现代岩溶学学科体系

作为现代地球科学学科体系重要组成部分的岩溶学一直以来都被认为是地质学、地理学、环境科学、生态学之间的交叉、边缘学科,并未建立起自己独立的学科体系。面对全球岩溶地貌分布广泛、生态环境脆弱及问题复杂多样且同经济社会发展密切相关等情况,文章在简要回顾国内外岩溶学发展历程的基础上,通过对近三十年国内外岩溶研究相关学科发展情况的分析,以地球系统科学、岩溶动力学理论为指导,讨论构建现代岩溶学学科体系这一重要问题。文章围绕岩溶动力系统的四大功能和岩溶区资源环境生态问题的实际,从地质学、地理学、地球化学、生态学、环境学、水文学等与现代岩溶学研究相关的学科出发,尝试构建现代岩溶学学科体系,其主要的学科分支包括岩溶地质学、岩溶地貌学、岩溶水文地质学、岩溶环境学、岩溶工程地质学、岩溶生态学、岩溶资源学、全球变化岩溶学、洞穴学等九个分支学科,并简要阐述了各分支学科的科学内涵和定位。分支学科的构建,体现了国际岩溶科学研究中相关研究方向和学科发展独立性和交叉性的统一,体现了国际岩溶学发展的现状和趋势,对于国际岩溶科学的发展具有较为重要的意义。      

The future of Geography: when the whole is less than the sum of its parts

In a recent article, Thrift has presented an optimistic account of the future of Geography. While this reply is broadly supportive of his claims that Geography is more diverse, and has more to offer than ever before, it is less optimistic with respect to the prospects for the survival of Geography as a unitary academic discipline. Experiences over the last 20 years in the UK higher education, in particular, the 2001 RAE exercise, point to an unfavourable institutional climate for the discipline. Within Geography, the ever-increasing diversity of its subject matter and research philosophy poses problems for disciplinary identity. This is reflected in the more restricted perspective of the subject outside the universities, and is compounded by a weakening of the link between Geography in the universities and the schools. In these circumstances, serious attention must be given to the changing nature of the discipline, to its positioning with respect to other subjects, and to its relations with the wider world. At a time of academic, cultural, technological and social dynamism, there are, nevertheless, opportunities as well as dangers for the subject. Although this reply is an explicitly bleak one regarding the future, the implicit message is that Geography can (and should) still prosper. The more positive outcome, however, rests on an appreciation and nurturing of a more traditional geographical heritage than Thrift identifies, as well as a more creative view of the relationship between fundamental and applied research.     

喀斯特地区地球关键带科学与生态水文学发展综述

针对我国西南喀斯特地区生态环境演变历史及新的形势下面临的挑战问题,系统地总结了植被退化、人工恢复、自然演替三个阶段植被、水文、土壤和溶蚀等观测实验得出的成果,阐述了喀斯特生态水文模型的发展及存在的问题。以地球关键带科学系统思维和多学科综合研究范式,提出了喀斯特地区大气－植被－土壤－岩石系统结构和组成以及协同演变理念;从多学科交叉、系统观测、模型集成视角,探讨了生态水文与碳、水、钙循环协同演变的研究途径,并以此提出推动喀斯特生态水文学发展的建议,为全球气候变化和绿色发展形势下喀斯特地区生态环境恢复提供科学支撑。      

中国科学院地理科学领域知识创新工作进展与展望

地理科学领域知识创新工作是中国科学院知识创新工程的重要组成部分。在知识创新工程的启动阶段和全面推进阶段,通过研究机构的结构性调整与重组、重要科研项目的启动和实施、学科支撑体系的加强等,在地理科学领域的理论创新与技术进步、人才队伍的培养与形成、可持续发展能力的增强等方面均取得重要进展。对地理科学的发展态势及知识创新中需要关注的几个问题进行了探讨,对下一阶段中国科学院地理科学领域知识创新工作进行了展望。     

面向可持续发展的冰冻圈科学

21世纪以来, 在全球气候变暖的大背景下, 冰冻圈科学发展快速。在梳理国际冰冻圈相关研究态势、 分析中国相关研究动向的基础上, 总结了“冰冻圈科学”发展的历程并简要介绍了冰冻圈科学的基本框架。研究指出, 自20世纪70年代冰冻圈概念正式提出以来, 国际社会以推出气候与冰冻圈（WCRP-CliC）计划和成立国际冰冻圈科学协会（IACS）为标志, 并在深化冰冻圈自身机理、 过程认识的同时, 更加关注与其他圈层之间相互作用中的冰冻圈效应, 表明冰冻圈研究趋向变化 - 影响 - 适应这一主线发展, 在一定程度显现出了“冰冻圈科学”的核心特征。中国冰冻圈研究近20年、 尤其是近10年发展迅猛, 沿着冰冻圈科学的主体思路, 在冰冻圈变化, 冰冻圈变化对生态、 水文、 气候、 地表环境以及社会经济的影响等方面取得了系统性成果, 对冰冻圈科学的内涵和外延有了系统的认识。在分析国际冰冻圈科学孕育和发展背景并简要总结中国冰冻圈研究近况基础上, 对冰冻圈科学学科框架体系从科学内涵和外延、 研究构架和学科组成等方面进行了论述, 冰冻圈科学已经成为一门涉及广泛、 过程机理研究与可持续发展密切关联的全新学科。     

用人工神经网络模型获取采油指数的方法

介绍了油藏工程中一种新的神经计算技术的实现方法——用人工神经网络模型获取开发初期分采时的采油指数;通过实例对该方法中的数据处理、模型确定及精度分析、预测效果进行了详尽地描述,实践表明该方法可对从事油田开发的现场研究人员提供借鉴。     

关于国家水安全学的设立及学科体系构建的探讨

国家安全是国家生存与发展的基本前提, 是维护国家利益的最根本保障。水安全是国家安全的重要组成部分, 既要保障国家经济社会可持续发展, 又要支撑国家粮食安全、能源安全以及生态安全等。水安全历来是治国安邦的大事, 研究国家水安全问题具有重要意义。本文在分析国家安全需求及水安全研究成果的基础上, 提出在"国家安全学"一级学科框架下设立"国家水安全学"二级学科(或分支学科)的思路, 界定国家水安全学的概念和学科定位; 提出国家水安全学的学科体系框架, 包括研究对象、理论体系、方法论及应用实践; 最后, 考虑学科发展需求, 对国家水安全学的未来发展进行了展望, 可为进一步完善和发展国家水安全学提供借鉴。     

什么是数学地球科学及其前沿领域?

数学地质或者数学地球科学作为一门自然科学与地球科学的交叉学科,长期以来缺乏统一的学科定义,导致了学界对该门学科的理解常常出现偏差,甚至常常不把其作为一门独立学科,一定程度上影响了学科的发展。笔者曾任国际数学地球科学学会的执行主席、副主席、主席十余年,见证和领导了国际数学地球科学学会从数学地质向数学地球科学的转变,以及学会相关的杂志、会议等名称和内容的更新。期间于2014年在学会年度报告中提出了数学地球科学的新定义和学科内涵,2018年在庆祝学会50周年的数学地球科学手册中详细论述了数学地球科学学科的定义、内涵、贡献和前缘等。本文将在以上数学地球科学新的学科体系框架下探讨数学地球科学的主要贡献、科学进展、学科前缘和科普教育。在回顾学科发展历史的基础上分析了数学地球科学与数学地质学的差异,介绍了数学地球科学在大地测量和地球物理学、板块构造理论、地球化学、沉积学、地理信息系统、矿产资源和能源预测等领域的重要贡献。从国际地球科学前缘方向分析了数学地球科学的学科前缘,介绍了定量研究地球复杂性、大数据-深度机器学习与复杂人工智能等新的学科增长点。回答诸如什么是数学地球科学?数学地球科学家对地球科学的贡献?数学地球科学是否处在地学前缘等问题。     

地球系统科学时代的湖泊科学

湖泊科学是地球系统科学的一个分支,对应传统的湖沼学,其概念内涵已经发生了巨大变化,并且深深地刻上了"流域"与"生态系统"的印记。本文系统梳理了地球系统科学框架下湖泊科学的研究特点、学科体系、发展现状以及研究热点,并结合文献计量手段,对近50年来湖泊科学的总体情况、研究主题以及学科发展未来态势进行了定性与定量分析。研究表明,湖泊科学是一门古老而年轻的综合性学科,发展态势良好,其学科体系目前正处于不断的发展完善之中;建立从"湖泊水体"到"湖泊流域系统"再到"自然-社会综合系统"的湖泊科学研究发展新思路,实现从湖泊专门研究层面向复杂系统层面延伸。我国的湖泊科学研究发展迅速但仍处于起步阶段,在理论和方法上亟待原始创新,形成具有自身特色的、系统的、综合的研究体系和完善而实用的学科服务功能。     

地质力学领域近年来发展状况及相关问题与对策分析

通过系统收集整理和分析2006年以来中国地质科学院地质力学研究所在人才队伍建设、机构设置与学科布局、科研经费投入等方面的相关资料,提出了目前在发展地质力学过程中,人才队伍、学科布局与发展以及经费投入等方面存在的问题,并进行了对策分析,以期为地质力学战略研究提供重要基础支撑,为中长期发展规划提供决策依据,从而早日实现地质力学的跨越式发展,并为国家经济社会发展提供更好的服务。      

社会水文学研究进展

为了推动新兴学科——社会水文学的发展及其在流域水资源管理中的应用,有必要对有关社会水文学的研究工作进行阶段性总结,并对未来的研究方向进行展望。回顾了水文学的发展历程,理解社会水文学产生的背景,阐述社会水文学的概念及其内涵;辨析其与传统水文学、生态水文学和水文经济学等学科在研究内容、方法和理论等方面的异同点;介绍社会水文学的研究进展:本阶段着重于制度、政策和文化等社会因子在水文研究中的表达以及流域示范研究的开展,但大多数研究仍基于传统水文学背景、共进化背景或者水资源管理背景,社会水文学的理论和方法还不够成熟。未来应从以下方面加强社会水文学研究:① 深入开展社会水文学社会部分的定量研究、综合历史分析和水文重建方法、充分利用现有不同流域案例促进过程社会水文学、历史社会水文学和比较社会水文学研究;② 开展社会水文系统社会驱动力的研究,探寻社会水文学的动力机制;③ 引入非线性动力学理论刻画人-水耦合系统的复杂反馈机制,提高社会水文学的普适化数学表述;④ 积极推进“大数据”和知识挖掘技术在社会水文学研究中的应用。     

Review on Montane Forest Eco-hydrology in Arid Area

Since the forest eco-hydrology of arid area shows a well sensitivity of the global climate change, the relationship between forest and water and the hydrological function has attracted the attention of academic communites and management departments. This paper expounds the research progress in arid mountain forest eco-hydrology, and analyses the formation and stable mechanism of forest patch pattern, the relationship between forest and water yield and the response of forest eco-hydrology to climate change from three aspects: Forest spatial pattern, hydrological process and its response to climate change. In addition, combined with the current research progress, the research emphases in the future are put forward: Strengthening the research on the coupling of vegetation pattern and hydrological process; solving the scale problem by using remote sensing technique and model; enhancing the understanding towards the hydrological function of forest; determining the suitable forest scale which can balance the relationship of ecology and hydrological effect.     

The competitive (dis)advantages of ecotourism in Northern Thailand

Ecotourism within protected areas is paradigmatically considered a neoliberal conservation strategy along with other market-based interventions that devolve authority to non-state actors, rely on market corrections to socio-environmental problems, and effectively try to “do more with less” (Dressler and Roth, 2011) or “sell nature to save it” (McAfee, 1999). However, the neoliberalisation of conservation is a path-based process that is shaped by local histories and on-the-ground engagements with different market forms, and a growing body of scholarship has demonstrated that there are significant gaps between “vision” and “execution” in neoliberal conservation. Through a case study of ecotourism in Ban Mae Klang Luang in Northern Thailand, this research approaches the question of why such programs often fail to reconcile environmental and economic concerns through an exploration of the internal contradictions in the governmentalizing processes embedded within market-led conservation projects. Specifically, I argue that the contradiction in encouraging both disciplinary environmentality and neoliberal environmentality ironically forces conservation and development interests into opposition. Furthermore, ecotourism’s deployment of neoliberal environmentality contributes to the exaggeration of inequality and individualism in the village, creating tensions among community members. Despite the win–win expectations of neoliberal philosophy in conservation policies, the contradictory logics involved call the long-term viability of such strategies into question.     

我国岩石力学学科结构及其演变初探

以中国岩石力学与工程领域公认最有影响力的中文核心期刊《岩石力学与工程学报》创刊25年来的论文为研究对象,基于科技史理念、以中图分类法为依据,对我国岩石力学的学科结构及其演变开展研究,从一个侧面对中国岩石力学学科发展轨迹进行梳理和勾勒,对学科的发展历程进行探究。     

我国地理科学跨世纪发展的五点意见

今后20年是我国地理科学跨世纪发展的奠基期和开拓期。就端正学科发展认识、建立地理科学体系、加强系统分析能力、巩固城市—区域发展研究领域和地理学工作者本身的调整等五个方面的问题发表了意见。     

地球系统科学的发展与展望

简要回顾了地球系统科学从20世纪80年代作为人类迎接全球环境问题的挑战而提出的集成研究方法、到逐步成长为一门新兴学科的发展历程，系统阐述了地球系统科学的研究目标、研究对象、研究方法及所关注的科学问题。地球系统科学是一门连接地球科学、生命科学、计算机和对地观测技术以及其它相关科学的一门新兴的交叉学科。由于它所针对的特定的全球性环境问题，关系到社会的可持续发展和人类的切身利益，因此，它也是一门有极强生命力的科学。     

Making space for unruly water: Sustainable drainage systems and the disciplining of surface runoff

This paper explores the disciplining of non-human actors through the example of sustainable drainage systems (SuDS) managing surface water runoff. The lens of performativity is used to examine the move from pre-modern repressive forms of discipline, to mechanisms which attempt a more productive disciplinary engagement by finding space to reform water’s more unruly behaviours. After examining the problems with traditional disciplinary approaches to water of rapid transit and exile, the paper explores the implications of a move towards SuDS technology. This change is examined using a case study of Glasgow, Scotland, where there is an attempt to utilise less repressive disciplinary mechanisms and to find spaces in the city for surface water outside the hard drainage infrastructure. New approaches to the disciplining of urban water are conceptualised as being a performance of tension between water and those who would modify its behaviour.     

生态水文科学古人的现状与展望

生态水文科学研究是区域生态系统研究和区域水文科学研究的交叉领域，其核心内容是揭示不同环境条件下植物与水的相互关系机理，探索各种植被的生态水文作用过程。近年来，生态与水文相互作用过程的数学模拟和专门模型研制日益成为重要的发展领域，同时，生态水文学的研究十分注重尺度效应，把在一定尺度上获得的水文与生态原理或模型向其它不同尺度转换已成为最具挑战性的问题。山地生态系统成为全球变化研究最为重要的研究场所，开展与全球变化相关的生态系统物质与能量循环、生态过程的梯度效应及其与水文过程的耦合关系、生态系统结构与功能及其变化等方面的研究，是生态水文学研究最具活力的方向，其中建立包含区域气候变化因素的多元生态过程动态模拟模型，并使该模型具有不同时空尺度、不同地貌和生态带的广泛适应性是目前广泛关注的热点问题。     

金属成矿省成矿年代学研究的新进展——以华北地台北缘为例

以华北地台北缘金属成矿省（区、带）地质历史演化为实例讨论近１０年来国内外成矿年代学研究的若干新进展,内容涉及成矿年代学研究的金属成矿省等级体制成矿的年代学背景,代表性地区的金属矿床成矿年代演化,金属成矿省成矿事件的年代鉴证,成矿年代省和成矿年代区的建立。文中重点提出,成矿年代学作为学科,不同于矿床成矿年代和同位素测年技术。它是在一定的成矿区域（金属成矿省）内应用矿床成矿年代研究区域的成矿地质历史演化,做出成矿热事件和建立成矿年代省的年代鉴证,提出先兆成矿（Ｔｐ）、初始成矿（Ｔｉ）、主期成矿（Ｔｔ）、滞后成矿（Ｔｈ）、终结成矿（Ｔｅ）的成矿流程和成矿跨度（Ｔｓ）,为全球或一个地区的、在地球动力演化过程中出现的、可作为演化热事件特殊标记的矿床谱写其成矿年代演化历史,从而发展“时间维”造就“空间维”的“演化成矿学”,发挥“成矿演化是一切成矿因素函数”的成矿远景评价效应     

洪泛湿地系统地表水与地下水转化研究进展综述

洪泛湿地地表水(SW)与地下水(GW)转化关系研究对综合管理湿地水资源具有重要的理论和实践意义。通过洪泛湿地SW-GW转化研究进展的综述,可深入了解国内外SW-GW转化研究的发展过程,有利于把握国际研究的主流趋势,系统掌握该方面研究的前沿手段。总结得出,洪泛湿地是我国诸多生态系统中特色突出的水文系统,其独特的水文变化及洪水脉冲的周期性扰动,使得SW-GW转化的动力学过程促进了洪泛湿地环境系统之间物质、能量和信息的传递与交换,驱动了湿地演变、物质元素循环和生物生长等生态功能的实现。分析认为,洪泛湿地的开放性和复杂性等特点决定了多学科交叉理论与方法成为SW-GW转化研究的流行手段和创新的基本思路。从学科发展趋势和应用需求的角度出发,应结合洪泛湿地多源数据信息与SW-GW耦合数值模型,深入揭示洪泛湿地SW-GW转化的动力学过程及对洪水脉冲变化的响应机制,这既是一个基础性工作,也是一个具有前瞻性的研究,将为湿地水资源、水环境等综合管理与调控提供科学依据,对诠释湿地生态效应内涵具有重要意义。