21世紀人類正面臨著全球環境和社會可持續發展的巨大挑戰。一方面人類受到不斷變化的地球系統的嚴峻挑戰；另一方面人類活動正以前所未有的幅度和速度影響著地球系統。現在人類活動正從各種尺度（區域性的、區域的、全球的）改變和開發利用地球的物理、化學、生物環境。要了解人類是怎樣與地球相互作用，以及人類是如何影響地球環境，就需要對地球系統有全面的瞭解。詳細掌握地球各種作用相互影響的過程的知識，對於實現國家未來繁榮和人類發展也是必不可少的。因此，目前世界地球科學研究正從傳統的地學向建立地球系統科學新的知識體系轉變，地球系統已成為地球科學解決全球環境和資源問題的科學基礎。研究地球系統的過程、相互作用及其動力學逐步成為地球科學研究的核心領域。當今資源和生態方面的問題已危及到了國家的安全和經濟社會的可持續發展。探索利用地球系統科學的生態系統的原理和方法來管理自然環境和資源，已成為時代的需要。這就要求國土資源工作要加強地球系統科學研究，建立新的資源管理知識體系，我們在這方面的差距還相當大，加大這方面的基礎性、前沿性研究，勢在必行。 重大環境問題促進地球系統科學發展 地球系統是指由大氣圈、水圈、岩石圈和生物圈（包括人類本身）組成的一個地球整體。它包括了自地心到地球外層空間的十分廣闊的範圍，是一個複雜的非線性系統，其間存在著地球系統各組成部分之間的相互作用，主要是物理、化學和生物三大基本過程之間的相互作用以及人與地球系統之間的相互作用。地球系統科學的觀點認為，全球變化是地球的各個組成部分——地核、地幔、岩石圈、水圈、大氣圈、生物圈（包括人類社會）——之間相互作用與反饋的結果，對這些相互作用和反饋過程的科學認識需要將地球作為一個統一的動力學系統來研究。因此，要解決當代資源環境重大科學問題就需要把地球作為一個相互作用的各個組成部分或子系統組成的連續的、統一的有機整體——地球系統，並運用一般系統論的原理研究地球系統的整體行為。 從1983年美國宇航局首次提出“地球系統科學”概念到現在短短的20年中，地球系統科學已成為國際地學界和各國地學發展的主要科學目標。美國國家科學基金會地學部最近一份戰略報告中明確指出：“地學的科學挑戰在於瞭解和預測地球系統內物理子系統、生物子系統和人類子系統的基本過程及其相互作用”。日本最近擬實施的“預測地球變化”計劃強調要對地球系統各種過程進行研究、觀測和模擬。英國在“1994-2000年地球科學戰略”中也提出它的戰略目標是要了解關於地球系統過程的知識和認識。 今天，人類面臨的環境問題的嚴重性在於它們所涉及的是人類與人類本身生命支撐系統之間的關係等一系列重大問題。越來越多的證據表明，這種關係正日趨緊張。人類自身的活動正在威脅著我們所賴以生存的環境系統。它不再只是區域性的或區域的問題，而是跨越國界的全球性問題。這也是一個歷史性的問題，雖然它產生於工業革命，但是，它真正引起世人的關注僅僅是最近幾十年的事情。這些重大的環境問題就科學內容而言已遠遠超過了單一學科的範圍，往往涉及大氣、海洋、土壤、生物等各類環境因子，又與物理、化學和生物過程密切關聯。只有從地球系統的整體研究才有可能弄清這些問題產生的原因，尋求解決的辦法。理解地球系統及其子系統的變化規律，預測其未來變化趨勢，才能減輕地球系統變化所產生的不利影響，減輕自然災害及其造成的損失，提高人類對地球系統變化的適應能力，達到地球科學研究的最終目標。當前，地球系統研究更具有針對性，更加強調解決人類社會經濟可持續發展面臨的主要挑戰，以服務於社會發展。 當代重大環境問題主要是人類不合理開發利用地球資源所造成的，其影響程度已接近自然變化，並正在繼續加劇，從而可能對未來人類的生存環境產生長遠的不可逆轉的後果。近百年來，以全球變暖為主要特徵，全球的氣候與環境發生了重大的變化：水資源短缺，生態系統退化，土壤侵蝕加劇，生物多樣性銳減，臭氧層耗損、大氣化學成份改變，漁業產量下降等，而這些變化主要是由人類活動所造成。由於全球變化的幅度已超出了地球本身自然變化的範圍，對人類的生存和社會經濟的發展構成了嚴重的威脅。根據政府間氣候變化委員會第三次評估報告的預測，未來全球將以更快的速度持續變暖。未來100年全球還將升溫1．4-5．8℃，將給全球環境帶來更嚴重的影響。假如這種態勢不能得到有效遏制，地球最終將成為一個不適合人類和其它生命生存的星球。2004年美國五角大樓給美國總統布什提供了一份秘密報告，題目是《全球變化將會毀掉美國》，其核心內容是，在未來的20年裡，氣候變化將導致全球性的災難，引發全球性的騷亂和核戰爭，會有數百萬人死於全球變暖引起的戰爭和自然災害中，到2020年，歐洲的主要城市將被海水淹沒，英國將變成“西伯利亞”氣候。因而氣候變暖對世界的威脅超過了目前令美國不安的恐怖活動。氣候變化不再是科學爭論，而是關係到美國的國家安全。現在，連美國軍方都在研究地球系統變化對國家安全的威脅，足見研究全球系統變化的意義。
21世紀人類正面臨著全球環境和社會可持續發展的巨大挑戰。一方面人類受到不斷變化的地球系統的嚴峻挑戰；另一方面人類活動正以前所未有的幅度和速度影響著地球系統。現在人類活動正從各種尺度（區域性的、區域的、全球的）改變和開發利用地球的物理、化學、生物環境。要了解人類是怎樣與地球相互作用，以及人類是如何影響地球環境，就需要對地球系統有全面的瞭解。詳細掌握地球各種作用相互影響的過程的知識，對於實現國家未來繁榮和人類發展也是必不可少的。因此，目前世界地球科學研究正從傳統的地學向建立地球系統科學新的知識體系轉變，地球系統已成為地球科學解決全球環境和資源問題的科學基礎。研究地球系統的過程、相互作用及其動力學逐步成為地球科學研究的核心領域。當今資源和生態方面的問題已危及到了國家的安全和經濟社會的可持續發展。探索利用地球系統科學的生態系統的原理和方法來管理自然環境和資源，已成為時代的需要。這就要求國土資源工作要加強地球系統科學研究，建立新的資源管理知識體系，我們在這方面的差距還相當大，加大這方面的基礎性、前沿性研究，勢在必行。 重大環境問題促進地球系統科學發展 地球系統是指由大氣圈、水圈、岩石圈和生物圈（包括人類本身）組成的一個地球整體。它包括了自地心到地球外層空間的十分廣闊的範圍，是一個複雜的非線性系統，其間存在著地球系統各組成部分之間的相互作用，主要是物理、化學和生物三大基本過程之間的相互作用以及人與地球系統之間的相互作用。地球系統科學的觀點認為，全球變化是地球的各個組成部分——地核、地幔、岩石圈、水圈、大氣圈、生物圈（包括人類社會）——之間相互作用與反饋的結果，對這些相互作用和反饋過程的科學認識需要將地球作為一個統一的動力學系統來研究。因此，要解決當代資源環境重大科學問題就需要把地球作為一個相互作用的各個組成部分或子系統組成的連續的、統一的有機整體——地球系統，並運用一般系統論的原理研究地球系統的整體行為。 從1983年美國宇航局首次提出“地球系統科學”概念到現在短短的20年中，地球系統科學已成為國際地學界和各國地學發展的主要科學目標。美國國家科學基金會地學部最近一份戰略報告中明確指出：“地學的科學挑戰在於瞭解和預測地球系統內物理子系統、生物子系統和人類子系統的基本過程及其相互作用”。日本最近擬實施的“預測地球變化”計劃強調要對地球系統各種過程進行研究、觀測和模擬。英國在“1994-2000年地球科學戰略”中也提出它的戰略目標是要了解關於地球系統過程的知識和認識。 今天，人類面臨的環境問題的嚴重性在於它們所涉及的是人類與人類本身生命支撐系統之間的關係等一系列重大問題。越來越多的證據表明，這種關係正日趨緊張。人類自身的活動正在威脅著我們所賴以生存的環境系統。它不再只是區域性的或區域的問題，而是跨越國界的全球性問題。這也是一個歷史性的問題，雖然它產生於工業革命，但是，它真正引起世人的關注僅僅是最近幾十年的事情。這些重大的環境問題就科學內容而言已遠遠超過了單一學科的範圍，往往涉及大氣、海洋、土壤、生物等各類環境因子，又與物理、化學和生物過程密切關聯。只有從地球系統的整體研究才有可能弄清這些問題產生的原因，尋求解決的辦法。理解地球系統及其子系統的變化規律，預測其未來變化趨勢，才能減輕地球系統變化所產生的不利影響，減輕自然災害及其造成的損失，提高人類對地球系統變化的適應能力，達到地球科學研究的最終目標。當前，地球系統研究更具有針對性，更加強調解決人類社會經濟可持續發展面臨的主要挑戰，以服務於社會發展。 當代重大環境問題主要是人類不合理開發利用地球資源所造成的，其影響程度已接近自然變化，並正在繼續加劇，從而可能對未來人類的生存環境產生長遠的不可逆轉的後果。近百年來，以全球變暖為主要特徵，全球的氣候與環境發生了重大的變化：水資源短缺，生態系統退化，土壤侵蝕加劇，生物多樣性銳減，臭氧層耗損、大氣化學成份改變，漁業產量下降等，而這些變化主要是由人類活動所造成。由於全球變化的幅度已超出了地球本身自然變化的範圍，對人類的生存和社會經濟的發展構成了嚴重的威脅。根據政府間氣候變化委員會第三次評估報告的預測，未來全球將以更快的速度持續變暖。未來100年全球還將升溫1．4-5．8℃，將給全球環境帶來更嚴重的影響。假如這種態勢不能得到有效遏制，地球最終將成為一個不適合人類和其它生命生存的星球。2004年美國五角大樓給美國總統布什提供了一份秘密報告，題目是《全球變化將會毀掉美國》，其核心內容是，在未來的20年裡，氣候變化將導致全球性的災難，引發全球性的騷亂和核戰爭，會有數百萬人死於全球變暖引起的戰爭和自然災害中，到2020年，歐洲的主要城市將被海水淹沒，英國將變成“西伯利亞”氣候。因而氣候變暖對世界的威脅超過了目前令美國不安的恐怖活動。氣候變化不再是科學爭論，而是關係到美國的國家安全。現在，連美國軍方都在研究地球系統變化對國家安全的威脅，足見研究全球系統變化的意義。