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重磅丨“十三五”国家将重点支持这些地学项目研究!

近日,国家自然科学基金委员会发布《国家自然科学基金“十三五”发展规划》。“十三五”期间,国家自然科学基金制定了18 个学科未来五年的发展战略据介绍,基金委自1986年成立以来,科学基金投入总量从8000 万元增加至248亿元!

《规划》中,涉及到地学类的发展学科及领域包括:地球科学、资源与环境科学、空间科学、海洋科学、能源科学、工程科学六大学科发展布局,21个支持重点,以及这些学科之间相互交叉的六大优先发展领域,19个核心科学问题。


一、六大学科发展布局

《规划》设定了地球科学、资源与环境科学等六大学科未来五年的学科发展思路、发展目标、重点支持的研究问题,为地学学科研究构建顶层设计。


        

1、地球科学

支持重点

★矿产资源和化石能源形成机理研究

★地球环境演化与生命过程研究

★地球深部过程与动力学

★人类活动与地球环境相互作用机理与调控研究

★类地行星起源与演化研究

★典型地区圈层相互作用与资源环境效应研究

★全球环境变化与地球圈层相互作用研究

★天气、气候与大气环境过程、变化及其机制研究

★重大灾害形成机理及其减灾对策研究

★加强地球观测与信息提取的理论、技术和方法的研究

学科目标

未来五年,将以科学问题为导向,解决制约保障资源供应、保护生态环境、服务生态文明的重大地球科学问题;发挥区位优势,扩大优势学科,推进传统学科向纵深发展;加强学科交叉,强化新兴学科发展。

到2020 年,力争在克拉通岩石圈形成与演化过程、关键地质历史时期生命—环境协同演化、季风系统动力学、青藏高原地球动力学过程及天气气候效应、大气复合污染形成机制等领域,能够形成在国际上有影响力的研究团队,引领相关领域的国际趋势。


       

2、资源与环境科学


支持重点

★聚焦陆地表层系统多要素多尺度相互作用,理解水文过程、土壤过程和生态过程、区域气候过程及其耦合,转型期城市/区域人文— 资源— 环境过程与机理,空间对地观测系统等前沿方向

★扶持土地变化科学、数据集成模型方法等薄弱研究方向

★建立对环境综合观测及长期定位研究的稳定支持机制,促进学科稳定发展

学科目标

未来五年,将深入开展陆地表层系统单要素与子系统的时空运动特征与变化规律的探索;着力拓展多介质界面相互作用与过程、多系统耦合机理与过程、区域人类活动及其对全球变化的响应机制、关键带过程与功能等前沿与核心科学问题的研究;发展陆地表层系统动力学理论与系统模式和基于大数据的资源环境研究新范式;创新资源环境观测技术与科学数据共享。

到2020 年,培养造就一支强大的资源环境研究队伍;构建先进的研究平台,保持在区域地理环境研究、全球环境变化的区域响应模式、人地相互作用关系与机理、地学信息图谱与空间分析等学科的世界领先地位;显著提升在环境污染及其健康效应、土壤生物的生态功能与环境效应、地理空间数据挖掘与地学建模等学科领域的国际地位。


       

3、空间科学


支持重点

★ 日地空间环境和空间天气、空间与海洋大地测量理论、方法与技术及其地学应用等重大前沿问题

★ 重视与地球科学、大气科学等学科交叉研究

学科目标

未来五年,将继续保持我国的优势研究方向,加强空间探测基础性工作,不断开拓新的领域,促进学科交叉,鼓励国际合作。

到2020 年,有选择地开展重大科学问题的前沿探索,在北斗导航卫星的科学应用和地基探测的地球空间多圈层耦合研究方面获得创新性重大成果;着重空间探测与研究的基础建设和能力建设,初步形成以覆盖多个前沿学科领域的空间科学研究计划为标志的学科创新体系;培养一批有国际影响的领军人才,促进我国空间科学进入世界先进行列。


       

4、海洋科学


支持重点

★ 深海过程与圈层相互作用、深海大洋生态系统动力学、陆海相互作用以及海洋综合观测系统与科学实验

★ 加大扶持海洋技术科学等薄弱学科,加强对海洋观测、调查仪器设备的支持

★重视海洋科学与地球科学其他学科以及信息科学、环境科学、工程技术等领域的交叉与融合

学科目标

未来五年,将进一步促进我国的优势研究方向和具有一定规模的研究领域,同时培育我国涉足较少、但属于国际海洋科学研究前沿的发展方向和领域,并推进各分支学科的多学科和跨学科交叉研究。

到2020年,力争主要分支学科取得国际领先的基础研究成果和支撑国家重大需求的应用研究成果;全面提升我国海洋科学家的国际地位,形成3 个以上具有重要国际影响力的、高水平的科学家群体。


       

5、能源科学


支持重点

★ 重点支持可再生能源大规模利用等研究领域

学科目标

未来五年,将继续保持我国的优势领域,扶持相对薄弱的分支领域,鼓励和促进学科交叉与融合研究;深入研究能源高效洁净转化、新能源和可再生能源利用、维护国家能源安全及环境保护的能源相关基础理论与关键技术,推动我国能源学科整体发展达到国际先进水平,为我国经济社会可持续发展提供理论和技术支撑。

到2020 年,取得3~5 个具有国际引领水平的基础研究成果或支持国家能源可持续发展战略的应用成果,培养具有竞争国际知名奖项能力的青年科学家,形成3~5个由多位国际知名科学家组成的高水平研究群体。


       

6、工程科学


支持重点

★ 化石能源高效开发与灾害防控理论

★ 变化环境下水资源高效利用与生态水利

学科目标

未来五年,在继续支持我国具有优势或特色的研究方向基础上,积极推动协同创新研究;结合经济社会发展以及国防安全等方面的重大需求,瞄准国际前沿开展基础研究,并形成具有自主知识产权的核心技术;加强和促进工程科学与其他学科之间的交叉与融合,推动工程领域开展实质性的国际合作,尽快缩短我国与世界强国在工程科学领域基础研究的差距,在若干方向和技术领域实现与发达国家“并跑”。

到2020 年,形成若干个在国际上有重要影响力的研究团队或群体。



二、优先发展领域

《规划》还设定了地学学科与其他学科之间相互交叉发展的六个优先发展领域,并细化到19个主要研究方向与核心科学问题,统筹与协调重点学科领域的研究发展。


       

1、地球科学部优先发展领域


1.1  地球观测与信息提取的新理论、技术和方法

主要研究方向:地球物质物理化学性质和过程的实验技术; 地球深部探测和地表观测的理论和技术;微量、微区与高精度和高灵敏度实验分析技术; 地球系统基础信息采集和应用的理论与技术;深空、深地、深时、深海的探测理论与方法;地学大数据的同化、融合、共享和分析技术; 地球系统科学体系下的遥感定量化研究; 观测系统和多源数据融合; 地球系统科学数值计算与模拟技术。

1.2  地球深部过程与动力学

主要研究方向:地壳和地幔的结构、组成和状态;大陆岩石圈的形成、改造与演化;板块汇聚过程与造山带动力学;地球深部流体和挥发份;板块界面相互作用与俯冲带过程;地球深部过程与表层过程的耦合关系;早期地球的构造体制和组成;地震灾害孕育发生和成灾机理;大陆活动火山成因机理与灾害和环境效应。

1.3  地球环境演化与生命过程

主要研究方向:重要化石门类系统古生物学与生命之树;深时生物多样性演变与规律;生命起源与地球物质演化;高分辨率综合地层学与地时研究;地球微生物学及化学过程与环境演化;极端条件下的生命过程与地质环境;地质历史时期的重大环境事件与成因;人类起源与环境背景之间的共同演化;类地行星起源与演化。

1.4  矿产资源和化石能源形成机理

主要研究方向:地球深部资源和能源的赋存状态与勘察;板块汇聚、岩石圈再造与成矿作用;特殊元素分散富集与成矿作用;盆地动力学与成矿成藏作用;致密油气形成条件、富集区分布与勘探;地下水循环与可持续利用;成矿模型、成矿系统与成矿机理。

1.5  海洋过程及其资源、环境和气候效应

主要研究方向:多尺度海洋过程及其在气候系统中的作用;海洋生态系统与生物多样性;海洋生物地球化学过程与生态环境;东亚大陆边缘海形成演化与岛弧— 洋中脊系统;洋陆过渡带结构、构造与相互作用;南、北极环境变化与海洋过程,海洋多圈层相互作用过程和机理。

1.6  地表环境变化过程及其效应

主要研究方向:陆地表层系统的过程与机制;地表过程对环境变化的响应机制及其反馈;土壤过程及其生物地球化学循环;典型区域地表过程综合研究。

1.7  土、水资源演变与可持续利用

主要研究方向:土壤过程与演变;土壤质量与资源效应;流域水文过程及其生态效应;区域水循环与水资源的形成机制;区域水、土资源耦合与可持续利用;土壤生物的生态功能与环境效应;生态水文过程与生态服务。

1.8  地球关键带过程与功能

主要研究方向:关键带结构、形成与演化机制;关键带物质转化过程与相互作用;关键带的服务功能与可持续发展;关键带过程建模及系统模拟研究。

1.9  日地空间环境和空间天气

主要研究方向:空间天气科学前沿基本物理过程;日地系统空间天气耦合过程;空间天气对人类活动的影响的机理和对策研究空间与海洋大地测量理论、方法与技术及其地学应用。

1.10  全球环境变化与地球圈层相互作用

主要研究方向:全球变暖停滞的过程与机制;海气相互作用与亚洲气候环境变化;全球气候变化与水循环;生物地球化学循环与气候环境变化;新生代气候系统古增温及其影响;圈层相互作用和地球系统模拟。

1.11  人类活动对环境和灾害的影响

主要研究方向:工业、城镇固废弃物污染特征、交互作用规律与安全处置;大规模人类工程活动对环境影响和致灾机理;矿产资源利用的生态环境效应;滑坡、泥石流等地质灾害的演化机制、诱发因素与成灾机理;大气复合污染物形成过程中的人类影响;人类活动对区域和全球环境的影响;区域环境过程与调控;区域可持续发展;环境污染物的多介质界面过程、效应与调控;区域人类活动与资源环境耦合;城镇化与资源环境效应。


       

2、工程与材料科学部优先发展领域


2.1  化石能源高效开发与灾害防控理论

主要研究方向:实钻地层物化特性和岩石力学;油气藏开发,复杂工况管柱与管线,复杂油气工程相互作用及流动;开采条件下岩体本构关系,多相、多场耦合的多尺度变形破坏机理;极端条件下开采机器人化的信息融合与决策。

2.2  多种灾害作用下的结构全寿命整体可靠性设计理论

主要研究方向:多种灾害(地震、风灾、火灾、爆炸等)作用下的土木工程结构全寿命可靠性设计理论与方法;多种灾害作用危险性分析原理,工程结构时、空多尺度破坏规律,高性能结构体系与可恢复功能结构体系,防御多种灾害的结构整体可靠度设计理论与方法。

2.3  面向资源节约的绿色冶金过程工程科学

主要研究方向:外场强化下的资源转化机理和节能理论;多因素多组元固/液/气界面结构及界面反应;资源利用过程中的高效、低碳排放转化的共性科学问题。

2.4  重大库坝和海洋平台全寿命周期性能演变

主要研究方向:深部岩土破坏力学; 库坝和海洋平台多相多场耦合与性能演变及灾变风险; 库坝和海洋平台的实时监控与防灾减灾。


       

3、化学元素生物地球化学循环的微生物驱动机制


研究地球典型环境中如大洋、热液口等微生物群落及结构、生态学特征、功能类群丰度及时空变化规律,阐述微生物受温度、洋流等因素影响条件下各种过程如碳捕获与释放/反硝化等的调控机制,揭示微生物遗传和代谢多样性、关键元素的生物地球化学循环过程、耦合机理与驱动方式,有助于阐明微生物在地球重要元素(碳、氮、硫、磷等)的生物地球化学循环中的驱动机制。

核心科学问题:典型环境微生物群落结构与元素循环的关系;微生物物质代谢途径对元素循环的作用;微生物能量转化机制及其与元素循环的偶联;驱动元素循环关键微生物(群)的环境适应与响应机制。


       

4、地学大数据与地球系统知识发现


对地球科学领域的不同来源、不同获取方式、不同结构及不同格式的离散数据,开展结构化重建、关联分析、地学建模,将加速地学知识的融汇,深化对地球系统的认识和理解,可望引发地球科学研究方式的变革。

核心科学问题:三维空间分析与时空数据挖掘方法体系;地学大数据规则化重构;地学大数据关联分析与统计预测;快速、动态、精细全信息三维地学建模方法;三维地学空间数据结构模型;多维时空大数据组织、管理与动态索引;地学大数据计算理论、技术方法与知识发现;资源环境空间格局及其变化探测。


       

5、重大灾害形成机理及其减灾对策


核心科学问题:强震的孕育环境、发生机理及预测探索;大陆活动火山成因机理与灾害和环境效应;重大滑坡、泥石流等灾害事件的成灾机理;极端气象灾害形成机理;水旱与海洋灾害风险形成机理;重大工程活动及致灾机理;不同类型自然灾害的诱发、成灾和灾害链;人类活动与自然灾害的相互作用;重大灾害的监控预警与风险评估。


       

6、城市水系统生态安全保障关键基础科学问题


以城市水生态系统完整性保护和恢复为核心,深入研究污染控制、污水深度净化与再生利用、生态储存及水环境修复、城市水系统规划管理等基础理论问题,创建城市水系统生态安全保障和风险控制的理论和技术体系。

核心科学问题:水生态系统与水质水量变化的交互影响与调控机制;污染物共暴露过程对城市水体生物群落及敏感物种的危害机理;基于生态完整性的城市水环境健康安全与生态修复理论和方法;城市水系统多元循环的物质流、能量流变化规律与动力学模式;城市再生水生态储存与多尺度循环的风险控制原理与途径。


来源:中国国土资源报

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