国家自然科学基金视角下地理科学融合发展路径探索

国家自然科学基金视角下地理科学融合发展路径探索

贝芳芳

安徽文达信息工程学院 安徽省 合肥市  231201

摘要：地理科学作为研究自然因素、人文要素和地理信息与地理综合体的空间分布规律、时间演化过程和区域特征的学科，与信息技术、管理学、生物学等基础科学广泛交叉渗透，是地球科学中最具交叉属性特征的分支学科之一。未来国家自然科学基金委员会将立足于保持学科发展的持续性和稳定性，通过政策创新来激励地理科学与其它学科、领域的交叉融合，以建设更具有活力与创新性的学术生态系统。

关键词：地理科学；融合发展；自然科学基金；学科发展

引言

关于地理科学学科属性与边界、研究对象与范式的探索一直未停止，中国现代地理学开拓者之一黄秉维先生就认为综合性是地理学存在之根本，且地理科学天生就蕴含自然与人文要素的交叉性。但随着分支学科发展，其逐步独立于地理科学而自成体系，地理科学出现空心化现象，哈佛大学的“地理系事件”一定程度上说明地理科学需进一步提炼其学科特性，加强沟通以取得社会认可，因此加强地理科学学科特性与发展动力的研究要久久为功、与时俱进。当前高等教育进入交叉融合发展新时代，交叉融合通过知识方法的多层次全方位融合，成为催生新学科前沿、新科技领域和新创新形态重要方式，成为学科发展新内在动力。

1交叉融合是新时代科学发展创新规律的必然要求

科学发展始终存在细化和融合两种趋势。学科细化是科学发展演进的必然趋势，是人类在探究未知过程中不断发现科学规律、深化认知的产物。但发展到一定阶段，学科范式革新与知识融合会是科学发展的直接内生动力。海森伯认为：“在人类思想史上，重大成果的发现常常发生在两条不同思维路线的交叉点上”。当学科发展到一定程度，学科理论范式与技术手段相对成熟，拘泥于知识固有边界已不能满足创新需求，与其他学科之间的融合交叉就成为汇聚多领域理论和思想、更新固化的方法体系、突破学科发展壁垒的重要途径。当前科学发展已进入“大学科”时代，交叉学科已成为知识、技术与创新的新型组织载体。地理科学面临的诸多科学技术难题，如地表过程的演化与循环机理、海陆关联的多尺度耦合与分异等，亟需地理科学与大气科学、海洋科学、地球物理学、地球化学等学科进行交叉融合，开展深入和综合的探究。以地貌学为例，早期地貌学研究多聚焦于单一地表形态的描述和演化规律总结，随着研究深入，河流地貌学、风沙地貌学、黄土地貌学等部门地貌学逐渐细化，研究方向和对象愈来愈专。但过于细化的学科分类，往往会带来学科间沟通不畅、认识缺失、研究手段匮乏等问题。地貌学发展出现分支方向进展快于整体发展，对整体理论和基础理论研究极少，方法技术停滞难以突破等问题。

2以资助政策为引导的地理科学融合发展路径

2.1面向世界科技前沿的学科间交叉融合

资助管理中如何构建实现交叉融合、捕获前沿的资助机制是基金管理改革重点。以美国为例，美国国家科学基金会的各学部自2000年后，都建立了“前沿问题”或“多学科办公室”，这些部门有效地保障了前沿研究及时获得资助，极大地促进了学科间交叉机制的形成。除此之外，代码设置也是一个重要抓手，其中地理科学内的代码体系相对详尽，这有利于项目的评审与管理，而地球科学领域的整体宏观布局则更为强调宏观引导。在地球科学“三深一系统”“四梁八柱”规划指引下，地理科学在以重大项目、重点项目等为代表重点资助领域立项中，面向地球系统过程与格局，在全球变化大背景下，侧重地表多圈层间的交互作用，以解决地球科学不同领域间共性的科学问题，以交叉融合的理念完善科技创新体系。例如“地球系统过程与全球变化”重点资助领域，2021年共有来自16个依托单位的16个基金项目获得资助，涉及地理科学、地质学、地球化学、大气科学、环境地球科学等领域，研究方向涉及全球变化过程中人—地系统的耦合与调控、碳氮循环和水循环关键过程与环境变化等多个地球系统关键科学问题，为未来地球表层过程、生物多样性、资源环境及环境变化趋势提供关键科学证据和理论支撑，特别依靠遥感技术、地理信息大数据等学科特有方法技术，体现地理科学“综合性”的优势。

2.2面向国家重大战略的多领域交叉融合

基础研究一方面具有深化人类知识的科学属性，另一方面也具有将知识应用于国家目标的社会属性。面向国家重大战略需求是基础研究社会属性的重要体现。在国内外发展形势快速变化的背景下，多领域协同攻关，在基础研究中寻找交叉前沿，谋求颠覆性创新发展是中国科技发展战略布局的重点。这就需要打破领域间壁垒阻隔，通过跨学科、领域与部门的通力合作促进大跨度交叉融合。随着碳中和、乡村振兴等国家重大战略的深入推进，地理科学在其中发挥了重要作用。自2020年开始，基金委地球科学部和管理学部面向国家黄河流域生态保护和高质量发展、实施碳中和战略等重大需求，充分发挥国家自然科学基金的基础性、科学性和前瞻性优势，联合启动国家自然科学基金专项项目“黄河流域生态保护与可持续发展作用机制”和“面向国家碳中和的重大基础科学问题与对策”，以解决人类共同面临的可持续发展、人地耦合关系、国土空间治理与生态修复等重大问题，极大地促进地球科学与管理科学的融合创新。其中，地理科学兼容并包，是地球系统科学中直接指导应用实践的重要学科。例如，在碳中和相关项目中，地理科学发挥综合性和区域性优势，在陆地生态系统碳库现存量和不确定性、固碳速率的稳定性和持续性、不同碳中和路径下自然生态系统固碳增汇的可行性和经济性评估等方面开展研究，从自然机理过程和社会响应两方面，充分发挥地理学的融合作用。在区域方面，地理科学将不同生态系统关联，如把“河流—河口—近海连续体”作为涉水生态系统整体，探讨其中碳传输与转化过程，及其调控策略与手段；在上中下游和不同的水流关键带上，用系统和综合的视角理解碳过程的传输、流动与周转。

结束语

每门学科都在学科生态系统中，并受整体科学和社会演进的态势影响而发展。学科发展应具有专业性和内在的统一性。但专业性和统一性最终要针对和瞄准自然和社会现实问题，就是以自然世界的统一性为基础。在人类对于客观世界的渐进式理解中，学科从来就没有恒久不变的界限，各门学科和领域的知识也是处于不断流动和塑造过程之中，在相互交叉与融合过程中实现螺旋式上升与发展。

参考文献

[1]HeisenbergW.PhysicsandPhilosophy.FanDainian,trans.Beijing:TheCommercialPress,1999.[维尔纳·海森伯.物理学和哲学.范岱年,译.北京:商务印书馆,1999.]

[2]LuHuayu.Progressingeomorphologyandfuturestudy:Abriefreview.ProgressinGeography,2018,37(1):8-15.[鹿化煜.试论地貌学的新进展和趋势.地理科学进展,2018,37(1):8-15.]

[3]FuBojie.Geographyforglobalsustainabledevelopment.Science&TechnologyReview,2018,36(2):1.[傅伯杰.面向全球可持续发展的地理学.科技导报,2018,36(2):1.]

1.项目名称：安徽省绿色智慧城市发展研究

2.项目类别：自然科学

3.项目编号：XZR2020B05

4.校级一般项目