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全要素视野下的自然资源观测

2021-09-30 09:40:12    来源: 中国自然资源报    作者:周飞飞

“两统一”开启“资源—生态—环境”系统治理

“变化环境下自然资源及综合观测与模拟”,这是香山科学会议创办28年来的一个新鲜主题。

本次会议由香山科学会议办公室遴选审定,邀请中国科学院院士周成虎、夏军和中国工程院院士陈军担任执行主席,包括5位两院院士在内的50余名专家学者参与了研讨。

周成虎院士表示,现阶段诸多资源—生态—环境协调问题,已经严重影响到人类可持续发展。为此,根据地球系统科学理论,我国提出了“山水林田湖草是生命共同体”发展理念,确立了资源、生态、环境三者有机统一的国家系统治理理念,开启了新时代生态文明建设和自然资源统一管理的序幕。

生态环境问题归根结底是自然资源过度开发、粗放利用和奢侈消费造成的。

会议指出,自然资源是人类生产、生活的基本物质,是生态环境的重要组成部分;一定区域内的自然资源间是相互作用的,一种资源的变化必然制约和影响着其他资源的变化。区域内各类资源的种类、数量、质量、分布范围等组成一定的配比结构,其稳定程度决定了生态系统的稳定性和环境的质量;不同的区域资源配比结构,形成了与之协调的生态环境。因此,只有准确掌握变化环境中各类自然资源在过去—现在—未来的种类、数量、质量、分布范围等演替规律,才能作出科学评价和支撑决策,最终解决或减少生态环境问题。

据中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心高级工程师刘晓煌介绍,以前,我国资源实行分部门管理,构建了森林、草原、耕地、地表水、地下水等各类观测站网,着力对某一种陆表单资源要素及其相关的生态系统进行研究。自然资源部组建后,在统一行使全民所有自然资源资产所有者职责和统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责(即“两统一”职责)引领下,单一资源要素的观测研究模式显然已不符合时代需求,必须依据生命共同体中各类自然资源间的依存关系,由单资源观测转变为区域多资源综合观测研究,即:应用地理信息、空天地立体探测等技术,开展岩石—水—生物—大气等多圈层、全要素的观测试验—预测模拟—监测预警一体化研究,全力支撑自然资源管理、国土空间规划和生态环境保护修复。

会上,中国地质科学院副研究员王涛告诉大家,他所在的科研团队以自然资源综合评价为科学目标,对广东省惠州市内潼湖盆地这一小型“山水林田湖草生命共同体”进行了探索性尝试。他们借助高精度测年技术,在源汇系统概念模型的基础上,用直观定量的数学模型分析自然资源系统关系,以及从地质演化角度论证不同时段和不同发展时期的地区生态如何达到一个较稳定的平衡状态,并在此基础上优选出较为完善的国土空间规划组合方案,为该区产业规划格局调整、用地策略及空间修复提出了具体的建议,获得了当地自然资源部门的好评。

构建全国自然资源综合观测研究体系势在必行

现在,经济社会发展和民生改善比过去任何时候都更加需要科学技术解决方案。而长期、持续、稳定的观测,则是探寻自然资源演替规律,揭示自然资源、生态、环境耦合机理的重要手段。

据刘晓煌介绍,当前许多国家都提出了以观测试验、模拟预测、监测预警等为框架的地球系统研究计划,以期掌握地球过去、现在、未来的演替规律,精确预测未来状态,从而制定科学的应对措施。

2018年10月,自然资源部发布的《自然资源科技创新发展规划纲要》,将“自然资源要素综合观测网络工程”列为十二项重大科技工程之首,并定位为国家自然资源管理和生态文明建设的战略性、基础性、紧迫性的系统工程,由中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心负责实施。

2019年,我国启动了全国自然资源综合观测研究体系的构建。通过近2年的实施,在青藏高原、黄河流域、黑河流域、塔里木河流域开展试点观测,已经形成11个自然资源要素综合观测研究站,在体系建设理念、观测指标遴选、站网布设、质量控制等方面取得了突破性的进展。

“进一步提高国土自然资源空间治理能力和水平,核心是对自然资源关键要素观测能力的提升。”来自武汉大学的夏军院士认为,自然资源观测预测能够解答一些关系资源环境生态的关键问题,探寻自然资源关键要素时空的分异性及互联互动(或者是耦合协调)的机制和演变规律,从而评价自然资源的资产、生态价值以及合理利用的可持续性。

他对自然资源综合调查指挥中心实施的自然资源关键要素综合观测示范区赞赏有加。“现阶段要进一步支持自然资源关键要素综合观测体系建设。”他建议,除了总体规划外,要围绕能够反映中国地理气候资源、环境空间分析、区域特色的关键带开展多要素综合观测、系统模拟及应用支撑的示范研究,要重点关注示范区建设,反映中国地理分类下的区域差异。

中国自然资源学会执行秘书长沈镭认为,“双碳”目标进一步提升了我国对资源环境生态观测、监测、研究的需求,构建并完善全国自然资源综合观测研究体系非常紧迫。当今,碳中和已成为全球共同价值观,是新一轮全球博弈焦点。碳中和的技术逻辑是“一减一增”,尤其需要自然资源管理和国土空间治理的深度参与,需要自然资源与生态保护格局—过程—机理—效应—响应多环节整体推进、多轮驱动和综合管理,以及在此基础上的自然资源战略研究、模拟预警、动态评估、方法创新与应用示范。

做好顶层设计调动各方力量破解重点难点问题

据刘晓煌介绍,在推进自然综合观测研究、支撑自然资源管理的过程中,一些关键科学问题逐渐浮现,亟待深入研究和探讨。这也是中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心、自然资源部自然资源要素耦合过程与效应重点实验室发起此次香山科学会议的主旨。

那么,如何掌握变化环境中自然资源状况,如何在森林—草原—地表水—地下水—耕地—荒漠等单资源及其构成生态观测体系基础上,构建以区域为单元的植被—土地—水等多资源综合观测体系?如何利用站点尺度的自然资源数量估算区域自然资源数量?需要构建怎样的体制机制有效调动各方科研力量,共同参与自然资源综合观测研究体系建设,共同破解自然资源领域的重大科学问题?

会议设置了“变化环境下的自然资源模拟预测”“自然资源科学观测技术”“自然资源估算与评价技术”“自然资源协同观测体制机制”4个议题,来自19家科研院所、事业单位的专家学者从各自的学科角度阐述了对地球系统的理解,也畅谈了对联合各方力量、构建自然资源综合观测研究体系的思考。

自然资源部国家基础地理信息中心陈军院士强调了自然资源时空信息技术体系对自然资源综合动态观测与模拟的至关重要性。他说,自然资源具有显著的多维特征和时空特性,与人类经济社会活动密切耦合,形成了生产—生活—生态空间,是一个复杂的时空巨系统。构建我国自然资源时空信息技术体系,将有助于通过全面动态感知、系统精准认知、全域智慧管控,进而做到自然资源“查得准、认得透、管得好”。

夏军院士等专家提出,要重点加强自然资源综合研究,开展多部门多学科的协作、合作,尽快形成稳定的调查研究力量,推动形成自然资源观测、监测、监控、评价、模拟、规划以及管控体系。

来自中国地质调查局地质环境监测院的殷志强研究员认为,要建好全国自然资源观测工程,最基础的是要做好顶层设计,一方面服务于管理,制定功能性的指标,另一方面还要促进地球系统科学的发展,基于学科来进行数据管理,即:在这个二维坐标下实现功能网和学科网的融合。

会议对专家们的意见建议进行了汇总和凝练:一是要高度重视自然资源野外科学观测试验工作,以此为纽带联合各方力量,共同破解区域(流域)内自然资源间耦合作用、资源与生态环境间互馈机制等重大基础科学问题;二是加快构建自然资源系统调查(清查)—观测试验—预测模拟—监测评价(预警)“四位一体”的技术体系;三是加强空天遥感与地面定点同步观测,依托地面观测站系统部署遥感效验场,全面提升自然资源感知精度和全域实时观测能力;四是在国家层面定期发布自然资源现状及预测的未来状况的公报,为社会服务和政府决策提供统一、权威的数据。

“希望通过这次高规格的香山科学会议,能够推动区域陆表自然资源立体观测预测—监测预警技术研究的开展,从而破解区域陆表自然资源配比结构理论、陆表自然资源天地同步观测和尺度转换技术、区域陆地生物多样性观测技术等重大科学问题。”刘晓煌表示。

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