jpsc 会议纪要 - 中加合作项目应对全球变暖增强中国的碳蓄积能力

主要内容1、环境学科的特点：问题导向、综合交叉、社会应用2、目前环境学科普遍缺乏自己的科学体系3、环境规划与管理抓住了环境主流问题4、人才培养的忌与倡5、今后部分研究方向及内容6、与本学科关系密切的学科1.环境学科的特点：问题导向、综合交叉、社会应用1.1复杂环境问题对环境学科提出了巨大科技需求我国已进入大范围生态退化和复合性环境污染的阶段！中国的经济快速增长，30多年来GDP增长的同时，生产安全事故频发，自然资源遭受不顾后果的掠夺式“大开发”。统计显示，我国1／3的国土已被酸雨污染，主要水系的2／5成为劣五类水，3亿多农村人口喝不到安全的水，4亿多城市居民呼吸着严重污染的空气，2500万人因此得上支气管炎和呼吸道癌症。而世界银行2011年发展报告列举的世界污染最严重的20个城市中，中国也占了15个。因此，从生态角度来说，中国环境形势严峻，按这种三高一低方式继续发展，未来的环境和资源无法支撑。治大国如烹小鲜，发展经济需统筹兼顾，迫切需要环境科学与技术给予支持与引导，改变经济发展方式，扭转生态环境的危机！环境污染问题的本质是由于人类的贪婪与无知，为满足部分人过度消费，与精神满足，借助技术的飞速发展，肆无忌惮的的发展GDP,以为就是发展经济，掠夺式地攫取、粗放式地使用资源、超量排放废物，缺乏有效管理与制约而造成的。必须从经济发展的源头、过程进行规划与管理，辅之末端治理，多还旧账，不欠、少欠新账。经济—环境的关系示意图人(社会)自然环境环境问题环境自然技术科学环境学社会科学自然科学环境人文社会科学环境体系框架环境学科的“问题导向型”使其具有复杂巨系统性与“跨学科特征”环境学科是一门问题导向性的科学，从环境问题到环境学科的形成与发展，环境学科体系的建设也应当遵循这一基本思路。同时，环境学科又是一门交叉科学，它需要广泛借鉴其他成熟的自然科学和社会科学的一些基本理念和研究方法，这是环境学科形成和发展自身特点之前必须经历的过程。1、基础自然科学（如生态学、地理学）2、基础人文社会科学（如经济学、社会学、伦理学）。环境学科的“独特性”环境系统工程学的“专业性”随着环境科学的发展，环境学科内容开始渐渐明晰，开始具备自身的一些特点，并朝着一门成熟科学的目标迈进。环境科学自身的核心内涵、基本规律、知识构架开始形成，环境科学作为一门独立的学科体系的明确必然成为现实。同时，学科横向扩展也是一个明显的过程，不同的学科分支和门类开始出现。目前，环境科学根据相关研究领域和内容的差异主要区分为环境自然科学、环境人文社会科学与环境交叉科学三大类别。环境交叉学科可取名为环境系统工程学，应该成为第三个二级学科！1、环境自然科学（如环境化学、环境物理学、环境地学、环境医学、环境生物学、环境工程学等）、2、环境人文社会科学（环境法学、环境哲学与环境伦理学、环境经济学）3、环境交叉学科---环境系统工程学（包含环境规划学、环境管理学、环境评价等）。常规尺度微观、宏观尺度末端治理清洁生产、循环经济传统技术高新技术、信息技术点源治理面源治理、环境修复、景观建设环境学科的发展视野模式技术工程环境学科发展1.2.以我国大气污染现状及问题为例东部经济发达地区形成三大城市群,大、中、小城市通过交通网、资源网和社会经济紧密相连发达国家经历了近百年的环境污染问题在三大城市群近三十年内集中爆发,各种污染相互耦合和叠加，形成区域性大气复合污染区域性光化学烟雾污染、酸雨污染、大气灰霾污染已成为制约社会经济发展的瓶颈。研究大气复合污染的形成机制和影响因素是当前重大的国家需求大气复合性污染光化学烟雾酸雨灰霾70年代燃煤SO2，TSP，PM1080年代燃煤＋扬尘SO2，TSP，PM1090年代燃煤＋扬尘＋机动车SO2，TSP，PM10NOx,VOC，O3,PM2.5上风向输送更高浓度的细粒子，O3输送,影响细粒子，O3通量天然源沉降SO2,NOx等HC、NOx人为源PM10、PM2.5大气复合污染机制的概念模型多种污染物多种污染类型叠加多种过程耦合多尺度污染（局地与区域）相互作用多种污染物综合控制一次污染大气氧化剂(O3,OH)hv细粒子(SO42-,NO3-)多相反应复合污染光化学烟雾酸雨灰霾关键污染物O3PM2.5二次污染主要大气化学成份与时间和空间尺度微尺度城市或局部尺度区域或中尺度全球尺度半球外混合时间半球内混合时间边界层混合时间局地－区域－全球相互作用大气污染与全球变化1.3.环境学科的基本科学问题概念界定：环境学科是研究人与环境相互作用及其调控的科学三大基本特征：问题导向型、综合交叉型、社会应用型主要研究任务探索全球范围内的环境演化规律；揭示人类活动同自然生态系统的相互作用关系；探索环境变化对地球生命及其支持系统的影响；揭示环境污染物在环境中的变迁及其对人体健康与生物的影响；研究环境污染治理技术与资源循环利用技术；探索人类与环境和谐共处的途径与方法。1.4.环境学科与其他学科的关系环境科学与工程管理学环境管理、环境政策城市与区域管理经济学环境经济、资源经济社会学人口与环境、社会发展法学环境法、国际法医学公共卫生学、临床医学工程学科环境工程（水、气、生态工程）能源科学与工程大气科学大气环境与大气物理化学分析化学、催化化学生命科学生物学、生态学地理学环境地理、人文地理、地球化学环境问题逐渐成为一个社会性问题，其他学科不断加大对环境问题的关注，环境科学应充分地汲取其他学科的营养而发展，发展的过程应该强调“独立性、完整性与包容性”。此处的“工程”具有广泛的、系统的意义，不限于一项目。2、环境规划与管理可形成严密的科学体系各个门类大多是借助其他学科的知识体系来研究环境问题，如环境化学，基本上是用化学的知识与体系研究与它相关的环境问题，其余类推。“把经济关进环境-社会的笼子里”，环境自然科学无能为力，环境人文科学涉及了，但缺乏定量的、科学的表述污染的危害程度，也匮乏工程控制方法。而环境的规划与管理可具体调控环境与经济的矛盾，（环境人文学科不做具体的调控），使各学科的真知灼见真正派上用场。其重要的综合作用在这里得到充分显示。二者的缺陷在此得到弥合！各分支都需要建立自己的方法学体系环境自然科学与纯自然科学与技术不同，它与人文学科高度交叉，与经济关系密切，不能脱离政治、经济的影响单独去设置纯技术课程。我国环境课程体系缺乏自己的独立品格。以环境工程专业为例，还没有从给排水、化学工程等传统专业的襁褓里完全解脱出来。其结果，是我国环境工程专业本科毕业生难以完全胜任环境保护工作对人才的要求，在人才招聘中与传统专业毕业生相比常常处于劣势。对于复杂系统，难以通过实验来研究，在计算机上模拟、仿真是重要的研究手段。将信息技术与环境工程密切结合;在有条件的学校可设置“仿真（环境数学）”、“优化（运筹学、数学规划应用）”“控制（处理流程调控、环境参数调控等）”等课程，加大相关软件的运用与实践训练。“环境咨询师”、“环境管理师”应该成为“环境工程师”之后的另外一个重要目标。环境工程专业的课程体系需要改革。2.1各学科可以建立系统科学方法论体系针对环境问题的复杂性、综合性和整体性的特征，需要采用1）系统分析与系统综合方法论：认识环境问题必须采取多要素的系统解析方法，解决环境问题也必须采用多要素的系统综合方法2）复杂环境体系方法论：多要素实时在线观测方法，多要素复杂系统模拟和模型方法等3）环境质量全过程系统控制方法论：基准－标准－监测－评价－控制－管理。构建环境系统规划、管理、工程体系，以环境标准体系为主，围绕环境达标，建立环境监测体系，法律体系、信息体系，技术体系、经济体系、产业体系，系统解决环境问题，实现环境管理从单纯依靠行政手段向综合依靠经济、技术、法律和必要的行政手段转变。2.2环境规划与管理是一门系统科学环境-经济-社会中的诸多因素经本学科系统地、科学地统一考量，按优化原则来组合、搭配，删繁就简，它的综合性决定了它与其他的环境学科的分支的根本区别----既要考虑环境与经济的双赢，还要建立可实施的规划、方法与管理措施，最终保证实施效果。这必然要突破任何其他学科体系的构架，建立以环境-经济协调为目的、具有鲜明环境个性的学科体系，形成自己的研究方法和特点。它的理论体系是以复杂巨系统理论为核心，结合其他理论，按可持续发展理念运作，强调对全过程、全系统进行控制，系统地协调各方矛盾，实现多赢。因此，最能体现环境科学特色与重要性的学科不是环境自然科学、环境人文科学，而是二者的交叉学科----环境规划与管理，期望它发展出自己的研究体系，为环境学科发展添砖加瓦。说明：系统的概念就是要强调整体整体是由相互关联、相互制约的部分组成系统工程就是从系统的认识出发，设计和实施一个整体，以求较优效果。系统工程技术是定量技术，包括系统建模、系统仿真、系统分析、系统优化。系统工程追求的是整体最优，体现的是系统价值，系统价值是一种整体的涌现性。系统一旦分解，还原为部分，涌现性便不存在。当前各环境分支学科在系统建模、系统仿真、系统分析、系统优化上欠缺，学术功力不够，商业气息过浓。2.3“环境规划与管理”地位与现状由于人们认识的局限与过度地强调发展经济，以为一好遮百丑，可先污染，后治理，可步欧美发展之路。在这种背景下，环境自然科学成了环境学科的主流学科，其中的“环境工程学”被提升为二级学科，一支独大，与“环境科学”平起平坐，而环境规划与管理沦落为三级学科，或退缩为环境工程学的一个方向！至于环境人文科学在许多环境学院基本上没有地位，而仅在法学、社会学、经济学中各开辟一个分支，如环境法学、环境伦理学、环境经济学。2.4“环境规划与管理”是环境学科的主流与最重要部分污染问题的实质是环境规划与管理的缺位总揽（环境-经济-社会）全局是环境学科的特点，不反映该特点的理论不宜称之为环境学科理论。因此“环境规划与管理”最有可能建立反映环境学科特点的理论体系。“环境规划与管理”必须从各环境自然科学、社会科学与其他学科，特别是人地系统学中吸取营养，与时俱进，挑起构建整个环境学科理论体系的大梁。2.5.环境学科发展的三大战略重点（1）大力加强环境人文社会科学的发展相对于技术与工程手段，经济、法律、文化教育等制度方面的因素对于环境问题的解决具有重要的、长远的作用。在某种意义上讲，环境问题不仅仅是自然科学和技术工程范围内的问题，而且是一个社会经济问题，也是可持续发展问题。在解决具体的环境问题时，往往需要综合考虑环境、资源、技术、经济、市场等多方面的因素。因而，环境科学专业的学生应该大力培养其经济、管理、政策、法律等方面的素质。与环境自然科学相比，当前应该大力加强环境人文社会科学的发展。（2）重点突破环境科学方法学体系与传统学科比较，环境科学的研究对象是一个复杂体系而非纯粹体系，相对应的其方法学研究是环境科学独立于学科之林的一个重要标志。目前的环境科学方法学，零散于环境化学、环境生物、环境经济学、可持续发展等等知识体系中，需要对各种具体的方法进行系统整合，从而建构出环境科学的方法学体系。在环境科学方法学体系建设过程中，可以充分考虑在解决问题的实践过程中建立起的多种综合性定量、半定量分析方法环境介质的迁移、转化、归趋模型；环境质量模型（空气质量、水质等）；环境质量基准和标准的依据和制定程序；环境风险和健康风险评价；社会和经济损失评估模型；综合决策模型等等（RAINS）。。。。。。（3）建立环境-经济-社会综合集成研讨体系-----环境规划与管理决策支持系统环境规划是一个系统性、综合性的过程，涉及方方面面，单靠纯粹的数学模型或单独的定性描述是不可能做出科学的规划，还要依靠群体（尤其是专家）的经验、智慧和判断等。必须把计算机、数学模型、资料数据、图件、专家等集聚在一个研讨平台上，专家、学者、公众和决策者共同参与规划，避免传统方式耗时长、不客观等缺点，这一快捷高效的工作平台就被称为综合集成研讨厅体系。综合集成研讨体系是制定区域规划、预测环境经济政策、实施战略环境评价的利器。------