关注山地 支撑未来

邓伟

凝看中国地形图，三大阶梯地势格局下巍峨的山脉、起伏的高原和绵延的丘陵（三者构成广义的山地）约占陆域国土的70%，豪无疑问中国是一个多山的国家。这样一个基本的国土情势，无论从自然还是社会视角，山地都是一个夺目的词语，但社会层面在深度认识山地的深远意义和关注的强度仍显不够。山地对中国具有多重意义，除了资源、生态等重要性之外，山地还是中国共产党领导新民主主义革命成功的重要营垒，是党领导下的工农武装力量发展壮大成坚强的人民军队的根据地。从这个意义讲，与其说农村包围城市，不如说是山地包围平原。中国共产党领导的工农红军从井冈山到黄土高原的延安至太行山的西柏坡，20多年的革命力量发展壮大无不与山地息息相关。至今许多山区是红色旅游的重点区域。新中国成立后，数十年来山地与山区的森林、煤炭、矿产、水电等自然资源的不断开发，有力地支持了国家层面的建设与发展，做出了巨大的贡献。

党的十八大提出2020年全面建成小康社会，山区的全面发展尤显重要而紧迫，成为实现小康社会建设目标的关键区域和攻坚区域。进一步关注山地，加强山地科学的建设与发展，提升认知山地的科技能力，进而更加有力地支撑国家未来山区的建设与发展，具有十分重大的现实和深远意义。

中国科学院成都山地灾害与环境研究所（以下简称山地所）在20世纪60年代应国家三线建设中山地灾害防治的重大需求而成立，这就决定了山地所的建设和发展必定与山地一脉相连，突显出山地所鲜明的学科特色和领域优势。近50年来，山地所为保障国家山区重大基础设施建设、城镇安全、生态环境保护和山区发展做出了积极的贡献，不断发展和丰富了山地科学的理论和方法。

一、山地的重要性

山地是地球系统地质运动的产物，而山地的重要性不仅对地质学意义极其重大，对自然地理环境的形成，以及地球表层系统过程都具有非常特殊的意义。一是山地控制地理格局。据不完全统计，全球大的山系有14个。对全球地理格局具有重大影响，而我国青藏高原山系最具全球影响或区域控制性，对全球的气候格局与地域分异起着支配作用；二是山地控制水系发育。山地是大江大河的发源地，山地是空中水汽汇聚的中心，世界上降水最多的地方基本上都与山地有关，高山也是冰川分布地区，我国目前冰川总面积约6万km2，占全球中、低纬度的50%以上，因此，西部山地素有中国“水塔”之誉，没有山地就不会形成复杂的水系；三是山地孕育丰富的生物多样性。山地系统复杂多样的生境条件创造了生灵万物的存在与神奇，形成了生物多样性的宝库或物种基因库，仅以植物为例，中国维管束植物有353科，3 184属，27 150种，其中约90%分布在山区；四是山地是社会发展的资源基地、生态屏障。我国山地是自然资源的主要赋藏地，具有重要的供给服务功能。除了山区农业生产外，山区每年产铁矿石2亿多t、煤炭约10亿t、木材5 000多万m3，同时还是油气生产的重要基地。另外119个国家级风景名胜区中，名山就有62处，占52%，成为发展生态旅游的重点区域，而分布在山区的森林、草地、沼泽湿地、湖泊等具有不可替代的生态服务功能和水源涵养功能，并对平原地区具有重要的生态环境屏障作用。

二、山地研究的重要进展

山地所自建所以来，一直秉承认知山地、服务国家的发展使命，近50年来承担并完成约2 000项国家和地方重大科研项目，解决了国家在山区经济建设和社会发展中一系列重大科学问题，为我国的山地灾害研究与防治、山地生态与环境保育、山地遥感以及山区可持续发展做出了重要贡献。150余项科研成果获奖，出版专著达200部，发表论文4 000余篇，50余份专家咨询报告得到党和国家及地方领导人的重要批示，充分发挥了国立研究机构重要的科技支撑作用。

随着中科院知识创新工程的实施和深入展开，特别是在创新2020目标引导下，山地所不断凝练科学目标，明确定位，突出重点，加强创新，积极服务国家战略需求，正以激昂的山地科学激情，朝着国际一流山地研究所建设目标而奋力前行。

1.山地灾害防治理论与技术及实践不断取得突破

西南山区是我国泥石流、滑坡山地灾害非常严重的地区。山地所几代专家、学者长期不畏艰难困苦，考察的足迹印在山岭沟谷之间，洒下艰辛的探索汗水，系统认识西南重点建设工程区的泥石流、滑坡灾害特征和分布规律，创建“稳、栏、排”泥石流治理的东川技术模式，先后降服四川西昌黑沙河、汉源狮子沟、喜德县城东沟、云南盈江浑水沟等一条条泥石流“蛟龙”，缚住了如重点水电工程区、成昆线、西南干线公路等一个个崩塌和滑坡。由我所规划、设计和治理的近百条灾害性泥石流沟，成功率达100%。其中，东川大桥河泥石流治理工程已成为全国100个小流域综合治理的金牌工程，为我国西南重点建设区的山地灾害研究与防治做出了极有显示度的贡献，得到国家和地方政府的高度认可。

实施知识创新工程以来，山地灾害学科的发展也进入一个新的时期，山地灾害研究逐步深化机理的揭示。在我国第一个东川泥石流观测研究站和泥石流动力学模拟实验室的支撑下，山地灾害重点实验室在崔鹏首席科学家的带领下，通过国家973项目、支撑项目和重点基金等一批国家重大项目支持下，在山地灾害监测、预报与防治技术以及特大泥石流物理—力学特性，产、汇流机制和运动规律、汶川地震灾区次生山地灾害防治理论与技术等方面研究又取得一批新成果，其中“西部山区公路铁路泥石流减灾理论与技术”项目，首创泥石流地区基于风险理论的选线设计技术体系，并研发了道路泥石流工程防治技术体系，先后获得四川省科技进步一等奖和国家科技进步二等奖，极大地促进了山地灾害学的发展。

近年来，山地所在山地灾害原型观测、动力过程与形成机理研究、综合防治技术研发以及监测预警技术等领域已取得长足进展。在经历5年多汶川特大地震次生山地灾害链的特征、规律及动力机制研究基础上，不断创新山地灾害防治的技术方法，如基于流域泥石流的过程调控、逐级消能一套新型防治技术正在取得新的突破，并在治理工程中凸显先进的技术效能。这更进一步表明山地所在以泥石流为主的山地灾害研究领域的引领地位和骨干作用，在国内外也产生了重要的学术影响。

2.山地环境与生态功能研究进展显著

在近十几年的山地环境研究方面，山地所在已有的高山环境与森林生态、土壤环境与农业生态、长江上游典型地区产汇流与侵蚀泥沙、丘陵区土壤侵蚀强度和长江上游河流泥沙变化及其动因等方面取得的重大成果的基础上，进一步紧密围绕气候变化下山地生态服务功能、山区江河水资源合理开发与调度等重大需求，重点依托国家级的贡嘎山高山生态系统观测试验站、盐亭紫色土农业生态观测试验站，不断深入山地生态变化与环境功能的研究，并且在定量研究水土流失方面取得一批有重大影响的科研成果。其中“西藏生态安全屏障保护与建设规划”研究成果荣获2009年度国家科技进步二等奖。

气候变化影响下的山地植被带谱演变研究，通过与挪威波尔根大学的合作，在物种迁移、生物多样性与物种适应性方面的研究取得良好进展。紫色土系统N、P、C等的循环与生态效应研究，山地的N、P生物地球化学及土壤微生物研究都有新的拓展。在GEF项目支持下，系统开展了长江上游生态系统服务功能评价，为长江流域生态与环境的保护提供依据。

根据学科特点和国际学科发展动态，在加强与山峡建设委员会共建万州生态环境监测重点站、推动与西藏环保厅共建申扎草地湿地观测研究站的基础上，新部署建设了三峡忠县生态观测研究站，为长江上游水、土环境与生态演变定位研究，进一步奠定了观测—试验研究网络体系。

在后三峡时期，库区水土保持、生态建设与保护，特别是消落带的生态修复是世界级难题。2006年以来，在中科院西部重大项目支持下，山地所以项目建基地，联合有关研究单位开展了三峡库区坡耕地水土保持技术、消落带植被生态重建技术、面源污染控制与消减技术等方面的协同攻关，取得重要的进展和突破，

3.数字山地与遥感应用多点支撑

在现代信息技术支撑下，基于数字地球概念，在推动山地遥感定量化、精确化进程中，努力构建数字山地基础平台，积极促进山地遥感的理论与方法研究，提升对山地科学研究的支撑能力。通过争取国家和中科院重大项目，以任务带动学科建设，发挥遥感、地理信息系统和地图学的综合集成优势，通过水土侵蚀遥感调查、典型山地生态与环境遥感监测、山地定量遥感方法创新等，为国家、地方经济建设提供重要的科技支撑，促进了山地遥感学科的发展。

值得一提的是，在汶川和芦山地震发生时，快速获取多源空间信息，包括无人机获取的低空航拍信息，为科学准确判识地震灾区次生山地灾害及其风险评估做出了贡献，特别是在承担“地震灾区资源环境承载力评价”工作中，数字山地平台发挥了重要支撑基础，包括各类专业图件的绘制，显示了山地遥感与地理信息系统的重要作用。

4.山区发展战略研究独树一帜

自2003年以来，以陈国阶先生为主编的研究团组，共编著出版了三部《山区发展报告》。系列报告围绕中国山区自然条件、山区发展滞后的原因、地区发展差异、全面建设小康社会预测、山区“三农”问题、山区聚落与生态移民、山区环境面临的挑战、山区发展战略思考等方面进行了深入研究；第一次从自然科学与社会经济的角度，对中国山区战略定位、产业出路、区域特点和政策导向等方面进行了深入剖析，提出中国山区发展对策和协调推进战略。该报告的提出得到国家相关部门的重视，孙鸿烈、陈宜瑜、陆大道等院士对该报告给予高度评价，成为我国国情研究的重要组成部分。

近年来在国家自然科学基金和973专题、中科院方向性项目支持下，山区发展研究在学科层面不断加强和提高。一是关注全球气候变化下山地生态脆弱性增加对农牧民生计的影响和适应策略；二是山区聚落结构、形成机制及其宜居性评价；三是不同文化、传统背景下的城镇化与模式；四是典型山区人—地关系地域特征、相互作用与协调机制；五是重点山区发展战略研究。同时运用RS、GIS方法，使山区发展研究的空间分析与定量化水平显著提高，为国家山区发展的宏观决策和西南山区可持续发展提供了重要依据。形成集成山地灾害、山地生态、山地环境研究成果的多学科交叉、综合性的山区发展研究，学科特色与优势不断增强，形成以山区发展战略研究为主导的多层次山区人文地理学研究的坚实基础。

三、国际合作助推一流山地研究所的发展

山地所在国际科技交流与合作方面不断取得新进展。十多年前山地所完成了“中国—委内瑞拉特大泥石流成灾规律与减灾技术”国际交流项目，展示了山地所的国际学术地位和科技影响力。在申办与承办国际重要学术会议方面获得很高的国际认可度，一批中青年科学家通过开展国际项目合作研究、出席重要国际会议、减灾防灾国际援助等活动，积极活跃在相关研究领域。目前，山地所与美国、日本、德国、加拿大、俄罗斯、挪威、芬兰、比利时、瑞士、韩国、巴基斯坦、尼泊尔、泰国等40多个国家的研究机构和大学及国际原子能机构建立了多层级的科技合作关系，在山地灾害预警预报、水土保持、环境核示踪技术、山地生物多样性、山区发展山地遥感等学科领域开展了广泛的交流与合作，国际合作项目成倍增长，特别是2007年“第四届国际泥石流学术大会”和2008年“第13届国际土壤微形态大会”由山地所主办与承办，“国际山地中心中国委员会”落户山地所，都充分显示了山地所在国际上竞争能力与国际合作深度的进一步增强。

四、积极促进山地科学的发展

山地是地球表层系统物质、能量过程最为活跃的地区，山地水土迁移的强度和分布与人类的生存及社会经济发展息息相关。基于目前山地系统健康受损状况，我们将在较长时期面临以下人—地相互作用关系的地域性矛盾：不断发展的山区基础设施建设与不断增长的山地灾害威胁的矛盾；持续增长的山区人口和土地过度开发与脆弱的生态环境难以承受的矛盾。尤其是在全球气候变化加剧、人类活动对地球表层系统影响更加深重的背景下，山地研究引起世界各国的重视。无论是国际重要科学计划，还是国家的重大战略规划，都明确指出山地是脆弱生态系统，强调加强山地系统的管理，包括加强山地灾害综合管理、建立山地灾害监测、预报预警系统，以及重大自然灾害综合风险分析评估技术。因此，全面推动山地科学的发展具有突出的紧迫性和战略性。

1.学科创新目标

建立以山地环境灾害动力学为核心的山地学科，发展山地科学理论体系，构建以泥石流（滑坡）灾害的形成与预测、山地环境变化与生态适应及调控、山区人—地关系与可持续性发展和山地遥感技术体系，泥石流灾害学理论与技术研究凸显重要的学科引领作用，山地的系统性、综合性研究成果能够强有力地满足西部山区发展的重大科技需求。

2.重点学科领域与创新

（1） 山地灾害领域。围绕山地灾害形成机理与山地灾害防治，重点开展泥石流、滑坡（崩塌）形成机理及防治技术；加强泥石流、滑坡灾害的监测和预警报技术研发，关注金沙江下游河谷大型水利工程建设区泥石流、滑坡监测和预警；提高山区重要城镇、交通干线、水利工程等方面的山地灾害综合防范技术体系；探索地震区山地灾害链的关联机理和风险评估。

（2）山地环境领域。围绕全球气候变化下山地环境演化与生态适应及调控，重点开展山地环境演化过程与生态响应及其适应的分子生物学机理、亚高山森林生态系统的演替模型和生物地球化学循环模型，高寒草地、湿地功能与保护；生态建设与侵蚀泥沙控制原理、三峡库区面源污染防治的坡面径流泥沙控制试验示范；山地生态服务功能维持机制与生态调控。

（3）山区发展领域。围绕山区可持续发展战略主线，重点开展山区人—地关系地域特征、形成的动力机制、山区城镇化与生态产业及可持续生计、气候变化下生态脆弱性评价及可持续农牧业发展，加强山区人文经济地理学的理论体系和方法研究。以中西部山区为研究重点区域，宏观、中观和微观研究相结合，诊断中国山区发展深层次问题，从国家战略层面回答山区发展重大问题，为其决策提供重要科学指导和参考依据。

（4）山地遥感与数字山地领域。围绕复杂山地定量遥感理论与方法研究进行深入突破，重点在山地重要生态与环境动态监测和评估方面发挥遥感作用，科学构建数字山地系统，以重点区域山地基础数据库建设为支撑面，为山地科学的综合研究提供必要支撑。完善无人机应急平台和典型生态样带监测，为多目标下快速、精准的地面信息获取提供支撑。

基于我国是山地大国的国土情势，推动山地科学的大发展是适应山区全面建成小康社会、实现现代化发展的重大要求。只有山地科学的大发展才能对山区经济社会发展提供更大的支持。面对西部大开发战略的不断推进，山地所将会更加大有作为，关键是要在创新2020战略引导下，着重在“一三五”规划实施上下大功夫、花大力气，紧紧抓住发展机遇，紧密围绕国家山区发展的重大战略需求，争取用10年左右的时间，力争在科技创新能力和研究所整体竞争实力方面有一个大的飞跃，在山地科学领域发挥重要的骨干与引领作用，逐步达到国际一流研究所的水平，全面实现创新跨越持续发展的战略目标。

“认知山地科学规律，服务国家可持续发展”永远是山地所信奉的使命，“提高创新能力，发展山地科学”永远是山地所奋进的指导。