海岸带临界过程：定义、机制与模型｜周二直播 · 地球系统科学读书会

导语

为了能够深入理解人类世背景下地球系统各要素之间复杂的相互作用与演化机制，并为人类应对未来的地球系统科学重大挑战提供一套科学的认知框架，集智俱乐部联合清华大学讲席教授陈德亮、北京师范大学教授樊京芳、东莞理工学院特聘副研究员陈爱芳、南开大学副教授戴启立老师和爱尔兰都柏林大学博士生班崭共同发起，将组织大家从新的研究范式出发梳理相关文献，并深入研读其中涉及的理论与模型。

从2025年3月4日开始，每周二晚上19:00-21:00，读书会将以线上形式进行，持续时间预计8-10周。读书会详情及参与方式见后文。

分享简介

海岸带是典型的复杂系统，在自然与人类活动的双重驱动下维持动态平衡。自然因素如海洋潮汐、风暴、海平面上升与人类活动如城市化、污染、过度开发相互作用，推动海岸带系统不断演化。在这一过程中，海岸带系统的各个组成部分（如湿地、珊瑚礁、滩涂等）和功能（如水质净化、碳储存、生物栖息地等）密切相连。当外部干扰突破临界阈值时，系统将通过非线性反馈机制发生不可逆突变，使得海岸带处于临界状态，海岸带临界过程会导致生态退化、资源匮乏或灾害风险增加，进而影响到人类社会和自然环境的可持续性。

本次分享重点围绕海岸带复杂系统视角下主要临界过程的分类及其主导驱动力。针对海岸带临界过程诊断困难问题，重点介绍现有在海岸带临界过程领域重要的研究工作，重点介绍基于时空多尺度分析和人工智能方法的海岸带临界过程分析方法，探讨与展望地理空间智能方法赋能海岸临界过程分析的机遇与挑战。

分享大纲

• 海岸带临界过程定义和特征

• 海岸带临界过程分类与机制

• 海岸带临界过程的数学建模

• AI赋能海岸带临界过程分析

核心概念

• 海岸带复杂系统

• 临界过程

• 先兆信号

• 多尺度分析

• 地理空间智能

主讲人介绍

俞肇元，南京师范大学教授，联合国海洋十年“海岸带预测”科学计划长三角创新示范站负责人/首席专家。 近年来主持国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划项目课题等国家级科研项目8项，发表高水平学术论文200余篇，获国际/中国发明专利授权25项，参编国家标准3项。入选海洋强国青年科学家提名、高校GIS创新人物、江苏省“333”工程二层次培养对象等人才项目及荣誉称号10余项，成果入选了2023年度科创中国产业基础类先导技术榜单。指导学生入选中国科协青年人才托举工程博士生专项计划、国家奖学金、国际专利金奖、中国地理信息科技进步奖、中国测绘科学技术奖、美国数学建模竞赛奖、华为杯数学竞赛奖和国际会议最佳报告等奖项。

研究方向：场景地理信息系统、海岸带陆海统筹、量子地理计算研究。

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直播信息
2025年4月22日19:00-21:00

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斑图链接：https://pattern.swarma.org/study_group_issue/890

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参考文献

1. Robinson, J. P. W., Wilson, S. K., Robinson, J., Gerry, C., Lucas, J., Assan, C., Govinden, R., Jennings, S., & Graham, N. A. J. (2019). Productive instability of coral reef fisheries after climate-driven regime shifts. Nature Ecology & Evolution, 3(2), 183-+. https://doi.org/10.1038/s41559-018-0715-z

2. Hesterberg, S. G., Jackson, K., Bell, S. S. (2022). Climate drives coupled regime shifts across subtropical estuarine ecosystems. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 119(33), e2121654119. https://doi.org/10.1073/pnas.2121654119

3. Gelcich, S., Hughes, T. P., Olsson, P., Folke, C., Defeo, O., Fernandez, M., Foale, S., Gunderson, L. H., Rodriguez-Sickert, C., Scheffer, M., Steneck, R. S., Castilla, J. C. (2010). Navigating transformations in governance of Chilean marine coastal resources. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 107(39), 16794-16799. https://doi.org/10.1073/pnas.1012021107

地球系统科学读书会

世界气象组织《2023年全球气候状况》报告确认2023年是有观测记录以来最暖的一年。气候变化正在以高温、干旱、洪水、野火和沙尘暴等极端天气的形式吸引人们的广泛关注。世界经济论坛《2024全球风险报告》将气候变化作为首要值得关注的风险。地球作为一个多要素、非线性的开放复杂系统，要素间相互作用关系复杂，往往牵一发而动全身。在人类活动深刻影响下，我们该如何理解并有效应对正在面临的气候变化以及其带来的社会经济等一系列议题，实现人类与地球的可持续发展？

为了能够深入理解人类世背景下地球系统各要素之间复杂的相互作用与演化机制，并为人类应对未来的地球系统科学重大挑战提供一套科学的认知框架，集智俱乐部联合清华大学讲席教授陈德亮、北京师范大学教授樊京芳、东莞理工学院特聘副研究员陈爱芳、南开大学副教授戴启立老师和爱尔兰都柏林大学博士生班崭共同发起，将组织大家从新的研究范式出发梳理相关文献，并深入研读其中涉及的理论与模型。

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