简述我国地理学的成就
① 近六十年来我国综合自然地理研究有哪些主要成就
综合自然地理学(Integrated physical geography)是在部门自然地理学的基础上对自然
地理环境整体进行系统的综合研究。早在20世纪50年代末期,前苏联A.R.伊萨钦科
来中国讲学,系统介绍了有关地理壳、自然区划和景观学的进展。这个讲学的进修班在
林超教授领导下经集体讨论,确定了“综合自然地理学”的学科名称,并发展为自然地
理学的一门独立分科。综合自然地理学是中国学者创立和命名的学科,这与中国传统文
化的影响有关,也与老一辈地理学家的长期努力有关。在此之前,林超、黄秉维等就已
从事自然地理的综合研究工作,如黄秉维在20世纪30年代编撰了《自然地理原理》和
《中国地理》等,周廷儒在30-40年代开创对历史时期环境变化的综合研究。我国综合自
然地理学实际上既经历了20世纪初的西方近代地理学的传入,又继承了中国古代地理学
的传统,还受到原苏联地理学思想的深刻影响,并且与国家的经济建设密切结合,形成
和发展成为具有中国特色的综合自然地理学。
20世纪80年代,钱学森提出要发展地球表层学,本来即以地球表层为研究对象,
并在全球自然地域分异规律方面有所建树的综合自然地理学正好与之契合。面对地球表
层这一复杂巨系统,综合自然地理学在研究中采用了系统科学的理论和方法。90年代针
对西方提出的地球系统科学和可持续发展,黄秉维提出建立“陆地系统科学”[6]的理论体
系。他指出,区域持续发展研究的理论基础是对地球表层(主要陆地表层)自然与人文
各种要素的综合规律的揭示,即陆地系统科学。地球系统科学中大气基本是气体,海洋
基本是液体,陆地由固体、液体、气体组成,生物界亦最复杂,受到人类活动的影响最
深,与人类生存和发展关系又最密切[6]。建议以研究中国区域可持续发展为任务带动陆地
系统科学的发展[7]。陆地系统科学的提出进一步体现了综合性地理研究的思想,促进了综
合自然地理学的理论建设。进入21世纪,综合的理论和方法在与国际重大研究计划结合
中进一步得到发展。
综合自然地理学还大量展开了综合研究实践,如综合自然区划、资源综合开发、国
土整治、区域规划、环境保护等工作,以自然地理学为基础,结合相邻学科的理论方法,
去解决那些具有综合性特点的复杂问题,这使它的发展能够适应时代发展的需要。
有老一辈综合自然地理学家如林超、黄秉维、周廷儒、赵松桥、陈传康等奠定的基
础,也有许多中、青年综合自然地理工作者的不懈努力,目前的综合自然地理学已经有
了长足的发展。50多年来,中国的综合自然地理学研究在古地理学、现代自然地理过程、
土地科学、综合自然区划与区域可持续发展等领域的发展均取得了显著进展[3]。综合自然
地理学理论和应用的深化对整个地理学综合研究的深入发展起到了促进作用。
1.2综合自然地理视角的景观生态学
景观生态学(Landscape ecology)是研究和改善空间格局与生态和社会经济过程相互
关系的整合性交叉学科。其核心内容包括景观结构、景观功能和景观动态等,研究重点
集中在景观格局与生态过程相互关系及其尺度效应、人类活动对于景观结构、过程和功
能的影响,及其景观异质性的持续性利用与管理等[8]。
景观生态学既有地理学派也有生态学派,目前在地理科学领域中与综合自然地理学
难分伯仲,许多景观生态学家也是综合自然地理学家。这要从它的渊源说起。
景观生态学起源于欧洲,一般认为其创始人是德国地理学家特罗尔(Carl Troll,
1899-1975),他于1939年正式提出“景观生态学”一词[9],并在1968年将其定义为:
“研究一个给定景观区段中生物群落和其环境间的主要的、综合、因果关系的科学。这些
关系在区域分布上具有一定的空间结构(景观镶嵌体与组合),在自然地理分布上具有等
级结构”。欧洲的景观生态学不论从诞生的学科背景还是其完善过程和学科贡献,以及应
用指向,都带有浓重的综合自然地理学色彩。其关注的重点从土地利用评价与规划逐渐
扩展到资源开发与管理、生物多样性保护等领域,在理论上强调景观的多功能性、综合
整体性、景观与文化的协同,并提出了整体性景观生态学的概念框架。北美的景观生态
学是在欧洲影响下,从20世纪80年代初开始发展,并逐渐形成了自己的特色,以景观
生态过程、数量化和模拟研究以及自然景观研究见长。欧洲和北美的景观生态学研究基
本上引领了国际景观生态学发展的主要方向,二者也在不断地相互影响、相互渗透,推
动着景观生态学学科体系的不断发展和完善[10]。
中国的景观生态学从介绍国外先进国家的同类研究工作开始。早期翻译欧洲景观生
态学文章的有刘安国、林超、陈昌笃等,而李哈滨则是较为系统地介绍了北美学派的景
观生态学。1990年,肖笃宁主持翻译了R.T.T.Forman和M.Godron的《景观生态学》一
书[11],标志着景观生态学的概念、理论和方法已基本被我国学界所接受。此后,我国景观
生态学工作者相继开展了实质性的研究工作[12]。经过20余年的努力,在景观格局与生态
过程、土地利用与动态、景观规划与设计、环境影响评价与自然保护等方面的研究与应
用中取得了重要进展[13]。从整体上看,尽管我国的景观生态学发端于对欧洲景观生态学理
论、方法和技术的引进,但研究范式接近于北美地区,即更多的带有生态学方法论色彩。
2.1基础研究与理论进展
2.1.1陆地表层系统自然地理过程陆地表层系统自然地理过程研究与近年来国际上非
常活跃的地球系统科学、全球环境变化研究相呼应,结合“全球变化与区域响应”、“人
类活动对地球系统的影响机制”等科学命题[14,15],自然地理过程研究从自然过程研究转向
自然过程与人文过程的综合研究,从无机过程研究转向无机—有机的综合研究,从单一
要素研究转向多要素综合研究,从宏观研究转向宏观与微观的结合研究。研究强调人为
因素在各种过程中的作用,强调人为因素作用下的地理过程对自然资源和环境的影响,
强调地理过程与全球变化之间的耦合作用以及可能引发的后果,强调地理过程在土地退
化过程中的关键作用。研究内容从地域系统的结构与功能向动态拓展。理论研究从系统
变化的驱动力与过程向机制研究深化,并从简单综合向系统综合与集成转变[16]。进而开展
了自然和社会经济驱动、时空变化过程以及资源、环境、生态和灾害效应等地表环境变
化的驱动力、过程和效应的研究。综合自然地理学在陆地表层系统、环境系统、人地系
统方面的理论建设更加系统化;通过要素综合、过程综合与区域综合,综合性不断得到
加强;通过自然与人文的交叉、科学与技术的交叉、多学科交叉研究,交叉性更加明显。
在理论上,发展了综合的格局—过程、驱动力—过程—效应的研究[17]。从近3年国家自然
科学基金资助的综合自然地理(D010106)项目看,与上述命题相关的研究2006年占
63.0%,2007年占56.1%,2008年占67.9%,3年平均占61.5%,足见陆地表层系统自然
地理过程研究在综合自然地理学中的基础研究地位和重视程度。
2.1.2土地科学
土地科学的研究重点结合国际地圈生物圈计划(IGBP)与国际全球环
境变化人文因素计划(IHDP)的联合核心项目“土地利用/覆被变化(LUCC)”及新阶段
的“全球土地计划(GLP)”取得进展。近年来所发表的论文可以归为土地利用分类系统
与分区、土地利用现状分析、LUCC及其驱动力、土地可持续利用和土地利用规划等5
个研究主题。据张镱锂等对土地利用文献的统计,我国在2002-2007年发表的论文占
1978年以来文献总量的65.0%,2007年一年的论文数量达到796篇。这表明我国土地利
用研究的领域不断扩展,从事土地利用研究的科技队伍不断加强的同时,国家有关部门
对该领域研究的支持力度持续加强,项目资助数和经费额度均明显提高[16]。随着国际上将
LUCC这一研究主题上升为“土地变化科学”的学科范畴[18],随着土地利用问题在国际科
学研究与区域可持续发展领域研究的不断深化,更加重视基础理论探讨[19]。土地资源学的
学科基础理论问题主要围绕土地资源的可持续利用展开,包括土地资源的伦理观问题、
土地资源的系统理论问题、土地资源的过程理论问题、土地资源价值论问题、土地资源
产权理论等诸多问题[20]。土地保护学所涉及的基础理论问题主要是围绕土壤学、生态学以
及经济学的基础理论问题展开的[21],作为土地退化及其防护的重要研究内容—水土保持及
荒漠化防治仍旧属于土地保护学研究领域关注的主要对象。土地生态学的基本理论问题
则主要是基于系统理论和生态学理论提出的,主要包括土地的生物生产力、土地的生物
栖息和承载功能、土地的能量平衡和水循环功能、土地的环境功能、土地生态过程、土
地生态变化规律以及土地生态的分异理论问题等[22]。土地利用与规划基础理论问题研究主
要包括地租和地价理论、土地区位理论、土地可持续利用理论、生态经济理论、人地协
调理论以及系统工程理论等[19,23,24]。
2.1.3自然区划
上一世纪,以林超、罗开富、黄秉维、任美锷、侯学煜、赵松乔和席
承藩等为代表的科学家为中国综合自然区划工作做出了卓越贡献[25-32],奠定了我国这一领
域在国际上的领先地位。郑度等的“中国生态地理区域系统”[33]是近年自然区划的代表性
研究,在分析前人区划研究工作与成果的基础上,探讨了自然地理区划方法论及其体系。自然地理区划既是区域划分的结果,也是区域划分的方法与过程,同时还是认识地理特
征和发现地理规律的一种科学方法。郑度提出了包括区划本体、区划原则、区划等级系
统、区划模型和区划信息系统的自然地理区划范式,并通过区划模型,实现区划原则、指
标体系和单位等级系统的综合[34]。另一个基础性研究是“中国主体功能区划”,樊杰阐述
了主体功能区划的科学基础,提出了区域发展的空间均衡模型。并探讨了地域功能演替
对空间均衡过程的影响,提出了区划方案效益最大化是同区域如何划分和对地域功能随
时间变化的正确把握程度相关的[35]。自然区划已向带有自然区域划分性质的综合区划发
展,在《中国地理多样性与可持续发展》一书中,蔡运龙阐述了三大地带和七大地区及
其内部的地理多样性,可视为综合区划性质的著作[36]。自然区划的趋势还表现为区划方案
多样、应用领域广泛、影响决策显著等。在中国期刊网上检索到2007-2008年发表的自然
区划及其相关研究文章约有696篇。
2.1.4景观生态学近年来中国的景观生态学研究发展迅速,人才培养成果显著,研究
队伍不断扩大。在中国期刊网上,以“景观生态”作为主题词检索到的博士和硕士论文
呈现快速增长的态势。由2000年的3篇,增加到2007年的127篇;与此同时,以景观
生态为主题的学术论文发表数量也急剧增加,由2000年的86篇,增加到2007年的504
篇。据傅伯杰等的检索统计,从1996到2007年,在以“景观生态学”为主题词检索到
的3164篇SCI论文中,有96篇来自中国,约占总数的3.03%,位列全球第七。景观
生态学研究在深度和广度上得到加强,促进了新的学科生长点的产生和发展。广度上,
开始注重自然与社会经济、人文因子的综合,以解析景观的复杂性;深度上,注重宏观
格局与微观过程的耦合,深入的微观观测和实验为宏观格局表征和管理策略的制定提供
可靠依据;宏观格局的规划和管理反过来强化了微观研究的实践意义。并进一步加强了
格局-过程和尺度效应研究[10]。随着景观生态学研究范式从平衡范式向远离平衡范式、线
性范式向非线性范式、平稳范式向非平稳范式,以及简单性范式向复杂性范式转换,一
些新的理论成为景观生态学继续发展的重要科学支撑。近年一些复杂性科学的概念和方
法在景观生态学中得到广泛应用,如分形理论、元胞自动机、自组织临界理论、复杂适
应系统理论等等[8]。建立了空间分析法(如分形分析法和小波分析法)、基于相似性的尺度
上推方法、基于局域动态模型的尺度上推方法、随机(模型)法的尺度推绎途径[37],正在
试图将这些途径和转换方法构建成统一的尺度推绎理论框架。一些新的理论如空间自相
关理论、空间非平稳理论和地统计理论等被应用到景观生态学研究的采样技术体系上。
吕一河等则提出了一个景观格局与生态过程耦合研究的基本框架[38]。
2.2方法和技术进展
面对复杂的研究对象,利用现代手段进行定量化研究和过程模拟以及建立模型仍然
是综合自然地理学与景观生态学特别是地理—生态过程研究的趋势。通过借鉴和集成其
他众多学科的研究方法,特别是非线性科学和复杂性科学在研究中的应用,定位试验、
模拟实验和遥感技术的应用,多源数据复合分析和信息挖掘,地理—生态过程模型的发
展、有效性检验与验证等,促进了综合自然地理与景观生态学的研究并使之提高到新的
水平。
2.2.1数据采集方法技术在实验数据采集方面,从监测、分析、模拟三个方面,加强
了数据的科学性和可验证性。利用化学分析技术,加强物质迁移转化过程和机理的研究;
应用物理实验,了解地表物质的物理结构及物质运动的动力学特征;利用遥感对地观测
系统和典型地理单元长期定位、半定位观测网络,加强典型地区地理要素、地理格局和
过程的变化研究;利用室内外模拟实验,简化地理环境的复杂性,加强不同要素作用方式
和过程的识别研究[39]。
在区域与全球尺度上,卫星遥感已成为自然地理和景观生态学研究中最主要的信息来源之一。遥感数据在分辨率、高光谱方面更加多样化。并发展了利用夜间灯光影像为
数据源,用来研究城市土地扩展和蔓延。地理信息系统与遥感、全球定位系统与计算机
相结合,具有对时空信息的综合处理能力、对现实世界的模拟能力,并能产生和发现新
的信息,为综合自然地理和景观生态学的区域研究提供了强有力的支持。近年来,对地
观测系统的建立与全球准同步动态监测已成为现实,使人类有能力对全球性问题进行系
统研究和综合集成[17]。
在微观尺度上,定位试验观测、实验模拟与分析方法得到进一步发展,野外观测台
站建设在科技部的推动下已经实现网络化体系;实验室数量、仪器设备、试验方法不断
完善。
通过对历史文献记载的深入挖掘和利用树轮、冰芯、湖芯、石笋等自然证据,过去
300年全国和区域性的土地利用/覆盖变化数据集已经形成。过去2000年的气候与环境
变化重建等方面也取得了很大进展。
2.2.2模型与数学方法在计算机网络和数字技术的支撑下,系统模型模拟技术也在不
断强化过程中。已经涌现出大量的环境变化和LUCC模型。部分影响较大的模型包括:
Ehrlich的“I=PAT”公式[40]、国际应用系统分析研究所(IIASA)建立的世界粮食与农业
系统全球模型[41]、LMAGE2.0(Integrated Model to Assess the Greenhouse Effect)模型[42]。
特别是CLUE(The Conversion of Land Use and its Effects)[43,44]、元胞自动机模型(Cellular
Automata,CA)[45]等以GIS技术为支撑进行空间格局模拟的模型得到广泛应用。
包含生态学过程与机理的景观机制模型被越来越多地应用到景观生态学的模拟中,
特别是这类模型与元胞自动机相结合,极大地增强了对于景观形成和演变机制模拟的能
力。目前基于智能体的个体模型成为景观生态学模拟的热点途径之一,已经应用到土地
利用/土地覆被以及城市景观的形成演化上。空间显式斑块动态模型是另一类景观机制模
型,常常用于格局和过程作用频繁、斑块周转率快的景观系统[8]。
各种数学方法被用于地理评价和规划,如模糊逻辑、人工神经网络、小波分析、遗
传算法、多目标线性规划、主成分分析法、灰色评价、聚类分析等。另外,分形原理、
三维景观模型、Google Earth技术、DEM分析技术、生态足迹法、能值法等等也得到广
泛应用。研究者以定量的精确判断、抽象的数学模型及合理的趋势推导,使研究结果更
科学、更准确,推进了综合自然地理学研究方法的创新[16]。目前正朝着以地球系统科学为
指导、以并行计算、网络计算等信息科学新技术为依托的学科体系稳步发展[17]。
2.3成果应用
2.3.1土地科学的成果应用针对我国粮食安全、城市化占用耕地、土地退化等问题,
近几年来在土地利用和土地覆被变化研究领域开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状况及其历史变迁,土地利用和土地覆被变化的驱动因子分析,
土地利用/土地覆被变化的环境与生态效应,土地利用和土地覆被变化与全球气候变化的
相互作用,土地利用和土地覆被变化与耕地、粮食、土地退化等可持续发展重点问题的
相互关系,现有土地利用方式的可持续性及其调控途径等。这些研究为解决国家战略需
求、区域社会经济发展与环境方面的问题做出了贡献。
2.3.2自然地域系统和格局、过程的成果应用在多年综合自然区划和土地类型研究基
础上,进一步将区域单元作为资源与环境的整体来认识,针对我国水土资源短缺与生态
退化等区域问题,研究了不同地区的土地人口承载力、水资源承载力、自然生产潜力、
生态承载力,并探讨了环境影响评价、环境变化方向等一系列问题。自然地域系统研究
也由初期的感性认识、单项自然区划、综合自然区划,发展到近几年的生态地理区域系
统研究[46]。近年来,区划的应用范围也进一步扩大,尤其在制定全球变化区域响应对策、
灾害预防、重大基础设施建设带来的生态环境效应评估等方面发挥着重要作用。
选择青藏高原、海岸地带、半干旱农牧交错地带、黄淮海平原、长江三角洲等敏感
地域,开展了环境演变的综合研究。针对我国水土流失、水资源短缺、土地退化、自然
灾害等主要资源与环境问题,中国自然地理学界开展了坡地侵蚀发育过程与坡地的改良
利用、水文循环过程与水量转化、土地退化过程及其逆转机制、土壤—植物—大气系统、
多界面过程的复杂耦合理论与模型等方面的大量研究工作。
2.3.2景观生态学的应用研究景观生态学的理论和方法在自然保护区规划设计中如功
能区划定、廊道设计以及整个保护区的空间布局上发挥了重要作用。另外,景观生态学
的原理促进了自然保护理念的更新,自然保护正从物种保护向景观保护乃至流域保护方
向转变。景观生态学中的格局分析、格局—生态过程关系分析,以及空间模拟技术为土
地利用规划设计的科学性提供了保证[47];其模拟预测技术,为土地利用规划环评提供较好
的技术支持;利用景观生态学及其他学科理论评价区域生态风险和构建区域生态安全格
局[48,49]。
2.3.4生态建设与生态评估综合自然地理学研究成果在我国的生态恢复重建中得到广
泛应用,包括以生态农业为主要建设内容的示范区建设,以工业污染防治与乡镇企业合
理规划布局为主要内容的示范区建设,以生态旅游为主要建设内容的示范区建设,生态
城市、城郊型的示范区建设,农工贸一体化型的示范区建设,以矿区生态破坏恢复治理
为主要内容的示范区建设,湿地资源合理开发利用与保护的示范区建设,土壤退化综合
整治的示范区建设,以重要生态功能区环境保护为主要内容的示范区建设,农村环境综
合整治的示范区建设。
为配合联合国千年生态系统评估计划(MA)的实施,我国启动了中国西部生态系统
综合评估项目,研究成果为西部大开发中的生态系统保护、管理与生态建设提供了科学
依据。通过较多学者的努力,在生态系统服务领域的多方面都有所进展,对国家的生态
政策产生了重大影响[17]。
2.3.5对重大工程、环境治理和决策的贡献综合自然地理研究成果为大型工程提供可
行性论证,为工程建设及运行中的各种可能灾害提供预防措施,为环境治理提供理论和
技术以及为国家重大决策提供指导性意见。例如,在青藏铁路工程建设中,从选线、施
工场地选址、施工时段安排等方面提出方案,最大限度地减少了工程建设对自然保护的
冲击。综合自然地理工作者在铁路修建过程中和建成后一直进行环境的监测、脆弱性和
生态安全的评估以及环境效应的追踪研究。在南水北调工程对沿线生态与环境的影响、
塔里木沙漠公路防护林生态工程、西气东输工程沿线地区不同类型区生态恢复中都有综
合自然地理学的贡献。
在西部大开发过程中,综合自然地理学的工作聚焦在生态与环境的研究与保护方面,
主要研究了西部生态与环境的演化过程、水土资源的持续利用、生态与环境现状评价及
未来50年变化趋势预测等,为科学认知我国西部地区生态与环境变化规律,促进西部地
区水土资源可持续利用等提供科学依据和技术支撑[50]。在东北地区水土资源配置、生态与
环境保护和可持续发展,黄土高原水土流失治理,长江中下游湖泊富营养化治理,“三
农”问题,生态系统碳收支问题等方面都发挥了很大作用[17]。
② 地理学成就是什么
天文学、地理学的主要成就是能使人“上知天文下知地理”“无所不知”。
③ 中国历史上的地理研究成果简单说几个
·徐霞客+《徐霞客游记》
·《徐霞客游记》以日记体为主的中国地理名著内。
徐霞客经30多年旅行容,写有天台山、雁荡山、黄山、庐山等名山游记17篇和《浙江日记》、《江右游日记》、《楚游日记》、《粤西游日记》、《黔游日记》、《滇游日记》等著作,除佚散者外,遗有60余万字游记资料,在去世后由他人整理成《徐霞客游记》。
世传本有10卷、12卷、20卷等数种。主要按日记述作者明朝万历四十一年至明崇祯十二年间(1613年—1639年)旅行观察所得,对地理、水文、地质、植物等现象,均作详细记录,在地理学和文学上卓有成就。《徐霞客游记》开辟了地理学上系统观察自然、描述自然的新方向;既是系统考察祖国地貌地质的地理名著,又是描绘华夏风景资源的旅游巨篇,还是文字优美的文学佳作,在国内外具有深远的影响。
④ 魏晋时期地理学成就
魏晋南北朝时期的地理学成就,我觉得应该也就是当时郦道元的水经注,除了这之外,我觉版得应该权没有其他的著作,比如说像其他的一些的话,也不算是地理学,另外的话应该也就是当时编写的一些正史之类的,里面也会写到地理志,我觉得这个应该也算是地理学成就,至于其他的,我觉得应该也就没有多少著作。
⑤ 古代中国对地理学的贡献
中国古代的物理成就
我国古代的科学技术成就中,属于物理学或与物理学有关的,可以提出力学、光学和声学等三个方面作一简要介绍。
(1)力学方面
①《考工记》一书中的有关记载。这是一本现存的有关我国古代手工业技术规范的书籍,可能是春秋时代(公元前700至400年)末年的作品。它记述了许多手工业的工艺制作与设施,汇集了至公元前3、4世纪时的工程技术知识。其中包含的力学知识,主要有:关于惯性的记载、滚动摩擦的论述、论箭的飞行与保持稳定,还记述了有关力的测量、斜面受力分析以及材料和施工中的一些软科学知识。
②《墨经》中有关力学知识的记载。《墨经》战国时代以墨翟(公元前490至403年)为首的墨家的代表作,分为“经”与“经说”两大部分。经说是经的注解。前者的内容大多是一些定义性质的条文,后者则带有定律的性质的解释。
《墨经》中的软科学知识已不全是实际生产知识的总结和记述,而是对力学现象进行了粗浅的概括,并进行了一些推理论证。诸如,关于时空观念、运动学知识、力的概念、力系平衡的论述,以及斜面、滑轮及其应用,等等。
现举一条关于杠杆的理论探讨以兹说明:
经下第25条:“天(衡)而必正,说在得。”经说:“(衡),加重于一旁,必捶(垂),权重相若也。相衡,则本短标长,两相加焉,重相若,则标必下,标得权也。”
这一条说明了不等臂天平(秤)的平衡关系。可能是墨家探讨杠杆平衡关系的实验总结,说明墨家发现杠杆定律较之古希腊的阿基米德要早二百多年。但并没有阿基米德杠杆定理那样完整和定量化。
③侯风地动仪。这是东汉张衡(公元78至139年)所制的世界上第一台地震仪。《后汉书张衡列传》上有下面一段记载:“(顺帝)阳嘉元年(即公元132年),复造侯风地动仪。以精铜铸成,圆径八尺,合盖隆起,
形似洒尊,饰以篆文山龟乌兽之形。中有都柱,傍行八道,施关发机。外有八龙,首衔铜丸;下有蟾蜍,张口承之。其牙机巧制,皆隐在尊中,覆盖周密无际。如有地动,尊则震,龙机发,吐丸而蟾蜍衔之,振声激扬,伺者因此觉知。虽一龙发机,而七首不动。寻其方面,甩乃知震之所在。验之以事,合契若神。自书典所记,未之有也。当一龙机发而地不觉动,京师学者咸怪其无征。后数日驿至,果地震陇西。于是皆服其妙。自此以后,乃令史官记地动所从方起”。
显然,这是一种测定震源方向的仪器。可惜,后来这架地动仪失传了。
我国考古博物学家王振铎在总结国内外学者复制研究工作的基础上,根据书上的记载和力学原理满意地复制成功了侯风地动仪的复原模型,它主要是一个利用了重心很高的“都柱”的不稳平衡。从这个仪器的制造来看,张衡已利用了力学上的惯性原理,同时他对地震波传播和方向性也一定有所了解。这些在当时来说都是十分了不起的。
④记里鼓和指南车。这是三国时魏人马钧根据以前的记载模仿制成的两种利用各种齿轮的复合运动传动的自动机构。记里鼓是利用原动齿轮带动大小不同的一套从轮,使车轮转动把车行的里数自动地表示出来的一种装置。
指南车是利用一套能自动离合的齿轮系统的定向装置,使得立在车上的一个木制人像的手永远指着固定的方向。关于这两种装置的结构,在刘仙洲教授著的《中国机械工程发明史》第一编第五章中有较详细的介绍。
(2)光学方面
关于光学知识的记载以《墨经》经下中的八条(16至高无23)最为系统。其内容涉及影子生成的道理,本影和半影,由物体与光源的相对位置确定影子的大小,光的直线传播实验,光的反射性和平面镜成像,凹面镜成像,凸面镜成像等。它已触及了几何光学很大一部分,从时间上看要比古希
腊欧几里德注《反射光学》早一百多年,所以,《墨经》中的光学条文,不仅是我国最早的光学著作,也是世界古代科技史上难得的各较全面的光学著作。
⑥ 简述我国水资源的成就
历代兴修的水利工程
(1)战国:秦国的都江堰、郑国渠。
(2)秦:开通了秦渠、灵渠和江南运河。
(3)两汉:农田水利地区特色明显。
①黄河流域以营建灌溉渠系为主,著名工程有六辅渠、白渠、龙首渠等。
②江淮、江汉之间以修治天然陂池为主,著名工程有六门陂。
③东南以排水筑堤、变湿淤之地为良田为主,著名工程有鉴湖等。
④西北主要利用雪水或地下水,修筑特殊的水利工程—坎儿井。
(4)三国两晋南北朝:曹魏兴复了芍陂、茹陂等许多渠堰堤塘。北魏孝文帝下令有水田之处,都要通渠灌溉。
(5)隋唐:开通大运河有利于农田灌溉。唐朝设专官管理水利事业,各地修建了不少水利工程,仅江南兴建和修复的水利工程,就大大超过了六朝的总和。
(6)五代十国:兴修水利工程,如安丰塘(南唐)、捍海塘(吴越)。
(7)元:开凿会通河(山东东平到临清)、通惠河(通州到大都)。
★古代开挖的运河
(1)古江南河——开挖于春秋时期的吴国,沟通苏州和扬州间的水道,它是中国开挖最早的运河。
(2)邗沟——开挖于春秋时期的吴国,沟通长江与淮河水系。
(3)灵渠——开挖于秦朝,秦始皇伐南越时,由史禄负责兴修,沟通了湘水和漓水。这条运河连接了向北流的湘江和向南流的漓江,使长江水系和珠江水系之间沟通,以后历代又曾多次修缮利用。
(4)隋朝大运河——开挖于605年,分为永济渠、通济渠、邗沟和江南河四段,全长四五千里,以东都洛阳为中心,东北通到涿郡,东南到余杭,成为南北交通的大动脉。
(5)元——开凿了从山东东平到临清的会通河。后来又开凿了从通州到大都的通惠河。这就使原有的运河连接起来。
★古代对黄河的治理
(1)大禹用疏导的方法治理黄河。
(2)西汉武帝、东汉明帝都进行过大规模的黄河治理工程。
(3)元朝政府多次征发农民和兵士,治理黄河。
★古代著名的建筑工程
(1)赵州桥——隋朝工匠李春设计建造,是现存世界上最古老的一座石拱桥。(注意:赵州桥的特点,与地理、物理等学科联系。)
(2)万里长城——从战国到明,历代都修建长城。最重要的是秦长城,西起临洮东到辽东;明长城西起嘉峪关,东到鸭绿江。
⑦ 中国古代科技成就的地理学成就
(1)南北朝时期:①西晋时期,裴秀是中国古代杰出的地图学家。绘制出《禹贡地版域图》,还提权出了绘制地图的原则。②北魏时期,地理学家郦道元的《水经注》,通过为古书《水经》作注,以《水经》为纲,全面而系统地介绍了水道流经地区的自然地理和经济地理等诸方面的内容,是一部历史、地理、文学价值都很高的综合性地理著作。
(2)明清时期:明朝徐霞客的《徐霞客游记》,对石灰岩溶蚀地貌的观察和记述, 早于欧洲约两个世纪。还记录了一些地理发现,纠正了前代地理学著作中的一些错误。
⑧ 我国在地理领域曾取得什么成就
以竺可桢为代表的我国近代地理学 竺可桢(1890—1974) 是我国近代地理学的奠基人。1918 年毕业于美国哈佛大学,获博士学位。回国后创建东南大学地学系、国家气象研究所,主持浙江大学教育工作。解放后任中国科学院副院长,主持全国地理学、气象学的科学研究工作。他关心和领导了我国自然资源综合考察、海洋科学研究以及冰川、冻土、沙漠研究,在气候学、气象学研究方面贡献尤为突出。在他领导下,我国从解放前就建有100 多个气象站,至1959 年共建立了2400多个气象站和3 万多个气象哨,初步形成了全国气象观测网络,开辟了为经济建设服务,特别是为农业服务的我国宏大的地理事业和气象事业。目前我国已挤身于世界气象科学的先进行列之中,这与竺可桢的开拓、领导是分不开的。他数十年来一直专心研究我国历史时期气候变迁,撰写了《中国五千年来气候变迁初步研究》一文,在国际学术界获得较高评价。除此而外,竺先生早年编著了《地学通论》,对台风、东亚季风的研究有突出贡献,而后又进行气候学、物候学、农业气象气候学等方面研究,对地学其他领域也多有建树。他的考察足迹遍及全国,著述近300 篇,称得上是我国地理学界的一颗巨星。 我国的近代地理学(60 年代以前)基本可以分为两个阶段:第一阶段从清末民初到解放前。地理学受德国的地理思想影响很小,主要是受欧美流派的影响较强。最早开拓地理学研究和地理教育的是张相文(1867—1933),编著出版了中国第一部中小学地理教材《初等地理教科书》、《中等本国地理教科书》(1901)。将西方地理学思想介绍到中国来的除了竺可桢先生外,还有从英国留学归来的丁文江教授,他为发展中国的地质学、自然地理学做了不少工作。第二阶段为解放后到60 年代。这一阶段主要是接受苏联地理学思想的影响。应当说我国地理学从书斋、课堂中走出来为经济建设服务是从建国后开始的。虽然也经过了一些曲折和政治上"左"的干扰,但总的说还是取得了很大成绩,地理学者有了施展才能为祖国服务的广阔天地,连西方地理学家也承认"共产党建立政权后,得到了新的推动力。"①已在第五章列举了我国地理为生产实践服务的大量事例,此不赘述。下面仅就几个主要方面说明如下: (一)区域研究我国在开发西北、西南和热带资源,以及自环境治理改造方面做出了世界瞩目的贡献。以中国科学院综合考察委员会和我国气象工作者为主的青藏高原的自然资源开发研究、青藏高原自然环境的研究、青藏高原对亚洲和世界自然环境(特别是气候)影响的研究方面取得了很大成绩。以施雅风、朱震达先生等为首的地理工作者对我国新疆和黄土高原干旱地区及冰川冻土的研究,实际地为干旱区农业发展、水土保持、三北防护林的建设做出了贡献。以任美锷教授为首的地理工作者,对热带资源、亚热带资源开发的研究,为我国橡胶等热带作物区的扩大种植做出了贡献。 (二)农业水热资源的开发利用研究 中国科学院地理研究所在黄秉维先生领导下长期开展对我国农业水热资源开发研究,制定了《中国综合自然区划》,其水热指标所划分的各级自然区本身就是我国农业发展蓝图的底图。全国范围开展农业区划、土地利用区划,同时还定点观察研究水热资源。这个领域可以说是地理工作者参加最为广泛的领域。主编了大型的《中国自然地理》专著。 (三)经济地理研究 中国人民大学作为全国中心基地为全国培养了大批经济地理工作者。经济地理工作者广泛参加了国民经济计划和各级经济区划的制定工作。 (四)土地利用开发区建设研究 80 年代后期我国改革开放的形势出现全方面大幅度跃进的形势,地理学在区域开发和沿海城市对外开放的经济技术开发区规划做了大量的工作,在土地科学经济管理方面做了大量有益的开拓性的研究。 总之,解放以后我国地理学是比较受重视的。在其他一些国家还把地理科学做为辅助科学或知识性科学的时候,我国就把地理学列为基础科学,而且在科学发展十二年规划中占有相当大的比重,同时地理实践的广泛性在世界上也是少有的。既有像黄秉维、胡焕庸、王乃梁、林超、任美锷、施雅风、周廷儒、侯仁之、李春芬、孙敬之、谭其骧等老一辈优秀地理学家,也涌现出一批优秀中青年科学家,在诸多学术领域中做出了贡献。但是,也曾一度,由于片面学习前苏联和政治上"左"的影响,使我们对欧美等国家地理学的新思想新方法吸收很少,有时甚至是极力排斥。特别是对"地理环境决定论"和乔治·葛德石的过"左"批判,使我国的人文地理学(特别是社会文化地理)几乎处于完全空白的状态。由于政治上的压力,地理工作者在对我国至关重大的资源与人口关系的问题上,没有尽到自己的科学责任。在地理教育方面,尽管学校地理教育做了不少工作,但国民社会地理教育方面,无论从出版物的数量,教育组织、教育活动的规模方面,与发达国家比还是很落后的。
⑨ 中国古代著名地理学家有哪些分别有哪些成就
裴秀(223~271年),字季彦,西晋时著名地理学家、制图理论家。他领导和组织编制成《禹贡地域图》18篇,是中国和全世界见于文字记载的最早历史地图集。他第一次明确建立了中国古代地图的绘制理论——“制图六体”。而且是中国古代唯一的系统制图理论。
郦道元(约466~527),字善长,北魏范阳(今河北省涿县)人。他一生阅读了大量地理著作,并对我国的自然、地理作了大量的调查、考证和研究工作,以《水经》为蓝本,撰写出了一部地理学巨著——《水经注》,共计40卷,约30万言,记述了大小河道计1252条。使原先仅记述137条河流、仅一万余字的《水经》扩大了20余倍,对于研究我国古代历史和地理具有重要的参考价值。《水经注》也是一部颇具特色的山水游记。
徐霞客(1587~1641),原名弘祖,字振之,别号霞客,江阴人。21岁开始出游,30年间历尽艰险,足迹遍及大江南北,将其观察所得,按日记载。被后人编辑整理成60余万字的《徐霞客游记》,不但具有极高的科学价值,而且具有很高的文学价值,被誉为“千古奇书”。
魏源(1794~1857),原名远达,字默深,湖南邵阳人。鸦片战争以后,西方列强侵入中国,而中国人对外国知之甚少,于是他决定编写《海国图志》。这本书的基础是林则徐主持编写的《四洲志》,在朋友的鼓励下,他仅仅半年就完成了五十卷的《海国图志》,后来又花四年时间精心扩充到六十卷,到1852年,编成一百卷。这本书是近代第一部由中国人自己编的介绍世界各国国情的著作。包括了政治、经济、军事、历史、地理、文化等各方面,而且在书中魏源还重点介绍了自己抵抗侵略、民族自强的重要思想。
⑩ 三国两晋南北朝时期我国不仅在数学农学方面取得了突出的成就在地理学方面也有
1.科学技术世界领先:科技方面,继承了秦汉的成就,在数学,农学,地理学等方面超过秦汉水平,取得世界领先地位,为隋唐科技文化繁荣奠定基础. 2.文化艺术成就多样,各具特色.