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　　地球系统科学概念虽于20世纪80年代中期提出，但实际上可以把20世纪60年代板块构造研究看作“固体地球系统科学”的开端，而20世纪80年代开始的全球变化研究则是典型的“表层地球系统科学”研究。此前两类研究缺乏交叉协同，致使学科发展及解决社会需求遇到瓶颈，因为环境、资源和灾害问题均为固体与表层地球系统相互作用的结果。这使科学界深刻意识到，必须把地球固体和流体圈层看作一个整体来研究，才能解决人类和国家面临的重大需求。此理念转变助力近10年地球科学在资源、环境和灾害问题上发挥巨大作用，极大提高了人类社会发展的可持续性。

　　目前，大数据和AI在地球科学的许多领域发挥了重要作用，因为传统地球与行星科学依赖观测、实验和数值模拟，但面临数据异构、计算成本高和复杂系统存在不确定性等挑战，而AI技术能够高效处理多源数据，挖掘隐藏规律，并优化或替代部分物理模型。这方面已经有很多例子，比如在资源能源勘探开发领域，深度学习可自动识别卫星影像中的矿化带，提高填图效率；在地震监测中，AI技术能直接从波形数据检测微震事件；在气候预测方面，AI技术已经可实现高精度天气预报。

　　就应对气候变化来讲，目前在我们认知框架的顶层逻辑起点上，有一些科学问题并未根本解决，需要从耦合行星-地球固体-流体圈层的系统过程开展研究。比如，我们仅研究地球表层和流体圈层碳元素的循环是不能从根本上解决大气二氧化碳演化问题的，因为行星与地球系统的物质循环互相牵制、联动。又比如，如果我们不能回答地球上为什么会有冰期，就不能说很好地了解了地球的气候系统，自然也不能准确预测未来。从地球演化的角度讲，人类排放的二氧化碳对地球气候系统仅仅是短暂的扰动。其实大气和海洋的碳含量仅占地球系统可循环碳的1%~5%，研究气候系统不能忽略地球内部95%~99%的碳。我们对地球碳循环过程、机制及其演化还缺乏精准认识，这是“碳中和”面临的理论挑战之一。

　　我国在地球与行星系统研究领域已经有非常好的基础，目前可以说处于“突破的前夜”。未来应该在研究范式变革的基础上，强化打通时间尺度、跨越多圈层的科学理念，继续加大支持力度，有望使中国的地球科学整体上处于国际引领地位。换句话说，以地球与行星系统科学基础理论突破为先导，带动资源能源、环境和灾害研究的突破，应当是未来研究布局的核心所在。具体而言，流体/挥发分是地球与行星的血液，它不仅将物质、能量的传递与大规模构造变形联系起来，而且控制着人类所需资源能源的形成与富集，地球上现有的矿物中有2/3是在生命出现之后形成的，从地球与行星系统的角度研究战略性大宗与稀有矿产资源的形成机制，是回应国家战略需求最重要的前沿科学问题。

　　同时，地学部持续与国家自然科学基金委员会联合开展学科发展战略研究，一方面有效支撑国家自然科学基金委员会的发展规划，另一方面发挥学术引领作用，科学研判未来5年至15年世界科技发展趋势。例如，地学部设立了“基于载人月球探测关键科学问题的前沿交叉研判研究”“板块边缘结构组成与动力学前沿交叉研判研究”“大气中病原微生物的监测和预警前沿交叉研判研究”“人工智能海洋学前沿交叉领域研究”“古今气候环境变化融合战略研究”“地震起止过程及机理：前沿探索与交叉战略研究”等项目。

　　如何在国际合作与交流中创新，这是中国科技界在新形势下面临的新问题。中国科学家需要在国际合作中提出科学与技术转型的战略思路，不仅要具有国际视野，还要明了国家战略需求。地球科学的内在属性和特征更需要我们用宇宙视野，坚持以我为主的原则，广泛、深入开展国际合作和交流，这将有助于加深我们对重大科学问题的认识，有助于高效利用全球创新资源，在人类命运共同体的高起点，同国际科技界携手努力，为应对人类面临的共同挑战作出应有贡献。

　　如丁仲礼院士负责的“中国碳中和框架路线图研究”，其咨询报告获高度肯定，引发30多个部委及部分省份关注，国家发展改革委多次召开会议、能源局等多司局来访交流。面对突发事件，地学部院士迅速响应，开展应急咨询与地方咨询。2022年，我国遭遇罕见极端高温，院士专家紧急研究，半月内提交应对建议，助力相关部门快速决策；汤加火山喷发引发越洋海啸，影响整个太平洋沿岸地区，张人禾院士上报研判及政策建议，被国家相关部门采纳，为我国制定应对举措提供了重要参考。