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“九五”期间资源科学技术重大进展*


中国自然资源学会

文章编号:1000-3037(2001)05-0467-07

1 概述

  资源是人类社会生存发展的基石。第一次工业革命以来,人类对自然资源大规模、高强度的开发利用,带来前所未有的经济繁荣。据世界资源研究所估计,现代人均每年消耗的所有自然资源为 45~85t,在经济发达国家产生 100 美元的收入需要 300kg 自然资源。由于人类过度地消耗资源,引起了全球的资源短缺。世界很多重要矿产探明储量的增长速度明显下降,土地沙化、退化,生产能力持续降低。森林赤字、草地被破坏,物种灭绝时有发生。有人估计平均每天要损失 100 个物种。人类活动加剧,淡水资源、能源供应不足。目前世界上大约有 60 个国家缺乏淡水供应,已成为地区性问题。未来资源宝库——海洋资源面临浩劫,60% 的鱼类资源已处于枯竭之中。资源不合理的开发利用带来了一系列生态环境问题,直接影响到人类的生存与发展。严酷的现实和严峻的未来,使人们不得不重新审视人类社会所走过的发展道路。

  20 世纪 80 年代,世界环境与发展委员会发表了《我们共同的未来——从一个地球到一个世界》的报告,提出并认证人类社会可持续发展的新模式。其概念包括 3 个最基本的原则,即公平性原则、持续性原则和共同性原则。1992 年 6 月在巴西里约热内卢举行了举世瞩目的联合国环境与发展大会。102 个国家的元首或政府首脑出席了会议。这是继 1972 年以来的又一次最盛大、级别最高的讨论资源、环境与发展问题的大会。会议通过并签署了与资源环境有关的 5 个重要文件。研究资源成为各国政府高度重视的战略问题。资源科学成为世纪之交的研究热点。

  中国是世界人口大国、资源大国,但人均资源占有量少,因此,资源问题更为突出。近几十年以来,资源工作者对我国自然资源做了大量的研究工作,如对我国区域成矿规律及勘查地球化学的研究、东亚大气环流与气候预测、地震预报及地质灾害的研究、区域生态系统的研究、“3S”技术的应用以及对我国管辖海域研究等,都取得了很好的成绩。我国陆相生油理论的提出及对大型自然资源综合考察,为国家探明资源、防治自然灾害、维护国家主权、摸清自然资源家底以及制定国家发展计划起到了非常重要的作用。值得指出的是,90 年代以来,特别是“九五”期间,我国资源科学研究步伐进一步加快,资源科学工作者在完善学科理论、利用先进技术方面取得了部分重大进展和突破。

2“九五”资源科学技术重大进展

2.1 采用遥感、计算机、地理信息系统等高新技术,首次全面查清了我国土地资源,为社会经济可持续发展奠定了物质基础

  为了查清我国的土地资源,特别是耕地资源,国务院于 1984 年正式布置开展全国土地资源调查;1995 年完成全国 31 个省(直辖市、自治区)的 2843 个县级调查单位的调查任务;1996 年全国进行统一时点的变更调查;“九五”期间全面完成从地(市)、省(直辖市、自治区)到全国的土地资源调查成果的汇总。此次调查历时 15 年,采用遥感、计算机、GIS 等高新技术,首次全面查清了全国除香港、澳门、台湾以外的 31 个省、直辖市、自治区的 2 843个县级调查单位的土地资源分类、质量、利用状况、分布及权属界线。

  调查过程采用以航空为主 (600万km2 以上)、航天为辅(近 200万km2)的遥感技术,结合大比例尺地形图,实行全野外调查。农区使用 1∶10000 的地形图 (14.5 万幅),覆盖面积达 396.8万km2;重点林区使用 1∶25000 地形图 (1.1 万幅),覆盖面积 62.9万km2;一般林区和牧区使用 1∶50000 和 1∶100000 地形图,覆盖面积 396.4万km2;1∶200000 地形图主要在西藏和西北部分高原、偏远地区使用,覆盖面积 95.4万km2。同时,还充分利用航片、航天遥感资料。航片使用面积 611.4万km2,卫片使用面积 154.5万km2。在航片纠正、面积量算、数据汇总、土地利用图编制、土地信息系统建设中,广泛应用计算机与 GIS 技术,并创造性地开发了许多适用软件。高新技术的应用大大提高了成果的精度,据全国 1.5 万多个样点实测面积与调查面积对比,误差均在 1∶110000 以下,完全符合国家要求。

  此次调查统一按全国农业区划委员会颁布的《土地利用现状调查技术规程》执行。该规程规定了基础图件和调查内业、外业各个技术环节的质量标准,还规定了统一的土地利用分类体系(共分 8 个一级类,46 个二级类)。它们既符合中国国情,为各有关部门认可,同时又与国际标准基本接轨。统一的分类标准和技术规程保证了成果质量,也便于成果的汇总和应用。

  此次调查在调查土地利用的同时查清了 177 万个基层权属单位的界限。各权属单位之间、各行政单位之间相邻边界采用接边法,保证面积不重不漏。此种方式不仅达到一查多用,而且使土地利用调查数据更好落实到各权属单位和行政辖区,并为其接受增强了成果权威性、实用性。

  此次调查不仅查清了数亿个地块的利用类型,还查清了耕地的有效灌溉面积和坡度等级,为退耕还林、还牧,为生态建设和基本农田建设提供了科学依据。

2.2 提出了线状采样框架的采样新方法,开发成功与之相配套的 GVG 农情采样系统,形成高效农情速报与农作物估产技术体系

  为了克服以往面积采样和点采样方法中存在的问题,通过分析当前采样技术领域的已有成果,结合中国土地利用及农作物种植制度的特点,提出了基于线状采样框架的采样方法和相配套的 GVG 农情采样系统,获得满意效果,使我国估产工作进入世界先进行列。我国首次提出采用线状采样法,即样区采用长而窄的线状样区,以线状样区代替现有面积采样法中采样段的小样方,借以反映采样段的农作物种植成数,以适应我国农作物种植面积的获取。相对于现有的成数采样法,线状采样法具有以下几方面优势:①采样过程继承了面积采样适合于作物分布零散、插花等区域采样的优点,与我国的农作物种植面积采样需求一致;②采用线状样区,保证了样区的面积特征,从而保证采样过程信息量更大;③样区相对集中于一条线上,适合于选派专业的采样队伍集中进行,并可借助交通工具与摄影工具考察样区内的作物种植面积,具有较高的可操作性和采样效率。

  为了更有效地使用线状采样法完成全国范围的样条采样,研究者们又创造性地设计制作了 GVG 农情采样系统。

  GVG 农情采样系统是 GPS、Video 和 GIS 的集成,用于快速野外采样。将大量的野外测量工作转成内业工作,节省费用和时间,提高效率和精度。GVG 获得的信息可同时用于面积提取的成数分析、长势监测的地面检验、数据叶面积指数计算的地面样方,以及作为遥感图像分类的实况数据等。GVG 属于视屏摄影(videography)范畴,属国内首创。GVG 农情采样系统通过 GPS 实时跟踪导航与实地拍摄农情,选取有价值的图像资料并与 GDS 采样点相匹配定位,保存于计算机内。根据整条采样线的影像估计作物种植成数。GVG 农情采样应用软件由“运动采样系统”、“图像采取系统”、“图像定位系统”、“农情采样系统”4 个模块组成,运动采样系统模块独立于其它模块。

  线状采样框架和 GVG 农情采样系统引起美国和欧盟的极大兴趣。在世界上,采用 GVG 系统线状采样为核心的技术方法同以美国为首的点采样和以法国为首的欧盟样方采样,有着不同的思路,更适合我国乃至第三世界发展中国家的国情,具有重要的实用价值。

  我国遥感估产在“八五”期间只能以重点产粮区为主,覆盖范围小;“九五”期间,使用该成果后,估产面向全国,覆盖整个产粮区,且形成了具有中国特色的高效的农情速报与农作物估产技术体系,关键技术处于世界领先水平,实现了全国范围的农作物长势检测和遥感估产的运行服务。根据我国主要作物的物候历以及用户对估产的时间要求,主要农作物估产分成八类:早稻、中稻、晚稻、冬小麦、春小麦、春玉米、夏玉米和大豆。在 1∶100000 耕地数据的支持下,利用 GVG 图像和 TM/雷达图像得到每个区划单元内的种植成数,估算作物种植面积。

  GVG 是视屏摄影技术与地理信息系统、全球定位系统等高新技术的集成应用,具有较高的创新价值。其野外采样系统“执行野外信息采集、定位与处理的系统与方法”,已申请国家发明专利。

2.3 虚拟现实技术的成功实践,为深入开展资源环境科研、教学、管理和宏观决策等工作提供了高新技术工具

  “九五”初期,在“农业信息技术规划研究”中,分析信息技术在农业领域的应用,通过在计算机上模拟作物生长过程与环境间的相互作用,达到在自然条件下人为干预、趋利弊害的目的,使其形成优良品质的果实,这就是“虚拟农业”。这一设想经反复讨论并得到确认。尔后又进一步提出建设“资源环境虚拟科研环境”、“地球科学虚拟研究环境”的构想。1998 年末以“基于高速网络的资源环境虚拟科研环境生成系统研究”和“高性能计算机支持下的地球科学虚拟科研环境生成系统”为题立项,就其中的关键技术开展了成功的试验研究。这是“九五”期间在国内开始的第一个虚拟现实技术在资源环境领域中的应用研究。

  资源环境虚拟科研环境可以这样描述其概念和设想:从资源环境研究人员研究过程中的认知规律出发,运用虚拟现实的思想和技术,创建和谐的人机交互界面,同时结合多种检索工具、科学数据库、模型工具、数据仓库等各种信息技术,建立虚拟场景,提供一个可以实现科学研究全过程或大部分活动的多维信息空间(信息环境),特别要将野外真实场景、背景信息移植到计算机中来,使人具有身临其境的感觉。并且可以与虚拟场景进行交流,对虚拟环境适时操作以获取不同视角的场景和相关信息,使研究人员尽可能地发挥自己的想象力,利用虚拟科研环境中收集的各种模型、方法以及理论知识开展创造性的研究工作。

  这种概念和设想与“数字地球”基本思想十分接近。目前,国际、国内正在对“数字地球”开展广泛的研究。实现这一设想需要综合运用遥感、地理信息系统、全球定位系统、数据库技术、模型技术、电脑图形技术、电脑仿真技术、传感技术、热成像技术、显示技术等多学科研究成果。目前国际上正在开展积极的研究。

  虚拟科研环境生成系统中有许多重要关键技术,“九五”末期开展的试验主要在三方面取得了实质性进展:

  (1) 资源环境虚拟科研环境总体框架从资源环境研究人员研究过程中的认知规律出发,根据虚拟科研环境的构想,结合虚拟现实技术的特点,通过反复研究与实践提出了总体框架和信息流程。这是成功实现资源环境虚拟科研环境生成系统的第一步重要工作。

  (2) 三维场景构建经过对目标区 1∶50000 地形数字化,对彩色红外航测照片假彩色合成影像处理,生成栅格格式的数字高程模型,根据已知坐标,将矢量化属性用三维物体表示,连同虚拟对象模板、纹理数据库,三者合成并建立三维地形模型。为了有更好的视觉效果,一般都会对三维地形模型贴上相应的纹理贴图,或者装入三维模型来增强视觉感染力。

  为了检验三维场景构建效果,以西藏达孜地区为研究对象,进行虚拟并圆满实现三维场景构建。完成后的达孜地区三维地形模型总量超过 40MB,在配有 MHz 奔腾处理器、带 32MB 显存 GeForce 芯片的显卡,256MB 内存以及高速硬盘的兼容机上,使用 ActiveTerrain 的 ActiveFlight 浏览器或者 TerriaVista 的 Audition 浏览器均能够达到 28 帧/s 左右的浏览速度,漫游效果令人满意。

  (3) 数据库挂接对于整个系统来说,所构建的虚拟场景是虚拟科研环境的舞台,对于科研人员而言,更重要的是能够从该虚拟场景中获取数据,辅助研究工作。为此,建立了一批 Oracle 数据库,将背景数据同虚拟场景进行挂接,漫游者可以很方便地同场景交互,获取数据。在系统中,提供了多种标准接口,可以导入多种数据格式,可以是 Access 的数据库数据,可以是文本的数据,也可以是 Oracle 数据库的数据。导入的数据库可以是在本地机器上运行的,也可以是在网络上分布的。本实验将数据统一地存放在曙光高性能计算机上,通过高速网络,远程挂接数据。提供多种获取数据的方法手段,可以通过查询数据表来获取数据,也可以通过选中地物,用鼠标点击取得数据。

  “基于高速网络的资源环境虚拟科研环境生成系统研究”于 2000 年 10 月通过国家自然科学基金委员会组织的验收,“高性能计算机支持下的地球科学虚拟科研环境生成系统研究”于 2000 年 11 月通过“863“专家组的验收。目前主要集中在地表资源环境层面上,是虚拟现实技术在资源环境研究的信息环境建设中的成功实践,其核心技术能够为深入开展科研、教学、管理和宏观决策等工作提供高新技术工具。

2.4 矿产资源勘查地球化学理论与技术有新的突破,为我国寻找大型巨型矿床提供了新的依据和方法

  勘查地球化学是 20 世纪中叶发展起来的新兴地学分支。多年来它主要研究矿石物质从矿床向外分散的过程并沿此过程反向追踪,以发现新矿床。基于这种思想发展了许多新技术新方法,并在 20 世纪后半期在美洲、环太平洋地区找寻斑岩铜矿、铀矿及金矿过程中取得巨大成功。从 20 世纪 70 年代开始,各国纷纷进行的地球化学填图计划,特别是中国地球化学填图计划取得了令世界瞩目的成就,国际地球化学填图计划 (IGCP259/360) 的提出,使得 20 世纪 90 年代开始萌芽一种新思路,即勘查地球化学不仅要研究矿床形成后元素从矿床向外分散的过程,而更重要的是要研究从地球元素原始分布的不均匀性、漫长的演变过程一直追索至元素最后浓集成有经济价值的矿床。由于中国勘查地球化学的超前意识及掌握其他各国无法比拟的约 600万hm2、包含 39 种元素高质海量的数据,使这种新思路逐渐显现。它可能使 20 世纪基于矿床物质分散过程的思想而已发展成熟的勘查地球化学在 21 世纪获得新的发展活力。

  “九五”期间在上述思路指引下,并得到有关部门的支持,取得了一批从理论到方法的原始创新性成果,使我国在勘查地球化学领域继续保持国际领先水平。

2.4.1 以元素的全球分布为背景,提出地球化学块体的概念,发展了寻找大型巨型矿床的新理论、新方法和新战略

  已覆盖全国约 600万hm2 的区域化探全国扫面计划 ( 地球化学填图 ) 获得了 39 种元素海量的数据。根据这些高质量的数据所编制的中国地球化学图发现一些大型和巨型矿床或大型矿床区周围存在巨大的地球化学模式,并提出了地球化学块体的概念。地球化学块体是地球上某种或某些元素高含量的巨大岩块,它们是元素在地球形成与演化至今总的显示。它们为大型至巨型矿床的形成提供了必要的物质供应条件。此外,还提出了利用地球化学谱系树追索大规模成矿作用逐步浓集聚焦至大型巨型矿床所在地和利用从极低密度采样、超低密度采样到低密度采样的方法获取不同层次的地球化学模式,发展了一整套“迅速掌握全局,逐步缩小靶区”的矿产勘查新战略。

  正在进行的利用地球化学块体的理论与方法对中国东部资源潜力进行重新评价,并提出若干金、铜、银、铅、锑等新的远景区,供“十五”期间全面规划中国东部的矿产资源勘查工作。

  地球化学块体的概念也为全球地球化学填图利用极低密度采样方法和泛滥平原沉积物作为采样介质,迅速获得全球地球化学图和矿产资源在全球分布的了解奠定了理论基础。中国已经利用 500 个采样点覆盖了全国,在川、滇、黔、桂获得巨大的铂钯地球化学块体,有望取得中国铂族元素找矿的突破。

2.4.2 发展了适合隐伏区矿产勘查的深穿透地球化学理论与方法

  人类正面临着在隐伏区寻找大型巨型矿床的难题。针对这一世界性难题,提出了深穿透地球化学的概念,研制了两种深穿透地球化学方法——地球气纳微金属测量 (NAMEG) 和金属活动态测量方法 (MOMEO),所发展的深穿透方法与国外研究人员发展的深穿透方法相比,其创新之处在于不仅能在详查阶段发展隐伏矿信息,而且可适应于不同景观条件的隐伏区。这一概念和方法对我国大面积的干旱荒漠戈壁覆盖区、黄土覆盖区、草原覆盖区、冲积物覆盖区和玄武岩覆盖区的大规模矿产资源调查和找矿具有重要意义。

  通过在国内外已知著名大型或巨型矿床进行试验,深穿透地球化学方法取得了良好效果,如在奥林匹克坝的试验,不仅在已知的奥林匹克坝巨型矿床上方发现清晰的异常显示,还圈出了一处新的异常靶区,并被西部矿业 (WMC) 的钻探所证实。

  在东天山进行的 15万km 低密度深穿透地球化学调查发现,深部含矿信息主要赋存在碱性地球化学障和氧化地球化学障中,使用提取碱性蒸发盐类中的金属元素和提取氧化物膜中的金属元素可以有效地识别含矿信息。制作了 20 余种元素地球化学图,填补了东天山大部分地区地球化学空白。新发现的远景 Cu、Au、W、U 异常有十几处,其中大规模东天山北带和土屋南带 Cu 异常的发现都属首次,这对今后整个东天山矿产勘查的战略部署具有重要意义。

2.5 资源环境遥感动态信息系统的建立,使我国资源、环境监测与管理迈入世界先进行列

  “国家级基本资源与环境遥感动态信息服务体系的建立”是“九五”期间重中之重攻关项目“遥感、地理信息系统与全球定位系统技术综合应用研究”的重要内容,1996 年 10 月获准启动。

  该项研究的主要目标是:推动国家业务运行性遥感信息综合服务体系的形成和发展,开展每年一度覆盖全国范围和重点地区基本资源环境变化的遥感动态监测;在遥感与地球信息系统一体化技术支撑下,研制基于计算机网络的、用于从多元遥感数据的深加工到全数字人机交互式多界面的数据、图像处理作业的技术系统;建立一个以反映农业资源及其生态环境动态为主体的国家级分层、分级、分重点区的基本资源与环境遥感调查数据以及数据库管理、模型分析和决策支持为一体的国家基本资源与环境信息系统;建立业务性运行的国家级基本资源与环境遥感动态信息服务体系,并通过全国范围的试运行,确保国家级基本资源与环境动态信息服务体系在“九五”之后的长期稳定运行,使该系统成为国家基本资源环境动态信息的主要来源,同时能够在农业资源的合理开发利用与保护、土地资源利用规范的制定、大农业可持续发展等方面,向国家高层决策部门定期或随时提供有关的科学决策参考和辅助决策。

  “九五”期间,“国家级基本资源与环境遥感动态信息服务体系的建立”项目,全面应用中国遥感卫星地面站接收和处理的陆地卫星遥感数据,在 1∶100 000比例尺的水平上,对国家耕地面积每年的变化情况、全国各个土地利用类型 ( 包括森林、水域、草地、荒漠、滩涂等 ) 每五年的变化情况进行全面的动态监测,从中发现变化并找出变化的主要原因,为国家提供科学依据和决策支持。

  通过 4 年多的攻关和系统试运行,解决了针对资源环境遥感调查精度检验与提高的多重采样框架布设和细小地物采样的技术问题,形成了完整的空间采样技术方法;完成了国家级基本资源与环境本底数据库的建设与更新;形成了国家级基本资源与环境遥感动态信息服务系统的数据库、信息系统及服务运行系统的标准规范;建设完成了基于多种遥感影像的深加工系统、国家级基本资源与环境遥感动态信息服务体系技术系统、资源与环境遥感动态数据的综合分析及决策支持系统,并完成了系统的试运行;建成了国土资源环境遥感动态信息系统的网络站点并投入日常运行;开展了国家级基本资源与环境遥感动态信息服务运行体系的应用示范工作,同时开展江苏、福建和安徽三省的省级综合应用示范,农业部、国家林业局的部门应用示范,珠江三角洲地区的“4D”技术应用示范,以及内蒙古、吉林、福建、四川等省多个县市的资源环境信息服务系统的应用示范工作。

  系统的建立形成了一个较为完善的覆盖国家不同决策层次和不同区域大小的国家基本资源环境遥感动态信息获取、处理、分析与信息服务的服务体系。在我国形成了针对中央、部门、省 ( 自治区、直辖市 )、区域和县 ( 市 ) 不同管理单元的资源环境动态信息的快速获取与分析能力,特别是具备了在 1~2 年内完成全国范围资源环境状况遥感调查与监测的能力,使得我国的遥感、地理信息系统和全球定位系统从研究与实验系统首次成功走向实践,并处于世界先进地位。

  资源环境信息服务系统现已为国家 11 个中央部委以及 20 多个省、市、自治区提供了信息服务,支持了国家资源环境管理业务的技术更新,全面提高了原有系统的信息处理能力。系统还积极支持了“九五”国家重大科研项目及中国科学院知识创新工程试点工作。国家级基本资源与环境遥感动态信息服务体系伴随稳定的数据用户群正在推广到国民经济建设的各个方面。服务范围包括国内政府决策部门、行政管理部门、研究机构、大学、国防部门和商业机构以及包括联合国有关组织、大学和其他研究机构。系统试运行中十分关注重大环境问题,在攻关期间,积极投入了 1998 年特大洪涝灾害的监测与评估;在中央提出实施西部大开发战略后,运行系统先后支持了国家西部大开发科技规划和中国科学院西部行动计划的制定;此外,运行系统还对国家统计局县级农业土地资源遥感调查、2000 年春华北沙尘暴成因研究、全国草地资源遥感调查、全国第二次土壤侵蚀调查以及全国生态环境监测网络的建设等国家重大工程提供了关键技术服务,保证了这些项目的顺利进行,取得了显著的社会与经济效益。

2.6 资源科学的理论与实践研究取得丰硕成果,为我国建立资源科学体系和奠定学科地位做出了重要贡献

  资源科学是研究资源的形成、演化、质量特征与时空分布及其与人类社会发展之间相互关系的科学。其目的是为了更好地开发、利用、保护和管理资源,协调资源与人口、经济、环境之间的关系,促使其向有利于人类生存与发展的方向演进。

  “九五”期间,我国资源科技工作者完成了一批促进资源科学发展和完善的标志性成果,在资源科学研究的理论和实践方面取得了重大成就,为我国建立资源科学体系和奠定学科地位做出了重要贡献。

  《中国资源科学百科全书》首次系统总结了资源科学研究的理论体系和方法论,为资源科学的发展和完善奠定了坚实的科学基础。由 600 多位科学家、耗时 5 年编撰完成、总计达 320 万字的宏篇巨著——《中国资源科学百科全书》( 北京:中国大百科全书出版社,2000)。全书包括总论、通论和分论三部分。总论主要阐明了资源科学的基本概念、研究对象、研究内容和研究方法;通论则从综合资源学的角度,围绕资源地理学、资源生态学、资源经济学、资源信息学和资源法学等综合性研究,阐释了资源发生、演化及其与人类活动相互作用关系的规律,为部门资源学的研究提供了理论基础和方法论;分论则从部门资源学研究出发,阐述了各类资源的形成、演化、评价及其开发、利用、保护和管理。全书在总论的基础上,分门别类地阐述了 18 个分支学科的学科地位和科学内涵,提出了资源科学研究的框架体系和核心内容,为建立和完善资源科学的学科体系奠定了科学基础。

  《中国资源科学百科全书》是国内外第一部全面反映资源科学概貌的专门性著作,是我国广大的资源科学工作者对世界资源科学研究的一大贡献。

  《中国资源科学丛书》由 1 000多位专家、学者编撰完成 42 卷 ( 本 ) 约 1 500万字的《中国自然资源丛书》( 北京:中国环境科学出版社,1996),是我国有史以来最系统、最全面、最深入地反映我国资源开发、利用、保护与管理的巨型著作。该书从实践上极大地丰富了资源科学的研究内容,提高了资源科学的理论水平,推动了中国区域资源学和部门资源学的发展和完善。

  全书包括地区卷、部门卷和综合卷。地区卷每个省 ( 自治区、直辖市,包括台湾 ) 各一卷共 30 卷 ( 重庆市包含在四川省内 ),主要阐述了区域资源分布、资源特点和资源态势,在资源区划的基础上开展了区域资源综合评价,并阐明了区域资源开发利用方向;部门卷包括水、土地、气候、矿产、森林、草地、内陆水产、野生动植物、能源、海洋和旅游资源 11 卷,重点论述单项资源的数量、质量、分布和开发潜力,探讨了资源合理开发利用和保护途径与措施;综合 1 卷,分别从全国、重点地区、单项资源和资源分区的角度,系统研究了中国的资源特点及其开发利用问题,为中国区域资源学和部门资源学的发展与完善奠定了框架基础。

  《中国自然资源丛书》作为中国第一部自然资源系列著作,首次全面总结了中国自然资源科学考察和区域综合研究成果,为资源科学的建立积累了丰富的实践基础和科学经验。

  资源科学的学科体系初步形成。资源科学的主要分支学科按其研究对象和研究内容的差异性与应用目的不同可以划分为两种类型:一种是综合性研究;一种是专门性研究。虽然研究深度参差不齐,但都有了长足发展。以土地资源为例,从土地类型,土地评价、土地利用、土地承载力到土地经济、土地规划、土地法学与土地管理,已构成较为完整的学科体系。随着各单项或专门自然资源研究的日益深入和资源地理学、资源生态学、资源经济学、资源信息学与资源法学等综合性研究的日趋成熟,资源科学研究的理论与方法日臻完善,加上资源科学研究的社会价值和科学意义日益扩张,使资源科学研究在 20 世纪末期开始步入现代科学领域。

3 展望与建议

  随着经济全球化的呼声日益高涨,资源科学研究再度成为全球热点。从资源科学研究的理论与实践分析来看,现代资源科学研究出现五大趋向。

3.1 科学研究从个体、局部走向一般、整体,注重国际合作和全球性问题的研究

  现代资源科学研究的“全球化”趋向是资源科学研究日益国际化和全球意识日益增强的必然结果。无疑,人类正是作为一个全球性的特殊物种在改变着赖以生存的地球,只有共享地球上的资源,具有共同意识,协调发展,人类才会有所作为。这不仅来自于区域间及国家间科技与文化的交流,而且来自于区域间与国家间资源贸易、环境污染和生态危机的互相影响,更来自于人类持续发展与资源永续利用之间的互相依赖。

  为了更好地与国际接轨、迎接国际贸易,实现资源永续利用,我国必须尽快查清资源的数量、质量、分布状况,而且不能一劳永逸,必须像人口普查那样定期进行。根据我国国情可考虑每 10 年进行一次全面清查,两次全面调查期间,可应用高新技术实行动态监测。为了使清查工作自主可靠、质量高,建议国家发射高分辩率的雷达资源卫星。

3.2 从静态分析走向动态预测,区域发展模式与资源可持续发展等战略性研究日趋活跃

  资源科学研究的“战略化”趋向可以说是资源科学研究固有的综合性与整体性特点在时间尺度上的充分体现。人类开发利用自然资源的范围日益扩大,数量成倍增加,环境与生态问题益发突出,迫使人们不得不从整体上、从相互关系上、从长远利益上来考虑资源的永续利用与持续发展问题。资源保护与资源动用时序以及预报、预警等前瞻性工作成为资源战略研究的重要内容。

  区域资源开发战略和经济发展动态模型研究以及进一步完善资源环境领域的大型空间信息服务系统,完善遥感信息自我获取能力,加快开发大型地理信息系统软件和图像处理软件,实现资源与环境遥感动态信息资源与 GIS 软件的国产化。同时围绕着国家经济建设和社会发展的重大问题,探讨解决有关重大资源、环境问题的途径,加快资源科学新理论、新方法研究,为进一步查清资源做出贡献。

3.3 从自然评价转向注重社会经济分析,以合理化为内容的资源管理研究正逐步成为资源科学研究的热点。

  资源管理化趋向可以说是人类资源关系协调发展走向合理化的基本要求。它是由资源的有效性与稀缺性所决定的。资源管理的基层可以说是自然保护过程,包括建立保护区、进行自然区划等;中间层应是经济管理过程,基于生态经济原则、考虑资源开发利用过程对社会经济系统及各部门之间的影响。资源管理的最高层应是社会需求管理,即对资源开发利用和生产活动的最终目的——消费进行设计和导向。资源立法与国民经济发展计划可以说是需求管理的初级形式,资源管理应该说是现代资源研究的一个根本方面。为了实现现代化的管理,必须从系统的角度认识各类资源、环境问题之间的关系,特别要阐明资源开发与保护之间的关系,为制定协调、科学的资源环境政策和法律法规提供依据。

3.4 资源科学研究由定性转向定量、半定量,日益模式化和定量化

  资源科学的定量化研究和数理方法紧密相关,各类经济模型的建立就是数理方法的具体应用。只有把资源系统模型化,才有可能比较准确地了解各因素之间的互相联系和相互制约机制,既可进行定性分析,又可同时进行定量化研究。

  定量化最初是描述性统计、统计推理分析和建立经验模式。20 世纪 70 年代以后,多元动态分析开始兴起,计算机的投入使资源信息系统继资源数据库之后普遍建立,促使资源科学研究日益模式化和定量化,现代资源科学研究由定性转向定量、半定量,日益模式化和定量化,必将促进资源科学的发展和完善,从而摆脱定性描述的滞后状态。

3.5 从常规手段转向高新技术应用,研究方法和手段日益现代化

  广泛采用高新技术调查研究各类资源问题,提高资源科学的定量化程度,特别是要应用信息技术、空间技术和现代观测、探测技术及实验技术,获取有关大量数据,进行动力学分析和虚拟,发展资源环境信息系统乃至“数字地球”;建立各种动力学模型等等。

* 全文由陈传友组织编撰,执笔的有陈传友、张巧玲、孙九林、陈沈斌、谢宗锦、吴太平、庄大方、封志明(按文先后),引用了吕国平、何贤杰等同志的材料;胡孝忠、王安宁参加部分工作。

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