未來地球
——全球可持續(xù)性研究計劃

劉源鑫，趙文武，*

(1.北京師范大學(xué)地表過程與資源生態(tài)國家重點實驗室，北京 100875;2.北京師范大學(xué)資源學(xué)院，北京 100875)

人類活動對地球系統(tǒng)的影響日益深入，地球進入了人類世(Anthropocene Era)的新紀元［1-2］，在這樣一個時期，人類活動和自然多樣性共同深刻影響著全球過程，導(dǎo)致出現(xiàn)了一些全球環(huán)境問題。為了保證未來全球持續(xù)繁榮，決策者應(yīng)做出進一步朝著全球可持續(xù)發(fā)展方向的轉(zhuǎn)變［3-4］。在人類生存與環(huán)境保護矛盾日益突出的背景下，科學(xué)界提出可持續(xù)發(fā)展的概念，隨著對可持續(xù)發(fā)展研究日益深入［5-6］，其定義也在不斷變化。目前，可持續(xù)發(fā)展被定義為“在保護地球生命支撐系統(tǒng)健康的同時滿足當(dāng)代和子孫后代生存需要的發(fā)展［7］”。在2012年6月舉行的里約熱內(nèi)盧可持續(xù)發(fā)展峰會(The UN Conference on Sustainable Development)上，許多國家領(lǐng)導(dǎo)人都同意建立共同的全球可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。結(jié)合千年發(fā)展目標(biāo)(Millennium Development Goals，簡稱MDGs)，可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)可以概括為:繁榮的生活和生計、可持續(xù)性糧食安全、可持續(xù)性水安全、通用清潔能源、健康和高產(chǎn)的生態(tài)系統(tǒng)、可持續(xù)性社會管理。

2012年，在“壓力下的星球(The Planet under Pressure Conference)”大會和里約熱內(nèi)盧可持續(xù)發(fā)展大會上，科學(xué)界一致認為應(yīng)聯(lián)合政府管理者、民間組織、科技投資人、私人參與者，整合現(xiàn)有研究計劃，綜合各門學(xué)科，建立更加綜合性的、國際性的、以解決問題為導(dǎo)向的可持續(xù)發(fā)展之路。在全球變化影響不斷增強的背景下，國際科學(xué)聯(lián)盟(International Council for Science，簡稱ICSU)發(fā)起了“未來地球(Future Earth)”研究計劃，該計劃整合了現(xiàn)有四大科研計劃:世界氣候研究計劃(World Climate Research Programme，簡稱WCRP)、國際地圈生物圈計劃(International Geosphere-Biosphere Programme，簡稱IGBP)、國際生物多樣性計劃(DIVERSITAS)和國際全球環(huán)境變化人文因素計劃(International Human Dimensions Programme on Global Environmental Change，簡稱IHDP)，取代了原有的地球科學(xué)系統(tǒng)聯(lián)盟(Earth System Science Partnership，簡稱ESSP)，成為應(yīng)對全球環(huán)境變化、推動全球可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)聯(lián)盟。

1 研究計劃概況

“未來地球”研究計劃為期10年(2014—2023年)，是基于地球系統(tǒng)科學(xué)聯(lián)合全球各學(xué)科、各領(lǐng)域研究者應(yīng)對全球變化問題的重大科研計劃。該計劃的實施將推動人類更好的理解自然和社會系統(tǒng)，分析和模擬人類-環(huán)境相互影響機制，提供專業(yè)風(fēng)險分析知識和風(fēng)險預(yù)警，定義和評估應(yīng)對環(huán)境變化的策略，在統(tǒng)一的框架中為全球各領(lǐng)域科研人員提供一個共同研究的平臺［8］。

“未來地球”計劃將通過以下4個方面為現(xiàn)有科學(xué)研究提供支持:

(1)科研活動的協(xié)同設(shè)計

“未來地球”將縮小現(xiàn)實政策、實踐同環(huán)境研究的差距。該計劃由來自生態(tài)學(xué)、社會學(xué)、工程學(xué)、人類學(xué)領(lǐng)域的研究人員與政府部門、商業(yè)部門、民間團體共同設(shè)計，以期更高效的解決實際問題。研究要經(jīng)過學(xué)者、決策者、相關(guān)部門、民間團體的縝密討論，從而確定研究的實用性、透明性和顯著性。這種過程展現(xiàn)了科學(xué)和社會之間的一種新式“社會約定”［9］。

(2)不同尺度研究的側(cè)重

“未來地球”計劃優(yōu)先支持國際合作項目，實現(xiàn)高效的跨學(xué)科、跨地區(qū)合作。在這種情況下，計劃包含具有國際概念的國家級和局部地區(qū)的對比研究，尤其重視發(fā)展中國家的研究，提高這些地區(qū)技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)新能力。計劃認為研究尺度不同的科研人員通過合作交流，分享研究區(qū)域的科研難題、焦點問題、文化形態(tài)等，能夠促進自然科學(xué)和社會科學(xué)，人文、經(jīng)濟、技術(shù)的綜合，更加科學(xué)的設(shè)計、研究、解決問題，對于全面理解科學(xué)現(xiàn)象有很大幫助，為解決環(huán)境變化問題提供最優(yōu)方案。

(3)決策支持和研究交流的加強

“未來地球”計劃旨在向決策者提供大量實用且易于理解的信息，協(xié)助他們應(yīng)對全球變化和可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)情況。為此，需要綜合用戶的需求及對研究的理解，加強不同領(lǐng)域、不同參與組織間的交流合作，基于各領(lǐng)域知識的綜合研究，開發(fā)和傳播有利于應(yīng)用知識解決問題的新途徑和新方法，在全社會廣泛宣傳全球變化相關(guān)知識，形成可持續(xù)發(fā)展意識。

(4)政府間評估的支持

“未來地球”計劃能夠為利益相關(guān)者提供最新的信息和高質(zhì)量的科學(xué)預(yù)測。在里約熱內(nèi)盧可持續(xù)發(fā)展會議上，該計劃強調(diào)通過提升不同國家、學(xué)科和部門之間的合作可以為可持續(xù)發(fā)展提供更多的貢獻，用專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)幫助政府進行評估，成為連接科學(xué)和政策間的基本橋梁。

2 研究計劃框架、科學(xué)問題和研究主題

2.1 概念框架

“未來地球”計劃引領(lǐng)科學(xué)界將人類發(fā)展作為影響地球系統(tǒng)動力學(xué)機制的一個重要因素，在這個框架內(nèi)進行各項綜合研究。從地區(qū)到全球尺度，人類活動影響著環(huán)境變化過程［10］，同時人類發(fā)展也依賴于自然系統(tǒng)的運行、多樣性和穩(wěn)定性。“未來地球”計劃的整體框架建立在社會-環(huán)境相互作用和其中蘊含的全球可持續(xù)性上。

在不同尺度，人類活動和發(fā)展與自然驅(qū)動力共同影響著全球環(huán)境，人類驅(qū)動的變化以復(fù)雜方式與地球系統(tǒng)級聯(lián)(Cascade)，這種復(fù)合效應(yīng)通過多維方式，在不同時間尺度和不同空間尺度間相互作用、相互影響［11］。全球環(huán)境變化是地球系統(tǒng)成分間復(fù)雜的社會-環(huán)境作用的結(jié)果，從地區(qū)到區(qū)域尺度都存在反饋效應(yīng)，甚至導(dǎo)致有害的結(jié)果。人類不斷地適應(yīng)、創(chuàng)新、改變自己來應(yīng)對全球環(huán)境變化。擴展到社會，則是通過復(fù)雜的政治、文化、經(jīng)濟、技術(shù)以及道德準(zhǔn)則綜合體來應(yīng)對環(huán)境變化造成的影響。與此同時，知識在展示社會變化方面起著極為重要的作用，因為有了科學(xué)的知識，才能評估風(fēng)險并提出合理的解決對策，正確處理全球環(huán)境危機。

人類對環(huán)境變化的反應(yīng)和改變又會成為其新變化的驅(qū)動力，因此要達到全球可持續(xù)發(fā)展的目的，需要根本的、創(chuàng)新的、長期的轉(zhuǎn)變現(xiàn)有發(fā)展思路、意識形態(tài)，并且綜合環(huán)境、經(jīng)濟、社會和管理各領(lǐng)域的科學(xué)知識。

“未來地球”的概念框架強調(diào)全球環(huán)境變化和全球可持續(xù)性的同時，也包含研究的尺度效應(yīng)和地球不同成分間互饋效應(yīng)的研究。IGBP認為地球系統(tǒng)是一個孤立的自組織系統(tǒng)，在其組成部分之間，它們的相互作用和反饋具有復(fù)雜和開放性的多尺度時刻變率［12］。

2.2 關(guān)鍵科學(xué)問題和研究主題

與概念框架一致，“未來地球”將要回答以下關(guān)鍵科學(xué)問題:全球環(huán)境變化的原因和機制，如何預(yù)測未來環(huán)境變化，如何評價人類發(fā)展對物種多樣性的影響，如何降低環(huán)境變化風(fēng)險，如何增強環(huán)境恢復(fù)力，探討保障未來地球繁榮發(fā)展的轉(zhuǎn)變思路。計劃圍繞3個主題展開研究，即動態(tài)星球、全球發(fā)展、可持續(xù)性轉(zhuǎn)變。這些主題來自于概念框架，主要來應(yīng)對和理解三大需求，即地球系統(tǒng)變化、為人類優(yōu)先發(fā)展提供支持、朝著可持續(xù)性轉(zhuǎn)變。

(1)動態(tài)星球

觀測、理解、解釋、預(yù)測地球環(huán)境-社會的系統(tǒng)發(fā)展趨勢、驅(qū)動因素和過程及他們的相互作用，找到全球化的發(fā)展閾值并合理預(yù)測評估風(fēng)險。基于現(xiàn)有研究基礎(chǔ)，本計劃將重點關(guān)注不同尺度上社會、環(huán)境之間的相互作用。計劃研究地球社會-生態(tài)系統(tǒng)功能所需的理論、方法和模型，不同系統(tǒng)成分之間的相互作用機制;理解地球關(guān)鍵帶的發(fā)展?fàn)顟B(tài)和變化規(guī)律;隨著時間、空間的變化，環(huán)境因素如何變化及如何影響人類生存狀態(tài)等。

(2)全球發(fā)展

為解決當(dāng)前困擾人類發(fā)展的重點問題提供科學(xué)的解決對策，保障滿足人類發(fā)展所需要的食物、水、生物多樣性、能源、材料的供應(yīng)和其他環(huán)境功能與服務(wù)的有效管理。計劃研究生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)、人類福祉、可持續(xù)發(fā)展之間的聯(lián)系;如何定義世界發(fā)展和全球可持續(xù)性的目標(biāo);全球環(huán)境變化如何影響食物、水、生物多樣性，而生態(tài)系統(tǒng)管理、災(zāi)害風(fēng)險評估又是如何降低這些影響并增強系統(tǒng)的恢復(fù)彈性等。

(3)可持續(xù)性轉(zhuǎn)變

理解可持續(xù)性轉(zhuǎn)變的過程和思路，通過評估其對人們價值觀和行為準(zhǔn)則的影響，探索科技-社會-經(jīng)濟發(fā)展的可持續(xù)道路，衡量不同部分不同尺度的全球環(huán)境管理有效性。“未來地球”計劃認為應(yīng)優(yōu)先研究低碳社會、可持續(xù)“藍色社會”、新媒體與可持續(xù)性轉(zhuǎn)變?nèi)齻€方面。計劃研究不同尺度上，不同管理者應(yīng)對全球變化問題決策能力的評估;對于未來一段時間的地球增溫，社會-生態(tài)系統(tǒng)如何適應(yīng)全球變化;“藍色社會”和“綠色經(jīng)濟”長期的發(fā)展目標(biāo)如何制定;不同價值觀、信仰和世界觀如何影響個人行為、貿(mào)易格局、生產(chǎn)力水平和消費水平等。

3 “未來地球”計劃在中國

在過去幾十年，中國經(jīng)濟快速發(fā)展推動國民生活水平顯著提高，卻存在發(fā)展不均衡的問題，很多情況下是以高能耗、低產(chǎn)能換取經(jīng)濟增長，使得中國發(fā)展存在一定的不可持續(xù)性。隨著人口、環(huán)境、社會的矛盾日益突出，如何走好可持續(xù)發(fā)展道路至關(guān)重要。積極參與“未來地球”計劃，聯(lián)合不同地區(qū)的科研隊伍，努力應(yīng)對全球變化挑戰(zhàn)，創(chuàng)新發(fā)展道路，才能既滿足中國發(fā)展需要，也為全球可持續(xù)發(fā)展做出應(yīng)有貢獻。為此，中國已經(jīng)在2013年9月召開了“未來地球計劃在中國”國際研討會。會議指出，“未來地球”計劃在中國有良好的科學(xué)基礎(chǔ)，中國具備全面開展“未來地球”計劃所需的條件，而且中國在環(huán)境變化、社會發(fā)展中面臨許多問題也契合“未來地球”計劃的研究框架。研討會還建議中國科學(xué)家將以下方面作為參與“未來地球”計劃的切入點:

(1)亞洲季風(fēng)、變率及其影響問題;

(2)海岸帶發(fā)展問題;

(3)生態(tài)過程與城市化問題;

(4)減災(zāi)問題;

(5)能源與綠色經(jīng)濟;

(6)人口、環(huán)境、食品和水安全問題［13］。

4 結(jié)語

可持續(xù)發(fā)展與應(yīng)對全球變化挑戰(zhàn)的關(guān)系應(yīng)該是互相依存、互為條件，在處理兩方面的問題時必須統(tǒng)籌考慮，任何一方面都不可或缺［14］。“未來地球”計劃的開展將對人類應(yīng)對全球變化提供科學(xué)知識、技術(shù)手段、評估方法、預(yù)測模型等，將自然科學(xué)與社會科學(xué)結(jié)合在一起，在重視人類影響的框架內(nèi)，綜合考慮全球變化和可持續(xù)發(fā)展，既關(guān)注兩者的科學(xué)內(nèi)涵和學(xué)術(shù)價值，更要為解決人類生存、未來繁榮的重大問題提供科學(xué)的解釋和對策。

我國地處環(huán)境脆弱多變的東亞地區(qū)，在全球變化和社會經(jīng)濟高速發(fā)展的壓力下，環(huán)境問題尤為突出，究其成因，主要有不合理的發(fā)展方式、人口眾多和環(huán)境意識薄弱、科技能力不足、體制制度不夠完善等［15-18］。因此，我國應(yīng)積極參與“未來地球”計劃。內(nèi)容上應(yīng)該重點研究具有中國特色又兼具全球意義的對象，加大力度解決科學(xué)研究與實際應(yīng)用差距較大的問題;方法上應(yīng)該在考慮地球系統(tǒng)成分復(fù)雜性、多樣性的同時，綜合不同學(xué)科、不同研究機構(gòu)，開展多尺度對比研究;組織建設(shè)上應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃協(xié)調(diào)已有的研究計劃網(wǎng)絡(luò)，搭建適合多學(xué)科的發(fā)展平臺，促進學(xué)科間交流，加大科研教育投入，提升全民可持續(xù)發(fā)展意識和知識水平。應(yīng)對全球變化對中國既是挑戰(zhàn)也是機遇，通過科學(xué)研究和論證，確立各種應(yīng)對措施，不斷向可持續(xù)發(fā)展的道路上邁進，實質(zhì)上是對環(huán)境系統(tǒng)的創(chuàng)新管理，將對中國的發(fā)展方式及國際關(guān)系帶來重大影響。

［1］Crutzen P J.Geology of mankind.Nature，2002，415(6867):22-23.

［2］Zalasiewicz J，Williams M，Steffen W and Crutzen P.The new world of the Anthropocene.Environmental Science ＆ Science，2010，44(7):2228-2231.

［3］Galaz V，Biermann F，Crona B，Loorbach D，F(xiàn)olke C，Olsson P，Nilsson M，Allouche J，Persson A and Reischl G.“Planetary boundaries”——exploring the challenges for global environmental governance.Current Opinion in Environmental Sustainability，2012，4(1):80-87.

［4］Kanie N，Betsill MM，Zondervan R，Biermann F and Young OR.A charter moment:restructuring governance for sustainability.Public Administration and Development，2012，32(3):292-304.

［5］Clarke T.Sustainable development Wanted:scientists for sustainability.Nature，2002，418(6900):812-814.

［6］Clarke T.Sustainable development——Now we're talking.Nature，2002，420(6917):733-734.

［7］Griggs D，Stafford-Smith M，Gaffney O，Rockstrom J，Ohman，MC，Shyamsundar P，Steffen W，Glaser G，Kanie，N and Noble I.Sustainable development goals for people and planet.Nature，2013，495(7441):305-307.

［8］Future Earth Interim Secretariat.Future Earth initial design.Paris:International Council for Science，2013.

［9］Lubchenco J.Entering the century of the environment:A new social contract for science.Science，1998，279(5350):491-497.

［10］IPCC.Climate change 2007:The physical science basis.Contribution of Working Group Ⅰ to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change.Cambridge:Cambridge University Press，2007:1-10.

［12］IGBP.Global change and earth system:A planet under pressure.IGBP Science Series 4，2001.

參考文獻:

［11］李家洋，陳泮勤，葛全勝，方修琦.全球變化與人類活動的相互作用——我國下階段全球變化研究工作的重點.地球科學(xué)進展，2005，20(4):371-377.

［13］馮麗妃.“未來地球計劃”引領(lǐng)全球可持續(xù)發(fā)展.中國科學(xué)報，2013-10-10(2)［2013-11-26］.

［14］徐冠華，葛全勝，宮鵬，方修琦，程邦波，何斌，羅勇，徐冰.全球變化和人類可持續(xù)發(fā)展:挑戰(zhàn)與對策.科學(xué)通報，2013，58(21):2100-2106.

［15］中國環(huán)境宏觀戰(zhàn)略研究項目辦公室.中國環(huán)境宏觀戰(zhàn)略研究為探索中國環(huán)境保護新道路做出貢獻.經(jīng)濟日報，2011-1-10，(12)［2013-11-26］.

［16］陳宜瑜.對開展全球變化區(qū)域適應(yīng)研究的幾點看法.地球科學(xué)進展，2004，19(4):495-499.

［17］葉篤正.中國的全球變化與可持續(xù)發(fā)展研究.地球科學(xué)進展，1999，14(4):317-318.

［18］秦大河.進入21世紀的氣候變化科學(xué)——氣候變化的事實、影響與對策.科技導(dǎo)報，2004，(7):4-7.