院士之声 | 资源与环境科学研究前沿

导读如何在满足人类发展需求的同时维持资源与环境的可持续性，已成为全球关注的重大科学问题。资源与环境科学是一门综合而实用的学科，聚焦人类与自然系统的相互关系，能够从跨学科的角度系统地解析人与自然之间的关联机制。为研判学科发展前沿和态势，傅伯杰院士等在本刊发表论文The research priorities of Resources and Environmental Sciences，指出了资源与环境科学的四个学科特点、四项研究需求、九大领域关键问题，并提出了四项支撑学科发展的政策建议。

图：资源与环境科学研究前沿

1. 文章亮点

• 面临的资源与环境现实问题是资源与环境科学学科发展的动力

• 资源与环境科学为可持续发展提供重要基础性支撑作用

• 论文提出资源与环境科学的四项研究需求和九大领域关键问题

• 论文提出四项支撑学科发展的政策建议

2. 研究目标与意义

地球已进入“人类世”的新纪元，人类活动所产生的巨大影响导致了全球环境变化。人为扰动给地球造成了前所未有的压力，导致了许多生态环境问题，如全球变暖、海平面上升、洪水和极端干旱事件增多、生物多样性丧失和污染物大量排放。在过去的50年里，尽管人类为生态和环境保护付出了巨大努力，但地球系统仍继续高速恶化。资源与环境科学是一门宽广而实用的学科，聚焦人类与自然系统的相互关系。资源与环境科学重在研究地球系统资源的形成和演化规律、各类环境问题的发生发展规律、资源和环境交互过程及其内在关系，并特别强调自然环境和人类活动的共同影响。资源与环境科学的进步对于促进其他学科和相关技术的发展，以及区域、国家和全球发展规划与政策目标落实具有重要意义。资源与环境科学为合理利用水土等资源、解决可持续发展的重大瓶颈问题、维护生态安全、改善民生福祉提供科学支撑。

3. 学科特性

| 天然的综合性、系统性和多学科属性

资源与环境科学强调综合性、系统性，注重交叉学科或跨学科的研究，研究对象涉及多时空异质性复杂系统。需要应用多学科的理论和方法来解决现实问题。| 聚焦区域问题和应用导向资源与环境科学的研究重点是区域需求和现实应用。提供特定区域的解决方案是资源与环境科学的主要研究目标。| 不同时空尺度下研究的复杂性资源环境科学的研究对象和过程在不同的尺度上存在并运行。资源环境问题的尺度效应和多尺度关联是资源环境科学研究的重点。| 技术进步在学科发展中发挥关键作用科学研究的发展需要外部技术的支持，而外部技术的支持又推动了科学研究范式的转变。地理信息系统、遥感和计算机科学等技术的发展促进了资源与环境科学研究范式的转变。| 模型模拟提供决策支持大数据、人工智能和机器学习等新兴技术使模拟资源和环境系统多尺度复杂交互成为可能。将基于过程的模型与机器学习相结合，创新研究方法，可以提高模型在资源与环境科学不同领域的决策和管理能力。4. 研究需求

| 深化学科交叉

综合研究陆地表层系统及其格局、过程和功能，拓展分支学科的研究深度，深化不同分支学科之间的关联和交叉，解析全球变化背景下多尺度、多过程的人地系统耦合机制。

| 突破“卡脖子”技术

自然资源的数量和质量及其动态监测需要丰富不同时空尺度的分析技术。资源与环境科学应重点发展一些关键技术，特别是支持地球表面高分辨率时空监测和智能空间分析系统的关键技术。

| 聚焦重大环境与灾害问题

农业生产、工业化和城市化等人类活动导致水、土壤和空气污染增加，对生态系统和人类健康造成严重影响。资源与环境科学应针对关键的资源和环境问题，提供科学的解决方案以减少灾害风险。

| 服务可持续发展

资源与环境科学的核心要素，包括气候、土壤、水、能源和生物多样性等，都与可持续发展目标相关。因此，未来资源环境科学的发展应以可持续发展为导向，努力为实现可持续发展提供区域性解决方案。

5. 关键研究领域
| 气候变化影响与适应

气候变化的科学基础，气候变化对自然系统的影响与适应，气候变化对社会与经济系统的影响与适应。

| 油气与矿产资源

地球深部过程与成矿的相互关系，关键矿产资源的安全，矿产勘查技术，成矿过程预测，清洁能源技术。

| 水循环与水资源

全球变化与陆地水循环，区域水资源的耦合集成，水资源可持续利用。

| 土壤和土地资源    土壤物质和能量的传输及其稳定机制，土壤生态系统的过程与效应，全球变化下土壤的响应与反馈，土壤和土地资源可持续管理。    | 生态系统

理论生态学，区域生态学，社会-生态系统。

| 遥感、地理信息科学与技术

地理信息科学的理论与方法、地理信息系统集成、遥感及建模。

| 环境科学与技术

污染物迁移转化机制，污染物区域环境过程，污染物分析与监测，污染物控制与削减。

| 灾害风险

多圈层相互作用孕灾机制，自然灾害演化规律与复合链生机制。

| 全球与区域可持续发展

全球可持续发展的理论和方法，可持续城镇化与乡村振兴，资源型城市转型与可持续生计，典型流域/区域的环境与发展问题。

6. 研究展望

未来研究应重点分析水、土壤、气候、生物、能源等资源环境要素和人类之间的相互作用；识别全球环境变化下多要素、多过程、多尺度的交互作用机制；明确资源利用、生态保护与修复、污染防控机制；发展预测、预防和管理环境变化和灾害风险的模型；揭示人类与自然耦合系统的动力机制；促进全球和区域可持续发展。

作者简介

傅伯杰

中国科学院院士、美国人文与科学院外籍院士、第三世界科学院院士、英国爱丁堡皇家学会外籍院士、英国皇家地理学会荣誉会士，地理学家，中国科学院生态环境研究中心学术委员会主任，北京师范大学地理科学学部荣誉部长。兼任中国科学院地学部主任、国际地理联合会副主席、中国地理学会监事长、国家生态保护与建设专家委员会副主任等。主要从事自然地理学和景观生态学研究。发表学术论文500余篇，其中Science、Nature等国际期刊论文300余篇，出版著作10余部。获国家自然科学二等奖、国家科技进步二等奖、中国科学院杰出科技成就奖、何梁何利科学与技术进步奖、国际景观生态学会杰出贡献奖和欧洲地球科学联合会“洪堡奖章”、“科技盛典-CCTV 2019年度科技创新人物”等。

个人主页：

https://geot.bnu.edu.cn/Public/htm/news/5/133.html

引用格式：Bojie Fu, Yanxu Liu, Cong Wang, Changjia Li, Wei Jiang, Ting Hua, Wenwu Zhao. The research priorities of Resources and Environmental Sciences. Geography and Sustainability. 2021, 2(2): 87-94. https://doi.org/10.1016/j.geosus.2021.04.001.

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666683921000171

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