地球关键带:地质环境研究的新框架(2013年第12期)

地球关键带:地质环境研究的新框架(2013年第12期) 杨建锋 张翠光

作者:杨建锋 张翠光 发布时间:2013-06-20

当今经济社会所面临的资源、环境和生态问题相互关联、相互耦合,迫切需要打破传统的学科界限,搭建一个新的技术框架,进行跨学科、多领域系统研究。地球关键带是异质的近地表环境,将与经济社会最密切的地球圈层作为独立的开放系统,为这种需求提供了一个完整的系统框架。

地球关键带将植物冠层、土壤层、包气带、含水层纳入统一框架,具有独特的特征:复杂的物理、化学和生物过程不断变化、相互耦合;在空间展布上呈现出高度的非均质性;在垂向上呈现出明显的分层特征;在外在过程的作用下不断发生着短期的变化和长期的演化。

地球关键带科学研究有两种研究思路与范式:DPSIR(驱动力-压力-状态-影响-响应)体系框架,以环境问题的因果链为主线,从基础研究通向管理措施;3M(填图-监测-建模)循环体系框架,以循环上升的认识过程为主线,从数据采集通向综合分析。

近年的研究进展表明,地球关键带科学通过将地质学、水文学、土壤学、生态学等学科进行融合,为气候变化、生态管护、水资源安全、自然灾害防治等重大问题的解决展示了一种新的图景。

面向生态文明建设,我国地质工作应将地球关键带作为重点靶区开展基础地质和水工环地质综合调查,建立近地表圈层三维地质框架;同时,选择基础条件较好的小流域建设关键带观测站,为地质学与其他学科的融合搭建一个开放平台。