中国地球系统科学研究与可持续发展战略探讨*，本文主要内容关键词为：中国论文,科学研究论文,可持续发展战略论文,地球论文,系统论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
[前言] 我国著名地理学家、中国科学院地理研究所名誉所长黄秉维院士于1996年3月9日—3月10日在北京香山发起并组织了一次讨论会，探讨中国陆地系统科学与区域可持续发展战略问题。参加会议的有国家基金委员会、中科院社会与发展协调局、中科院地理研究所、北京大学、北京师范大学、华东师范大学、中国科学院生态中心、政策研究所、云南地理所等单位专家学者数十人，本文是这次讨论会上的主要观点。
关键词 地球系统科学 陆地系统科学 可持续发展地理科学
1 地球系统科学与可持续发展的提出、关系及其在中国的产生
从地球演化的时间及空间阶段来看，地球环境过程曾经是由超出我们控制的自然因素作用的结果。而随着人类的出现及其对地球环境过程影响的日益增大，使得我们不得不认识地球系统本身的运转情况，并关注于人类的作用。近几十年，尤其是近二十年以来，传统学科的成熟，从空间对地球进行全球观察以及承认全球变化中人类的作用等共同促成了从地球系统科学这一全新的角度来对地球进行研究。地球系统是作为相互作用的那些过程的集合，而不是单个部分的组合。也就是说，地球系统科学是将地球大气圈、水圈、岩石圈、生物圈作为一个互相作用的系统，研究其间的物理的、化学的和生物的过程，并与人类生活和活动结合起来，借以了解现状和过去，预见将来。
地球系统科学相伴而生的是可持续发展，虽然与此相当的概念至少在本世纪以前已有不少讨论。但从60年代起，随着环境污染与大气温室气体浓度的不断增加等与人类密切相关的一系列地球环境问题的产生，人类终于在自然界的惩罚面前觉醒了。1972年的斯德哥尔摩联合国人类环境会议，发出了反映时代危机感的呼声：“只有一个地球”。1987年联合国环境与发展委员会公布了“我们共同的未来”一书，在世界各国掀起了持续发展的浪潮。1992年的联合国环境与发展大会又一次呼吁，进一步建立一种新型的全球性伙伴关系，实现可持续发展。值得注意的是，尽管1987年联合国环境与发展委员会定义了可持续发展是指满足当代人需求又不损害后代人满足其需求的能力基础的发展，但是，关于可持续发展的内涵和外延、理论与方法的论述，截止目前争论尚在继续。
会上，专家们对可持续发展与地球系统科学的关系已基本得到共识，那就是，陆地系统科学是区域可持续发展的重要理论基础之一，可持续发展实质上是协调人与自然的关系。
与国际社会和科学界对可持续发展的认识及地球系统科学建立的提出相对应，我国也走过了或前或后相似的历程。1973年我国出台了第一部关于环境保护的综合性法规。1983年提出“保护环境是我国的一项基本国策”的口号。继1992年巴西环发大会之后，1994年，我国审议并通过了《中国21世纪议程》，成为迄今为止世界上第一部国家级可持续发展战略文件。
自1983年起，钱学森先生号召中国科学界为了中长期建设计划的需要，发展地球表层学与地理科学，他认为地球表层学与地理科学的对象都是包括自然和人的开放的复杂巨系统，这种系统的研究方法是“从定性到定量的综合集成方法”。地球表层学是基础理论科学，地理科学是技术科学。这与地球系统科学是可持续发展战略的科学基础的提法近似而且更严谨。现在看来，钱学森的地球表层学和地理科学与在西方发达国家中诞生的地球系统科学和可持续发展提法，在实质上是同义异名。
西方发达国家与中国之间存在着很大的差别，但都几乎同时发出近似的呼声，这反映了时代的要求。然而中国近十年关于地球系统科学与可持续发展研究的实际工作却落后了。
2 关于建立中国地球系统科学的讨论
目前，关于开展中国地球系统科学研究，会上对此有共识也有争论。
（1）地球系统科学中的时间尺度。地球系统科学中，时间尺度是一个十分重要的问题，但目前的研究却十分薄弱。与地球系统科学有关的传统学科，在这个问题上的研究各有欠缺优劣。地球系统科学是响应人类社会与地球环境的相互作用而提出的。那些对地球上某些生命形式的存在有威胁的环境问题，如气候变化，大气化学成份的变化，土地覆盖变化，以及地球和海洋生物系统的变化，十年至一百年的时间尺度是十分重要的。传统的地质、海洋、地理科学，由于方法的限制，只能基于长时间尺度或定性的预测预报。另一方面，水文、气象学科预报，虽基于物理客观规律，但也只能实现以天、旬为时间尺度的预测预报。很显然上述两类时间尺度的学科均未能建立起时间尺度50年左右的理论体系。而生物过程的时间尺度是可以放大及缩小的，对该时间尺度的解决，必须基于地球系统科学来进行。应从地球系统科学的方法出发，来阐明那些产生于10—100年的时间尺度内，地球环境变化现象与过程之间的相互作用。会上，大家倾向于50年的时间尺度，并且认为在中国地球系统科学的时间尺度也许还可以下调到季节，到10年的范围。
（2）地球系统科学的研究不是哪一个学科可以单打天下的，而是需多学科，尤其是自然科学与社会科学的综合。传统学科之间渗透交叉，已进行了一些工作，如地球生物化学过程，海气耦合、陆气耦合等都属于学科之间的交叉与渗透，但涉及到中短期时间尺度上的相互渗透，就作的较少。尤其是自然科学与社会人文科学方面的交叉，目前处于薄弱状态。现在还不能把握在未来50年左右的时间尺度内自然科学（如科技进步）对人类社会变化的作用程度。
（3）关于地球系统科学目前的研究范围的确定讨论。一种观点认为，现在建立中国地球系统科学，就应从海洋、大气、陆地三个方面同时起步，所谓的“海陆空系统科学”。这种观点主张，从政治上讲，海洋无疑在当今及未来国际环境中都将显示日益重要的地位；从地球系统科学本身来讲，就包括了陆地、海洋、大气三个子系统的研究。我们的研究，不能一开始就将之割裂开来，以免将来仍落后于国际地球系统科学研究，而事实上，我们对海洋的了解远远不够，有必要加强。地球系统科学作为可持续发展的理论，现在人类社会有染指海洋区域的倾向与趋势，不对海洋子系统研究，就谈不上未来的可持续发展。
另一种观点认为，目前，地球系统科学中的三个系统当然是相辅相承，并应偕同研究，但对中国来说更应偏重于陆地系统的研究，或者说“中国陆地系统科学”。其理由是：（1）地球系统科学是持续发展战略的基础，而人类经常生活和主要活动集中于陆上；（2）陆地系统科学的核心是自然科学与社会科学的跨学科研究，脱离人类集中居住的陆地，跨学科的研究顶多也只能是舍本逐末；（3）海、陆、空三个子系统之间存在着广阔的外延叠合，陆地研究踌躇不前，其它两个子系统的研究亦受牵累；（4）陆地系统最复杂，需要较早投入较多力量，目前，却处于相反的境地，延缓了对全局的认识。
第二种观点还认为，研究陆地系统科学，并非不研究水与气。水和气与海洋有接口，大气和海洋都相对地向陆地要数据。问题主要在于陆地上的大系统研究确实落后了。而且40年来，在中国陆地上进行了很多调查、观测、试验、研究，积累了大量资料。收集整理这些资料，再作一些必要的补充，可以成为一个不太差的基础。
总之对地球系统科学的建立，目前在我国正处于起步阶段，与会科学家倾向于中国陆地系统科学的研究，将之作为目前的先期工作，并兼顾其它两个子系统。
3 中国（区域）可持续发展战略研究的探讨
专家们认为，应该基于建立中国陆地系统科学要求，来探讨中国可持续发展战略的研究。由于全球问题最终都反映在区域的问题上，同时也为了能够借助吸收国外相似区域的持续发展经验教训，因而会上许多专家更倾向于先进行区域的持续发展研究，正所谓的集中于区域，面向全国。
（1）中国地理区域分异规律的重新认识。基于地球系统科学理论，研究中国可持续发展战略，原来的区划需要重新认识，这是一个迫切的问题。区划的问题是一个复杂的问题，任何区划都有一定的目的性，区划既要符合自然环境的合理性，又有利于经济发展。
（2）持续发展的理论指标体系的建立与制约因子的把握。从理论上讲，地球系统是个开放的非线性系统，本身不可能永远持续发展，以其为基础的可持续发展战略必然也是有条件的。这涉及到社会科学和人文科学，因而怎样把握其理论体系（从时间尺度和空间尺度两方面来考虑）？寻求持续发展的制约因子及其相互制约关系基础是什么？人类采取什么样的机制（包括生产模式与生活模式）才能保证持续发展的方向？这些问题的解决都是十分必要的。显然，如果没有把握地球系统的时空规律，认识不到未来全球变化的情景影响，认识不到人文过程与自然过程的相互作用机制及效果，是无法把握持续发展的。
总之，实行可持续发展战略在时间尺度上要把握好，地域要分开，对象要搞清，还需要完善的参考理论指标体系。
4 与中国陆地系统科学及区域可持续发展相关的几个核心问题（
或过程）的研究
地球环境的变化由四个圈层结构进入了加上人类圈层结构的时期。地球系统科学与持续发展互相需求。前者是后者之基础，后者又加速了前者的研究，与会专家认为与上述二个问题相关的几个核心问题需要着重加以考虑。
（1）水的作用。在大量纷呈的地球系统过程中，水起着全球的作用，也是地球生命的必要条件，在气候调节和生物地球化学循环中起着十分重要的作用。
（2）生命营养物质循环作用，如氮的作用。
（3）人流、能流与信息流。人的作用是十分重要的，而又涉及人口素质、生产水平和区域持续发展能力的提高与反馈上。同样在可持续发展中区域与区域之间的能流与信息流也是不可忽视的。
（4）人文影响及土地利用。人的经济活动在土地利用上最能得到反映，因而土地利用可以反映出人文过程与自然过程作用。
（5）空间观测系统的应用及资料采集。
5 地理学的地位与作用
面临陆地系统科学的兴起与可持续发展战略的研究与实施，地理学既有危机也有机遇。如何发挥地理学优势，在陆地系统科学及持续发展中占据应有地位与发挥最大的作用，是地理学界值得认真考虑的问题。
（1）地理学的综合优势是将人文地理与自然地理结合，这是地理科学具有其它科学不可比拟的优势。
（2）区域研究特点
（3）地理学不能面面俱到地包揽陆地系统科学，而要有目标地研究其中的某些问题，如农业的持续发展。
总之，对陆地系统科学与可持续发展战略的深入研究，将促进地理科学的进一步发展。
（许秀元 葛全胜 张丕远总结整理）
感谢杨勤业先生对文章的审校与补充；感谢参加会议讨论的黄秉维院士、吴传钧院士、陈述彭院士、徐晓白院士、章申院士、刘昌明院士、秦大河研究员、刘燕华研究员及其它专家学者为本文的完成提供参考材料。 DISCUSSION ON STUDIES OF EARTH SYSTEM SCIENCE AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT STRATEGY IN CHINA
Key words earth system science,sustainable development,territorial system science,geography science
Abstract
A sysposium on studies of earth system science and sustainable development was held in Beijing between March 9-10,1996,It is initiated by Professor Huang Bingwei,for he suggested setting up the territorial system science as the theoretical base for the sustainable development in China.
Prof.Huang Bingwei shares the vast experience which he has gained by his studies,and he identifies lesson about earth system science and sustainable development.
Numerous participants came from various universities,institutions and science foundations.
(Compiled by:Xu XiuyuanGe QuanshengZhang Piyuan)