【学科前瞻三十年】顾兆林:聚焦地球关键带科学与技术 实现人居学科群跨越式发展

2018-06-04   总浏览:

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人类历史上从没有像今天这样面对复杂的人居环境问题,如土壤污染、大气污染、水污染、工程安全、生态安全等等,都与人居学科息息相关。一流大学需要一流学科,一流学科需要一流的前沿科学研究。应当充分认识当前人居环境学科发展的重要历史机遇,做好学科规划部署,从而实现人居学科群的跨越式发展。开展地球关键带科学研究,就是人居学院进一步深化学科布局,瞄准重大前沿领域提出的未来三十年重点发展方向。

地球关键带科学是国际上刚刚兴起的前沿热点领域。地球关键带是近地表陆地生态系统的简称,即“地表岩石—土壤—生物—水—大气”相互作用带被称为地球关键带。关键带的科学研究涉及到大量基础科学问题,包括地球环境科学、水文学、生态学、土壤学、土木工程、大气化学等,这也是人居环境领域所面对的共同问题。人居学院设有建筑学、土木工程、建筑环境与能源应用工程、环境科学4个专业,可以有力支持地球关键带科学研究体系,有利于产生重大理论突破,抢占国际学科前沿。

关键带之关键地层单元是土壤。土壤是保障地球生态系统结构和功能的核心。从早期的农业文明到现在的快速城市化,人类对土壤的开发和利用不断强化并在全球扩散。一方面,土壤是工程建设的重要载体,如土地开发、地质灾害、工程扰动、水土流失以及土壤作为基础工程和边坡工程的物质载体;同时土壤也是水的储藏室、植被生态系统的物质来源和生命基础。因此,在大量调研的基础上,我们将地球关键带研究从基础科学拓展到技术应用领域,具有创新性和理念突破。不仅开展地球关键带基础科学问题的研究,还将开展工程技术研究,通过技术进步,缓解和调和人类工程活动对地球环境造成的不利影响。

关键带对人居环境建设与可持续发展具有绝对支撑作用。但是我们对它基础的了解却远远不够,未来我们需要对关键带研究,观测和定量描述关键带发生的一系列耦合过程,并且建立描述关键带的一些物质循环类型模式,通过对关键带的研究,获取大量的关键带基础的信息,建立一个丰富的数据系统,更定量、更科学地描述地表关键带的一系列过程。对陆地生态系统过程的这种跨学科、多尺度的研究,最好是通过关键带观测实验站来完成。因此,我们将利用中国西部科技创新港平台,开展“地球关键带科学与工程综合野外观测实验站”建设。

“扎根西部,服务国家,世界一流”。首先要立足西北、立足陕西,学科建设切实支撑区域经济社会发展。黄土高原记录着大约240万年以来全球自然环境和气候变化以及地表灾害演化的丰富信息。黄土高原面积达40多万km2,占1/20的国土面积,拥有1/5的全国耕地面积,居住着全国1/6的人口。但黄土高原是世界上水土流失最为严重和生态环境最脆弱的地区之一,每年全国有1/3的地质灾害发生在这一地区,特别是近些年由于人类工程活动规模逐渐增大,黄土重大灾害暴发频率急剧增加,给黄土高原人居环境带来严重威胁,危及着高速铁路、公路和输油、输气、输水等长输生命线工程以及水利设施的安全运营。瞄准黄土高原,开展地球关键带科学与技术研究,是基于人居学科特色,实践“扎根西部,服务国家,世界一流”的具体体现。

西安所处的关中盆地,是开展地球关键带科学与技术研究的天然试验场。关中盆地是由河流冲积和黄土堆积形成的,是陕西自然条件最好的地区。从城市群上来说,关中地区人口密集,地形特殊,是重要气候带,区内气候气象条件受地形影响明显;地质上来看,关中盆地夹持于陕北高原与秦岭山脉之间,为喜马拉雅运动时期形成的巨型断陷带,有一连串泉水和温泉出露,地热资源丰富;渭河平原形成后,不仅有黄土堆积其间,更重要的是渭河及其两侧支流携带大量泥沙填充淤积其中,第四纪松散沉积,最大厚度达7000余米,为研究古气候变迁提供了条件。因此,西安交通大学开展关键带科学与技术研究,具有得天独厚的地理、地质和区位优势与条件。

未来三十年,是“西部大开发”和“一带一路”国家战略全面实施的三十年。而以人地关系,生态环境,土壤安全、水安全、城市安全、大气安全等为代表的地球关键带科学与技术,必将有力支撑上述国家战略的顺利实施。未来三十年,也是人居学院整合资源,聚焦地球关键带科学与技术研究,分步骤创建国内一流学科、世界一流学科的三十年。西安交大人居学院将依托中国西部科技创新港,聚焦地球关键带科学与技术研究,以“基层科研组织”为生态单元,进一步优化学科布局,围绕地球关键带科学与技术,力争取得若干具有重大影响的学术成果,形成若干特色鲜明的一流科研团队,从而实现人居学院学科群跨越式发展。

【学科前瞻三十年】顾兆林:聚焦地球关键带科学与技术 实现人居学科群跨越式发展

作者简介:

顾兆林,人居环境与建筑工程学院常务副院长,教育部跨世纪优秀人才。

邮箱:guzhaoln@mail.xjtu.edu.cn

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