通过对土地系统的科学研究应对气候变化的挑战

原始标题：关于地球系统的科学研究，以应对今年春季气候变化的挑战，在我国许多地方发生了极端天气事件。作为一个新兴的跨学科，地球科学系统在理解和解决全球环境问题（例如气候变化）中的重要性变得越来越好 - 已知。最近，来自全国25所主要大学的地理相关大学聚集在天津，共同签署并发表了“地理科学和地球系统科学院长论坛，天津宣言”（这里称为“天津宣言”）。它标志着我国家的科学体系进入了一个新的合作阶段，并提供了国家战略需求。 专注于当前的生态挑战和Kapdiscipline以及纪律的发展，《科学技术日报》的记者接受了中国科学院的学术学者Liu Congqiang的采访d天津大学地球系统科学学院的创始董事，并与他进行了深入的讨论，涉及诸如剪切的突破性多学科学科和培训大脑等主题。 回复人际关系危机 记者：在什么背景下，地球系统科学诞生了？该学科应该解决哪些主要科学问题？ Liu Congqiang：地球系统科学的诞生来自对人类全球变化的深刻理解。在20世纪下半叶，诸如气候变化，臭氧空心层和生物多样性急剧下降之类的全球问题是高光。逐渐地，科学家意识到，值得注意的是，环境问题是系统的。以气候变化为例，融化的北极冰川不仅会影响当地地区，而且还会通过改变海浪和大气循环来影响全球气候模式。 此外，已经确定了人类活动作为全球变化的主要驱动力之一，人类世的概念提出了。诺贝尔奖获得者保罗·克鲁岑（Paul Crutzen）在2000年提出了这一概念，他认为自工业革命以来，人类活动已成为影响地球系统的主要地质力量，也许以持续11,700年的全新世结束。因此，我们需要通过系统的思维来研究人与自然之间的关系。全球变化的系统性和复杂的陈述激发了科学家打破传统学科的边界，并从“还原理论”过渡到“整体”。近年来，在不断增长的非线性科学和复杂理论中，新兴的土地系统科学科学是一种新兴的跨学科科学，在迅速发展的时期带来了新兴的科学科学。 目前，土地系统科学主要集中在五个主要领域。首先是土壤系统圆圈和反馈机制的机制HICH回答了问题，例如如何衡量环境，海洋，土壤，冷冻圆圈和生物圈之间的能量和物体交换，以及基本反馈过程如何影响土壤系统的稳定性。其次是研究驱动力和关键的全球点，了解自然差异活动，太阳辐射，人类活动的相对贡献，例如温室气体的排放和土地使用对地球系统，以及地球系统中有不可逆转的关键点，动机状况和早期警告。第三个是关于地球系统的模拟和预言的研究，它改善了地球系统模型的分辨率和可靠性，结合了社会经济情景和自然系统模拟，并了解全球变化如何导致区域尺度的极端事件。第四是对人类世的科学和道德挑战的研究，确定如何识别地层迹象和人类世代的发作，以及人类活动如何重建地球系统的地球系统，增强社会生态系统的稳定性，以及如何平衡发展需求与行星边界的发展需求。最后，有科学如何支持可持续发展的道路，以诸如碳中立性和生态安全等目的的科学阈值以及基于地球系统的跨尺度（全球区域 - 本地）管理技术的科学设计。 记者：地球系统科学如何帮助我们了解当前的频繁恶劣天气事件？ LIU CONGQIANG：科学系统科学通过多圆形耦合的角度宣布了当时的极端事件的全球机制。全球变暖激发了“北极扩增效应”，导致急流减弱并加强了变化，变化的极端天气（例如热浪）R更容易受到当地地区感染的冷浪。土壤系统模型证实，人类活动会显着增加诸如热浪和大雨等事件的可能性。例如，十年一个世纪以来，温室气体排放曾经变为高温。海洋的热量改善了水的循环能量，从而增加了更大的暴风雨和强烈的降雨。同时，反馈机制（例如永久冻土消融和野火释放温室气体），进一步增强气候异常。通过合并诸如卫星遥感和古气候之类的跨尺度数据，对土壤系统的研究可以区分自然波动与合成影响，并阐明当前极端事件的不健康性质。基于此，科学系统科学不仅研究了灾难链的原因，而且还指导气候弹性城市的建设和灾难警告系统的影响S通过在各种排放减少路径下走私风险阈值，提供了有关全球对全球对全球全球反应反应的反应的科学论文。 记者：您能详细介绍“生物地球化学周期和土壤表面系统的全球变化”的理论建议您帮助该国实现“双重碳”目标？ Liu Congqiang：“地球表面系统的生物地球化学周期和全球变化”的理论通过检查关键因素的循环众多，例如碳，氮和地表水，例如土壤，海洋和环境以及与人类活动的分支机构关系。这在三个方面尤其明显。 首先是碳源锌的动态量。 “土壤表面系统的生物地球化学循环和全球变化”的理论反映了陆地和海洋生态系统的潜在碳吸收，显示了光合作用和碳作物等过程对碳，湿地和湿地休息等生态项目的过程的贡献。 第二个是对人类干扰机制的检查。研究人类活动（例如化石燃料排放和氮沉降）如何破坏天然碳周期的平衡，从而支持准确的排放路径的设计。例如，揭示碳泄漏与工业系统与农业系统之间的关系，并促进能源转化和减少肥料的协调管理。 第三个是气候反馈。与地球系统模型相结合，模拟了碳循环和气候热量的反馈效应，预测碳 - 碳中立性靶标的可行性预计在各种排放降低下的可行性，并且将避免气候临界点的风险。该理论可以指导现代技术，例如碳提取和生态货物配给。同时，该理论与全球碳通量监测网络提供的数据相结合可以为该国的国际气候谈判提供支持。 记者：Scientschinese ipiko在相关领域中的作用是什么？ Liu Congqiang：目前，人类活动正在深深地重塑地球系统。中国科学家通过多维实践在全球科学管理中发挥了重要作用。在科学研究的层面上，中国科学家处于碳旋转研究，气候模型等的最前沿，例如提出高分辨率系统模型，以提高全球变化的准确性并促进低碳技术（例如太阳能和能源）的变化。中国科学家们深入参与了“双重碳”路径设计，计算了生态红线和碳预算，支持世界上最大的修复项目和湿地，并帮助增加了碳水槽。在国际Cooperati中在上面，中国学者领导了“全球季风计划”，并参加了IPCC审查报告的准备，促进了“腰带和道路”网络观察环境的构建，并促进了数据共享和减少责任的共享。同时，通过科学的沟通和教育，我国的科学家提高了公众气候意识，并促进了碳转型低的社会。中国科学家努力弥合资源的发展和消费之间的差距，并成为全球对人际关系危机的反应的主要力量。 压力研究固体 记者：天津宣言的主要目的是什么？它如何促进纪律发展？ Liu Congqiang：天津宣言的主要目标是建立打pa的变化并发展地理研究的范式。传统地理经常将嗡嗡声的自然地理和地理分开An，正如《地球科学体系的范式》所促进的，天津宣言强调了各个圈子的相互作用和整体研究。这种变化并没有否认传统地理，而是基于它的创新发展。 天津的宣言将通过三个途径促进学科的发展：首先，促进学术界共识的发展，并阐明发展的方向；其次，建立合作机制来促进资源共享和辅助利益；第三，开发一个交换平台来促进意识形态碰撞和方法变化。我们认为，这种踢创新思想的模型将加速地球科学体系的发展。 记者：天津的宣言建议促进跨学科共享和数据。该计划如何详细实施，并面临哪些挑战？ Liu Congqiang：我们仍然思考和设计相关计划。将来，当它们被启动时我们计划采取以下步骤：通过建立单个数据标准和平台共享来解决数据异质性问题；制定收入分配机制，以保护贡献数据的权利和利益；进行程序培训以提高数据使用效率。同时，我们还将在各个方面促进合作，例如共享和设备共享。 令人毛骨悚然的挑战包括：不同单位的数据质量不均匀；某些数据的性质会影响共享；学科和文化的差异会影响合作的有效性等。应对这些挑战，我们需要建立有效的激励机制和协调机制，以促进开放式份额，同时保护知识权利。 记者：天津宣布中国国际话语权力在土地科学领域有什么意义？ Liu Congq伊安（Iang）：天津宣言签署了两个重要信号向国际社会发送：一个是科学家积极发展土地系统科学并参与全球环境管理的稳定决定；其余的是中国在地球系统科学领域的创新能力。这将在三个方面增强国际话语的力量：首先，增强我们对国际学术组织的影响；其次，促进采用中国国际社会解决方案；最后，中国科学家增加了参与国际大型冰淇淋计划。 具体而言，中国科学家可以通过领导或参与国际研究项目来继续增强其国际影响力，这促进了可怕的中国获得国际认可的概念，并分享了中国在建设生态文明方面的经验。这是一个逐渐的过程，但是方向很明显。 促进门徒的整合和变化 记者：今年与天津大学地球系统学院建立成立10周年相吻合。作为中国该领域促进和发展的关键单位之一，该学院在纪律和科学研究的建设中取得了惊人的成就。土壤系统的科学涉及多学科交叉点。这个交叉路口给科学研究组织带来什么挑战？天津大学采取了哪些创新步骤来应对这些挑战？ Liu Congqiang：学科的交汇处确实使组织方法和研究研究范式发生了深刻的变化。大学通常会根据学科建立部门，但是这种组织结构是困难的科学系统研究。我们已经建立了9个专注于大学问题的研究中心在系统的，多圈，多元素，多尺度和多进程科学问题上进行了研究。例如，地球界面科学中心结合了许多学科的力量，例如水文，科学和生态学，以研究土地 - 大气界面以及气候和生态环境中能量交换和通量变化的物质过程。 该组织模型的最大优势是纪律障碍的崩溃，使研究人员能够从各个学科中尖叫以围绕通常的科学目标进行合作。实际上，我们发现该模型不仅可以产生创新的结果，而且不仅可以培养研究人员和跨学科研究技能的系统思维，这是解决复杂环境问题所需的基本能力。 记者：在建立跨学科研究团队之后，我们如何才能改变实际应用中的科学研究结果？ 刘cOngqiang：科学研究和社会交付结果的转变 - 自然系统的可持续和协调发展是与土壤系统科学研究的重要联系。科学研究的转化需要通过“技术 - 政策耦合 - 社会嵌入”的三级途径来实现地球系统的发展。在技​​术的发展和工程学的演示方面，跨学科的团体结合了前聚聚体感应，工程的大数据和技术，开发智能监测系统（例如城市调节，准确的碳锌会计）和低碳解决方案（例如湿地，绿地，绿色建筑物）以及通过演示项目来验证技术能力。在政策模拟和决策支持方面，地球系统模型用于确定生态安全阈值，并为空间规划和灾难提供动态场景C建筑物，例如根据天津沿海地区的特征为“蓝湾”设计综合管理计划。在公众参与和行业链接方面，我们将建立一个科学的通信平台，将复杂的数据转换为视觉NA工具，并促进绿色企业和社区气候行动的转变。 在上述方面，天津大学的独特优势首先是在工程技术的锚点上看到的：依靠有用的学科，例如化学工程，建筑和环境，将地球系统的理论与工程开发技术（例如开发良好的碳构建和接近零的能源建造材料）深深地结合在一起。第二个是研究和管理条款的沿海地区：回应Bohai Rim地区的环境问题（例如地面沉降和沿海侵蚀），协调的土地和海洋研究以支持协调的生态学y北京，天津和赫比的发展。第三是跨学科平台的构建：依靠NG“ Surface Earth System Science Institute”和联合管理和法律学科等平台来设计“科学 - 工程 - 政府”联合解决方案（例如智能生态城市标准系统）来提高结果实施结果的有效性。 记者：在数字时代，AI和大数据等技术会深深地改变科学研究的范式。这些新技术为土地系统的科学研究带来了什么变化？ Liu Congqiang：数字技术实际上已经为科学带来了革命性的变化。我以三个突破来概括：首先，跳入观察能力。通过空间，空间，土地和海洋的集成监测网络，我们将获得一个未标记的大量数据。其次，提高评估功能，THEAI算法可以发现法律很难从很难通过传统方法确定的复杂数据中确定；最后，增强模拟预测，基于高性能计算的地球系统模型可以模仿多圆形触点。 我们正在构建的地球系统模拟中心就是一个常见的例子。该中心将包括超级计算，AI和大型数据技术，以模仿不同情况下的土地系统的演变。这种仿真能力对于预测气候变化的影响并评估安全一致性措施的有效性具有很高的价值。可以说，数字技术正在调整地球科学系统的科学系统研究方法。 现代人才培训模式 记者：地球系统科学的交叉性已经提出了人才培养的新要求。学院如何在课程系统设计中显示这一跨学科功能？ Liu Congqiang：我们制作了系统的创新课程设计中的景象。它主要在三个方面看到。首先，主要课程增强了数学，物理，化学和生物学的基础，因为所有地球的系统过程最终都与这些基本学科的原理有关。其次，专业课程采用了以问题为中心的设计来强调整体性质。例如，“全球变化水文”包括水文学，气候和生态学的内容；最后，实践联系着重于系统的思维实践，并通过全面的实验和现有的现有实验来培养学生的整体观点。 当然，该系统与传统地理专业大不相同。我们不简单地将内容添加到原始课程中，而是重建了整个知识系统。在实施影响的判断中，该实践模型允许学生掌握可靠的基本知识并具有解决复杂系统的能力m问题。 记者：在新的工程建设的背景下，如何在思维和技术思维中包括对土地科学人才的培训？该工会将带来什么好处？ Liu Congqiang：工程和技术思维是我们教学改革的重要方向。特定技能包括：在理论教学中增加对工程案例的检查，以便学生了解实践技术中的原理如何更改；提供工程培训课程，例如环境恢复技术，碳提取和存储技术等；学生组织参加实际的工程项目，并培养解决实际问题的能力。 培养这种融合的优势是显而易见的。一方面，学生可以在要求结束后更快地适应自己的工作；另一方面，他们将更多地关注Scientifi的转型和应用C研究结果。我们的一些毕业生在工程工程，对气候变化和其他领域的反应中发挥了重要作用，这反映了工程思维的培养有效性。 记者：为了回应主要的战略性Pangsrequiend，例如国家目标“双重碳”，大学人才培训中有哪些目标调整和布局？ Liu Congqiang：为了满足战略的国家需求，我们专注于人才培训的三个方面：首先，添加特殊课程，例如“碳循环和气候变化”，以系统地教授与“双重碳”相关的科学原理和技术途径；其次，加强与行业的合作和培训，例如通过环境保护业务开发技能基础，以便学生可以参与真正的碳和碳锌评估项目；最后，加强阅读培训，让学生了解科学研究通过教学箱来制定政策的制定。 这些调整的主要目的是培养了解科学，工程和政策应用的复合才能。从工作反馈来看，该目标培训确实使学生可以更好地适应“双重碳”领域的工作需求。将来，我们还将能够根据国家战略需求的变化来优化培训计划。 字符概况 中国科学院学者Liu Congqiang，Tianjin大学地球科学学院的创始董事，中国地质学会，地理学会与生态学会的研究员，地球化学杂志（地球运动会）杂志的主编（地球运动会）中国矿物质和摇滚地球学会和摇滚地球化学学会，以及副校长的科学校长和副校长。目前，主要从事社会生态系统和可持续发展的结构，过程和功能的科学研究pment改变。 观点看法 全球变化的本质是在人类活动和自然过程的相互作用下土壤系统的结构转变。主要的矛盾在于有限带来地球体系能力与人们发展的无限需求之间的冲突。循环接触是推动全球变化的主要机制。通过思考跨学科的系统和研究，地球系统的科学提供了一种基本方法和理论框架，用于分析圆形接触，揭示了全球变化的深刻机制，评估了SEARTH风格中突变的风险，并设计了可持续的发展道路。 Sa unahan, ang agham ng sistema ng lupa ay kailangang higit na tumuon sa mga patlang ng pananaliksik tulad ng multi-scale at pino na mga mekanismo ng pagkabit ng bilog, mga proseso ng mutation at kritikal na mga babala sa point, artipisyal na mga aksyon na hinihimok ng intelihEnsiya，位于Pagsasanay ng Mga Landas na Pag-unlad，Upang Magbigay ng Solidong Pang-agham na teoretikal na suporta para sa pagtugon sa pagtugon sa mga hamon ng pagbabago pagbabago pagbabago at pagtataguyod ng人类发展和自然的发展。 - 刘congqiang （记者Chen XI通讯员Zhao Hui） （编辑：Hao Mengjia，Sun Jing） 分享让许多人看到