本书内容涵盖了基本天文地学知识和作为地球科学分支学科的大气科学、地质科学和海洋科学的相关基本知识和理论，基本反映了现代地球科学的概貌，同时避免了以往类似教材对地球各大圈层知识面面俱到的倾向，减少了不必要的重复，突出了与地球教育有关的知识重点，起到了各学科知识间的互补和桥梁作用。可供地球学、地质学、大气科学、海洋科学、环境科学等相关专业的大专院校师生阅读、参考。

进人21世纪，高校地理专业教育面临新的机遇和挑战。《中共中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》中明确指出：调整和改革课程体系、内容、结构，建立新的基础教育课程体系，试行国家课程、地方课程和学校课程。这一改革的大趋势必然深刻地影响到直接为基础教育服务的大学地理教育。有学者也指出，“中国基础地理教育需要更新观念，从有限的课堂时间中去追逐无限的、快速增长的地理知识的被动局面中解脱出来，使地理教育跨出知识的层次，加强能力的要求，注重地理学综合逻辑思维的训练，着意于地球观、宇宙观的培养”。本书正是基于这种观点，从当今地球科学学科体系的总体出发，本着基础性、系统性、互补性、统一性、开放性的原则，在对原有的教学内容进行充分研究的基础上，进行了系统性的有机组合，力求做到与地理教育总体目标保持一致，加强基础，突出重点，搭建自然地理专业教育基础平台，为学生的能力培养和专业知识积累奠定基础，以适应21世纪人才培养对地球科学知识的要求，从战略高度上发挥地球科学在满足国家需求中的重要作用。

地球科学基础作为地理专业，尤其是自然地理方向的专业基础课程，表现出以下几个方面的特点：

(1)地球科学基础是自然地理教育专业的基础和平台。地球科学以整体的地球作为研究对象，包括自地心至地球外层空间这一十分广阔的范围，它是由固体地圈(包括岩石圈、地幔和地核)、大气圈、水圈和生物圈(包括人类自身)组成的一个开放的复杂巨系统，称为地球系统。地球系统内部存在不同圈层(子系统)之间的相互作用，包括物理的、化学的和生命的过程以及人与地球系统之间的相互作用。其中“地球表层”(钱学森 1982)是指岩石圈、大气圈、水圈、生物圈的相互交错和渗透部分，大体相当于自岩石圈顶部(大陆地表以下5～6kin，海洋以下4km)至大气圈平流层底部(地表以上约20km)，是地球上与人类关系最密切的地理环境。地球表层受地球内动力、外动力及人类的作用，形成一个复杂的巨系统。从对地球系统不同圈层的研究侧重上，地球科学包括海洋科学、大气科学、地理科学和地质科学。地理专业中的地球科学基础定位在地球系统科学这一基本层面上，它为地理专业教育提供相关的地球系统科学中的必备知识，而不完全局限于地理专业。但分支学科中的地球科学知识，重在为学生提供必备的、地球系统科学中本学科以外的知识内容，在地理专业中就是海洋科学、大气科学和地质科学(包括天文地质学)的内容。一般意义上的专业基础课程通常所涉及的教学内容主要是本专业领域内的基础知识，通过专业基础课程教学，使学生在掌握一定专业知识的同时，了解本专业的基本状况，并为以后的专业课学习和从事本专业的各项工作奠定基础。地球科学基础则是依据地球科学作为一门综合性的系统科学的专业特点，着眼于整个地球系统，为地理专业提供必备的相邻的专业基础知识，形成从事地理专业和地球科学相邻交叉方向的研究与社会实践提供合理的知识平台。《地球科学基础》又与其他地球科学分支学科中的“地球科学基础”不同，因为它是针对地理专业而开设的，因此就知识内容上主要应包含与地理专业互补的其他的地球科学分支学科内容，全面实现为地理教育服务，实现地理教育的总体目标。

(2)地球科学基础以自然地理教育为中心。构筑面向21世纪地理教育的基本框架为课程教学内容和课程体系改革所必须。1996年的北京会议解决了地理教育中关于教育目标、教育内容和课程体系三个主要问题。地理教育的目标是：主要引导学生认识自然世界、认识人文世界，并通过这两个世界的认识，进一步懂得人与自然的关系，从而树立人地协调发展的观念，以自觉保护自然、树立全球一体的思想，以更好地理解和维护世界和平。地理教育在内容上应强调4个观点：即地域差异性观点、生产建设因地制宜性观点、国家的综合力量与发展潜力观点和协调人地关系的观点。地理课程可分为公共必修课、专业限定选修课及专业任意选修课。公共必修课包括3个大系列：①自然地理系列，归结到自然地理系统和自然区划；②人文地理系列，从人地关系出发，最后归结为区域地理；③地图与地理技术系列，包括数理地理、测量、地图应用、计算机技术和GIS等。自然地理学课程应集中为自然地理教育服务，并紧紧围绕这个中心开展教学工作。《地球科学基础》在以自然地理教育为中心这一学科教育的根本问题上，要以自然地理组成要素为基本出发点，以自然地理系统和自然区划为最终目标，来研究和确定课程教学内容和教学体系。本课程既要提供自然地理教育必备的基本知识，又要合理地展示自然地理教育的总目标与基本框架，避免学生只见树木不见森林；要通过自身内容的整合，形成一个强大的自然地理专业教育平台，在合理的课程内容体系建设下，真正实现地球科学不同分支学科内容的交叉与融合，真正形成自然地理教育的中心地位，实现自然地理教育目标上的一致。地球科学基础站在一个更高的层面上，把地质科学基础、大气科学基础和海洋科学基础有机地结合在一起，完全避免了地球系统科学各分支学科的局限性、片面性。同时，通过各部分内容的整合，删去了重复性的内容和与自然地理教育关系不大的内容，使内容更加精炼，更加突出了自然地理教育的中心地位，强调可读性和通用性。

(3)将原有的学科体系转变到自然地理教育体系上来。《地球科学基础》涉及地球系统科学中的四门学科，具体来说就是大气科学、海洋科学、地质科学和天文地质学。在教学体系上首先是对这些部分进行排列，其次是建立各部分内容的知识体系。教学体系与教学内容的改革必须同时进行，但其中首先要确定一个统一的体系，然后对教学内容进行安排与取舍。我们认为，地球科学基础在总的体系上应首先介绍地球的宇宙环境，其次是大气环境，再次是地质环境，最后是海洋环境。这一编排基本上采用了从外向内、从大环境到小环境的过渡。地球科学基础包括宇宙环境、大气环境、地质环境和海洋环境四大部分，各环境部分的体系也相应做了大的调整。比如地质环境，以往的课程教学体系，是从地壳物质组成到地壳的构造变动，最后归结到历史地质科学范畴，显然与自然地理教育目标相悖。为了使这部分内容与自然地理教育目标相吻合，即归结到自然地理系统和自然区划上，把大地构造分区作为整个教学的基本目标，将地壳物质组成及地质作用、地壳运动及其规律、地壳物质与构造的空间分异作为基本的教学体系。

(4)突出自然地理教育的中心地位。原有的地球科学基础相关课程的教学内容普遍存在部分内容重复、内容偏多的问题。因此，课程改革首先应对课程设计中长期形成的以自我为中心和自成一体所出现的一些与地理教育不相干的内容、甚至与自然地理教育相距甚远的内容予以删除，其次是对各部分相互重复的内容进行必要的调整。这是突出自然地理教育中心地位的最主要和切实可行的两个途径。教学内容的改革与调整应注意以下几个方面：①要注重地球科学基础与自然地理学知识上的互补性，充分挖掘和充分发挥与地理科学密切相关的其他地球科学知识在地理专业中的地位和作用。②对相互重复的知识内容进行调整时一般可采用两种处理方式：一是把有关的内容放在一个部分中作比较完整的介绍；二是将有关内容在各个部分中分别介绍，但有详有略，各有侧重。③内容增删合理。总的来看，现有的“地球科学基础”相关课程教学内容偏多，有些内容也十分繁琐，应予以删除。在教学实践中，发现有些内容有价值时，又要进行适当的增补，像鲍文反应序列中的鲍文反应原理，应予以增加。做到增删合理，以确保知识的科学性、完整性。④强化一部分内容。对与地理专业关系十分密切的内容要进一步加强，并随着地理专业相关课程教学内容的深化而加深、拓宽。必要时也可以考虑将其独立出来加以介绍，这也是强化课程教学内容的另一条途径。⑤留有余地，改出特色。根据各个教学单位的实际，教育培养目标和科研方向，对改革的具体方案应当有一定的灵活性，这样既避免了千篇一律，又增强了课程教学改革的特色。⑥初步培养学生的专业思想，顺利实现由公共课教学向专业教育过渡。作为专业基础课它肩负着向学生传授本专业基础知识的重任，同时也有责任培养学生的专业思想。专业思想的培养贯穿整个专业的始终，但在专业基础课的教学中的专业思想教育尤其重要。专业思想的树立可以通过课程教学内容，理论与实践各个教学环节，对学生进行热爱和探索大自然精神的培养，培养学生的吃苦精神和审美思想，初步培养学生热爱、稳定的专业思想。从发展的角度上看，地质科学课程体系和内容应是动态的和开放式的，即要随着社会的发展、教育的改革与深化而不断深化和完善，以增强地球科学基础课程教学的活力。

(5)加强地球科学基础课程教学内容与自然地理教育之间的衔接。地球系统科学中的各分支学科都是针对地球有机体系中的某一部分进行研究的，因而各有其侧重点。这也决定了各分支学科之间又是相互联系的和不可分割的。加强地球科学基础课程内容与自然地理教育之间的衔接，是专业教育的基本要求。传统的地球科学基础教学在这方面已做了许多的努力与探索，如把气象学与气候学结合在一起，突出了中、长尺度的天气、气候变化与空间分异在自然地理变化与区域分异中的作用，以及本书中对构造与地貌形成过程内容的补充等，都体现了与自然地理教育密切结合的精神。但就目前来看，这些改良式的工作还是十分不够的，在教学内容上仍然存在许多的矛盾。地球科学基础改革应当以地理科学中的系统论思想来统一，把地球科学基础教学放到整个地理教育的高度上来分析和解决这些矛盾。尽量把与地理专业教学有关的内容进行必要的充实，并尽可能地把地球科学基础中的有关内容拓展到地理专业的专业课程教学上，从而建立起一个良好的教学内容与知识之间的衔接或接口。在这方面，地理专业中相关的其他课程教学也有义务进行这方面的教学衔接。只有这样，才能在我们的专业教学活动中建立起一个良好的知识教育体系，实现课程内容上的良好过渡。

从总体结构来看，该教材包括了地球科学中除地理科学以外的分支学科，即地质科学、天文地学、大气科学和海洋科学，反映了现代地球科学的基本概貌，同时又避免了与地理专业教学内容过多的重复，减少了以往的知识上不必要重复，使教学体系不但合理，又突出了与地理教育有关的知识重点，从而强化了专业教育，起到了各学科知识间的互补和桥梁作用。至于有些内容如天文观测、气象要素测量、岩石矿物鉴定、地质制图与测量等，准备结合室内和野外实习进行讲述，暂未编入本书。

本书是集体劳动的成果。在编写过程中参考或引用了有关作者的出版资料和图件，也有部分图件是编者在长期的教学实践过程中总结编写的，在此谨向他们表示衷心的感谢。本教材共分为五个部分，主编承担了本教材编写提纲的拟订、内容的修改定稿。各部分的撰写情况分别是：绪论部分和大气环境部分由刘贤赵、刘德林编写；宇宙环境部分由李庆志、邵金花编写；地质环境部分由杜国云、刘贤赵编写；海洋环境部分由刘贤赵、杜国云编写。教材中所有图件均由刘德林、邵金花两人整理清绘。

此外，本教材在筹划和编写过程中，得到了山东省试点课程“自然地理学”课程体系教改课题的大力支持和经费资助，在此深表谢意。虽然几位编者多次修改计划和文稿，以求更好地体现地球科学的内容体系和地球科学研究的最新进展，但由于时间仓促以及作者水平有限，书中仍有许多不足和遗憾之处，敬请各位同仁谅解并不吝赐教。

作者

2005年3月