我国资源与环境科学近期发展战略刍议.pdf

第 ! 卷第 # 期 $%! 年 !% 月 地球科学进展 ；$: 国土资源部信息中心， 北京!%$文献标识码： & 资源和环境问题正日益威胁着人类的生存和可 持续发展。人类社会经历了近 % 年来科学技术带 来的工业革命之后发现， 这个强大物质文明社会的 基础自然资源的供应正在出现危机， 人类赖于生 存的地球环境正受到自然和人为作用越来越严重的 破坏。中国正处于经济高速发展时期， 加之人口众 多， 因而面临着比其他国家更大的资源和环境压力， 如何发挥科学技术在解决资源与环境问题中的第一 生产力作用， 保证国家发展第三步战略目标的实施， 是国家科技工作必须优先考虑的重大问题。而在其 中， 基础研究工作是科学技术发展的源泉， 它创造指 导解决资源与环境问题的理论依据， 并提供资源高 效利用和改良环境的技术途径。因此， 根据国家需 要和科学发展趋势， 结合考虑我国已有的研究基础 和特色， 制定好我国资源与环境领域学科发展战略， 具有重要的理论与实践价值。 !资源与环境科学的地位和作用 !资源与环境科学是人类社会可持续发展的科 学基础 资源与环境科学是直接关系人类生存与发展的 应用基础科学， 是人类社会可持续发展的科学支柱 之一。资源与环境科学是基于地学、 生物学、 化学、 物理学、 工程技术科学和社会科学等学科的知识， 针 对人类的生存与发展， 揭示资源的形成、 演化规律和 各类环境问题的发生、 发展规律， 以此为资源开发与 环境保护提供科学依据。资源与环境科学反映了由 “行星地球” 到 “人类世界” 的认知过程， 即理解地球 资源对人类生存与发展的可持续性， 探求地球环境 对人类健康、 安全与富裕的可居住性， 以及揭示人类 对地球系统的影响过程。资源与环境科学是人类利 用和改造自然以及认识人类影响地球系统的应用基 础科学， 是制定区域可持续发展模式， 解决当前及未 来一系列资源与环境问题的科学基础。 !#开展资源与环境科学研究对于保障我国经济 和社会的可持续发展具有重要的现实意义 从现在起到 $! 世纪中叶， 是实现我国现代化第 三步战略目标的关键时期。要完成 $! 世纪中叶人 均国民生产总值达到中等发达国家水平的第三步战 略目标， 就必须走人口、 经济、 社会、 环境和资源相互 协调的可持续发展道路， 而这条道路能否行得通， 关 键在于是否能保证自然资源的可持续供给和保护好 我们生存的环境。当前， 我国化石能源和矿产资源 后备储量严重不足， 水资源供应出现危机， 土地质量 急剧下降， 生态破坏严重， 环境污染日趋严重， 自然 灾害频发等问题， 已经在相当程度上制约着我国国 民经济的持续快速发展， 影响着人民生活质量的提 高。如果把每年环境、 灾害和水资源短缺造成的经 济损失加起来， 则相当于我国国民经济每年 8?的 增长量， 并且化石能源与矿产工业占我国 !9?的国 民经济产值， 从这两个数字可以清楚地看出， 资源、 环境和灾害问题对我国经济的持续增长起着十分重 要的作用。不仅如此， 环境、 灾害问题还直接影响到 人民的身体健康乃至生命安全， 后者随着人民生活 收稿日期： $%!7%7$%； 修回日期： $%!7%87%!3 #本文为国家科技部与国家基金委资助， 于 $%! 年 月完成的 中国基础学科发展报告 中的 资源环境科学 部分 （由本文作者与马 福臣、 黄鼎成、 叶玉江、 柴育成、 宋长青、 史培军、 李秀彬、 王会军等共同完成） ， 现发表的此文又作了修改 : 万方数据 水平的提高和价值观念的转变将变得越来越重要。 此外， 像战略性能源和矿产资源问题、 重大灾害问题 以及海洋和空间环境问题， 对于保障国家安全也十 分重要。 因此， 立足于我国 ! 世纪国民经济和社会的可 持续发展、 人民生活质量的提高及国家的安全， 必须 下大力解决当前和今后我国面临的重大资源和环境 问题， 如大宗或战略性化石能源和矿产资源的寻找 与评价； 水、 土地、 生物资源可持续利用和生态系统 保护； 大气、 水体污染和固体废弃物的控制及环境质 量改善； 重大自然灾害 （如洪水、 干旱、 地震等） 的预 报与减轻； 全球变化及其对我国的影响等。通过解 决这些重大资源与环境问题来实现以下国家目标： 最大限度地保证能源和矿产资源的供给； 有效地保护与利用水、 土、 生物资源和生态系统； 控制环境污染和改善环境质量； 预报自然灾害的发生和减轻其造成的损失； 深入认识人类影响地球的机理。 !#世纪资源与环境科学的重大进展 !# 世纪是资源与环境科学主要知识体系形成 的世纪。在 !# 世纪前半个世纪里， 由 $、 % 世纪工 业革命导致对化石能源 （如煤、 石油、 天然气等） 和矿 物原料 （如铁、 铝、 铜、 金等） 的需求， 在 !# 世纪随着 全球工业化浪潮的兴起和工业化的深入发展而变得 空前强烈， 使得有关化石能源和矿产资源寻找与开 发的科学技术成为发展最快、 研究人员最多的领域 之一， 油气科学和成矿学的长足进展与应用， 使人类 大规模开发利用地下资源达到史无前例的地步。然 而， 从 !# 世纪中期开始， 西方国家首先品尝到工业 化及大规模开采利用自然资源所带来的严重环境污 染和生态破坏后果， 于是环境问题研究日益受到关 注， 一系列环境科学学科开始建立， 并最终综合成为 环境科学体系。到 !# 世纪末， 随着全球生产力的迅 速提高， 各国对全球环境问题普遍关注， 并把对资源 问题关注的重点从勘探开发转向保护和合理开发利 用， 有关全球变化和可再生资源的研究受到重视， 统 一的资源科学体系正在形成。 !# 世纪资源与环境科学的每一次重大进展都 是与当时相关的资源环境问题受到人们的重视相联 系的， 这也反映出资源与环境科学研究极强的应用 性质。由于 !# 世纪资源与环境科学的发展过程是 各类自然科学和社会科学的专家把自己本门的学科 知识应用于解决资源环境问题， 从而又获得新的知 识的过程， 因此要想全面概述资源与环境研究各领 域的进展是非常困难的。这里仅对一些跟地学密切 相关的资源与环境科学研究的主要进展作一简述。 !#成油气和找油气理论体系的建立 !# 世纪初， 由于内燃机开始广泛用于交通工具 和军事装备， 石油需求急剧增加， 从而促进了找油理 论和方法的发展。早在 $& 年人们就提出了背斜 控油这一指导勘探决策的传统理论， 而 %!# 年地震 反射法成功地应用于地下构造的制图， 更加强了应 用背斜理论找油的信心。!# 世纪 # 年代， 在美国 发现了巨大的东德克萨斯地层油藏之后， 地质学家 认识到不能简单地只靠背斜理论找油。为寻找新油 田， 除了应用构造制图外， 还必须广泛采用地层学方 法， 引入一些跟地层圈闭有关的概念来指导找油。 在有关石油成因说的长期争论中， !# 世纪由于 证据和理论解释方面的进展， 有机成油理论渐渐成 为主导学说。%( 年经计算得出， 海洋有机体所提 供的 & # 万桶烃类， 就足够形成在沉积岩中发现 的总烃量。%)! 年通过对现代海洋沉积物烃的研 究， 进一步完善了海相生油理论。%& 年提出了干 酪根成油说， 即石油是沉积物的干酪根在成岩过程 的晚期经过热解产生的， 这一学说成为石油生成的 现代理论的重点组成部分。 *# 年代以来， 许多石油地质学家和地球化学 家， 根据盆地类型、 沉积史、 干酪根类型及其成熟度， 建立了石油生成模型， 并提出了含油气系统概念， 大 大促进了油气预测的定量化， 提高了钻井的精确性。 !成矿理论的大发展 虽然有关矿床形成的理论研究在 % 世纪就有 相当规模。但在 !# 世纪由于找矿工作在全球范围 内展开， 形成了系统、 丰富的成矿理论体系。在世纪 初， 新的理论进展就层出不穷， 像 %# 年确认了构 造控制矿化作用， %#) 年提出了成矿系列概念， %#* 年提出著名的林格伦矿床成因分类， 这一分类被作 为经典并陆续加以完善。%($ 年结合大地构造理 论提出成矿期和成矿带概念， 为区域矿产预测和评 价提供了理论框架， 之后的 # 年中各类矿床模型不 断建立。%) 年层控矿床概念开始流行， &# 年代斑 岩型矿床模型建立起来， %&( 年又提出加拿大肖德 伯里铜镍矿床为陨石撞击成因， %&) 年建立了卤水 成矿说。 *# 年代板块构造理论的提出给研究大区域的 成矿规律提供了理论基础。%* 年出现了联系全 球板块构造阐述成矿特征的专著。之后对各种板块 *!*第 ) 期孙枢等： 我国资源与环境科学近期发展战略刍议 万方数据 构造作用 （特别是俯冲作用、 裂谷作用等） 背景下的 成矿规律进行了系统论述。 与此同时， 在洋底深处发现了正在活跃的现代 成矿作用。! 年代开展了洋底与海滨矿化现象调 查。#$% 年第一次记录了东太平洋海隆出现的 “黑 烟囱” ， 这是人们可以直接观察的成矿作用的现场。 这些发现使人们对热液成矿作用给予了充分重视。 !#应用水文学的兴起和全球水文研究的出现 & 世纪前叶， 水文科学的发展是以作为水利防 洪基础理论的应用水文学的出现为特征。从 #$# 年到 #$& 年，概率论、 数理统计理论和方法系统引 入水文学， 使水文变量 （如洪峰和洪量） 与它出现的 机率联系起来， 从而可以预估工程未来运行时期内 可能出现的水文情势。接着， #$(&#$() 年在产流 和汇流计算方面取得开拓性进展， 为根据降雨推算 洪水开辟了道路。随后，在单位线、 多个水文变量 联合分析和径流调节的理论、 方法等方面发展并丰 富了上述内容。在此期间， 水文站在世界范围内发 展成规模宏大的水文站网系统， 这些成就为应用水 文学的兴起在理论上、 方法上和资料条件方面奠定 了基础， 并率先形成了它最重要的分支学科 工 程水文学。接着农业水文学、 森林水文学、 都市水文 学也相继兴起。#$ 年， 一批应用水文学专著陆续 问世， 标志着应用水文学的诞生。 ! 年代以来， 水文科学的全球合作兴起。联合 国教科文组织于 #$!* 到 #$% 年组织了国际水文十 年的科学活动， 着重开展了以世界水平衡、 人类活动 对水文循环的影响等 # 个领域的国际协作。接着， 联合国教科文组织又继续举办了长期水文国际合作 计划， 即 “国际水文计划” ， 分阶段着重研究水文过程 与自然环境之间的关系， 水文过程与人类活动之间 的相互关系， 水资源的规划、 管理与环境和社会的关 系等重大课题。在国际水文计划实施过程中， 世界 气象组织也开展了 “业务水文计划” ， 并与联合国教 科文组织合作， 从 #$) 年开始执行 “水资源水文计 划” 。这种国际合作使水文科学研究从国家规模发 展到国际规模。 !$环境科学学科体系的建立与完善 第二次世界大战以后， 由于社会生产力突飞猛 进， 许多工业发达国家都出现了严重的环境污染问 题。如美国洛杉矶市 年代后期由于汽车数量的 增多， 经常在夏季出现光化学烟雾， 对人体健康造成 了危害。英国伦敦于 #$*& 年 #& 月出现了严重的烟 雾事件， 短短 天比常年同期死亡多 多人。 #$!& 年寂静的春天 一书出版，引起了西方国家 的强烈反响， 进而在工业发达国家兴起了 “环境运 动” ， 要求政府采取有效措施解决环境问题。 正是上述重大环境问题的出现， 许多科学家， 包 括生物学家、 化学家、 地学家、 医学家、 工程学家、 物 理学家和社会科学家， 对此共同进行了调查研究。 他们在各自原有学科的基础上， 运用原有学科的理 论和方法， 研究环境问题。通过这种研究， 逐渐出现 了一些新的分支学科， 如环境地学、 环境生物学、 环 境化学、 环境物理学、 环境医学、 环境工程学、 环境经 济学、 环境法学、 环境管理学等。在这些分支学科的 基础上孕育产生了环境科学。#$! 年国际科学联 合会理事会议设立了国际生物方案， 研究生产力和 人类福利的生物基础， 对于唤醒科学家注意生物圈 所面临的威胁和危险产生了重大影响。国家水文十 年和全球大气研究方案， 也促使人们重视水的问题 和气候变化问题。#$!) 年国际科学联合会理事会 设立了环境问题科学委员会。% 年代出现了以环 境科学为书名的综合性专门著作。#$%& 年出版的 只有一个地球 一书， 就是环境科学一部绪论性质 的著作。 !%全球环境问题和可持续发展概念的提出 % 年代以来， 人们认识到除了环境污染以外， 地球上人类生存环境所必需的生态条件也正在日益 恶化。人口的大幅度增长， 森林的过度砍伐， 荒漠化 面积的扩大， 水土流失的加剧， 加上许多不可再生资 源的过度消耗， 都向人类的可持续发展提出了严峻 的挑战。 由意大利、 瑞士、 日本、 美国、 德国等 # 个国家 ( 位科学家、 经济学家和工业家组成的罗马俱乐部 在对世界资源与环境发展趋势进行研究和预测后， 于 #$%& 年发表了 增长的极限 ， 提出了 “零增长 论” ， 预测人类面临的危机的真正规模在今后几十年 将达到严重程度， 到 &# 世纪某个时候， 上述增长达 到极限， 从而导致全球性危机。#$% 年该俱乐部又 编著了 生存的战略 一书。#$%$ 年欧共体发表了 不久的将来 ， #$) 年美国政府发表了 全球 & 年 。这些出版物对未来的预测虽各有特点， 但都指 出大致相同的趋势： !几乎在所有地区人口继续增 长； 大部分地区经济继续增长；#全球范围内粮食 和农产品供应变得不那么充分； $能源消耗的增长 率下降， 对能源更加注意节省； %水问题愈来愈大， 在供应和污染方面均如此； &环境压力增大。 #$%&年联合国召开了人类环境会议， 通过了 )&%地球科学进展第 #! 卷 万方数据 联合国人类环境会议宣言 ， 呼吁世界各国政府和 人民共同努力来维护和改善人类环境， 为子孙后代 造福。!#$ 年在布加勒斯特召开了世界人口会议， 同年在罗马召开世界粮食大会。!# 年在马德普 拉塔召开了世界气候会议， 在斯德哥尔摩召开了资 源、 环境、 人口和发展相互关系学术研讨会。!%& 年 月国际自然及自然资源保护联合会在许多国家 的首都同时公布了 世界自然资源保护大纲 ， 呼吁 各国保护生物资源。 %& 年代以来由于全球性环境问题 （地球增温、 臭氧层破坏、 酸雨危害、 生物多样性损失、 有毒废料 在全球范围内越境转移） 日益严重。为协调全球环 境问题的解决，!%$ 年世界环境与发展委员会成立 并在 !%# 年发表了 共同的未来 ， 报告明确提出 “可持续发展是既满足当代人的需要又不对后代人 满足其需要的能力构成危害的发展” 。可持续发展 概念的提出为人类从更高的战略角度解决资源环境 问题提供了新的思路。 资源与环境科学发展趋势与前沿 !#发展趋势 进入 (& 世纪 & 年代， 资源与环境领域的科学 研究正跨入全球化、 系统化、 定量化的新时代， 其研 究方式和研究重点都在发生重大的改变。 !( 年联合国环境与发展大会通过了 里约热 内卢环境与发展宣言 、(! 世纪议程 和 关于森林 问题的原则声明 等重要文件， 可持续发展得到各国 政府的认可； 一系列有关环境资源保护的国际公约， 如 气候变化公约 、生物多样性公约 、荒漠化公 约 、湿地公约 等被签署。与此相关， 国际科学界 开展了国际地圈生物圈计划、 世界气候研究计划、 全球变化的人类因素计划、 国际岩石圈计划、 国际减 灾十年计划等一系列重大国际计划。 一些发达国家 （如美国、 英国等） 加强了环境与 资源科学技术工作， 成立了国家级的环境 （资源） 研 究委员会， 确立了环境与资源研究为提高生活质量 和保障可持续发展服务的国家目标， 强化了环境与 资源研究为国家环境、 资源政策制定和立法服务的 能力。相比之下， 一些地下资源丰富的大国 （如澳大 利亚和加拿大） 和发展中国家依然把保障国家经济 和社会发展对资源的需求放在资源与环境研究的首 要目标。主要发展趋势如下： （!）整体观、 系统观的研究思路得到加强。资 源与环境领域的科学研究正在跨越以往各类资源之 间以及资源与环境之间的界限， 开始把资源与环境 作为一个整体系统来研究； 不仅研究其自然属性， 而 且加强对其社会属性的研究； 重视研究人类活动对 自然生态系统的影响机制。特别是重视选择典型区 域进行深入连续地观测， 揭示人类农业现代化、 工业 化、 城市化、 政治化等过程对地球表层自然生态系统 的影响机理 ， 并在高精度观测数据的基础上， 引入 复杂性科学方法论， 建立动力学模型，为可持续性 的资源开发与环境改善工程提供可靠依据 。 （(）跨学科的研究方式和专项计划的组织方式 成为主流。以往对单一资源或环境问题的单一机 构、 单一学科研究方式被针对单一或综合资源与环 境问题的联合自然科学家、 社会科学家、 经济学家、 工程学家和政策制定者的跨学科、 多部门研究方式 所替代； 并且无论在国际科学界还是各国国家研究 组织中， 对重大资源与环境问题的基础研究往往是 通过设立专门的研究计划来完成。 （）研究的突破越来越依赖于长期连续观测资 料的积累与分析。重大研究计划往往有大型观测计 划相配合。全球和国家尺度有关地球环境资源变化 的长期观测、 监测与信息网络正在形成， 包括地球观 测系统 （)*+） 、 全球气候观测系统 （,-*+） 、 全球海洋 观测系统 （,*+） 、 全球陆地观测系统 （,.*+） 、 全球 数字地震台网等一系列全球性巨型观测系统； 还有 众多地区性和国家性大型观测系统； 并且集地球空 间信息存储、 处理、 传输和分析为一体的 “数字地球” 即将出现。 （$）模拟与虚拟研究已成为选择解决资源与环 境问题途径的重要手段。利用室内与室外实验室， 模拟重大资源与环境问题的形成机理、 变化过程， 进 而建立情景模拟， 已经成为资源与环境科学工作者 寻求解决一系列重大资源与环境问题的重要手段。 在计算机支持下的 “虚拟研究” ， 对揭示不同时间和 空间尺度的资源与环境相互作用过程的机制， 以及 不同尺度过程之间的转换等有着十分重要的科学价 值。从长远来看， 伴随获得高精度数据能力的提高， “虚拟研究” 将会发挥更大的作用。 资源与环境科学在新世纪发展的总体态势为： !以揭示人类对自然资源获取与利用的高效方式， 人类活动对自然生态系统的影响机制与动力学为主 线； 从整体与系统的观念去认识人类所面临的一 系列资源与环境问题产生的根源与发展规律， 跨学 科组织专项研究计划与广泛应用现代高新技术， 突 出长期观察与实验模拟为特征； #以解决当前或未 (#第 / 期孙枢等： 我国资源与环境科学近期发展战略刍议 万方数据 来面临的重大资源与环境问题为重点， 以准确地理 解资源开发与环境保护问题及其相互作用的机理、 过程， 构建资源与环境科学体系为方向； !在加深理 解资源与环境问题产生的基本过程的基础上， 为解 决资源短缺和生态环境退化提供科学依据， 为一系 列资源开发与生态环境整治工程提供技术参数。 !#主要前沿领域 （!）可更新自然资源高效利用模式。可更新自 然资源主要包括水、 土、 气、 生物资源等。当前研究 的重点及前沿主要集中在水土资源形成理论及其合 理利用模式、 土壤侵蚀机理与评价模型； 水土资源利 用的环境效应及其经济核算， 水土资源的耦合模型 与调控； 生物资源形成的理论及其保护和利用模式， 极端环境条件下生物次生代谢成分形成机理； 濒危物 种及其栖息地的保护模式； 人类活动影响下可更新资 源的再生维护机制； 气候资源的区域评价与不稳定性 机制。 （）矿产形成理论与矿产资源评价、 寻找。矿 产资源是经济发展的重要的能源和原材料基础。当 前矿产资源研究的重点及其前沿领域是： 大型油气 田、 煤田的形成与演化； 大型矿床形成与演化； 覆盖 区和地下深部矿床的识别； 大陆边缘的地质过程。 （#） 灾害动力学与区域灾害风险管理。灾害是 由致灾因子在特定的环境条件下给人类社会经济系 统造成的灾难。当前灾害研究的重点及前沿领域 是： 自然灾害综合风险评估； 灾害事件的基本控制因 素及其相互联系； 建筑物和生命线对自然灾害的响 应机制； 人类社会对自然致灾因子的脆弱性形成机 理； 灾情形成过程的动力学； 风险分散与转移机制。 （$）环境污染形成机制及环境质量改善模式。 环境污染是人类社会开发自然资源过程中所形成的 一系列环境问题的组成部分。当前环境污染研究的 重点及前沿主要集中在： 有毒物质暴露及其环境灾 难； 人类产生的化学物质在不同环境单元之间的迁 移与聚集； 污染土地和地下水的治理与恢复； 环境风 险的综合评价与标准； 产业生态学。 （%）生物多样性与生态系统服务价值。生物多 样性与生态系统是解决人类食物需求的重要基础。 当前生物多样性与生态系统研究的重点及前沿主要 集中在： 生物多样性随时间的变化， 分子水平的分类 和演化学， 极端环境的微生物多样性， 极端环境条件 下生物次生代谢成分形成机理； 自然因素和人类因 素引起的生态系统变化的主要过程， 控制生态系统 的主要动力学机制， 生态系统的服务价值， 受损生态 系统的恢复、 重建和管理。 （&）全球变化规律及其社会经济动力学。在全 球变化过程中， 人类活动所引起的环境变化越来越 表现出其重要的作用， 全球变化的区域响应已经成 为当前全球变化研究的重要内容。当前全球变化及 区域响应研究的重点及前沿主要集中在： 土地利用 变化驱动力及其环境影响； 人类活动对自然生态系 统的影响机制， 环境演变敏感区域对全球变化的响 应机制； 环境变化的人类驱动力； 表层过程的观测与 虚拟研究。 $我国资源与环境科学发展的现状 近半个世纪来我国资源与环境领域的基础研究 成果， 有效地保证了我国国民经济和社会发展对自 然资源开发利用、 减轻灾害和环境保护等的需要， 有 利地促进了我国各类自然资源的勘探与开发、 气象 预报、 自然灾害防治、 海洋调查开发、 国土整治与规 划、 环境保护、 重大工程建设等国家重要工作的发 展， 并在国际资源与环境界占据了一定的学术地位。 陆相生油理论的提出和对我国区域成矿规律及勘查 地球化学的研究成果为寻找大型油气田、 大型矿床 和大型水源地提供了理论和方法依据， 这些资源的 开发和利用为工业的现代化和农业的发展奠定了基 础； 东亚大气环流与气候预测、 地震预报及地质灾害 的研究为工农业的发展和自然灾害的减轻提供了必 要的保证； 区域生态系统的研究和遥感技术、 全球定 位系统及地理信息系统的应用， 提高了我国国土规 划和利用的水平； 对我国管辖海域的调查和研究， 成 为维护国家主权的重要内容； 大规模区域自然资源 与环境的综合考察， 积累了十分珍贵的科学数据； 国 家制定的生态环境建设规划， 为生态环境研究提出 了一系列艰巨的任务。事实证明， 中国科学家有能 力创造性地解决本国面临的主要资源与环境问题。 经过多年的努力， 我国在资源与环境的基础研 究方面形成了一些重要的优势， 并在国际资源与环 境领域的研究中体现出自己的特色， 这些优势和特 色为保证今后我国资源与环境研究工作的稳定发展 奠定了基础。主要包括： （!）具有一支学科门类较为齐全、 经验较丰富 的研究和教学队伍。包括各部门所属研究所及高等 院校、 中科院所属研究所和综合性大学有关学院 （系） 及研究所， 涉及地质、 地球物理、 地球化学、 测 绘、 地理、 水文、 环境、 生态、 空间、 大气、 海洋和环境 科学与工程等诸多学科。这支队伍有一大批长期从 #(地球科学进展第 !& 卷 万方数据 事于资源与环境基础研究的老、 中、 青人才， 有着较 好的研究积累和较丰富的研究经验。高等学校近年 增设了资源环境科学有关的教学和科研机构， 其中 设资源与环境学院 （或系、 所） 的高校己达 ! 所， 能 招收本科、 硕士、 博士的学校达到 #$ 所， 设博士后流 动站的学校也有 #% 所， 显示出针对我国资源与环境 问题的学科教育正方兴未艾。 （!）我国具有许多世界上独特的自然环境和资 源条件。如对全球环境有着重要影响的青藏高原； 大面积的黄土高原和岩溶地区； 面积广大的内陆干 旱荒漠； 活跃的大陆内部地震； 绵长的海岸线和宽阔 的大陆架及其典型的边缘海盆； 濒临太平洋成矿带； 时代较完整的地层剖面和丰富的古生物化石； 独特 的东亚季风气候特征及其从热带到寒温带、 湿润到 干旱区等多样的生态系统； 等等。 （&）研究工作有着雄厚的区域观测能力与调查 工作基础的依托。我国从事资源和环境方面的专门 管理部门众多， 像国土资源部、 水利部、 农业部、 林业 局、 海洋局、 环保总局、 测绘局、 中国气象局、 中国地 震局、 中国科学院和高等院校， 这些部门和单位有着 长期、 雄厚的观测与调查能力和工作基础， 这对作为 应用基础性的资源与环境科学不仅提供了获取数据 的保证， 也成为发展这一科学的重要力量。 尽管我国在资源与环境领域的基础研究上取得 了巨大的成绩， 但在研究工作中存在的问题也是相 当明显的， 主要表现在针对重大资源与环境问题的 跨学科研究较弱， 自然科学、 社会科学与工程技术的 交叉研究不够， 年轻、 高层次的综合型学术带头人亟 待增加， 资料数据和仪器设备的共享缺乏保证等。 从当前和未来经济社会发展对资源与环境工作 的要求， 以及跟国际先进水平的差距来看， 我国资源 与环境领域的基础研究还存在着以下薄弱环节： （#）针对具有重大应用前景的资源环境技术的 基础研究薄弱。我国资源与环境领域的应用技术大 多数是引进和消化国外的技术， 自主创新技术能力 较差， 其主要原因是对具有重要应用前景的技术生 长点及其理论基础研究不够。 （!）缺乏从全球视野来研究我国资源与环境问 题。到目前为止资源与环境领域的基础研究范围基 本未超出我国国土， 其结果不但造成我国在全球环 境资源问题上没有发言权的局面， 并影响我国在全 球经济一体化进程中对资源全球化发展的高度认 识。在资源开发中， 缺乏对两种资源 （国内与国外） 的全面理解； 缺乏对环境问题全球化的深刻认识。 （&）由于我国从事资源科学研究的专家， 多源 于地学、 宏观生物学及工程技术科学， 因此到目前为 止， 仍然还没有形成一套完整的资源科学体系。作 为交叉科学， 仍然缺乏系统的理论基础和有效而独 特的方法； 作为应用基础科学， 仍然没有形成具有特 色的学科群体和学科基地。 （）缺乏对获取资源与环境数据的标准化和规 范化。到目前为止， 虽然我国已陆续发布了一些资 源与环境管理法规， 也制定了一些监测站网的测量 与观测规范， 但就整体而言， 仍然没有一套完整的对 资源与环境各要素测量与观测的规范， 从而使数据 共享与比较以及深度开发利用受到影响， 在某种程 度上影响了这一科学领域在国际上的交流与合作。 其中， 最为突出的是对人类活动影响自然生态系统 的观测指标， 如土壤侵蚀、 土地退化、 生态退化、 自然 灾害灾情评定等指标体系。 $我国资源与环境科学近期战略目标 与主要发展方向 我国资源与环境科学在未来 $#$ 年发展的战略 目标是： （#）为解决我国重大资源与环境问题提供科学 基础， 提高我国资源与环境宏观决策水平， 使我国在 资源与环境研究方面进入国际先进行列。 （!）应用高新技术， 提高我国资源与环境的调 查、 监测和预测水平， 并为促进我国资源与环境支柱 产业和新技术产业的发展提供若干有前景的重要高 新技术生长点。 （&）强化一批布局合理的具有世界水平的资源 与环境研究基地， 形成有多学科高素质人才组成的 资源与环境基础研究精干队伍， 造就一批国际学术 界有影响的学术带头人。 （）建成若干个国家与部级的资源与环境科学 研究重点实验室， 以及若干个面向资源高效利用和 生态环境整治的工程技术研究中心。 （$）针对我国资源与环境问题的区域分异规 律， 建立具有国际水平的野外观测与实验研究台站 网络， 其中要特别建设相当数量的以获取人类活动 对自然生态系统影响的观测和实验台站。 按照上述发展战略目标， 未来 #$ 年我国资源与 环境科学研究的主要发展方向为： （#）围绕着国家经济建设和社会发展的重大问 题 （如西部大开发） ， 探讨解决有关重大资源、 环境问 题的理论基础与途径。 #&(第 $ 期孙枢等： 我国资源与环境科学近期发展战略刍议 万方数据 （!）从系统的角度认识各类资源、 环境问题之 间的关系， 特别是阐明资源开发与环境保护之间的 关系， 为制订和协调资源环境政策和法律法规提供 依据。 （）广泛采用高新技术调查研究各类资源、 环 境问题， 提高资源与环境科学的定量化程度。 #我国资源与环境科学近期发展重点 围绕上述发展战略目标与学科发展， 瞄准我国 重大资源与环境问题， 站在资源与环境研究的国际 前沿， 并考虑到我国资源与环境研究领域的已有优 势和特色及薄弱环节， 建议选择下列作为我国资源 与环境科学未来 $%& 年的优先研究领域， 并抓住其 中的关键科学问题， 集中力量， 进行攻克。 !#水资源、 水环境与水灾害 我国水资源整体态势十分严峻， 特别是城市化 迅速发展引起的水资源供需矛盾日益尖锐。全国 # 个城市中， 有 & 个以上缺水， 每年因缺水造成 高达 ! & 亿元的损失， 缺水问题将成为我国实现 下一步战略目标的首要制约因素。特别是包括长 江、 黄河在内的我国大江大河及其流域环境不仅是 我国主要的水资源供给命脉 ， 而且时常带来严重的 水患。而以往的研究较少从整体资源、 灾害与环境 系统集成的角度加以深入分析。因此，有必要阐明 水资源演变、 生态环境与水旱灾害过程及发展趋势， 建立流域资源与环境系统变化和趋势预测的理论， 为 我国水资源高效利用、 大江大河灾害治理和生态环境 改善提供科学基础。 大江、 大河水资源、 水环境与水旱灾害形成机 理与可调控机制； 西北干旱、 半干旱区水循环、 水平衡及其生态 效应； 北方生存环境演变规律及干旱化趋势预测； 跨流域调水工程的资源、 生态效应； 流域内水土资源开发利用的耦合机制与调控。 !$土地资源与土地利用 我国是世界上人均耕地资源较少的国家， 而且 耕地资源数量日渐减少， 土地质量不断退化。全国 水土流失面积占国土面积的 (， 荒漠化土地面积 已达 !#! 万 )*!， 并且每年还以 ! +#& ,*!的速度扩 展， 耕地污染面积约占耕地总面积的 %-$。土地质 量的退化已对我国社会经济的持续发展和人民食物 安全和生态环境质量构成严重威胁。然而， 我们对 土地资源的时空变化规律还认识不足，需要针对我 国主要耕地、 草地、 林地资源集中分布地区， 从土地 资源系统的整体， 阐明土地质量演化机理及其生态 环境效应、 土地退化过程及调控机理， 为抑制土地退 化和实现土地持续利用提供科学依据。 土地质量的指标体系和时空变异规律； 土地系统中的物质能量循环及其环境效应； 土地退化过程及整治机理； 土壤侵蚀模型及区域土壤侵蚀评价； 东部土地利用演变过程及其对自然生态系统 的影响机制； 农牧交错带土地资源可持续利用机理与模式。 !%大型矿集区、 大油气田预测与非常规 （非传统） 资源 与化石能源和矿产资源直接相关的国民经济行 业在我国占有重要地位。化石能源和矿产资源从发 现、 勘探到开发有着较长的周期，如果现在不加紧 寻找新的化石能源和矿产资源， 将严重影响国民经 济的持续快速发展。我国化石能源和矿产资源潜力 巨大， 除极少数矿种外， 绝大多数矿种的探明储量与 资源量之比都较小。因此， 我们应该针对当前和今 后 !& 年内对我国经济发展、 国家安全和工业竞争力 有重要意义、 国内又有资源潜力的矿种， 加大力度寻 找新的油田和矿产基地， 为现有大型油田和矿山提 供接替资源。同时预测和发现新的非常规矿产和能 源资源， 为适应下世纪经济社会发展对新的矿产和 能源资源地需求做好准备。 大规模成矿作用与大型矿集区预测； 深部成矿信息传输机理、 识别与隐伏大矿寻找； 含油气盆地形成与成藏动力学； 非常规矿产和能源资源发现与开发的基础研究。 !&生物多样性与生态系统 生物多样性是人类食物、 药物和某些重要工业 原料的基本来源， 具有保持水土、 调节气候等生态功 能， 为人类的生存与发展提供了重要的食物和药物 的保障条件。生态系统不仅组成生物多样性， 而且 以其巨大的生态服务价值造福人类社会。为此， 探 讨生物多样性可再生性维持机理， 揭示生态系统的 演变规律， 为生物资源的保护与利用， 以及生态环境 建设提供科学依据。 生态系统可持续性研究； 中国关键地区生物多样性的变化、 保育与持续 利用； 极端环境条件下植物次生代谢成分形成的机 理及其药用开发价值； !.地球科学进展第 %# 卷 万方数据 绿洲生态系统的结构、 功能及可持续利用机制； 受损生态系统的恢复、 重建与管理模式。 !#环境污染形成机理与环境安全 环境污染是人类开发利用自然资源的产物， 亦 是产业化过程与城市化过程的伴生物。我国经济发 展正处在一个较高速发展的时期， 城乡环境污染形 势十分严峻。因此， 探讨防治环境污染的高效途径， 已成为我国可持续发展的重要组成部分。 城市化进程中环境污染形成机理、 危害途径与 控制原理； 绿色化学的基础研究； 东南沿海经济快速发展地区