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  随着科教兴国、人才强国和创新驱动发展战略深入实施,我国科技创新立法越来越重视对科学研究和发明创造进行专门奖励和普惠激励。科技奖励制度是政府、机构或社会组织依法确认发现权、发明权和科技成果权,保护发现者、发明者、科技成果创造者的人身权和财产权,对科技创新做出重要贡献的公民或组织予以奖励的法律规定和制度安排。《宪法》和《科学技术进步法》对科技奖励和创新激励有明确规范;《专利法》《商标法》《著作权法》《促进科技成果转化法》《科学技术普及法》《劳动法》《工会法》等相关法律也有相应规定。  12月18日,《国家科学技术奖励条例》施行20年后迎来第三次修改,将近年来科技奖励改革和实践成果上升为法规,进一步强化国家奖励的风向标作用。  一是打破部门垄断,强化提名责任。将过去主要由单位推荐改为专家、学者、相关部门和机构等均可提名,有利于扩大比对范围,激励杰出的科学家、创新团队和科技创新成就自然而然“脱颖而出”。未来将建立起“非干预性”被动奖励遴选机制,把奖励对象从繁琐的评比中解放出来,营造潜心致研的科研氛围。  二是大幅精简奖励数量,提升奖励质量。李克强总理指出,近年来,我国科学技术在多个领域取得突破,但必须看到,自然科学领域进步相对仍然不大,这已成为制约技术进步的瓶颈。“三大奖”从原来不超过400项削减至不超过300项,有利于提升国家科技奖励质量,鼓励出重大原创性成果,减少过程性奖励。  三是完善评审标准,突出价值导向。自然科学奖注重前瞻性、理论性,加大对数学等基础研究的激励,有利于引导全社会更加重视基础研究和应用基础研究。技术发明奖、科学技术进步奖注重创新性、效益性,强调与国家重大战略和发展需要紧密结合,有利于引导全社会更加重视增强国家技术实力和创新竞争力。  四是强化诚信要求,加大违纪惩戒力度。国家科技奖励代表着国家荣誉,必须好中选优。在科技活动中违反伦理道德或有科研不端行为的个人和组织,不得被提名或授奖,提名专家、机构和评审委员、候选者等违反相关纪律要求的,取消资格并记入科研诚信失信行为数据库,有利于营造“风清气正”的科研生态。  五是坚持评审活动公开、公平、公正。国家科技奖励制度是国家科技体制和国家功勋荣誉表彰制度的重要组成部分,体现国家的奖励标准和评价水平。对提名、评审和异议处理实行全程监督,完善相关法律制度,有利于实现程序正义和结果正义,确保获奖人选、奖励种类和等级经得起实践、历史和人民的检验。  中共十九届四中全会《决定》强调“知识、技术、管理、数据”作为生产要素,这对强化创新激励提出了更高要求。随着科学、技术、创新和发展之间的内在联系日益密切,针对不同阶段的规律特征和要素供给需求,要更多地用市场化、法治化手段普惠激励各类创新主体。从社会机制看,“科学规律的第一发现者”通过学术共同体认可方式获得激励;从市场机制看,“技术发明的第一创造者、创新产业的第一开拓者、创新理念的第一实践者”通过市场化收益或社会化应用方式获得激励;从政府机制看,政府科技奖励旨在通过奖赏和表彰杰出的科技人员、创新团队和科技创新成就,在全社会发挥增强创新自信、激励自主创新的示范作用。  要完善科技奖励和创新激励机制,就要从以下几方面努力:政府机制方面,要坚持政府科技奖励的荣誉性质,为社会科技奖励专业化发展留足空间,优化协同创新的体制机制。市场机制方面,要切实完善产权和知识产权制度,通过要素市场化配置机制实现普惠激励,提高创新驱动发展所有环节科技要素供给质量。社会机制方面,要弘扬科学精神和工匠精神,完善科技人才发现、培养、激励机制,完善科技评价和科技伦理内部治理体系。  (作者为中国科学院科技战略咨询研究院研究员)

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  联合国大会宣布2019年为国际化学元素周期表年,旨在纪念俄罗斯化学家门捷列夫在150年前发表元素周期表这一科学发展史上的重大成就。  世界万物是由什么最基本的物质构成的?这些最基本的物质又是怎样变成万物世界的?这是人类一直好奇并致力于破解的物质世界奥秘。150年前,门捷列夫发现了元素周期律并发表了元素周期表,成为打开物质世界奥秘之门的一把金钥匙。  元素周期表把构成万物的基本元素组成了一个相互联系的完整体系,简单、清晰却非常深刻地揭示出复杂物质世界的内在规律。它的出现,使化学研究实现从现象到本质的根本性飞跃,是化学作为一门科学的重要理论基石。从这个意义上说,元素周期表对于化学的重大意义,完全可以媲美于同时代的麦克斯韦方程对于物理学、达尔文进化论对于生物学的重大意义。  对元素的研究是近代化学最重要的内容,元素周期表无疑为预测和发现新元素指明了一条光明的道路。受限于当时的研究基础和条件,门捷列夫发表的元素周期表并不完善,最初只收录了氢、碳、金等63个元素,还留下一些空格。之后,科学家按图索骥,陆续发现了镓、钪、锗等新元素。20世纪初,镭、钋、锕等一批天然放射性元素的发现,成为化学发展最激动人心的一段历史。  目前,寻找新元素进入到人工合成放射性元素和超重元素的新阶段,元素家族成员不断扩大,现在已有118个元素。元素周期表也不断修订完善,填满了整整7个周期,几乎是门捷列夫时代的两倍。这方面的工作中国科学家也发挥了重要作用。中国科学院近代物理研究所合成出30余种新核素,精确测量了50余种短寿命原子核质量。  元素周期律作为化学研究中最重要、最基础的理论,科学指导了化学合成,极大推动了化工以及材料、健康、能源、农业等相关产业的发展。目前已有的化合物超过了1亿个,预计未来50年新化合物将超过6.5亿个。这些化合物成为我们衣、食、住、行等日常生活中不可或缺的重要物质基础,比如塑料、药物、化妆品等,极大地提高了我们生活、工作的质量,深刻影响了我们生活、工作的方式。  元素的研究有力支撑了生物学、天文学、物理学等多个学科的发展。微量元素是分析和监测生命体系中新陈代谢、健康状况的重要指标,元素光谱为探测宇宙天体提供了最关键的技术手段,元素丰度为宇宙大爆炸理论提供了最有力的证据。  化学作为最重要的基础学科之一,在门捷列夫发表元素周期表后相当长的一个时期,国际上还看不到中国化学家的身影。经过几代化学家的不懈努力,中国的化学研究与发展从无到有、从小到大,取得了长足进步。现在,我国化学基础研究和以化学为依托的化学工业迅速发展,在晶体材料、纳米材料、超导材料、催化材料等方面,取得了一批有重要影响的原创成果,高水平论文总量、高被引论文总数等都居世界前列,已经成为国际化学界的一支重要力量。  在过去350多年化学发展史上,门捷列夫的元素周期表开辟了化学研究的一个崭新时代,门捷列夫身上体现的科学精神为科学家和科学研究树立了一个标杆。  今天,我们纪念元素周期表发表150周年,就是要让更多的人始终能够认识到,科学是一项恒久的事业,重大科学创新都是几代人接续研究、不懈努力的结果,需要国家和社会的大力支持;就是要高度重视基础研究和原始创新,充分鼓励科学家始终保持一份好奇心,能够瞄准重大科学问题,执着专注不懈追求;就是要在社会公众中大力弘扬科学精神,传播科学知识,倡导科学文化,在全社会形成尊重科学、热爱科学、运用科学的良好氛围。  未来,对元素的探索不会止步,更多的奥秘仍然有待发现。元素周期表是否有边界、还会如何扩展,是否存在超重元素稳定岛,甚至宇宙中是否有反物质存在?元素是如何组成化合物,化合物又如何从分子组装成团簇、纳米颗粒直至宏观物质?这些问题需要全世界化学界共同努力,共同回答和解决。  未来,经济社会发展的各种重大需求和重大挑战,需要化学提供更好的解决方案。保障和提升人类生存和发展的质量,实现环境友好、绿色低碳的可持续发展,解决全球共同面临的气候、能源、环境和健康等重大问题,促进经济社会繁荣发展,化学还肩负重任,还有更加广阔的发展空间。中国化学家一定能为化学的未来发展作出更大的贡献。  (作者:白春礼,中国科学院院长、党组书记)

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  “当前,中国植物化学研究水平已从‘跟跑’成为‘并跑’,部分类群植物或类型天然产物已进入‘领跑’之列。同时,我国植物化学研究也遇到了很大挑战,学界希望发现新颖骨架、新结构的化合物及其生物功能,政府管理部门也期望科研人员能发现更多有潜在应用前景的先导化合物、研发出更多能防病治病的药物。”近日,中国科学院院士孙汉董对我国植物化学的研究现状作出了这一研判。  那么,在植物化学研究处于发展相对缓慢的阶段之际,我国植物化学科研工作者该如何认识与应对这一“瓶颈期”?  孙汉董说:“一定要有信心。要发现更多有开发应用前景的植物化学成分,必须与现代生物学、现代药理学以及各种组学等学科手段密切结合,把‘科学故事’讲清楚,并最终找到潜在的开发利用价值。”  事实上,全世界共有约30万种高等植物,历经200多年的努力,世界天然产物化学家也不过对其中5000~6000种植物的次生代谢产物进行了不同程度的探索。  “正是由于研究平台、方法与手段的不断创新,对每一种植物所含的次生代谢产物,我们都不能认为已经认识清楚了。也不是说经几类常规的药理模型筛选后没发现什么生物活性,就否认了这些化合物的价值。所发现的新类型、新骨架、新结构化合物越多越好,因此,推动天然产物化学的发展仍是我国科技工作者的责任和担当。”孙汉董指出。  与此同时,孙汉董提到,目前中国虽有庞大的天然产物化学研究队伍,每年产出大量研究论文,新药研发之路却举步维艰,原因何在?  孙汉董说:“若要将研究不断向前推进,首先必须有足够的样品,才能进一步开展临床前的药理、药代动力学等相关研究。但科研人员从几公斤甚至几十公斤植物样品中,往往只能获得毫克级、百毫克级或克级的样品,无法满足新药研发所需。再加上发现一个药物‘先导’的难度很大、当下相对滞后的晋职和考核标准,都会让新药研发之路较为艰难。”  为此,他建议在政府有关部门的支持下,有必要对我国各地疗效明确、有特色的道地药材集中力量进行深度研究,较充分认识这些药用植物的化学物质基础及生物功能,为进一步研发新药、阐释以其为原料的中成药的生物功能及临床疗效提供坚实的科学依据。  孙汉董表示,每一种道地或有地方特色药材的活性成分,大多并不只是某单一成分,而是几个或几类化合物通过“君臣佐使”发挥协同作用。  “目前只能在安全有效的基础上探讨配方之间的相互关系,并尽可能认识一些化学成分,在药理学上给出有关成分与其功效相符的科学数据而已。”孙汉董说。  最后,孙汉董建议,科研人员要逐步形成自己的特色,沉下心来,不断积累,根据自身的平台、资源和人才条件等决定相对长期的研究方向,没有必要都挤在一座“独木桥”上,应该选择多通道去探索、发展,呈现出中国植物化学特色和中国天然产物多样性,构筑精彩纷呈的发展格局。

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  中共十八大首次把生态文明建设纳入中国特色社会主义事业总体布局,标志着人类社会迈入生态文明时代。生态文明是人类在适应自然、利用自然、改造自然过程中遵循生态平衡这一自然法则,对自然资源取之有度,用之有节,达到人与自然、经济社会发展相互和谐的状态。  黄河是中华民族的母亲河,黄河流域是中华文明的重要发祥地,也是我国重要的生态屏障带。由于历史、自然条件等原因,黄河流域经济社会发展相对滞后,也是当前脱贫攻坚战的重要区域。2019年9月18日,习近平总书记在郑州主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会并发表重要讲话。习近平总书记站在实现中华民族伟大复兴和永续发展的战略高度,为黄河生态环境保护与高质量发展把脉开方。作者理解高质量发展是“既要绿水青山,也要金山银山”,在高质量保护生态环境的前提条件下,充分发展黄河流域经济,达到生态环境保护与经济社会发展互促互进、增效共赢,实现人与自然、经济社会的高度和谐。黄河自西向东流经青藏高原、黄土高原和华北平原的9个省区,气候条件、地貌地质条件、资源禀赋迥然不同。如何推进黄河流域生态文明建设,推动黄河流域高质量发展是科技界的重要任务。作者在学习习近平总书记重要讲话精神的基础上,结合科研工作,总结历史文献资料,剖析了黄河流域生态文明建设的成绩与问题。作者认为未来黄河流域生态文明建设必须具体问题具体分析,“望闻问切”,对症下药,精准施策。  1黄河源头水源涵养区着力“固本增元”  “问渠那得清如许?为有源头活水来。”没有源头水源涵养,就没有几千年来在几千公里奔流不息的滚滚黄河。黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山,流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南和山东九省区。三江源是黄河主要水源涵养区,被誉为中华水塔,黄河约60%的水来自兰州以上,因此,黄河上游水源涵养对黄河流域水资源可持续开发利用具有决定性的作用。但是,水源涵养区属于青藏高原气候系统,有冷暖之分,无四季之别,属于典型高寒生态系统,生态环境十分脆弱,从上世纪70年代开始,三江源地区生态系统开始持续退化。  (1)草原退化原因  ①受自然气候条件制约,三江源植被以高山草甸和草原为主,高原年积温偏低,牧草生长时间短且产量低。②由于过度放牧,2005年之前,夏秋季草地载畜量超载1.42倍,而冬春季超载2.5倍。③毒杂草蔓延,导致草原退化。草原毒杂草主要为菊科植物黄帚橐吾、细叶亚菊和南山蒿,川断续科的青海刺参,瑞香科的狼毒,等等。这些毒杂草具有极强的无性繁殖能力,毒杂草与牧草在生态关系上属于竞争关系,毒杂草在竞争营养资源过程中处于强势,另一方面,毒杂草牛羊不食,适者生存的自然法则导致毒杂草比例逐步扩大,需要更多营养维系其生长发育,从而形成恶性循环,导致土壤肥力下降,土壤退化。④高原啮齿类动物(鼠兔和鼢鼠)是导致草原退化的另一个罪魁祸首,鼠兔导致三江源自然保护区约50%的草原退化,如达日县高原鼠兔的平均数量高达374只/公顷。鼠害不仅消耗了大量的牧草,而且通过啃食、掘洞等活动破坏地表结构,加剧土壤退化与水土流失。据统计,2005年三江源自然保护区发生鼠害面积约644万公顷,占三江源自然保护区总面积的17%,占可利用草场面积的33%。  (2)草原退化与水源涵养能力  从上世纪70年代至2004年,三江源自然保护区约40%草地面积出现不同程度的退化,草地总面积减少了约1990平方公里,水体与湿地总面积净减少约375平方公里。草原退化严重降低了水源涵养能力,1995—2004年三江源自然保护区多年平均年水源涵养量为142亿立方米。为了保护黄河水源涵养区生态环境,2005年,国务院批准了《青海三江源自然保护区生态保护和建设总体规划》(以下简称《一期生态规划》),投资75亿元在三江源自然保护区开展生态保护。随着生态保护工程的实施,水源涵养量以19.35亿立方米/10年的趋势增加。至2012年,三江源自然保护区平均年水源涵养量为154亿立方米。2012年青海省兴海县唐乃亥水文站平均年径流量比2004年增加了36.9亿立方米,吉迈水文站比2004年增加了17.1亿立方米。目前,三江源自然保护区水源涵养能力约200亿立方米。与实施前相比(1988—2004年平均牧草产量为533公斤/公顷),2005—2013年草原产草量提高了30.31%,草地面积净增加124平方公里,湿地面积净增加约280平方公里,荒漠生态系统的面积净减少约490平方公里。  (3)未来仍需固本增元  由于土壤侵蚀和气候原因,草地生态系退化格局依然没有得到根本性扭转。物种多样性保护依然任重道远,部分生物及其种群数量呈现锐减趋势,受威胁的物种占比为15%~20%,高于世界平均水平(10%~15%)。近期,井梅秀研究了36.3万平方公里的三江源地区植被变化,三江源东部地区植被覆盖度高,西部地区植被覆盖度低。2017—2018年植被覆盖度下降明显的区域主要分布在玛多县西部、玛沁县东部、久治县、甘德县、斑马县、泽库县东北部、唐古拉山镇西部、达日县北部和南部。因此,这些退化严重区域仍需“固本增元”。  国家从政策、资金方面已经给予支持,从科学和管理上,需要加强研究牧草与载畜量的当量关系,为三江源生态保护提供智力支持。鼠害短期内需要通过人工干预方法维护生态平衡,长期来看则需要构建生物防治的技术体系(如增加鼠兔天敌等);加强人工优质牧草培育,在低洼地带人工高产优质牧草,减少草场压力,还草原休养生息机会,维持其可持续利用性。同时,适度培育藏药资源,适度开展旅游,延长畜牧业产业链条,促进区域经济发展。2014年1月8日,国家发展与改革委员会正式印发《青海三江源生态保护和建设二期工程规划》,规划期限为2013—2020年。该规划对进一步加强三江源地区湿地、河流湖泊、草原生态系统保护具有十分重要的战略意义,为三江源进一步“固本增元”提供了资金与政策保障。从黄河流域高质量发展战略来考虑,有必要规划《青海三江源生态保护和建设三期工程规划》。  2黄河干支流着力“活血化瘀”  中医上活血化瘀是指由于淤血导致人体出现了一些病症,如手麻等,用活血的药物,改善血液系统和神经系统,把淤血化开,达到脉络疏通的目的。在李白笔下,黄河“奔流到海不复回”,在王之涣笔下,“黄河入海流”,可是今日由于“淤血不通”,黄河“奔不到海”的情况曾经几度发生。而且,黄河流域水质污染日益加重。黄河生态环境保护需要按照习近平总书记指示精神,左右岸、干支流与上下游一体化治理,统筹山水林田湖草综合治理、系统治理、源头治理,不断提升黄河流域生态文明建设水平。  (1)水量问题  近年来,随着黄河流域社会经济的快速发展,黄河流域径流量日益减少。2013年黄河径流量减少32%~50%,2014年黄河出现罕见的全流域性干旱,2015年黄河干支流径流量为50年来的最低点,2016—2017年径流量保持低位运行,径流量减少削弱了干流对污染物的稀释能力。自三江源自然保护区《一期生态规划》工程实施以来,黄河上游水源涵养能力呈增加趋势,为黄河流域水资源生态安全作出了重要贡献。但黄河年径流量的下降趋势仍未得到根本性扭转。根据兰州水文站、三门峡站和花园口站观测数据计算,黄河兰州段径流基准量在255亿至445亿立方米(均值为356亿立方米)之间波动;三门峡段径流基准量在369亿至716亿立方米(均值为547亿立方米)之间波动;花园口段径流基准量在441亿至801亿立方米(均值为611亿立方米)之间波动。根据文献资料,兰州水文站、三门峡水文站以及花园口站观测数据,20世纪50年代以后黄河干流径流量在波动中下降,尤其是2000年以后。与基准流量相比,1999—2016年兰州站平均径流减少了21%,三门峡站平均径流减少了60%,花园口站平均径流减少了59.5%。  黄河全域人均水资源为530立方米,低于水资源困乏地区水资源标准(1000立方米/人)。且全域水资源利用较为粗放,工农业用水效率不高,水资源开发利用率高达80%,远超一般流域40%生态警戒线,这是干流径流量下降的主要原因。黄河上游流经我国地势第一和第二级阶梯交接带,形成了龙羊峡、刘家峡等许多峡谷,这些峡谷山高水长,河床狭窄,水流湍急,水能资源丰富。目前全流域已建大、中、小型水库3100余座,总库容580亿立方米,装机容量25千瓦以上水电站有15个;修建引水工程4500余处,提水工程2.9万处;黄河下游还兴建了向黄淮海平原地区供水的引黄涵闸94处。沿黄河流域对水资源进行了大规模的开发利用,有力推动了黄河流域经济社会发展。从黄河健康运行来考虑,整个流域需要“活血化瘀,舒经通络”,合理拦蓄水资源,提高水资源利用效率,维护下游的生态安全。  (2)水质问题  黄河流域流经我国一次性能源(煤炭与石油)主要生产与供给基地,尤其是中游流经晋陕蒙能源化工基地,煤炭产量占全国的70%。黄河是中国西北、黄淮海平原、华北平原的重要水源,承担着占全国15%耕地面积的灌溉任务(宁夏平原、河套平原、汾渭平原、华北平原)和12%人口供水任务。近30年来,排入黄河的废污水总量呈逐年递增趋势。从20世纪80年代初期的21.7亿吨,增加至90年代初期的42亿吨,2016年为43.37亿吨,2017年为44.94亿吨,废污水大量排放是黄河水污染的主要原因。  据1998年水质监测资料,黄河干流及主要支流可满足生活用水的河流长仅占29.2%,干流水质略好于支流,支流约62%的断面水质为劣五类。2003年干流超标河长竟达78.1%,污染最严重的河段集中在中游,主要超标指标为氨氮、化学需氧量、高锰酸盐等指数。与干流相比,支流污染指标显著增多。2002年出台了第一部治理黄河的行政法规《黄河近期重点治理开发规划》后,一系列政策法规陆续出台,有效促进了黄河流域的治理。但《2017中国生态环境状况公报》指出,与2016年相比,黄河干流Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ类水质断面比例分别下降0.7%、2.9%、4.3%,Ⅴ类和劣Ⅴ类水分别上升3.6%和2.2%;支流Ⅰ、Ⅱ类水质断面比例分别下降0.9%和1.8%,Ⅴ类和劣Ⅴ类水分别上升4.7%和2.9%,支流水质为中度污染。这些数据说明黄河治理是一项长期而艰巨的任务。  黄河污染表象在干流,根子在支流。源洁则流清,支流比干流污染严重且对干流水质影响很大。2018年对黄河兰州段以下的主要支流进行了研究(清水河、大黑河、窟野河、无定河、汾河、渭河、伊洛河、沁河、金堤河和大汶河),发现中下游大型支流汇入干流的水体是导致干流污染加重的重要原因之一,其中流经晋陕蒙能源化工基地的黄河一级支流中窟野河、无定河、汾河以及下游的金堤河和大汶河生态风险较大。分析水体环境微生物发现,金堤河细菌群落多样性和物种丰度均为最大,病原微生物数量大,健康风险不容忽视。另外,农业面源污染也是黄河污染的一个重要原因。黄河下游兴建了向黄淮海平原地区供水的引黄涵闸94处;引黄灌溉面积由1950年的80万公顷,发展到目前的750万公顷。黄河流域的几大灌区(如华北平原,河套平原)是中国粮食产区,是保障中国乃至世界粮食安全的重要区域。近期研究发现灌区土壤中重金属浓度与黄河水中重金属有显著相关性。全域农业实施滴灌技术与测土施肥,推进精准农业,避免漫灌造成水资源浪费和过度施肥造成面源污染势在必行。  微生物作为水生生态环境的重要组成部分,其种类和数量影响着水质的优劣,水质好坏也影响微生物的群落结构。水中存在大量的污染物会促进病微生物繁殖,增加其种群丰度,给人类与动物带来直接或间接的健康风险。建议环境监测把微生物相关指数作为必检指标。  (3)泥沙问题  黄河中游穿越黄土高原,左右岸是风成堆积而成的疏松黄土。由于土质疏松多孔,易于侵蚀,因此黄土高原水土流失一直是全球最为严重区域之一。新中国建立初期,为了根治黄河水患,中央政府相关部门先后在20世纪50年代和80年代组织专家对黄河流域进行了大规模的综合考察,摸清了黄河泥沙表象在黄河,根子在黄土高原。为此,制定了黄土高原土壤侵蚀治理的分区治理方案,为黄土高原水土流失综合治理提供了科学依据,也有效减少了入黄泥沙。20世纪50年代至今,黄土高原水土流失治理经历了坡面治理、沟坡联合治理、小流域综合治理和退耕还林还草等四个阶段,取得了举世瞩目的成效。其中,20世纪50年代至60年代中期治理主要对象为黄土坡面,这一时期黄河泥沙量没有明显减少,年入黄泥沙量约为15亿吨。20世纪60年代中期至70年代末期为沟坡联合治理阶段,这一阶段水土流失治理措施注重治沟和治坡相结合。20世纪70年代,黄河泥沙出现减少趋势,年入黄泥沙量大约为13亿吨。20世纪70年代末期至90年代为小流域综合治理阶段,探讨小流域水土流失综合治理模式,以农业生态系统功能提升和植被建设为重点,以提高区域生态效益、经济效益和社会可持续发展水平。这一阶段黄河泥沙量持续下降,年入黄泥沙量减至约8亿吨。2000年至今为退耕还林还草治理阶段,植被从1999年的31.6%增加至2017年的约65%,有效控制了黄土高原水土流失,入黄泥沙减少至2亿吨左右。未来黄土高原退耕还林草工程需要进一步优化和调整结构,巩固现有成绩,同时,须维持一定泥沙量,保障黄河三角洲海岸带生态安全。  3黄河三角洲着力“预防感染”  (1)海水侵蚀问题  “黄河之水天上来,奔流到海不复回。”新中国成立初期,黄河水携带着16亿吨泥沙奔流至东营与渤海激情交汇,在渤海凹陷处沉积形成冲积平原(东经117°31~119°18,北纬36°55~38°16之间)。20世纪60至90年代,黄河水携带泥沙进入三角洲,每年新增淤地约1230公顷,为该地区提供了丰富的后备土地资源。但是黄河水携带大量泥沙,也导致下游形成800多公里地上悬河,水灾隐患极大。为此,毛泽东主席提出“要把黄河的事情办好”的要求。可是近年来黄河水沙减少,黄河三角洲被海水不断“感染”。根据利津站水文统计数据,1998—2016年河口面积减少约41平方公里,年均蚀退2.53平方公里,其中刁口河故道区域累计蚀退超过10公里,侵蚀导致退化面积超过200平方公里。  (2)环境污染问题  黄河三角洲是世界上最年轻的湿地生态系统(主要为河滩地、河流故道、决口淤积地区、洼地与背河洼、冲积岛等),黄河三角洲蕴含着大量的油气资源,已探明东营市石油地质储量约55亿吨,地下卤水资源量约58亿立方米,页岩油资源量约1545亿吨,砖瓦黏土资源量约28万立方米。在石油资源开采、运输和加工过程中,由于化石燃料的不完全燃烧,大量的持久性有机污染物进入环境中,并在不同环境介质中传递富集,造成盐渍化土壤被石油污染,从而导致生态系统结构破坏、功能衰退、生物多样性减少、生物生产力下降以及土壤地力衰退等环境问题。另外,据报道,自然保护区存在不同程度的重金属污染问题。例如,2017年研究表明黄河三角洲自然保护区重金属元素(Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni、As、Hg)空间分布呈现实验区>缓冲区>核心区趋势。  (3)外来物种入侵问题  黄河三角洲天然和人工湿地分别占全国湿地总面积的68.4%和31.6%。黄河三角洲国家级自然保护区总面积约15.3万公顷,其中核心区7.9万公顷,缓冲区1.1万公顷,实验区6.3万公顷。黄河三角洲自然保护区为动植物提供了良好的栖息环境。据统计,黄河三角洲分布各种野生动物达1524种,其中,海洋性水生动物418种,淡水鱼类108种,植物393种,野生鸟类368种,其中38种数量超过全球1%,是全球候鸟迁徙的重要栖息地。但1998—2016年湿地植被净初级生产力总量呈下降趋势,其原因除了气候和土地盐碱化之外,外来物种互花米草入侵(类似人体的萨斯病毒感染)也是导致湿地退化的主要原因。互花米草1990年开始“感染”黄河三角洲,2012年后在自然保护区内爆炸式蔓延,截至2018年已超过4400平方公里。互花米草具有强大的无性繁殖能力,使得盐地碱蓬、海草床生境逐渐被侵占,鸟类觅食、栖息生境逐渐减少或丧失,造成鸟类种数减少、多样性降低,滩涂底栖动物密度降低了60%,导致湿地生物群落组成和结构发生变化。  习近平总书记指出“重在保护,要在治理”。目前黄河三角洲主要有三个“病”(海水倒灌、环境污染与互花米草入侵)需要治疗。山东省积极贯彻落实习近平总书记指示精神,决定在2020年彻底把油田等生产企业与设施退出黄河三角洲国家级自然保护区的核心区,避免黄河三角洲继续遭受重金属与持久性有机污染物污染,让生态系统进行自然修复,自我完善。其次,也需要遏制入侵生物互花米草恶性蔓延,促进河流生态系统健康,改善滩涂生物栖息地质量;加强河口海岸带治理和修复,预防海水侵蚀。  4生态环境保护对策建议  黄河是中华民族的母亲河,黄河流域是中国古代政治文化中心和中华文明的发祥地。“君不见黄河之水天上来,奔流到海不复回”,现如今“天上”生态系统退化没有得到彻底遏制,水源涵养能力有待进一步提升;干支流从上到下逐级接纳“污染”,导致水质下降。全域水资源利用较为粗放,工农业用水效率不高,水资源开发利用率高达80%,远超一般流域40%生态警戒线,导致李白笔下的“奔流到海”曾经几度断流,进而导致黄河三角洲海岸线不断被海水侵蚀,海岸线萎缩。为此提出如下几点建议。  (1)重新调整黄河水资源分配方案  1987年黄河径流低于正常区间值,黄河水利委员会对黄河流域用水进行了统筹分配(以下简称“87分水方案”)。“87分水方案”实施32年来,为黄河可持续发展提供了制度保障。但是,随着黄河流域用水结构的改变与径流量的持续下降,急需重新分配水资源。与“87分水方案”相比,近10年用水总量平均值甘肃超额46%,宁夏超额86%,内蒙古超额71%,陕西超额65%,山西、河南、山东分别超额4%、26%和24%。用水量严重超标一方面说明这些区域经济社会发展迅速,需要追加用水指标,另一方面也许是水资源利用效率低造成。“87分水方案”仅仅考虑了工业用水和农业用水,因此,未来黄河水资源分配不但要考虑工业、农业用水,还需考虑生态、生活以及地下水资源的分配。  (2)建立水权交易制度  黄河流域四分之三的面积地处干旱半干旱地区,水资源本底条件比较差,工业、农业、生活及生态建设对黄河水资源依赖性极大。目前全流域对水资源需求量过大,有必要在省与省之间、省内各企业之间、农业罐区之间进行水权交易,从而遏制浪费,以达到节约水资源的目的。  (3)出台黄河流域“多规合一”中长期高质量发展规划  建议国家组织专家对75万平方公里的黄河流域作综合考察,全面摸清全流域生态环境保护、工业、农业、文化旅游、经济社会发展现状与禀赋,在考察的基础上尽快制定黄河流域“多规合一”中长期高质量发展规划,系统布局工业、农业、生态、生活、旅游、文化等“一揽子”规划。“多规合一”规划出台后流域各省按照总体规划抓落实,市县严格按照规划抓执行,为节水减排、生态保护与高质量发展提供根本保障。  (4)实施“黄河文化一线牵”计划  目前沿黄公路基本开通,把黄河文化和红色文化统一规划,避免各地为了争夺旅游资源而相互拆台、争抢“祖先”的闹剧再次发生,维护中华民族在国际上的形象,筑牢中华五千年优秀文化根基。  (本文受国家重点研发项目资助No.2017YFD0800500;作者陈怡平系中国科学院地球环境研究所研究员,陕西省政协常委,人口资源环境委员会副主任,九三学社陕西省委副主委;傅伯杰系中国科学院院士,中国科学院生态环境研究中心研究员)

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位于祁连山北麓中段的甘肃张掖肃南裕固族自治县的巴尔斯圣山。巴尔斯圣山有气势恢宏的冰川地质遗迹,被誉为“祁连山秘境”。王将摄/光明图片  9月25日,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)正式向全球发布《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》(以下简称“报告”)。报告指出,山地积雪、冰川和多年冻土在21世纪几乎都将呈现持续退缩状态。  报告指出,未来山地冰冻圈持续退缩将引起自然灾害发生频率、强度和影响范围的变化。未来冰川退缩和多年冻土融化将降低山坡稳定性并增加冰湖的数量和面积,从而导致滑坡和洪水事件的发生。在高海拔区域,春季和秋季的雨雪混合型洪水发生频率将显著增加,而在低海拔区域发生频率将减小。  未来,以冰川和积雪补给为主的河流径流量变化将对区域农业、水电和水质产生负面影响。冬季径流将显著增加,春季融水峰值将明显提前,夏季径流将会呈减少趋势。毋庸置疑的是,在21世纪末大多数区域的冰川径流将会在达到峰值之后持续减少,径流减少将降低对区域农业的灌溉能力,水力发电也会受到冰雪融水量和季节性变化的影响。未来冰冻圈要素释放的重金属(例如汞)以及其他污染物也会影响淡水生物群、生活用水和灌溉水质。  未来,冰冻圈变化对高山生态系统的影响将持续并显著加剧。高山区将成为更好的生物栖息地,为低地生物开辟新的生存环境,同时将导致高山区人口减少。对于适应了冷水环境的生物物种而言,山地冰冻圈退缩将增加物种灭绝的风险。对于没有基因可塑性或行为改变能力的物种,冰冻圈变化将继续对特有的原生物种产生不利影响。  因此,需采取适当的保护和适应措施维持物种生存。高山生态系统的变化将会改变生态服务功能,引起大量自然扰动(例如火灾和坡地侵蚀),从而影响人类生存。总之,山地冰冻圈的变化将随当地生物多样性的增加而改变淡水群落,某些物种范围的缩小和灭绝将导致区域生物多样性的减少。  未来,山地冰冻圈变化将会对文化资产带来不利影响,例如联合国教科文组织世界遗产地名录中被冰雪覆盖的山峰及其衍生的旅游、娱乐和文化活动等。随着未来冰冻圈的萎缩,以雪景旅游为主的地区将会因积雪期缩短而造成冰雪旅游产品消费收入的损失。相比于工业化之前,目前应对全球温升1.5℃的适应策略(例如,用人工造雪支撑滑雪旅游业)在欧洲、北美洲以及日本的收效甚微,且投入运营成本增大,其效果在未来2℃温升的情况下也会进一步减小。亟须通过开展多样化的全年活动来发展旅游业以适应未来气候变化。  报告还提出了适应冰冻圈变化的应对策略:  一、加强山地冰冻圈资源的优化利用和综合管理。以山地冰冻圈核心功能——水资源供给为例,其变化同时影响到上游山区的水力发电、冰雪洪水灾害风险和中下游饮用水供给、工农业生产及生态系统维系等诸多方面。因此,需要同时考虑山地冰冻圈水资源的供给、需求和风险,提出山地冰冻圈水资源的综合适应策略,有效应对冰冻圈变化带来的影响。综合适应策略不仅需要各利益相关方共同参与和协同,同时也需要政府部门提供财政和公共资源支持,使其得以成功实施。  二、有效的治理是降低山地冰冻圈变化所引起的灾害风险的关键推动力。应对山地冰冻圈变化的灾害风险需要同时考虑暴露度和脆弱性两方面因素,这两个因素威胁着群落的恢复力和可持续发展。减少灾损,应从灾害类型、暴露度和脆弱性等角度制定不同的应对策略和措施。同时,结合过去所受影响的相关经历补充科学知识,预测未来风险。  三、国际合作和公约(条约)有利于应对与气候相关的冰冻圈变化风险,促进可持续发展。为了有效应对全球变化,一系列国际公约(条约)已经被制定,包括联合国可持续发展目标、仙台减灾框架、《巴黎协定》等。在一些跨境山区,也制定了相关协定以实现跨境水资源分配、生物多样性保护等。然而,目前这些公约(条约)还缺乏对山地冰冻圈的考虑,条约的约束性也相对松散。因此,需要进一步加强国际合作,共同应对山地冰冻圈变化的潜在影响和风险,使山地冰冻圈更好地服务于人类福祉和社会经济绿色可持续发展目标。  (作者:康世昌,系中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室主任、中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心研究员)

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  今年是孔子诞辰2570周年。日前,国际儒学联合会在北京举行纪念会,国家副主席王岐山出席并致词,他表示,新中国70年的辉煌成就,凝结着当代中国人民的辛勤和汗水,也凝结着中华文明的智慧和精华。  “共和国勋章”获得者屠呦呦关于青篙素的研究,正是从东晋葛洪《肘后备急方》“青蒿方”所载“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”中,启发了新的研究思路,通过改用低沸点溶剂的提取方法,富集了青蒿的抗疟组分,最终发现了青蒿素,应用于世界特别是非洲地区,挽救了数百万疟疾患者的生命。  有着“人民科学家”荣誉称号的吴文俊关于数学机械化思想方法的研究,受启发于《隋书·律历志》的记载:祖冲之领先世界千年之久的圆周率π值源于刘徽《九章算术注》“割圆术”,“割之弥细,所失弥少;割之又割,以至于不可割,则与圆周合体而无所失矣”。  以上两个例子,说明儒学、中国传统文化对中国传统科学的发展是有积极影响并有现代意义的。中国传统科技基因,完全可以古为今用。  科学是理论化、系统化的知识体系,是人类对自然、社会和自身的本质和规律性的认识活动和实践活动,科学技术是第一生产力,科学思想是第一精神力量;科学还是一种文化,科学文化理所当然属于先进文化。假如说中国传统文化阻碍了中国古代科技的发展,那么,中国古代科学技术的辉煌成就从何得来?  事实上,中国传统文化早在2000多年前的春秋战国时期,已经有了百家争鸣、百花齐放的繁荣局面。儒学的开门祖师孔子,是开创“私学”的大教育家,他以“有教无类”和“因材施教”、培养“博学通才之士”为方针和目标,对学生进行礼、乐、书、数、御、射“六艺”教育。其中,数即数学,乐和声学有关,御和力学有关,射和机械有关。  儒家的“六艺”教育具体付诸教材,即古代经典中,如《易》,“易道广大,无所不包,旁及天文、地理、乐律、兵法、韵学、算术,以逮方外之炉火”;《诗经》中包含有大量虫鱼、鸟兽、草木,以及天文、地理、农业生产等知识;《礼记》中有农业与季节相关的知识;《考工记》则是有关手工业技术的专门著作。  中国古代科技教育,分为官办和民办两大部分。自秦汉以来的2000多年,官方兴办的科技教育,以天学、数学、医学和建筑、工艺为主,而地方官学主要实施医学和技术教育。如钦天监进行天文历算教学和实践,宋代著名的针灸铜人就是为医学生教学和考试用的。  孔子之孙孔伋(子思)的《中庸》:“博学之,审问之,慎思之,明辨之,笃行之。”学、问、思、辨、行,完全符合研究科学的方法和步骤,即获取信息、提出题目、逻辑推理、检验结果、躬身实践。  作为“孔子之言而曾子述之”的《大学》,有八目:格物、致知、诚意、正心、修身、齐家、治国、平天下。前四目指知识来源于实践,而又指导实践,“格物致知”为知之始,“诚意正心”为行之始,是为本;后四目是知行观的外推于家国和社会,是为末。  孟子曰:“天之高也,星辰之远也,苟求其故,千岁之日至(冬至、夏至)可坐而致也。”强调的是实事求是、实践出真知的科学精神和方法。  《论语》称:“子尽四:毋意,毋必,毋固,毋我。”这就是说,孔子在讨论题目时不主观,不武断,不固执,不唯我独尊。“当仁不让于师”,即吾爱吾师,吾更爱真理。这种科学精神是十分可贵的。  今年11月28日,我出席了中国国际交流协会在故宫举行的文明交流互鉴对话会议,中共中央对外联络部部长宋涛在开幕式致词中说到,制度是文明的精华。我是学数学、科学出身的,对此深以为然,数学最讲规律,科学最守制度。科学无国界,从古代四大文明古国到近现代亚非欧美,科技发展最能促进世界文明的交流互鉴。  中华文明上下五千年,中华民族创造了闻名于世的科技成就。在规律和制度方面,数学讲“规矩准绳”,天文讲“天行有常”,冶铸讲“合剂模范”,建筑讲“营造法式”……  中国传统科技在农业文明中领先于世界,也影响了世界,促进了世界科技文明的进步。  从汉唐到宋元,中国通过陆路和海上丝绸之路,通过阿拉伯地区,同西方有频繁的科技交流。据英国著名科学史家李约瑟研究,在中世纪1000年间,中国作为世界科技强国,有26项技术发明传到西方,对欧洲近代科技革命产生过积极影响。  习近平总书记指出:“历史经验表明,科技革命总是能够深刻改变世界发展格局。”近代欧洲16—17世纪的科学革命和18—19世纪的技术革命开启了人类社会的现代化历程,使世界农业文明走向工业文明,从蒸汽时代走向电力时代,20世纪现代新科技革命又迎来了信息时代。量子论、相对论的诞生,信息科学、生命科学的变革,以航空、电子技术、核能、基因重组、航天、计算机、互联网、人工智能等为里程碑的技术革命,让世界进入了空前繁荣的现代文明。  近代以后,由于国内外各种原因,我国屡次与科技革命失之交臂,明清以降,仍然在封建老路上蹒跚地爬行,在世界上大大落伍了。  明末清初和清末民初,中国的科学家和工程技术人员翻译西方科学著作,学习西方先进科学技术,进行引进、消化、吸收,促进了中国近代科技的发展。  新中国成立以来,特别是改革开放以来,经过不懈努力,我国科技发展取得了伟大成就。在标志性科技成就中,陆相成油理论、人工合成牛胰岛素、杂交水稻、青蒿素是有原始创新的,而“两弹一星”、载人航天、超级计算机、基因组研究,则是从国外引进、消化吸收后的再创新。  在近现代科技发展中,特别是工业文明后期,人与自然是对立的,人对大自然着重征服、索取,而不留意保护,结果遭到严厉报复,如资源匮乏、能源枯竭、环境污染、生态破坏、全球气候变暖、自然灾难频繁等。中国传统科技的核心是“格物致知”“天人合一”“经世致用”,中国古代的区域开发和经济发展,强调人与自然界的和谐发展、共生共荣,这对当代生态经济学、生态伦理学的发展有指导意义,有利于建设生态文明、促进社会可持续发展。因此,古今中外的科技发展促进了世界文明的交流互鉴,有利于构建地球生命共同体,进而构建人类命运共同体。  (作者系中科院自然科学史所研究员、中国科技馆原馆长)

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