關注山地 支撐未來

鄧偉

凝看中國地形圖，三大階梯地勢格局下巍峨的山脈、起伏的高原和綿延的丘陵（三者構成廣義的山地）約占陸域國土的70%，豪無疑問中國是一個多山的國家。這樣一個基本的國土情勢，無論從自然還是社會視角，山地都是一個奪目的詞語，但社會層面在深度認識山地的深遠意義和關注的強度仍顯不夠。山地對中國具有多重意義，除了資源、生態(tài)等重要性之外，山地還是中國共產(chǎn)黨領導新民主主義革命成功的重要營壘，是黨領導下的工農(nóng)武裝力量發(fā)展壯大成堅強的人民軍隊的根據(jù)地。從這個意義講，與其說農(nóng)村包圍城市，不如說是山地包圍平原。中國共產(chǎn)黨領導的工農(nóng)紅軍從井岡山到黃土高原的延安至太行山的西柏坡，20多年的革命力量發(fā)展壯大無不與山地息息相關。至今許多山區(qū)是紅色旅游的重點區(qū)域。新中國成立后，數(shù)十年來山地與山區(qū)的森林、煤炭、礦產(chǎn)、水電等自然資源的不斷開發(fā)，有力地支持了國家層面的建設與發(fā)展，做出了巨大的貢獻。

黨的十八大提出2020年全面建成小康社會，山區(qū)的全面發(fā)展尤顯重要而緊迫，成為實現(xiàn)小康社會建設目標的關鍵區(qū)域和攻堅區(qū)域。進一步關注山地，加強山地科學的建設與發(fā)展，提升認知山地的科技能力，進而更加有力地支撐國家未來山區(qū)的建設與發(fā)展，具有十分重大的現(xiàn)實和深遠意義。

中國科學院成都山地災害與環(huán)境研究所（以下簡稱山地所）在20世紀60年代應國家三線建設中山地災害防治的重大需求而成立，這就決定了山地所的建設和發(fā)展必定與山地一脈相連，突顯出山地所鮮明的學科特色和領域優(yōu)勢。近50年來，山地所為保障國家山區(qū)重大基礎設施建設、城鎮(zhèn)安全、生態(tài)環(huán)境保護和山區(qū)發(fā)展做出了積極的貢獻，不斷發(fā)展和豐富了山地科學的理論和方法。

一、山地的重要性

山地是地球系統(tǒng)地質(zhì)運動的產(chǎn)物，而山地的重要性不僅對地質(zhì)學意義極其重大，對自然地理環(huán)境的形成，以及地球表層系統(tǒng)過程都具有非常特殊的意義。一是山地控制地理格局。據(jù)不完全統(tǒng)計，全球大的山系有14個。對全球地理格局具有重大影響，而我國青藏高原山系最具全球影響或區(qū)域控制性，對全球的氣候格局與地域分異起著支配作用；二是山地控制水系發(fā)育。山地是大江大河的發(fā)源地，山地是空中水汽匯聚的中心，世界上降水最多的地方基本上都與山地有關，高山也是冰川分布地區(qū)，我國目前冰川總面積約6萬km2，占全球中、低緯度的50%以上，因此，西部山地素有中國“水塔”之譽，沒有山地就不會形成復雜的水系；三是山地孕育豐富的生物多樣性。山地系統(tǒng)復雜多樣的生境條件創(chuàng)造了生靈萬物的存在與神奇，形成了生物多樣性的寶庫或物種基因庫，僅以植物為例，中國維管束植物有353科，3 184屬，27 150種，其中約90%分布在山區(qū)；四是山地是社會發(fā)展的資源基地、生態(tài)屏障。我國山地是自然資源的主要賦藏地，具有重要的供給服務功能。除了山區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外，山區(qū)每年產(chǎn)鐵礦石2億多t、煤炭約10億t、木材5 000多萬m3，同時還是油氣生產(chǎn)的重要基地。另外119個國家級風景名勝區(qū)中，名山就有62處，占52%，成為發(fā)展生態(tài)旅游的重點區(qū)域，而分布在山區(qū)的森林、草地、沼澤濕地、湖泊等具有不可替代的生態(tài)服務功能和水源涵養(yǎng)功能，并對平原地區(qū)具有重要的生態(tài)環(huán)境屏障作用。

二、山地研究的重要進展

山地所自建所以來，一直秉承認知山地、服務國家的發(fā)展使命，近50年來承擔并完成約2 000項國家和地方重大科研項目，解決了國家在山區(qū)經(jīng)濟建設和社會發(fā)展中一系列重大科學問題，為我國的山地災害研究與防治、山地生態(tài)與環(huán)境保育、山地遙感以及山區(qū)可持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻。150余項科研成果獲獎，出版專著達200部，發(fā)表論文4 000余篇，50余份專家咨詢報告得到黨和國家及地方領導人的重要批示，充分發(fā)揮了國立研究機構重要的科技支撐作用。

隨著中科院知識創(chuàng)新工程的實施和深入展開，特別是在創(chuàng)新2020目標引導下，山地所不斷凝練科學目標，明確定位，突出重點，加強創(chuàng)新，積極服務國家戰(zhàn)略需求，正以激昂的山地科學激情，朝著國際一流山地研究所建設目標而奮力前行。

1.山地災害防治理論與技術及實踐不斷取得突破

西南山區(qū)是我國泥石流、滑坡山地災害非常嚴重的地區(qū)。山地所幾代專家、學者長期不畏艱難困苦，考察的足跡印在山嶺溝谷之間，灑下艱辛的探索汗水，系統(tǒng)認識西南重點建設工程區(qū)的泥石流、滑坡災害特征和分布規(guī)律，創(chuàng)建“穩(wěn)、欄、排”泥石流治理的東川技術模式，先后降服四川西昌黑沙河、漢源獅子溝、喜德縣城東溝、云南盈江渾水溝等一條條泥石流“蛟龍”，縛住了如重點水電工程區(qū)、成昆線、西南干線公路等一個個崩塌和滑坡。由我所規(guī)劃、設計和治理的近百條災害性泥石流溝，成功率達100%。其中，東川大橋河泥石流治理工程已成為全國100個小流域綜合治理的金牌工程，為我國西南重點建設區(qū)的山地災害研究與防治做出了極有顯示度的貢獻，得到國家和地方政府的高度認可。

實施知識創(chuàng)新工程以來，山地災害學科的發(fā)展也進入一個新的時期，山地災害研究逐步深化機理的揭示。在我國第一個東川泥石流觀測研究站和泥石流動力學模擬實驗室的支撐下，山地災害重點實驗室在崔鵬首席科學家的帶領下，通過國家973項目、支撐項目和重點基金等一批國家重大項目支持下，在山地災害監(jiān)測、預報與防治技術以及特大泥石流物理—力學特性，產(chǎn)、匯流機制和運動規(guī)律、汶川地震災區(qū)次生山地災害防治理論與技術等方面研究又取得一批新成果，其中“西部山區(qū)公路鐵路泥石流減災理論與技術”項目，首創(chuàng)泥石流地區(qū)基于風險理論的選線設計技術體系，并研發(fā)了道路泥石流工程防治技術體系，先后獲得四川省科技進步一等獎和國家科技進步二等獎，極大地促進了山地災害學的發(fā)展。

近年來，山地所在山地災害原型觀測、動力過程與形成機理研究、綜合防治技術研發(fā)以及監(jiān)測預警技術等領域已取得長足進展。在經(jīng)歷5年多汶川特大地震次生山地災害鏈的特征、規(guī)律及動力機制研究基礎上，不斷創(chuàng)新山地災害防治的技術方法，如基于流域泥石流的過程調(diào)控、逐級消能一套新型防治技術正在取得新的突破，并在治理工程中凸顯先進的技術效能。這更進一步表明山地所在以泥石流為主的山地災害研究領域的引領地位和骨干作用，在國內(nèi)外也產(chǎn)生了重要的學術影響。

2.山地環(huán)境與生態(tài)功能研究進展顯著

在近十幾年的山地環(huán)境研究方面，山地所在已有的高山環(huán)境與森林生態(tài)、土壤環(huán)境與農(nóng)業(yè)生態(tài)、長江上游典型地區(qū)產(chǎn)匯流與侵蝕泥沙、丘陵區(qū)土壤侵蝕強度和長江上游河流泥沙變化及其動因等方面取得的重大成果的基礎上，進一步緊密圍繞氣候變化下山地生態(tài)服務功能、山區(qū)江河水資源合理開發(fā)與調(diào)度等重大需求，重點依托國家級的貢嘎山高山生態(tài)系統(tǒng)觀測試驗站、鹽亭紫色土農(nóng)業(yè)生態(tài)觀測試驗站，不斷深入山地生態(tài)變化與環(huán)境功能的研究，并且在定量研究水土流失方面取得一批有重大影響的科研成果。其中“西藏生態(tài)安全屏障保護與建設規(guī)劃”研究成果榮獲2009年度國家科技進步二等獎。

氣候變化影響下的山地植被帶譜演變研究，通過與挪威波爾根大學的合作，在物種遷移、生物多樣性與物種適應性方面的研究取得良好進展。紫色土系統(tǒng)N、P、C等的循環(huán)與生態(tài)效應研究，山地的N、P生物地球化學及土壤微生物研究都有新的拓展。在GEF項目支持下，系統(tǒng)開展了長江上游生態(tài)系統(tǒng)服務功能評價，為長江流域生態(tài)與環(huán)境的保護提供依據(jù)。

根據(jù)學科特點和國際學科發(fā)展動態(tài)，在加強與山峽建設委員會共建萬州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測重點站、推動與西藏環(huán)保廳共建申扎草地濕地觀測研究站的基礎上，新部署建設了三峽忠縣生態(tài)觀測研究站，為長江上游水、土環(huán)境與生態(tài)演變定位研究，進一步奠定了觀測—試驗研究網(wǎng)絡體系。

在后三峽時期，庫區(qū)水土保持、生態(tài)建設與保護，特別是消落帶的生態(tài)修復是世界級難題。2006年以來，在中科院西部重大項目支持下，山地所以項目建基地，聯(lián)合有關研究單位開展了三峽庫區(qū)坡耕地水土保持技術、消落帶植被生態(tài)重建技術、面源污染控制與消減技術等方面的協(xié)同攻關，取得重要的進展和突破，

3.數(shù)字山地與遙感應用多點支撐

在現(xiàn)代信息技術支撐下，基于數(shù)字地球概念，在推動山地遙感定量化、精確化進程中，努力構建數(shù)字山地基礎平臺，積極促進山地遙感的理論與方法研究，提升對山地科學研究的支撐能力。通過爭取國家和中科院重大項目，以任務帶動學科建設，發(fā)揮遙感、地理信息系統(tǒng)和地圖學的綜合集成優(yōu)勢，通過水土侵蝕遙感調(diào)查、典型山地生態(tài)與環(huán)境遙感監(jiān)測、山地定量遙感方法創(chuàng)新等，為國家、地方經(jīng)濟建設提供重要的科技支撐，促進了山地遙感學科的發(fā)展。

值得一提的是，在汶川和蘆山地震發(fā)生時，快速獲取多源空間信息，包括無人機獲取的低空航拍信息，為科學準確判識地震災區(qū)次生山地災害及其風險評估做出了貢獻，特別是在承擔“地震災區(qū)資源環(huán)境承載力評價”工作中，數(shù)字山地平臺發(fā)揮了重要支撐基礎，包括各類專業(yè)圖件的繪制，顯示了山地遙感與地理信息系統(tǒng)的重要作用。

4.山區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略研究獨樹一幟

自2003年以來，以陳國階先生為主編的研究團組，共編著出版了三部《山區(qū)發(fā)展報告》。系列報告圍繞中國山區(qū)自然條件、山區(qū)發(fā)展滯后的原因、地區(qū)發(fā)展差異、全面建設小康社會預測、山區(qū)“三農(nóng)”問題、山區(qū)聚落與生態(tài)移民、山區(qū)環(huán)境面臨的挑戰(zhàn)、山區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略思考等方面進行了深入研究；第一次從自然科學與社會經(jīng)濟的角度，對中國山區(qū)戰(zhàn)略定位、產(chǎn)業(yè)出路、區(qū)域特點和政策導向等方面進行了深入剖析，提出中國山區(qū)發(fā)展對策和協(xié)調(diào)推進戰(zhàn)略。該報告的提出得到國家相關部門的重視，孫鴻烈、陳宜瑜、陸大道等院士對該報告給予高度評價，成為我國國情研究的重要組成部分。

近年來在國家自然科學基金和973專題、中科院方向性項目支持下，山區(qū)發(fā)展研究在學科層面不斷加強和提高。一是關注全球氣候變化下山地生態(tài)脆弱性增加對農(nóng)牧民生計的影響和適應策略；二是山區(qū)聚落結構、形成機制及其宜居性評價；三是不同文化、傳統(tǒng)背景下的城鎮(zhèn)化與模式；四是典型山區(qū)人—地關系地域特征、相互作用與協(xié)調(diào)機制；五是重點山區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略研究。同時運用RS、GIS方法，使山區(qū)發(fā)展研究的空間分析與定量化水平顯著提高，為國家山區(qū)發(fā)展的宏觀決策和西南山區(qū)可持續(xù)發(fā)展提供了重要依據(jù)。形成集成山地災害、山地生態(tài)、山地環(huán)境研究成果的多學科交叉、綜合性的山區(qū)發(fā)展研究，學科特色與優(yōu)勢不斷增強，形成以山區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略研究為主導的多層次山區(qū)人文地理學研究的堅實基礎。

三、國際合作助推一流山地研究所的發(fā)展

山地所在國際科技交流與合作方面不斷取得新進展。十多年前山地所完成了“中國—委內(nèi)瑞拉特大泥石流成災規(guī)律與減災技術”國際交流項目，展示了山地所的國際學術地位和科技影響力。在申辦與承辦國際重要學術會議方面獲得很高的國際認可度，一批中青年科學家通過開展國際項目合作研究、出席重要國際會議、減災防災國際援助等活動，積極活躍在相關研究領域。目前，山地所與美國、日本、德國、加拿大、俄羅斯、挪威、芬蘭、比利時、瑞士、韓國、巴基斯坦、尼泊爾、泰國等40多個國家的研究機構和大學及國際原子能機構建立了多層級的科技合作關系，在山地災害預警預報、水土保持、環(huán)境核示蹤技術、山地生物多樣性、山區(qū)發(fā)展山地遙感等學科領域開展了廣泛的交流與合作，國際合作項目成倍增長，特別是2007年“第四屆國際泥石流學術大會”和2008年“第13屆國際土壤微形態(tài)大會”由山地所主辦與承辦，“國際山地中心中國委員會”落戶山地所，都充分顯示了山地所在國際上競爭能力與國際合作深度的進一步增強。

四、積極促進山地科學的發(fā)展

山地是地球表層系統(tǒng)物質(zhì)、能量過程最為活躍的地區(qū)，山地水土遷移的強度和分布與人類的生存及社會經(jīng)濟發(fā)展息息相關?；谀壳吧降叵到y(tǒng)健康受損狀況，我們將在較長時期面臨以下人—地相互作用關系的地域性矛盾：不斷發(fā)展的山區(qū)基礎設施建設與不斷增長的山地災害威脅的矛盾；持續(xù)增長的山區(qū)人口和土地過度開發(fā)與脆弱的生態(tài)環(huán)境難以承受的矛盾。尤其是在全球氣候變化加劇、人類活動對地球表層系統(tǒng)影響更加深重的背景下，山地研究引起世界各國的重視。無論是國際重要科學計劃，還是國家的重大戰(zhàn)略規(guī)劃，都明確指出山地是脆弱生態(tài)系統(tǒng)，強調(diào)加強山地系統(tǒng)的管理，包括加強山地災害綜合管理、建立山地災害監(jiān)測、預報預警系統(tǒng)，以及重大自然災害綜合風險分析評估技術。因此，全面推動山地科學的發(fā)展具有突出的緊迫性和戰(zhàn)略性。

1.學科創(chuàng)新目標

建立以山地環(huán)境災害動力學為核心的山地學科，發(fā)展山地科學理論體系，構建以泥石流（滑坡）災害的形成與預測、山地環(huán)境變化與生態(tài)適應及調(diào)控、山區(qū)人—地關系與可持續(xù)性發(fā)展和山地遙感技術體系，泥石流災害學理論與技術研究凸顯重要的學科引領作用，山地的系統(tǒng)性、綜合性研究成果能夠強有力地滿足西部山區(qū)發(fā)展的重大科技需求。

2.重點學科領域與創(chuàng)新

（1） 山地災害領域。圍繞山地災害形成機理與山地災害防治，重點開展泥石流、滑坡（崩塌）形成機理及防治技術；加強泥石流、滑坡災害的監(jiān)測和預警報技術研發(fā)，關注金沙江下游河谷大型水利工程建設區(qū)泥石流、滑坡監(jiān)測和預警；提高山區(qū)重要城鎮(zhèn)、交通干線、水利工程等方面的山地災害綜合防范技術體系；探索地震區(qū)山地災害鏈的關聯(lián)機理和風險評估。

（2）山地環(huán)境領域。圍繞全球氣候變化下山地環(huán)境演化與生態(tài)適應及調(diào)控，重點開展山地環(huán)境演化過程與生態(tài)響應及其適應的分子生物學機理、亞高山森林生態(tài)系統(tǒng)的演替模型和生物地球化學循環(huán)模型，高寒草地、濕地功能與保護；生態(tài)建設與侵蝕泥沙控制原理、三峽庫區(qū)面源污染防治的坡面徑流泥沙控制試驗示范；山地生態(tài)服務功能維持機制與生態(tài)調(diào)控。

（3）山區(qū)發(fā)展領域。圍繞山區(qū)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略主線，重點開展山區(qū)人—地關系地域特征、形成的動力機制、山區(qū)城鎮(zhèn)化與生態(tài)產(chǎn)業(yè)及可持續(xù)生計、氣候變化下生態(tài)脆弱性評價及可持續(xù)農(nóng)牧業(yè)發(fā)展，加強山區(qū)人文經(jīng)濟地理學的理論體系和方法研究。以中西部山區(qū)為研究重點區(qū)域，宏觀、中觀和微觀研究相結合，診斷中國山區(qū)發(fā)展深層次問題，從國家戰(zhàn)略層面回答山區(qū)發(fā)展重大問題，為其決策提供重要科學指導和參考依據(jù)。

（4）山地遙感與數(shù)字山地領域。圍繞復雜山地定量遙感理論與方法研究進行深入突破，重點在山地重要生態(tài)與環(huán)境動態(tài)監(jiān)測和評估方面發(fā)揮遙感作用，科學構建數(shù)字山地系統(tǒng)，以重點區(qū)域山地基礎數(shù)據(jù)庫建設為支撐面，為山地科學的綜合研究提供必要支撐。完善無人機應急平臺和典型生態(tài)樣帶監(jiān)測，為多目標下快速、精準的地面信息獲取提供支撐。

基于我國是山地大國的國土情勢，推動山地科學的大發(fā)展是適應山區(qū)全面建成小康社會、實現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展的重大要求。只有山地科學的大發(fā)展才能對山區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展提供更大的支持。面對西部大開發(fā)戰(zhàn)略的不斷推進，山地所將會更加大有作為，關鍵是要在創(chuàng)新2020戰(zhàn)略引導下，著重在“一三五”規(guī)劃實施上下大功夫、花大力氣，緊緊抓住發(fā)展機遇，緊密圍繞國家山區(qū)發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求，爭取用10年左右的時間，力爭在科技創(chuàng)新能力和研究所整體競爭實力方面有一個大的飛躍，在山地科學領域發(fā)揮重要的骨干與引領作用，逐步達到國際一流研究所的水平，全面實現(xiàn)創(chuàng)新跨越持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標。

“認知山地科學規(guī)律，服務國家可持續(xù)發(fā)展”永遠是山地所信奉的使命，“提高創(chuàng)新能力，發(fā)展山地科學”永遠是山地所奮進的指導。