学科发展2035 | 地球科学发展趋势及战略目标

地球科学正在进入地球科学各分支整合阶段，即建立“地球系统”理论知识和方法技术体系的新时代，国际、国内的地球科学研究都在朝该方向发生深刻的变革。简言之，研究范畴更加综合，研究技术方法更加先进，基础研究与应用结合得更为紧密，研究对象的时空尺度不断拓展且更强调多学科、多部门的协同发展。发达国家或地区对于地球科学的发展更是高度重视，美国、英国、德国、欧盟等近年来也在不断推出大型科学计划，如地球透镜计划、量化并理解地球系统、地球工程、 全球变化、未来地球计划等。显然，地球不仅是我们人类生存的场所，更为我们提供了基本的生活物质（包括空气、水和粮食），从而决定了地球科学是一门应用性极强的学科。它的发展需要长期大量的观测、探测、分析、实验与模拟等方面的工作，更需要建制化力量的长期介入。地球科学的早期发展与人类社会的工业化关系密切，但近年来更多地关注人地和谐和行星地球问题，需要将地球置于整个太阳系甚至宇宙中来考虑，同时传统的地球科学即将进入“地球系统科学”新时代，基础研究与应用研究结合得更加紧密，为地球的资源、生态、环境和抗灾减灾服务；技术的高速发展对地球科学的促进作用愈发重要。我国地球科学的发展应当抓住历史机遇，为推动建设“人类命运共同体”和实现“全球治理”的中国方案提供地球科学依据。

地理科学

近十几年来国际地理科学在研究主题、应用实践、研究范式、基础平台等方面都呈现出一些新的发展态势，主要表现在以下几个方面：观测与测试手段的革新加速推进地理科学的创新；陆地表层系统综合研究成为核心主题；可持续性成为地理科学研究的新热点；模型与数据驱动的地理科学研究范式并驾齐驱；信息基础设施成为驱动地理科学快速发展的新引擎；地理科学中的部门地理学的快速发展促生了新兴学科领域。在新形势下，中国地理科学面临新的问题与挑战：创新性基础研究的环境依然有待改善；国际号召力有待进一步提升；综合集成方法论还需要持续加强；长期定位观测体系需要进一步完善。2035 年前的发展目标为：服务国家需求，立足经世致用，紧紧抓住国家转型发展的历史机遇，在服务社会经济与资源环境协调可持续发展等重大问题中做出新的重要贡献；加强基础研究，优化学科体系，加大对地理科学基础研究中全球共性问题和前沿研究的投入，推动原创性、基础性、引领性研究；坚持中国特色，引领学科发展；加强地理科学教育，孕育高层次学科带头人。

地质学

地质学从传统地质学向以现代地球系统科学为核心的现代地质学转变，即向“大地质”“大地学”方向转变。从地质学的发展来看，我国与国外的差距主要表现在以下四个方面：一是学科质量上的差距，我国地质学发展规模“大而不强”；二是地质思维上的差距，我国地质学家在新理论和新方法上缺乏建树；三是地质观测、探测和分析技术上的差距，我国现有地质观测、探测和分析技术装备基本上从国外引进，一些核心技术和装备仍然落后于西方发达国家；四是地质学领军人物上的差距，近年来，我国地质学领域已经涌现出一些具有国际声誉的科学家，但整体而言仍偏少。2035 年前，地质学学科应从分析学科现状出发，按照瞄准世界科技前沿、围绕国家重大关切、着力源头创新的总体指导思想，优化学科布局，抓住学科发展机遇，力争实现如下发展目标：若干学科分支方向和研究领域引领国际前沿；全面提升解决区域地质问题的能力，提高区域地质研究领域的国际影响力；完善服务宜居地球和美丽中国的学科体系；培育多个新的分支生长点，实现引领性原创成果的突破；培养一批在不同分支具有广泛国际影响力的领军人才，整体提升学科影响力。

地球化学

地球化学作为固体地球科学的重要支柱学科之一，是地球科学开展定量化研究的核心学科。与国际地球化学发展相比，我国地球化学的发展还存在以下不足：论文数量显著增多，原创成果少；地球化学各分支学科发展不平衡；学科交叉深度不够，大数据应用落伍；地球化学核心仪器对外依赖程度大，自主研发能力薄弱。2035年前，地球化学学科的发展在保持地球化学优势分支学科（如化学地球动力学、元素地球化学、岩石地球化学、矿床地球化学、有机 地球化学和同位素地球化学等）的同时，进一步加强各分支学科（如宇宙化学和行星化学、实验与计算地球化学等）的均衡发展； 聚焦国际前沿［如板块构造、大陆动力学、“三深”（深地、深海和深空）科学、地球系统科学、宜居星球演化］，探索未知领域，产出一批原创性成果，带动地球化学学科向前发展； 面向国家和社会需求，为解决资源、能源、环境、人类健康乃至社会经济问题提供科学支撑； 加强跨学科交叉融合，发挥地球化学大数据的优势，促进定量地球科学向前发展； 加强平台建设和人才队伍建设，致力于核心分析技术和仪器研发，造就一批具有国际视野的创新领军人才和研究团队。

地球物理学

地球物理学是一门具有国家重大需求且面向国际科学前沿的战略学科，目前我国地球物理学研究仍存在明显不足，主要表现为：尚未提出过指导某一领域或分支学科发展的重要理论，前瞻性方法和技术的集成应用略显不足，地球物理学各个分支方向之间以及与其他学科的深度交叉融合还需加强，对其他学科影响和辐射力不足，尚未在国内外地球科学界形成引领地位。2035 年前的主要战略目标应包括下列方面：瞄准国际前沿，在加强观测的基础上，开展原创性、前瞻性和战略性研究，发现新现象，发展新方法，提出新理论，在若干领域形成一大批有国际影响力的学术成果，通过十几年的努力，实现地球物理学从“跟跑”到“并跑”，且在一些领域“领跑”的战略目标；紧扣国家需求，围绕资源开发、环境保护和灾害防治领域的重大科学问题，解决应用科学和产业发展所面临的具有共性的基础科学问题，研制新方法，开发新技术，解决困扰产业发展的“卡脖子”问题，为国家重大技术创新提供基础研究支撑；坚持以人为本，造就国际一流的地球物理人才队伍。

大气科学

大气科学作为地球科学的一个核心组成部分，其发展已进入了一个全新的阶段，研究重点从气候系统拓展至地球系统，未来的发展趋势必将是多学科之间的交叉融合，以加强认识和理解地球系统各子系统之间的相互作用与机制。随着大气科学的发展，需要建立更加精细的观测网络以及更高分辨率的地球 / 气候系统数值模式，改进和提高天气、气候和空气质量的预报、预测准确度。大气科学的主要分支学科包括天气学、大气动力学、大气物理学、大气化学、气候系统与气候变化。我国大气科学 2035 年前的发展目标为：显著提高大气科学已有优势领域的国际竞争力，加速大气科学新兴分支学科及相关交叉学科的发展，培养更多适应国际大气科学发展趋势的高层次人才，力争在国际大气科学基础研究和前沿技术领域产出一批有重大影响力的创新成果，全方位提高中国大气科学的国际影响力和国际话语权，将中国发展成为大气科学研究强国。

行星科学

行星科学领域在地球科学中的主要特色体现在以深空探测为主要研究手段，由地球科学、空间科学、天文学等学科交叉产生。行星科学和深空探测相辅相成，密不可分，深空探测催生了行星科学，行星科学牵引了深空探测。我国的行星科学已经深度融入国际学界，并形成了良好的发展态势：高水平的行星科学人才团队已经初具规模，行星科学人才培养体系已经萌芽，行星科学相关专业组织陆续成立，行星科学相关期刊影响力不断扩大。认识行星的形成和演化是行星科学研究的主要目标。未来，行星科学研究仍将借助于深空探测工程、地球科学及天文学的发展，聚焦于揭示太阳系行星的空间、表面和内部特征，理解过去和现在发生的各种物理与化学过程，理解行星的起源、运行机制和演化，同时聚焦地外生命及其宜居环境要素研究，深入理解地球和地外行星宜居环境建立和发展，认识生命的起源和演化。

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本文摘编自《中国地球科学2035发展战略》，研究组组长为中国科学院院士朱日祥，标题和内容有调整。科学人文在线，与您共同关注科技史、科技哲学、科技前沿与科学传播，关注人类社会的可持续发展，创造有价值的阅读！ 欢迎点赞、转发、留言讨论，我们将每月选取互动活跃、留言精彩的读者给与赠书奖励，公号对话框输入“赠书”，可了解赠书活动详情。联系邮箱：kxrw@mail.sciencep.com。

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内容简介

地球科学是认识地球形成和演化的自然科学。当前地球科学正在进入建立“地球系统”理论知识和方法技术体系的新时代，国内外的地球科学研究正在朝该方向发生深刻变革。本书阐述地球科学各分支学科的科学意义与战略价值、发展规律与研究特点，凝练地球科学各分支学科的关键科学问题、发展思路、目标及方向，探讨了2035 年前我国地球科学的学科发展布局、优先发展方向和学科交叉的重大科学问题等，以期为国家发展地球科学提出政策建议。

本书为相关领域战略与管理专家、科技工作者、企业研发人员及高校师生提供了研究指引，为科研管理部门提供了决策参考，也是社会公众了解地球科学发展现状及趋势的重要读本。

研究组组长简介

朱日祥，地球物理学家，中国科学院院士、第三世界科学院院士，中国科学院地质与地球物理研究所第二任所长。长期从事地球科学基础理论和实验研究。在地磁极性倒转、地磁场与地球深部过程相关性、克拉通破坏以及全球构造等领域取得了创新的成果。

（本期编辑：石卉）

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