“未来10年中国学科发展战略”丛书是国家自然科学基金委员会和中国科学院学部历时两年多联合开展研究的重要成果，凝聚着600多位院士、专家的智慧和心血，对广大科技工作者洞悉学科发展规律、了解前沿领域和重点方向及开展科技创新等有重要的参考价值，对促进我国学科均衡、协调、可持续发展必将发挥积极作用。
　　《未来10年中国学科发展战略：资源与环境科学》全面总结了近年来资源与环境科学的研究现状和研究动态，客观分析了学科发展态势，从学科的发展规律和研究特点出发，前瞻性地思考了学科的整体布局，提出了资源与环境科学的重要科学问题、前沿方向及我国发展该学科领域的政策措施等。
　　本书不仅对相关领域科技工作者和高校师生有重要的参考价值，同时也是科技管理者和社会公众了解资源与环境科学发展现状及趋势的专业读本。

　　第一章学科战略地位
　　随着世界人口的不断增长和经济、社会的快速发展，全球面临着水土资源短缺、环境污染加剧、生态系统退化、全球气候变化、自然灾害频发等资源、环境问题的巨大压力，这些资源、环境问题严重威胁着经济、社会可持续发展和人类安全健康，引起了各国政府和科技界的高度关注。如何科学地解决当前和今后人类面临的重大资源、环境和灾害问题，为国内外资源与环境科学的研究与发展带来了新的挑战和机遇。资源与环境科学涵盖水、土壤、大气、生物、人等要素与观测技术支撑体系，它是陆地表层系统科学及可持续性科学的核心。因此，资源与环境科学对人类认识自然资源与环境变化规律，利用、改造、保护自然资源与环境，促进科技进步和经济、社会可持续发展，保障人类安全健康具有不可替代的战略地位和重大现实意义。
　　第一节资源与环境科学现阶段发展的总体态势及在国际竞争中的地位
　　一、资源与环境科学现阶段发展的总体态势
　　近20年来，随着人类对地球系统科学认知的进步和高新技术应用的发展，资源与环境科学领域的科学研究已迈入全球化、系统化、定量化、信息化的新时代。国际科学界启动了“国际地圈生物圈计划”（IGBP）、“世界气候研究计划”（WCRP）、“国际全球环境变化人文因素计划”（IHDP）、“国际生物多样性计划”（DIVERSITAS）、“国际水文计划”（IHP）、“国际减轻自然灾害十年计划”（IDNDR）、国际水资源协会（IWRA），以及新设立的地球系统科学联盟（ESSP）及其下的全球碳计划（GCP）、全球水系统计划（GWSP）、全球环境变化与食物计划（GESAFS）、全球人类健康计划（GECHH）等一系列重大国际性研究计划。国际科学界的全球环境变化四大科学计划――IGBP、WCRP、IHDP和DIVERSITAS，我国已成为其合作伙伴并成立了中国国家委员会，这为推动我国的全球环境变化、地球系统科学和可持续发展方面的研究提供了国际平台。随着上述大型国际计划的推进，资源与环境科学的研究思路、研究内容和研究方法均发生了重大的变化，学科领域发展的总体态势表现在以下方面。
　　（一）研究思路的整体性和系统性
　　人们开始将资源与环境作为一个整体系统加以研究，在认识和高效开发利用地球资源的同时，注重考虑伴随的生态环境效应及其演变规律和调控原理，以及生态经济和区域发展模式。这样，可以跨越以往各类资源之间，以及资源与环境之间的界限，不仅研究其自然属性，而且加强对其社会属性的研究；可以连续观测、系统研究人类在利用资源过程中对自然生态环境系统影响的宏观和微观机制，揭示人类活动和经济社会发展过程对地球表层自然生态环境系统的尺度效应、影响机理和灾害风险；可以依靠遥感科学和地理信息科学手段，整体、系统地观测地球表层系统，在高精度空间观测系统数据基础上，引入复杂性科学方法论构建资源与环境变化动力学模型，不仅促进地球系统科学快速发展，而且为资源可持续性利用、生态建设、环境保护提供观测方法、系统信息和科学依据。
　　（二）研究范畴的全面性和深入性
　　资源与环境科学以“水、土、气、生、人”等自然要素，以及区域可持续发展和遥感及信息技术为主要研究对象，开展了更为全面而深入的研究。资源与环境科学采用先进的观测、试验和分析系统，研究变化环境中水循环演变机理与规律、生态水文的相互作用及反馈机制、生态环境效应与高效利用管理基础；研究土壤在自然界中和人为利用下的演变规律与可持续管理，研究全球环境变化和区域人地矛盾背景下土地覆被、土地利用集约度和土地质量变化的规律；研究生态系统的格局、动态、过程、服务和可持续管理，研究经济系统与生态系统之间的关系和价值评估模型；研究污染物多介质环境过程、区域环境污染生成机制及其综合防控技术和工程修复原理；研究气候环境变化的影响因子及其变化机制与过程，以及气候变化对自然和社会系统的影响和灾害风险评估；研究城市化、区域空间结构、功能和空间分异规律与可持续性；研究以揭示地球环境演化规律和全球变化的区域响应规律为目标的遥感、地理信息和对地观测系统等科学技术关键问题，从而全面而深入地了解人类活动和气候变化与陆地表层资源环境的相互作用和相互影响，明确了影响未来全球经济及社会发展的资源、生态、环境、灾害等方面的重大问题，提高了对自然现象和过程的预测、预报和预警能力，促进了人类社会与自然的和谐发展。
　　（三）研究尺度的时空性和多维性
　　资源与环境科学越来越强调地球陆地表层系统的多尺度和长期连续观测研究。在空间尺度上，从分子水平、微界面过程的角度研究陆地表层系统的演变过程及其内在机制，同时运用多尺度和多维观测系统研究局域、流域、区域、全球性的资源和环境演变；在时间尺度上，注重长期、连续观测资料的积累与分析，注重重大研究计划配合大型观测计划。在全球和国家尺度上，有关地球资源环境变化的长期观测、监测与信息网络正在形成，包括地球观测系统（EOS）、全球气候观测系统（GCOS）、全球陆地观测系统（GTOS）等一系列全球性巨型观测系统，以及集地球空间信息存储、处理、传输和分析为一体的“数字地球”。在不同时空尺度上，研究人类活动和地球资源与环境之间的耦合关系与响应，在地球系统功能范畴内提高对土地系统动力学的理解；借助全球生态长期观测研究网络（LTER），基于流域尺度的生态水文过程，观测、研究全球不同生态系统类型的水文过程，使得生态水文过程研究进入了一个全球性的立足于多种生态类型系统观测的新局面；依靠生物多样性与生态系统服务的长期研究与观测、区域性及其集成研究，揭示不同时空尺度的生态系统结构、过程及生态系统服务的尺度特征与多尺度关联性，建立区域环境质量与联防联治机制及预测预报机制；通过现代气候系统内部过程的监测和全球气候系统与区域的气候变化观测，探究不同尺度区域可持续发展中的重大科学问题，形成了多介质、多尺度、多角度、多时相、全天候的天空地立体对地观测系统。
　　（四）研究手段的先进性和精确性
　　资源与环境科学研究方法发生了较大的转变，除了先进的化学、生物学和工程技术研究手段的应用外，模型模拟与虚拟研究已成为解决资源与环境问题的重要手段。例如，利用室内外实验，模拟研究重大资源与环境问题的形成机理、变化过程，进行情景分析；由传统的统计分析方法转向水文模型方法；由只关注土地利用和土地覆被变化（LUCC）造成的结果转向揭示LUCC对水文和水资源影响的过程与机理；运用计算机“虚拟研究”揭示不同时空尺度的资源与环境相互作用过程的机制及尺度过程转换等。在模型方面，国际上研发了包括模拟模型、优化模型、博弈模型与综合模型在内的水资源配置模型，同时开始构建由配置模型与调度模型耦合而成的综合调配模型作为水资源管理的工具。例如，地理信息系统技术（GIS）应用于水文数据信息的管理和分析、流域特征的提取及水文分析；遥感技术（RS）应用于洪水过程实时动态监测、水域面积的识别、冰川/积雪水文分析、区域蒸散发和土壤水分监测；全球定位系统（GPS）应用于河道地形测量、水文泥沙监测和水文地质勘查等。随着观测技术、信息获取与处理技术、计算与模拟技术的发展，具有物理机制的分布式水循环全过程的模型系统研制成为热点，水循环的大气、陆面、土壤和地下等分项过程及其耦合研究取得长足的进步。立体原型观测与数据同化模拟、多尺度机理实验和多尺度（嵌套）的交叉科学耦合模拟的技术成为资源与环境科学未来的重要发展方向之一。
　　（五）学科研究的交叉性和集成性学科之间的横向交叉、渗透和综合已经成为现代新兴学科发展的基本趋势。资源与环境科学是一门新兴的高度集成的交叉学科，包含多个一级学科、二级学科和多个交叉学科。学科上的交叉性和综合性是资源与环境科学的主要特色之一。研究和解决资源与环境科学领域的问题需要多学科的研究理论和方法。例如，水循环与水资源分支领域，是在传统水文和水资源科学的基础上，研究变化环境中的流域水循环演变的机制与规律，定量评估和预测水循环演变的趋势及其伴生效应，服务国家目标的基础科学、应用基础科学和综合性科学。生态水文研究涉及传统生态学、水文学的二级学科领域，是资源与环境科学领域的新兴交叉学科的研究。近年来，国际上土地变化科学、生态系统服务科学、全球变化生态学等新兴的前沿学科、交叉学科不断兴起。土地变化科学成为一个涉及地理学、经济学、社会学、农学、环境学、生态学、遥感和“3S”（RS、GIS、GPS）技术等多学科知识、技术方法与理论的综合性的交叉学科。生态系统研究具有鲜明的交叉学科特性，是构成地球表层复杂系统研究的一个重要组成部分，生态系统服务科学开始成为生态保护和生态系统管理的重要科学基础。全球变化生态学将生态学以生命体为中心的传统研究领域扩展到将地球作为综合性的生态系统加以研究，从而实现地球生命系统的可持续性。因此，在相关学科的推动下，生态系统研究方法论的不断丰富和发展也是国际生态系统研究的一个重要趋势。区域环境污染过程与调控不仅涉及环境科学和环境工程两个二级学科，也涉及地学、生物学、化学、物理学、医学、工程学、经济学、管理学等多学科知识、技术方法与理论。城市化和区域可持续发展科学具有明显的跨学科性质，重大自然地理过程如全球气候变化和区域发展模式等注重人类活动因素的驱动机理研究，必须要求如地理学、经济学、社会学等多学科、多层次、多群体的合作，最终形成跨学科的综合集成研究。这种综合的趋势正在不断增强。遥感科学与地学的交叉不断深入，使地球系统模拟、预测和预报能力显著增强，可促进地球系统科学快速发展。对地观测系统的技术涉及航空航天、光电、物理、计算机、地球科学、信息科学等诸多技术领域，它的发展及其相关信息的获取正日益成为开展地球科学研究的前沿技术，具有明显的交叉学科特色。
　　（六）研究方式的计划性和国际性
　　随着资源与环境问题的全球化研究趋势，基于联网观测来跨学科、跨部门、跨尺度地组织实施重大研究计划，成为资源与环境科学研究领域的一大特点。以往对单一资源或环境问题的单一机构、单一学科的研究组织方式，现在被跨学科、多部门的研究组织方式所替代；并且无论在国际科学界还是在各国国家研究组织中，对重大资源与环境问题的基础研究往往是通过设立专门的研究计划来完成的。例如，水循环涉及大气圈、生物圈、土壤圈、岩石圈和人类社会等多个圈层和众多的复杂因素，对其研究需要多学科联合攻关，这在我国目前的研究基础和条件下尚难以单独施行，迫切需要借助于国际优势科技资源，实现我国水文学基础理论研究的快速突破和跨越式发展。IGBP等全球变化研究的需要，构成了国际有机质研究网络（SOMNET）和全球土壤变化与长期试验网络（LTES）的跨区域和跨国家的整合研究。为了实现全球土壤信息化对比，在国际土壤参比信息中心（ISRIC）研究的基础上，国际土壤分类系统和数字土壤制图的全球合作研究正在推进。土壤科学的研究已不再局限于专门研究机构，综合性大学和农业高等院校也大量地承担了土壤科学的研究和发展任务。土地变化科学成长于地理学、生态学、遥感与GIS等学科，并在IHDP、IGBP等国际计划的支持下，学科理论与方法得到不断完善。继2005年LUCC研究计划结束之后，全球土地计划（GLP）随之启动，并成为国际全球环境变化4个核心研究计划（涉及水系统、碳、食物、土地4个方面）之一。生态水文的研究也是在一系列国际计划中发展成长起来的。例如，1995年UNESCO/IHP？V（1996～2001年）被列入研究项目之中，1996年欧洲典型实验流域网（ERB）第6次会议主题“小流域生态水文过程”，1998年UNESCO/IHP？V2．3、2．4（1995～2001年）进行生态水文过程专项研究，1998年ERB第7次会议列出“变化环境中流域的水文和生物地球化学过程”的主题，2000年ERB第8次会议进一步强调对生态水文过程的研究，2006年联合国教育、科学及文化组织（UNESCO，简称联合国教科文组织）成立了生态水文计划科学研究委员会，建立了基于流域尺度的生态水文过程观测研究网络，2007年UNESCO/IHP第7阶段计划确立了“生态水文学与环境可持续性”主题。UNESCO/IHP有关项目的实施，整体推动了国际生态水文学的快速发展。在全球环境变化背景下，生态过程研究涉及的主要的国际陆地生态系统联网观测计划包括全球环境监测系统（GEMS）、GTOS、GCOS、国际长期生态研究网络（ILTER）、通量观测网络（FLUXNET）和综合全球观测战略（IGOS）。在环境问题上，中国政府遵守国际环境公约，在积极参与全球环境问题的国际合作的同时，加强环境科学与工程学科研究，提高参与全球环境变化研究的合作能力，并用实际行动履行我国对国际社会的承诺。中国与全球环境变化四大国际科学计划（IGBP、WCRP、IHDP和DIVERSITAS）结盟，迅速调整了研究方向，发动了新一轮全球环境变化研究，体现了我国在国际竞争中的地位和作用。国际对地观测卫星委员会（CEOS）已经和联合国粮食及农业组织（FAO）、GCOS、GTOS、国际科学联合会理事会（ICSU）、IGBP、国际基金集团（IGFA）、联合国环境规划署（UNEP）、WCRP和世界气象组织（WMO）形成了综合全球观测战略合作组织。遥感科学、对地观测及灾害风险评估等是目前全球变化研究正在部署和实施的重要组成部分，在保障全球环境数据的获取方面起着举足轻重的作用。国际合作正在迅速地展开，随着海量地理信息数据的存储与共享，这些长期监测计划、重大研究计划和国际合作计划之间的配合势必更加密切。因此，我国的资源与环境科学的快速发展必须加强国际合作与交流，实现平台共建、数据共享，进一步体现在国际竞争中的科学地位和作用。
　　二、我国资源与环境科学在国际竞争中的地位
　　面临国内外资源、环境的重大问题，我国在全球气候变化、土地利用变化、土壤质量与食物安全、生态安全、环境与健康，以及区域可持续发展等研究领域中，具有明显或潜在的研究优势和重要的国际影响，主要表现如下。
　　……

总序(路甬祥 陈宜瑜)
前言
摘要
Abstract
第一章 学科战略地位
第一节 资源与环境科学现阶段发展的总体态势及在国际竞争中的地位
一、资源与环境科学现阶段发展的总体态势
二、我国资源与环境科学在国际竞争中的地位
第二节 资源与环境科学对推动其他学科和相关技术发展所起的作用
一、资源科学方面
二、环境科学方面
三、区域可持续发展科学方面
四、观测技术科学方面
第三节 资源与环境科学在国家总体学科发展布局中的地位
第四节 资源与环境科学对国家中长期科学和技术发展的支撑作用
一、资源科学方面
二、环境科学方面
三、区域可持续发展科学方面
四、观测技术科学方面
第五节 资源与环境科学是我国国民经济、社会可持续发展与国家安全的需要
一、为合理利用和保护水土资源提供科学依据和技术支持
二、为国家环境安全、生态安全和生态文明建设提供科学依据和技术支撑
三、为国家区域经济、社会可持续发展提供科学的决策指导
四、为国家资源与环境监测和国防安全保障提供科学技术支持
参考文献
第二章 学科发展规律与国际发展态势
第一节 本学科的定义与内涵
一、资源科学研究方面
二、环境科学研究方面
三、区域可持续发展科学研究方面
四、观测技术科学研究方面
第二节 本学科的发展规律和特点
一、国家需求是本学科发展的原始动力
二、交叉集成是本学科发展的内在动力
三、人才培养是本学科发展的加速器
四、科技成果转化应用是本学科发展的生命力
五、国际合作与交流是本学科实现快速突破和跨越式发展的催化剂
六、优化资助与管理模式是本学科原始创新能力提升与发展的保证
第三节 国际上本学科的发展状况与趋势
一、资源科学研究方面
二、环境科学研究方面
三、区域可持续发展科学研究方面
四、观测技术科学研究方面
参考文献
第三章 学科的国内发展现状
第一节 从文献计量看我国资源与环境科学的国际地位
一、水资源研究领域的文献计量分析
二、土壤科学研究领域的文献计量分析
三、全球变化研究领域的文献计量分析
四、生态系统研究领域的文献计量分析
五、区域环境污染过程与调控研究领域的文献计量分析
六、区域发展研究领域的文献计量分析
七、遥感科学研究领域的文献计量分析
第二节 取得的主要成就
一、总体研究进展
二、主要学科研究进展
第三节 平台与人才队伍建设
一、重点实验室和野外台站建设
二、人才队伍建设
第四节 政策举措
一、进一步加大了项目和课题的资助强度
二、进一步加快了新机构建设和已有机构整合的速度
三、进一步加强了国际和国内合作的力度
四、进一步加强了基础设施建设和数据共享的政策导向
第五节 存在的主要问题
一、顶层设计强调不足
二、学科发展均衡程度不够
三、数据共享机制和自主观测体系不健全
四、人才培养不够系统
参考文献
第四章 学科发展布局
第一节 学科发展布局的指导思想和目标
第二节 总体发展战略布局
一、资源科学研究方面
二、环境科学研究方面
三、区域可持续发展科学研究方面
四、观测技术科学研究方面
第三节 交叉学科发展布局与发展方向
一、土地变化
二、生态水文
三、生态经济
四、环境与健康
五、城镇化进程与发展模式
六、灾害风险
七、空间对地观测系统
八、陆地表层系统多要素多尺度相互作用
第四节 实验平台建设计划需求分析
一、水循环与陆表系统过程
二、土壤污染与修复
三、景观格局与生态过程
四、森林生态系统
五、区域环境污染、生态过程分析与模拟
六、湿地生态与环境
七、荒漠环境与绿洲生态
八、环境基准与风险控制
九、亚热带生态过程
十、山地过程与环境
十一、青藏高原构造与表生过程
十二、干旱环境与陆表过程
十三、气候变化与人类适应
十四、生态系统网络观测与综合研究
十五、虚拟地理环境
十六、对地观测数据集成与资料同化
十七、西部地区可再生能源
十八、喀斯特地区表层环境与过程
参考文献
第五章 学科优先发展领域与重大交叉研究领域
第一节 优先发展领域
一、水循环与水资源
二、土壤与土地资源
三、气候变化影响与适应
四、生态系统
五、区域环境污染过程与调控
六、区域可持续发展
七、遥感科学与地理信息科学
第二节 重大交叉研究领域
一、生态水文
二、土地变化
三、生态经济
四、环境与健康
五、灾害风险
六、城镇化进程与发展模式
七、空间对地观测系统
八、陆地表层系统多要素多尺度相互作用
参考文献
第六章 学科的国际合作与交流
第一节 现状与趋势
一、从国际合作论文看合作国家和机构|
二、发展趋势
第二节 合作方式与模式及存在的问题
一、合作方式与模式
二、存在的问题
第三节 需求与布局
一、国际合作的需求分析
二、总体目标、原则和布局
第四节 政策措施
一、集中支持优势学科,打造国际一流研究团队
二、加强基础设施建设,建造一流研究基地
三、加强关键观测技术合作,形成自主知识产权技术
四、建立持续资助机制,保证国际合作持续发展
五、吸引海外一流人才,促进一流研究成果产出
六、创新体制机制,加强国内资源与环境科学领域的科技融合
参考文献
第七章 学科发展的保障措施与建议
一、加强人才队伍建设
二、加强长期的综合观测能力建设
三、建立资料与资源共享机制
四、加大经费投入,开展组织方式多样化的研究
五、推动多学科交叉研究
六、加强以我为主、共同发展的国际合作
七、营造良好的科研环境,加强科技政策与制度建设A
八、推进资源与环境研究的科学普及,提高公众对资源与环境研究的认识度和参与度