未來地球
——全球可持續(xù)性研究計(jì)劃

劉源鑫，趙文武，*

(1.北京師范大學(xué)地表過程與資源生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875;2.北京師范大學(xué)資源學(xué)院，北京 100875)

人類活動(dòng)對地球系統(tǒng)的影響日益深入，地球進(jìn)入了人類世(Anthropocene Era)的新紀(jì)元［1-2］，在這樣一個(gè)時(shí)期，人類活動(dòng)和自然多樣性共同深刻影響著全球過程，導(dǎo)致出現(xiàn)了一些全球環(huán)境問題。為了保證未來全球持續(xù)繁榮，決策者應(yīng)做出進(jìn)一步朝著全球可持續(xù)發(fā)展方向的轉(zhuǎn)變［3-4］。在人類生存與環(huán)境保護(hù)矛盾日益突出的背景下，科學(xué)界提出可持續(xù)發(fā)展的概念，隨著對可持續(xù)發(fā)展研究日益深入［5-6］，其定義也在不斷變化。目前，可持續(xù)發(fā)展被定義為“在保護(hù)地球生命支撐系統(tǒng)健康的同時(shí)滿足當(dāng)代和子孫后代生存需要的發(fā)展［7］”。在2012年6月舉行的里約熱內(nèi)盧可持續(xù)發(fā)展峰會(huì)(The UN Conference on Sustainable Development)上，許多國家領(lǐng)導(dǎo)人都同意建立共同的全球可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。結(jié)合千年發(fā)展目標(biāo)(Millennium Development Goals，簡稱MDGs)，可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)可以概括為:繁榮的生活和生計(jì)、可持續(xù)性糧食安全、可持續(xù)性水安全、通用清潔能源、健康和高產(chǎn)的生態(tài)系統(tǒng)、可持續(xù)性社會(huì)管理。

2012年，在“壓力下的星球(The Planet under Pressure Conference)”大會(huì)和里約熱內(nèi)盧可持續(xù)發(fā)展大會(huì)上，科學(xué)界一致認(rèn)為應(yīng)聯(lián)合政府管理者、民間組織、科技投資人、私人參與者，整合現(xiàn)有研究計(jì)劃，綜合各門學(xué)科，建立更加綜合性的、國際性的、以解決問題為導(dǎo)向的可持續(xù)發(fā)展之路。在全球變化影響不斷增強(qiáng)的背景下，國際科學(xué)聯(lián)盟(International Council for Science，簡稱ICSU)發(fā)起了“未來地球(Future Earth)”研究計(jì)劃，該計(jì)劃整合了現(xiàn)有四大科研計(jì)劃:世界氣候研究計(jì)劃(World Climate Research Programme，簡稱WCRP)、國際地圈生物圈計(jì)劃(International Geosphere-Biosphere Programme，簡稱IGBP)、國際生物多樣性計(jì)劃(DIVERSITAS)和國際全球環(huán)境變化人文因素計(jì)劃(International Human Dimensions Programme on Global Environmental Change，簡稱IHDP)，取代了原有的地球科學(xué)系統(tǒng)聯(lián)盟(Earth System Science Partnership，簡稱ESSP)，成為應(yīng)對全球環(huán)境變化、推動(dòng)全球可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)聯(lián)盟。

1 研究計(jì)劃概況

“未來地球”研究計(jì)劃為期10年(2014—2023年)，是基于地球系統(tǒng)科學(xué)聯(lián)合全球各學(xué)科、各領(lǐng)域研究者應(yīng)對全球變化問題的重大科研計(jì)劃。該計(jì)劃的實(shí)施將推動(dòng)人類更好的理解自然和社會(huì)系統(tǒng)，分析和模擬人類-環(huán)境相互影響機(jī)制，提供專業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分析知識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，定義和評估應(yīng)對環(huán)境變化的策略，在統(tǒng)一的框架中為全球各領(lǐng)域科研人員提供一個(gè)共同研究的平臺(tái)［8］。

“未來地球”計(jì)劃將通過以下4個(gè)方面為現(xiàn)有科學(xué)研究提供支持:

(1)科研活動(dòng)的協(xié)同設(shè)計(jì)

“未來地球”將縮小現(xiàn)實(shí)政策、實(shí)踐同環(huán)境研究的差距。該計(jì)劃由來自生態(tài)學(xué)、社會(huì)學(xué)、工程學(xué)、人類學(xué)領(lǐng)域的研究人員與政府部門、商業(yè)部門、民間團(tuán)體共同設(shè)計(jì)，以期更高效的解決實(shí)際問題。研究要經(jīng)過學(xué)者、決策者、相關(guān)部門、民間團(tuán)體的縝密討論，從而確定研究的實(shí)用性、透明性和顯著性。這種過程展現(xiàn)了科學(xué)和社會(huì)之間的一種新式“社會(huì)約定”［9］。

(2)不同尺度研究的側(cè)重

“未來地球”計(jì)劃優(yōu)先支持國際合作項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)高效的跨學(xué)科、跨地區(qū)合作。在這種情況下，計(jì)劃包含具有國際概念的國家級(jí)和局部地區(qū)的對比研究，尤其重視發(fā)展中國家的研究，提高這些地區(qū)技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)新能力。計(jì)劃認(rèn)為研究尺度不同的科研人員通過合作交流，分享研究區(qū)域的科研難題、焦點(diǎn)問題、文化形態(tài)等，能夠促進(jìn)自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)，人文、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的綜合，更加科學(xué)的設(shè)計(jì)、研究、解決問題，對于全面理解科學(xué)現(xiàn)象有很大幫助，為解決環(huán)境變化問題提供最優(yōu)方案。

(3)決策支持和研究交流的加強(qiáng)

“未來地球”計(jì)劃旨在向決策者提供大量實(shí)用且易于理解的信息，協(xié)助他們應(yīng)對全球變化和可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)情況。為此，需要綜合用戶的需求及對研究的理解，加強(qiáng)不同領(lǐng)域、不同參與組織間的交流合作，基于各領(lǐng)域知識(shí)的綜合研究，開發(fā)和傳播有利于應(yīng)用知識(shí)解決問題的新途徑和新方法，在全社會(huì)廣泛宣傳全球變化相關(guān)知識(shí)，形成可持續(xù)發(fā)展意識(shí)。

(4)政府間評估的支持

“未來地球”計(jì)劃能夠?yàn)槔嫦嚓P(guān)者提供最新的信息和高質(zhì)量的科學(xué)預(yù)測。在里約熱內(nèi)盧可持續(xù)發(fā)展會(huì)議上，該計(jì)劃強(qiáng)調(diào)通過提升不同國家、學(xué)科和部門之間的合作可以為可持續(xù)發(fā)展提供更多的貢獻(xiàn)，用專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)幫助政府進(jìn)行評估，成為連接科學(xué)和政策間的基本橋梁。

2 研究計(jì)劃框架、科學(xué)問題和研究主題

2.1 概念框架

“未來地球”計(jì)劃引領(lǐng)科學(xué)界將人類發(fā)展作為影響地球系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)機(jī)制的一個(gè)重要因素，在這個(gè)框架內(nèi)進(jìn)行各項(xiàng)綜合研究。從地區(qū)到全球尺度，人類活動(dòng)影響著環(huán)境變化過程［10］，同時(shí)人類發(fā)展也依賴于自然系統(tǒng)的運(yùn)行、多樣性和穩(wěn)定性?！拔磥淼厍颉庇?jì)劃的整體框架建立在社會(huì)-環(huán)境相互作用和其中蘊(yùn)含的全球可持續(xù)性上。

在不同尺度，人類活動(dòng)和發(fā)展與自然驅(qū)動(dòng)力共同影響著全球環(huán)境，人類驅(qū)動(dòng)的變化以復(fù)雜方式與地球系統(tǒng)級(jí)聯(lián)(Cascade)，這種復(fù)合效應(yīng)通過多維方式，在不同時(shí)間尺度和不同空間尺度間相互作用、相互影響［11］。全球環(huán)境變化是地球系統(tǒng)成分間復(fù)雜的社會(huì)-環(huán)境作用的結(jié)果，從地區(qū)到區(qū)域尺度都存在反饋效應(yīng)，甚至導(dǎo)致有害的結(jié)果。人類不斷地適應(yīng)、創(chuàng)新、改變自己來應(yīng)對全球環(huán)境變化。擴(kuò)展到社會(huì)，則是通過復(fù)雜的政治、文化、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)以及道德準(zhǔn)則綜合體來應(yīng)對環(huán)境變化造成的影響。與此同時(shí)，知識(shí)在展示社會(huì)變化方面起著極為重要的作用，因?yàn)橛辛丝茖W(xué)的知識(shí)，才能評估風(fēng)險(xiǎn)并提出合理的解決對策，正確處理全球環(huán)境危機(jī)。

人類對環(huán)境變化的反應(yīng)和改變又會(huì)成為其新變化的驅(qū)動(dòng)力，因此要達(dá)到全球可持續(xù)發(fā)展的目的，需要根本的、創(chuàng)新的、長期的轉(zhuǎn)變現(xiàn)有發(fā)展思路、意識(shí)形態(tài)，并且綜合環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和管理各領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)。

“未來地球”的概念框架強(qiáng)調(diào)全球環(huán)境變化和全球可持續(xù)性的同時(shí)，也包含研究的尺度效應(yīng)和地球不同成分間互饋效應(yīng)的研究。IGBP認(rèn)為地球系統(tǒng)是一個(gè)孤立的自組織系統(tǒng)，在其組成部分之間，它們的相互作用和反饋具有復(fù)雜和開放性的多尺度時(shí)刻變率［12］。

2.2 關(guān)鍵科學(xué)問題和研究主題

與概念框架一致，“未來地球”將要回答以下關(guān)鍵科學(xué)問題:全球環(huán)境變化的原因和機(jī)制，如何預(yù)測未來環(huán)境變化，如何評價(jià)人類發(fā)展對物種多樣性的影響，如何降低環(huán)境變化風(fēng)險(xiǎn)，如何增強(qiáng)環(huán)境恢復(fù)力，探討保障未來地球繁榮發(fā)展的轉(zhuǎn)變思路。計(jì)劃圍繞3個(gè)主題展開研究，即動(dòng)態(tài)星球、全球發(fā)展、可持續(xù)性轉(zhuǎn)變。這些主題來自于概念框架，主要來應(yīng)對和理解三大需求，即地球系統(tǒng)變化、為人類優(yōu)先發(fā)展提供支持、朝著可持續(xù)性轉(zhuǎn)變。

(1)動(dòng)態(tài)星球

觀測、理解、解釋、預(yù)測地球環(huán)境-社會(huì)的系統(tǒng)發(fā)展趨勢、驅(qū)動(dòng)因素和過程及他們的相互作用，找到全球化的發(fā)展閾值并合理預(yù)測評估風(fēng)險(xiǎn)。基于現(xiàn)有研究基礎(chǔ)，本計(jì)劃將重點(diǎn)關(guān)注不同尺度上社會(huì)、環(huán)境之間的相互作用。計(jì)劃研究地球社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)功能所需的理論、方法和模型，不同系統(tǒng)成分之間的相互作用機(jī)制;理解地球關(guān)鍵帶的發(fā)展?fàn)顟B(tài)和變化規(guī)律;隨著時(shí)間、空間的變化，環(huán)境因素如何變化及如何影響人類生存狀態(tài)等。

(2)全球發(fā)展

為解決當(dāng)前困擾人類發(fā)展的重點(diǎn)問題提供科學(xué)的解決對策，保障滿足人類發(fā)展所需要的食物、水、生物多樣性、能源、材料的供應(yīng)和其他環(huán)境功能與服務(wù)的有效管理。計(jì)劃研究生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)、人類福祉、可持續(xù)發(fā)展之間的聯(lián)系;如何定義世界發(fā)展和全球可持續(xù)性的目標(biāo);全球環(huán)境變化如何影響食物、水、生物多樣性，而生態(tài)系統(tǒng)管理、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估又是如何降低這些影響并增強(qiáng)系統(tǒng)的恢復(fù)彈性等。

(3)可持續(xù)性轉(zhuǎn)變

理解可持續(xù)性轉(zhuǎn)變的過程和思路，通過評估其對人們價(jià)值觀和行為準(zhǔn)則的影響，探索科技-社會(huì)-經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)道路，衡量不同部分不同尺度的全球環(huán)境管理有效性。“未來地球”計(jì)劃認(rèn)為應(yīng)優(yōu)先研究低碳社會(huì)、可持續(xù)“藍(lán)色社會(huì)”、新媒體與可持續(xù)性轉(zhuǎn)變?nèi)齻€(gè)方面。計(jì)劃研究不同尺度上，不同管理者應(yīng)對全球變化問題決策能力的評估;對于未來一段時(shí)間的地球增溫，社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)如何適應(yīng)全球變化;“藍(lán)色社會(huì)”和“綠色經(jīng)濟(jì)”長期的發(fā)展目標(biāo)如何制定;不同價(jià)值觀、信仰和世界觀如何影響個(gè)人行為、貿(mào)易格局、生產(chǎn)力水平和消費(fèi)水平等。

3 “未來地球”計(jì)劃在中國

在過去幾十年，中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展推動(dòng)國民生活水平顯著提高，卻存在發(fā)展不均衡的問題，很多情況下是以高能耗、低產(chǎn)能換取經(jīng)濟(jì)增長，使得中國發(fā)展存在一定的不可持續(xù)性。隨著人口、環(huán)境、社會(huì)的矛盾日益突出，如何走好可持續(xù)發(fā)展道路至關(guān)重要。積極參與“未來地球”計(jì)劃，聯(lián)合不同地區(qū)的科研隊(duì)伍，努力應(yīng)對全球變化挑戰(zhàn)，創(chuàng)新發(fā)展道路，才能既滿足中國發(fā)展需要，也為全球可持續(xù)發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。為此，中國已經(jīng)在2013年9月召開了“未來地球計(jì)劃在中國”國際研討會(huì)。會(huì)議指出，“未來地球”計(jì)劃在中國有良好的科學(xué)基礎(chǔ)，中國具備全面開展“未來地球”計(jì)劃所需的條件，而且中國在環(huán)境變化、社會(huì)發(fā)展中面臨許多問題也契合“未來地球”計(jì)劃的研究框架。研討會(huì)還建議中國科學(xué)家將以下方面作為參與“未來地球”計(jì)劃的切入點(diǎn):

(1)亞洲季風(fēng)、變率及其影響問題;

(2)海岸帶發(fā)展問題;

(3)生態(tài)過程與城市化問題;

(4)減災(zāi)問題;

(5)能源與綠色經(jīng)濟(jì);

(6)人口、環(huán)境、食品和水安全問題［13］。

4 結(jié)語

可持續(xù)發(fā)展與應(yīng)對全球變化挑戰(zhàn)的關(guān)系應(yīng)該是互相依存、互為條件，在處理兩方面的問題時(shí)必須統(tǒng)籌考慮，任何一方面都不可或缺［14］。“未來地球”計(jì)劃的開展將對人類應(yīng)對全球變化提供科學(xué)知識(shí)、技術(shù)手段、評估方法、預(yù)測模型等，將自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)結(jié)合在一起，在重視人類影響的框架內(nèi)，綜合考慮全球變化和可持續(xù)發(fā)展，既關(guān)注兩者的科學(xué)內(nèi)涵和學(xué)術(shù)價(jià)值，更要為解決人類生存、未來繁榮的重大問題提供科學(xué)的解釋和對策。

我國地處環(huán)境脆弱多變的東亞地區(qū)，在全球變化和社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的壓力下，環(huán)境問題尤為突出，究其成因，主要有不合理的發(fā)展方式、人口眾多和環(huán)境意識(shí)薄弱、科技能力不足、體制制度不夠完善等［15-18］。因此，我國應(yīng)積極參與“未來地球”計(jì)劃。內(nèi)容上應(yīng)該重點(diǎn)研究具有中國特色又兼具全球意義的對象，加大力度解決科學(xué)研究與實(shí)際應(yīng)用差距較大的問題;方法上應(yīng)該在考慮地球系統(tǒng)成分復(fù)雜性、多樣性的同時(shí)，綜合不同學(xué)科、不同研究機(jī)構(gòu)，開展多尺度對比研究;組織建設(shè)上應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃協(xié)調(diào)已有的研究計(jì)劃網(wǎng)絡(luò)，搭建適合多學(xué)科的發(fā)展平臺(tái)，促進(jìn)學(xué)科間交流，加大科研教育投入，提升全民可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和知識(shí)水平。應(yīng)對全球變化對中國既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇，通過科學(xué)研究和論證，確立各種應(yīng)對措施，不斷向可持續(xù)發(fā)展的道路上邁進(jìn)，實(shí)質(zhì)上是對環(huán)境系統(tǒng)的創(chuàng)新管理，將對中國的發(fā)展方式及國際關(guān)系帶來重大影響。

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