不管是地表、地下還是大氣領域，地球科學與人類生活密切相關。2008年是令人百感交集的一年，特別是兩次大的自然災害，對地學研究提出了嚴峻挑戰。日前，《科學時報》記者分別采訪了土壤地理學家和土地資源學家、中國科學院原副院長孫鴻烈院士，地質學家、國家自然科學基金委員會原副主任、中國科學院地學部原主任孫樞院士，以及大氣動力學和氣候動力學家、中國科學院地學部原副主任吳國雄院士，請他們從不同領域回顧了最近幾年地學的發展狀態、研究重點，並對未來趨勢作了盤點。孫鴻烈：地學大事件提出加強研究需求孫鴻烈盤點了資源環境方面的一些大事。去年年初的低溫雨雪冰凍事件，是一個災難，但對科學研究來說，孫鴻烈認為，也是一個新的命題，提醒大家關注全球氣候變化和極端天氣的研究。對於地震預報，孫鴻烈表示，不是中國落後，而是全世界對其機理都還沒有研究清楚，地殼深處不易觀測，“但我想人類遲早會掌握地震規律的。過去，誰能設想我們能夠預告明天、後天的天氣？”“地學學科總是從現像入手，通過比較多的機理研究，才能總結出一些規律。”孫鴻烈說。災難是令人痛苦的，但人們也要借助它們去探尋規律和經驗。西部冰川退化很嚴重，也是地學領域值得關注的一個問題。這些年，西部冰川的補給量趕不上融化量，冰川長度在縮小，厚度在減保這也帶來很多問題，冰川前端融化快，形成小湖，隨著融化後的雪水越積越多，有可能擠垮堤壩，衝毀農田、草嘗村莊、房舍。冰川融化還帶來另外一個問題：在青藏高原上，河流的補給通常30%～40%來自冰川融化，但現在冰川融水補給加大，使河流徑流量增加，青藏高原的一些草場被淹沒了。在那裡，很多河流是內流河，其末端的湖邊往往是主要的冬春草常青藏高原本來就缺乏冬春草場，這樣一來更會遭致破壞，加劇牲畜冬瘦、春死。青藏高原凍土的融化問題也值得警惕。修建青藏鐵路時，采取了特殊措施，但原有橋梁、道路、房屋、管網等基礎設施仍然面臨危險，可能帶來地面的塌陷和沉降。最近幾年，由水利部、中國科學院以及中國工程院三家聯合開展的中國水土流失與生態安全綜合科學考察，也是地學領域的一件大事，類似的綜合考察在我國已經有一二十年沒有作了。孫鴻烈說，幾十年來，部分地區水土流失有加劇趨勢，原因在於人類對於自然的開發程度在加強，或過於追求經濟的增長而忽略了環境保護。過去對畜牧業的發展強調存欄量指標，即家畜總量有多少，這往往是以破壞草場為代價的。北方草地退化，原因在於過牧。禾本科草生長不上來，雜草趁虛而入，導致草的質量也在下降。“國家要想辦法關注人工草場的研究和建設，尤其是冬春草場的建設。”孫鴻烈表示。“從地學的幾件大事來看，不管是汶川地震、冰雪災害、冰川變化，還是水土流失，都提出了加強研究的需求。退牧還草、退耕還林、天然林保護工程等也是從教訓中得出的很有成效的政策舉措。”孫鴻烈說。在地學領域，還有一個非常突出和緊迫的問題——水問題，這也是學界在廣泛關注的問題。中國科學院院士工作局正在開展由孫鴻烈牽頭的水問題咨詢調研工作，其中包括諸如氣候變化對水資源的影響與適應對策等課題。孫樞：固體地球科學研究占世界一席之地在回顧我國固體地球科學——包括地質學、地球化學和地球物理學的進展時，孫樞說：“在理論研究和應用方面都取得了可喜的成績，國際地位和影響顯著提高，許多優秀青年人才脫穎而出。”作為基礎研究而言，國際引文索引（SCI）是一個可以采用的參考系，從整個地學來看，1998年至2008年我國地學論文總引次數在國際排名是第八位，篇均被引次數5.54次，盡管同國際上仍有差距，但在我國基礎科學中仍然算得上是較好的。孫樞認為，這些年來我國固體地球科學在創新中前進，多年前提出的在世界占一席之地的目標已經實現，若干學科領域已經走到國際前沿，有些甚至已成為國際領先領域或國際熱點研究群體的重要成員。比如在國際上統計的約2000名論文引用率最多的地學家中，兩年多以前，我國固體地球科學家不到20人，而目前已接近40人。這種統計是滾動進行的，目前進入前1000名的已有19人，占2%。這個2%來之不易，十分可喜。在2%之外，還有一批引用率相對較高的科學家。另有一些領域和科學家不宜單純用引用率來衡量，已在國際上有相當或重要影響，這些都是我國固體地球科學發展到現代水平的一些標志。據孫樞介紹，我國這些高引用率的固體地球科學家分布在下列領域，例如黃土—古氣候—古季風、超高壓變質—大陸深俯衝、古地磁—地球深部過程、華北—華南岩石圈演化與減雹海洋地質—大洋鑽探以及古生物學研究等。上述領域涉及到花崗岩、變質岩、沉積、構造地質、板塊構造、地球化學、同位素分析、穩定同位素、古地磁學、大陸動力學以及深部地球物理等相關學科分支。研發，包括基礎研究、應用研究和試驗發展都取得了進步。在各國研發總經費中，包括政府投入和企業投入，應用研究和試驗發展通常占到80%以上額度，但人們也普遍承認，基礎研究是應用研究與試驗發展創新的源泉。現代社會享受到的各類新技術成果，都是應用相關基礎科學的原理逐步發展起來的。孫樞表示，從我國固體地球科學近些年來的進步來看，基礎研究帶動應用研究和試驗發展是很明顯的，僅以我國板塊構造研究為例，已經成為含油氣盆地和金屬礦產成礦帶分析研究的認識依據。孫樞認為，當務之急是要進一步加大基礎研究投入。目前有些有志於基礎研究的科學家，往往要拿上多個性質很不相同的項目，才能維持研究工作的正常開展，導致他們不能全身心地致力於基礎研究。“如果政府有足夠投入，一位科學家只要有1~2個或2~3個項目有足夠支持強度，就能保證其團隊和研究生正常地開展研究。從目前情況看，還應該提高基礎研究科學家的待遇，采取類似長江學者獎勵計劃的辦法，使之心神能專注於固體地球科學的重大基礎理論研究。從整體研發隊伍而言，從事基礎科學研究的科學家人數不是一個很大的數字，固體地球科學家也是如此，穩住這一頭，對國家大有裨益。”“我們要珍惜目前在基礎研究方面已經作出突出成績的這批人才。”孫樞強調。孫樞還概述了固體地球科學應用研究和開發工作的重點和發展趨勢，總體上，很多都是社會公眾關注，並希望能夠解決的社會焦點問題：包括化石能源和礦產資源的發現、勘察和開發；地下水資源勘察、開發和保護，諸如開采地下水誘發的地面沉降的控制技術，地下水污染的防治技術等；地質災害的預測與減輕，諸如活動構造與地震關系的研究，大城市和人口密集地區地質災害風險評估和減災對策等；工程建設與工程規劃的地質基礎和安全性研究，諸如重大工程設施在地震發生條件下的穩定性等；環境保護與環境優化，諸如氣候變暖誘發的海平面上升對中國沿海地區的影響，包括核廢料在內的固體廢棄物處置的原理和技術等；發展地質工程和技術，諸如工業排放二氧化碳的地下儲藏原理和技術等。吳國雄：大氣科學走向和亟待改革的科研評價體系“大氣科學最近很活躍。”吳國雄介紹。2005年以來，吳國雄在世界氣候研究計劃（WCRP）任常委，而WCRP為聯合國政府間氣候變化委員會（IPCC）提供科學基矗WCRP有4個核心研究計劃：氣候變化和可預報性研究、全球能量與水循環試驗、冰雪圈和氣候、平流層過程及其在氣候中的作用。“國際上，從原來基礎性的4個獨立進行的核心研究計劃，逐漸進入相互協調和交叉，就是要把過去4個核心計劃所作的全球海氣、陸氣等變成一個總的系統來研究。”吳國雄介紹。根據這樣的COPES目標，在2007年於坦桑尼亞舉行的第28屆WCRP會議中，IPCC確定了幾個交叉研究項目作為未來若干年的研究目標：人類活動對氣候變化的影響；大氣化學與氣候；季風研究；季度氣候預測。另外，全球變暖導致的海平面上升也是一個緊迫問題。“海平面上升在未來是個交叉課題。印尼現在很緊張，有的島嶼開始慢慢被海水淹沒了。中國沿海的大面積地區也不能排除這種危險。”吳國雄說。極端氣候事件也是關注的熱點問題，諸如2008年初的中國雨雪冰凍事件，夏季暴雨，持續干旱，超強台風的活動等。在國內，吳國雄參與的“973”基礎研究計劃“十二五”戰略規劃的資源環境領域，已經確定了兩個綜合性題目：“海陸氣相互作用與東亞季風的季度—年際預測理論”和“中國典型陸地、海洋生態系統—大氣碳、氮氣體交換規律與調控理論研究”。其特點之一是強調交叉性、綜合性。對於大氣科學，“十二五”規劃將關注3個方面：天氣，氣候，過程和模式發展。關於天氣，主要是我國的高影響天氣發生發展的規律、機制和預測問題。提出的研究方向是：在我國影響很大的暴雨；中小尺度的極端天氣事件，諸如災難性的冰暴、台風、冬季寒潮低溫冰雪災害；台風形成路徑和強度變異。關於氣候，主要是我國氣候的多尺度變化特征及其檢測、預測和預估問題。在綜合性題目之外，他們又提出兩個研究方向：東亞旱澇氣候多尺度的變化特征和機理，諸如不同緯度、不同時間尺度的相互作用等；以及東亞地區氣候變化的監測和預測的基礎科學問題。監測問題很復雜，比如降水監測，現在主要是根據固定氣像站和衛星遙感，而對很多高原、山區的情況了解很不夠。關於影響氣候的生物—物理—化學過程和模式發展包含4點：平流層過程在東亞氣候中的作用；氣溶膠和雲輻射的相互作用及天氣、氣候效應，這一點是國際前沿，因為氣溶膠最大的不確定性是，不清楚它到底是增溫還是降溫；地球氣候系統的模擬和模式發展，這一點也很重要，因為世界上各國的模式一用於對東亞的模擬和預測就十分不盡如人意。這是因為一方面在於東亞海陸氣過程很復雜，另外，若干年來，東亞地區國家所作的陸面、海洋的觀測和試驗都很少，相比而言，歐美在大西洋、東太平洋已經進行大量試驗，對其物理過程了解得非常好，預測模擬也較好。雷電的存在機理及預警預報系統，雷電造成的損失很大，目前這也是薄弱環節。“地球科學在21世紀的目標就是上天、下海、入地，目的是希望中國從一個地學大國向地學強國邁進。其中最重要的一點是，首先我們要了解這個過程是什麼，要觀測，揭示很多事實，在此基礎上，才可以來改進我們的模式，這種工作是別人代替不了的。”吳國雄表示。 “未來在發展大氣科學、資源環境科學、固體地球科學以及基礎理論研究等方面所要面對的最大問題是體制的障礙。”吳國雄說：“從上到下，大家呼聲也很高，體制改革迫在眉睫，體制的內涵之一就是評估機制，我們最近正在呼吁寫一個建議書上報。”SCI本來是很好的系統，但中國用到了極致，似乎越定量化越好，實際上，很多時候科學是不能定量化的。“比如，費馬大定理的解答，他7年沒有寫文章，一旦做出來，就解決了數論中一個難題。但如果按我們的業績評價體系，他可能就要下崗了。”吳國雄認為評價體系要寬容科學研究的一些特點，不能急功近利，特別不能鼓勵浮躁。現在浮躁是中國基礎研究的最大障礙，浮躁來自很多部門、領導、個人要趕著出政績。同時，各單位總是強調本單位的知識產權，這仍在擴大我們原來就有的本位主義“小作坊”。“科學，特別是地學，要強調大聯合，‘小作坊’對付不了‘大生產’，中國的地學研究要走‘大生產’這條道路，首先就要把‘小作坊’這個系統改造過來。改造過程中，評價體系特別重要，因為它起導向作用，要采取比較寬容、比較客觀的穩扎穩打的方式，不是說三四年就能一步登天，拔苗助長造成的損害非常嚴重。”吳國雄表示，中國改革開放30年的科學研究確實有很大提高，但是也要注意，國際上的進步也非常快，我們在某些方面差距縮小了，在某些方面，不注意的話，差距還會拉大，而導向和體制在其中起了非常重要的作用。