“活力地球”书单 | 世界地球日

4月22日为世界地球日

（World Earth Day）

今年是第55个世界地球日。

图源：联合国环境规划署，UNEP

2024年世界地球日的主题

“全球战塑”

（Planet vs. Plastics）

在世界地球日、世界读书日前夕，

陈颙、张尉编著的《活力地球》

荣获第十九届文津图书奖科普类图书奖！

陈颙院士：活力地球——人类的家园

本文结合地球日主题

组织一期“活力地球”书单

为您开启世界读书日的科学阅读之旅！

1

活力地球

本书是一部简易的“地球百科全书”，旨在通过介绍地球上的各种自然灾害，展示地球的活动性以及人与自然的复杂关系。全书从宜居地球的角度出发，以地球能量为线索，把地震、火山、海啸、天气和气候、洪水和干旱、滑坡和泥石流，以及近地空间等灾害串联为一个整体，引导读者全面认识地球家园的结构、环境、历史以及与人类的关系，理解地球与人类是一个共同生命体。在当前人地关系日益严峻的背景下，本书对于提高读者认识地球、敬畏自然、和谐相处、科学减灾的意识具有重要意义。

2

塑料的世界

以塑料为代表的高分子化合物作为一种极为重要的材料，在我们的日常生活中扮演着极为关键的角色。有些是我们能意识到的，如塑料制品、人造纤维等；有些是我们意识不到的，如邮票背面的胶水、3D打印机的“墨水”、宝宝的尿不湿……那究竟是什么造就了高分子材料卓越不凡的性能？有哪些科学家曾经为它们的发展做出贡献？塑料制品究竟对我们的健康有怎样的影响？如何破解塑料带来的“白色污染”难题？……

带着这些问题，本书从我们生活中最常见的现象入手，采用科学知识、科学原理与科学故事相互贯穿的写作手法，介绍了高分子化合物的发展历程、影响高分子化合物性能的诸多科学原理、高分子化合物在人类生活中的应用、对高分子化合物认识的误区、高分子化合物给环境带来的危害，以及高分子化合物未来的发展方向。

从历史到未来，本书为读者展现了一个科学、理性的看待事物的方法和态度，让读者能够以更为广阔的视野看待给高分子化合物给人类世界带来的颠覆性改变，希望得读者，特别是青少年读者的喜爱。

3

废弃塑料在超临界水中的资源化利用

全书共五章，首先阐述了废弃塑料的危害、传统处理方法的弊端、超临界水处理技术的原理、超临界水中废弃塑料资源化利用技术的研究进展。其次介绍了材料种类及表征、实验方法及流程、产物的分析方法。随后从超临界水气化、液化、固定二氧化碳、污染物共气化、制备疏水材料等多个层面出发，对多种热塑性和热固性塑料的资源化利用技术进行剖析。最后对国内外的塑料处理政策进行总结，说明了该技术未来的研究方向和挑战。

4

高性能高分子材料

本书是中国工程院咨询研究重点项目“高性能、功能性高分子材料2035发展战略研究”课题2“高性能高分子材料”的研究成果。围绕轻质高强的结构高分子材料，重点以普通工程塑料、高性能工程塑料、高性能纤维和高性能树脂基复合材料为研究对象，研究国外先进国家或地区高性能高分子材料的发展现状；国内高性能高分子材料的发展现状；目前进口品种及壁垒情况，国内技术与国外先进技术对比差距；国内高性能高分子材料的工程化技术力量薄弱的原因；总结发达国家的先进技术、管理水平；提出我国未来的高性能高分子材料的发展战略图和目标。

5

地球与生命

我们的地球有着海洋、陆地、大气以及无数繁盛其间的生物。这种景象是怎样产生的呢？本书以现在为出发点，回顾地球和生命走过的数十亿年历程。地球和生命经历了多次“重大事件”：火山熔岩肆虐，导致大部分生物灭绝；全球突然变冷，导致整个地球被冻结。地球环境的变化促进了生物进化，反之，生命活动也会给全球环境带来重大改变。

地球和生命历史的旅程，可以追溯到数百万年前、上亿年前直至46亿年前星子撞击的那一刻。星子其实就是岩石。生命诞生于由岩石形成的地球上，发展到现在如此丰富的景象，确实令人惊讶。本书还将介绍生命的诞生和生物演化的机制等。希望大家阅读本书时，能像欣赏精美画卷那般享受地球和生命46亿年的景象。

6

运动：地球的生命密码

地球从诞生那一刻起就激情四射，充满活力。由内向外、从小到大，在各种时间和空间尺度上，地球永不停息地运动着，以独有的方式演绎着自己不平凡的一生。本书带我们去探寻：人类怎样一步步弄清地球内部结构？地球经历了怎样剧烈的诞生过程？岩石如何记录古老地球历史？沧海桑田是如何演进的？火热的岩浆和无处不在的流体如何形成丰富矿产？在阅读过程中，您将逐渐破译地球的“生命密码”。全书精彩展现了从未知、怀疑到科学探索的过程，有困惑，有惊喜，令人着迷。希望年轻一代接受挑战，继续探索地球的未解之谜。

7

婀娜多姿的淬变：带你认识变质岩

变质岩是组成地壳的三大岩类之一，在地球演化过程中占据重要地位。本书从变质岩基本概念着手，简明扼要地介绍了变质作用、变质岩矿物特征、变质岩结构与构造和变质岩类型。按照变质作用的地质条件和主要因素对变质作用和变质岩类型进行划分，介绍了主要变质岩类型及特征，阐述了变质岩用途及其分布规律。从组成变质岩的矿物之美和微观镜下之美探讨了变质岩之美。最后通过论述变质岩地貌的影响因素，结合变质岩地貌实例，介绍典型变质岩地质遗迹，带领读者领略祖国变质岩地貌的形成、变迁。通过变质岩的微观之美和多变的地貌特征，把变质岩的婀娜多姿呈现于我们面前。

8

植被与陆地碳循环：模拟四亿年的历史

在过去的四亿年里，植物占领了地球并繁衍生息，同时改变着地球表面。本书通过将现今植被发展过程中的关键机制、要素与不同地质时期的全球气候模型联系起来，论证了植被在地史时期陆地碳循环中发挥的作用。由此得出的气候和植被过程模拟的结果与可观测的地质记录数据（如煤与蒸发岩的分布）相一致，从而支持模拟方法的有效性。此外，本书还对未来几个世纪可能出现的情况进行了模拟，为全球变暖时期的地球植被和碳循环提供了宝贵的预测。

9

生物地磁学——现象、机理及应用

生物地磁学是由地磁学与生命科学交叉融合形成的分支学科，主要研究地磁场及其变化对生物影响的机理和规律，分析生物感磁起源与机制，以及生物记录的地磁场信息等，对于揭示地球系统中地磁场对生物圈演化的作用具有重要意义。本书系统总结了生物地磁学的最新研究进展，包括在地磁场变化性、生物趋磁性起源与演化、动物地磁导航行为与机制、生物响应极端弱磁场的机制、生物源磁性纳米矿物及其在古地磁学和生物医学的应用等研究中取得的原创性成果。本书写作深入浅出，内容系统丰富。

10

地表系统 : 自然地理学导论 （原书第8版）（第二版）

原书经多年、多版本的磨砺沉淀，已成为一部享誉世界的自然地理学经典权威著作，兼具高端地理学科普特点。自原书英文版（第1版）出版发行以来，影响力和知名度遍及各大洲, 而且已有韩文版等其他版本译著先后问世。本书以地理学要素为开篇，以独特的编写结构对最新学科前沿动态及科技成果进行全方位系统展示。

本书为广大读者，尤其是青少年读者及高校学生构建了一个完整的地理学知识科普体系。全书分为“大气能量系统”“水、天气和气候系统”“地表-大气的界面”“土壤、生态系统、陆地生物群系、地球资源与人口增加”四个部分，逻辑清楚严密，除了介绍每个人需了解的自然地理学科普知识之外，通过“地学报告”等栏目设置，以及在线测试资源和数字资源下载，为教师尤其是新任教师提供最大限度的帮助和指导，从而使得本书将成为学生和教师案头必不可少的工具书！

11

基于遥感云计算的生态大数据平台建设 : 理论、方法与实践

本书聚焦于遥感云计算的生态大数据平台技术前沿，从理论、方法、实践三个方面进行系统的阐述，首先介绍了基于遥感云计算的生态大数据平台的背景、基本概念与原理；其次介绍了基于遥感云计算的生态大数据平台的数据、方法与关键技术；最后介绍了基于遥感云计算的生态大数据平台在土地覆盖和土地利用信息提取及生态学应用的最新进展，并提供了基于遥感云计算的甘南州生态大数据平台案例。

12

地球大数据支撑可持续发展目标报告（2022）：中国篇

《地球大数据支撑可持续发展目标报告（2022）：中国篇》聚焦零饥饿（SDG 2）、清洁饮水和卫生设施（SDG 6）、经济适用的清洁能源（SDG 7）、可持续城市和社区（SDG 11）、气候行动（SDG 13）、水下生物（SDG 14）和陆地生物（SDG 15）七大可持续发展目标（SDGs），专注于新方法新指标的探索、可持续发展进程的跟踪评估，以及多指标交叉研究的理论与实践，针对21个具体目标汇集了 39个典型案例，展示了在典型地区和中国两个尺度上针对 SDGs指标的研究、监测和评估成果，包括30套数据产品、22种方法模型和32个决策支持。这些研究成果展示了中国利用科技创新推动落实联合国“2030年可持续发展议程”的探索和实践，充分揭示了地球大数据技术对监测评估可持续发展目标的应用价值和广阔前景，开拓了在联合国技术促进机制框架下利用大数据、人工智能等先进技术方法支撑联合国“2030年可持续发展议程”落实的新途径和新方法，可为各国加强该议程的落实监测评估提供借鉴。

13

“数字地球+”应用技术

数字地球是实现遥感数据与应用的核心基础功能之一，可实现多源遥感数据的存储管理、可视化显示与深度应用，是遥感平台与遥感应用之间的重要技术桥梁。本书系统阐述数字地球的体系架构、典型应用和关键技术。首先对数字地球的基本概念和相关理论基础进行阐述；然后介绍数字地球功能组成及“数字地球+”应用技术架构，并结合智慧城市、综合应急管理、全域交通数字化管理、航天数据管理等领域，给出典型应用示范和相关关键技术。本书内容涵盖了作者在该领域取得的多年工程成果，具有系统性、新颖性和前沿性，有实际工程应用参考价值。

14

数字地质学

数字地质学是地质学定量化理论和信息技术的基本理论、技术和方法，本教材系统介绍了多元统计分析、地质统计学基本原理、三维地质建模和深部地球物理信息提取分析技术与方法。围绕着地质定量分析，本教材介绍了综合信息评价、地质过程模拟、模糊数学、灰色系统和非线性、地质大数据与人工智能的理论与方法。为方便读者理论联系实际，本教材还介绍了地理信息系统与遥感技术的地学应用、固体矿产与油气资源定量预测评价、地质灾害定量评价、城市地下空间定量分析与评价、区域承载力分析，以及月球地质分析等。

15

地球三极 : 脆弱环境下可持续发展的挑战

本书以地球三极可持续发展为目标，系统总结了地球三极地区未来气候、冰冻圈灾害、陆地水与生态、海域环境、三极SDG大数据平台、支持可持续发展的大数据产品等方面的昀新研究进展，同时结合当前联合国可持续发展目标体系，系统总结了地球三极对实现全球可持续发展的重要性、目前存在的短板效应与重大挑战，全面回顾了实现极地可持续发展目标的科学行动和昀新研究进展，并提出地球三极实现可持续发展的途径和建议。

16

地球物理电磁三维数值模拟

本书回顾了地球物理电磁三维数值模拟的发展历史及研究现状，系统地介绍了作者团队近10年在电磁三维数值模拟方面取得的系列研究成果，并对未来发展方向进行展望。本书主要内容涵盖三维电磁数值模拟中的边值问题、基于交错网格的频域和时域有限差分法、基于结构和非结构网格的有限体积法、基于非结构网格的频域和时域矢量有限元法、基于多种近似的积分方程法、基于结构和非结构六面体网格及GLL和GLC多项式插值基函数的谱元法和基于耦合无单元伽辽金的谱元法。此外，本书还对电磁势及规范化条件、电磁散度校正、吸收边界条件、面向目标的自适应网格加密策略、局部网格、区域分解、后推欧拉时间离散、初始场及源项加载等电磁数值模拟中的关键技术进行了详细介绍。最后，为使得广大读者能够清楚地了解电磁数值模拟方程求解的基本原理，书中还简要介绍了大型线性方程组的直接解法和迭代解法。期待本书能够为广大从事电磁数值模拟的研究人员提供参考。

17

深部探测理论与方法

本书从固体地球在地球系统科学体系中的地位和作用出发，阐明深部探测与深地科学研究的基本内涵、前沿问题和主要研究内容，系统介绍固体地球的深部结构、深部物质、深部过程与深地资源探测研究方面的技术方法体系，探讨深部探测与深地科学研究的原理假说与研究范式创新，同时介绍美国地球透镜计划、拓扑欧洲计划和我国深地探测相关计划取得的成果，展望我国深部探测与深地科学研究的未来发展，提出深地资源科技发展战略建议。

18

地球动力学新理论

地球运动动力一定来自地球之外，否则，它应该呈滚动或跳动或平移状态，地球构造运动的本质问题是动力起源问题，动力属性是地球动力学的本质属性。周期性、全球性、方向性、宇宙观，是蕴藏在地球构造运动中的基因密码。针对地球构造运动所包含的周期性、方向性、全球性等特殊性，建立起太阳、地球、球面板块三者的运动分析体系，研究地壳板块的运动学特征、动力学特征，获得了导致地球整体发生体积改变的地球的胀缩力、球面板块产生水平位移的强中纬力；研究胀缩力的做功问题、突破机理；研究基于数学物理演绎推理，研究结论具有普遍性。

19

中国地球科学2035发展战略

地球科学是认识地球形成和演化的自然科学。当前地球科学正在进入建立“地球系统”理论知识和方法技术体系的新时代，国内外的地球科学研究正在朝该方向发生深刻变革。本书阐述地球科学各分支学科的科学意义与战略价值、发展规律与研究特点，凝练地球科学各分支学科的关键科学问题、发展思路、目标及方向，探讨了2035年前我国地球科学的学科发展布局、优先发展方向和学科交叉的重大科学问题等，以期为国家发展地球科学提出政策建议。

20

时域地球:美国国家科学基金会地球科学十年愿景:2020～2030

受美国国家科学基金会地球科学处委托，地球科学研究机遇促进委员会通过问卷调查、研讨访谈、文献调研等各种渠道，总结提出了地球科学的十年（2020~2030）发展战略，确定了 12个优先科学问题，涉及地磁、板块构造、关键元素、地震、火山、地形、关键带、气候、水循环、生物地球化学、生物多样性、地质灾害等各个方面，还明确了为解决这些优先科学问题所需要的基础设施（如仪器设备、信息基础设施和人力资源），以及在科学项目与基础设施上可以开展广泛合作的相关机构。

21

2011—2020中国矿物岩石地球化学研究进展

本书收集了我国矿物学、岩石学、地球化学及沉积学等学科领域知名学者2020—2021年在《矿物岩石地球化学通报》上刊登的“学科发展十年进展”系列论文,共33篇。全书较全面、系统地综述了21世纪第二个十年(2011—2020年)我国在矿物学、岩石学、地球化学、沉积学及其相关学科以及技术、模拟领域(如微束微区原位分析、高温高压实验和计算模拟等)的主要进展和创新成果,并对未来的学科发展趋势进行了展望。

22

全球微板块重磁图集

本书以微板块构造理论为指导，运用板块构造学、地形地貌学、洋底动力学和海洋地球物理学等系统理论和方法，在全球尺度、区域尺度和典型构造带尺度下对微板块的地形、重磁特征进行系统研究、梳理和归纳，并提出一套空前精细的全球微板块划分方案。本书还着重展示了特提斯构造域、中亚造山带、西太平洋、东太平洋和北美克拉通的最新重磁成果，探讨了伸展裂解系统、洋脊增生系统、转换构造系统、俯冲消减系统和碰撞造山系统的微板块重磁特征和演化机制等。

23

点亮地下明灯：陈颙院士自叙

本书共有六章，分别叙述了陈颙院士的求学经历，从事天然地震研究、人工震源研究、岩石物理学研究，以及管理工作时所经历的事件，充分展现了作者对科学、对人生的探索和思考。

24

追忆唐·亨伯格教授：地震学大师和非凡导师

本书是为了纪念杰出的地震学家、从事地震学研究的研究生和研究人员的良师益友——唐·亨伯格教授。本书包括了用中英双语撰写的来自著名同事的两篇序言和一篇前言，以及亨伯格教授生前指导的学生的19篇文章。在这些文章中，读者可以找到他的学生参与的许多突破性成果，并体会亨伯格教授在整个职业生涯中遵循的科学哲学和指导方法。在他的指导下，多位学生已经取得了成功，并在自己的研究经历中不断践行他的理念。亨伯格教授提出的地震波形建模已成为限制从内核到地壳的地球结构以及快速量化地震时空破裂行为的关键方法，如今已在地震学科被广泛采用。这些文章证明了亨伯格教授谦逊的科研态度、永葆好奇的求知精神，以及他对解译地震记录的巨大热情，这使他深受研究生和同事们的喜爱。

（本文编辑：刘四旦）

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