關注山地 支撐未來

鄧偉

凝看中國地形圖，三大階梯地勢格局下巍峨的山脈、起伏的高原和綿延的丘陵（三者構成廣義的山地）約占陸域國土的70%，豪無疑問中國是一個多山的國家。這樣一個基本的國土情勢，無論從自然還是社會視角，山地都是一個奪目的詞語，但社會層面在深度認識山地的深遠意義和關注的強度仍顯不夠。山地對中國具有多重意義，除了資源、生態等重要性之外，山地還是中國共產黨領導新民主主義革命成功的重要營壘，是黨領導下的工農武裝力量發展壯大成堅強的人民軍隊的根據地。從這個意義講，與其說農村包圍城市，不如說是山地包圍平原。中國共產黨領導的工農紅軍從井岡山到黃土高原的延安至太行山的西柏坡，20多年的革命力量發展壯大無不與山地息息相關。至今許多山區是紅色旅游的重點區域。新中國成立后，數十年來山地與山區的森林、煤炭、礦產、水電等自然資源的不斷開發，有力地支持了國家層面的建設與發展，做出了巨大的貢獻。

黨的十八大提出2020年全面建成小康社會，山區的全面發展尤顯重要而緊迫，成為實現小康社會建設目標的關鍵區域和攻堅區域。進一步關注山地，加強山地科學的建設與發展，提升認知山地的科技能力，進而更加有力地支撐國家未來山區的建設與發展，具有十分重大的現實和深遠意義。

中國科學院成都山地災害與環境研究所（以下簡稱山地所）在20世紀60年代應國家三線建設中山地災害防治的重大需求而成立，這就決定了山地所的建設和發展必定與山地一脈相連，突顯出山地所鮮明的學科特色和領域優勢。近50年來，山地所為保障國家山區重大基礎設施建設、城鎮安全、生態環境保護和山區發展做出了積極的貢獻，不斷發展和豐富了山地科學的理論和方法。

一、山地的重要性

山地是地球系統地質運動的產物，而山地的重要性不僅對地質學意義極其重大，對自然地理環境的形成，以及地球表層系統過程都具有非常特殊的意義。一是山地控制地理格局。據不完全統計，全球大的山系有14個。對全球地理格局具有重大影響，而我國青藏高原山系最具全球影響或區域控制性，對全球的氣候格局與地域分異起著支配作用；二是山地控制水系發育。山地是大江大河的發源地，山地是空中水汽匯聚的中心，世界上降水最多的地方基本上都與山地有關，高山也是冰川分布地區，我國目前冰川總面積約6萬km2，占全球中、低緯度的50%以上，因此，西部山地素有中國“水塔”之譽，沒有山地就不會形成復雜的水系；三是山地孕育豐富的生物多樣性。山地系統復雜多樣的生境條件創造了生靈萬物的存在與神奇，形成了生物多樣性的寶庫或物種基因庫，僅以植物為例，中國維管束植物有353科，3 184屬，27 150種，其中約90%分布在山區；四是山地是社會發展的資源基地、生態屏障。我國山地是自然資源的主要賦藏地，具有重要的供給服務功能。除了山區農業生產外，山區每年產鐵礦石2億多t、煤炭約10億t、木材5 000多萬m3，同時還是油氣生產的重要基地。另外119個國家級風景名勝區中，名山就有62處，占52%，成為發展生態旅游的重點區域，而分布在山區的森林、草地、沼澤濕地、湖泊等具有不可替代的生態服務功能和水源涵養功能，并對平原地區具有重要的生態環境屏障作用。

二、山地研究的重要進展

山地所自建所以來，一直秉承認知山地、服務國家的發展使命，近50年來承擔并完成約2 000項國家和地方重大科研項目，解決了國家在山區經濟建設和社會發展中一系列重大科學問題，為我國的山地災害研究與防治、山地生態與環境保育、山地遙感以及山區可持續發展做出了重要貢獻。150余項科研成果獲獎，出版專著達200部，發表論文4 000余篇，50余份專家咨詢報告得到黨和國家及地方領導人的重要批示，充分發揮了國立研究機構重要的科技支撐作用。

隨著中科院知識創新工程的實施和深入展開，特別是在創新2020目標引導下，山地所不斷凝練科學目標，明確定位，突出重點，加強創新，積極服務國家戰略需求，正以激昂的山地科學激情，朝著國際一流山地研究所建設目標而奮力前行。

1.山地災害防治理論與技術及實踐不斷取得突破

西南山區是我國泥石流、滑坡山地災害非常嚴重的地區。山地所幾代專家、學者長期不畏艱難困苦，考察的足跡印在山嶺溝谷之間，灑下艱辛的探索汗水，系統認識西南重點建設工程區的泥石流、滑坡災害特征和分布規律，創建“穩、欄、排”泥石流治理的東川技術模式，先后降服四川西昌黑沙河、漢源獅子溝、喜德縣城東溝、云南盈江渾水溝等一條條泥石流“蛟龍”，縛住了如重點水電工程區、成昆線、西南干線公路等一個個崩塌和滑坡。由我所規劃、設計和治理的近百條災害性泥石流溝，成功率達100%。其中，東川大橋河泥石流治理工程已成為全國100個小流域綜合治理的金牌工程，為我國西南重點建設區的山地災害研究與防治做出了極有顯示度的貢獻，得到國家和地方政府的高度認可。

實施知識創新工程以來，山地災害學科的發展也進入一個新的時期，山地災害研究逐步深化機理的揭示。在我國第一個東川泥石流觀測研究站和泥石流動力學模擬實驗室的支撐下，山地災害重點實驗室在崔鵬首席科學家的帶領下，通過國家973項目、支撐項目和重點基金等一批國家重大項目支持下，在山地災害監測、預報與防治技術以及特大泥石流物理—力學特性，產、匯流機制和運動規律、汶川地震災區次生山地災害防治理論與技術等方面研究又取得一批新成果，其中“西部山區公路鐵路泥石流減災理論與技術”項目，首創泥石流地區基于風險理論的選線設計技術體系，并研發了道路泥石流工程防治技術體系，先后獲得四川省科技進步一等獎和國家科技進步二等獎，極大地促進了山地災害學的發展。

近年來，山地所在山地災害原型觀測、動力過程與形成機理研究、綜合防治技術研發以及監測預警技術等領域已取得長足進展。在經歷5年多汶川特大地震次生山地災害鏈的特征、規律及動力機制研究基礎上，不斷創新山地災害防治的技術方法，如基于流域泥石流的過程調控、逐級消能一套新型防治技術正在取得新的突破，并在治理工程中凸顯先進的技術效能。這更進一步表明山地所在以泥石流為主的山地災害研究領域的引領地位和骨干作用，在國內外也產生了重要的學術影響。

2.山地環境與生態功能研究進展顯著

在近十幾年的山地環境研究方面，山地所在已有的高山環境與森林生態、土壤環境與農業生態、長江上游典型地區產匯流與侵蝕泥沙、丘陵區土壤侵蝕強度和長江上游河流泥沙變化及其動因等方面取得的重大成果的基礎上，進一步緊密圍繞氣候變化下山地生態服務功能、山區江河水資源合理開發與調度等重大需求，重點依托國家級的貢嘎山高山生態系統觀測試驗站、鹽亭紫色土農業生態觀測試驗站，不斷深入山地生態變化與環境功能的研究，并且在定量研究水土流失方面取得一批有重大影響的科研成果。其中“西藏生態安全屏障保護與建設規劃”研究成果榮獲2009年度國家科技進步二等獎。

氣候變化影響下的山地植被帶譜演變研究，通過與挪威波爾根大學的合作，在物種遷移、生物多樣性與物種適應性方面的研究取得良好進展。紫色土系統N、P、C等的循環與生態效應研究，山地的N、P生物地球化學及土壤微生物研究都有新的拓展。在GEF項目支持下，系統開展了長江上游生態系統服務功能評價，為長江流域生態與環境的保護提供依據。

根據學科特點和國際學科發展動態，在加強與山峽建設委員會共建萬州生態環境監測重點站、推動與西藏環保廳共建申扎草地濕地觀測研究站的基礎上，新部署建設了三峽忠縣生態觀測研究站，為長江上游水、土環境與生態演變定位研究，進一步奠定了觀測—試驗研究網絡體系。

在后三峽時期，庫區水土保持、生態建設與保護，特別是消落帶的生態修復是世界級難題。2006年以來，在中科院西部重大項目支持下，山地所以項目建基地，聯合有關研究單位開展了三峽庫區坡耕地水土保持技術、消落帶植被生態重建技術、面源污染控制與消減技術等方面的協同攻關，取得重要的進展和突破，

3.數字山地與遙感應用多點支撐

在現代信息技術支撐下，基于數字地球概念，在推動山地遙感定量化、精確化進程中，努力構建數字山地基礎平臺，積極促進山地遙感的理論與方法研究，提升對山地科學研究的支撐能力。通過爭取國家和中科院重大項目，以任務帶動學科建設，發揮遙感、地理信息系統和地圖學的綜合集成優勢，通過水土侵蝕遙感調查、典型山地生態與環境遙感監測、山地定量遙感方法創新等，為國家、地方經濟建設提供重要的科技支撐，促進了山地遙感學科的發展。

值得一提的是，在汶川和蘆山地震發生時，快速獲取多源空間信息，包括無人機獲取的低空航拍信息，為科學準確判識地震災區次生山地災害及其風險評估做出了貢獻，特別是在承擔“地震災區資源環境承載力評價”工作中，數字山地平臺發揮了重要支撐基礎，包括各類專業圖件的繪制，顯示了山地遙感與地理信息系統的重要作用。

4.山區發展戰略研究獨樹一幟

自2003年以來，以陳國階先生為主編的研究團組，共編著出版了三部《山區發展報告》。系列報告圍繞中國山區自然條件、山區發展滯后的原因、地區發展差異、全面建設小康社會預測、山區“三農”問題、山區聚落與生態移民、山區環境面臨的挑戰、山區發展戰略思考等方面進行了深入研究；第一次從自然科學與社會經濟的角度，對中國山區戰略定位、產業出路、區域特點和政策導向等方面進行了深入剖析，提出中國山區發展對策和協調推進戰略。該報告的提出得到國家相關部門的重視，孫鴻烈、陳宜瑜、陸大道等院士對該報告給予高度評價，成為我國國情研究的重要組成部分。

近年來在國家自然科學基金和973專題、中科院方向性項目支持下，山區發展研究在學科層面不斷加強和提高。一是關注全球氣候變化下山地生態脆弱性增加對農牧民生計的影響和適應策略；二是山區聚落結構、形成機制及其宜居性評價；三是不同文化、傳統背景下的城鎮化與模式；四是典型山區人—地關系地域特征、相互作用與協調機制；五是重點山區發展戰略研究。同時運用RS、GIS方法，使山區發展研究的空間分析與定量化水平顯著提高，為國家山區發展的宏觀決策和西南山區可持續發展提供了重要依據。形成集成山地災害、山地生態、山地環境研究成果的多學科交叉、綜合性的山區發展研究，學科特色與優勢不斷增強，形成以山區發展戰略研究為主導的多層次山區人文地理學研究的堅實基礎。

三、國際合作助推一流山地研究所的發展

山地所在國際科技交流與合作方面不斷取得新進展。十多年前山地所完成了“中國—委內瑞拉特大泥石流成災規律與減災技術”國際交流項目，展示了山地所的國際學術地位和科技影響力。在申辦與承辦國際重要學術會議方面獲得很高的國際認可度，一批中青年科學家通過開展國際項目合作研究、出席重要國際會議、減災防災國際援助等活動，積極活躍在相關研究領域。目前，山地所與美國、日本、德國、加拿大、俄羅斯、挪威、芬蘭、比利時、瑞士、韓國、巴基斯坦、尼泊爾、泰國等40多個國家的研究機構和大學及國際原子能機構建立了多層級的科技合作關系，在山地災害預警預報、水土保持、環境核示蹤技術、山地生物多樣性、山區發展山地遙感等學科領域開展了廣泛的交流與合作，國際合作項目成倍增長，特別是2007年“第四屆國際泥石流學術大會”和2008年“第13屆國際土壤微形態大會”由山地所主辦與承辦，“國際山地中心中國委員會”落戶山地所，都充分顯示了山地所在國際上競爭能力與國際合作深度的進一步增強。

四、積極促進山地科學的發展

山地是地球表層系統物質、能量過程最為活躍的地區，山地水土遷移的強度和分布與人類的生存及社會經濟發展息息相關。基于目前山地系統健康受損狀況，我們將在較長時期面臨以下人—地相互作用關系的地域性矛盾：不斷發展的山區基礎設施建設與不斷增長的山地災害威脅的矛盾；持續增長的山區人口和土地過度開發與脆弱的生態環境難以承受的矛盾。尤其是在全球氣候變化加劇、人類活動對地球表層系統影響更加深重的背景下，山地研究引起世界各國的重視。無論是國際重要科學計劃，還是國家的重大戰略規劃，都明確指出山地是脆弱生態系統，強調加強山地系統的管理，包括加強山地災害綜合管理、建立山地災害監測、預報預警系統，以及重大自然災害綜合風險分析評估技術。因此，全面推動山地科學的發展具有突出的緊迫性和戰略性。

1.學科創新目標

建立以山地環境災害動力學為核心的山地學科，發展山地科學理論體系，構建以泥石流（滑坡）災害的形成與預測、山地環境變化與生態適應及調控、山區人—地關系與可持續性發展和山地遙感技術體系，泥石流災害學理論與技術研究凸顯重要的學科引領作用，山地的系統性、綜合性研究成果能夠強有力地滿足西部山區發展的重大科技需求。

2.重點學科領域與創新

（1） 山地災害領域。圍繞山地災害形成機理與山地災害防治，重點開展泥石流、滑坡（崩塌）形成機理及防治技術；加強泥石流、滑坡災害的監測和預警報技術研發，關注金沙江下游河谷大型水利工程建設區泥石流、滑坡監測和預警；提高山區重要城鎮、交通干線、水利工程等方面的山地災害綜合防范技術體系；探索地震區山地災害鏈的關聯機理和風險評估。

（2）山地環境領域。圍繞全球氣候變化下山地環境演化與生態適應及調控，重點開展山地環境演化過程與生態響應及其適應的分子生物學機理、亞高山森林生態系統的演替模型和生物地球化學循環模型，高寒草地、濕地功能與保護；生態建設與侵蝕泥沙控制原理、三峽庫區面源污染防治的坡面徑流泥沙控制試驗示范；山地生態服務功能維持機制與生態調控。

（3）山區發展領域。圍繞山區可持續發展戰略主線，重點開展山區人—地關系地域特征、形成的動力機制、山區城鎮化與生態產業及可持續生計、氣候變化下生態脆弱性評價及可持續農牧業發展，加強山區人文經濟地理學的理論體系和方法研究。以中西部山區為研究重點區域，宏觀、中觀和微觀研究相結合，診斷中國山區發展深層次問題，從國家戰略層面回答山區發展重大問題，為其決策提供重要科學指導和參考依據。

（4）山地遙感與數字山地領域。圍繞復雜山地定量遙感理論與方法研究進行深入突破，重點在山地重要生態與環境動態監測和評估方面發揮遙感作用，科學構建數字山地系統，以重點區域山地基礎數據庫建設為支撐面，為山地科學的綜合研究提供必要支撐。完善無人機應急平臺和典型生態樣帶監測，為多目標下快速、精準的地面信息獲取提供支撐。

基于我國是山地大國的國土情勢，推動山地科學的大發展是適應山區全面建成小康社會、實現現代化發展的重大要求。只有山地科學的大發展才能對山區經濟社會發展提供更大的支持。面對西部大開發戰略的不斷推進，山地所將會更加大有作為，關鍵是要在創新2020戰略引導下，著重在“一三五”規劃實施上下大功夫、花大力氣，緊緊抓住發展機遇，緊密圍繞國家山區發展的重大戰略需求，爭取用10年左右的時間，力爭在科技創新能力和研究所整體競爭實力方面有一個大的飛躍，在山地科學領域發揮重要的骨干與引領作用，逐步達到國際一流研究所的水平，全面實現創新跨越持續發展的戰略目標。

“認知山地科學規律，服務國家可持續發展”永遠是山地所信奉的使命，“提高創新能力，發展山地科學”永遠是山地所奮進的指導。