序言

多种自然资源要素之间的相互作用以及产生的潜在系统影响，对自然资源开发利用以及与其紧密相关的生态环境保护修复等关乎人类生存发展的基本领域产生重大挑战。在系统观测的基础上，破解自然资源要素耦合作用机理、预测其未来变化趋势，进而为资源管理提供有效信息成为自然资源研究领域的重大课题。

2019年10月，在“山水林田湖草是生命共同体”理念的引领下，自然资源部启动了“自然资源要素综合观测网络工程”。2020年5月，美国地质调查局发布了《美国地质调查局21世纪科学战略(2020—2030年)》，提出将打造“地球监测、分析与预测(EarthMAP)”的能力。就系统观测工程的内容与目标而言，中美两国均包括3个有机联系部分： 一是观测数据的采集和管理，即利用大数据、物联网等技术，集成已有的地面、空中和太空观测网络和数据； 二是建模预测，即利用云计算、人工智能以及地理空间分析等技术，构建预测模型，进行预测； 三是提供可操作的情报或决策建议。

基于“自然资源要素综合观测网络工程”，中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心(以下简称指挥中心)部署了“全国自然资源要素综合观测体系规划与部署”和“自然资源要素综合观测数据集成与应用服务”2个综合框架设计项目，以及青藏高原、黄河流域和黑河流域3个自然资源要素综合观测试点项目，搭建了综合观测体系的整体架构，探索了野外观测站网布设、运维，打造了样板工程，初步形成了覆盖全国重点区域的自然资源要素综合观测网络。

2021年4月，在《中国地质调查》编辑部的支持下，指挥中心邀请有关专家学者，将上述工程或项目产出的成果进行总结，并以 《中国地质调查》“自然资源要素综合观测”主题专刊形式发表，旨在更好地支撑服务“两统一”和地质调查工作。本专刊共包括15篇文章，分为院士专家笔谈、热点跟踪、研究进展、实践探索4个板块。

“院士专家笔谈”板块邀请刘昌明院士，廖小罕、师春香、王兵研究员，分别结合各自的专业领域，就自然资源观测体系构建给出了意见建议： 提出在观测研究中，要加强水在自然资源生命共同体中的纽带作用，科学理解和准确把握“生态平衡”“生态环境”与“资源环境”的本质内涵； 要加强无人机遥感、多源异构数据融合以及自然资源生态价值等观测研究。

“热点跟踪”板块由工程首席刘晓煌博士等分别就观测研究重点、热点问题，发表了各自的观点： 我国自然资源综合观测体系与美国“地球监测、分析与预测(EarthMAP)”工程的研究思路和理论框架相类似，并就自然资源分类对观测对象、运维模式及保障对观测体系稳定运行的制约与挑战等进行详细分析。

“研究进展”板块由试点项目主要成员就自然资源要素综合观测体系、一体化平台2个观测体系构建顶层设计的理念和关键技术，以及青藏高原、黑河流域的观测站网布设、指标等取得的成果与进展做了归纳和凝练。

“实践探索”板块由参与观测工程构建的主要成员，对自然资源动态区划技术，我国西南地区、华北地区、东北地区综合自然资源区划和近30年自然资源面积的动态变化，天保工程对森林涵养水源和保育土壤空间格局的影响以及面向自然资源信息提取的多源异构数据融合技术等方面的观测研究成果和技术方法创新做了全面介绍。

本专刊总结的自然资源要素综合观测体系建设的发展动态及取得的广泛研究成果，希望引起相关领域专家学者及管理人员的广泛讨论，以期共同推动观测体系建设，进一步提升自然资源综合观测研究水平，为实现“山水林田湖草”生命共同体统一管理、人与自然和谐共生的目标提供科学支撑。