向国家级科研平台迈进——自然资源部岩溶动力学重点实验室高层次论坛侧记

来源:地调局岩溶所作者:黄芬张春来李建鸿发布时间:2019-10-17

2019年9月20日-9月22日，来自奥地利、塞尔维亚、美国、印尼、中国等国的18名岩溶领域专家汇聚广西桂林，参加自然资源部岩溶动力学重点实验室学科建设高层次论坛。

在这个由自然资源部岩溶动力学重点实验室、自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所主办，自然资源部重点实验室办公室协办的专业论坛上，专家们围绕岩溶动力学理论创新、学科发展趋势、重点实验室建设、人才培养等议题畅所欲言，为自然资源部岩溶动力学重点实验室如何进一步聚焦重大创新目标、凝练学科方向，如何针对岩溶动力学领域重大科技创新战略、谋划好“十四五”学科发展，支撑解决国家在岩溶地区的重大资源环境问题和地球系统科学问题提供了新思路。”

岩溶研究必须重视人文过程

北京大学蔡运龙教授在题为《岩溶动力系统与人文过程》的专题报告中提出，岩溶动力系统研究要重视“人作为一个最强大的地质营力，对环境改变和适应的可持续性”的研究，亦即对“人类世”的研究，如资源开发、工程建设对地下水循环转化的影响，生产、消费与地下水污染，土地利用与石漠化，人类活动对岩溶碳汇作用的影响等。

他以石漠化治理为例，在分析石漠化形成的自然和人为驱动力基础上，提出石漠化治理要“以自然恢复为主”，而“如何步入自然恢复”则必须以社会经济的视角寻求解决之道。

来自南宁师范大学的胡宝清教授则畅谈了他对“地表关键带—人地系统耦合—山水林田湖草系统统筹整治”的观点。

他说，岩溶地区地壳浅层是“根”，关键带是“枝”，人地耦合系统是“叶”，自然资源系统是“果”的自然逻辑关系。当前岩溶研究需解决的关键性问题和破解的关键技术包括：岩溶区域山水林田湖草耦合演变与协同效应；岩溶区山水林田湖草综合数据库与智能模拟；岩溶区不同气候情景和社会经济发展情景，空间布局优化与生态系统服务提升；岩溶区生态安全与粮食安全、经济安全、社会安全的权衡协同关系，岩溶区可持续发展能力建设等，并建议把人地关系岩溶动力学作为一个重要的研究方向，谋划好“十四五”学科发展，支撑解决国家在岩溶地区的重大需求。

解译气候变化规律造福人类

西安交通大学程海教授讲述了石笋在轨道尺度气候变化研究中的优势和应用，并介绍了其团队在全球首次建立的石笋170同位素测试方法，及其在全球季风气候变化规律研究方面的应用。

他表示，科学上的重大进展包括方法的创新、国家重大需求、认知体系和关键数据。岩溶动力学重点实验室应根据自身的技术优势，瞄准国家需求，重点揭示全新世以来冷热周期的变化规律，并争取做到气象尺度，捕捉极端气候事件进行解译，预测未来30- 50年气温和降雨的走势，为国家应对气候变化、重大工程建设提供咨询建议。

中国科学院院士袁道先认为，以高分辨率石笋记录建立可借鉴的古极端气候事件的季风场，可为目前全球频繁出现的极端事件提供科学依据及预测。

袁道先院士在程海教授报告后指出，通过东亚、中东、地中海、南北美28处石笋资料，揭示几个冰期终止点的空间变化的成果，应进一步总结出一个可借鉴的古极端气候事件的季风场，揭示不同的水汽来源，预测未来全球气候变化。由于水汽来源还与青藏高原积雪有关，因此有必要研究青藏高原积雪历史，建立积雪的替代指标。此外，还要与西伯利亚和俄罗斯合作，建立冷空气的替代指标；与北极圈附近国家合作，研究北冰洋冰盖融化对海水蒸发及水汽运移的影响。

学科建设要抓关键科学问题

西南大学蒋勇军教授在《岩溶生态水文地质特征与关键科学问题》的专题报告中指出，岩溶生态水文地质学是研究岩溶地下水与生态系统之间的相互关系，以及：岩溶地下水文过程变化引起的生态环境变异产生的问题。在空间上可分为“岩溶含水层和洞穴生态系统”及“岩溶地表生态系统”。

据此，他提出了四大关键科学问题：岩溶含水层/洞穴生态系统和地表生态系统中哪些生物物种依赖于地下水？岩溶含水层/洞穴生态系统中发育了哪些地方特有物种并保留了哪些遗迹物种？岩溶含水层/洞穴生态系统和地表生态系统的种群/物种对地下水的依赖程度有多大？岩溶含水层/洞穴生态系统和地表生态系统的哪些生态过程依赖地下水？

他建议，在下一步实验室学科发展中，应高度重视岩溶生态水文地质问题的研究，凝练不同类型岩溶动力系统的生态水文地质问题，结合区域国民经济建设需求，开展相关重大问题研究，培养学科人才。

关于学科建设，中国地质大学（北京）王广才教授则希望能够更多地支持北方岩溶研究。

他认为，中国地质调查局岩溶地质研究所对南方岩溶水文地质研究较多，北方岩溶研究较为薄弱，也缺少国家级重大项目支持。由于北方“煤在楼上、水在楼下”的双层水文地质结构，进而引发了一系列的环境地质问题。近年来北方岩溶矿区浅部岩溶水位上升问题，老煤矿闭井后造成区域地下水源恶化的问题，酸性水、高铁水带留污染河流的问题，都需要进一步研究并提出解决方案。

他建议，在下一步发展方向中，应布局相关重大项目，加强对北方岩溶水文地质问题的研究，南北协动，促进岩溶动力学的理论创新与学科发展。

来自奥地利格拉兹大学的Ralf Benischke教授强调要建立气象、地表水、岩溶地下水和供水泉水质量状况的综合观测网，要在长期水文生态研究网络的基础上，发挥政府立法和公众参与在岩溶水资源保护中的重要作用，保护岩溶环境。他还特别提出，岩溶所积累有大量的观测数据，要充分利用大数据、人工智能等技术挖掘数据背后的奥秘，提高创新和重大成果集成能力。

全面升级打造科技创新高地

为什么一个学科重点实验室要邀请各国专家，举办如此高层次的论坛？

自然资源部重点实验室副主任、中国地质科学院实验管理处处长张辉旭道出了缘由。他说，岩溶动力学重点实验室是自然资源部优秀重点实验室，是部科技创新主体力量之一，要为涉及行业发展的战略性科技问题提供咨询建议。此次论坛就是要进一步明确实验室定位、凝练学科方向和发展目标，服务于自然资源行业目标，解决岩溶领域的国家重点需求和重大科学问题。

他希望，实验室下一步应加强人才更新、引进与团队建设，充分利用部局党组的政策，解决中青年人才断层的问题，打开待遇留人、学术氛围留人的局面；加快中心基地的建设，充实办公实验平台、仪器设备等硬件条件建设；凝练实验室定位与方向，服务于自然资源行业目标、国家需求，解决重大科学问题：抓住科技部组建部实验室—国家实验室—国家重点实验室的契机，积极申报岩溶动力学国家重点实验室，成为国家战略性科技创新力量。

根据科技部发布的最新的国家野外科学观测研究站建设发展方案，中国地质大学（武汉）祁士华教授和桂林理工大学校长解庆林教授提出，岩溶所和岩溶动力学重点实验室应该尽快整合相关长期观测基地的数据和成果，对于所按照“一站多点”式的国家野外科学观测研究站申报，应以全球岩溶领域的重大科学问题为导向，整体布局，与岩溶动力系统的要点对应，阐述站点的代表性和关键科学问题，分析同其他单位性质类似站点的异同，并对平台建设进行清晰的规划。

2016年度“中华人民共和国国际科学技术合作奖”获得者、美国西肯塔基大学Chris Groves教授介绍了20多年来中美在水文地质、洞穴探测技术、示踪实验、GIS技术、碳循环和国际地质对比计划项目等方面的合作成果。他表示，下一步岩溶动力学实验室应继续深化在岩溶碳循环研究、洞穴探测、岩溶区可持续发展方面的国际合作，加强国际人才交流。

来自塞尔维亚贝尔格莱德大学的Sasa Milanovic教授也提出，实验室下一步应在复杂岩溶系统多参数模型构建方面建立新方向，同时应进一步强国际化程度，多出英文专著及举办国际会议，利用国际岩溶研究中心平台，提高国际影响力。

对于专家们中肯的意见和诚挚的期望，岩溶所副所长蒋忠诚表示，这次高层次论坛进一步坚定了岩溶动力学重点实验室争创国家级科研平台的信心，岩溶所将充分吸收大家的建议，加强岩溶动力学基础理论研究和技术攻关，加强实验室自身建设，为美丽中国建设贡献智慧和力量。