系及其時空規律的科學，因此地理科學專業對學生具備良好的科學與人文素質提出很高的要求。通過通識教育課程體系建設，可以使科學與人文教育的緊密結合。學生不僅可掌握所學的專業知識外，還可學習其他學科的知識，為綜合創新實踐能力培養打下堅實的基礎。哈佛大學等世界名校對通識教育課程建設非常有特色，要求學生所學知識必須包含文、理兩大領域的基礎知識，通過多學科知識的結合，培養學生的綜合素質和綜合創新能力。因此，加強通識課程體系的建設，對促進地理科學專業學生創新實踐能力的提升具有重要基礎作用。
（二）打造學生參與科研實踐的教學平臺。地理科學專業是一門實踐性、應用性很強的學科。要求學生具備很強的區域野外實地觀察力、運用“3S”技術處理區域地理空間信息的能力、區域經濟綜合分析的能力等。通過打造建設學生參與科研實踐的教學平臺，促進學生在參與科研過程中去創新、設計實驗過程，主動觀察、分析地理科學現象，促進其創新思想與創造力的形成。
（三）重視實驗室和實踐基地的建設與管理。雖然凱里學院資金困難是其實驗室建設面臨的主要問題，但只有加強建設才能為學生提供最好的創新實踐平臺。在建設過程中，應該注意厲行節約、務實，集中資金優先購買急需的設備。加強對高水平實驗技術人員的培育與引進，注重引進教學與實驗兼具的“雙師型”人才。對實驗室的管理，從實驗室管理制度與學校實驗室資源整合等方面加強管理，充分發揮全校所有實驗設備、設施的功效。
實踐基地建設是地理科學專業創新實踐教學的非常重要的組成部分。選擇典型的、具有區域綜合性強及區域特性突出的實踐教學區，作為穩定野外實踐教學基地，是地理科學專業實踐教學必須達到的要求。凱里學院充分利用黔東南州及周邊區域特色，有效地建立自然、人文景觀為實習實踐基地。如劍河縣八郎國家地質公園、雷公山國家級自然保護區，雷山縣西江千戶苗寨風景區等極具區域特色的自然、人文景觀作為實習基地。此外，還應積極加強校外實習基地的建設與管理，改變以前將其作為實踐場所的觀念，尋求與實踐教學基地所在單位深入合作途徑，建立校企互利機制，促進實踐基地建設的穩定和持續發展。
（四）加強教師創新實踐教學素質的建設。高素質創新實踐人才的培養，離不開具有創造能力的教師隊伍。只有教師具備地理科學專業的前沿理論以及對相關交叉學科的最新理論有深入理解，才能在教學中講出新思路、新方法，并引領學生在科研實踐中去創新、探索。當教師具有較強的創新實踐能力時，才能改善自己的教學方式，開展有利于創新實踐培養的教學組織形式，從而培養出具有創新實踐能力的學生。
（五）建立地理科學專業實踐課程的質量考核與評價體系。合理、有效的實踐課程質量考核與評價體系是培養學生創新實踐能力的制度保障。地理科學專業實踐教學考核評價體系需要從實驗室實驗、野外實踐基地的調查研究、教學技能訓練與見習等幾方面分別進行建立，從實驗實踐的準備、流程設計，實驗實踐參與過程，實踐作業及教育實習效果等幾個環節進行考核，其中實踐作業按實驗報告、實踐調查報告、學術論文等形式進行評價。從學生與教師的角度分別建立考核體系，并對考核體系建立量化考核指標。
總之，高校肩負著培養學生具備創新實踐能力的歷史重任。雖然地方高校在培養學生創新實踐能力方面還存在許多限制性因素，但只要能因地制宜制訂創新實踐人才培養方案，從教師隊伍、實踐課程體系、實驗室建設與管理、實踐基地建設及考核評價指標體系等方面做好創新實踐基礎工作，提高大學生的創新精神和實踐能力，一定能建設優良的創新實踐人才培養基地，為我國經濟建設與發展發揮重要作用。
【參與文獻】
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1.2水文地質學的定義
地下水這一名詞有廣義與狹義之分。廣義的地下水是指賦存于地面以下巖土空隙中的水；包氣帶及飽水帶中所有含于巖石空隙中的水均屬之。狹義的地下水僅指賦存于飽水帶巖土空隙中的水。
水文地質學（hydrogeology）是研究地下水的數量和質量隨空間和時間變化的規律，以及合理利用地下水或防治其危害的學科。它研究在與巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈以及人類活動相互作用下地下水水量和水質的時空變化規律以及如何運用這些規律興利除害。
1.3水文地質學研究的范疇及任務
水文地質學是研究地下水的科學，主要研究地下水的分布、運動和形成規律，地下水的物理性質和化學成分，地下水資源評價、開發及其合理利用，地下水對工程建設和礦山開采的不利影響及其防治等。在不同環境中，地下水的埋藏、分布、運動和組成成分均不相同。查明上述各方面狀況，可為科學地利用或防治地下水提供根據。水文地質學對地下水的研究，著重自然歷史和地質環境的影響，同主要用水文循環和水量平衡原理研究地下水的地下水水文學關系密切，只是研究的側重點稍有不同。
1.4水文地質學及分支
隨著科學的發展和生產建設的需要，水文地質學又分為區域水文地質學、地下水動力學、水文地球化學、供水水文地質學、礦床水文地質學、土壤改良水文地質學等分支學科。近年來，水文地質學與地熱、地震、環境地質等方面的研究相互滲透，又形成了若干新領域，如環境水文地質學、地下水資源管理、同位素水文地質學等。隨著生產力和科學技術的高速發展，人類對生態環境的影響到了舉足輕重的地步，與環境生態有關的水文地質問題迅速增長。
水文地質學是從尋找和利用地下水源開始發展的，圍繞實際應用，逐漸開展了理論研究，目前已形成了一系列分支。
1.4.1地下水動力學
地下水動力學是研究地下水的運動規律，探討地下水量、水質和溫度傳輸的計算方法，進行水文地質定量模擬。這是水文地質學的重要基礎。
1.4.2水文地球化學
水文地球化學是水文地質學的另一個重要基礎。研究各種元素在地下水中的遷移和富集規律，利用這些規律探討地下水的形成和起源、地下水污染形成的機制和污染物在地下水中的遷移和變化、地下水與礦產形成和分布的關系，尋找金屬礦床、放射性礦床、石油和天然氣，研究礦水的形成和分布等。
1.4.3供水水文地質學
供水水文地質學是為了確定供水水源而尋找地下水，通過勘察，查明含水層的分布規律、埋藏條件，進行水質與水量評價。合理開發利用并保護地下水資源，按含水系統進行科學管理。
1.4.4礦床水文地質學
礦床水文地質學是研究采礦時地下水涌入礦坑的條件，預測礦坑涌水量以及其它與采礦有關的水文地質問題。
1.4.5農業水文地質學
農業水文地質學的內容主要包括兩方面，一是為農田提供灌溉水源進行水文地質研究；二是為沼澤地和鹽堿地的土壤改良，防治次生土壤鹽堿化等問題進行水文地質論證。
1.4.6水文地熱學
地熱是一種新的能源，如何利用由地下熱水或熱蒸汽攜至地表的地熱能，用來取暖、溫室栽培或地熱發電等，以及地下熱水的形成、分布規律，以及勘察與開發方法等，是水文地熱學的研究內容。
1.4.7區域水文地質學
區域水文地質學是研究地下水區域性分布和形成規律，以指導進一步水文地質勘察研究，為各種目的的經濟區劃提供水文地質依據。
1.4.8古水文地質學
古水文地質學是研究地質歷史時期地下水的形成、埋藏分布、循環和化學成分的變化等。據此，可以分析古代地下水的起源與形成機制，闡明與地下水有關的各種礦產的形成、保存與破壞條件。
地下水的形成和分布與地質環境有密切聯系。水文地質學以地質學為基礎，同時又與巖石學、構造地質學、地史學、地貌學、第四紀地質學、地球化學等學科關系密切。工程地質學是與水文地質學是同時相應發展起來的，因此兩者有不少內容相互交叉。
地下水積極參與水文循環，一個地區水循環的強度與頻率，往往決定著地下水的補給狀況。因此，水文地質學與水文學、氣象學、氣候學有密切關系，水文學的許多方法也可應用于水文地質學。地下水運動的研究，是以水力學、流體力學理論為基礎的，并應用各種數學方法和計算技術。
2 水文地質學演化歷史與發展現狀
2.1水文地質學發展簡史
人們早在遠古時代就已打井取水。中國已知最古老的水井是距今約5700年的浙江余姚河姆渡古文化遺址水井。古波斯時期在德黑蘭附近修建了坎兒井，最長達26公里，最深達150米。約公元前250年，在中國四川，為采地下鹵水開鑿了深達百米以上的自流井。中國漢代鑿龍首渠，是一種井、渠結合的取水建筑物。在利用井泉的過程中，人們也探索了地下水的來源。法國帕利西、中國徐光啟和法國馬略特，先后指出了井泉水來源于大氣降水或河水入滲。馬略特還提出了含水層與隔水層的概念。
1855年，法國水力工程師達西，進行了水通過砂的滲透試驗，得出線性滲透定律，即著名的達西定律，奠定了水文地質學的基礎。1863年，法國裘布依以達西定律為基礎，提出計算潛水流的假設和地下水流向井的穩定流公式。1885年。英國的張伯倫確定了自流井出現的地質條件。奧地利福希海默在1885年制出了流網圖并開始應用映射法。
19世紀末20世紀初，對地下水起源又提出了一些新的學說。奧地利修斯于1902年提出了初生說。美國萊恩、戈登和俄國安德魯索夫在1908年分別提出在自然界中存在與沉積巖同時生成的沉積水。1912年，德國凱爾哈克提出地下水和泉的分類，總結了地下水的埋藏特征和排泄條件。美國邁因策爾于1928年提出了承壓含水層的壓縮性和彈性。他們為水文地質學的形成作出了重要貢獻。
泰斯于1935年利用地下水非穩定流與熱傳導的相似性，得出了地下水流向水井的非穩定流公式即泰斯公式，把地下水定量計算推進到了一個新階段。20世紀中葉，蘇聯奧弗琴尼科夫和美國的懷特在水文地球化學方面作出了許多貢獻。到第二次世界大戰結束時，在地下水的賦存、運動、補給、排泄、起源以至化學成分變化、水量評價等方面，均有了較為系統的理論和研究方法。水文地質學已經發展成為一門成熟的學科。
20世紀中葉以來，合理開發、科學管理與保護地下水資源的迫切性和有關的環境問題，越來越引起人們的重視。同時，人們對某些地下水運動過程有了新的認識。1946年起，雅可布和漢圖什等論述了孔隙承壓含水層的越流現象。英國博爾頓和美國的紐曼分別導出了潛水完整井非穩定流方程。
由于預測地下水運動過程的需要，促進了水文地質模擬技術的發展，20世紀30年代開展了實驗室物理模擬，40年代末發展起來的電網絡模擬，到50—60年代在解決水文地質問題中得到應用。
由于電子計算機技術的發展，70～80年代，地下水數學模擬成為處理復雜水文地質問題的主要手段。同時，同位素方法在確定地下水平均貯留時間，追蹤地下水流動等研究中得到應用。遙感技術及數學地質方法也被引進，用以解決水文地質問題。對于地下水中污染物的運移和開采地下水引起的環境變化，引起廣泛的重視。20世紀60年代以來，加拿大的托特提出了地下水流動系統理論，為水文地質學的發展開拓了新的發展前景。
2.2國外水文地質學發展現狀
水文地質學是一門年輕的學科，它是基于地下水在地質單元內運移時所發生的物理和化學變化而發展起來的，水文地質學是研究地下水的數量和質量隨空間和時間變化的規律，以及合理利用地下水或防治其危害的學科。水文地質學誕生于19世紀中期，在20世紀初，依據法國水文地質學理論原則（A.Hazen，C.Slichter，F.King，O.Mainzer等），美國水文地質科學家發展了實用水文地質學的應用。與此同時，德國和奧地利的水文地質學家（F.Forchheimer，A.Thiem，O.Smreker，J.Kozeny等）詳細解釋了水文地質，尤其是關于地下水流域和水力工程方面調查的方法。俄國人對水文地質學發展有著重大的貢獻（W.Dokutchaev，A.F.Lebedev等）。水文地質學成為地質科學中一門比較完整、系統的獨立學科，是在20世紀30—40年代。水文地質學已被公認為是地球科學的一個分支，是跨越于地質科學和水文學之問的一門獨立科學。水文地質學在二戰以后有了深入的發展，特別是在地下水動力學、水文地質編圖、水文地質采礦、模型和同位素方法、水文地球化學和地下水監控這些領域。人類活動對包括地下水在內的自然環境的改造異常強烈，產生了一系列生態環境問題，當代水文地質學進入了生態環境水文地質學的新階段。
在過去的幾十年中，國際水文地質學發生了翻天覆地的變化，從專業期刊的發展中就可以看出。1963年，《地下水》（Ground Water）和《水文學雜志》（Journal of Hydrology）創刊；1965年，開始出版《水資源研究》。此后，陸續創刊的歐美主流學術期刊有：1976年，《水資源進展》（Advances in Water Resources）和《污染水文學雜志》（Joumalof Contaminant Hydrology）；1986年，《水文過程》（Hydrologic Processes）；1993年，《水文地質學雜志》；1995年，《水文工程學雜志》（Joumalof Hydrologic Engineering）。期刊的數目大幅增加的同時，每種期刊上論文的數量和內容也顯著增加。
國際水文地質大會是公認的比較權威的世界級水文地質會議，至今已經召開了39屆（2011年在泰國舉行）。其中2006年10月9日在我國北京舉行的第34屆國際水文地質大會是繼1988年在廣西桂林舉辦的第21屆國際水文地質大會之后，再次在中國舉辦。此次大會又恰逢國際水文地質學家協會成立50周年慶典，是國際水文地質發展史上的重要里程碑。此次會議以“地下水的現狀與未來”為主題，圍繞全球地下水問題與需求、中國地下水的現狀與未來等開展交流與研討，展示全球、亞洲和中國水文地質成果及新一輪國土資源大調查的水文地質工作進展。
在國際上，美國水文地質調查研究經歷了100多年的發展，在該領域長期居于國際領先地位，影響和引導了國際水文地質學的發展方向。從20世紀80年代開始，美國地質調查局啟動了多個項目，開始對有害物質水文過程和地質隔離技術進行深入研究。其水文地質資料有90%向普通大眾公布，實現了水文地質調查成果全國共享；在法國，各種公共管理部門、盆地基金機構和地質調查部門，通過各種媒介向公眾宣傳有關水資源的重要情況，回答提出的特殊技術問題。目的是讓大家了解各種生產活動給自然資源帶來的嚴重影響，提高對地下水和當前共同利益的認識，解釋那些按公眾意愿制定的政策和收費規定。在總體研究結果基礎上對地下水變化情況進行監測和計算，以有利于管理機構的決策。日本的東京灣將地下溫度場應用于研究地下水循環，而這是我國學者地下水循環研究中一直忽視的一個主要因素。在歐洲，生態水文學的研究已經形成一個網絡，各國之間的聯系及對比研究較多。冰島是世界上地熱資源開發利用率較高的國家之一，地熱發電站裝機容量總計200 MWe，排名世界第8位，87%的家庭使用地熱取暖。由于經濟發展所處的階段不同，國外目前研究礦山水文地質工作的比較少。
總之，目前水文地質在各個不同的領域都有發展，例如地下水文學、土壤力學、經濟地質、石油采鉆工程、構造地質學、地球化學、地球物理學、海洋地質學和生態學。這個領域由于以上所有領域研究人員的杰出貢獻而豐富起來。目前，水文地質處于轉折時期，由發現并最大程度的開發利用新資源轉變為合理地管理它們，這對于人類和其它生物來說是至關重要的。
2.3國內水文地質學發展現狀
我國人民早在4000年前的龍山文化時期就已經鑿井開發利用地下水了，但直到建國前，從事水文地質工作的人員極少，幾乎沒有設備，只零星地進行一些地下水調查工作。直到建國后，水文地質事業才得到了較大發展。
我國水文地質事業的發展經歷了坎坷曲折的道路。20世紀50年代，是我國水文地質事業創建、發展的重要年代，而后的“”，曾使正處在興旺發達的水文地質工程地質事業受到挫折。60年代前期，經過重新調整，水文地質工程地質戰線再次出現大好形勢?？?966年開始的10年動亂再次使水文地質工作受到了損害，到70年代前期，水文地質工程地質工作逐步有了好轉，并組建了基建工程兵水文地質部隊，加強了水文地質普查工作。直到1978年12月黨的以后，水文地質工程地質事業才走向了健康發展的道路，進入了振興開拓的新時期。
解放前，在水文地質方面，地質人員最先介入的是城市供水水文地質勘查。上海、北京、天津等大城市由于需要開鑿深井取用地下水。地質學家謝家榮，曾在《地理雜志》第二卷第一期上發表過《鐘山地質與南京井水供給的關系》一文，這是我國早期的重要水文地質文獻之一。同時。西安、蘭州等城市也相繼完成了部分水文地質調查報告。濟南、福建等地完成了泉水水文地質調查等工作。
解放后，中華人民共和國的成立，為水文地質工程地質事業開辟了廣闊的前景。1956年3月，地質部召開了第一屆全國水文地質工程地質協作會議。50年代的中后期，地質部已在各地區建立了23個水文地質工程地質隊，職工已達11000人，包括地質、鉆探、化驗等各個兵種，并開始應用物探手段。在此期間基本完成了我國主要平原地區1：20萬水文地質普查近100×104km2；編制了一些全國性水文地質圖件；進行了30多個城市和工業基地的供水水文地質勘探；建立了40多個地下長期觀測站；在近1000個礦區開展了水文地質工作，并在北京、山東、河北、福建等省市進行了礦泉水勘察。20世紀60年代前期，由于自然災害和“”所造成的后果，使我國國民經濟陷入嚴重困難境地，整個地質工作的發展，也同樣受到嚴重影響。地質部門專業隊伍經過調整，重新組建了個直屬大隊，分別承擔北京市城市建設、上海地面沉降、長江三峽、湖北丹江口、黃河治理、西南鐵路及巖溶研究等方面的任務。但1966年編制出版了黃淮海平原和松遼平原的水文地質圖系，是我國第一批正式出版的跨省圖系，在編圖技術和編圖方法等方面，都有所創新。20世紀70年代，我國水文地質在地熱、農業水文地質等方面都取得了較大進展。70年代后期，在一些重要城市開展了環境水文地質工作。各省廣泛開展區域地下水資源的評價，比較普遍地應用了電子計算機，并推廣數值法建立數學模型。工程地質向定量評價方向發展，逐步采用先進的測試技術，在巖、土體特性，區域穩定性的巖體力學研究等方面，初步形成了自己的理論體系和技術系統。物探、遙感及同位素技術在水文地質工程地質工作中得到了初步應用，取得了較好的效果。同期舉辦了若干次全國性的水文地質工作會議，且國際交流日益增多。
1978年，黨的勝利召開，從此我國的水文地質事業發展邁入了一個嶄新的時期。至1996年，我國以1/20萬為主的區域水文地質普查工作全面完成。據不完全統計，從1978年以來，中國地質學會、中國建筑學會、中國水利學會、中國地理學會等部門，先后組織召開了“地下水資源概念和評價方法”、“全國地下水資源評價學術會議”、“西北干旱地區地下水資源學術討論會”、“全國水文專業會議”等會議。重點討論了地下水資源的概念、分類、評價方法、開發利用及其它水文地質問題，并出版了相應的學術會議論文集。基巖山區裂隙水與巖溶水的開發利用，也日益受到重視。在全國性的巖溶水和裂隙水學術會議上，著重討論了巖溶地區巖溶發育規律，巖溶水和裂隙水的運移機制及其評價方法。在環境地質方面，召開了全國性的環境水文地質經驗交流會、水文地球化學學術討論會、地質災害研究與防治學術討論會等。探討了我國不同地區地下水污染現狀、評價方法，地質災害的成因、特征及防治措施，出版了相應的學術會議論文集。此外，還召開了地下水人工補給、地面沉降學術研討會。所有這些不僅反映了我國水文地質研究的新方向，同時也可看出水文地質研究已進入一個新的發展階段。
2.4福建省水文地質學發展現狀
福建省的水文地質基礎調查資料雖然較全面，但局限于當時的技術方法和條件，調查深度及廣度有限，而且隨著國民經濟與社會發展及人類經濟工程活動的不斷加強，水文地質條件已發生了較大的變化，新的情況未能及時查清。
環境地質調查資料相當欠缺。環境地質調查評價工作，滯后于國民經濟建設和社會發展的需要。如在生態環境保護、城市規劃、土地綜合利用、土壤改良、地質環境的合理開發利用、地質災害防治等方面，有的已開展工作、但還很不全面，有的則剛剛起步。
水文地質環境地質調查的技術與思路，基本上仍依托傳統思路和技術為主，在跨學科聚集、綜合和開發研究，在應用高新技術于調查上，同先進省區相比，存在一些差距。如以往水文地質工作重點放在地下水資源較豐富的地區，以找到多少地下水資源儲量為榮，而忽視了貧水地區水文地質調查工作的重要性。
水文地質環境地質調查成果的信息化、網絡化、社會化程度低，不能滿足政府和社會性公益成果的實用性、時效性需求，改變成果表達形式，改革服務方式并提供社會化服務已是一個重要問題。
3 福建省水文地質學為國民經濟發展服務的內容及主要成果
3.1背景材料
3.1.1上世紀60年代及以前完成的全省性水文地質方面的工作主要成果
（1）提交1/20萬區域性地質—水文地質綜合測量中間報告及普查報告和農田供水水文地質勘察中間報告；
（2）各地市城鎮供水、水文地質地質勘查報告（上世紀60年代及以前具體項目的工作）：1960年1月，福建省地質局水文地質工程地質隊童永福、程登科《福建省永安寧洋舊城幅綜合水文地質測量普查報告書》等10余份城市水文地質測量普查報告。
3.1.2上世紀70年代
（1）1970年～1979年提交《福建省沿海地區1/20萬水文地質工程地質調查報告》等；
（2）提交完成了1/20萬福州、福安、三沙、浮鷹島、福清幅、泉州幅、南日島、廈門、漳州、東山等區域水文地質普查報告；
（3）各地市城鎮供水、水文地質地質勘查報告（上世紀70年代具體項目的工作）：1974年1月，福建省地質局水文工程地質隊《漳州幅、東山幅1/20萬區域地質報告：地貌、第四系地質、水文地質部分》等10余份城市1/20萬區域地質報告（包括水文地質調查部分）。
3.1.3上世紀80年代
（1）1980年一1989年，完成1/50萬福建省水文地質圖、福建省1/50萬農業水文地質區劃圖說明書島嶼水文地質調查項目；
（2）分別完成了福建省多幅1/20萬和1/5萬區域水文地質工程地質調查報告；
（3）各地市城鎮供水、水文地質地質勘查報告：1980年10月，福建省水文工程地質隊童永?！陡＝ㄊ∷牡刭|圖1/50萬》；1980年8月，江西省地質局水文地質大隊萬益民、鄧健如、趙維良等《廣昌幅G-50-9 1/20萬區域水文地質普查報告》；福建省水文地質工程地質隊完成《連城盆地水文地質勘探報告》；福建省第一水文隊完成《漳州盆地水文地質勘探報告》；1985年9月，福建省第二水文工程地質隊福州綜合地質組李文曲、黃宏灃、趙欽銘等完成《福建省福州市福州盆地水文地質勘探報告》等20余份1/20萬區域水文地質普查報告，尚有單點供水簡報672份。
3.1.4上世紀90年代
（1）1990年一1999年，提交了閩東、閩南沿海缺水地區供水水文地質調查報告；
（2）提交1/2.5萬同安縣新店埔園—劉五店規劃區水文地質工程地質調查報告；
（3）各地市城鎮供水、水文地質地質勘查報告：1990年8月，福建省廈門水文地質工程地質公司林恢亮、陳強、鄭英才等《福建省同安縣新店埔園—劉五店規劃區水文地質工程地質調查報告1/2.5萬》等近30份水文地質調查報告，尚有單點供水簡報495份。
3.1.5 2000年以來地市城鎮供水、水文地質地質勘查
三明地區：2000年3月，閩西地質礦產開發公司林昌威、林昭麗、吳開化等《福建省大田縣區域水文地質調查報告》；
龍巖地區：2000年8月，福建省水文地質工程地質勘察研究院李文祥、鄭藝貞、白振炎《福建省長汀縣區域水文地質調查報告》等各地區均有展開；
廈門地質工程勘察院進行廈門地下熱水調查。
3.2已進行和正在進行為社會服務方面的專門水文地質工作
福建省主要對地熱、礦泉水等資源進行了專項保護和為社會服務工作，并專門發文。如：閩地發[1999]85號《關于委托地（市）、縣地礦主管部門對部分地熱、礦泉水采礦權進行審批、發證的通知》等。
3.2.1福建省礦泉水水源保護
至2004年統計，福建省經省或原地礦部全國儲委評審鑒定和儲量審批的飲用天然礦泉水水源地勘探報告235處，批準允許開采資源量（B級或C級）28990m3/d。礦泉水類型主要為偏硅酸型233處，其中偏硅酸鍶復合型45處，碳酸偏硅酸型4處，到目前為止尚未發現鋰、硒、溴、碘、鋅等類型礦泉水。礦泉水點勘探報告211項，其中，單礦泉水點專項的勘探報告209項。
至2008年，我省現同時具有采礦許可證和注冊登記證的礦泉水水源有40處，包括福州市6處、莆田市1處、泉州市7處、廈門市7處、漳州市7處、龍巖市3處、三明市4處、南平市2處、寧德市3處；僅有注冊登記證的礦泉水水源7處；僅有采礦許可證的礦泉水水源6處。尚有10余處有開采未申報或正在申報等工作。
3.2.2福建省地熱水資源保護
地熱是一種寶貴的能源礦產，開發利用地熱資源首先是從開發溫泉起始的，根據志書記載，福建溫泉利用已有1000多年歷史，進入20世紀70年代以后，福建省開始進入有計劃的勘查開發。在此之前僅對溫泉點進行零星記載和研究。1971年，福建省水文地質工程地質隊開展了南靖湯坑的地熱勘探工作。1982年，童永福等編制1：50萬福建省地熱區劃圖時，統計各類溫泉點190余處（其中包括部分20℃的）。至2000年為止，福建省已查明的地下熱水分布共196處。
由于趨利原因，近些年地熱工作調查和水源地的勘查有了長足的開展，但進行系統研究的極少。
已在多個領域運用地熱資源，如城鎮地下熱水集中供熱、水產養殖與研究、農業利用與研究、溫泉醫療保健、地震觀測等。
3.3福建省礦區水文地質調查工作
礦區水文地質工作始于上世紀50年代，主要是為礦山開采設計提供水文工程地質依據。如：1960年4月，福建省地質局第一地質大隊郭樹春完成《福建邵武楓林硫鐵礦區水文地質初步普查報告》；1959年3月。1962年3月，福建省地質局第五地質大隊五〇七分隊提交了《福建省龍巖馬坑鐵礦地質勘探中間報告》；1971年1月～1976年3月，福建省地質一團三中隊提交了《福建省龍巖馬坑鐵礦詳細勘探報告》；1979年12月，冶金工業部冶金地質會戰指揮部第五地質勘探桂世芳完成《福建省德化縣陽山鐵礦西礦段礦床水文地質勘探報告》等，礦山多數已經或正在進行水文地質調查工作。
3.4福建省地下水水源地工作
全省已探明C級地下水可開采資源量1萬m3/d以上的水源地有：龍巖盆地巖溶水水源地、連城城郊盆地巖溶水水源地、永安市大湖—蝦蛤水源地、長汀盆地巖溶水水源地、東山島松散巖類孔隙水水源地、平潭島松散巖類孔隙水水源地。
4 水文地質學發展趨勢及預測
對于地下水的區域研究，可以擴展到整個流域或完整水文地質單元來研究。進一步研究典型生態環境區域的地下水動力學特征，如荒漠、巖溶和黃土高原區域地下水運動規律，特別是淺層地下水變化的地表生態效應及深層地下水賦存規律，可為地下水合理利用提供新的途徑。并且在已積累大量實際資料基礎上，做好對資料的二次開發，編制相應成果，以供生產部門應用。在我國，由于地域面積較大，生態水文學研究也必需實行區際間的配合與協作，同時也必須與國際研究相同步，謀求更大范圍內的合作。我國應加強地下水的監測，掌握地下水的動態，在已有監測站網監測的基礎上，逐步完善地下水監測技術、方法和新的監測網站的建設，提高全國地下水動態變化監測水平和預測能力。
地下水資源評價方面，在地表水、地下水綜合考慮的原則下，按照地下水系統進行評價。
地下水動力學與計算技術方面，要加強基本理論的研究，研究建立在各種復雜條件下的水文地質模型及其相對應的數學模型，研究建立水文地質數據庫及相應的儲存系統，運用計算機技術進行地下水評價、預測、預報等。
對裂隙介質、巖溶介質中地下水系統數值模擬的關鍵技術尚未解決，地下水水質模擬的可靠性問題有待深入分析，地下水系統不同模擬方法的結合應用具有更大的價值。
對環境水文地質問題的研究、人工補給的理論和方法的研究、遙感技術、同位素技術的應用、裂隙水和巖溶水的研究以及目前所存在的城市供水不足、地面沉降、海水入浸、水質污染等各種復雜的水文地質問題都是水文地質工作者當前或將來所面臨的重要研究課題。
我國礦山研究得較多，油田的水文地質問題僅是泛泛而談，未深入討論，還涉及一些關于隧道、高速公路等的工程地質問題；且國內對工程中的水文地質問題和水巖相互作用造成的地質災害問題研究較少。今后要加強礦山環境問題的研究工作，水文地質專業學者要與采礦人員合作。進行多學科多方法研究；水資源與礦產資源要綜合開發利用，例如把水資源作為伴生的礦產資源，建立煤水雙資源礦井。在涵養、保護地下水資源方面，需要加強與生態建設相協調的應用基礎研究，挖掘潛力，節約用水、探索深層承壓地下水如何科學利用，有關地下水形成、運動等基礎性問題的科學研究也應成為重要的戰略措施。
人類活動對地下水資源的影響亦需要進一步深入探索。土壤水研究理論及檢測技術尚需發展，尤其在溶質運移方面的研究欠缺很多。地熱的研究基本上都屬于區域現狀的評價，目前基本無實際創新性成果，如地熱棄水回灌技術、沉積盆地地熱資源勘探技術、地熱資源綜合利用技術、熱儲工程等的研究。其它特殊類型水，如礦泉水、凝結水、微咸水、咸水、鹵水等亦需進一步研究。
縱觀水文地質學的發展，初期實質上是找水水文地質學，到本世紀70年代，資源成為水文地質學的主要課題，現在與環境生態有關的水文地質問題迅速增多。從某種意義上講，環境水文地質已成為水文地質學研究的核心課題。
5 福建省水文地質學科發展中存在的問題及研究對策
5.1福建省水文地質學科發展中存在的一些問題
歷史的原因，福建省在上世紀90年代后，水文地質學科的發展基本開始處于停滯狀態，一方面，供水多依賴于地表水，僅局部地區是地下水為主（如福建龍巖地區），另一方面，國家投入減少，使得水文地質學科的發展研究也沒有大的進展。2010年后，國家已經開始重視水文地質學科的發展。
工程引發的地下水問題。如：（1）礦山開采過程因為地下水造成礦山涌水、突水；（2）隧道掘進過程造成問題。龍廈鐵路象山隧道；（3）地下水超采引起的地面沉降等。
巖溶塌陷：三明、龍巖等覆蓋型巖溶區。
采空塌陷：主要發生于礦山地下開采范圍大、持續歷史長的區域。
地面沉降：東部沿海港灣河口平原區（福州溫泉開采區）。
突發性、季節性特大雨造成地質災害，地表水和地下水互相溝通、連成一體，水源地成為一項迫切要去解決的問題。
這些問題的出現都會造成人民生命、財產的重大損失，國家也開始進行水文地質學科與相關學科結合的發展。
5.2水文地質學的發展趨勢
由主要研究天然狀態下的地下水，轉向更重視研究人類活動影響下的地下水；由局限于飽水帶的含水層，擴展到包氣帶及“隔水層”；由只研究地殼表層地下水，擴展到地球深層的水。
預計今后的水文地質研究，在下列方面將有突破：裂隙水與巖溶水運動機制和計算方法；地下水中污染物和溫度運移機制和計算方法；粘性土的滲透機制；包氣帶水鹽運移機制；水文地球化學和同位素水文地質學，地下水數學模型；地球深層水文地質。
5.3福建省水文地質學科發展趨勢
近年來，水文地質學科迎來了發展契機。2011年6月1日，中華人民共和國國家環境保護標準《環境影響評價技術導則地下水環境》（HJ610-2011）在全國范圍內實施。導則的實施對地下水工作者是一個新的開端，特別是對于一級項目的地下水評價工作有了更高的要求，也使得社會發展環境中開始重視地下水的工作，地下水成為社會發展中環境的一個不可或缺的重要因素。福建省在這個大環境下也從2011年開始進行了多流域、地區項目的地下水評價工作。
隨著人民生活水平的提高，社會開始關注和參與地熱開發租研究工作。一方面，民間投資者的熱情，使得原有地熱資源開發利用不斷提升；另一方面，當前我國正在努力實現節能減排的工作目標，發展低碳經濟。福建省在地熱利用、開發已有逾百年的歷史，開發利用地熱特別是淺層地熱資源不僅對于緩解我省能源緊張的形勢，對實現節能減排的工作目標將起到積極的推進作用，依靠科技進步，提高地熱資源勘查開發利用水平；加強地熱資源特別是淺層地熱資源的規劃工作，同時也能提供福建獨特的旅游資源和民生資源。
5.4福建省水文地質學科發展的對策建設
地下水是水資源的組成部分，是生態與環境的重要要素，是我國經濟社會發展的重要水源之一。在我省大部特別是沿海平原和海島地區，地下水在生活飲水、農田灌溉、工業生產、城市發展和維系良好生態與環境方面發揮了重要作用。近年來，一些地區由于過量開采地下水，導致地下水水位持續下降，地下含水層被疏干，引發了地面沉降、海水入侵、土地沙化；一些地區由于廢污水過量排放和面源污染的不斷加劇，造成地下水水質惡化，地下水資源開發利用中存在的諸多問題已嚴重危及水資源的可持續利用，對經濟社會可持續發展和生態安全構成威脅，加強對地下水資源的管理和保護刻不容緩。
水資源屬國家所有，加強水資源的合理分配、管理和保護事關國家經濟安全與公共安全。根據地下水的資源與環境屬性，經濟社會發展以及生態與環境保護對地下水的要求，統籌考慮水資源的合理配置和公共資源的使用和保護準則，合理劃分地下水功能區，協調地下水不同使用功能之間的關系，是政府加強公共管理和社會服務的重要體現，是履行《水法》賦予水行政主管部門依法管理地下水資源職責的客觀要求。
地下水賦存于地質介質中，具有運動緩慢、補給周期長、循環更新慢、自我修復能力差、地下水系統遭到破壞后難以治理和修復等特點，必須采取嚴格的措施加以有效保護。以水文地質單元為基礎、結合區域地下水主導功能劃分地下水功能區，制訂開發利用和保護目標及標準，為地下水合理開發、保護、治理與管理提供科學依據，以保障供水安全、生態與環境安全和地下水資源的可持續利用。
針對福建省的上述特點和福建省現狀：最好按區域性（1：50萬、1：20萬、1：5萬）、城鎮供水（如龍巖市、永安市……）、農業供水（如連城）、工礦供水（洪寬工業區、永安造紙廠……）、專題性研究（如福建省地下水污染調查……）、地下水治理（如航站樓工程降水、鐵礦采空區降水）、地方病、地下熱水等。將有地下水可作為供水水源地區，以及沿海半島、島嶼缺水地區，進行多手段、全方位地下水找水的工作；同時應對地下水水源地進行劃分，利于不同層級的保護；將地下水作為福建省水源地的應急水源和儲備資源。
1999年，福建省地表水資源總量1215.39×108m3，多年平均值為1201×108m3。全省水資源總量1216.11×108m3，約占全國水資源總量的4.2%；人均水資源3665m3，高于全國平均水平，但其空間分配不均。缺水地區主要為沿海島嶼、半島岬角區及紅土臺地區。沿海四地市人口和工業產值占全省總量的70%，而水資源只占全省水資源的36%。特別是近年開發港灣島嶼為開發區、投資區，水資源供需矛盾突出。缺水者主要為農灌用水和重點投資開發區用水。這就需要福建省應對沿海半島、島嶼缺水地區進行多手段、全方位地下水找水的工作。
福建省地貌最大特點是平原分散，分水嶺分割面積小，地下水的匯水面積普遍較小。地貌形態受構造控制，分水嶺及主干河谷常以北東、北西及北北東方向為主，海岸線總體方向和主要干河呈交叉狀分布。這就要求按流域進行系統性水文地質、環境污染等綜合調查與研究。同時城市周邊1/5萬區域水文地質調查較欠缺，應盡快完善該部分的工作。
加強地熱資源勘查評價，同時勘查新的地熱水源區、評價不同地區地熱資源開發利用的適宜性、科學統一管理全省地下熱水資源、研究開發新的地熱資源形式等，提供一個成熟的技術流程、堅實的科學基礎和可靠的工作示范。
5.5今后工作建議
（1）開展縣市范圍內的主要地下水供水地域調查，以應對極端氣象條件下的工程取水目標。
