环保治理正行动见真章，而在学术领域环境科学怎样应对严峻挑战？

2天内公布两起阻挠环保督查组正常执法事件、8天内揪出1600余家问题单位……生态环境保护必须在问题导向中见行动，在真刀真枪中见实效。而在学术领域，环境科学该如何应对正面临的挑战？

复杂环境系统所带来的挑战

环境科学的发展源于两个重要的驱动力：一是多个学科的科学家对环境问题的共同关注和研究兴趣；二是人类社会生存和发展的需要。前者使学科交叉融合成为环境科学的鲜明特色，后者则是环境科学的社会价值与意义所在。

环境科学涉及广泛学科领域，宏观上它与地球系统科学、全球变化科学和可持续发展科学紧密相关，在学科内涵上其与自然过程和人类活动密不可分，在学科构成上涉及自然和人文学科的许多学科领域，体现出环境学科的复杂性。

在复杂环境系统的背景下，宏观地说，21 世纪的环境科学面临以下主要挑战：

挑战之一来自持续加重的环境压力复杂环境系统的矛盾与问题

其根本驱动是人类活动，其表现是环境系统各要素之间的协调发展被破坏，其结果是威胁到地球生态系统的稳定性乃至人类生存和发展。目前，人类对环境的改造达到空前的强度，自然生态系统改变和物种消失也日益加重。与此同时，世界各国的社会经济体系正变得相互联系，相互依存，局部的环境变化有可能相互叠加，相互增强，从而对整个人类社会的经济、安全和发展构成实际威胁。

挑战之二来自复杂环境系统及其变化的不确定性

复杂环境系统内部矛盾及由此衍生出的环境变化和环境问题，都具有较强的不确定性，对其进行准确预测难度极大。因此，各类应对措施和环境政策，都不免滞后于复杂环境系统的变化与问题。可以想象，面对诸多的环境问题和环境变化，无论是科学家、公众，还是决策者，对于问题和变化不确定性的担忧，都将超过来自问题和变化事实本身的压力。在这样的情况下，增强对区域性和全球性环境变化与问题的预测能力，提高反应速度和应对能力，具有非常重要的现实意义。

挑战之三来自环境科学研究创新与发展的需求

复杂环境系统也是一个动态的复杂适应性系统，即系统中的局部变化会引起系统其他部分的连锁响应和适应性变化。因此，仅仅掌握单个或几个环境要素的变化规律，仅仅了解单个或几个重要环境过程的发生发展机理，尚不足以准确描述上述连锁的非线性响应与反馈，也不能帮助有效解决一些区域性乃至全球性的环境问题。

环境科学未来发展方向

为应对复杂环境系统背景下的诸多挑战，环境科学研究需要更新研究理念，开拓研究思路，同时加强对复杂环境系统的方法论研究，将复杂环境系统（包括人类和人类活动在内）作为一个整体，开展长期的、区域性的环境综合研究，重点研究复杂环境系统各要素之间的相互联系、作用、响应与反馈机制。这将产生大量开创性的研究成果，在促进学科发展的同时必将有助于准确了解和及时应对可能发生的环境变化及环境问题。

在复杂环境系统下环境科学未来发展方向主要体现在以下方面：

①环境信息基础设施与环境研究网络；

②“人类-自然环境”系统的综合研究；

③“生物-物理-化学”系统的综合研究；

④复杂环境系统研究的方法学。

21 世纪的环境科学，面临复杂环境系统的诸多挑战。整体的、综合的、长期的、多空间尺度的、多学科融合的环境科学研究是发展的大趋势，各环境要素与环境过程之间的相互联系、作用、响应、适应与反馈，是环境科学研究的重点。从学科发展的角度来看，这种挑战也是一个重大的机遇。因为跨学科的交叉研究，多要素多过程的综合研究，微观与宏观结合的多尺度研究，强调相互联系、相互作用与相互适应机理的研究，将产生大量开创性的研究成果，环境科学将实现全面快速的发展。

总地来说，21 世纪的环境科学，将是微观更微，宏观更宏，但在微观和宏观的结合、过程和机理的结合、多学科交叉融合等方面有实质性的突破。环境科学的学科体系，将会面临调整、丰富和完善。在发展原有的“污染环境”研究的基础上，环境科学研究需要更注重资源与生态系统、更注重环境与生态系统的变化演替、更注重灾害与生态环境安全等方面的研究，更注重提升人类社会对可能到来的环境变化的应对能力。

更多内容敬请关注本号后续分享——

《环境科学前沿问题与研究热点》

本文节选自《中国学科发展战略·环境科学》（中国科学院编. 责任编辑：杨婵娟，卜新. ISBN 978-7-03-047553-4. 北京：科学出版社，2016.12）一书“绪论 / 环境科学发展战略报告”中“建议与展望”部分。有删减，标题为编者所加。

ISBN：978-7-03-047553-4

"中国学科发展战略"丛书由以院士为主体、众多专家参与的学科发展战略研究组经过深入调查和广泛研讨共同完成，涉及自然科学各学科领域。旨在系统分析有关学科的发展态势和规律，提炼关键学科理论和技术问题，提出学科创新发展的新思想和新方法，并为学科的均衡发展提供政策和措施建议。《中国学科发展战略·环境科学》系统梳理了环境科学的发展历程，总结了学科发展规律和内在逻辑，前瞻了学科中长期发展趋势，同时面向我国现代化建设的长远战略需求，提炼出学科前沿的重大科学问题和符合中国发展需求的新问题和重大战略方向。

地球为你而转！

欢迎关注：赛杰奥（sci_geo）

科学出版社地球科学订阅号

点击“阅读原文”可购买本书