簡述我國地理學的成就
① 近六十年來我國綜合自然地理研究有哪些主要成就
綜合自然地理學(Integrated physical geography)是在部門自然地理學的基礎上對自然
地理環境整體進行系統的綜合研究。早在20世紀50年代末期,前蘇聯A.R.伊薩欽科
來中國講學,系統介紹了有關地理殼、自然區劃和景觀學的進展。這個講學的進修班在
林超教授領導下經集體討論,確定了「綜合自然地理學」的學科名稱,並發展為自然地
理學的一門獨立分科。綜合自然地理學是中國學者創立和命名的學科,這與中國傳統文
化的影響有關,也與老一輩地理學家的長期努力有關。在此之前,林超、黃秉維等就已
從事自然地理的綜合研究工作,如黃秉維在20世紀30年代編撰了《自然地理原理》和
《中國地理》等,周廷儒在30-40年代開創對歷史時期環境變化的綜合研究。我國綜合自
然地理學實際上既經歷了20世紀初的西方近代地理學的傳入,又繼承了中國古代地理學
的傳統,還受到原蘇聯地理學思想的深刻影響,並且與國家的經濟建設密切結合,形成
和發展成為具有中國特色的綜合自然地理學。
20世紀80年代,錢學森提出要發展地球表層學,本來即以地球表層為研究對象,
並在全球自然地域分異規律方面有所建樹的綜合自然地理學正好與之契合。面對地球表
層這一復雜巨系統,綜合自然地理學在研究中採用了系統科學的理論和方法。90年代針
對西方提出的地球系統科學和可持續發展,黃秉維提出建立「陸地系統科學」[6]的理論體
系。他指出,區域持續發展研究的理論基礎是對地球表層(主要陸地表層)自然與人文
各種要素的綜合規律的揭示,即陸地系統科學。地球系統科學中大氣基本是氣體,海洋
基本是液體,陸地由固體、液體、氣體組成,生物界亦最復雜,受到人類活動的影響最
深,與人類生存和發展關系又最密切[6]。建議以研究中國區域可持續發展為任務帶動陸地
系統科學的發展[7]。陸地系統科學的提出進一步體現了綜合性地理研究的思想,促進了綜
合自然地理學的理論建設。進入21世紀,綜合的理論和方法在與國際重大研究計劃結合
中進一步得到發展。
綜合自然地理學還大量展開了綜合研究實踐,如綜合自然區劃、資源綜合開發、國
土整治、區域規劃、環境保護等工作,以自然地理學為基礎,結合相鄰學科的理論方法,
去解決那些具有綜合性特點的復雜問題,這使它的發展能夠適應時代發展的需要。
有老一輩綜合自然地理學家如林超、黃秉維、周廷儒、趙松橋、陳傳康等奠定的基
礎,也有許多中、青年綜合自然地理工作者的不懈努力,目前的綜合自然地理學已經有
了長足的發展。50多年來,中國的綜合自然地理學研究在古地理學、現代自然地理過程、
土地科學、綜合自然區劃與區域可持續發展等領域的發展均取得了顯著進展[3]。綜合自然
地理學理論和應用的深化對整個地理學綜合研究的深入發展起到了促進作用。
1.2綜合自然地理視角的景觀生態學
景觀生態學(Landscape ecology)是研究和改善空間格局與生態和社會經濟過程相互
關系的整合性交叉學科。其核心內容包括景觀結構、景觀功能和景觀動態等,研究重點
集中在景觀格局與生態過程相互關系及其尺度效應、人類活動對於景觀結構、過程和功
能的影響,及其景觀異質性的持續性利用與管理等[8]。
景觀生態學既有地理學派也有生態學派,目前在地理科學領域中與綜合自然地理學
難分伯仲,許多景觀生態學家也是綜合自然地理學家。這要從它的淵源說起。
景觀生態學起源於歐洲,一般認為其創始人是德國地理學家特羅爾(Carl Troll,
1899-1975),他於1939年正式提出「景觀生態學」一詞[9],並在1968年將其定義為:
「研究一個給定景觀區段中生物群落和其環境間的主要的、綜合、因果關系的科學。這些
關系在區域分布上具有一定的空間結構(景觀鑲嵌體與組合),在自然地理分布上具有等
級結構」。歐洲的景觀生態學不論從誕生的學科背景還是其完善過程和學科貢獻,以及應
用指向,都帶有濃重的綜合自然地理學色彩。其關注的重點從土地利用評價與規劃逐漸
擴展到資源開發與管理、生物多樣性保護等領域,在理論上強調景觀的多功能性、綜合
整體性、景觀與文化的協同,並提出了整體性景觀生態學的概念框架。北美的景觀生態
學是在歐洲影響下,從20世紀80年代初開始發展,並逐漸形成了自己的特色,以景觀
生態過程、數量化和模擬研究以及自然景觀研究見長。歐洲和北美的景觀生態學研究基
本上引領了國際景觀生態學發展的主要方向,二者也在不斷地相互影響、相互滲透,推
動著景觀生態學學科體系的不斷發展和完善[10]。
中國的景觀生態學從介紹國外先進國家的同類研究工作開始。早期翻譯歐洲景觀生
態學文章的有劉安國、林超、陳昌篤等,而李哈濱則是較為系統地介紹了北美學派的景
觀生態學。1990年,肖篤寧主持翻譯了R.T.T.Forman和M.Godron的《景觀生態學》一
書[11],標志著景觀生態學的概念、理論和方法已基本被我國學界所接受。此後,我國景觀
生態學工作者相繼開展了實質性的研究工作[12]。經過20餘年的努力,在景觀格局與生態
過程、土地利用與動態、景觀規劃與設計、環境影響評價與自然保護等方面的研究與應
用中取得了重要進展[13]。從整體上看,盡管我國的景觀生態學發端於對歐洲景觀生態學理
論、方法和技術的引進,但研究範式接近於北美地區,即更多的帶有生態學方法論色彩。
2.1基礎研究與理論進展
2.1.1陸地表層系統自然地理過程陸地表層系統自然地理過程研究與近年來國際上非
常活躍的地球系統科學、全球環境變化研究相呼應,結合「全球變化與區域響應」、「人
類活動對地球系統的影響機制」等科學命題[14,15],自然地理過程研究從自然過程研究轉向
自然過程與人文過程的綜合研究,從無機過程研究轉向無機—有機的綜合研究,從單一
要素研究轉向多要素綜合研究,從宏觀研究轉向宏觀與微觀的結合研究。研究強調人為
因素在各種過程中的作用,強調人為因素作用下的地理過程對自然資源和環境的影響,
強調地理過程與全球變化之間的耦合作用以及可能引發的後果,強調地理過程在土地退
化過程中的關鍵作用。研究內容從地域系統的結構與功能向動態拓展。理論研究從系統
變化的驅動力與過程向機制研究深化,並從簡單綜合向系統綜合與集成轉變[16]。進而開展
了自然和社會經濟驅動、時空變化過程以及資源、環境、生態和災害效應等地表環境變
化的驅動力、過程和效應的研究。綜合自然地理學在陸地表層系統、環境系統、人地系
統方面的理論建設更加系統化;通過要素綜合、過程綜合與區域綜合,綜合性不斷得到
加強;通過自然與人文的交叉、科學與技術的交叉、多學科交叉研究,交叉性更加明顯。
在理論上,發展了綜合的格局—過程、驅動力—過程—效應的研究[17]。從近3年國家自然
科學基金資助的綜合自然地理(D010106)項目看,與上述命題相關的研究2006年占
63.0%,2007年佔56.1%,2008年佔67.9%,3年平均佔61.5%,足見陸地表層系統自然
地理過程研究在綜合自然地理學中的基礎研究地位和重視程度。
2.1.2土地科學
土地科學的研究重點結合國際地圈生物圈計劃(IGBP)與國際全球環
境變化人文因素計劃(IHDP)的聯合核心項目「土地利用/覆被變化(LUCC)」及新階段
的「全球土地計劃(GLP)」取得進展。近年來所發表的論文可以歸為土地利用分類系統
與分區、土地利用現狀分析、LUCC及其驅動力、土地可持續利用和土地利用規劃等5
個研究主題。據張鐿鋰等對土地利用文獻的統計,我國在2002-2007年發表的論文占
1978年以來文獻總量的65.0%,2007年一年的論文數量達到796篇。這表明我國土地利
用研究的領域不斷擴展,從事土地利用研究的科技隊伍不斷加強的同時,國家有關部門
對該領域研究的支持力度持續加強,項目資助數和經費額度均明顯提高[16]。隨著國際上將
LUCC這一研究主題上升為「土地變化科學」的學科範疇[18],隨著土地利用問題在國際科
學研究與區域可持續發展領域研究的不斷深化,更加重視基礎理論探討[19]。土地資源學的
學科基礎理論問題主要圍繞土地資源的可持續利用展開,包括土地資源的倫理觀問題、
土地資源的系統理論問題、土地資源的過程理論問題、土地資源價值論問題、土地資源
產權理論等諸多問題[20]。土地保護學所涉及的基礎理論問題主要是圍繞土壤學、生態學以
及經濟學的基礎理論問題展開的[21],作為土地退化及其防護的重要研究內容—水土保持及
荒漠化防治仍舊屬於土地保護學研究領域關注的主要對象。土地生態學的基本理論問題
則主要是基於系統理論和生態學理論提出的,主要包括土地的生物生產力、土地的生物
棲息和承載功能、土地的能量平衡和水循環功能、土地的環境功能、土地生態過程、土
地生態變化規律以及土地生態的分異理論問題等[22]。土地利用與規劃基礎理論問題研究主
要包括地租和地價理論、土地區位理論、土地可持續利用理論、生態經濟理論、人地協
調理論以及系統工程理論等[19,23,24]。
2.1.3自然區劃
上一世紀,以林超、羅開富、黃秉維、任美鍔、侯學煜、趙松喬和席
承藩等為代表的科學家為中國綜合自然區劃工作做出了卓越貢獻[25-32],奠定了我國這一領
域在國際上的領先地位。鄭度等的「中國生態地理區域系統」[33]是近年自然區劃的代表性
研究,在分析前人區劃研究工作與成果的基礎上,探討了自然地理區劃方法論及其體系。自然地理區劃既是區域劃分的結果,也是區域劃分的方法與過程,同時還是認識地理特
征和發現地理規律的一種科學方法。鄭度提出了包括區劃本體、區劃原則、區劃等級系
統、區劃模型和區劃信息系統的自然地理區劃範式,並通過區劃模型,實現區劃原則、指
標體系和單位等級系統的綜合[34]。另一個基礎性研究是「中國主體功能區劃」,樊傑闡述
了主體功能區劃的科學基礎,提出了區域發展的空間均衡模型。並探討了地域功能演替
對空間均衡過程的影響,提出了區劃方案效益最大化是同區域如何劃分和對地域功能隨
時間變化的正確把握程度相關的[35]。自然區劃已向帶有自然區域劃分性質的綜合區劃發
展,在《中國地理多樣性與可持續發展》一書中,蔡運龍闡述了三大地帶和七大地區及
其內部的地理多樣性,可視為綜合區劃性質的著作[36]。自然區劃的趨勢還表現為區劃方案
多樣、應用領域廣泛、影響決策顯著等。在中國期刊網上檢索到2007-2008年發表的自然
區劃及其相關研究文章約有696篇。
2.1.4景觀生態學近年來中國的景觀生態學研究發展迅速,人才培養成果顯著,研究
隊伍不斷擴大。在中國期刊網上,以「景觀生態」作為主題詞檢索到的博士和碩士論文
呈現快速增長的態勢。由2000年的3篇,增加到2007年的127篇;與此同時,以景觀
生態為主題的學術論文發表數量也急劇增加,由2000年的86篇,增加到2007年的504
篇。據傅伯傑等的檢索統計,從1996到2007年,在以「景觀生態學」為主題詞檢索到
的3164篇SCI論文中,有96篇來自中國,約占總數的3.03%,位列全球第七。景觀
生態學研究在深度和廣度上得到加強,促進了新的學科生長點的產生和發展。廣度上,
開始注重自然與社會經濟、人文因子的綜合,以解析景觀的復雜性;深度上,注重宏觀
格局與微觀過程的耦合,深入的微觀觀測和實驗為宏觀格局表徵和管理策略的制定提供
可靠依據;宏觀格局的規劃和管理反過來強化了微觀研究的實踐意義。並進一步加強了
格局-過程和尺度效應研究[10]。隨著景觀生態學研究範式從平衡範式向遠離平衡範式、線
性範式向非線性範式、平穩範式向非平穩範式,以及簡單性範式向復雜性範式轉換,一
些新的理論成為景觀生態學繼續發展的重要科學支撐。近年一些復雜性科學的概念和方
法在景觀生態學中得到廣泛應用,如分形理論、元胞自動機、自組織臨界理論、復雜適
應系統理論等等[8]。建立了空間分析法(如分形分析法和小波分析法)、基於相似性的尺度
上推方法、基於局域動態模型的尺度上推方法、隨機(模型)法的尺度推繹途徑[37],正在
試圖將這些途徑和轉換方法構建成統一的尺度推繹理論框架。一些新的理論如空間自相
關理論、空間非平穩理論和地統計理論等被應用到景觀生態學研究的采樣技術體繫上。
呂一河等則提出了一個景觀格局與生態過程耦合研究的基本框架[38]。
2.2方法和技術進展
面對復雜的研究對象,利用現代手段進行定量化研究和過程模擬以及建立模型仍然
是綜合自然地理學與景觀生態學特別是地理—生態過程研究的趨勢。通過借鑒和集成其
他眾多學科的研究方法,特別是非線性科學和復雜性科學在研究中的應用,定位試驗、
模擬實驗和遙感技術的應用,多源數據復合分析和信息挖掘,地理—生態過程模型的發
展、有效性檢驗與驗證等,促進了綜合自然地理與景觀生態學的研究並使之提高到新的
水平。
2.2.1數據採集方法技術在實驗數據採集方面,從監測、分析、模擬三個方面,加強
了數據的科學性和可驗證性。利用化學分析技術,加強物質遷移轉化過程和機理的研究;
應用物理實驗,了解地表物質的物理結構及物質運動的動力學特徵;利用遙感對地觀測
系統和典型地理單元長期定位、半定位觀測網路,加強典型地區地理要素、地理格局和
過程的變化研究;利用室內外模擬實驗,簡化地理環境的復雜性,加強不同要素作用方式
和過程的識別研究[39]。
在區域與全球尺度上,衛星遙感已成為自然地理和景觀生態學研究中最主要的信息來源之一。遙感數據在解析度、高光譜方面更加多樣化。並發展了利用夜間燈光影像為
數據源,用來研究城市土地擴展和蔓延。地理信息系統與遙感、全球定位系統與計算機
相結合,具有對時空信息的綜合處理能力、對現實世界的模擬能力,並能產生和發現新
的信息,為綜合自然地理和景觀生態學的區域研究提供了強有力的支持。近年來,對地
觀測系統的建立與全球准同步動態監測已成為現實,使人類有能力對全球性問題進行系
統研究和綜合集成[17]。
在微觀尺度上,定位試驗觀測、實驗模擬與分析方法得到進一步發展,野外觀測台
站建設在科技部的推動下已經實現網路化體系;實驗室數量、儀器設備、試驗方法不斷
完善。
通過對歷史文獻記載的深入挖掘和利用樹輪、冰芯、湖芯、石筍等自然證據,過去
300年全國和區域性的土地利用/覆蓋變化數據集已經形成。過去2000年的氣候與環境
變化重建等方面也取得了很大進展。
2.2.2模型與數學方法在計算機網路和數字技術的支撐下,系統模型模擬技術也在不
斷強化過程中。已經涌現出大量的環境變化和LUCC模型。部分影響較大的模型包括:
Ehrlich的「I=PAT」公式[40]、國際應用系統分析研究所(IIASA)建立的世界糧食與農業
系統全球模型[41]、LMAGE2.0(Integrated Model to Assess the Greenhouse Effect)模型[42]。
特別是CLUE(The Conversion of Land Use and its Effects)[43,44]、元胞自動機模型(Cellular
Automata,CA)[45]等以GIS技術為支撐進行空間格局模擬的模型得到廣泛應用。
包含生態學過程與機理的景觀機制模型被越來越多地應用到景觀生態學的模擬中,
特別是這類模型與元胞自動機相結合,極大地增強了對於景觀形成和演變機制模擬的能
力。目前基於智能體的個體模型成為景觀生態學模擬的熱點途徑之一,已經應用到土地
利用/土地覆被以及城市景觀的形成演化上。空間顯式斑塊動態模型是另一類景觀機制模
型,常常用於格局和過程作用頻繁、斑塊周轉率快的景觀系統[8]。
各種數學方法被用於地理評價和規劃,如模糊邏輯、人工神經網路、小波分析、遺
傳演算法、多目標線性規劃、主成分分析法、灰色評價、聚類分析等。另外,分形原理、
三維景觀模型、Google Earth技術、DEM分析技術、生態足跡法、能值法等等也得到廣
泛應用。研究者以定量的精確判斷、抽象的數學模型及合理的趨勢推導,使研究結果更
科學、更准確,推進了綜合自然地理學研究方法的創新[16]。目前正朝著以地球系統科學為
指導、以並行計算、網路計算等信息科學新技術為依託的學科體系穩步發展[17]。
2.3成果應用
2.3.1土地科學的成果應用針對我國糧食安全、城市化佔用耕地、土地退化等問題,
近幾年來在土地利用和土地覆被變化研究領域開展了大量的研究工作,主要工作包括:
土地利用和土地覆被的狀況及其歷史變遷,土地利用和土地覆被變化的驅動因子分析,
土地利用/土地覆被變化的環境與生態效應,土地利用和土地覆被變化與全球氣候變化的
相互作用,土地利用和土地覆被變化與耕地、糧食、土地退化等可持續發展重點問題的
相互關系,現有土地利用方式的可持續性及其調控途徑等。這些研究為解決國家戰略需
求、區域社會經濟發展與環境方面的問題做出了貢獻。
2.3.2自然地域系統和格局、過程的成果應用在多年綜合自然區劃和土地類型研究基
礎上,進一步將區域單元作為資源與環境的整體來認識,針對我國水土資源短缺與生態
退化等區域問題,研究了不同地區的土地人口承載力、水資源承載力、自然生產潛力、
生態承載力,並探討了環境影響評價、環境變化方向等一系列問題。自然地域系統研究
也由初期的感性認識、單項自然區劃、綜合自然區劃,發展到近幾年的生態地理區域系
統研究[46]。近年來,區劃的應用范圍也進一步擴大,尤其在制定全球變化區域響應對策、
災害預防、重大基礎設施建設帶來的生態環境效應評估等方面發揮著重要作用。
選擇青藏高原、海岸地帶、半乾旱農牧交錯地帶、黃淮海平原、長江三角洲等敏感
地域,開展了環境演變的綜合研究。針對我國水土流失、水資源短缺、土地退化、自然
災害等主要資源與環境問題,中國自然地理學界開展了坡地侵蝕發育過程與坡地的改良
利用、水文循環過程與水量轉化、土地退化過程及其逆轉機制、土壤—植物—大氣系統、
多界面過程的復雜耦合理論與模型等方面的大量研究工作。
2.3.2景觀生態學的應用研究景觀生態學的理論和方法在自然保護區規劃設計中如功
能區劃定、廊道設計以及整個保護區的空間布局上發揮了重要作用。另外,景觀生態學
的原理促進了自然保護理念的更新,自然保護正從物種保護向景觀保護乃至流域保護方
向轉變。景觀生態學中的格局分析、格局—生態過程關系分析,以及空間模擬技術為土
地利用規劃設計的科學性提供了保證[47];其模擬預測技術,為土地利用規劃環評提供較好
的技術支持;利用景觀生態學及其他學科理論評價區域生態風險和構建區域生態安全格
局[48,49]。
2.3.4生態建設與生態評估綜合自然地理學研究成果在我國的生態恢復重建中得到廣
泛應用,包括以生態農業為主要建設內容的示範區建設,以工業污染防治與鄉鎮企業合
理規劃布局為主要內容的示範區建設,以生態旅遊為主要建設內容的示範區建設,生態
城市、城郊型的示範區建設,農工貿一體化型的示範區建設,以礦區生態破壞恢復治理
為主要內容的示範區建設,濕地資源合理開發利用與保護的示範區建設,土壤退化綜合
整治的示範區建設,以重要生態功能區環境保護為主要內容的示範區建設,農村環境綜
合整治的示範區建設。
為配合聯合國千年生態系統評估計劃(MA)的實施,我國啟動了中國西部生態系統
綜合評估項目,研究成果為西部大開發中的生態系統保護、管理與生態建設提供了科學
依據。通過較多學者的努力,在生態系統服務領域的多方面都有所進展,對國家的生態
政策產生了重大影響[17]。
2.3.5對重大工程、環境治理和決策的貢獻綜合自然地理研究成果為大型工程提供可
行性論證,為工程建設及運行中的各種可能災害提供預防措施,為環境治理提供理論和
技術以及為國家重大決策提供指導性意見。例如,在青藏鐵路工程建設中,從選線、施
工場地選址、施工時段安排等方面提出方案,最大限度地減少了工程建設對自然保護的
沖擊。綜合自然地理工作者在鐵路修建過程中和建成後一直進行環境的監測、脆弱性和
生態安全的評估以及環境效應的追蹤研究。在南水北調工程對沿線生態與環境的影響、
塔里木沙漠公路防護林生態工程、西氣東輸工程沿線地區不同類型區生態恢復中都有綜
合自然地理學的貢獻。
在西部大開發過程中,綜合自然地理學的工作聚焦在生態與環境的研究與保護方面,
主要研究了西部生態與環境的演化過程、水土資源的持續利用、生態與環境現狀評價及
未來50年變化趨勢預測等,為科學認知我國西部地區生態與環境變化規律,促進西部地
區水土資源可持續利用等提供科學依據和技術支撐[50]。在東北地區水土資源配置、生態與
環境保護和可持續發展,黃土高原水土流失治理,長江中下游湖泊富營養化治理,「三
農」問題,生態系統碳收支問題等方面都發揮了很大作用[17]。
② 地理學成就是什麼
天文學、地理學的主要成就是能使人「上知天文下知地理」「無所不知」。
③ 中國歷史上的地理研究成果簡單說幾個
·徐霞客+《徐霞客游記》
·《徐霞客游記》以日記體為主的中國地理名著內。
徐霞客經30多年旅行容,寫有天台山、雁盪山、黃山、廬山等名山游記17篇和《浙江日記》、《江右游日記》、《楚游日記》、《粵西遊日記》、《黔游日記》、《滇游日記》等著作,除佚散者外,遺有60餘萬字游記資料,在去世後由他人整理成《徐霞客游記》。
世傳本有10卷、12卷、20卷等數種。主要按日記述作者明朝萬曆四十一年至明崇禎十二年間(1613年—1639年)旅行觀察所得,對地理、水文、地質、植物等現象,均作詳細記錄,在地理學和文學上卓有成就。《徐霞客游記》開辟了地理學上系統觀察自然、描述自然的新方向;既是系統考察祖國地貌地質的地理名著,又是描繪華夏風景資源的旅遊巨篇,還是文字優美的文學佳作,在國內外具有深遠的影響。
④ 魏晉時期地理學成就
魏晉南北朝時期的地理學成就,我覺得應該也就是當時酈道元的水經注,除了這之外,我覺版得應該權沒有其他的著作,比如說像其他的一些的話,也不算是地理學,另外的話應該也就是當時編寫的一些正史之類的,裡面也會寫到地理志,我覺得這個應該也算是地理學成就,至於其他的,我覺得應該也就沒有多少著作。
⑤ 古代中國對地理學的貢獻
中國古代的物理成就
我國古代的科學技術成就中,屬於物理學或與物理學有關的,可以提出力學、光學和聲學等三個方面作一簡要介紹。
(1)力學方面
①《考工記》一書中的有關記載。這是一本現存的有關我國古代手工業技術規范的書籍,可能是春秋時代(公元前700至400年)末年的作品。它記述了許多手工業的工藝製作與設施,匯集了至公元前3、4世紀時的工程技術知識。其中包含的力學知識,主要有:關於慣性的記載、滾動摩擦的論述、論箭的飛行與保持穩定,還記述了有關力的測量、斜面受力分析以及材料和施工中的一些軟科學知識。
②《墨經》中有關力學知識的記載。《墨經》戰國時代以墨翟(公元前490至403年)為首的墨家的代表作,分為「經」與「經說」兩大部分。經說是經的註解。前者的內容大多是一些定義性質的條文,後者則帶有定律的性質的解釋。
《墨經》中的軟科學知識已不全是實際生產知識的總結和記述,而是對力學現象進行了粗淺的概括,並進行了一些推理論證。諸如,關於時空觀念、運動學知識、力的概念、力系平衡的論述,以及斜面、滑輪及其應用,等等。
現舉一條關於杠桿的理論探討以茲說明:
經下第25條:「天(衡)而必正,說在得。」經說:「(衡),加重於一旁,必捶(垂),權重相若也。相衡,則本短標長,兩相加焉,重相若,則標必下,標得權也。」
這一條說明了不等臂天平(秤)的平衡關系。可能是墨家探討杠桿平衡關系的實驗總結,說明墨家發現杠桿定律較之古希臘的阿基米德要早二百多年。但並沒有阿基米德杠桿定理那樣完整和定量化。
③侯風地動儀。這是東漢張衡(公元78至139年)所制的世界上第一台地震儀。《後漢書張衡列傳》上有下面一段記載:「(順帝)陽嘉元年(即公元132年),復造侯風地動儀。以精銅鑄成,圓徑八尺,合蓋隆起,
形似灑尊,飾以篆文山龜烏獸之形。中有都柱,傍行八道,施關發機。外有八龍,首銜銅丸;下有蟾蜍,張口承之。其牙機巧制,皆隱在尊中,覆蓋周密無際。如有地動,尊則震,龍機發,吐丸而蟾蜍銜之,振聲激揚,伺者因此覺知。雖一龍發機,而七首不動。尋其方面,甩乃知震之所在。驗之以事,合契若神。自書典所記,未之有也。當一龍機發而地不覺動,京師學者咸怪其無征。後數日驛至,果地震隴西。於是皆服其妙。自此以後,乃令史官記地動所從方起」。
顯然,這是一種測定震源方向的儀器。可惜,後來這架地動儀失傳了。
我國考古博物學家王振鐸在總結國內外學者復制研究工作的基礎上,根據書上的記載和力學原理滿意地復製成功了侯風地動儀的復原模型,它主要是一個利用了重心很高的「都柱」的不穩平衡。從這個儀器的製造來看,張衡已利用了力學上的慣性原理,同時他對地震波傳播和方向性也一定有所了解。這些在當時來說都是十分了不起的。
④記里鼓和指南車。這是三國時魏人馬鈞根據以前的記載模仿製成的兩種利用各種齒輪的復合運動傳動的自動機構。記里鼓是利用原動齒輪帶動大小不同的一套從輪,使車輪轉動把車行的里數自動地表示出來的一種裝置。
指南車是利用一套能自動離合的齒輪系統的定向裝置,使得立在車上的一個木製人像的手永遠指著固定的方向。關於這兩種裝置的結構,在劉仙洲教授著的《中國機械工程發明史》第一編第五章中有較詳細的介紹。
(2)光學方面
關於光學知識的記載以《墨經》經下中的八條(16至高無23)最為系統。其內容涉及影子生成的道理,本影和半影,由物體與光源的相對位置確定影子的大小,光的直線傳播實驗,光的反射性和平面鏡成像,凹面鏡成像,凸面鏡成像等。它已觸及了幾何光學很大一部分,從時間上看要比古希
臘歐幾里德注《反射光學》早一百多年,所以,《墨經》中的光學條文,不僅是我國最早的光學著作,也是世界古代科技史上難得的各較全面的光學著作。
⑥ 簡述我國水資源的成就
歷代興修的水利工程
(1)戰國:秦國的都江堰、鄭國渠。
(2)秦:開通了秦渠、靈渠和江南運河。
(3)兩漢:農田水利地區特色明顯。
①黃河流域以營建灌溉渠系為主,著名工程有六輔渠、白渠、龍首渠等。
②江淮、江漢之間以修治天然陂池為主,著名工程有六門陂。
③東南以排水築堤、變濕淤之地為良田為主,著名工程有鑒湖等。
④西北主要利用雪水或地下水,修築特殊的水利工程—坎兒井。
(4)三國兩晉南北朝:曹魏興復了芍陂、茹陂等許多渠堰堤塘。北魏孝文帝下令有水田之處,都要通渠灌溉。
(5)隋唐:開通大運河有利於農田灌溉。唐朝設專官管理水利事業,各地修建了不少水利工程,僅江南興建和修復的水利工程,就大大超過了六朝的總和。
(6)五代十國:興修水利工程,如安豐塘(南唐)、捍海塘(吳越)。
(7)元:開鑿會通河(山東東平到臨清)、通惠河(通州到大都)。
★古代開挖的運河
(1)古江南河——開挖於春秋時期的吳國,溝通蘇州和揚州間的水道,它是中國開挖最早的運河。
(2)邗溝——開挖於春秋時期的吳國,溝通長江與淮河水系。
(3)靈渠——開挖於秦朝,秦始皇伐南越時,由史祿負責興修,溝通了湘水和灕水。這條運河連接了向北流的湘江和向南流的灕江,使長江水系和珠江水系之間溝通,以後歷代又曾多次修繕利用。
(4)隋朝大運河——開挖於605年,分為永濟渠、通濟渠、邗溝和江南河四段,全長四五千里,以東都洛陽為中心,東北通到涿郡,東南到餘杭,成為南北交通的大動脈。
(5)元——開鑿了從山東東平到臨清的會通河。後來又開鑿了從通州到大都的通惠河。這就使原有的運河連接起來。
★古代對黃河的治理
(1)大禹用疏導的方法治理黃河。
(2)西漢武帝、東漢明帝都進行過大規模的黃河治理工程。
(3)元朝政府多次征發農民和兵士,治理黃河。
★古代著名的建築工程
(1)趙州橋——隋朝工匠李春設計建造,是現存世界上最古老的一座石拱橋。(注意:趙州橋的特點,與地理、物理等學科聯系。)
(2)萬里長城——從戰國到明,歷代都修建長城。最重要的是秦長城,西起臨洮東到遼東;明長城西起嘉峪關,東到鴨綠江。
⑦ 中國古代科技成就的地理學成就
(1)南北朝時期:①西晉時期,裴秀是中國古代傑出的地圖學家。繪制出《禹貢地版域圖》,還提權出了繪制地圖的原則。②北魏時期,地理學家酈道元的《水經注》,通過為古書《水經》作注,以《水經》為綱,全面而系統地介紹了水道流經地區的自然地理和經濟地理等諸方面的內容,是一部歷史、地理、文學價值都很高的綜合性地理著作。
(2)明清時期:明朝徐霞客的《徐霞客游記》,對石灰岩溶蝕地貌的觀察和記述, 早於歐洲約兩個世紀。還記錄了一些地理發現,糾正了前代地理學著作中的一些錯誤。
⑧ 我國在地理領域曾取得什麼成就
以竺可楨為代表的我國近代地理學 竺可楨(1890—1974) 是我國近代地理學的奠基人。1918 年畢業於美國哈佛大學,獲博士學位。回國後創建東南大學地學系、國家氣象研究所,主持浙江大學教育工作。解放後任中國科學院副院長,主持全國地理學、氣象學的科學研究工作。他關心和領導了我國自然資源綜合考察、海洋科學研究以及冰川、凍土、沙漠研究,在氣候學、氣象學研究方面貢獻尤為突出。在他領導下,我國從解放前就建有100 多個氣象站,至1959 年共建立了2400多個氣象站和3 萬多個氣象哨,初步形成了全國氣象觀測網路,開辟了為經濟建設服務,特別是為農業服務的我國宏大的地理事業和氣象事業。目前我國已擠身於世界氣象科學的先進行列之中,這與竺可楨的開拓、領導是分不開的。他數十年來一直專心研究我國歷史時期氣候變遷,撰寫了《中國五千年來氣候變遷初步研究》一文,在國際學術界獲得較高評價。除此而外,竺先生早年編著了《地學通論》,對台風、東亞季風的研究有突出貢獻,而後又進行氣候學、物候學、農業氣象氣候學等方面研究,對地學其他領域也多有建樹。他的考察足跡遍及全國,著述近300 篇,稱得上是我國地理學界的一顆巨星。 我國的近代地理學(60 年代以前)基本可以分為兩個階段:第一階段從清末民初到解放前。地理學受德國的地理思想影響很小,主要是受歐美流派的影響較強。最早開拓地理學研究和地理教育的是張相文(1867—1933),編著出版了中國第一部中小學地理教材《初等地理教科書》、《中等本國地理教科書》(1901)。將西方地理學思想介紹到中國來的除了竺可楨先生外,還有從英國留學歸來的丁文江教授,他為發展中國的地質學、自然地理學做了不少工作。第二階段為解放後到60 年代。這一階段主要是接受蘇聯地理學思想的影響。應當說我國地理學從書齋、課堂中走出來為經濟建設服務是從建國後開始的。雖然也經過了一些曲折和政治上"左"的干擾,但總的說還是取得了很大成績,地理學者有了施展才能為祖國服務的廣闊天地,連西方地理學家也承認"共產黨建立政權後,得到了新的推動力。"①已在第五章列舉了我國地理為生產實踐服務的大量事例,此不贅述。下面僅就幾個主要方面說明如下: (一)區域研究我國在開發西北、西南和熱帶資源,以及自環境治理改造方面做出了世界矚目的貢獻。以中國科學院綜合考察委員會和我國氣象工作者為主的青藏高原的自然資源開發研究、青藏高原自然環境的研究、青藏高原對亞洲和世界自然環境(特別是氣候)影響的研究方面取得了很大成績。以施雅風、朱震達先生等為首的地理工作者對我國新疆和黃土高原乾旱地區及冰川凍土的研究,實際地為乾旱區農業發展、水土保持、三北防護林的建設做出了貢獻。以任美鍔教授為首的地理工作者,對熱帶資源、亞熱帶資源開發的研究,為我國橡膠等熱帶作物區的擴大種植做出了貢獻。 (二)農業水熱資源的開發利用研究 中國科學院地理研究所在黃秉維先生領導下長期開展對我國農業水熱資源開發研究,制定了《中國綜合自然區劃》,其水熱指標所劃分的各級自然區本身就是我國農業發展藍圖的底圖。全國范圍開展農業區劃、土地利用區劃,同時還定點觀察研究水熱資源。這個領域可以說是地理工作者參加最為廣泛的領域。主編了大型的《中國自然地理》專著。 (三)經濟地理研究 中國人民大學作為全國中心基地為全國培養了大批經濟地理工作者。經濟地理工作者廣泛參加了國民經濟計劃和各級經濟區劃的制定工作。 (四)土地利用開發區建設研究 80 年代後期我國改革開放的形勢出現全方面大幅度躍進的形勢,地理學在區域開發和沿海城市對外開放的經濟技術開發區規劃做了大量的工作,在土地科學經濟管理方面做了大量有益的開拓性的研究。 總之,解放以後我國地理學是比較受重視的。在其他一些國家還把地理科學做為輔助科學或知識性科學的時候,我國就把地理學列為基礎科學,而且在科學發展十二年規劃中佔有相當大的比重,同時地理實踐的廣泛性在世界上也是少有的。既有像黃秉維、胡煥庸、王乃梁、林超、任美鍔、施雅風、周廷儒、侯仁之、李春芬、孫敬之、譚其驤等老一輩優秀地理學家,也涌現出一批優秀中青年科學家,在諸多學術領域中做出了貢獻。但是,也曾一度,由於片面學習前蘇聯和政治上"左"的影響,使我們對歐美等國家地理學的新思想新方法吸收很少,有時甚至是極力排斥。特別是對"地理環境決定論"和喬治·葛德石的過"左"批判,使我國的人文地理學(特別是社會文化地理)幾乎處於完全空白的狀態。由於政治上的壓力,地理工作者在對我國至關重大的資源與人口關系的問題上,沒有盡到自己的科學責任。在地理教育方面,盡管學校地理教育做了不少工作,但國民社會地理教育方面,無論從出版物的數量,教育組織、教育活動的規模方面,與發達國家比還是很落後的。
⑨ 中國古代著名地理學家有哪些分別有哪些成就
裴秀(223~271年),字季彥,西晉時著名地理學家、制圖理論家。他領導和組織編製成《禹貢地域圖》18篇,是中國和全世界見於文字記載的最早歷史地圖集。他第一次明確建立了中國古代地圖的繪制理論——「制圖六體」。而且是中國古代唯一的系統制圖理論。
酈道元(約466~527),字善長,北魏范陽(今河北省涿縣)人。他一生閱讀了大量地理著作,並對我國的自然、地理作了大量的調查、考證和研究工作,以《水經》為藍本,撰寫出了一部地理學巨著——《水經注》,共計40卷,約30萬言,記述了大小河道計1252條。使原先僅記述137條河流、僅一萬余字的《水經》擴大了20餘倍,對於研究我國古代歷史和地理具有重要的參考價值。《水經注》也是一部頗具特色的山水游記。
徐霞客(1587~1641),原名弘祖,字振之,別號霞客,江陰人。21歲開始出遊,30年間歷盡艱險,足跡遍及大江南北,將其觀察所得,按日記載。被後人編輯整理成60餘萬字的《徐霞客游記》,不但具有極高的科學價值,而且具有很高的文學價值,被譽為「千古奇書」。
魏源(1794~1857),原名遠達,字默深,湖南邵陽人。鴉片戰爭以後,西方列強侵入中國,而中國人對外國知之甚少,於是他決定編寫《海國圖志》。這本書的基礎是林則徐主持編寫的《四洲志》,在朋友的鼓勵下,他僅僅半年就完成了五十卷的《海國圖志》,後來又花四年時間精心擴充到六十卷,到1852年,編成一百卷。這本書是近代第一部由中國人自己編的介紹世界各國國情的著作。包括了政治、經濟、軍事、歷史、地理、文化等各方面,而且在書中魏源還重點介紹了自己抵抗侵略、民族自強的重要思想。
⑩ 三國兩晉南北朝時期我國不僅在數學農學方面取得了突出的成就在地理學方面也有
1.科學技術世界領先:科技方面,繼承了秦漢的成就,在數學,農學,地理學等方面超過秦漢水平,取得世界領先地位,為隋唐科技文化繁榮奠定基礎. 2.文化藝術成就多樣,各具特色.