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篇1
卒中后抑郁（poststrokedepressionPSD）是脑血管意外的常见并发症，脑卒中后约60%的患者可发生抑郁［1，2］。卒中后的抑郁情绪和认知障碍等可直接影响患者的病程及预后。早期康复治疗能使PSD患者的抑郁心境有明显改善，使康复治疗步入良性循环，从而改善预后，现报导如下。
1资料与方法
1.1对象选取2004年3月～2005年6月在我院神经内科住院的86例PSD患者为研究对象。入组标准：（1）均符合1995年全国第四届脑血管病学术会议制定的脑卒中诊断标准，并经CT证实为大脑半球病变（梗塞或出血），无意识障碍、失语及严重的认知功能障碍；（2）均符合《中国精神疾病分类方案与诊断标准》第3版（CCMD3）抑郁症诊断标准；（3）病程10～15d；（4）无严重的心、肺、肾功能障碍，排除既往有神经、精神病史及检查不合作者。其中男54例,女32例；平均年龄58.4±9.4a；脑梗塞50例，脑出血36例。
1.2方法
1.2.1分组方法先按疾病类型分层，尔后将入组的86名卒中后抑郁患者随机分成康复组（研究组）46例，常规治疗组（对照组）40例。两组患者性别、年龄、发病时间、神经功能缺损程度、日常生活活动能力及抑郁程度均无显著性差异（P＞0.05）。
1.2.2治疗方法两组均给予神经内科常规治疗和护理，对抑郁显著的患者口服百忧解治疗。研究组采用运动再学习方法（MRP），在生命体征及病情稳定48h后即开始康复治疗，早期均以肌肉按摩、神经肌肉电刺激、患肢的抗痉挛摆放、关节的被动与主动活动等，以保持关节正常活动度及肌肉正常长度为主。再根据患者病情，脑梗塞患者一般在发病后3～5d，脑出血患者在发病后10～20d进行坐、立、行、走训练，同时通过具体的作业由易到难进行日常生活活动（ADL）训练与强化，每日1次，每次45min。康复师不断地与患者进行交流，讲解神经康复的基本原理及近期与远期目标，使患者对脑卒中有全面、正确的认识；不断肯定、鼓励患者所取得的每一个进步；进行适当的心理疏导，以唤起患者战胜疾病的信心。
1.2.3疗效评定采用改良的Barthel指数（MBI）评定ADL，汉密尔顿抑郁量表（HAMD）评定抑郁状态，分别于治疗前及治疗第40d末各评定1次，并进行对比分析。HAMD24项评分≥8为轻度抑郁，≥20为中度抑郁，≥35为重度抑郁［3］。全部数据采用SPSS10.0统计软件包处理，并进行t检验。
2结果
治疗前后两组患者MBI、HAMD评定结果比较，见表1。
表1两组MBI、HAMD评定比较（略）
注：组内治疗前后比较P＜0.05，P＞0.05；两组间比较P＜0.05
表1显示，治疗40d末，研究组MBI、HAMD评定均有明显改善，差异有显著性（P<0.05），对照组治疗前后改变不明显（P>0.05）；治疗后两组间比较，研究组明显优于对照组，差异均有显著性（P<0.05）。
3讨论
PSD是脑卒中后常见并发症之一，其发生的机制不明，目前有两种学说：（1）原发性内源性学说，认为脑卒中后破坏了去甲肾上腺素能神经元和5羟色胺能神经元及其通路，引起去甲肾上腺素和5羟色胺之间的平衡失调；（2）反应性机制学说，即卒中后肢体功能的丧失，社会功能减退，角色转变，家庭关系等急性转变超出患者所能应对的范围；患者卒中后对疾病认识不足及对偏瘫后果恐惧导致精神压力过大；怕拖累家人、经济承受力的担忧等，多种家庭、社会、生理因素共同导致病后生理、心理平衡失调，而产生悲观孤独情绪，不愿意与人交流导致抑郁。
PSD与脑卒中的严重程度有明显的相关性［4］，患者的神经功能缺失越重，ADL越差，越易导致PSD。而随着ADL的恢复，患者的抑郁程度亦会明显改善。大脑是有可塑性的，早期康复治疗，因能有效抑制异常运动模式的产生，诱发正常运动模式，促使大脑的神经功能重组向符合生理要求的正确方向上发展。本研究显示，研究组治疗前后MBI、HAMD评定比较均有明显改善，差异有显著性（P<0.05），对照组治疗前后改变不明显（P>0.05）；治疗后MBI、HRSD评定两组间比较，研究组明显优于对照组，差异均有显著性（P<0.05）。随着康复治疗，患者肢体功能不断改善，ADL的不断改善，激发起患者康复的信心，心理障碍逐步消除，有利于PSD的恢复。
康复训练是有计划、有目的、循序渐进的过程。在其间患者通过与康复师的不断交流，康复师的耐心的心理疏导，向患者传达积极的心理支持；通过建立良好的康复氛围，安排偏瘫患者的集体治疗，促进患者与患者间的交流及加强患者与家属间的沟通，使其心情放松、愉快，不断树立自信心，从而打消患者不良的心理防御体制，消除卒中后不良行为与处理方式，使患者能正确认识卒中事件本身，正确接纳自己与自己的疾病，能积极主动地参与治疗，从而解除抑郁。
总之，早期神经康复能从内因与外因两个方面改善患者的抑郁心理，促进PSD的恢复，而PSD的恢复，反过来又可加速康复进程的发展，最终改善患者肢体功能，减低致残率，改善预后。
参考文献
［1］于恺.卒中后抑郁的临床研究进展［J］.神经疾病与精神卫生，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
气象学中高性能计算
的利用
有关气象学中利用高性能计算的
第11届ECMWF研讨会会议录
W兹韦费尔霍夫G莫泽齐恩斯基编
地球科学特别是数值天气预报（NWP）需要最高水平的计算机功能。中期天气预报欧洲中心（ECMWF）具有在该领域中使用超级计算机的经验。它每两年组织一次研讨会，将气象科学家、计算机科学家及研究人员聚集在一起，分享他们的经验，学习最新的进展。
第11届有关在气象学中利用高性能计算的研讨会于2004年10月25~29日在位于英格兰南部城市雷丁的中期天气预报欧洲中心举行。从这次研讨会上可以很清楚地看到当今的气候科学，特别是NWP继续要求可以利用的最快的计算机。这种对于速度的需要主要是由于天气模型使用的分辨率，物理学复杂性的增加，以及可用于数字同化的卫星数据数量的增长的结果。现在最快的商业上可以利用的计算机具有数千个标量处理器或者数百个向量处理器，最大的系统达到了每秒几十万亿次肖浮点运算的可持续性能。这些系统主要使用Fortran 90/95和C++编程，并且配备了用于处理器之间通讯的MPI，并且在某些情况下配备了用于节点内共享内存编程的Open MP。
这本会议录共收集了20篇论文。(1)ECMWF使用新的IBM P690+的早期经验；(2)为大尺度科学创建科学驱动系统总体结构；(3)用于高效率计算机系统的编程模型及语言；(4)地球模拟程序的运行状态；(5)非流体静力学大气GCM的开发及其计算性能；(6)PDAF―并行数据同代框架：使用卡尔曼过滤的经验；(7)运行气象预报中卡尔曼过滤最佳逼近与瞬时局部四维变量；(8)基于Intel总体结构的高性能技术；(9)DkRZ的分布式数据管理；(10)澳大利亚气象局的超级计算升级；(11)四维变量：NEC SX-6的优化与性能；(12)天气研究与预报模型：软件总体结构及性能；(13)为CMA的NWP工作建立有效的管理；(14)下一代超级计算机和JMA的NWP系统；(15)网格：一种21世纪NOAA的IT基础结构；(16)分布式气候数据资源的集成：NERC数据网格；(17)商品Linux群集和网格的任务几何：适用于同步耦合、非对称大气模型拓朴认知负载平衡的解决方案；(18)在Cray XI上的地区气候系统模型的移植与性能；(19)并行总体结构上的分布式数据对象统一内存模型；(20)气象学中使用高性能计算的专题讨论会经验――对讨论的总结。
本书对气象学、气候学以及海洋学领域中使用的新型并行技术的最新进展及计划作了极为出色的述评，可供相关专业人员阅读参考。
胡光华，高级软件工程师
篇3
从实践教学的角度，应用气象学专业培养的人才应具备以下能力。
(1)基本技能能力。培养的学生应该具备良好的从事气象行业业务的基本技能，例如:大气探测中气象测报的基本技能、农业气象观测业务要求的基本技能、天气预报应掌握的基本技能、计算机数据处理及信息处理能力、气象遥感数据处理及应用能力等。这些基本技能的掌握可以使学生毕业后能尽快适应业务，同时提高我校毕业生的市场竞争力。
(2)获取和应用知识的能力。训练和培养学生的自学能力，即具有辨别、判断各种信息、提取有效信息、综合分析与归纳决策的能力。同时培养学生综合应用知识、独立分析、解决问题的能力、实际操作能力、设计计算能力、撰写科研论文、参与学术交流的能力、组织管理能力等多方面的应用能力。
(3)创新能力。在教学计划和教学实施过程中加强教学实践课程和科研训练环节，培养创新实验能力、科学研究能力、科技开发能力等。
2实践教学课程体系
应用气象学专业实践教学课程体系建设按照学校实验模块、实习模块、综合训练模块和设计开发模块的总体思想，以实践能力培养为主线，旨在构建分层次、多模块、相互衔接的实践教学体系。通过对原有实践环节进行整合，并且对没有实验(习)条件的课程进行充分的挖掘，形成新的课程体系(见图1)。
(1)实验模块。实验模块分为信息处理类和业务基础类两类，主要为培养学生一些基本的实践能力。业务基础类包括应用气象仪器学、天气分析和预报2个实验课程;信息处理类包括气象遥感数据处理及应用、地理信息系统上机实验、应用气象统计学实验、应用气象程序设计、常用气象统计软件应用等实验课程。
(2)实习模块。实习模块的设计考虑了气象基本业务的需要，设计了气象观测实习和天气预报实习，属于气象行业对人才要求的最基本技能。学生通过这2个实习可以有针对性地进行测报和预报工作训练。
(3)综合训练模块。综合训练模块的设计考虑了学生综合能力培养的需要。具体有农业气象业务与方法教学实习、小气候测定实习、设施环境调节、农业气象灾害及其防御、应用气候学教学实习、毕业实习等实习环节。学生通过此模块的实习能够提升自己综合运用相关知识的能力。
(4)设计开发模块。设计开发模块的设计考虑了学生独立进行科研的需要。具体有课题设计、专业综合实验、毕业论文等实践环节。通过整合和充分地“挖掘”，在新的实践教学课程体系中，增加了气象遥感数据处理及应用、设施环境调节和农业气象灾害及其防御等实践内容，特别是设施环境调节是目前气象业务不断拓展的主要方向，北方地区的很多气象业务单位已经开展设施农业的气象服务。
3实践教学条件体系
实践教学条件是实践教学体系的基础，在整个体系中起支撑作用。根据实验课程体系，主要是实验室、实习基地和师资队伍建设。
(1)实验室建设。整合现有资源的基础上，增加实验室面积和更新现有仪器设备，建设成为4个实验室，分别是气象观测实验室、天气分析实验室、气象信息处理实验室和专业综合实验室。气象观测实验室和天气分析实验室主要满足实验模块中业务基础类实验课程和实习模块中2个实习的进行。气象信息处理实验室完成实验模块中信息处理类实验课程的教学任务。专业综合实验室完成综合训练模块的教学任务。
(2)实习基地建设。实习基地是教学科研工作的重要组成部分，是学生知识创新、技术开发的重要基地，包括校内实习基地和校外实习基地。①校内基地建设包括地面气象观测场和气象综合实习基地。地面气象观测场可保证气象观测实习，气象综合实习基地主要用于满足农业气象业务与方法教学实习、小气候测定实习、设施环境调节等课程的实习与实验、专业综合试验、毕业论文等。②校外实习基地建设主要分为3类，分别是以测报为主要内容的观测实习基地，以天气预报为主要内容的预报实习基地和以专业综合能力培养为主要内容的综合实习基地，这3类实习基地反映了学生实践能力增长的过程，依靠实习基地的现有条件，利用地方长处指导学生，特别是到校外气象台站进行地面气象观测实习和天气预报实习，可进入实战状态，能全面提高实际工作的水平和能力。
(3)师资队伍建设。实践课程的教师队伍配备以实验室(或实习基地)为平台，通过培养和引进，每个实验室(实习基地)配备1或2名专职或兼职实验教师，负责本实验室(实习基地)课程的授课工作。
4实践教学管理体系
实验室和校内实习基地由实验室主任负责日常管理，专职技术人员负责设备维护、实习准备等工作，实习指导教师负责具体实习的开展。主要实验室(实习基地)除了保证学生实践课程的授课之外，主要的运行方式是对学生全年开放。实行以实验室或课程为单位进行运作的管理机制和开放性实践教学的运行机制。如地面气象观测场、气象观测室、天气分析实验室配备专职和兼职的实践指导教师，效仿气象行业实际业务，学生分组负责的方法进行全年的测报和预报;1个年级如果能够坚持1年，学生测报和预报的技能就能基本能够达到实际业务的需要。气象综合习基地同样在配备专职和兼职老师的基础上，采取学生分组“承包”，挑选主要大田和温室作物种植，整个生育期内负责“承包”实验地的发育期观测和环境观测;同样1个年级坚持1年，学生也基本可以掌握发育期观测、环境(包括小气候、温室)观测的技能。学生只有掌握了这些基本的技能，指导教师进而加强引导，就会逐渐增强其开发和创新的能力。
5实践教学评价体系
篇4
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。
参考文献
[1] 陈联寿,丁一汇.西太平洋台风概论[M].北京:科学出版社,1979:20-31.
[2] 薛秋芳,燕芳杰,范永祥,等.台风强度变化的诊断分析和预报[J].气象,1993,19(2):25-29.
[3] 李英,陈联寿,雷小途.高空槽对9711 号台风变性加强影响的数值研究[J].气象学报,2006,64(5):552-563.
[4] 李江南,王安宇,杨兆礼,等.台风暴雨的研究进展[J].热带气象学报,2003,19(增):152-159.
[5] Englehart P J, Douglas A V. The role of eastern North Pacific tropical storms in the rainfall climatology of western Mexico[J].International Journal of Climatology,2001,21(11):1357-1370.
[6] 王继志.近百年西北太平洋台风活动(序)[M].北京:海洋出版社,1991:10-19.
[7] 李英,陈联寿.登陆我国热带气旋的统计特征[J].热带气象学报,2004,20(1):14-22.
[8] 程正泉,陈联寿,刘燕,等.1960—2003 年我国热带气旋降水的时空分布特征[J].应用气象学报,2007,18(4):427-434.
[9] 陈敏,郑永光,陶祖钰.近50 年(1949—1996)西北太平洋热带气旋气候特征的再分析[J].热带气象学报,1999,15(1):10-16.
[10] 冯利华,骆高远.中国热带气旋的时间活动性研究[J].热带地理,1999,19(2):113-116.
[11] 孟莹,卢娟.影响台湾岛海域的西太平洋台风特征分析[J].热带气象学报,2005,21(3):315-322.
[12] 翁向宇,叶萌,何夏江.登陆粤西的热带气旋降水特征分析[J].热带气象学报,2005,21(3):301-308.
[13] 梁军,陈联寿,李英,等.影响辽东半岛的热带气旋的降水分析[J].热带气象学报,2006,22(1):41-48.
[14] 林小红,任福民,刘爱鸣,等.近46 年影响福建的台风降水的气候特征分析[J].热带气象学报,2008,24(4):411-416.
[15] 欧善国,罗秋红,林国平,等.热带气旋对广州经济建设的影响及其减灾对策[J].热带地理,2004,24(2):118-122.
[16] 张俊香,刘旭拢,宫清华.近60 年华南沿海登陆热带气旋特征和热带气旋巨灾灾情分析[J].热带地理,2012,32(4):357-363.
[17] 王旭,王文波,杨可栋.山东地区一次台风暴雨过程诊断分析[J].中国农学通报,2014,30(8):262-269.
[18] 王焕毅,杨萌,魏海宁,等.台风“达维”路径变化及物理量诊断分析[J].中国农学通报,2013,29(14):179-183.
[19] 张小玲,孙建华,陶诗言.2002 年8 月湖南致洪强降水过程与成因分析[J].气候与环境研究,2004,9(3):475-493.
篇5
1 要高度重视气象观测工作
充分认识观测业务在整个气象工作中的重要基础作用，基层台站必须把观测业务作为气象工作的重中之重来抓，分管业务领导应把主要精力放在提高观测业务质量上。在以自动观测为主的现阶段，观测员仍是保证观测质量的主体，肩负着光荣而又神圣的使命，各级台站要妥善处理好业务、管理、科技服务之间的关系，关心观测人员思想，工作和生活，切实解决观测人员在工作生活中的困难和问题，在观测团队中营造友好和谐的工作氛围。
（1）偏关气象局的经验是：每年同观测员订立承包合同，完成全年任务，有奖，四个人每人奖金伍仟贰佰圆整，服务组完成任务才肆仟元奖金。并且每人节假日双工资也在壹仟圆左右，补助资金压倒其他职工。出了错情，完不成任务，处罚力度很大。
（2）专管测报业务的副局长，常年坚持值班，把测报的各个环节始终盯紧，不能有任何松懈。
（3）营造良好的工作环境。测报室配备有饮水机，42寸液晶电视机，一对不锈钢沙发，和休息用床。
2 作为观测员，要加强业务学习，不断提高业务水平和操作技能，这是确保取准取全气象观测数据的前提
（1）积极支持职工进修。没有气象相关学历人员要积极进修，偏关局有一人到河北气象学校上中专毕业，三人到南京信息工程大学函授毕业，并取得学士学位，一人计算机本科毕业。局领导给每个进修人员报往返路费和住宿费，学费也按规定的比例给予报销，这一措施极大地调动了职工的学习积极性。
（2）测报组的人员，每周一、三、五日上午是学习时间，每月组织一次考试，成绩作为年终考核的依据。首先学习专业基础理论知识，如气象学，气候学，天气学等。
（3）学习气象观测基础知识，如云，能见度，天气现象等。
（4）学习专业知识，如地面气象观测，气象仪器与观测方法指南，自动气象站，规范、电码、规章制度，数据文件格式，相关法规等。
（5）学习台站仪器相关方面的知识，如台站观测仪器常见故障的排除，日常维护保养等知识的学习。
（6）学习台站新的观测技术知识，如计算机原理、计算机操作，业务软件操作方法，酸雨、辐射、大气成分，雷电定位，农业气象，GPS/MET，高空观测，数据质量控制方法等。
3 严格执行地面观测规范，确保仪器设备正常运行，这是确保准确取得气象观测数据的保证
（1）严格执行观测值班纪律，不得擅自离开工作岗位，密切监视天气演变，认真按照规范要求完成各项观测任务。
（2）坚持每小时巡视仪器设备制度，确保仪器设备正常运行。懂得自动气象站基本原理、操作、维护和日常维修方法，能正确安装、操作和进行一般维修。
4 建立与观测业务发展相适应的业务流程，确保各个环节无遗漏。
基层台站的观测业务要从单一观测值向多种观测综合的方式转化。一方面是完善地面气象观测业务流程，特别是针对自动气象站运行，人工观测与自动观测的结合，要从流程上梳理好。另一方面是其他如区域气象观测站的监视，酸雨观测，雷电定位观测，GPS/MET监测等，纳入到地面值班业务流程中。基层台站观测业务工作不断增加，任务重，头绪多，容易出现差错，必须建立科学的业务流程，协调好各项工作。
5 加强地市业务部门对基层观测业务的管理。
（1）充分发挥地市级测报业务管理人员赴台站业务检查和指导的作用，认真检查观测薄，集体观测记录，自记纸、计算机、报表、仪器、观测场，测报规章制度。
（2）县局局长每月要参加本站的地面气象观测业务质量分析会，对好的观测质量给予表扬，对存在的问题，仔细分析找到解决问题的方法。
（3）要严格执行各类规章制度，严格业务质量考核，保证观测质量的真实性，杜绝考核不严和瞒报、少报错情的现象。强化业务检查和质量分析，消除各种隐患，杜绝人为重大差错。
6 加强观测队伍建设
（1）台站要保证观测员的数量，优先将综合素质高，业务能力强的专业技术人员安排到观测岗位。要严格执行观测岗位考核制度，对考核不合格的要坚决实行待岗再培训。
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
中国位于气候环境变化最为激烈的季风区，在地理纬度、海陆位置和青藏高原等因素作用下形成的独特的东亚季风环流，导致区域（流域）降雨的时空分布不均匀，加之人口众多的社会因素，使得水资源短缺和旱涝灾害频发成为水文工作面对的严峻挑战。
河川径流是大气降水经过流域下垫面的分配与调蓄作用后汇入河槽的水量，是能够被人为直接调度的水资源，也是评价流域水资源状况的重要指标。一般而言，河川径流与降水量的时空分布规律大体一致[1]，但是由于受流域的地形地貌、地质条件、土壤类型、岩石性质、植被以及人类活动等多方面因素的影响，由降水转化为径流的过程比较复杂，导致河川径流的时空分布更为复杂，因此，流域的径流预报相对于降水预报更为复杂和困难。
中长期径流预报可以为解决天然来水与人为用水不协调的水资源调度和防洪抗旱的防灾减灾提供水文信息支持。流域中长期径流预报的研究对象属于多因素耦合作用的复杂开放巨系统，主要表现在以下几方面：（1）影响因素众多，有的难以进行专业化抽象与概括，乃至准确测量；（2）各影响因素之间，以及影响因素与径流之间的作用机理复杂，难以进行物理抽象，乃至数学表达；（3）环境变化导致系统状态的非平稳性[23]，如气候变化导致水文循环变化、人类活动导致的下垫面特征变化和跨流域调水直接改变径流的时空分布等，最终导致流域水文资料的非一致性。因此，流域中长期径流预报难以做出精确而可靠的定量预报。
本文从流域中长期径流分类预报基本概念、理论依据和预报方法等方面进行创新探索，拟在针对不同需求提供实用性预报方法。
1中长期径流分类预报的基本概念
1.1中长期径流预报
一般而言，水文预报[4]按预见期的长短分为：（1）预见期为数小时或数天的称为短期水文预报，如河道洪水预报、流域降雨径流预报；（2）预见期较长的称为中长期水文预报，如旬、月、季或年的径流预报等，其中中期与长期的划分尚无统一界定，通常将预见期在15 d以上至1 a以内的称为长期预报；（3）预见期超过1 a称为超长期预报，如对大江大河或较大范围未来旱涝趋势的预测，有时亦称为水情展望。这里的预见期[5]是指预报与预报要素出现的时间间距。黄忠恕[6]认为不同流域其暴雨特征与汇流时间差异性非常大，严格来讲，不存在以预见期长短来划分预报过程长与短的界限。有关人们对短期天气预报和长期天气预报（实质应该为气候预测）的认识历史，下文还有更为详实的阐述。习惯上把根据水文要素做出的预报称为短期预报，把包括气象（或气候）要素在内的水文预报称为中长期预报。由此看来，短期预报和中长期预报的本质差异在于预报因子的不同。因此，本文根据径流来源的水汽形成机理与影响因素，把以气象因素作为预报因子的称为中期径流预报，把以气候因素作为预报因子的称为长期径流预报，把以天文因素作为预报因子的称为超长期径流预报。预报项目为流域出口断面（或典型断面）的旬、月、季（汛期）或年径流，同时也包括对流域旱涝趋势的预测与估计。换言之，以落地雨为预报因子的称为短期水文预报，其他都称为中长期径流预报。
1.2中长期径流分类预报
根据预报因子的不同，中长期径流预报分为正常年份的径流过程预报和异常灾变年份的大旱大涝预测，前者的预报因子为气象或气候因素，后者的为天文因素。两者在形成机理、预报方法和结果上都大不相同。
在径流形成机理方面，流域的气候特征主要受太阳活动、大气环流和自然地理环境等因素的综合作用。太阳辐射为来自水文循环系统之外的天文因素，对气候的影响呈周期性；大气环流是气候形势的主导因子，具有季节性变化规律，与此同时，各种影响因素都是通过影响大气环流来实现各自作用，即大气环流为各种尺度天气系统活动提供基础条件，呈现随机性规律；流域性的自然地理特征对大气环流有一致性的作用规律，反映流域响应的特殊性和一贯性。因此，流域的水文气候就是周期性规律和随机性规律的耦合叠加，在长时间尺度上呈现规律性，在短时间尺度上呈现随机性。研究表明[7]，流域径流异常的大旱大涝灾变年份有周期性规律，如嫩江和第二松花江的大旱大涝均存在10 a概周期性，且具有前后1 a的误差。
在预报方法方面，在长序列的观测数据中，径流异常年份的大旱大涝数据无疑是少数的，而正常年份的径流数据占绝大多数。任何一种数理统计方法或数学模型，所模拟的都是众数规律，大旱大涝这样小概率样本不会获得较好的模拟和预报结果。因此，数理统计和物理成因相关分析法适用于径流过程定量预报，而关注于灾害成因及演变规律识别的灾变理论适合径流异常灾变年份的大旱大涝预测。
在服务目的方面，流域径流异常的大旱大涝预报与正常年份的径流过程预报截然不同，前者旨在为决策部门提供是否发生大旱或大涝的灾变信息，丰、平、枯的定性预报足已保证减灾方案制定的方向性；后者主要为水库兴利运行服务，如为发电、灌溉、供水等部门制定较为详细的调度分配方案。
在预报成果形式上，径流异常年份的大旱大涝采用丰平枯分级定性预报，并提供洪水相似年，以借鉴历史洪水过程及灾情状况；而正常年份的径流过程要进行定量预报，才能使结合预报成果编制水库运行优化调度方案具有可操作性。
2中长期径流预报的理论基础
中长期径流预报不仅仅局限于由流域落地雨到河槽径流的产汇流过程，更应探求径流来源的水汽形成原因、条件及其影响因素，而这些内容超出了水文学的研究范畴，已延伸拓展到气象学和气候学的研究领域。因此，中长期径流预报的实质是气象预报和气候预测问题，水文气象学和水文气候学是其学科基础。
2.1长期天气过程
天气预报按预见期的长短通常分为三种：短期天气预报（预见期为2～3 d）、中期天气预报（预见期为4～9 d）、长期天气预报（预见期为10～15 d以上），而预见期在1 a以上的预报称为超长期天气预报。一般而言，长期天气预报的准确率比短期天气预报低。
随着人们对长期天气过程及其物理因子研究的加深，已充分认识到长期天气过程和短期天气过程的重大差别：短期天气过程是一种绝热过程，可以凭借大气运动的初始状态做外延预报；长期天气过程是一种非绝热过程，它的变化取决于大气与下垫面的热量交换，而与大气的初始场关系并不重要。经过长期研究，人们逐步认识到长期天气过程存在三种类型和不同时间尺度变化，见表1。
表1长期天气过程的主要类型和时间尺度[6]
Tab.1Main types and time scale of longterm weather process
类型时间尺度可能的物理原因地气环流低频振荡2～6周超长波振动、大气能量（指数）循环天气气候季节变化3～6个月、
6～12个月大气活动中心、地气相互作用、太阳辐射季节变化年代际气候变化26个月大气环流准两年振动3.5 a海气相互作用（ENSO循环）5～6 a太阳活动双振动11 a太阳黑子周期22 a太阳活动海尔周期（磁周期）30～40 a海气相互作用、气候干湿周期80～90 a太阳活动世纪周期短期气候振动是气候变化中最短的变化过程，通常包括月、季、年气候变化和年代际气候变化。在过去相当长一段时期内，月、季和年气候变化被称为长期天气预报；而1 a以上的气候变化，即年代际气候变化则被称为超长期天气预报。显然，长期天气预报和超长期天气预报概念的界定完全依据预见期的长短，并由短期和中期天气预报延伸而来。从直观认识的角度来看，因其逻辑清楚，便理所当然地被人们接受。但是，随着研究的不断深入，伴随社会生产生活对延长预见期的需求，天气概念也发生了质的变化，即短中期（1～10 d）大气环流状况及其变化是天气学问题，而长期（月、季和年）和超长期（1 a以上）变化则是气候学问题，同时长期天气预报和超长期天气预报主要研究对象和解决的问题而言，如月、季和年的平均环流状况和冷暖（气温）、干湿（降水量）统计特征值等，也完全属于气候学范畴。从20世纪60年代以来，长期和超长期天气预报中普遍采用的预报因子逐渐集中在影响大气环流季节变化的物理因素上，如海气关系、地气关系、日地关系和地球物理因素等，这些物理因素是气候系统的重要组成部分，可称之为气候系统内部物理因素；而太阳活动、日蚀、月蚀和行星引潮力等称为气候系统的外部物理因素。
2.2短期气候预测
20世纪70年代，随着“气候系统”概念的提出，以及世界气象组织开展的全球气候研究计划、国家减灾10 a（1990年-1999年）活动和关于全球气候变暖学术讨论等诸多因素的敦促下，使用长达百年的“长期天气预报”的概念终于被“短期气候预测”所取代。
短期气候预测是根据大气科学原理，采用现代气候动力学、统计学等方法和电子计算机、数据库、通讯技术等手段，在研究气候变化成因的基础上，对月、季、年际时间尺度的气候趋势和气候灾害进行科学预测。
3中长期径流分类预报方法
3.1径流过程定量预报方法
径流过程预报可以归纳为基于气象（气候）条件或其它因素的物理成因分析法和分析水文要素自身变化规律的时间序列分析法两大类[78]。
（1）物理成因分析方法主要有以下几种。a.考虑的因素是在已经出现的天气形势下，影响本流域降水量的水汽条件与抬升作用，采用700 hPa或850 hPa形势图，在水汽输送通道上选择目标站的露点或比湿来反映降水量的水汽条件，并采用冷空气强度和地形条件来表征抬升变化，然后由统计方法得出预报结果。b.应用上一旬的平均环流、前期下垫面情况和前期水量等因素与预报对象建立回归方程，来预测下一旬的水量。c.在分析大气环流的超长波与长波活动的时空变化波谱特征及物理量谱特征的基础上，利用谐谱参数或其它环流因子与预报对象建立预报模型。d.根据大气环流前后期的演变规律，由前期环流预报后期的水文情势，概括出几种旱、涝年前期环流的模式，用判断相似的方法进行定性预测。e.以表征环流特征的各种环流指数与环流特征量和其它影响水文长期变化过程的因子，采用逐步回归或其它多元分析方法与预报对象建立定量联系，据此进行预报。物理成因分析法的难点在于如何将复杂的物理过程抽象为数学表达，半理论半经验的经验公式水平只能给出大尺度的定性预报。
（2）时间序列分析的实质是以水文过程要素的相关关系为预报依据，即相关系数越大，影响权重就越大，但客观上，相邻水文要素间并无因果关系（而与影响因素间存在因果关系）。20世纪60年代初，我国开始把平稳随机过程的理论应用于径流长期预测。考虑到水文序列一般不具有平稳性，而把水文序列分解成趋势项、周期项、随机项，分项预测后进行叠加，其中周期的识别一般用周期图、谱分析和方差分析来进行。20世纪70年代，自回归模型得到进一步的应用，ARMA（自回归移动平均）模型、ARIMA（自回归移动平均求和）模型、季节ARIMA模型，以及非线性门限自回归模型也已用于径流预报。随着数学理论的不断发展，新的数学分支不断涌现，并在水文预报领域得以应用，为中长期径流预报开辟了新的思路和方法，如模糊数学法[9]、人工神经网络方法[1013]、灰色系统理论[1415]、多层递阶预报方法[16]、混沌动力学[1720]及分形理论[21]、最优组合预测方法[22]、小波分析[2325]和支持向量机[2628]等方法。这些方法考虑水文因素和气象因素，同时采用非线性数学方法来模拟流域径流依这些影响因素的变化规律。
3.2大旱大涝定性预测方法
国外对旱涝灾害的研究大多是针对水文现象不确定性规律的模拟[29]，例如，Porporato 等[3033]采用混沌理论分析径流序列的动力特性，Sivakurn etc[34]讨论了径流时间序列的噪声问题以及处理方法，Shozo[35]采用小波变换和分形学方法预测时间序列等等，而针对流域水旱灾害的预测却不多见。由于地理环境、人口和社会发展状况的不同，国外侧重于旱涝灾害形成机理及表现规律的科学探索和防灾减灾的组织管理，而我国更加重视研究流域旱涝灾害的预测预报。
[2]Xu，Chongyu，Hua Chen，and Shenglian Guo.Hydrological Modeling in a Changing Environment：Issues and Challenges[J].Journal of Water Resources Research.（2013）：8595.
[3]汪丽娜，陈晓宏，李粤安，等.水文时间序列突变点分析的启发式分割方法[J].人民长江，2009（09）：1517+106.（WANG Lina，CHEN Xiaohong，LI Aoan，et al.Heuristic segmentation method for change point analysis of hydrological time series[J].Yangtze River，2009（09）：1517+106.（in Chinese））
[4]李慧珑.水文预报[M].北京：水利电力出版社，1992.（LI Huilong.Hydrologic Forecasting[M].Beijing：Water Power Press，1992.（in Chinese））
[5]叶守泽，詹道江.工程水文学[M].第三版，北京：中国水利水电出版社，1991.（YE Shouze，ZHAN Daojiang，Hydrology of Engineering[M].（the third edition）Beijing：China Water Power Press，1991.（in Chinese））
[6]黄忠恕，金兴平.水文气候预测基础理论与应用技术，长江水利委员会大中型水利水电工程技术丛书[M]，北京：中国水利水电出版社，2005.（HUANG Zhongshu，JIN Xingping，Hydrology and climate prediction theory and application technology，ed.The Yangtze river water commission of large and mediumsized water power of engineering series[M].Beijing：China Water Power Press，2005.（in Chinese））
[7]LI Hongyan，WANG Yuxin，LI Xiubin.Mechanism and Forecasting Methods for Severe Droughts and Floods in Songhua River Basin in China[J].Chinese Geographical Science，2011，21（5）：531542
[8]黄忠恕，王钦梁，匡奇.北太平洋和青藏高原下垫面热状况与长江流域汛期旱涝关系初步探讨[A].水文预报论文选集（1981年全国水文预报学术讨论会）[C].北京，1985：180187.（HUANG Zhongshu，WANG Qinliang，KUANG Qi.Preliminary researches on relations between lower boundary thermal conditions of North Pacific and Tibetan Plateau and droughts and floods in Yangtze River Basin in flood season[A].Hydrological forecasting thesis collection （National Symposium on Hydrological Forecasting in 1981）[C].Beijing，1985：180187.（in Chinese））
[9]王本德.水文中长期预报模糊数学方法[M].大连：大连理工大学出版社，1992.（WANG Bende.Fuzzy Mathematics Method of Longterm Hydrologic Forecasting[M].Dalian：Dalian University of Technology Press，1992.（in Chinese））
[10]胡铁松，袁鹏，丁晶.人工神经网络在水文水资源中的应用[J].水科学进展，1995，6（1）：7682.（HU Tiesong，YUAN Peng，DING Jing.Applications of artificial neural network in hydrology and water resources[J].Advances in Water Science，1995，6（1）：76 82.（in Chinese））
[11]Hsu K，Gupta H V，Sorroshian S.Artificial neural network modeling of the rainfallrunoff process[J].Water Resource Research，1995，31 （10）：25172530.
[12]Huang W，Xu B，ChanHilton A.Forecasting flows in Apalachicola River using neural networks[J].Hydrological Processes，2004，18（13）：25452564.
[13]丁晶，邓育仁，安雪松.人工神经前馈（BP）网络模型用作过渡期径流预测的探索[J].水电站设计，1997，13（2）：6974.（DING Jing，DENG Yuren，AN Xuesong.Researches of BP network in runoff forecasting in transition period[J].Design of Hydroelectric Power Station，1997，13（2）：6974.（in Chinese））
[14]夏军.中长期径流预报的一种灰关联模式识别与预测方法[J].水科学进展，1993，4（3）：190197.（XIA Jun.A grey correlative analysis and pattern recognition applied to midlong term runoff forecasting[J].Advances in Water Science，1993，4（3）：190197.（in Chinese））
[15]陈意平，李小牛.灰色系统理论在水利中的应用及前景[J].广州：人江，1996（1）：2527.（CHEN Yiping；LI Xiaoniu.Application of grey system theory in water conservancy and its Prospect[J].Guangzhou：Pearl River，1996（1）：2527.（in Chinese））
[16]王博，马跃先，贺北方.月径流序列的多层递阶预报研究[J].系统工程理论与实践，1999（7）：132135.（WANG Bo，MA Yaoxian，HE Beifang.Research on the multi layer hierarchical forecast of monthly runoff series[J].Systems EngineeringTheory & Practice，1999（7）：132135.（in Chinese））
[17]Jayawardena A W，Feizhou L.Chaos in hydrological time series[J]，IAHS Publ，1993，（213）：5966.
[18]Breaford P W，Seyfried M S，Matison T H.Searching for chaotic dynamic in snowmelt runoff[J].Water Resources Research，1991，27（6）：10051010.
[19]丁涛，周惠成.混沌时间序列局域预测模型及其应用[J].大连理工大学学报，2004，44（3）：445448.（DING Tao，ZHOU Huicheng.Local prediction model for chaotic time series and its applications[J].Journal of Dalian University of Technology，2004，44（3）：445448.（in Chinese））
[20]Jayawardena A W，Feizhou L.Analysis and prediction of chaos in rainfall and stream flow time series[J].Journal of Hydrology，1994（753）：2352.
[21]Shozo，Tokinaga，et al.Forecasting of time series with fractal geometry by using scale transformations and parameters estimation obtained by the wavelet transform[R]，Electronics and Communications in Japan.（Parts 3），1997，80（8）：2030.
[22]农吉夫，金龙.月平均降水量的二次规划最优组合预测方法研究[J].热带气象学报，2004，20（6）：704712.（NONG Jifu，JIN Long.Study on methods forecasting monthly mean rainfall using the optimal combination of quadratic programming[J].Journal of Tropical Meteorology，2004，20（6）：704712.（in Chinese））
[23]Cao Liangyue，et al.Predicting chaotic time series with wavelet network[J].Physical D，1995，85：225238.
[24]李贤彬，丁晶，李后强.基于子波变换序列的人工神经网络组合预测[J].水利学报，1999（2）：14.（LI Xianbin，DING Jing，LI Houqiang.The combination forecasting using artificial neural network based on wavelet transformed sequences[J].Journal of hydraulic engineering，1999（2）：14.（in Chinese））
[25]赵永龙，丁晶，邓育仁.混沌小波网络模型及其在水文中长期预测中的应用[J].水科学进展，1998，9（3）：252287.（ZHAO Yonglong，DING Jing，DENG Yuren.Chaotic wavelet network model and its application in hydrologic midlong term prediction[J].Advances in Water Science，1998，9（3）：252287.（in Chinese））
[26]李亚伟，陈守煜，韩小军.基于支持向量机SVR的黄河凌汛预报方法[J].大连理工大学学报，2006，46（2）：272275.（LI Yawei，CHEN Shouyu，HAN Xiaojun.Yellow River ice flood prediction based on SVR[J].Journal of Dalian University of Technology，2006，46（2）：272275.（in Chinese））
[27]王亮，张宏伟，牛志广.支持向量机在城市用水量短期预测中的应用[J].天津大学学报，2005，38（11）：10211025.（WANG Liang，ZHANG Hongwei，NIU Zhiguang.Application of support vector machines in shortterm prediction of urban water consumption[J].Journal of Tianjin University，2005，38（11）：10211025.（in Chinese））
[28]林剑艺，程春田.支持向量机在中长期径流预报中的应用[J].水利学报，2006，37（6）：681686.（LIN Jianyi，CHENG Chuntian.Application of support vector machine method to longterm runoff forecast[J].Journal of Hydraulic Engineering，2006，37（6）：681686.（in Chinese））
[29]范垂仁，夏军，张利平，等.中国水旱灾害长期预报：理论.方法.实践[M].北京：中国水利水电出版社，2008.（FAN Chuiren，XIA Jun，ZHANG Liping，LI Xiubin.Longterm prediction of drought and floods in China：Theory.Method.Practice[M].Beijing：China Water Power Press，2008.（in Chinese））
[30]Amilcare P，Luca R.Nonlinear analysis of river flow time sequences[J].Water Resources Research，1997，33（6）：13531367.
[31]Jayawardena A W，Feizhou L.Chaos in hydrological time series[J].IAHS Publ，1993，（213）：5966.
[32]Breaford P W，Seyfried M S，Matison T H.Searching for chaotic dynamic in snowmelt runoff[J].Water Resources Research，1991，27（6）：10051010.
[33]Jayawardena A W，Feizhou L.Analysis and prediction of chaos in rainfall and stream flow time series[J].Journal of Hydrology，1994，（753）：2352.
[34]Sivakumar B，Phoon K K，Liong S Y，Liaw C ment on “Nonlinear analysis of river flow time sequences” by Amilcare Porporato and Luca Ridolfi[J].Water Resources Research，1999，35（3）：895897.
[35]Shozo，Tokinaga，et al.Forecasting of time series with fractal geometry by using scale transformations and parameters estimation obtained by the wavelet transform[R]，Electronics and Communications in Japan.Parts3，1997，80（8）：2030.
[36]翁文波.预测论基础[M].北京：石油工业出版社，1984.（WENG Wenbo.Basis of Prediction Theory[M].Beijing：Petroleum Industry Press，1984.（in Chinese））
[37]翁文波，吕牛顿，张清.预测学[M].北京：石油工业出版社，1996.（WENG Wenbo，LV Niudun，ZHANG Qing.Prediction[M].Beijing：Petroleum Industry Press，1996.（in Chinese））
[38]徐道一.翁文波.可公度性预测方法及其意义[A].高建国.灾害预测方法集成[C].北京：气象出版社，2010.（XU Daoyi，WENG mensurability prediction method and significance of Academician.GAO Jianguo.Integrated of disaster prediction method[C].Beijing：Meteorological Press，2010.（in Chinese））
篇7
目前，我国和世界上一些国家和地区把月、季和年的气候变化和预测称为短期气候变化和预测，它是国际大气科学和地球科学领域的前沿科学。“短期气候预测基础”一直是南京信息工程大学（原南京气象学院）大气科学专业的一门重要的专业课程。南京气象学院建校初期就在天气动力学专业开设了“中长期预报基础”课程，在本世纪初，将其更名为“短期气候预测基础”。由于短期气候预测为气象台站预报业务的主要内容之一，短期气候预测相关课程教学质量的高低将直接影响到学校特色专业人才的培养质量。该课程主要的教学目标是培养学生将大气科学理论知识应用到实际业务工作中的能力。因此，该课程实践教学具有举足轻重的位置。本文结合南京信息工程大学大气科学专业近年来在该课程方面的教学改革，探讨如何利用实践教学提高授课质量和学生的综合能力。
一、增强对实践课程的重视
大气科学专业开设的主干课程理论性强，公式多，抽象难懂，学生在学习过程中感觉枯燥乏味，很难将理论概念和实际应用联系起来。因此，通过实践教学帮助学生把所学的理论知识和气象台站实际业务工作结合起来是十分重要的课题。就“短期气候预测基础”课程而言，其本身是一门应用性和技术性很强的课程，所以实践教学就显得尤为重要。在南京信息工程大学大气科学专业本科生及中国气象局培训班多年课程教学实践的基础上[1，2]，2010年孙照渤教授主编了普通高等教育“十一五”国家级规划教材《短期气候预测基础》[3]。2011年，该教材被评为教育部普通高等教育精品教材和江苏省高等学校精品教材。该教材充分考虑了课程的性质及系统性，从短期气候预测对象开始到建立多种预测方法，特别设置了9个实习内容，并给出了部分计算机程序，突出了实际应用的重要性。课程教学内容改革中，我们将理论讲课学时由48学时减少至32学时，增加了16学时的实践课时，并将其作为一门单独的课程——《短期气候预测基础课程设计》。此外，在大四下学期的生产大实习中还特别设置了8学时的实践。在教学过程中，相较于理论教学，学生更喜欢实践教学的形式，更有利于激发学生对该课程产生浓厚的学习兴趣。自由轻松的课堂气氛，丰富的实践内容，灵活多变的教学手段，帮助学生对该课程产生强烈的求知欲和强大的学习动力。老师与学生大量的互动交流，引导学生明确短期气候预测在自己专业学习中的意义，体会到这门课程的实际应用价值，让学生感受到这是一门知识丰富，与实际息息相关，且饶有趣味的学科，让学生愉快地学习，从而真正吃透所学的知识，提高学习效率和综合能力，为将来从事相关业务工作与研究奠定扎实的基础。
二、结合科研和业务工作设计实践教学内容和方法
“授人以鱼，不如授人以渔”，“短期气候预测基础”实践教学正是教会学生如何思考、分析和解决短期气候预测的问题[4，5]。“短期气候预测基础”教学团队的老师不仅有着很强的科学研究能力，而且还具备丰富的业务工作经验。2010年，“气候模拟与预测”创新团队被评为江苏省高校“青蓝工程”科技创新团队。自1998年以来，团队每年参加中国气象局国家气候中心组织的全国汛期降水预测会商工作，预测结果得到了大家的认可。“短期气候预测基础”实践教学内容的设计结合了老师短期气候预测的研究和业务工作的经验以及大气科学专业的特点，全面反映这一研究领域最新、最成熟的科研成果，实践项目也相应地不断丰富和完善。
短期气候预测实践教学有一套完整的教学方案[6]。首先，让学生理解大气环流的表征和分型。我们利用科研和业务工作中最常用的统计学方法，使学生熟悉大气环流中的基本概念。第二，让学生掌握如何选择和计算预测因子。如通过合成分析和奇异值分解方法来选择大气内部因子和外部强迫因子，计算遥相关指数等。使学生熟悉短期气候预测中选择因子的基本方法。第三，让学生掌握业务工作中短期气候预测的基本步骤和方法。分别通过统计学方法和动力学方法对我国汛期降水进行预测，使学生熟悉短期气候预测的完整过程。最后，让学生熟悉对预测结果的评估，通过计算预测评分等，使学生了解短期气候预测的评估方法。
短期气候预测实践教学涉及多门基础课和专业课，具有很强的综合性，针对这一特点，我们在教学方法上也在不断改革和完善。实习前对学生进行集中课堂指导，复习理论要点，讲解实习目的，然后详细讲解实习内容、资料、方法等，以及需要注意的关键问题。实习过程中，需要大量的计算机编程，虽然在学习本课程之前，学生一般学习过计算机语言课程，但主要是一些语言规则和算法，对于如何将计算机语言应用到实际的生产实习，学生的实践动手能力仍有欠缺，教师需要在这方面进行辅导。及时对学生碰到的一些问题进行总结，分析讨论问题的原因，帮助学生解决问题。选取部分实践项目，对学生进行分组，组员分工合作，由学生独立收集资料，编写程序，分析结果，教师只在关键问题上进行指导，最后各组将结果制作成课件进行演示交流。
三、提高学生综合分析和应用能力
实践环节是培养创新人才的重要步骤，在实践教学中，充分激发学生学习的自主性、研究性和创新性，从而提高学生的动手能力、创新能力、团队合作能力和综合素质[7]。“短期气候预测基础”课程开设在大气科学专业第四学年上学期，该阶段的学生已经具备大气科学专业基础，实践教学的开设可以促进学生将已学的大气科学知识融会贯通，用于处理简单的业务工作。此外，可以为学生的本科毕业论文以及将来的科研工作打下基础。例如“大气环流因子在短期气候预测中的应用”这个实习个例，需要用到已经学过的Fortran和GrADS绘图语言，统计预报中的奇异值分解方法，现代气候学中的大气环流知识等。在实习过程中老师仅提供所需数据，学生需要独立编写程序，根据程序的结果绘制图表，并分析实验结果，完成实习报告。老师通过批阅实习报告，给予反馈意见。通过这种实践教学过程，学生复习了已学的重要知识点，进一步深入理解奇异值分解方法，对于短期气候预测的物理基础有深刻的认识。通过上机实习，学生学会了选择短期气候预测的前期大气环流因子，并依此来制作短期气候预测，达到“举一反三”的目的，提高了动手编程和分析问题的能力，培养了学生独立完成科研工作的习惯，培养了创新意识，为学生毕业以后的工作打下坚实的基础。
学生即将进入业务工作单位，是注入气象业务部门的新鲜血液。气象基础知识扎实、实践动手能力强是优秀的大气科学专业毕业生应该具有的能力。“短期气候预测基础”实践教学不仅提高学生短期气候预测的能力，而且为学生提供了一个动手实践的平台。例如讲授“中国东部夏季降水预测”内容时，向学生介绍参加全国汛期降水预测会商的部分预测方法，引导学生独立设计自己的预测方法，得出自己的预测结果，并对预测结果进行评分。实践教学过程中，教师现场讲解基本方法思路和步骤，并以实例指导学生对关键部分进行编程计算，使学生逐步掌握建立短期气候预测方法的基本技能。这种实践教学方式使学生对教学内容有了更直观形象的认识，加深了学生对降水预测方法的学习和运用，将理论知识和实践操作有机结合起来，提高了学生的学习兴趣，增强了学生解决实际问题的能力，使学生尽早掌握实际业务技能。
“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”。短期气候预测实践课程任重而道远，从教材的编写到教学内容的设计，再到教学方法的改革都只是开始。作为一名实践教学团队中的老师，如何在实践教学工作中，充分发挥自己的科研和业务工作经验，利用丰富多彩的教学手段，让学生学会面对问题，有的放矢地结合自己学过的知识分析问题，创造性地设计解决问题的方案和研究思路，学会团队合作，学会交流和取长补短，是我需要时刻思考的重要问题，这也是实践的真正意义所在。未来的路还很长，我们还需付出更多的努力，让教材精益求精，教学内容更加合理科学，教学方法更加灵活实用，不断探索实践教学的方法，提高实践教学的质量，为培养出更多优秀的气象专业人才贡献自己的力量。
参考文献：
[1]章基嘉，葛玲.中长期天气预报基础[M].北京：气象出版社，1983.
[2]章基嘉，葛玲，孙照渤.中长期天气预报基础（修订版）[M].北京：气象出版社，1994.
[3]孙照渤，陈海山，谭桂容，等.短期气候预测基础[M].北京：气象出版社，2010.
[4]孙照渤，陈海山，李忠贤，等.“短期气候预测基础”课程教学改革的体会[C]//大学地球科学课程报告论坛文集.北京：高等教育出版社，2008：289-290.
[5]孙照渤，陈海山，李忠贤，等.专业课程教学方法改革的思考[C]//大学地球科学课程报告论坛文集.北京：高等教育出版社，2009：391-393.
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一、油茶生长生物学特征
油茶生长年平均温度15-21℃，能抗40℃的高温，或在-10℃的低温，无霜期260Td以上，各生长生育期对温度的敏感性不明显，年平均总日照时数在1200-2000h。
二、油茶生长生育期适宜气候条件
油茶属一种喜温润气候，避强光喜弱光树种，在遮荫度适当的生态环境下生长的食用油料植物。油茶生长生育周期长，从开花到果实成熟约一年的时间，花期少阴雨，年平均温度15—21℃，极端气温在许可范围内对温度的要求不很明显，降水量1000～2500㎜，年平均相对湿度75-85%，光照时间长，怕渍涝。
三、油茶种植区气候与地理环境
（一）油茶种植区的气候
该县地处中低纬度的亚热带季风温润气候区，四季分明，降水充沛，光照充足，年均气温17.5℃，年均降水量1908㎜，是江西省暴雨中心区之一，年均相对湿度80-82%，无霜期长，为265Td。年均日照总时数为1740h。
（二）油茶种植区的地理环境
该县位于江西省东北部，鄱阳湖生态经济开放区东南岸的丘陵山区，面积1140.76平方公里，其中6分为丘陵山地，平均海拔200-300m，大部海拔
（三）油茶生长土壤条件
油茶，又名“茶子树”，是茶属中的常绿小乔木和喜酸性的油料植物，具有抗旱耐寒耐贫瘠特点。它适生于地势开阔的低山或高山下部的丘陵地带，要求土层深厚、土壤肥沃、温暖湿润、排水良好、带微酸性的壤土，pH值在5-6.5的土壤中生长最佳。
四、油茶种植地气候区划
利用该县30年的气象资料和1：5万地形数据与河流、居民点分布数据为基础，选取≥10℃的年活动积温、极端最低气温、降水量作为区划的主导因子，运用GIS技术，结合传统气候区划方法，对油茶种植地进行气候区划，区划结果分为三个等级即：适宜区、次适宜区和不适宜区。
（一）适宜区
海拔在50-100m，坡度
（二）次适宜区
海拔在100-200m，坡度200m，坡度>50度，不宜发展油茶生产。原因易造成水土流失和管理不便等。
（三）不适宜区
海拔>200m，≥10℃年活动积温
五、油茶种植技术与管理
（一）油茶种植地选择方法
1.油茶种植地选择
根据油茶的生物学和生态学特性，油茶种植地应选择在背风向阳、地势开阔的丘陵山地（荒山坡地），或高山下部土层深厚、土壤肥沃、温暖湿润、排水良好、光照时间长的缓坡地带；同时油茶又是一种喜光喜温，喜酸性树种植物，宜在pH值5-6.5的土壤中生长，在自然环境下，有铁芒箕、野生茶树、杉木、茶树、松树、映山红、乌饭树等植物生长的地方，它们对土壤酸性的具有指示性作用，凡上述植物生长茂盛的丘陵山地均可作为油茶的种植地，忌在碱性土壤地上进行油茶种植。
2.油茶种植方式
油茶种植地有全垦，人工梯田，洞穴三种方法。凡坡度1050度的山地必须采用洞穴方法种植。
（二）油茶苗的培育
1.油茶苗床地选择
根据油茶生长特性，苗床地应选择在土壤肥沃、光照充足、排水性好、PH值5—6.5的微酸土地育苗为宜，碱性土壤和地下水位高的地方不宜选择；整地方法，将育苗的地块施足基肥，灌好底墒后，筑成1.2m宽畦地（便于操作），长度自然，畦两侧沟深20-30cm，沟底宽30～40cm，不积水且排水顺畅。
2.油茶种苗培育
种苗的好坏，直接影响油茶的长势和产量，种苗培育方法有：一是种子优选法，经过对油茶生长期观察，优选树形好、颗粒大、无病虫害、产量高10年生以上的成熟果实，直接播种育苗；二是扦插育苗法；根据5.1.1苗床地选择要求，将10年生以上无病虫害、生长健壮、结果多的优良单株春梢进行扦插育苗作为种苗选择；三是嫁接育苗法：根据油茶生长生育期适应性条件，种苗应选择树形好，生长健壮、无病虫害，果实大、产量高，丰产10年生以上的油茶树枝条做接穗，砧木可采用白花油茶或红花油茶实生苗或桔壳，枝接或芽接均可，嫁接苗发嫩芽后，应有防遮阳和防涝措施。
3.油茶树苗的移栽
油茶树苗移栽应选择树形好，生长健壮、无病虫害，生长枝或嫩芽经嫁接成活后的一类、二类苗；树苗的质量直接影响成活率，移栽时间最好选择在春季的阴或小雨天气，随起即栽，移栽时将已整理的地块挖好洞穴，把根系完整、无病虫害二年生长树苗浆根后再进行移栽，定植时按以下步骤，将移栽苗摆正放入穴内、回土、轻提、压实、浇上定根水，嫁接苗的砧木处与地面高度平齐等措施；有条件的地方可用生根粉浆根或用营养袋二次育苗移栽，此方法可以提高成活率。
4.油茶种植密度
根据油茶种植特点，密度应根据种植地的实际情况而定，平缓的适当稀些，徒陡的可密些，纵横株间可采用错位排列进行移栽，原则上亩栽60-80株，株行距3×3.5m；另外，林间可适度套种果树等经济作物。
（三）油茶成年树水肥管理与病虫害防治
1.油茶水肥管理
油茶幼树成活后，应浇水保苗。5月中下旬后，气温逐渐升高，嫁接苗将会长出大量的新根，小芽萌发需要大量的养份供给；对于冬花型油茶终年花果不离枝，开花结果越多消耗水肥越多。为此，要根据油茶树生长的实际情况合理施肥，针对幼树以氮肥为主，坚持薄施粪水或尿素，配合磷钾肥；成年树春季以氮肥为主，夏秋以磷钾肥为主，冬季施用磷钾肥。施肥量应根据油茶的树龄或需保果肥而定。油茶结果有大小年之分，大年以磷钾肥为主，小年增施氮肥或复合肥，秋冬以有机肥为主，春夏可施速效肥。
2.油茶花果期管理
花期：油茶为主根发达的深根性树种，油茶花期很长，每年10-12月开花，盛花期在11月前后，也有的常年开花。实生油茶5年后有少量的开花并结果，10年进入盛果期；嫁接油茶3年后有少量的开花并结果，6年进入盛果期。盛果期可维持40-50年或更长。8～9月是油茶生长发育的关键时期，花芽分化、果实膨大、油脂转化需要大量的水分供应，但秋风秋雨过多，会影响蜜蜂传授花粉的活动能力影响产量。故有“七月落金八月落银”的说法。油茶花芽分化是在春梢基本结束生长后开始，由于各地的气候差异，油茶花芽分化盛期为6月上旬至7月上旬，7月中旬至10初逐渐在减少。油茶花为两性花，10月中旬开始开花，11月为盛花期，12月下旬开花基本结束，少数延至翌年2月。
果实：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长，3月后气温回升，幼果继续生长，4-8月果实体积增长较快，7-8月为果实迅速增长期，10月中、下旬成熟。但油茶具有秋未冬初开花，一年四季花果不断的生物学特性，秋旱、强寒潮等灾害性天气对花果生长发育和产量影响较大。
3.油茶病虫害防治
针对油茶成年树在生长过程中的病虫害有炭疽病、软腐病、烟煤病、茶毒蛾、油茶毛虫、油茶尺蠖等。防治方法；有生物防治、药物防治和林业技术防治三种，它们各有所长，前二者是根据不同的病虫害对症下药，效果显著，此文不予介绍；林业技术防治法是目前采用最多的方法，成本低，简单易用，就是清洁林内环境，保持林内透光通风透气，减低林内湿度，发病期间不宜施氮肥，应增施磷肥、钾肥，提高植株抗病性。油茶相对病虫害较少，应根据病虫害发生情况，可针对性用药剂防治或采用夏铲冬垦灭蛹、灭幼虫，人工捕捉和灯光诱蛾，招引益鸟捕食害虫，施用白僵菌、苏云金杆菌，让害虫感病死亡等生物防治，它是油茶类病虫害防治的方向。
（四）油茶林地扶育与修剪管理
1.油茶林地扶育
油茶为常绿阔叶树种，幼树主根长而侧根少，幼树阶段主要是以耕代抚管理，解决幼树与杂草争光、水、肥问题；成年树是从初果到大量结果的时期，是油茶经营最有价值的时期，要中耕抚育，每年至少铲山除草一次，每隔3年，冬季要清理林地，深挖垦复，及时清除林地杂灌（草）木和病老残枝一次。
2.油茶树冠修剪
整枝修剪，优化树形是提高油茶产量和品质的重要环节，修剪强度可分修剪和重剪，幼树期不用修剪.长至1.5m时剪顶即可。成年树去弱留强.剪密留疏，剪弱和病枯枝乱枝，使树体枝条均匀分布，结构紧凑，多留营养枝，促发新枝，为来年丰产奠定基础。
六、结语
通过区划，为该县科学布局油茶种植，优化种植结构，避免气候风险，将会起到积极的作用。
[参考文献]
[1]周淑贞，张如一.张超主编《气象学与气候学》高等师范院校教材
[2]陆时万，徐祥生.沈敏健主编《植物学》高等师范院校教材
[3]庄瑞林.中国油茶[M].北京.中国林业出版社.1988
[4]陈永忠，王德斌.油茶综合利用浅析[J]1997（04）
[5]李家丽.浅谈油茶种植技术及病虫害防治[期刊论文].科海故事博览 科技探索2010（11）
[6]李果青.浅谈油茶的种植技术[期刊论文].林业建设.2009（1）
[7]龙忠于，王玉娟，陈永忠等江西省油茶产业发展综述[期刊论文].湖南林业科技.2008（3）
[8]罗崇彬.油茶种植研究[期刊论文].科学之友.2009（36）
[9]李远发，胡灵，王凌晖油茶资源研究利用现状及其展望[期刊论文]广西农业科学2009（4）
[10]雷小林，刘丽婷，文娟等油茶分子有种研究进展[期刊论文].经济林研究.2006（4）
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此外，我国学者在古生物学领域的方面也取得了亮眼的成绩。过去十年，有颌类的早期分化、硬骨鱼类的起源与早期分化逐渐成为国际演化生物学界关注的重点，相关研究成果在《Nature》、《Science》等杂志上屡有报道。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的朱敏研究员所带领的早期脊椎动物课题组的研究“探索有颌类的早期分化以及硬骨鱼类的起源”提供了迄今为止最好、最完整的化石资料。新发现的古鱼将有颌脊椎动物几大类群的特征汇于一身，大大填充了它们之间的形态学鸿沟，第一次近乎完整地呈现了有颌脊椎动物祖先可能具有的特征组合。来自沈阳师范大学古生物学院的周长付副教授与美国芝加哥大学和德国波恩大学合作，发现了我国迄今最原始的具毛发的哺乳动物――“哺乳形巨齿兽”化石，证实了早期原始形哺乳动物已广泛具有哺乳类皮肤结构。此外，临沂大学地质与古生物研究所的郑晓廷教授发现了一种新的树栖贼兽类--金氏树贼兽，系统分析显示贼兽属于有冠类哺乳动物，表明了有冠类起源于晚三叠纪时期并且在侏罗纪发生分化，体现了中生代哺乳动物演化中存在许多趋同演化或逆转现象。
杂志从本期开始将对2013年我国的科研人员和科研团队在《Nature》上发表的论逐一介绍。
许 琛 研究员
中国科学院上海生命科学研究院
2004年赴美国哈佛大学医学院Dana-Farber肿瘤研究所从事免疫学研究，先后为博士后（受美国关节炎基金会资助），教授。2009年6月回生化与细胞所工作，担任研究员，研究组长。主要研究方向包括：生物膜对受体功能的动态调控和T细胞介导型自身免疫病的发病机制 。
钙离子提高T淋巴细胞对外来抗原的敏感性
细胞发挥功能的基础是识别外来的抗原，这项功能由T细胞抗原受体（TCR）来行使。每一个T细胞表面都有几千个TCR，像哨兵一样担任警戒任务；TCR的周围是脂质分子，它们通过静电力将TCR的活化位点屏蔽起来，保证它们在没有抗原的时候不会活化，接受抗原刺激后则快速活化，由此调控着“哨兵”的战斗力。抗原激活TCR是T细胞免疫反应关键性的一步。经过长期的进化，TCR能够监测到非常微量的抗原信号，从而保证机体能高效以及快速地清除入侵的病原体。TCR如何被抗原活化以及T细胞如何获得这么高的抗原敏感性还是悬而未决的问题。
钙离子是人体内必需的金属离子，除了组成骨骼和牙齿外，还在细胞内担任非常重要的“信号使者”的角色。T细胞被抗原活化后，细胞外的钙离子会通过钙离子通道流入细胞内，细胞内钙离子浓度会在数秒之内提高10倍，并维持几个小时。这些钙离子能够直接结合TCR周围的脂质分子，中和它们的负电荷，从而解除脂质分子对TCR活化位点的屏蔽，帮助TCR活化，将比较弱的抗原刺激信号放大，使得T细胞获得完全的效应功能。这种机制大大提高了T细胞对抗原的敏感性。
译文引自：Nature 493， 111-115 （03 January 2013）
施一公 院士 教授
一个presenilin/SPP家族膜内天冬氨酸蛋白酶的晶体结构
受控膜内蛋白水解（Regulated intramembrane proteolysis，RIP）是近年发现一种新的信号传导机制，即跨膜蛋白能够在它们的跨膜区被裂解并释放出其胞质部分，进而进入核内控制基因的转录。在从细菌到人类的广泛生物中RIP蛋白均采用保守的模式。至今发现参与RIP的蛋白酶家族有三种，包括金属蛋白酶S2P（site-2 protease）；天冬氨酸蛋白酶早老素（presenilin，PS）家族和信号肽肽酶家族（SPP）；丝氨酸蛋白酶rhomboid家族。天冬氨酸蛋白酶PS家族的底物包括淀粉样前体蛋白（Amyloid precursor protein，APP）和质膜受体Notch等。
研究人员报告了来自黑海甲烷袋状菌JR1的presenilin/SPP同源物（PSH）的晶体结构。这一蛋白酶包括9个跨膜区（TMs），采用了一种从前未报告过的蛋白质折叠方式。其氨基（N）端区域，由TM16构成，形成了一种马蹄形状的结构，环绕着TM79构成的羧（C）基端区域。两个催化天冬氨酸残基定位在TM6和TM7的胞质侧上，空间上相互接近。水分子通过N端和C端区域之间的一个大口袋接近催化天冬氨酸。
译文来自：Nature 493， 56-61 （03 January 2013）
田永君 教授 燕山大学材料科学与工程学院院长
1963年3月生，1987年于东北重型机械学院材料学专业获工学硕士学位，1994年于中科院物理所获得理学博士学位，1996-1998作为洪堡学者留学德国Jena大学（耶拿大学）固体物理研究所，教授，博士生导师。田永君教授1996年入选国家人事部“百千万”人才工程第一、二层次人选，国务院政府特贴专家，2001年被教育部聘为长江学者奖励计划特聘教授。2002年获得国家杰出青年科学基金。
2011年，田永君教授科研团队所完成的“硬度的微观理论及新型亚稳材料设计”项目成果获得国家自然科学二等奖。该项目从化学键入手，创建了硬度的微观理论模型，建立了布居离子性新标度，实现了极性共价晶体硬度的定量预测，解决了硬度与晶体微观电子结构间定量关联这一理论难题。以此理论模型为基础，项目设计出了系列的新型亚稳材料，部分材料已被实验合成，使超硬材料探索从“定性”进入到了“定量化”的可设计阶段，推动了计算材料科学的发展。23个国家和地区的100多个研究机构使用本模型开展跟踪和拓展研究。硬度微观模型已成为材料设计的一个实用工具，并被拓展到纳米、缺陷和薄膜等研究领域。
超高硬度的纳米孪晶结构立方氮化硼
立方氮化硼是一种重要的超硬材料，在铁基材料加工行业中获得了广泛应用。遗憾的是人工合成立方氮化硼单晶的硬度还不到金刚石单晶的一半。根据著名的霍尔-佩奇（Hall-Petch）关系，多晶材料硬度随晶粒尺寸减小而增大。因此，合成纳米结构立方氮化硼已成为提高硬度的有效手段。利用类石墨结构氮化硼前驱物在高温高压下的马氏体相变，科学家们已合成出纳米晶立方氮化硼，所能达到的最小晶粒尺寸为14nm。田永君及其合作者采用一种具有特殊结构的洋葱氮化硼为前驱物成功地合成出透明的纳米孪晶结构立方氮化硼，孪晶的平均厚度仅为3.8nm，其硬度达到甚至超过人工合成的金刚石单晶，断裂韧性高于商用硬质合金，抗氧化温度高于立方氮化硼单晶本身。这些优异的综合性能表明纳米孪晶结构立方氮化硼是一种工业界期盼已久的刀具材料。
业已证明：在临界尺寸（约10-15nm）以上，金属及合金材料的硬度和强度随晶粒尺寸减小而增大（霍尔-佩奇效应），但在临界尺寸以下，强度和硬度却随晶粒尺寸减小而减小（反霍尔-佩奇效应）。令人惊奇的是，纳米孪晶结构立方氮化硼随孪晶厚度减小能够持续硬化到3.8nm却不发生软化。他们的理论分析表明：在纳米尺度边，多晶极性共价材料的硬化机制除了大家熟知的Hall-Petch效应还有量子限域效应的附加贡献。研究成果突破了人们对材料硬化机制的传统认识，向人们展现了合成高性能超硬材料的新途径――获得超细纳米孪晶结构。
译文来自：Nature 493， 385-388 （17 Janurary 2013）
刘 健 教授 南京师范大学地理科学学院
1966年4月生，四川合江人，汉族。1983年至1993年就读于南京大学气象系气候学专业，先后获得南京大学理学学士、硕士和博士学位。现为南京师范大学地理科学学院特聘教授，博士生导师，兼任中国第四纪科学研究会高分辨率气候记录专业委员会委员、中国气象学会冰冻圈与极地气象委员会委员、江苏省气象学会常务理事、江苏省气象学会气候学与气候变化专业委员会副主任。主要从事气候模拟与全球变化研究。
在国际上首次成功地模拟了与气候代用资料重建结果一致的东亚地区末次盛冰期（21ka BP）和中全新世暖期（6ka BP）的古气候特征，并进行了动力学机制阐释；在认识全球和东亚季风年代-百年际尺度的变化规律及成因机制、揭示自然和人为因子对全球降水和海表温度的不同影响与机理、定量区分自然和人类活动对湖泊环境变化的影响等方面取得了国际领先成果，在国际顶级学术刊物Nature、Science和PNAS上。
自然与人为强迫因子对全球降水变化的不同影响
研究发现，自然因子（SV）和人为因子（GHG）引起的增暖都会使全球平均降水量增加，但增加的幅度差异显著。在SV强迫下模拟的全球平均温度每增加1℃全球平均降水量增加2.1%，而GHG强迫下对应的全球平均降水量仅增加1.2%；两种情况下热带陆地区域平均降水量增加的幅度差异更大（5.5%与2.4%）。研究揭示其主要机制在SV增暖与GHG增暖情况下分别为海洋恒温机制与大气稳定机制：在SV增暖情况下，地表受太阳辐射加热，由于热带太平洋东部温跃层较西部浅，海洋恒温效应使得相同的SV加热引起的东部增温比西部小，从而加大热带太平洋东西向的海表温度（SST）梯度，使热带太平洋东西向的气压梯度相应增大，导致赤道东风和Walker环流加强，有利于水汽向热带季风及暖池区的辐合，使得全球平均降水量显著增加，此为海洋恒温机制；而在GHG增暖情况下，大气中上层吸收长波辐射加热，会使大气上下层间的温度梯度减小，大气稳定度相应增大，从而削弱Walker环流，减小热带太平洋东西向的SST梯度，不利于水汽向热带季风及暖池区辐合，导致全球降水增量减少，此为大气稳定机制。
该研究区分了两种类型的增暖及其降水效应并阐明了其主要机制，化解了古气候重建与IPCC气候预估关于增暖将导致热带太平洋东西向SST梯度增与减（La Nia型与El Nio型）的学术争端，对人们更好地认识并预估气候变化具有重要意义；同时该研究发现GHG增加导致的增暖与太阳辐射增加导致的增暖具有不同的大气稳定度、SST、降水效应，这意味着通过地球工程（在大气上层施放气溶胶粒子以减少到达地表的太阳辐射量）进行太阳辐射管控并不能完全抵消GHG对全球增暖的影响，这对于地球工程的规划实施具有现实意义。
译文来自：Nature 493， 656-659 （31 January 2013）
周嘉伟 研究员 中国科学院上海生命科学研究中心
毕业于江苏南通大学医学院，获江苏南通大学医学院医学硕士、英国帝国理工医学院（Imperial College of Science， Technology and Medicine）生化系博士学位。曾任江苏南通大学医学院助教、讲师；1991年英国剑桥大学访问学者、1992年日本冈山大学访问学者 ；美国Hahnemann大学博士后。现中国科学院上海生命科学研究中心研究员。
周嘉伟研究方向：基底神经节包括纹状体（尾状核和壳核）、苍白球、黑质和丘脑底核等在内的一群密切关联的脑结构，它们参与了自主运动的控制和调节。临床病理学研究已经表明，这些核团为帕金森病、亨廷顿氏病等神经退行性疾病所累及。研究它们的发育过程、工作原理和病理状态下功能与结构变化，有助于进一步阐述这些疾病的发病机理和寻找疾病治疗的新靶点。
多巴胺D2受体通过调控aB-晶状体蛋白抑制神经炎症反应
周嘉伟实验室的研究发现，星形胶质细胞在多巴胺D2受体（Drd2）缺失的情况下也会主导炎症反应的发生，而Drd2及其配体多巴胺的水平在中老年人群中均呈现进行性下降。生理情况下，星形胶质细胞的Drd2能够通过控制其下游的aB-晶状体蛋白（aB-crystallin， Cryab）的水平来抑制免疫反应。Drd2缺失可导致Cryab明显下调，小鼠脑内多个区域炎症反应显著增强，而在神经毒素MPTP所致的帕金森病小鼠动物模型中，Drd2的缺失加剧了胶质细胞的激活，使炎症反应更趋严重，中脑多巴胺能神经元对神经毒素更加敏感，死亡率上升。但选择性地提高星形胶质细胞中的Cryab水平则可有效对抗Drd2缺失导致的慢性炎症反应。他们还发现，给予野生型小鼠注射Drd2激动剂可以部分缓解MPTP等神经毒素导致的急性神经炎症反应以及多巴胺能神经元死亡。
上述结果表明，星形胶质细胞中的Drd2/Cryab信号转导通路在抑制因Drd2缺失所致的神经炎症过程中发挥关键作用。Drd2决定了星形胶质细胞作用的两面性――Drd2缺失可使星形胶质细胞从生理状态下神经元的支持细胞转化为对神经元不利的促炎症细胞。一直以来，Drd2被公认为主要参与多巴胺能神经传导，此项研究则揭示了Drd2的一个与传统认识迥然不同的新功能，即在星形胶质细胞中发挥抑制其异常活化和神经炎症反应的作用。
星形胶质细胞中的多巴胺D2受体（Drd2）正常情况下通过αB-晶状体蛋白抑制炎症介质相关基因的表达，从而发挥抑制炎症的作用，而小胶质细胞表达的Drd2则对该类细胞炎症因子的产生没有显著影响。
译文来自：Nature 494，90-94 （07 February 2013）
张福锁 教授
中国农业大学资源环境学院
出生于1960年10月，陕西凤翔人，教授，博士生导师。1990年2月从中国农业大学农学博士后流动站出站，1997年1月-2011年11月担任中国农业大学资源与环境学院院长，现任中国农业大学资源环境与粮食安全研究中心主任一职。
一直从事植物根际生态调控与养分资源综合管理的基础和应用研究工作。在根际养分活化机理以及不同基因型植物适应养分胁迫的生理机制研究方面取得了可喜的进展，提出根际生态调控理论与技术体系，并通过对间套作、水旱轮作、重迎茬作物生长障碍机制，各种作物生产体系（包括大田作物、蔬菜、果树、烟草等）以及盐生植物根际生态调控机制的系统研究，把理论与生产实际相结合，进一步提出养分资源综合管理的思路，通过全国大协作及国际合作项目的开展，在深化根际理论，提高养分资源利用效率，保护生态环境等方面做出了贡献。
中国氮沉降显著增加
研究结果表明，从1980年至2010年中国陆地生态系统氮素沉降显著升高，从1980年代每公顷年均13.2公斤氮增至2000年代21.1公斤氮，增幅约8公斤/公顷，比1980年代高60%；并以人口相对密集和农业集约化程度更高的中东部地区（华北、东南和西南）的氮素沉降量和年增幅显著高于人口密度相对较低和氮肥及其他人为活性氮排放相对较低的东北、西北和青藏高原地区。目前我国中东部地区（尤其是华北平原）的氮素沉降量已经高于北美任何地区氮素沉降量，与西欧上世纪80年代（采取大气活性氮减排措施/政策之前）氮沉降高峰时的数量相当。研究还发现，从1980年代至2000年代，同样在长期不施氮肥条件下农田生态系统水稻、小麦和玉米三大粮食作物的吸氮量平均增加16%，而非农田生态系统木本、草本和所有物种的叶片含氮量平均增加33%；而同时期的植物叶片含磷量没有发生显著改变，指示土壤环境保持相对稳定，氮素增加主要来自大气沉降。
该小组的研究结果还表明，中国氮素沉降的增加主要受氮肥、畜牧业等农业源和工业、交通源等非农业源活性氮排放的影响。目前主要来自农业源氨排放的铵态氮沉降是氮素沉降的主体，占总沉降量的2/3左右，氮肥的直接排放（农田）和间接排放（养殖场畜禽粪便等）是铵态氮沉降的主要贡献者；而以来自非农业源（燃煤和汽车尾气等化石能源燃烧）氮氧化物排放为主的硝态氮沉降约占总沉降量的1/3，硝态氮在沉降中的比例已经从1980年代的1/6增至1/3，说明来自非农业源的排放增速更快。
这一研究成果揭示了过去30年（1980-2010年），我国出现了区域性大气活性氮污染、氮素沉降以及农田与非农田生态系统“氮富集”加剧的现象；中国氮素沉降的显著升高与氮肥施用（农田不合理施氮及畜禽粪便等管理）和化石能源消费大幅度增加所导致的人为活性氮排放有密切关系；实现氮肥和畜牧业等农业源氨的减排是当前中国控制氮素沉降的主要立足点，同时，大幅度减少各种化石能源等非农业源活性氮的排放已越来越迫切。
译文来自：Nature 494， 459-462 （28 February 2013）
中国农业科学院作物科学研究所
小麦D基因组供体种―粗山羊草基因组草图
通过D基因组草图的研究发现，在漫长的进化过程中，D基因组的抗病相关基因（如NBS-LRR基因等）数量发生显著扩张，大大增强了它的抗病性；对抗非生物应激反应的基因也发生显著扩张，从而大大增强其抗逆性与适应性；在D基因组发现了小麦特有的品质相关基因，其中许多也发生了显著扩增，从而使小麦的品质性状大大得到改良，成为唯一能够制作馒头、面包、饺子等多种食品粮食作物；正是由于D基因组的加入，才使小麦的抗病性、适应性与品质得到大大改良，从而才使小麦走出发源地，走向世界各地，成为世界上种植区域最广的第一大粮食作物。研究还发现大约在300万年前，由于重复序列的大量插入，使小麦基因组急剧膨大，这一事件可能与当时地球的气候变化有关。
小麦的基础与应用基础研究对于小麦的育种与生产产生了巨大的推动作用。在细胞遗传学时代，小麦细胞遗传学走在各主要农作物的前列，由于小麦矮秆基因、光周期不敏感基因与抗病基因的发掘与利用，促成了全球范围的第一次“绿色革命”。在进入基因组学时代之后，由于小麦基因组巨大而复杂，因而使其研究严重滞后，大大制约了小麦品种改良的进展。基因组组测序已成为制约小麦科学研究与生产发展的关键，同时也对世界小麦研究工作者提出了巨大的挑战。
译文来自：Nature 496， 9195 （04 April 2013）
中国科学院遗传与发育生物学研究所
小麦A基因组的测序
篇10
1理论基础
1．1中国风水论
风水是中国古代产生流传的一种朴素的环境观。它在很长时间内指导人们审慎周密地考察自然、顺应自然、创造良好的居住环境，以便达到人和环境相协调的境界。从现代科学理论来看，风水学是地球物理学、水文地质学、环境景观学、生态建筑学、宇宙星体学、地球磁场方位学、气象学和人体信息学合一的综合性科学。风水的产生是与人们择地而居密不可分的，有“先民定而风水生”的说法。风水思想从根本上说是在人类长期与自然作斗争的过程中逐步形成的。它从先民的定居而来，与人居环境有密切关系。因此，从风水术中的地理层面来讨论人居环境是必要的。在风水术的核心理论中与人居环境相关的大致有三个，即：地形、地貌理论；山水城市理论；建筑的朝向、藏风聚气理论。在这三个核心理论中，地形、地貌理论总揽了人居环境。
1．2生态建筑学
生态建筑学在现代科学的意义上关注人与建筑自然的关系，同中国风水学的“天人合一”宇宙观，有着根本的一致。所谓生态建筑学(Acologies)或称建筑生态学(Are—ology)，是建立在研究自然界生物与其环境共生关系的生态学(Ecology)理论基础上的建筑规划设计理论与方法。换句话说，就是探索地球上生命活动功能均衡发展的生态学延伸于建筑学领域的一个分支，反映出现代建筑思潮的价值取向。根据现代科技的成就，生态建筑学在依据自然生态系统创造人工生态系统过程中，应实现能量和物质流的平衡，即生态平衡原则。当代生态建筑学是从整体有机联系上以生态规律来揭示并协调人、建筑、自然环境和社会环境的相互关系。其实施手段，更以当代科学技术的物质条件为重，来实现人在自然生态系统下构建人工生态系统，以其间的具体的、物质的交流，争取达到最优关系。
1．3整合生态气候建筑理论
由于不同的地区气候不同，建筑的生物气候学应用方法亦各异，但生物气候建筑的设计思想方法还是有很大共性。西班牙巴塞罗那著名的建筑师J·巴尔巴便是生物气候建筑理论的创始人，他认为“整合生态气候建筑”又可以称为可持续建筑。从建筑哲学的观点来看，建筑物及其有关能源的使用和视觉的污染，可以说对环境破坏所造成的影响愈加严重。“生物气候建筑”不仅在结构形式上，而且在功能上体现生物的自我适应、自我调节、自我完善功能，从而带给人们舒适、安全、高效的栖息环境；在设计上他结合自然、遵从仿生学的原理、具有生态学的经济；在景观上他融入环境而对环境无害。另外，生物气候建筑在为人类创造舒适的人居环境的同时，还关注健康的营造。总之，生物气候建筑的设计思想最初源于节省能源的需要，继而上升到保护环境的高度。
2住宅的垂直绿化研究
基于以上的三大理论，在进行住宅环境设计研究中，居住区应充分利用有限的绿地面积和空间进行垂直绿化，增加绿化的空间层次和绿色量，改善和提高居住区小气候环境。充分利用当地植物资源，形成地方特色，创造出四季景观，从而创造一个和谐的住宅生态环境，实现住宅建筑的可持续性。本文主要从地面绿化、墙面绿化、室内绿化和屋顶绿化四个方面进行改善研究，达到建筑与环境浑然。
2．1地面绿化
我国居住区设计规范规定绿地面积应不少于居住区用地面积的30％～40％。绿化植物的生态效益如光合作用吸收二氧化碳释放出氧气，吸收各种有毒气体。蒸腾水增加空气湿度，炎夏降低植物周围的温度，吸收噪音及吸滞粉尘等，全靠叶面来完成。因此生态效益与叶面积成正比。住宅环境绿化应以乔木、灌木、草本的立体绿化模式为主，这种栽植方式叶面积最大，产生的生态效益是单草坪的几倍、十几倍甚至几十倍，尤其要多栽大树。据科学测算大树吸收二氧化碳制造氧气的功能是草坪的5倍，1000m。树木每年可吸收二氧化碳16t释放氧气12t，吸尘量是草坪的3倍；成片树阴下的气温比草坪温度低5~C左右，配植结构合理的绿地空气湿度可增加54％。即使在绿化覆盖率很高的国家，乔灌草配植的绿地的比例比纯草坪也要高出5倍多。所以要充分发挥居住绿地生态效益必须建造立体绿化模式，从而提高绿地生态效益的效率，切不可不切实际的以草坪取胜。
2．2墙面绿化
居住区建筑的墙面绿化对居住环境质量的改善尤为重要。墙面绿化是一种占地面积少而绿化覆盖面积大的绿化形式，其绿化面积为栽植占地面积的几十倍以上。住宅建筑的立面绿化有利于生态环境，植物的生长过程明显的改善着小气候。实测表明，墙面绿化植物可以反射和吸收太阳辐射热的70％左右。另外，墙面绿化还可减弱城市噪声，当噪声声波通过浓密的藤叶时，约有26％的声波被吸收掉。攀援植物叶片多有绒毛或凹凸的脉纹，能吸附大量的飘尘，起到过滤和净化空气的作用。另外，墙面本身的构造决定了绿化的技术。首先要解决的就是种植培栽体，要考虑具有良好的保水保肥性，因在立面上气候环境比平面的变化更剧烈。另外还要考虑美观性，及栽培载体的轻便性，还要充分考虑到管理的方便性。针对这些问题，有以下几种壁面绿化技术，一种是利用壁面的基部种植攀援植物，让其沿垂面爬蔓生长，大多选茎节上有吸盘或强攀援性的藤蔓植物；第二种是利用帆布作为载体，在其上按一定距离缝制袋状容器进行轻型基质栽培；第三种是，在壁面上按几何图形整齐地安装轻型基质块，进行养液循环栽培。墙面绿化要根据居住区的自然条件、墙面材料、墙面朝向和建筑高度等选择适宜的植物材料及种植方法。
2．3室内绿化
充分利用空问，大力发展阳台和棚架绿化。随着物质文化生活水平的日益提高，人们对居室环境的要求也越来越高。阳台和棚架绿化，不但能满足人们屋内摆花的需求，改善居室空间环境，还能美化建筑物立面。阳台绿化的形式是多种多样的，植物的选择亦很广泛。只要掌握安全和实用这两个原则就可以了。目前，居室摆花与阳台绿化的有机结合，已成为人们美化生活的时尚。选择常绿耐荫的温室观叶花卉，如文竹、龟背竹、吊兰、花叶常春藤等等，都能很好的改善居室环境。另外，现在国内外居住建筑越来越多的设计入口花园以及空中庭院来改善住宅室内环境(热、声、光环境和空气品质)，长沙市的香墅美地楼盘便是很好的例证。
2．4屋顶绿化
屋顶的绿化种植总面积应占屋顶总面积50％以上。可改善屋面温度2~C～5~C左右，而且还可以使屋顶雨水的排放量减少三分之一，其余三分之二的雨水蓄存在屋顶上。通过屋顶绿化，能够改善小环境的生态效应。屋顶绿化能够帮助过滤空气中的灰尘、烟雾以及有害物质。通过屋顶绿化能够降低噪声约3dB，并且能增强隔音约8dB。实用、精美和安全是营造屋顶花园的三要素，而“安全”是屋顶花园的保证。屋顶的承重能力和防漏处理则是保证屋顶花园的安全的关键。屋顶绿化设计须进行以下方面的处理。荷载(承重、负荷)处理：设计活荷载大于3．5kN／m的屋顶，根据荷载大小，除种植地被、花灌木外，可以适当选择种植小乔木；设计活荷载为2．0～3．5kN／m的屋顶，根据荷载大小，栽植地被、花灌木；设计活荷载2．0kN／m以下的屋顶不宜进行屋顶绿化。
防水处理：在进行屋顶绿化施工时，首先在原屋面增加一层柔性防水层，且按相关技术规范操作。屋面进行两次闭水试验以确保防水质量，第一次在屋顶绿化施工前进行，第二次在绿化种植前，每次闭水时问不小于72小时。排水处理：设置完善的排水系统，种植层下必须设置过滤层、排水层(见图1)，种植面层应保持排水的坡度，保证排水畅通。砌筑花台不能利用女儿墙为其边，应根据排水槽宽度间隔一定距离，一般间隔距离大于20cm，材料应选用轻质材料。
种植床：种植床结构包括种植层、过滤层、排水层、防水层。为满足植物根系生长需要，种植土要30cm至40cm厚，局部可设汁成60cm至80cm。种植床厚度应根据屋顶设计活荷载数值确定，各层总重度应小于1000kg／m。养护管理及灌溉：预留水桩和其它供水设施确保灌溉。定期检查构筑附着物的安全性，疏通排水管道。
篇11
青少年科技创新大赛是一项青少年科技创新成果和科学探究项目的综合性科技竞赛，是面向在校中小学生开展的具有示范性和导向性的科技教育活动之一, 是中小学各类科技活动优秀成果集中展示的一种形式。大赛每年举办一次，全国大赛时间为每年的7月底、8月初，重庆市比赛的时间为每年的4月初，作品上报时间在3月上旬。
中学生科技创新成果竞赛按项目申报人数分为个人项目和集体项目，按年龄段分为初中项目和高中项目，按研究学科分为数学、计算机科学、物理学、地球与空间科学、工程学、动物学、植物学、微生物学、医药与健康学、化学、生物化学、环境科学、行为与社会科学等13个学科。根据其研究学科分类，完全可以在中学开展相关学科的研究性学习，指导学生参加科技创新大赛，从而培养青少年科技创新能力。对中小学生进行科技创新的教育是很艰巨工作，顺利的进行科技创新教育工作，不仅能提高学校教育教学的质量，也能提高学生的思维能力，更能加强理论和实践的相结合，提高学生日常活动的有序性。
一、提出科学问题
开展青少年科技活动首先就必须帮助学生和老师更新观念，增强科技创新意识，这是活动能否顺利展开并逐步达到成功彼岸的前提条件。
首先我们得要思考这么几个问题：科学研究神秘吗？科学研究很难吗？科学研究离我们很远吗？中学生能不能做科学研究？
我想，要回答这么几个问题，我们先来看看科学研究的第一步：提出科学问题。在教学过程中有的学生会有一些很奇妙的想法，比如：天空为什么是蓝色的？海水为什么是蓝色的？火箭为什么会升空？实际上，你阅读爱迪生、牛顿等科学家的故事之后，你会发现思维是从疑问和惊奇开始的，提出科学问题是学得真知的关键一步，对自然界、身边事物观察或对别人结论质疑的基础上，发现和提出问题，发现问题这远比解决问题更重要。
调查研究显示许多学生进入高中后，往往会表现出学习积极性下降，不愿思考，不爱提问，不敢提问，不善提问，从而导致许多学生不会提问这一现状。为了培养同学们积极提出新问题的意识，我分别在针对高一和高二年级的研究性学习课堂中做了《中学生能不能做科学研究》的教学尝试，鼓励同学提问,培养问题意识。鼓励每位同学就自己在学习过程关于自然、社会、人生、生活和学习等领域中提出自己感到困惑的若干问题，经过一段时间的资料查询、整理和文字修订工作，最后形成比较有价值的问题， 并利用课余时间和学生一起分析探讨，启迪学生运用自己的心智能力去发现和探索问题，从而促进学生问题意识的养成。例如我校高2013级学生夏若淳等比较了蜘蛛与蚕同为节肢动物，蜘蛛丝和蚕丝同为蛋白质构成的大分子，但是否存在着差异，查阅文献后发现蜘蛛丝和蚕丝差异的大小以及蚕丝与蜘蛛丝在特种纺织领域的适应性比较均未见系统的文献报道。于是在指导教师的指导下从文献和实验两方面对两者的力学特性和抗腐蚀性进行测定与比较。研究成果形成论文《蚕丝与蛛丝在特种纺织领域的适应性比较》参加重庆市第27届青少年科技创新大赛并荣获二等奖。所以，在科技创新教育过程中，我们要鼓励同学提问,培养问题意识。
二、如何选择研究课题
青少年科技创新大赛的竞赛规则中明确提出大赛的评审标准：“三自”原则和“三性”原则，自己选题，自己设计和研究；科学性，先进性和实用性。学生在选择课题时，课题内容应源于生活、浅处入手、做深做透的原则自己选择。学生选择出来的课题，学校专门组织团队根据课题研究是否具有合理可行，科学实用，持续发展的特点对学生进行进一步的指导。保证学生的课题能够做到具备科学性、创新性、实用性、完整性。
好的研究课题是走向成功的关键，每位研究者都必须重视课题的选择，然后是完成这个课题，再完善这个课题。在这个过程中我校构建了完善的中学生科技创新体系，有全校师生的积极努力配合；有物理、化学、生物、信息等学科的老师以及西南大学的专家担任指导教师；有西南大学完善的科学研究设备和实验室；有向仲怀院士和蚕学与系统生物学研究所与我校共建的“‘大手拉小手’家蚕基因附中实验室”；有向仲怀院士为我校培养优秀科技创新人才所设立的“西南大学附中院士研究基金”提供经费支持。如果我们学生仍然从事一些简单内容的科技活动，就难免显得内容陈旧，缺乏创新了，有了学校提供的相应的条件，学生的选题就能够选择环境学、地球与空间科学（包括地质学、矿物学、地貌学、海洋学、气象学、气候学、天文学、洞穴学、地震学、地理学）等乃至生物工程学方面的课题，而且我们会发现这些课题已经成为现代青少年科技活动的主流。例如，我校高2013级学生杨诗程选择生物化学课题《抗菌蛋白PscAFP在酵母中的表达与抗菌活性测定》，该课题要顺利完成，在中学现有实验条件下不可能完成，但杨诗程同学在生物教师和西南大学生物化学专家的指导下在西南大学化学化工学院实验室顺利完成一系列实验，研究成果形成论文参加重庆市第27届青少年科技创新大赛并荣获一等奖。
三、掌握技巧，提高科技创新能力
提高中学生的科技创新能力，它不仅要求学生更新观念，树立起强烈的创新意识，还要求学生能熟练地掌握和运用科学的思维方法和技巧。方法和技巧得当，就为课题研究的成功奠定了基础。因此，必须十分重视对学生进行系统的思维和方法训练，把它作为科技活动的一项必不可少的基础建设。要制定切实可行的训练计划，做到循序渐进，尽可能帮助学生打好基础。
基于以上认识，结合我校实际，根据我的体会总结出以下几点技巧：
1.买一本书
至少手中拥有一本《科技创新作品集》，并和指导教师或者家长一起阅读和讨论，感受其他学生研究课题的定位，寻找适合您研究的课题。
2.省略发一封邮件，把你整理的文档以附件形式发在此信箱中，写上班级和名字。
学生的初步想法（课题）必须查阅相关资料后形成文字材料，拿到指导老师办公室讨论分析，编制完成课题研究计划，完成初始论证。
3.充分的准备
学生到网站上查询相关文件熟悉规则。根据规则要求准备充足的材料。设计的展板要简洁明了，思路要清晰。并为答辩准备充分，时刻考虑能引起专家兴奋的地方（亮点），才能有人极力为你推荐，获得更好的成绩。
4.心理的准备
学生在科技创新研究的路上将会遇到很多困难和挫折，这一点学生应作好充分的思想准备，只有坚持到最后才能摘取成功的果实。
篇12
【文章编号】0450-9889（2013）12C-0031-03
在国际竞争日趋激烈的今天，加强大学生创新实践能力的培养，对国家、地方、高校以及大学生个人都极其重要。国外许多高校通过组织学生全面参与科研等方式进行研究型创新实践学习，培养创造性人才。我国许多高校也正在大力推动本科生加强科研活动，开展实验调查等，以促进大学生创新实践能力培养。然而，目前我国地方高校数量占全国高校总体的大部分，它们与重点研究型高校相比，在为学生提供的科研项目、资金及科研平台及实验设施等方面还存在明显差距。这必然要求地方高校在培养学生创新实践能力方面，必须努力寻找与本地区、本校情况相适应的因地制宜的创新途径。而探索有效的创新实践教学途径则是地方高校弥补不足的最重要方式。创新能力就是推陈出新的能力，具体是指人们运用知识和理论，在科学、艺术、技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论和新方法的能力。本文以贵州省凯里学院为例，探索如何构建实践教学体系，培养学生的创新实践能力。
一、地理科学专业加强创新实践能力培养的意义
《中华人民共和国高等教育法》明确规定，高等教育的基本任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。创新教育是以培养人的创新精神和创新能力为基本价值取向的教育，其核心是研究和解决人的创新精神和实践能力的培养问题。吴传钧院士认为，地理科学是一门研究地球表层自然要素与人文要素的交互关系与作用的科学。地理科学作为一门综合性专业，已经在社会经济多领域发挥重要作用，其人才培养目标已经不仅是为中学基础教育培养合格的地理学科教师。地理科学研究对象的综合性还决定了实践教学是地理创新实践能力培养的重要途径。因此，加强地理专业学生创新实践能力的培养，不仅可促使学生深刻理解地理环境事物发展与演变规律、人地关系地域系统结构等知识，还对培养地理科学专业学生成为创新型人才，为国家构建战略创新体系提供支持具有重要基础意义。
二、地方院校创新实践能力培养面临的困境
凯里学院作为地方新建本科院校，因其建设时间较短，在学科建设方面与国内许多高校相比，还存在多方面的不足，在建立培养学生创新实践能力的机制方面还面临许多困难。
从凯里学院内部因素来看，存在以下几方面不足：师资队伍不完备，整体教学与科研队伍水平不高；实践、实验教学设施不完备，考核评价体系不完善，激励等管理体制不健全；实验实践基地数量少，资源整合利用度低，没有充分发挥实践实验设施、基地的效能；实践教学方法还存在不足，对促进创造性和创新思维发展的方法还较少。
从凯里学院所处区域环境看，存在以下几个方面的劣势：区域经济落后，地方财政资金支持力度小；生源质量不突出，教育资源整体匮乏；地处西部山区，地理区位条件差，对高级人才吸引力弱；当地社会企业数量少、层次低，对高校实践支持力度弱，能提供校外实习基地数量少，产学研实践平台层次与水平低。
目前，凯里学院在培养学生创新实践能力过程中，在人才创新培养的实践教学体系的优化设计，因地制宜地构建合理的创新实践教学体系与方案、高效的管理制度、评价考核体系等方面都亟待提高，并且还面临着资金不足等问题。因此，努力探索、研究适宜本地院校的创新能力培养实践教学体系，是培养出优秀的具有创新能力的高素质人才的重要途径，对于促进地方、国家的经济发展等也具有重要意义。
三、构建培养创新能力的地理科学专业实践教学课程体系
目前，不少学者进行了地理科学专业实践课程体系的构建。例如，朱爱琴对地理科学专业的实践教学提出了地理过程实验模块、地理教育实践模块、地理应用实践模块、地理技术实践模块。
1986年钱学森提出，地理学应当是与自然科学、社会科学、数学科学等并列的大科学体系，故称“地理科学”。它可分为三个层次，即基础理论层次（基础科学）、技术理论层次（技术科学）、技术层次（工程科学）。杨开忠认为科学体系应是客观存在的科学研究分工和协作发展的系统反映，并总结和概括出地理科学体系包括地理科学哲学、基础地理科学、应用地理科学和技术地理科学四个层次。构建创新实践能力培养的地理科学专业实践教学课程体系也应该是以科学的地理科学体系为基础。本文以钱学森、杨开忠等人构建的地理学学科体系为基础，根据凯里学院地理科学专业实践课程体系的实际情况，进行实践教学体系的构建，将其分为地理科学基础实践课体系、地理科学应用实践课体系、地理技术实践课程体系、地理科学综合创新实践课程体系。
（一）地理科学基础实践课程体系。主要是通过地理科学专业课程的实验、实践去深刻认识地球表层，理解人地相互作用关系及过程。包括核心基础实践课程与基础实践课程。
核心基础课程有地球概论、地质学基础、气象学与气候学、综合自然地理学、植物与土壤地理学、水文学与地貌学等。基础地理科学是核心基础地理科学与自然科学、社会科学的合作领域。主要有人文地理学、环境生态学、文化地理学、人口地理学等专业课程。
在基础实践课程体系中，通过设置验证性和探究性等形式，在室内、室外分别进行观察、测试、分析、考察及综合自然地理实习等实践训练，培养学生对实验操作、数据采集、分析处理等能力，并通学生自己设计实验，去分析、研究、探索出结论，促进学生在实践训练中对地理现象、地理环境客观规律、人地关系的深刻认识，培养并激发学生的科学探究能力。
（二）地理科学应用实践课程。主要是把基础地理科学的理论和方法系统地应用于解决人口、资源、环境、经济和社会问题。主要包括地质、环境、资源、生态、城市、经济、社会等领域。主要的应用实践课程有经济地理学、岩溶学及应用、区域分析与规划、旅游地理学、乡村旅游学、环境学概论、可持续发展理论、区域经济学、城市地理学、灾害地理学、生态旅游学等。
在应用实践课程体系中，主要让学生通过室内资料准备与分析，室外实地综合考察、观测、调查研究，去获得地理环境中自然要素、人文、社会、经济、环境等各方面的数据资料，运用地理科学专业知识去分析与研究地理环境中的人口、资源、环境、经济和社会的各方面及综合问题，并提出解决措施与办法的实践训练，培养学生运用地理科学专业思维分析问题与解决问题的能力。
（三）地理科学技术实践课程。技术实践课程是专门研究和开发地理科学技术手段的科学，是地理科学的技术支持系统，它包括传统地图测量技术、数学分析方法、新兴信息计算机技术与“3S”技术，是地理学与计算机、信息学、图像学、遥感、卫星等新兴技术的结合。主要技术实践课程有地图学与测量学、遥感概论、地理信息系统原理、地理学的数学方法应用、计量地理学等。
在技术实践课程体系中，主要让学生在运用计算机技术实践中，通过对地理信息系统技术、遥感技术掌握及相关软件技术运用，对数字化地图、遥感影像等资料中提供大量的地理信息数据资料，进行提取、分析运用的实践训练，以及运用数学方法对地理事物的空间规律的分析、建模的实践训练，建立认识、分析地理空间事物信息系统的新思维、新思路、新技能。
（四）地理科学综合创新实践课程。主要是地理教学技能与理念的培训实践，以及科技竞赛、科研课题、学术（毕业）论文写作等综合性创新能力训练的实践，它还是运用地理科学专业知识水平及创新实践能力的综合体现。包括教育教学实践训练、科研课题研究实践训练、学术（毕业）论文写作实践、科技竞赛实践训练等。综合实践课程有地理教学论、中学地理教学技能与教材精读、教师教学技能训练、教学见习、社会综合实践调查、学术规范与论文写作、毕业论文写作讲座等课程。
在综合创新实践课程中，主要让学生参与课程教学技能的训练与实践，通过主持或参与课题研究过程的实践及撰写学术（包括毕业论文）论文等实践训练形式，逐步培养具备良好的中学地理教学技能的能力，培养具有较强的信息处理、数据分析、研究写作等科学研究能力。
从地理科学专业创新实践教学课程体系结构可知（参见图1）：基础实践课程是地理科学专业实践教学体系的基础，侧重于对自然环境特征及其演化规律认识的实践训练；应用实践课程侧重于对自然环境整体系统中的社会经济、环境等问题认识与研究的实践训练；技术实践课程侧重于培养学生运用新技术与方法进行地理科学领域进行研究的实践训练，它也是当代研究地理科学领域的重要技术手段和工具；综合创新实践课程则是综合运用地理科学专业知识进行教学技能、科学研究能力的实践训练。其中基础实践课程与应用实践课程体系在地理科学创新实践教学体系中，起着培养学生创新实践能力的基础知识铺垫作用，技术实践课程体系起着训练学生具备运用地理科学系统理论与方法、先进信息技术与数学方法进行综合实践创新的技能，综合创新实践课程体系则是训练、培养学生运用地理科学知识、理论与技术进行实践创新的能力。
图1 地理科学专业实践课程体系结构
四、地理科学专业培养学生创新能力的实践教学措施
凯里学院尽管在培养学生创新实践能力过程中面临许多困难，但也在不断向国内外优秀高校学习，努力寻求适宜的学生创新实践能力培养的途径，不断弥补不足，并根据本学院及地理科学专业的实际情况总结出以下几方面的实践教学措施。
（一）重视通识教育课程体系的建设。地理学是对自然要素与人文要素相互作用与关系及其时空规律的科学，因此地理科学专业对学生具备良好的科学与人文素质提出很高的要求。通过通识教育课程体系建设，可以使科学与人文教育的紧密结合。学生不仅可掌握所学的专业知识外，还可学习其他学科的知识，为综合创新实践能力培养打下坚实的基础。哈佛大学等世界名校对通识教育课程建设非常有特色，要求学生所学知识必须包含文、理两大领域的基础知识，通过多学科知识的结合，培养学生的综合素质和综合创新能力。因此，加强通识课程体系的建设，对促进地理科学专业学生创新实践能力的提升具有重要基础作用。
（二）打造学生参与科研实践的教学平台。地理科学专业是一门实践性、应用性很强的学科。要求学生具备很强的区域野外实地观察力、运用“3S”技术处理区域地理空间信息的能力、区域经济综合分析的能力等。通过打造建设学生参与科研实践的教学平台，促进学生在参与科研过程中去创新、设计实验过程，主动观察、分析地理科学现象，促进其创新思想与创造力的形成。
（三）重视实验室和实践基地的建设与管理。虽然凯里学院资金困难是其实验室建设面临的主要问题，但只有加强建设才能为学生提供最好的创新实践平台。在建设过程中，应该注意厉行节约、务实，集中资金优先购买急需的设备。加强对高水平实验技术人员的培育与引进，注重引进教学与实验兼具的“双师型”人才。对实验室的管理，从实验室管理制度与学校实验室资源整合等方面加强管理，充分发挥全校所有实验设备、设施的功效。
实践基地建设是地理科学专业创新实践教学的非常重要的组成部分。选择典型的、具有区域综合性强及区域特性突出的实践教学区，作为稳定野外实践教学基地，是地理科学专业实践教学必须达到的要求。凯里学院充分利用黔东南州及周边区域特色，有效地建立自然、人文景观为实习实践基地。如剑河县八郎国家地质公园、雷公山国家级自然保护区，雷山县西江千户苗寨风景区等极具区域特色的自然、人文景观作为实习基地。此外，还应积极加强校外实习基地的建设与管理，改变以前将其作为实践场所的观念，寻求与实践教学基地所在单位深入合作途径，建立校企互利机制，促进实践基地建设的稳定和持续发展。
（四）加强教师创新实践教学素质的建设。高素质创新实践人才的培养，离不开具有创造能力的教师队伍。只有教师具备地理科学专业的前沿理论以及对相关交叉学科的最新理论有深入理解，才能在教学中讲出新思路、新方法，并引领学生在科研实践中去创新、探索。当教师具有较强的创新实践能力时，才能改善自己的教学方式，开展有利于创新实践培养的教学组织形式，从而培养出具有创新实践能力的学生。
（五）建立地理科学专业实践课程的质量考核与评价体系。合理、有效的实践课程质量考核与评价体系是培养学生创新实践能力的制度保障。地理科学专业实践教学考核评价体系需要从实验室实验、野外实践基地的调查研究、教学技能训练与见习等几方面分别进行建立，从实验实践的准备、流程设计，实验实践参与过程，实践作业及教育实习效果等几个环节进行考核，其中实践作业按实验报告、实践调查报告、学术论文等形式进行评价。从学生与教师的角度分别建立考核体系，并对考核体系建立量化考核指标。
总之，高校肩负着培养学生具备创新实践能力的历史重任。虽然地方高校在培养学生创新实践能力方面还存在许多限制性因素，但只要能因地制宜制订创新实践人才培养方案，从教师队伍、实践课程体系、实验室建设与管理、实践基地建设及考核评价指标体系等方面做好创新实践基础工作，提高大学生的创新精神和实践能力，一定能建设优良的创新实践人才培养基地，为我国经济建设与发展发挥重要作用。
【参与文献】
[1]陈晔，徐晨.地方高校大学生创新实践能力培养的研究与探索[J].高等理科教育，2011（3）
[2]鲍玉珩.美国大学的创造性人才的培养：策略与模式[J].电影评价，2012（22）
[3]曹建，王海欣，朱若珊.以本科生科研促进创新能力培养―北京大学的个案研究[J].中国高校科技，2003（1）
[4]王亚娟.培养大学生创新能力之路径探析[J].价值工程，2011（ 14）
[5]付军龙，温恒福，王守纪.大学创新教育论[M].北京：教育科学出版社，2012（6）
[6]吴传钧.论地理学的研究核心-人地关系地域系统[J].经济地理，1991（3）
[7]朱爱琴，周勇，谢双玉.地理科学专业“模块式、层次化”实验教学体系构建与实践[J].实验室研究与探索，2011（10）
[8]钱学森.关于地学的发展问题[J].地理学报，1989（3）
[9]杨开忠.论地理学体系建设[J].地理学报，1991（4）
[10]郑度，陈述彭.地理学研究进展与前沿领域[J].地球科学进展，2001（5）
[11]吴怀宇，程光文，丁宇.高校学生创新能力培养途径探索[J].武汉科技大学学报（社会科学版），2012（3）
篇13
1.2水文地质学的定义
地下水这一名词有广义与狭义之分。广义的地下水是指赋存于地面以下岩土空隙中的水；包气带及饱水带中所有含于岩石空隙中的水均属之。狭义的地下水仅指赋存于饱水带岩土空隙中的水。
水文地质学（hydrogeology）是研究地下水的数量和质量随空间和时间变化的规律，以及合理利用地下水或防治其危害的学科。它研究在与岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动相互作用下地下水水量和水质的时空变化规律以及如何运用这些规律兴利除害。
1.3水文地质学研究的范畴及任务
水文地质学是研究地下水的科学，主要研究地下水的分布、运动和形成规律，地下水的物理性质和化学成分，地下水资源评价、开发及其合理利用，地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。在不同环境中，地下水的埋藏、分布、运动和组成成分均不相同。查明上述各方面状况，可为科学地利用或防治地下水提供根据。水文地质学对地下水的研究，着重自然历史和地质环境的影响，同主要用水文循环和水量平衡原理研究地下水的地下水水文学关系密切，只是研究的侧重点稍有不同。
1.4水文地质学及分支
随着科学的发展和生产建设的需要，水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。近年来，水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透，又形成了若干新领域，如环境水文地质学、地下水资源管理、同位素水文地质学等。随着生产力和科学技术的高速发展，人类对生态环境的影响到了举足轻重的地步，与环境生态有关的水文地质问题迅速增长。
水文地质学是从寻找和利用地下水源开始发展的，围绕实际应用，逐渐开展了理论研究，目前已形成了一系列分支。
1.4.1地下水动力学
地下水动力学是研究地下水的运动规律，探讨地下水量、水质和温度传输的计算方法，进行水文地质定量模拟。这是水文地质学的重要基础。
1.4.2水文地球化学
水文地球化学是水文地质学的另一个重要基础。研究各种元素在地下水中的迁移和富集规律，利用这些规律探讨地下水的形成和起源、地下水污染形成的机制和污染物在地下水中的迁移和变化、地下水与矿产形成和分布的关系，寻找金属矿床、放射性矿床、石油和天然气，研究矿水的形成和分布等。
1.4.3供水水文地质学
供水水文地质学是为了确定供水水源而寻找地下水，通过勘察，查明含水层的分布规律、埋藏条件，进行水质与水量评价。合理开发利用并保护地下水资源，按含水系统进行科学管理。
1.4.4矿床水文地质学
矿床水文地质学是研究采矿时地下水涌入矿坑的条件，预测矿坑涌水量以及其它与采矿有关的水文地质问题。
1.4.5农业水文地质学
农业水文地质学的内容主要包括两方面，一是为农田提供灌溉水源进行水文地质研究；二是为沼泽地和盐碱地的土壤改良，防治次生土壤盐碱化等问题进行水文地质论证。
1.4.6水文地热学
地热是一种新的能源，如何利用由地下热水或热蒸汽携至地表的地热能，用来取暖、温室栽培或地热发电等，以及地下热水的形成、分布规律，以及勘察与开发方法等，是水文地热学的研究内容。
1.4.7区域水文地质学
区域水文地质学是研究地下水区域性分布和形成规律，以指导进一步水文地质勘察研究，为各种目的的经济区划提供水文地质依据。
1.4.8古水文地质学
古水文地质学是研究地质历史时期地下水的形成、埋藏分布、循环和化学成分的变化等。据此，可以分析古代地下水的起源与形成机制，阐明与地下水有关的各种矿产的形成、保存与破坏条件。
地下水的形成和分布与地质环境有密切联系。水文地质学以地质学为基础，同时又与岩石学、构造地质学、地史学、地貌学、第四纪地质学、地球化学等学科关系密切。工程地质学是与水文地质学是同时相应发展起来的，因此两者有不少内容相互交叉。
地下水积极参与水文循环，一个地区水循环的强度与频率，往往决定着地下水的补给状况。因此，水文地质学与水文学、气象学、气候学有密切关系，水文学的许多方法也可应用于水文地质学。地下水运动的研究，是以水力学、流体力学理论为基础的，并应用各种数学方法和计算技术。
2 水文地质学演化历史与发展现状
2.1水文地质学发展简史
人们早在远古时代就已打井取水。中国已知最古老的水井是距今约5700年的浙江余姚河姆渡古文化遗址水井。古波斯时期在德黑兰附近修建了坎儿井，最长达26公里，最深达150米。约公元前250年，在中国四川，为采地下卤水开凿了深达百米以上的自流井。中国汉代凿龙首渠，是一种井、渠结合的取水建筑物。在利用井泉的过程中，人们也探索了地下水的来源。法国帕利西、中国徐光启和法国马略特，先后指出了井泉水来源于大气降水或河水入渗。马略特还提出了含水层与隔水层的概念。
1855年，法国水力工程师达西，进行了水通过砂的渗透试验，得出线性渗透定律，即著名的达西定律，奠定了水文地质学的基础。1863年，法国裘布依以达西定律为基础，提出计算潜水流的假设和地下水流向井的稳定流公式。1885年。英国的张伯伦确定了自流井出现的地质条件。奥地利福希海默在1885年制出了流网图并开始应用映射法。
19世纪末20世纪初，对地下水起源又提出了一些新的学说。奥地利修斯于1902年提出了初生说。美国莱恩、戈登和俄国安德鲁索夫在1908年分别提出在自然界中存在与沉积岩同时生成的沉积水。1912年，德国凯尔哈克提出地下水和泉的分类，总结了地下水的埋藏特征和排泄条件。美国迈因策尔于1928年提出了承压含水层的压缩性和弹性。他们为水文地质学的形成作出了重要贡献。
泰斯于1935年利用地下水非稳定流与热传导的相似性，得出了地下水流向水井的非稳定流公式即泰斯公式，把地下水定量计算推进到了一个新阶段。20世纪中叶，苏联奥弗琴尼科夫和美国的怀特在水文地球化学方面作出了许多贡献。到第二次世界大战结束时，在地下水的赋存、运动、补给、排泄、起源以至化学成分变化、水量评价等方面，均有了较为系统的理论和研究方法。水文地质学已经发展成为一门成熟的学科。
20世纪中叶以来，合理开发、科学管理与保护地下水资源的迫切性和有关的环境问题，越来越引起人们的重视。同时，人们对某些地下水运动过程有了新的认识。1946年起，雅可布和汉图什等论述了孔隙承压含水层的越流现象。英国博尔顿和美国的纽曼分别导出了潜水完整井非稳定流方程。
由于预测地下水运动过程的需要，促进了水文地质模拟技术的发展，20世纪30年代开展了实验室物理模拟，40年代末发展起来的电网络模拟，到50—60年代在解决水文地质问题中得到应用。
由于电子计算机技术的发展，70～80年代，地下水数学模拟成为处理复杂水文地质问题的主要手段。同时，同位素方法在确定地下水平均贮留时间，追踪地下水流动等研究中得到应用。遥感技术及数学地质方法也被引进，用以解决水文地质问题。对于地下水中污染物的运移和开采地下水引起的环境变化，引起广泛的重视。20世纪60年代以来，加拿大的托特提出了地下水流动系统理论，为水文地质学的发展开拓了新的发展前景。
2.2国外水文地质学发展现状
水文地质学是一门年轻的学科，它是基于地下水在地质单元内运移时所发生的物理和化学变化而发展起来的，水文地质学是研究地下水的数量和质量随空间和时间变化的规律，以及合理利用地下水或防治其危害的学科。水文地质学诞生于19世纪中期，在20世纪初，依据法国水文地质学理论原则（A.Hazen，C.Slichter，F.King，O.Mainzer等），美国水文地质科学家发展了实用水文地质学的应用。与此同时，德国和奥地利的水文地质学家（F.Forchheimer，A.Thiem，O.Smreker，J.Kozeny等）详细解释了水文地质，尤其是关于地下水流域和水力工程方面调查的方法。俄国人对水文地质学发展有着重大的贡献（W.Dokutchaev，A.F.Lebedev等）。水文地质学成为地质科学中一门比较完整、系统的独立学科，是在20世纪30—40年代。水文地质学已被公认为是地球科学的一个分支，是跨越于地质科学和水文学之问的一门独立科学。水文地质学在二战以后有了深入的发展，特别是在地下水动力学、水文地质编图、水文地质采矿、模型和同位素方法、水文地球化学和地下水监控这些领域。人类活动对包括地下水在内的自然环境的改造异常强烈，产生了一系列生态环境问题，当代水文地质学进入了生态环境水文地质学的新阶段。
在过去的几十年中，国际水文地质学发生了翻天覆地的变化，从专业期刊的发展中就可以看出。1963年，《地下水》（Ground Water）和《水文学杂志》（Journal of Hydrology）创刊；1965年，开始出版《水资源研究》。此后，陆续创刊的欧美主流学术期刊有：1976年，《水资源进展》（Advances in Water Resources）和《污染水文学杂志》（Joumalof Contaminant Hydrology）；1986年，《水文过程》（Hydrologic Processes）；1993年，《水文地质学杂志》；1995年，《水文工程学杂志》（Joumalof Hydrologic Engineering）。期刊的数目大幅增加的同时，每种期刊上论文的数量和内容也显著增加。
国际水文地质大会是公认的比较权威的世界级水文地质会议，至今已经召开了39届（2011年在泰国举行）。其中2006年10月9日在我国北京举行的第34届国际水文地质大会是继1988年在广西桂林举办的第21届国际水文地质大会之后，再次在中国举办。此次大会又恰逢国际水文地质学家协会成立50周年庆典，是国际水文地质发展史上的重要里程碑。此次会议以“地下水的现状与未来”为主题，围绕全球地下水问题与需求、中国地下水的现状与未来等开展交流与研讨，展示全球、亚洲和中国水文地质成果及新一轮国土资源大调查的水文地质工作进展。
在国际上，美国水文地质调查研究经历了100多年的发展，在该领域长期居于国际领先地位，影响和引导了国际水文地质学的发展方向。从20世纪80年代开始，美国地质调查局启动了多个项目，开始对有害物质水文过程和地质隔离技术进行深入研究。其水文地质资料有90%向普通大众公布，实现了水文地质调查成果全国共享；在法国，各种公共管理部门、盆地基金机构和地质调查部门，通过各种媒介向公众宣传有关水资源的重要情况，回答提出的特殊技术问题。目的是让大家了解各种生产活动给自然资源带来的严重影响，提高对地下水和当前共同利益的认识，解释那些按公众意愿制定的政策和收费规定。在总体研究结果基础上对地下水变化情况进行监测和计算，以有利于管理机构的决策。日本的东京湾将地下温度场应用于研究地下水循环，而这是我国学者地下水循环研究中一直忽视的一个主要因素。在欧洲，生态水文学的研究已经形成一个网络，各国之间的联系及对比研究较多。冰岛是世界上地热资源开发利用率较高的国家之一，地热发电站装机容量总计200 MWe，排名世界第8位，87%的家庭使用地热取暖。由于经济发展所处的阶段不同，国外目前研究矿山水文地质工作的比较少。
总之，目前水文地质在各个不同的领域都有发展，例如地下水文学、土壤力学、经济地质、石油采钻工程、构造地质学、地球化学、地球物理学、海洋地质学和生态学。这个领域由于以上所有领域研究人员的杰出贡献而丰富起来。目前，水文地质处于转折时期，由发现并最大程度的开发利用新资源转变为合理地管理它们，这对于人类和其它生物来说是至关重要的。
2.3国内水文地质学发展现状
我国人民早在4000年前的龙山文化时期就已经凿井开发利用地下水了，但直到建国前，从事水文地质工作的人员极少，几乎没有设备，只零星地进行一些地下水调查工作。直到建国后，水文地质事业才得到了较大发展。
我国水文地质事业的发展经历了坎坷曲折的道路。20世纪50年代，是我国水文地质事业创建、发展的重要年代，而后的“”，曾使正处在兴旺发达的水文地质工程地质事业受到挫折。60年代前期，经过重新调整，水文地质工程地质战线再次出现大好形势。可1966年开始的10年动乱再次使水文地质工作受到了损害，到70年代前期，水文地质工程地质工作逐步有了好转，并组建了基建工程兵水文地质部队，加强了水文地质普查工作。直到1978年12月党的以后，水文地质工程地质事业才走向了健康发展的道路，进入了振兴开拓的新时期。
解放前，在水文地质方面，地质人员最先介入的是城市供水水文地质勘查。上海、北京、天津等大城市由于需要开凿深井取用地下水。地质学家谢家荣，曾在《地理杂志》第二卷第一期上发表过《钟山地质与南京井水供给的关系》一文，这是我国早期的重要水文地质文献之一。同时。西安、兰州等城市也相继完成了部分水文地质调查报告。济南、福建等地完成了泉水水文地质调查等工作。
解放后，中华人民共和国的成立，为水文地质工程地质事业开辟了广阔的前景。1956年3月，地质部召开了第一届全国水文地质工程地质协作会议。50年代的中后期，地质部已在各地区建立了23个水文地质工程地质队，职工已达11000人，包括地质、钻探、化验等各个兵种，并开始应用物探手段。在此期间基本完成了我国主要平原地区1：20万水文地质普查近100×104km2；编制了一些全国性水文地质图件；进行了30多个城市和工业基地的供水水文地质勘探；建立了40多个地下长期观测站；在近1000个矿区开展了水文地质工作，并在北京、山东、河北、福建等省市进行了矿泉水勘察。20世纪60年代前期，由于自然灾害和“”所造成的后果，使我国国民经济陷入严重困难境地，整个地质工作的发展，也同样受到严重影响。地质部门专业队伍经过调整，重新组建了个直属大队，分别承担北京市城市建设、上海地面沉降、长江三峡、湖北丹江口、黄河治理、西南铁路及岩溶研究等方面的任务。但1966年编制出版了黄淮海平原和松辽平原的水文地质图系，是我国第一批正式出版的跨省图系，在编图技术和编图方法等方面，都有所创新。20世纪70年代，我国水文地质在地热、农业水文地质等方面都取得了较大进展。70年代后期，在一些重要城市开展了环境水文地质工作。各省广泛开展区域地下水资源的评价，比较普遍地应用了电子计算机，并推广数值法建立数学模型。工程地质向定量评价方向发展，逐步采用先进的测试技术，在岩、土体特性，区域稳定性的岩体力学研究等方面，初步形成了自己的理论体系和技术系统。物探、遥感及同位素技术在水文地质工程地质工作中得到了初步应用，取得了较好的效果。同期举办了若干次全国性的水文地质工作会议，且国际交流日益增多。
1978年，党的胜利召开，从此我国的水文地质事业发展迈入了一个崭新的时期。至1996年，我国以1/20万为主的区域水文地质普查工作全面完成。据不完全统计，从1978年以来，中国地质学会、中国建筑学会、中国水利学会、中国地理学会等部门，先后组织召开了“地下水资源概念和评价方法”、“全国地下水资源评价学术会议”、“西北干旱地区地下水资源学术讨论会”、“全国水文专业会议”等会议。重点讨论了地下水资源的概念、分类、评价方法、开发利用及其它水文地质问题，并出版了相应的学术会议论文集。基岩山区裂隙水与岩溶水的开发利用，也日益受到重视。在全国性的岩溶水和裂隙水学术会议上，着重讨论了岩溶地区岩溶发育规律，岩溶水和裂隙水的运移机制及其评价方法。在环境地质方面，召开了全国性的环境水文地质经验交流会、水文地球化学学术讨论会、地质灾害研究与防治学术讨论会等。探讨了我国不同地区地下水污染现状、评价方法，地质灾害的成因、特征及防治措施，出版了相应的学术会议论文集。此外，还召开了地下水人工补给、地面沉降学术研讨会。所有这些不仅反映了我国水文地质研究的新方向，同时也可看出水文地质研究已进入一个新的发展阶段。
2.4福建省水文地质学发展现状
福建省的水文地质基础调查资料虽然较全面，但局限于当时的技术方法和条件，调查深度及广度有限，而且随着国民经济与社会发展及人类经济工程活动的不断加强，水文地质条件已发生了较大的变化，新的情况未能及时查清。
环境地质调查资料相当欠缺。环境地质调查评价工作，滞后于国民经济建设和社会发展的需要。如在生态环境保护、城市规划、土地综合利用、土壤改良、地质环境的合理开发利用、地质灾害防治等方面，有的已开展工作、但还很不全面，有的则刚刚起步。
水文地质环境地质调查的技术与思路，基本上仍依托传统思路和技术为主，在跨学科聚集、综合和开发研究，在应用高新技术于调查上，同先进省区相比，存在一些差距。如以往水文地质工作重点放在地下水资源较丰富的地区，以找到多少地下水资源储量为荣，而忽视了贫水地区水文地质调查工作的重要性。
水文地质环境地质调查成果的信息化、网络化、社会化程度低，不能满足政府和社会性公益成果的实用性、时效性需求，改变成果表达形式，改革服务方式并提供社会化服务已是一个重要问题。
3 福建省水文地质学为国民经济发展服务的内容及主要成果
3.1背景材料
3.1.1上世纪60年代及以前完成的全省性水文地质方面的工作主要成果
（1）提交1/20万区域性地质—水文地质综合测量中间报告及普查报告和农田供水水文地质勘察中间报告；
（2）各地市城镇供水、水文地质地质勘查报告（上世纪60年代及以前具体项目的工作）：1960年1月，福建省地质局水文地质工程地质队童永福、程登科《福建省永安宁洋旧城幅综合水文地质测量普查报告书》等10余份城市水文地质测量普查报告。
3.1.2上世纪70年代
（1）1970年～1979年提交《福建省沿海地区1/20万水文地质工程地质调查报告》等；
（2）提交完成了1/20万福州、福安、三沙、浮鹰岛、福清幅、泉州幅、南日岛、厦门、漳州、东山等区域水文地质普查报告；
（3）各地市城镇供水、水文地质地质勘查报告（上世纪70年代具体项目的工作）：1974年1月，福建省地质局水文工程地质队《漳州幅、东山幅1/20万区域地质报告：地貌、第四系地质、水文地质部分》等10余份城市1/20万区域地质报告（包括水文地质调查部分）。
3.1.3上世纪80年代
（1）1980年一1989年，完成1/50万福建省水文地质图、福建省1/50万农业水文地质区划图说明书岛屿水文地质调查项目；
（2）分别完成了福建省多幅1/20万和1/5万区域水文地质工程地质调查报告；
（3）各地市城镇供水、水文地质地质勘查报告：1980年10月，福建省水文工程地质队童永福《福建省水文地质图1/50万》；1980年8月，江西省地质局水文地质大队万益民、邓健如、赵维良等《广昌幅G-50-9 1/20万区域水文地质普查报告》；福建省水文地质工程地质队完成《连城盆地水文地质勘探报告》；福建省第一水文队完成《漳州盆地水文地质勘探报告》；1985年9月，福建省第二水文工程地质队福州综合地质组李文曲、黄宏沣、赵钦铭等完成《福建省福州市福州盆地水文地质勘探报告》等20余份1/20万区域水文地质普查报告，尚有单点供水简报672份。
3.1.4上世纪90年代
（1）1990年一1999年，提交了闽东、闽南沿海缺水地区供水水文地质调查报告；
（2）提交1/2.5万同安县新店埔园—刘五店规划区水文地质工程地质调查报告；
（3）各地市城镇供水、水文地质地质勘查报告：1990年8月，福建省厦门水文地质工程地质公司林恢亮、陈强、郑英才等《福建省同安县新店埔园—刘五店规划区水文地质工程地质调查报告1/2.5万》等近30份水文地质调查报告，尚有单点供水简报495份。
3.1.5 2000年以来地市城镇供水、水文地质地质勘查
三明地区：2000年3月，闽西地质矿产开发公司林昌威、林昭丽、吴开化等《福建省大田县区域水文地质调查报告》；
龙岩地区：2000年8月，福建省水文地质工程地质勘察研究院李文祥、郑艺贞、白振炎《福建省长汀县区域水文地质调查报告》等各地区均有展开；
厦门地质工程勘察院进行厦门地下热水调查。
3.2已进行和正在进行为社会服务方面的专门水文地质工作
福建省主要对地热、矿泉水等资源进行了专项保护和为社会服务工作，并专门发文。如：闽地发[1999]85号《关于委托地（市）、县地矿主管部门对部分地热、矿泉水采矿权进行审批、发证的通知》等。
3.2.1福建省矿泉水水源保护
至2004年统计，福建省经省或原地矿部全国储委评审鉴定和储量审批的饮用天然矿泉水水源地勘探报告235处，批准允许开采资源量（B级或C级）28990m3/d。矿泉水类型主要为偏硅酸型233处，其中偏硅酸锶复合型45处，碳酸偏硅酸型4处，到目前为止尚未发现锂、硒、溴、碘、锌等类型矿泉水。矿泉水点勘探报告211项，其中，单矿泉水点专项的勘探报告209项。
至2008年，我省现同时具有采矿许可证和注册登记证的矿泉水水源有40处，包括福州市6处、莆田市1处、泉州市7处、厦门市7处、漳州市7处、龙岩市3处、三明市4处、南平市2处、宁德市3处；仅有注册登记证的矿泉水水源7处；仅有采矿许可证的矿泉水水源6处。尚有10余处有开采未申报或正在申报等工作。
3.2.2福建省地热水资源保护
地热是一种宝贵的能源矿产，开发利用地热资源首先是从开发温泉起始的，根据志书记载，福建温泉利用已有1000多年历史，进入20世纪70年代以后，福建省开始进入有计划的勘查开发。在此之前仅对温泉点进行零星记载和研究。1971年，福建省水文地质工程地质队开展了南靖汤坑的地热勘探工作。1982年，童永福等编制1：50万福建省地热区划图时，统计各类温泉点190余处（其中包括部分20℃的）。至2000年为止，福建省已查明的地下热水分布共196处。
由于趋利原因，近些年地热工作调查和水源地的勘查有了长足的开展，但进行系统研究的极少。
已在多个领域运用地热资源，如城镇地下热水集中供热、水产养殖与研究、农业利用与研究、温泉医疗保健、地震观测等。
3.3福建省矿区水文地质调查工作
矿区水文地质工作始于上世纪50年代，主要是为矿山开采设计提供水文工程地质依据。如：1960年4月，福建省地质局第一地质大队郭树春完成《福建邵武枫林硫铁矿区水文地质初步普查报告》；1959年3月。1962年3月，福建省地质局第五地质大队五〇七分队提交了《福建省龙岩马坑铁矿地质勘探中间报告》；1971年1月～1976年3月，福建省地质一团三中队提交了《福建省龙岩马坑铁矿详细勘探报告》；1979年12月，冶金工业部冶金地质会战指挥部第五地质勘探桂世芳完成《福建省德化县阳山铁矿西矿段矿床水文地质勘探报告》等，矿山多数已经或正在进行水文地质调查工作。
3.4福建省地下水水源地工作
全省已探明C级地下水可开采资源量1万m3/d以上的水源地有：龙岩盆地岩溶水水源地、连城城郊盆地岩溶水水源地、永安市大湖—虾蛤水源地、长汀盆地岩溶水水源地、东山岛松散岩类孔隙水水源地、平潭岛松散岩类孔隙水水源地。
4 水文地质学发展趋势及预测
对于地下水的区域研究，可以扩展到整个流域或完整水文地质单元来研究。进一步研究典型生态环境区域的地下水动力学特征，如荒漠、岩溶和黄土高原区域地下水运动规律，特别是浅层地下水变化的地表生态效应及深层地下水赋存规律，可为地下水合理利用提供新的途径。并且在已积累大量实际资料基础上，做好对资料的二次开发，编制相应成果，以供生产部门应用。在我国，由于地域面积较大，生态水文学研究也必需实行区际间的配合与协作，同时也必须与国际研究相同步，谋求更大范围内的合作。我国应加强地下水的监测，掌握地下水的动态，在已有监测站网监测的基础上，逐步完善地下水监测技术、方法和新的监测网站的建设，提高全国地下水动态变化监测水平和预测能力。
地下水资源评价方面，在地表水、地下水综合考虑的原则下，按照地下水系统进行评价。
地下水动力学与计算技术方面，要加强基本理论的研究，研究建立在各种复杂条件下的水文地质模型及其相对应的数学模型，研究建立水文地质数据库及相应的储存系统，运用计算机技术进行地下水评价、预测、预报等。
对裂隙介质、岩溶介质中地下水系统数值模拟的关键技术尚未解决，地下水水质模拟的可靠性问题有待深入分析，地下水系统不同模拟方法的结合应用具有更大的价值。
对环境水文地质问题的研究、人工补给的理论和方法的研究、遥感技术、同位素技术的应用、裂隙水和岩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、水质污染等各种复杂的水文地质问题都是水文地质工作者当前或将来所面临的重要研究课题。
我国矿山研究得较多，油田的水文地质问题仅是泛泛而谈，未深入讨论，还涉及一些关于隧道、高速公路等的工程地质问题；且国内对工程中的水文地质问题和水岩相互作用造成的地质灾害问题研究较少。今后要加强矿山环境问题的研究工作，水文地质专业学者要与采矿人员合作。进行多学科多方法研究；水资源与矿产资源要综合开发利用，例如把水资源作为伴生的矿产资源，建立煤水双资源矿井。在涵养、保护地下水资源方面，需要加强与生态建设相协调的应用基础研究，挖掘潜力，节约用水、探索深层承压地下水如何科学利用，有关地下水形成、运动等基础性问题的科学研究也应成为重要的战略措施。
人类活动对地下水资源的影响亦需要进一步深入探索。土壤水研究理论及检测技术尚需发展，尤其在溶质运移方面的研究欠缺很多。地热的研究基本上都属于区域现状的评价，目前基本无实际创新性成果，如地热弃水回灌技术、沉积盆地地热资源勘探技术、地热资源综合利用技术、热储工程等的研究。其它特殊类型水，如矿泉水、凝结水、微咸水、咸水、卤水等亦需进一步研究。
纵观水文地质学的发展，初期实质上是找水水文地质学，到本世纪70年代，资源成为水文地质学的主要课题，现在与环境生态有关的水文地质问题迅速增多。从某种意义上讲，环境水文地质已成为水文地质学研究的核心课题。
5 福建省水文地质学科发展中存在的问题及研究对策
5.1福建省水文地质学科发展中存在的一些问题
历史的原因，福建省在上世纪90年代后，水文地质学科的发展基本开始处于停滞状态，一方面，供水多依赖于地表水，仅局部地区是地下水为主（如福建龙岩地区），另一方面，国家投入减少，使得水文地质学科的发展研究也没有大的进展。2010年后，国家已经开始重视水文地质学科的发展。
工程引发的地下水问题。如：（1）矿山开采过程因为地下水造成矿山涌水、突水；（2）隧道掘进过程造成问题。龙厦铁路象山隧道；（3）地下水超采引起的地面沉降等。
岩溶塌陷：三明、龙岩等覆盖型岩溶区。
采空塌陷：主要发生于矿山地下开采范围大、持续历史长的区域。
地面沉降：东部沿海港湾河口平原区（福州温泉开采区）。
突发性、季节性特大雨造成地质灾害，地表水和地下水互相沟通、连成一体，水源地成为一项迫切要去解决的问题。
这些问题的出现都会造成人民生命、财产的重大损失，国家也开始进行水文地质学科与相关学科结合的发展。
5.2水文地质学的发展趋势
由主要研究天然状态下的地下水，转向更重视研究人类活动影响下的地下水；由局限于饱水带的含水层，扩展到包气带及“隔水层”；由只研究地壳表层地下水，扩展到地球深层的水。
预计今后的水文地质研究，在下列方面将有突破：裂隙水与岩溶水运动机制和计算方法；地下水中污染物和温度运移机制和计算方法；粘性土的渗透机制；包气带水盐运移机制；水文地球化学和同位素水文地质学，地下水数学模型；地球深层水文地质。
5.3福建省水文地质学科发展趋势
近年来，水文地质学科迎来了发展契机。2011年6月1日，中华人民共和国国家环境保护标准《环境影响评价技术导则地下水环境》（HJ610-2011）在全国范围内实施。导则的实施对地下水工作者是一个新的开端，特别是对于一级项目的地下水评价工作有了更高的要求，也使得社会发展环境中开始重视地下水的工作，地下水成为社会发展中环境的一个不可或缺的重要因素。福建省在这个大环境下也从2011年开始进行了多流域、地区项目的地下水评价工作。
随着人民生活水平的提高，社会开始关注和参与地热开发租研究工作。一方面，民间投资者的热情，使得原有地热资源开发利用不断提升；另一方面，当前我国正在努力实现节能减排的工作目标，发展低碳经济。福建省在地热利用、开发已有逾百年的历史，开发利用地热特别是浅层地热资源不仅对于缓解我省能源紧张的形势，对实现节能减排的工作目标将起到积极的推进作用，依靠科技进步，提高地热资源勘查开发利用水平；加强地热资源特别是浅层地热资源的规划工作，同时也能提供福建独特的旅游资源和民生资源。
5.4福建省水文地质学科发展的对策建设
地下水是水资源的组成部分，是生态与环境的重要要素，是我国经济社会发展的重要水源之一。在我省大部特别是沿海平原和海岛地区，地下水在生活饮水、农田灌溉、工业生产、城市发展和维系良好生态与环境方面发挥了重要作用。近年来，一些地区由于过量开采地下水，导致地下水水位持续下降，地下含水层被疏干，引发了地面沉降、海水入侵、土地沙化；一些地区由于废污水过量排放和面源污染的不断加剧，造成地下水水质恶化，地下水资源开发利用中存在的诸多问题已严重危及水资源的可持续利用，对经济社会可持续发展和生态安全构成威胁，加强对地下水资源的管理和保护刻不容缓。
水资源属国家所有，加强水资源的合理分配、管理和保护事关国家经济安全与公共安全。根据地下水的资源与环境属性，经济社会发展以及生态与环境保护对地下水的要求，统筹考虑水资源的合理配置和公共资源的使用和保护准则，合理划分地下水功能区，协调地下水不同使用功能之间的关系，是政府加强公共管理和社会服务的重要体现，是履行《水法》赋予水行政主管部门依法管理地下水资源职责的客观要求。
地下水赋存于地质介质中，具有运动缓慢、补给周期长、循环更新慢、自我修复能力差、地下水系统遭到破坏后难以治理和修复等特点，必须采取严格的措施加以有效保护。以水文地质单元为基础、结合区域地下水主导功能划分地下水功能区，制订开发利用和保护目标及标准，为地下水合理开发、保护、治理与管理提供科学依据，以保障供水安全、生态与环境安全和地下水资源的可持续利用。
针对福建省的上述特点和福建省现状：最好按区域性（1：50万、1：20万、1：5万）、城镇供水（如龙岩市、永安市……）、农业供水（如连城）、工矿供水（洪宽工业区、永安造纸厂……）、专题性研究（如福建省地下水污染调查……）、地下水治理（如航站楼工程降水、铁矿采空区降水）、地方病、地下热水等。将有地下水可作为供水水源地区，以及沿海半岛、岛屿缺水地区，进行多手段、全方位地下水找水的工作；同时应对地下水水源地进行划分，利于不同层级的保护；将地下水作为福建省水源地的应急水源和储备资源。
1999年，福建省地表水资源总量1215.39×108m3，多年平均值为1201×108m3。全省水资源总量1216.11×108m3，约占全国水资源总量的4.2%；人均水资源3665m3，高于全国平均水平，但其空间分配不均。缺水地区主要为沿海岛屿、半岛岬角区及红土台地区。沿海四地市人口和工业产值占全省总量的70%，而水资源只占全省水资源的36%。特别是近年开发港湾岛屿为开发区、投资区，水资源供需矛盾突出。缺水者主要为农灌用水和重点投资开发区用水。这就需要福建省应对沿海半岛、岛屿缺水地区进行多手段、全方位地下水找水的工作。
福建省地貌最大特点是平原分散，分水岭分割面积小，地下水的汇水面积普遍较小。地貌形态受构造控制，分水岭及主干河谷常以北东、北西及北北东方向为主，海岸线总体方向和主要干河呈交叉状分布。这就要求按流域进行系统性水文地质、环境污染等综合调查与研究。同时城市周边1/5万区域水文地质调查较欠缺，应尽快完善该部分的工作。
加强地热资源勘查评价，同时勘查新的地热水源区、评价不同地区地热资源开发利用的适宜性、科学统一管理全省地下热水资源、研究开发新的地热资源形式等，提供一个成熟的技术流程、坚实的科学基础和可靠的工作示范。
5.5今后工作建议
（1）开展县市范围内的主要地下水供水地域调查，以应对极端气象条件下的工程取水目标。
