中水回用的研究现状
① 中水利用的国际现状
中水开发与回用抄技术在一些国家得到了迅速发展，在美国、日本、印度、英国等国家有着广泛的应用。这些国家均以自身的特点确定出适合其国情国力的中水回收技术，使中水回用体系越来越完善。
为了有效利用中水，日本在上水道和下水道之间，专门设置了中水道。为鼓励设置中水道系统，日本政府制定了奖励政策，大力加以推广。新建的政府机关、学校、企业办公大楼以及会馆、公园、运动场等公共建筑物基本上都设置了中水道。
美国1971年已有358家工厂企业利用处理后的城市污水，回收量5.1亿立方米。美国加利福尼亚州每年利用净化污水2.7亿立方米，相当于100万人口一年的用水量。1985年，德国城市75%～80%的污水已经过二级处理后加以利用。以色列在中水回用方面也颇具特色：占全国污水处理总量46%的出水直接回用于灌溉，其余33.3%和约20%分别回灌于地下或排入河道，其中水回用程度之高堪称世界第一。
② 毕业论文 本课题国内外研究现状及发展趋势
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③ 中水系统的现状
中水，顾名思抄义，就是水质袭介于上水和下水之间的、可重复利用的再生水，是污水经处理后达到一定的回用水质标准的水。虽然与自来水相比，中水的供应范围要小，但在厕所冲洗、园林灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等方面，中水是最好的自来水替代水源。
就世界范围而言，当前污水经再生已经回用于工业、农业灌溉和养殖业，市政绿化、生活洗涤、地下水回灌和补充地面水等方面。美国的缺水地区如加利福尼亚州、德克萨斯州等， 其污水回用技术发展也较早，到 1975 年美国一些城市污水回用于工业方面水量就已占总污水量的31%，仅在加利福尼亚州就建有污水回用工程达200 套以上。
我国许多城市淡水缺乏情况已如前述，污水再生回用技术，已受到各级政府重视。 近十几年来对城市生活污水和建筑中水回用进行了众多研究和实践工作。我国首都北京市开展中水技术的研究和推广工作较早，1985 年至2013年相继在北京市环境保护科学研究所、首都 机场、清华浴池、北京市万泉公寓及众多的宾馆中建成了中水工程。
④ 研究现状及发展趋势
80年代中后期以来，随着人们对环境问题的重视和可持续发展思想的影响，对地下水的开发利用越来越多地综合考虑社会、经济、环境等制约因素，所建立的管理模型更多地体现了社会、经济、环境协调发展的原则。计算机以及求解管理模型的数学规划算法的进展，也促进了管理模型的发展。从模型的研究内容上，主要集中在地表水-地下水联合调度、地下水量-水质综合管理、地下水可持续利用管理模型的研究上；从模型结构上，多目标和非线性管理模型是当前及今后研究的重点和难点。
一、地下水-地表水联合调度管理模型
地下水和地表水都是水资源的重要组成部分，并具有有机的联系，从系统的观点来看，在开发利用中必须考虑两者之间的联系，寻求最优联合调度方案，可发挥地表水和地下水各自的特点，来达到充分开发水资源潜力、提高水资源利用率、降低开发成本的目的。联合调度的优点在于：①利用含水层的调节库容和两种水资源时空分布的差异，增大水资源可利用量：②发挥包气带和含水层的过滤和吸附等净化作用，提高供水质量；③利用含水层的保温功能和地表水与地下水的温度差，储存能量，节约能源。
由于两种水资源的分布、运动等特性的差异，建立真正意义上的联合调度模型并不容易。大多数研究者将河流作为源汇项来处理，如Morel-Seytoux（1975）提出了与地下水单位脉冲响应函数类似的河流-含水层响应函数，Daubert and Young（1982）运用该函数建立了地下水经济管理模型。由于地表水存在着明显的随机性，因而建立随机地表水-地下水管理模型更为实用（Maddock,1974）。Onta等（1991）建立多阶段地表水-地下水联合调度模型，利用两个系统时间分布的差异提高水资源利用率。
二、地下水量-水质综合管理模型
水资源的管理包括了水量和水质两个方面，对水质管理模型的重视，主要由于以下三个原因：①可持续发展的要求，人们对地下水环境（污染）问题更加重视；②各种途径对地下水的污染日益严重和显著；③利用包气带和含水层的自然净化能力和巨大的环境容量，研究污水排放和处理的最佳途径，如污水土地处理系统。地下水量-水质综合管理模型可用于确定最优污水排放标准、排放量、水力捕获井的最优布局和抽水量等地下水质控制问题。水质模拟模型本身十分复杂，建模要将地下水水量模拟模型和水质模拟模型一起耦合到水质管理模型之中，这样常产生高度非线性、多阶段、大型数学规划问题，目前对于复杂的地下水质管理模型求解仍十分困难。
Willis（1976a）首先建立地下水稳定水质管理模型，Willis（1976b）和Futagami（1976）用嵌入法建立非稳定地下水水质管理模型，Gorelick和Remson（1982b）使用单位浓度响应矩阵建立地下水水质管理模型，这些模型用来确定污水最优排放标准和最大污染质排放量。Gorelick和Remson（1982a）用迭代法确定最优污水灌注量。近来的遗传算法用于求解高度非线性的水质管理模型，是一种非常有益的尝试。Yoon和Shoemaker（1998）建立了生物恢复地下水水质非线性管理模型，分别用遗传算法、分解随机进化对策算法、直接搜索法和基于导数的优化方法求解同一非线性管理模型，并进行了比较。Sawyer和Lin（1998）对随机约束规划在地下水管理模型中的应用进行了综述，用响应矩阵法建立了地下水污染控制管理模型，由于考虑固定费用问题和约束矩阵及右端项的随机性，使该模型转化为求解确定型混合整数非线性规划问题。这种数学规划问题求解难度较大，该研究用遗传算法求解。
水力捕获（hydraulic capture）控制地下水污染是指被污染含水层适当位置设置抽水井，截获被污染的地下水，阻止部分被污染的地下水向供水水源地流动。通过建立地下水水力管理模型，对地下水水位和流速进行控制，可达到最优控制地下水污染的目的。Misirli和Yazicigil（1997）对用水力捕获法建立管理模型进行了综述，并对一假想的有供水水源、受到污染的含水层建立了六种控制地下水污染、保证供水的地下水管理模型。所建立的模型分别用二次规划、线性规划和混合整数规划求解，并对计算结果进行了比较。
三、地下水可持续开发利用管理模型
地下水系统是一个复杂的自然-人工复合系统，它与社会、经济、环境、生态、地表水系统都有着密切的联系，因此，地下水资源的开发利用和科学管理，要综合考虑以上因素。水资源的开发利用，特别是区域水资源的开发利用是十分复杂的，水量和（或）水质不是追求的唯一目标，更多地考虑社会、经济和环境等对水资源的要求，仅仅用地下水水力或水质管理模型无法解决。从可持续发展角度考虑，建立地下水管理模型的原则可归纳为：①水均衡原则，保证地下水资源的永续利用；②双向选择原则，即水资源的规划和管理应适应地区发展，而地区发展规划应考虑水资源条件；③产业平衡原则，水资源的合理配置应使国民经济按比例协调发展；④经济-环境协调发展原则，水资源的开发利用和经济的发展，不能对环境造成严重破坏。
为了建立地下水可持续开发利用管理模型，不仅要对地下水系统的自然属性进行研究，而且要深入研究地下水的环境效应和社会属性，主要有以下四个方面：①地下水资源-经济研究，研究地下水资源的价值、开发成本及供水效益等；②地下水-环境影响评价，研究地下水开发利用对环境产生的影响，建立地下水环境指标体系；③地下水环境-经济评价，评价地下水环境影响的经济效应，建立环境经济指标体系；④根据区域发展规划和水资源条件，进行水资源供需平衡分析。管理模型的建立，实际就是将地下水、环境和经济三个系统耦合，作为一个整体考虑。
Gorelick（1983）将这类模型称为地下水政策评价与分配模型，从建模方法上又分为三种：水力-经济响应模型、模拟-优化耦合模型和谱系模型。谢新民（1991）、朱文彬等（1994）运用大系统理论建立地下水资源系统经济管理模型，邵景力等（1994）将国民经济投入产出模型与地下水管理模型耦合，所得到的管理方案不仅是地下水最优开采方案，而且还有与水有关的产业结构调整方案和地表水取水方案。这类模型涉及因素众多，管理模型通常是多目标和（或）非线性的大型数学规划问题（见下文）。
四、多目标地下水管理模型
多目标管理模型更能体现地下水系统层次性和多目标性，模型不仅能提供地下合理开发利用最优方案，而且可作为宏观经济和环境规划的决策依据，因而更具实用性和可操作性。70年代以来，多目标管理模型用于解决水资源的规划问题（Haimes和Hall,1974;Co-hon和Marks,1975），80年代以后，随着对地下水系统研究的不断深入、地下水模拟技术及其与管理模型耦合技术的发展，多目标规划才出现在地下水管理问题中。与单目标相比，多目标地下水管理模型有如下特点（邵景力等，1998）：
（1）各目标间的度量单位多是不可公度的，有些目标甚至很难给出定量指标，如供水的社会效益、环境效应等。用单目标优化方法很难处理不可公度的多目标问题。
（2）各目标间的权益通常是相互矛盾的，这是构成多目标问题存在的基本特征。多目标问题总是以牺牲一部分目标的利益来换取另一些目标的改善。单一目标的最优并不代表系统整体最优。
（3）多目标问题的优化解不是唯一的。多目标规划的任务是考虑经济、社会、环境、技术等因素，权衡各目标的利弊，从多个“有效解”中寻求各目标都能接受的“满意解”。
（4）多目标规划可以充分发挥分析者和决策者各自的作用。在现代管理中，分析者的任务是根据决策者的要求建立管理模型，提供多个各有利弊的方案，作为决策者决策的依据。决策者的任务是站在更高的层次上，兼顾各方面利益，从众多可选方案中确定决策方案。
多目标问题类型多，无统一的数学形式，故没有通用的求解方法。针对不同的管理模型和目标评价准则，应采用相应的解法。一个特例是线性层次目标规划可用于解决大型多目标规划问题，该方法是目前最常用的多目标规划方法。邵景力等（1998）运用线性目标规划求解包头市地下水-经济-环境多目标管理模型。Willis和Liu（1984）首次用响应矩阵法建立多目标地下水管理模型。Datta和Peralta（1986）将代替价值交换法用于地下水-地表水联合调度的多目标管理问题中，两个相互矛盾的目标为最小抽水费用和最大抽水量。Bogardi等（1991）采用一种交互式多目标决策方法求解地下水多目标管理问题，有三个目标函数：总抽水量最大、抽水降深最小和总抽水费用最低。El Magnouni和Treichel（1994）建立了线性多目标地下水管理模型，他们采用逐段线性规划求出最佳协调解，这种方法也可通过迭代求解类似潜水含水层管理这样的非线性多目标规划问题。Ritzel等（1994）用遗传算法求解多目标地下水污染控制问题。
五、非线性地下水管理模型
地下水管理模型的非线性问题是普遍存在的，产生非线性的原因主要由两个，其一是系统状态的非线性，由于分布参数管理模型要与地下水系统模拟模型联立形成数学规划问题，产生了非线性的管理模型。如潜水含水层模拟模型即为非线性的，地下水流场非稳定和（或）未知条件下，对流-弥散方程中有速度和浓度的乘积，为非线性项。二是管理问题的非线性，如目标函数和某些特殊约束条件的非线性。非线性管理模型能更精确地描述地下水系统及其管理问题，因而提高可模型结果的精度和可信度。但由于非线性规划问题没有统一的模式，在可行域内有可能存在多个局部最优解，因而到目前为止，没有通用的、高效的求解方法，要根据管理模型的结构特点和规模，选择合适的求解方法。
线性化是解决非线性问题最简单的方法，如Bear（1979）、Gorelick和Remson（1982b）、Ratzlaff（1992）等。通过迭代将非线性管理模型转化为求解一系列线性规划模型亦是解决非线性问题的有效方法之一，如Aguado和Remson（1974）用预测-校正法通过反复迭代求解潜水含水层地下水管理问题；Willis和Newman（1977）用求解一系列线性规划替代非线性目标函数、线性约束条件的非线性规划问题；Willis（1983）通过反复运用潜水含水层模拟模型校正单位脉冲响应矩阵，解决潜水含水层的管理问题；Gorelick和Remson（1982a）迭代求解线性规划得到最优污水灌注量。
对于目标函数往往是决策变量的二次多项式，若模拟模型和其他约束条件为线性的，则形成二次规划问题。二次规划有统一的表示形式和通用解法，是非线性管理模型中最常用的求解方法之一。如Aguada和Remson（1980）、Lefkoff和Gorelick（1986）、Misirli和Yazicigil（1997）等均是用二次规划求解管理模型。
在管理模型为高度非线性条件下，上述方法均不是有效的算法，这类问题是目前地下水管理模型研究的热点和难点。人工智能算法（又称进化算法，evolutionary algorithms,EA）为求解高度非线性规划问题开拓了广阔的前景，其优点是可得到全局最优解，通用性强，缺点是这些算法均为并行计算，计算工作量巨大，规模稍大的管理模型用一般PC机无法完成计算工作。这类方法主要包括遗传算法（genetic algorithm,GA）、分解随机进化对策（derandomized evolutionary strategy,DES）、模拟退火法（simulated annealing）等，在地下水管理模型中的应用可参阅有关文献（Dougherty和Marryott,1991;Ritzel和Eheart,1994;Rogers和Dowla,1994;McKinney和Lin,1994;Taghavi等，1994;Morshed和Kaluarachchi,1998；邵景力等，1999）等研究。此外，常用于解非线性规划的方法还有直接搜索法（主要有修整单纯形法、Nelder-Mead单纯形法、并行方向搜索法）和基于导数的优化方法（如约束优化的隐式筛选法等）。这方面研究可参阅有关文献（Karatzas和Pinder,1993;Varljen和Shafer,1993;Minsker和shoemaker,1996;Emch和Yeh,1998）。
⑤ 介绍一两个国家“中水”利用的基本情况
日本：以有较多中水系统供生活杂用而著称，约占中水回用量的40％。早在20世纪60年代回，日本沿海和西南答一些缺水城市，如东京、名古屋、川崎、福冈等地即开始考虑将城市污水处理厂的出水经进一步处理后回用于工业、生活或生活杂用（以冲洗卫生设备为主）。污水再生后用于中水道系统、农田或城市灌溉、河道补给等。日本的双管供水系统比较普遍
⑥ 研究现状及存在的主要问题
一、国外研究现状
石漠化的发展及其对人类的危害是全球性的问题。20世纪60年代以来，随着人口的剧增和生态的破坏，全球岩溶区石漠化在不断加剧。如地中海岩溶地区、加拿大东南部布鲁斯半岛、日本秩父地区、澳大利亚塔斯马尼亚地区等均面临着严重的石漠化问题。各国对石漠化问题都给予了高度的重视，并进行了治理。在开发石漠化区岩溶含水层水资源、退耕还林、利用速生树种和种苗营养液进行石漠化区生态重建方面，取得了很多有效经验。但国外石漠化地区人口密度小，水、土、人之间矛盾没有我国突出，治理相对比较容易，技术成果报道较少。
二、国内研究现状
近十多年来，国家实施了“八七”扶贫攻坚计划、长江中上游防护林工程、水土保持工程，以及世界粮食计划、世界银行贷款和澳大利亚、新西兰的援助项目，在植树造林、封山育林、退耕还林、坡改梯、砌墙保土、土壤改良、开发岩溶水、种植适生经济作物等方面做了大量工作，取得了较多的石漠化环境整治的成功经验，从不同的角度总结了解决单一目标的工程治理措施，以及综合性的石漠化治理模式。
(一)石漠化治理的主要工程措施
1.生态修复措施
包括植树造林、退耕还林、封山育林、人工种草、草地改良为主体的生态修复工程，并与经济林木建设、中药材种植等相结合，扩大植被覆盖面积。
2.农田基本建设措施
以提高耕地质量、提高土地产出率、减少自然和人为活动对耕地的破坏和水土流失，增加农民经济收入，进而达到遏止毁林开荒为目的。该类措施以6°～25°坡耕地治理为重点，通过“坡改梯”(坡地改梯田、梯土)、“旱改水”(旱地改水浇地、平缓旱地改水稻田、望天田改保灌田)、“碎改整”(小块改大块、零乱改规整)、新开田土、冷烂锈田改造、洼地排涝等农田改造等，有效地防止或减少水土流失。
3.水利水保建设措施
水资源是动物和植物赖以生存的必要条件，是自然环境的重要组成部分，是可持续发展的基础。措施将“开源”与“截流”并重，通过对灌区改造、病险水库治理、地表“三小”(小山塘、小水窖、小水池)工程建设，致力于解决石漠化区人畜饮水和农田灌溉，改善人类生存条件，提高土地产出率，推动农业结构调整，促进石漠化区经济的发展，对有效实施退耕还林、封山育林、遏止毁林开荒起到保障作用。
4.农业产业结构调整措施
根据地域资源环境条件，进行产业结构调整，合理利用资源，布局适合于当地资源和环境优势的产业，推动地区经济的发展。如贵州省根据当地地形、气候，在一些高寒地区实施退耕还草、发展草地畜牧业，北盘江两岸发展花椒种植;广西在石漠化区实施“砍头树”种植、发展养殖业等。
5.农村能源改造措施
以解决煤炭资源缺少地区农民生活及生产燃料为目的，通过发展家庭养殖业、沼气工程、节柴改灶、农村小水电建设、太阳能利用等措施，实现遏制人为对森林的砍伐破坏。
6.生态移民措施
主要方式为异地搬迁。通过小城镇建设、发展乡镇和民营企业，有效地将石漠化区(生态恶劣区)的人口和人类工程活动向资源环境条件较优势的区域集中，转移农村劳动力，增加农村人口就业率，一方面使贫困区人口尽快脱贫，另一方面减轻石漠化区资源环境的压力和人为活动对环境的破坏，使人类对资源的需要和自然资源的承载力达到平衡，逐步恢复生态环境。
7.其他
主要为政策保障措施、科技支撑体系等。包括对石漠化治理的政策支持，治理方式的科技研究、示范工程、石漠化监测、科技培训、宣传教育、组织保障等。
(二)石漠化综合治理的主要模式
石漠化的治理是一项系统工程，一般要根据当地具体的资源环境和社会经济环境条件，因地制宜，采取多手段、多功能、多层次组合模式进行综合治理。目前，国内岩溶山区采用的综合治理模式主要有如下几类。
1.小流域综合治理模式
受地形、地貌、水文网和地质结构等条件控制，岩溶石山地区由许多具有独立功能的小流域单元组成。小流域综合治理模式的内容为:根据小流域内上、中、下游具体的社会和环境条件确定生态经济功能，合理地配置生态防护体系，通过一系列组装配套的科学技术，以水土保持为核心、以水资源开发为基础、以产业结构调整为手段，实现流域全面规划，综合防护体系和复合农业生产体系建设布局，形成符合山区特点的农、林、牧复合农业生产体系。
2.生态环境综合治理模式
针对岩溶山区缺水、少土、水土流失严重和人地矛盾突出的特点，以蓄水、治土、造林为核心，对脆弱生态环境进行治理。利用坡面雨水径流和表层带岩溶水与三小工程(小山塘、小水窖、小水池)相结合，形成微型水利系统，达到实现防止水土流失和解决干旱期间农田灌溉用水的目的;对坡耕地实施“坡改梯”工程，并与具有经济价值的草、果(树)种植相结合，把防治土壤强烈流失和沟谷侵蚀的拦沙谷坊相配合;开展生态林建设，将生态林建设与经济林木种植相结合，既增强流域内水土涵养，又实现增加经济的收入。通过上述手段，改善流域内的生态环境条件。
3.生态农业建设模式
针对岩溶山区山地多、坝地少的特点，结合地域资源和环境结构，实施农、林、牧一体化的产业结构模式。综合考虑本地区区域农业资源优势，以保护和扩大森林覆盖率为核心，以水土保持、发展经济和环境保护为目标，合理调整地区经济结构和农作(植)物结构，维系生态平衡，走生态农业的道路。同时，发展特色农业、名特优产品种植，把种植业、养殖业和产品深加工业联成整体，提高农产品的经济附加值，促进生态经济的有序发展和动态平衡，形成完整、协调的农业生态循环体系，既提高资源的利用，又实现了生态环境的保护。
4.草地畜牧业模式
西南岩溶山区雨热同季，气候温和湿润，利于牧草的生长，为发展畜牧业提供了优越的条件。在一些人口密度较小、草地面积较大的地区，利用该优势发展牧农结合型的生态农业，以草养畜、以畜养农，并进一步发展农牧产品深加工业。以草代林代粮，进行草农牧林结合，短期可保持水土，远期则可开发林木资源，既有近期效益，又有长期效益。
5.生态移民模式
中度以上的石漠化区面积大，水资源和土地资源缺乏，土地生产力和人口承载力低下，对该类地区，可通过生态移民的方式将居民迁移到环境条件较好、资源承载能力较高的地区，一方面可减轻人类为生存对原本就脆弱的生态环境的破坏，使生态环境系统得到恢复和重建，另一方面通过异地开发，改善石漠化区贫困人口的生存环境，促进脱贫，从而实现石漠化区社会经济和资源环境协调的可持续发展。
6.庭院生态经济模式
以沼气建设利用为纽带，以完善和稳定“经果林—畜禽养殖—沼气”为基础，充分利用农户庭院前后及耕地资源，以改善农民生活基础设施条件为目的，以种植经济林木、中药材和养殖优质畜禽为主要内容，对石漠化山区山、水、林、田、路、网进行综合规划建设。通过优化岩溶石漠化区经济系统中的种植结构、养殖结构、能源结构与技术结构，增加农民收入，优化农村环境。庭院生态经济模式的高效运行可改变农村庭院生活环境条件和不文明现象，逐步形成以种植为基础、以养殖业为主干、以沼气为纽带、种养和加工相互配套、农林牧副业协调发展的农村生态经济体系，与石漠化防治融为一体，推进石漠化的综合治理。
(三)石漠化理论研究方面的典型工作
1)袁道先院士在《岩溶生态系统和石漠化治理》中，结合西南岩溶石山地区的实际情况，采用大量的科学数据、图表，对岩溶环境生态系统进行了具体的分析和论证。
2)1999～2002年，中国地质调查局完成了我国西南岩溶山区地下水及生态地质环境调查，采用遥感解译、地面核实调查等手段，基本查清了我国西南岩溶石山地区石漠化的现状、空间分布、发展趋势，编制了《西南岩溶山区地下水及生态地质环境调查报告》。
3)贵州省地矿局王明章研究员等在“贵州省岩溶山区地下水及生态地质环境调查”成果资料的基础上，编制并出版了《贵州省岩溶石山生态地质环境研究》，对贵州省石漠化的现状、分布、成因、发展演化，进行了研究和阐述，并从地质学的角度初步提出了石漠化治理的途径设想。
4)贵州省地矿局区域地质调查院况顺达博士等以国家高技术研究发展计划(863计划)项目为平台，采用遥感技术完成了石漠化演变监测技术方法的研究，提交了《中国西南地区石漠化遥感调查关键技术研究及预警预报成果报告》。
5)贵州省师范大学熊康宁教授等以遥感技术为主要手段，对贵州省石漠化现状进行了调查，编制出版了《贵州省岩溶石漠化类型遥感调查研究》，阐述了遥感调查的方法、贵州省石漠化的基本特征和现状。
6)中国科学院地球化学研究所牵头，贵州大学、贵州师范大学、贵州科学院、贵州省地矿局、河海大学、同济大学等单位共同承担了国家重点基础研究(973计划项目)，从地球化学的角度开展包括石漠化问题在内的岩溶山区物质运移循环研究。
(四)石漠化治理方面的典型工作
1)林业部门从20世纪80年代以来，结合国家长防、珠防工程，开展了以“退耕还林、植树造林、封山育林”为主的生态恢复工程。
2)发改委、水利和农业部门以解决缺水问题为核心，采取了以小流域为单元，实行山、水、林、田、路、网统筹规划综合治理工程;以坡耕地的综合整治为突破口，对25°以下石漠化程度较轻、土层较厚的缓坡耕地实施坡改梯工程;在人口密度相对较小的区域，大力实施生态自然修复工程;加大沼气建设，解决能源紧缺问题;以增加群众收入、促进农民脱贫致富为重点，因地制宜发展中药材、花椒、砂仁等具有市场优势经济林果，并以此培育和形成生态产业。贵州省内典型工程有关岭县石板桥小流域治理工程、花江板贵小流域治理工程、思南碗水坝小流域治理工程等。
3)2003年以来，中国地质调查局开展了西南岩溶石山地区典型岩溶流域地质环境综合整治示范项目，分别在贵州省、云南省、广西壮族自治区、湖南省等省(区)以岩溶流域为单元，开展了以地下水开发为龙头的石漠化地质环境综合整治示范工程。典型工程如代表峰丛洼地类型的贵州省巨木地下河流域，代表垄岗槽谷类型的贵州省道真上坝地下河流域、云南省泸西小江流域、湖南省洛塔等石漠化治理工程。从地学的角度开展以石漠化综合治理为目的地质环境整治示范工作。通过多年的工作，初步取得了一定的经验和成果，丰富了石漠化综合治理的理论。上述示范工程的实施，将对改善当地人民的生存和生产条件、脱贫致富提供基础条件，并对推动岩溶山区石漠化综合整治将起到积极的作用。而且这一项目成为本研究的基础。
4)在国家林业局的支持下，贵州省科技厅星火科技计划在省内岩溶石漠化地区实施30万亩金银花种植的石漠化生态环境治理工程，推行“林—草—畜”生态研制模式发展畜牧业，带动农民致富，同时保护和改善生态环境，取得了良好的社会和经济效益，并完成了《岩溶石漠化地区种植金银花的生态与经济效益报告》。
5)中国地质科学院岩溶地质研究所在广西果化、湖南洛塔等地进行了以地下水开发为主的地质环境整治示范工程。
6)中韩两国共同投入在贵州省修文县开展了以植树造林、小水窖和沼气工程为主的石漠化治理工程，取得了良好的效果。
7)2008年以来，国家在西南岩溶山区选择了100个重点县(其中贵州省55个)，开展了石漠化综合治理试点，目前试点工作正在正常推进。
三、存在的主要问题
石漠化的研究和治理取得了丰硕的成果，但是，总体上看，仍然存在如下方面的问题。
(一)石漠化继续发展，生态环境形势仍然严峻
当前，国内外有关人员从不同的侧面对岩溶石漠化治理开展了大量的研究，并实施了较多的试验和示范性工程，在岩溶山地区石漠化成因和防治的理论方面都取得了重大的进展，为岩溶山区石漠化的整治提供了较多成功的经验。但是，应该看到，治理效果仍不是非常理想。根据相关资料，20世纪以来，尽管我国有效治理了岩溶石漠化面积5000平方千米，但由于地质环境条件的复杂性和不合理的人为工程活动，岩溶石漠化加剧的面积增加了2.5万平方千米。石漠化的加剧和改善面积比为5∶1。岩溶石漠化的形势仍然严峻。
(二)石漠化治理的理论和实践措施尚需进一步充实和完善
“石漠化的形成和发展是脆弱的岩溶环境条件与不合理的人为活动共同作用的结果”;“脆弱的岩溶地质环境是石漠化发生的基础、不合理的人为工程活动是石漠化发生的驱动力”;“对石漠化治理不但要对已经发生的石漠化环境进行修复，更重要的是要通过科学的手段防止新的石漠化继续发生和发展”已经为大众认识。因此，合理的石漠化的治理途径不但要对不合理的工程活动进行遏制，而且应通过科学的手段对脆弱的地质环境实施改善，才能达到预期的效果。但是在目前的实践中，通常采取的各种治理模式都主要集中在针对遏制不合理的人为工程活动方面，而对如何改善石漠化区脆弱的地质环境方面却重视不够。
近年来，不同部门从不同行业的角度实施了较多的石漠化整治工程，取得了一定的成果和较丰富的经验，总结了不同的综合治理模式。概括起来，这些治理模式基本上都是扩大植被覆盖面积、土地整理、地表水资源的开发、农业产业结构调整、生态移民、庭院经济等措施的集成。虽然这些模式既有通过自然和人工干预促使植被恢复、对已经恶化的石漠化生态环境进行修复的工程，也有通过科学的手段改善石漠化区民众的生活和生产环境、发展经济、从源头上防止石漠化继续发生和发展的措施，但是，综合分析可以看出，这些治理模式都有一个共同的特点，都将主要的目标集中在对地表生物圈层的人为干预和控制，而不同程度地忽视了支撑生物圈层的地质环境条件对石漠化发展的巨大作用，表现为一是缺乏对石漠化形成的内在基本环境———石漠化区地质环境的综合整治;二是在治理措施的选择和工程布局上通常未能充分考虑治理区的地质环境背景(水文地质条件、地球化学背景等)对治理措施的适宜性;三是未能很好地考虑开发利用当地丰富的地质资源并充分利用于石漠化的整治中。其结果治理工程仍然主要在脆弱的地质环境的基础上进行。尽管多年来国家对水土保持、石漠化防治等生态环境治理工作投入了大量的资金，这些治理工作确实也起到了较好的作用，但是，综合分析近年来西南岩溶山区石漠化发展的趋势，石漠化程度和面积仍然在以较快的速率持续发展，究其原因可以认为:造成该问题的原因除石漠化治理的投入力度尚不足以外，还在于当前的治理模式和工程过多是立足于石漠化形成的外因控制上，而对地质环境的治理力度薄弱。
地质环境是一切生态环境形成的基础，地质环境条件的好坏，决定了生态环境的优劣，“基础不牢、地动山摇”，可以认为:忽视对地质环境进行有效的整治，基于脆弱的地质环境的基础上进行的石漠化防治工作唯以取得理想的预期效果。因此，现有的石漠化综合治理模式有待于进一步的补充和完善。
(三)水源缺乏、土地缺少和土质贫瘠的问题亟待解决
石漠化区生态环境脆弱的基本特征就是“地表缺水、少土、土质贫瘠”，是造成石漠化形成和发展的最根本的原因，也是目前采用的石漠化治理工程中难以解决关键所在。
岩溶山区强烈岩溶发育造成地表水流严重漏失，地表出现严重的干旱缺水现象，造成岩溶山区人畜饮水和工农业生产供水困难，成为社会经济发展的“瓶颈”。
“少土”是岩溶石漠化区生态环境脆弱的另类典型特征。碳酸盐岩成土条件本来就极差，加之地形条件以山地为主，土地主要分散分布在山间盆地、谷地和洼地中，可供耕种的土地面积少，土地资源有限。随着农村人口的增加，人均耕地占有量呈继续逐渐减少的趋势。特别是岩溶山区人口增长速度快，低承载力的土地与高密度的人口必然产生粮食增长与人口增长失衡问题。以贵州省为例，2005年全省人均耕地面积1.7亩，其中常用耕地人均仅0.68亩。退耕还林后虽可有效地防止水土流失的进一步发展，但人口过多的现实却相应增大了石漠化区土地资源的压力。虽然加大小城镇建设和生态移民是缓解农村人口与耕地不足矛盾的有效措施，但是，也应看到未来相当长的时期内农民对土地仍将有较强的依赖性，并且生态移民也需要相应的土地和水资源作支撑。因此，可耕种土地的缺少成为制约生态移民工程实施的“瓶颈”之一。
碳酸盐岩溶区的耕地一方面是土层薄、分布不连续、保水性和耐旱性差，另一方面土壤中营养元素缺乏，严重的水土流失引起土壤中营养元素的大幅度减少，使得耕地土质贫瘠、土地产出率低、农作物品质低下，成为限制地域经济发展的重要原因之一。
岩溶山区水源匮乏、土地缺少和土质贫瘠与地质环境密切相关，是石漠化治理中的难点所在，也是必须解决的最基本的问题。
⑦ 毕业论文开题报告中的国内外研究现状该怎么写
1、
研究背景
研究背景即提出问题，阐述研究该课题的原因。研究背景包括理论背景和现实需要。还要综述国内外关于同类课题研究的现状：①人家在研究什么、研究到什么程度？②找出你想研究而别人还没有做的问题。③他人已做过，你认为做得不够（或有缺陷），提出完善的想法或措施。④别人已做过，你重做实验来验证。
2、目的意义
目的意义是指通过该课题研究将解决什么问题（或得到什么结论），而这一问题的解决（或结论的得出）有什么意义。有时将研究背景和目的意义合二为一。
3、成员分工
成员分工应是指课题组成员在研究过程中所担负的具体职责，要人人有事干、个个担责任。组长负责协调、组织。
4、实施计划
实施计划是课题方案的核心部分，它主要包括研究内容、研究方法和时间安排等。研究内容是指可操作的东西，一般包括几个层次：⑴研究方向。⑵子课题（数目和标题）。⑶与研究方案有关的内容，即要通过什么、达到什么等等。研究方法要写明是文献研究还是实验、调查研究？若是调查研究是普调还是抽查？如果是实验研究，要注明有无对照实验和重复实验。实施计划要详细写出每个阶段的时间安排、地点、任务和目标、由谁负责。若外出调查，要列出调查者、调查对象、调查内容、交通工具、调查工具等。如果是实验研究，要写出实验内容、实验地点、器材。实施计划越具体，则越容易操作。
5、可行性论证
可行性论证是指课题研究所需的条件，即研究所需的信息资料、实验器材、研究经费、学生的知识水平和技能及教师的指导能力。另外，还应提出该课题目前已做了哪些工作，还存在哪些困难和问题，在哪些方面需要得到学校和老师帮助等等。
6、预期成果及其表现形式
预期成果一般是论文或调查（实验）报告等形式。成果表达方式是通过文字、图片、实物和多媒体等形式来表现。
⑧ 国内研究现状及进展
1.3.2.1 构造研究及进展
国内对沂沭断裂构造带的研究者甚多，研究程度较高，但尚存在长期争论的问题。
（1）早期对沂沭断裂带的认识
有资料记录最早对沂沭断裂带进行调查的是德国人李希霍芬（1898），他对山东进行地质调查，第一个描述了山东的重要断裂构造［14］，指出“山东的山地由自北向南沿着潍河断层分为两个地质和山岳形态不同的部分”，并在其编制的构造图上标出了断裂带的位置。1923年，中国学者谭锡畴在调查山东中、新生代地层时于莒县境内首次记述了沂沭断裂带的踪迹［30］，“莒县溪谷之西，有一南北向之正断层，仰侧为古生代前期及太古代地层，俯侧为青山层王氏系及二叠、石炭纪煤系，断距不大”。李捷（1929）在编制1∶100万南京、开封幅地质图说明书时描绘出沂沭断裂带沿沂河、沭河谷地发育，北接潍河的北北东向地层系所构成的“两堑夹一垒”基本结构形态［31］。翁文灏（1930）在其著作中将李希霍芬的潍河断层称为山东潍河断裂带，并指出该断裂为一地震中心。李四光在1948年已提出此断裂带的存在：“横过山东从南边沂水到北边的潍县有一强烈的破碎带，这个破碎带显示出新华夏系挤压的特点［59］”。同时他还第一次指出［60，61］，该断裂带向北延入辽东半岛，向南延入江苏北部。该断裂与北北西向和北东东向二组扭裂面具有成生联系，其形成时代为白垩纪。张文佑（1957）认为有一北北东向断裂带沿潍河、沭河、沂河谷地伸展，大别山东端的倾没可能与它有关［62］。徐嘉炜（1956）在调查江淮之间的区域构造时，指出介于张八岭地轴与淮河地台及鲁东地盾与鲁西隆起之间存在一条北北东向的巨大断裂带［63～67］，穿过安徽、江苏、山东三省，命名为“安江山深断裂”，1957年将其改称“皖苏鲁深断裂”。关于郯庐断裂带的对比研究见表1-3。
（2）中期对沂沭断裂带的认识
1957年，地质部航测大队904队进行大规模航空磁测时发现，山东郯城至安徽庐江一带，有一条十分醒目的航磁正异常带，第一次将之命名为郯城-庐江深大断裂带［3］。1980年在山东潍坊举行了郯庐断裂带的专题学术讨论会，学者们各抒己见，他们的许多观点、分歧均刊登在1984年的《构造地质论丛》第3号中。此后对该断裂带的性质、演化及动力学机制的研究，引起中外学者的极大兴趣和关注。后来的研究主要涉及沂沭断裂带的体系归属（邓乃恭，1982）、水平断距的大小、断裂带所表现出的大陆裂谷特点及地体边界的表征和沂沭断裂带形成的时代等一些重要的问题。80年代以来，对于郯庐断裂带的研究不断深入，针对该断裂带的研究已举行过多次学术讨论会，对其形成时代、运动方式、活动特点等的研究已出版多部专著和专辑，有300余篇论文从各种角度论证了此断裂带的形成、演化和活动特征。
环文林等（1982）对郯-庐断裂提出了三个重要演化阶段，及其与太平洋板块运动相联系。第一阶段，中侏罗世晚期-早白垩世（120 Ma），库拉板块消亡，中国东部处于压扭应力场；第二阶段，晚白垩世-古近纪（约90 Ma），太平洋洋脊消减，出现伸展开张的构造环境；第三阶段，新近纪-第四纪（40 Ma），太平洋板块消减，中国东部出现右旋剪切应力场，总的来看，太平洋板块运动对中国东部大陆地质作用影响的主要时期基本一致，郯-庐断裂在上述主导应力作用下发生平移、推覆、张裂［69～71］。万天丰划分出四个运动阶段，时间为135～52 Ma，包括了太平洋板块运动主要时期和郯-庐断裂的主要活动
期［68］。
（3）构造研究争鸣阶段
概括起来，对郯庐断裂带（沂沭断裂带）的研究存在六种不同的观点与认识（图1-2）。
徐嘉炜最早研究郯-庐断裂及其平移性质，他认为郯庐断裂带是西北环太平洋边缘大陆内测的大型平移断层，其动力背景是太平洋板块向大陆板块的斜向运动，主平移时期为晚侏罗-早白垩世（140～110 Ma），最大平移距达740 km，随后他又发表多篇论文及专著，进一步阐述他的这一独到见解［19～23，63～65］。他认为郯庐断裂三叠纪开始活动，晚侏罗纪晚期构造变动达到高潮，以挤压条件下的巨大左行平移为主要特征，白垩纪至古近纪转为张裂断陷，新近纪又受到新的挤压，伴以小幅度的右行平移，这种断裂性质上的转变与太平洋板块相对运动方向的改变有关，郯庐断裂带是滨西北太平洋区大陆内缘的大型剪切滑动带。另一种观点为“地缝合线-边界线转换断层带作为华北与华南板块的缝合线”（周导之等，1980）。第三种是转换断层模式，认为郯庐断裂的形成与华北和扬子陆块沿秦岭-大别造山带碰撞有关［73～75］，这一转换断层活动时限为晚古生代-中生代，延续到侏罗纪；张国伟（1998，2002）认为郯庐断裂带是中国东部最大的陆内转换断层；张宝政（1993）亦认为郯庐断裂具转换断层之特征。第四种为碰撞嵌入模式（Yin et al.，1993）［76～79］，基于郯庐断裂带的左行平移和朝鲜半岛沃川带、Honam剪切带右行平移运动学特征，认为郯庐和Honam剪切带之间的苏北、胶南及朝鲜的京畿-沃川带是华南板块北侧不规则被动边缘向北突出的一块［80，81］，存在于碰撞前，嵌入碰撞时代为早二叠世晚期至晚三叠世与早侏罗世。第五种模式认为它是我国东部一个独立的巨型构造体系［82，83］，称更新华夏系，形成于燕山运动晚期。第六种模式认为郯庐断裂带是我国东部规模最大的一条白垩-新近纪的后地台型古裂谷带［24～26，84，85］，并划分出北、中、南三段，各段的基本特征、构造组合类型、沉降幅度、水平扩张量、火山活动、深部构造及地质发展史有所不同，但有一点是共同的，均十分明显地表现为先张后压的双重构造特征，后期的挤压应力作用取代于拉伸作用。高维明等（1980）认为沂沭断裂带是典型的大陆裂谷带［86］，是在中生代左旋平移基础上，经历了白垩纪强烈横向扩张阶段和第三纪以来的消亡挤压阶段而形成的。
表1-3 郯庐断裂研究对比简表
续表
续表
续表
图1-2 郯庐断裂带构造模式图
王小凤等（2005）在《郯庐断裂带》一书中认为［2］：郯庐断裂的形成发轫于南北地块拼合带的向南突出部位，而下地壳物质的NNE向左行韧性剪切流动则是其启动机制，然后逐步向浅部和向北扩展。这一平面上自南向北分段递进的生长迁移机制，得到了相应沉积盆地和岩浆活动年代学资料的支持，也解释了中南段的缩短率和位移量明显大于北段的事实。同时根据不同层次变形域的特征，提出了沿滑脱面上层对下层做S（SS）E向滑动的多层滑移模式，反映了陆内大型走滑断裂带由深到浅的应力应变传递方式。通过断裂两侧地壳缩短资料的判断，得出了郯庐中南段累积最大位移量为300 km的结论。同时将郯庐左行剪切走滑断裂发育历史划分为六个时期、四个变形阶段，较全面地重现了从特提斯体制向太平洋体制的复杂历史转化过程，也在相当程度上反映了我国东部大陆边缘的动力学特征。
（4）对沂沭断裂带活动的趋同认识
郯庐断裂带（含沂沭断裂带）在漫长的形成演化过程中，曾经历过多期构造活动，构造力学性质发生过多次变化，在中、新生代又曾以拉张、挤压（兼扭动）交替进行为特征。对沂沭断裂带来说，以下几方面的问题是各家易于接受的：
一是，无论沂沭断裂带在中生代前是否有强烈的活动，中生代以来强烈活动有可靠的证据，白垩纪是具垂直差异特点的强烈活动的形成阶段，它代表新华夏系活动特征，是一条规模巨大的逆时针向压扭性断裂带。
二是，鲁东至少在二叠纪以后、侏罗纪之前曾有过比鲁西地区更大幅度的隆起。鲁东缺失古生界到下中侏罗统；沂沭断裂带中缺失二叠纪上统（石千峰组）；莱阳盆地底部砾石中发现石炭-二叠系灰岩砾岩［87］；鲁西局部发育有三叠系沉积地层；沂沭断裂带中坊子煤田坊子组（J）不整合于元古宇或下古生界之上。晚侏罗世到白垩纪，鲁东成为沉积的集中发育区，在莱阳盆地中沉积有近万米厚的中生代沉积地层，反映这时鲁西比鲁东有更大的隆起抬升。
三是，沂沭断裂带两侧中生代白垩纪以来地层可以对比，鲁东和鲁西并无明显差别。此外，在昌邑-大店断裂带北段常以揉皱带表现出来，这均显示白垩纪以来无重大平移。
四是，断裂带成生发展的地质特征对两侧地区有重要影响。晚侏罗世（155 Ma）前，伴随鲁东地区相对开始沉降，构造带已开始逆时针向活动。晚侏罗世是构造差异活动较强时期，随着胶莱坳陷的形成，胶北、胶南相对隆起，岩浆侵入活动广泛发育。特别是在上侏罗统类磨拉石建造沉积之后，下白垩统火山岩系喷发之前，是构造强烈活动时期，相当于大宝运动主幕（星野一男，1985），有强烈挤压的NE-SW走向构造形迹形成，断裂发生较大平移运动［88］。早白垩世断裂带及其两侧次级序断裂构造表现为张性活动特征及区域右行走滑的构造背景，岩浆大多充填在这些断裂中，基底上隆明显。晚白垩世至古近纪是顺时针平移的余动时期，断裂少有平移，主要表现在断裂两侧岩块相对升降运动和岩块内部低级序的断裂构造的成生活动［89～94］。
沂沭断裂带以东，新华夏系较低级别的NNE断裂构造相当发育，集中表现在胶北地区和胶南地区，牟平-即墨断裂以东也有强烈活动形迹。
到目前为止，以下问题仍然是地学界关注的热点：
A.沂沭断裂带启动的时间、边界条件及古构造格局?
B.沂沭断裂带及其相邻地区的构造型式及岩石圈结构变化?
C.郯庐断裂带左行平移发生的时限?最大平移的幅度是740 km还是300 km?它所诱引的从浅部到深层次的应变图像如何?
D.中国东部大陆边缘变形的模式、地壳运动的程式及动力来源是什么?沂沭断裂带形成演化过程及构造应力场演变历史?
E.沂沭断裂带对该地区的构造格局、沉积作用、岩浆活动以及金属矿产、能源矿产的形成与分布等有怎样的控制作用?产生的影响是什么?
1.3.2.2 构造控矿作用研究
（1）区域控矿作用
郯庐断裂带不仅在区域构造演化上具有重大的影响，而且是中国东部一条重要的内生金属成矿带［95］。沿此带形成了一系列大中型金、银、铜、铁、铅锌等内生金属矿床。它们主要形成于燕山期（135～96 Ma）。当时在NE-SW向最大主压应力的作用下，郯庐断裂带两侧的次级NNE向断层或者NNE向断层与横向（NW、近EW向）断层交叉处，常常成为内生金属热液矿床的有利储集部位，此时NNE向断裂均具有张剪性的特征。该带的成矿作用可称为板内拉张带成矿作用。但是拉张作用最强的大断裂——郯庐断裂带反而没有储集大型、特大型矿床，那是因为该带拉张作用太强，不仅在成矿时流体可沿断裂带通畅地经过，在成矿后非成矿流体（地下水）也可产生强烈的淋滤作用，使成矿物质难以保存。而郯庐断裂带两侧的一些中型断裂在总体上较封闭的条件下的局部拉张部位，才比较有利于成矿物质的储集与保存。
（2）对金矿的控制作用
对于郯-庐断裂带对金矿的控制作用，王小凤等对郯庐断裂带中、南段对金矿的控制从五个方面进行了论述［118］：①郯庐断裂带对金矿（矿带、矿田、矿区）分布的控制；②郯庐断裂构造系统控矿构造型式对金矿控制的多样性：A.主干断裂带内及旁侧与其走向相同的次级构造对金矿的控制，B.主干断裂旁侧“入”字型构造分支断裂控矿，C.金矿化受NEE（或NE）、NNW、NWW（或NW）等伴生构造控制，D.低序次旋扭构造对金矿的控制，E.构造复合控制金矿的具体定位；③控矿构造形变差异对金矿化类型的控制；④金矿成因的差异性与统一性；⑤郯庐断裂带成生发展与成矿的同步性。在战略找矿方面，提出了A.东西向构造带与郯庐断裂带的交汇复合区；B.构造活动、形变强烈和燕山期岩浆活动发育区；C.太古宇变质岩展布区；D.郯庐断裂带次级、低序次构造发育、自身复合及与其他构造成分复合区。具备上述四项条件的地区是找矿远景区的最佳选择。
⑨ 研究现状
目前，国际上侧重研究第四纪，即约2.5Ma以来地球气候和环境的变化，特别是过去几十万年和2000年以来这两个时段的气候、环境变化的原因和规律。之所以要集中研究最近2000年的地球历史，是因为这段时间是人类对地球影响最大的时期，同时也是人类历史资料与自然记录中对环境信息记载存在着重要重叠的时期。深入了解这段时间的气候和环境变化将为预测未来50～100a地球系统的区域至全球尺度的变化速率提供极有价值的参考资料。而对晚第四纪的最后几十万年，重点是15万年以来的气候和环境进行研究，则能帮助我们弄清引起冰期-间冰期旋回变化的作用机制及其自然反馈，从而深化我们对引起全球气候变化的自然过程的认识。
除这两个重要时间段的研究外，科学家还对更老的地质时期（从全球变化角度气候和环境发生迅速和突然变化）的气候环境变化给予关注，如二叠—三叠纪泛大陆的气候变化、白垩纪的冷暖变化、缺氧事件和末期的大绝灭事件、上新世（5.30～1.60Ma）的地球气候变暖。现已知上新世平均气温比现代高2～3℃，海平面比现今高30～50m等。对这些重要时期的研究有助于加深对最近地质时期全球变化的背景及原因的认识。
古环境和古气候的变迁信息较好地保存在黄土-古土壤、冰心、湖泊沉积、洞穴碳酸钙沉积、风成堆积、火山沉积、红土以及海洋、河流沉积等地质体中，其中尤以深海沉积、黄土-古土壤系列和极地冰心的地质记录成效最佳，被公认为是全球变化研究的重要支柱。
全球环境变化重点研究了地球系统的主要外源气候作用机制、地球系统演化的内部过程、快速和突然的全球变化及古气候与古环境的模拟，以及改进资料信息的获取技术和发展地层年代学等技术支撑系统研究。
90年代全球环境变化研究的进展大致如下：
1）全球环境变化的外源气候作用机制方面
研究主要集中在太阳内部变化产生的辐射调整和轨道作用力周期性变化引发的日射变化如何驱动控制气候发生相应的变化上。这种气候变化是长期的，一般在几千年到几十万年的时间尺度上，通过对深海岩心的δ18O记录和黄土记录等获得高分辨率的数据集试图弄清晚第四纪冰期-间冰期旋回的变化作用机制。结果表明，第四纪气候存在约20～100ka尺度的周期性变化，这一尺度恰好与地球轨道参数变化周期相当。许多学者对深海、陆地的地质记录进行周期分析，证明了气候变化是对轨道参数变化的线性反应，这是古气候研究的一大成就。而且发现第四纪以来气候变化的主导周期有一个转变过程，大体上是从岁差周期主导转变为黄赤交角周期为主导，最后是以偏心率周期为主导。但当前对气候系统变化存在100ka周期的起因及演化机制仍众说纷纭，有待更多的证据来证明这些假说。
2）对地球内部作用过程作为气候变化的驱动力的重要因子的认识在逐步加深
近年来已认识到岩石圈运动，尤其是地球内部作用过程对大气圈、水圈和生物圈的影响不可忽视。它对全球环境变化，如大气成分的变化，地表干旱化、地震、火山的活动、酸雨的形成、土地荒漠化等都起着重要的作用。
（1）板块构造运动对地球气候和环境的影响。大陆的拼合、碰撞和分裂，改变了大陆的分布及位置，极大地影响了大洋和大气循环，从而改变了陆地的气候和生态环境，构造运动还直接引起地形地貌的变化，从而影响气候的变化。
（2）地壳垂直运动（降升）对气候变化的影响比水平运动可能更强，最明显的例子为青藏高原和美国西部山脉的隆升。一些学者通过模拟研究认为，青藏高原隆升可以改变大气环流和大洋环流形式，特别是东亚季风的形成和发展影响了北半球甚至全球的气候和环境。现确认高原隆升是晚新生代气候变化的主要驱动力。美国学者研究认为，内华达山脉的抬升导致大盆区近500年的干燥气候。
（3）巨型地幔和火山活动放气作用对全球变化的影响。火山喷发把大量固、液、气体从地球深部排放到大气圈中，从而改变了大气化学组分和日照率。火山作用产生的气溶胶，特别是硫气溶胶（主要是SO2形成的H2SO4）对地面温度的影响，它能降低对流层下部的气温。火山喷发后的两年内温度可能会下降0.2～10℃。火山作用的气候效应被北美高山冰川波动、格陵兰冰心记录，甚至树木年轮生长的研究所证实。但火山活动引起区域性还是全球范围的温度变化，还有待进一步弄清火山喷发的时间、范围和气候的响应等许多问题。
近年来，巨型地幔柱已引起地学家的广泛兴趣，他们开始注意到这一地球深部过程在全球变化中的重要作用，并认为地幔放气（CO2）会引起温室效应，岩浆活动迅速扩张引起全球海面上升等。有人提出中白垩世气候变暖、温度上升的原因与巨型地幔柱迅速大量排放CO2有关（CO2浓度为现代值285×10-6的3.7～14.7倍），而不仅是因为古地理的变化即大陆重新配置所致。地幔热柱来自核幔边界2900km深处，在地表形成许多热点和火山。陆上火山喷发出的火山灰遮蔽日照而致降温，而大洋中脊山带上的水底火山喷发出大量的CO2。构造地震活动在地质历史时期以及现代从未停止，有些还相当强烈。中国学者通过卫星遥感的红外谱图发现临震前在104km2级的大面积范围内向大气层大量急速释放CO2，不过其定量研究还远远不足。
（4）全球碳循环研究的新进展。由于大气CO2浓度上升造成的温室效应对全球变化产生重要影响，因此除了减少人类活动工业化排放到大气中的CO2量以外，查明地球内部成因的CO2的气源，即全球碳循环已逐渐成为重要研究课题。近年来岩溶地质学家通过研究，发现全球碳酸盐岩含碳量为1016t，占地球总碳量99%以上，在全球碳循环中占有重要地位。它不仅通过表层岩溶作用从大气中回收CO2，而且还可随着碳酸盐钙华的沉积而释放CO2，从而直接参与全球的碳循环，对气候变化有重要影响。中国袁道先等人估算了通过岩溶作用回收大气碳的通量（以CO2形式）全国为3.83×106t/a，全球为6.08×108t/a。日本估算全球碳的回收量为2.2×108t/a。估算结果虽因参数不一而有差别，但都在同一数量级上。在中国、土耳其、意大利等岩溶区的测试验证，有浓度高达23%～90%的幔源CO2通过活动断裂向大气释放，并伴随大量钙华快速沉淀。在30届国际地质大会上还报导了在西班牙南部某地，由于对碳酸盐岩含水层的过量开采，引起深部浓度达85%的CO2突然入侵的实例。可见，除人类活动影响外，地球深部CO2正通过地热区、火山活动及活动断裂带不断释放，直接进入大气促进了温室效应或储存于盖层成为气田。
（5）地球系统还有一些内部过程对气候变化有驱动作用，如CO2、CH4及N2O等主要活跃痕量气体的作用；冰盖消长与海平面变化的影响等。目前这些都已被PAGES列为专题研究。
（6）天文事件如彗星或小行星撞击可能诱发的古气候变化，以及地质历史时期中，如认为白垩纪—第三纪间有地外事件发生，重大的地质灾变导致生物大绝灭等，也是全球变化研究中需要考虑的。
3）快速和突然的全球变化原因和作用机制研究的新进展
科学家们普遍认为气候环境的演变主要受米兰科维奇轨道参数（偏心率、地轴倾斜度和岁差）的控制，还有地壳运动、海陆分布等的影响，但对突发事件（突然变冷和突然变热）的原因和机制及其响应却不甚清楚。这种非轨道力的变化机制有可能是大气环流和风场变化引起的。因此探索和重建重要时期的古气候和环境，对于预测未来50～100a可能的变化将提供重要依据。近年来根据海洋沉积物、冰心和黄土等地质记录发现气候系统存在着不稳定性，它表现为气候以很快的速度（十几年到几十年）从一种状态变化到另一种状态。现在对末次冰期-间冰期发生的一些气候事件，包括新仙女木事件（YD）,Heinrich（H）事件，Dansaard-Oeschger（D-O）旋回（颤动）等进行重点研究。研究结果表明，YD事件（1.1万年前气候突然变冷）已在不同区域不同记录中，如海洋沉积、格陵兰的冰心记录，阿拉斯加的孢粉记录，北美的冰川记录等都有发现。甚至太平洋地区、亚洲中国和南半球委内瑞拉也有记录。Heinrich事件是指在北大西洋沉积中发现冰漂碎屑周期性增加的过程，又特指末次冰期期间普遍存在的6次大的冰漂碎屑沉积事件。它是由于冰山崩塌、涌出，导致北大西洋海水温度、盐度降低而气候变冷。H事件在北太平洋深海沉积、中国黄土堆积、南美山地冰川等各种记录中都有显示。D-O旋回距今22～37ka，有10次气候突变（突然升温降温）。由上述情况可知，YD事件、H事件、D-O旋回很大程度上都是一个全球性气候事件，其产生原因可以用冰盖融化、北大西洋环流强度的变化来解释。此外，低纬度水文循环也可能引起气候系统的不稳定性。
关于冰期-间冰期的转换和南北半球气候变化耦合（同时发生）的机制，G.H.Denton等提出了“海面变化-冰盖波动锁定”的解释，以后W.S.Broecker（1989）进一步认为是大洋传送带的开-合过程导致的，可能与北大西洋大洋环流有关。但目前还没有一个假说能作出满意的解释。
万年以下时间尺度的气候变化事件也开始在一些地质记录中被检出。如格陵兰冰心化学分析结果显示，自全新世以来存在明显的千年尺度的波动。最近这种波动尺度在中国黄土记录中以及赤道、高纬度地区、极地，从海洋到陆地的许多沉积记录中都有发现。看来这种短时间尺度气候事件也具有时间性。
近年来大范围的气候异常引起了科学家们对厄尔尼诺-拉尼娜现象的关注。所谓“厄尔尼诺”是指热带中、东太平洋表层海水大面积升温，而“拉尼娜”则相反，是指海水大面积降温。20世纪初，人们已开始注意到厄尔尼诺对海洋生态环境的影响。60年代认识到厄尔尼诺给全球气候造成重大影响，主要表现在热带东太平洋地区洪水泛滥和热带西太平洋地区荒芜干旱。研究表明，从50年代至今共发生14次厄尔尼诺。但现在发现厄尔尼诺的发生频率近年来逐渐加快。80年代有2次，而90年代已3次，并以1997/1998年为百年来最强的一次，使全球一些地区出现严重干旱或洪涝。拉尼娜现象自50年代至今发生了9次。专家们已确认厄尔尼诺-拉尼娜现象是热带海洋和大气之间相互作用、相互影响的结果。其发生频率的加快是否与全球升温有什么联系认识尚不一致。但厄尔尼诺-拉尼娜的影响已成为全球短期气候异常的主要因素是毋庸置疑的。
据最新的研究报导，从厄瓜多尔安第斯山脉上拉古纳湖底10m长的沉积物分析显示，厄尔尼诺历史可追溯到15ka前，而在近5ka来出现频率加快，大约每隔2～8年发作一次，而不像在地球气温较高时那样每15～35年发作一次。
4）天然气水合物对全球变化的影响和反馈成为不容忽视的新领域
天然气水合物在本世纪60年代以后陆续发现，但最初仅作为一个重要的潜在能源看待。而80年代后期科学家们才发现它与全球气候变化有着密切的关系。天然气水合物是水的晶格（90%）充填了天然气分子而形成的冰状固体，天然气成分以甲烷为主。天然气水合物的含碳量很高，据粗略估计全球可达1×104Gt，因而认为它是地圈浅部的重要碳库，是全球碳循环中的重要组成部分。天然气水合物在自然界中只能形成于甲烷来源丰富的富有机质沉积物或油气富集区，它在低温高压条件下才能稳定存在。一旦条件变化，如温度增高或压力降低天然气水合物即会分解，向大气释放大量甲烷，产生温室效应，从而对全球气候产生重大影响。反之，在温压条件适宜时，则吸收甲烷形成天然气水合物。目前的研究表明，天然气水合物的蕴藏量极大，因而通过甲烷的释放和吸收对全球变暖产生重大影响。
天然气水合物与地质历史时期产生的海底滑坡可能有联系，这被解释为由于天然气水合物的不稳定性而释放大量的甲烷所形成的充气层，降低了沉积物的强度所致，同时还伴随海平面下降事件。随着对天然气水合物研究的深入，它在全球碳循环中的作用，以及对全球环境、气候变化影响的强度、机制等的认识将进一步提高。
5）对150ka来和最近2ka时间段地球环境与气候的研究
（1）150ka时间段主要是研究晚第四纪的冰期-间冰期旋回，时间分辨率至少要达到1ka。这方面的重要成果是根据格陵兰和南极冰心的连续记录，恢复了160ka以来的气候变化史，特别是大气组分的变化；同时对18ka来的气候变化，进行了每隔3ka时段的气候模拟，模拟结果与地质记录一致；还对晚更新世以来的海面变化机制和规律进行了探讨。
在第30届国际地质大会上报导了新的全球变化的记录材料。中国岩溶地质研究所通过对桂林一个长达1.22m的石笋，在研究其内部微层理的沉积学特征基础上，用AMS14C法测年配合U系稳定同位素地球化学综合研究，揭示了中国南方36ka以来古环境变化的3个气候旋回，每个旋回持续3ka左右，在暖湿期分辨率可达0.1ka，在干冷期也可达0.5ka。美国Iowa州冷水洞，英美合作的苏格兰Uamkan Tartair洞，美国人在非洲博茨瓦纳Drotsdy洞通过石笋研究古气候的变化也获得较高的分辨率，但所用石笋较小（高仅16～40cm），时限范围限于全新世。
在海陆对比方面，加拿大科学家将中国黄土-古土壤序列与最新的海洋钻孔ODP Hole810c高分辨记录进行了周期对比。美国与俄罗斯科学家利用先进的活塞式钻具在贝加尔湖打出的岩心，记录了过去350ka北亚的气候变化，与著名的SPECMAP海洋氧同位素曲线进行对比，证明大陆与海洋在晚更新世主要的气候事件是对应的。
对于150ka来南北半球的气候变化及其机制方面，刘嘉麒报导了他们在中国渭南黄土剖面建立的高分辨率的古气候时间序列与深海沉积物氧同位素序列和南极、格陵兰冰心的古气候记录有很好的可比性，据此确定了末次间冰期的起始时间为距今128ka，结束时间为距今74.2ka，末次冰期最冷期在距今20～18ka，从而为全球变化对比提供了重要数据。
由于单一的古气候记录（大陆、海洋或冰心）不能完全代表全球性古气候，因此要正确了解全球气候变化过程，还必须综合区域性的、多学科的证据，深刻理解区域环境系统对气候变化的特殊响应，及不同地区或系统之间的相互关系。为此，IGBP中核心项目之一PAGES组织了一个国际性研究计划——PANASH（南北半球古气候计划），这是研究南北半球的气候机制和耦合关系的一个重要步骤。PANASH组织三条跨越两个半球的极地-赤道-极地断面（图3.1），即PEP-I美洲断面；PEP-Ⅱ澳大利亚-亚洲断面；PEP-Ⅲ欧洲-非洲断面。第30届国际地质大会交流了最新研究成果，不少研究根据植被变化及地质记录恢复了南半球一些地区古气候的长期变化。如T.C.Partridge综述了过去200ka来南非的气候变化，研究结果表明，南北两半球在气候变化中具有很强的耦合性。
通过不同的地质记录，反映了在第四纪时期古大陆环流不同分支的演变特征及其所导致的环境变化、水热、风场格局的变化。刘东生在大会上论述了亚洲不同季风系统与西风环流的相互作用，并提出了东亚古季风气候驱动因素和机制方面的概念模型。对黄土沉积序列，中国学者通过冬、夏季风气候代用指标的研究，分析了东亚古季风的变迁过程和特征。
（2）对最近2ka时间段的研究。由于它对预测未来50～100a全球变化的重要性，对时间的分辨率要求达到1～10a。冰岩心、岩溶沉积物、树轮、湖泊沉积和珊瑚沉积的地质记录甚至能分辨到年和季节，因而越来越受到重视。在第30届国际地质大会上，中法合作研究结果表明，通过对近2ka以来中国、非洲等季风气候区的气候变化记录对比，发现这些地区干、湿变化大致同步；在全新世时期中国和北非现代沙漠的扩张与收缩也是同步的，看来变化受控于同一因子。意大利中部最近几十年来，存在变暖趋势，接近1℃，而水文地质系统对气候变化的响应，通过数学模拟研究，河流径流量将趋减少。
图3.1PEP断面的位置
中国科学家对青藏高原西昆仑山古里雅冰心（长309m）中δ18O（作为温度指标）、冰川累积量（作为降水量）和Ca（大气尘埃）等指标的研究，高分辨率地恢复了过去近2ka来的气候环境变化。中国学者还通过不同的地质记录重点研究了中世纪温暖期和15～18世纪的小冰期。
6）人类的社会工程活动在近代全球变化中的影响
除了自然作用过程作为影响全球变化的因素之外，还叠加了人类活动的作用和影响。现在已开始把人类活动作为一种重要的地质营力，改变着地球的气候和环境。如大量CO2气体的排放造成温室效应，森林砍伐，土壤侵蚀，沙漠化，工程活动，酸雨，矿产资源、能源的采掘、加工，环境污染等等，使地球生态系统日趋恶化。据统计，当今世界性工业燃耗大量能源，向大气层排放超量的CO2、H2S及其它30多种废气，每年约50×108t。由这些废气形成的“温室效应”越来越影响全球的增温。过去100a中气温最暖的6个年份都在80年代中期以后。据测，1992年平均气温比1951～1980年期间的平均气温高0.19℃，1993年高0.27℃，而最炎热的1990年又高出平均气温0.4℃，可见人类活动的影响程度。
研究人类活动的影响进行起来比较困难，其原因一方面是测量、记录的时限、资料有限；另一方面是如何将自然作用与人为作用从地质记录中区分开来有难度。后者的影响是局部的，还是区域性的？此外有些影响反馈效应和人们对其后果的认识往往是滞后的，需要预测评价和时间的验证。
7）区域地质环境系统对过去各种气候驱动因子的响应
刘东生在第30届国际地质大会主题报告“中国地质环境与全球变化”中，重点探讨了新生代以来中国地质环境与全球变化的联系，提出了大量地质证据，表明亚洲大陆干燥度在逐步增加。施雅风指出，青藏高原自中更新世以来上升3000～3500m，对周围的山地（昆仑）、沙漠（塔里木）以及长江等河流带来一系列影响：气温、地貌的变化、河流动力加强与携载物加多等。水文地质工程地质研究所通过构造、气候、人类活动环境分析三要素建立的空间模型，讨论了中国北方末次冰期环境演变的历史，指出在全新世大暖期的平均温度比现代高1.9℃，降水量比现代多195mm，而18ka前的最冷期，平均温度比现代低11.33℃，降水量比现代少165mm。东非肯尼亚Sonachi湖泊沉积高分辨率记录研究表明，非洲干旱区在最近数千年来总的是向干旱环境演化。而澳大利亚西部地区的干旱化，据研究，大致在0.78Ma以后才出现。
陆地水圈循环对气候变动的响应敏感，且对地球气候和环境变化起着调控作用。中国通过自西向东横切青藏高原、黄土高原至东部平原之间的大剖面，研究了各不同单元自晚更新世以来，古气候的演变及其对水环境的影响。在大陆水文循环中，通过对地下水流量的定量研究，K.M.Hiscock等（1992）再造了英国14×104a的古水文演化，尤其是全新世的水文演化。美国学者根据密西西比河道大小、沉积物特征，再造了该河上游地区高频率洪水的幅度的长期变化史。
全球变化也直接影响到海平面的变化。因此海平面在地质历史时期的变化及发展趋势是全球变化重要研究内容之一。尤其在人类历史时期海面变化直接影响海岸带的经济发展和人类生存环境，因此海面变化更引起人类的关注。王颍总结了中国海平面自盛冰期至全新世的变化情况：在近2ka晚全新世内，由于8～10世纪为暖期，11世纪时海面上升1.5m，以后气候较冷，海岸平原堆积，海岸阶地形成。本世纪海面上升速率为2～3mm/a，平均为1.4mm/a，并有持续上升趋势。
但是海面变化是否与气候变化成正相关关系，即气候变暖，海面升高，反之则下降，对此学者还有不同看法。尤其在区域范围内海平面的升降还可能受到构造作用和人为作用的影响。如由于地下水和油气的开采，建造大坝使三角洲系统缺少沉积物而海岸沉降。目前早已摒弃“全球统一海平面曲线”的提法。甚至认为，海平面并不平。科学的提法是海面变化。但气候变化仍是驱动海面变化的主要因子。1993年10月世界海岸会议95个国家的科学家认为，到2025年，由于极地冰川的消融和海水增温使水体膨胀等因素影响，全球海面将升高30～50cm，并预测到2100年可能会升高1m。