一、实验室简介

地表过程与资源生态国家重点实验室于2007年10月通过建设计划论证，经科技部批准开始建设，2010年12月正式验收。迄今参加了地学领域2010年、2015年的两次评估工作，成绩均良好。

实验室定位于应用基础研究，实行“开放、流动、联合、竞争”的运行机制，系统开展“地表过程、资源生态、地表系统模型和区域可持续发展”重大科学前沿问题的研究。

当前，实验室正建立与完善地表多要素、多过程和多尺度模型以及人地系统动力学模拟系统，发展以地理学和生态学为基础的人地系统动力学，构建地理过渡带区域的土地退化防治与综合灾害风险防御模式，揭示“山水林田湖草沙冰“生命共同体的内部相互作用机理，形成以大型地表过程模拟装备和典型资源生态系统实验基地为支撑的国内领先、国际一流的区域地理系统实验研究基地，在地表过程与可持续发展研究领域占有国际上的一席之地，服务国家生态文明建设。

 

二、五年来的主要工作

1、坚持创新为本，全面凝聚力量

学部成立后，实验室紧随调整组织模式，将原有四个研究方向上的十八个团队优化重组为十个学术研究团队，每个团队包括主要学术带头人1-2名。实验室充分吸引和发挥学部科研骨干的攻坚作用，从地理科学学部以及学校相关院系中遴选与实验室方向一致的科研骨干进入实验室，以科学前沿性作为团队的定位原则，突出学科交叉，创新为本，兴趣引领，打破院系界限，全面凝聚力量。

2、打造一流的软硬件实验平台，建成专业技术支撑团队

近5年，实验室将分散分布的设备进行了集成性建设，以不同测试功能为原则建成了近3000平米的室内分析测试中心，建立了一支专职专业的技术支撑团队。同时，积极完善野外监测平台，尤其注重先进传感器和互联网、物联网技术的引入，开展全流域和完整地理单元的综合观测网建设，成功探索出野外平台的跨部门合作与共赢模式。黑龙江九三水土保持试验站获批“教育部野外科学观测研究站”。

 

 

 

地表过程与资源生态国家重点实验室（57号楼）建设前后对照图

 

分析测试中心仪器设备预约模块

 

实验室野外台站建设前后对照图

实验室野外台站设备设施建设比对图（部分）

 

3、瞄准国家战略需求，开展有组织的科学研究

实验室瞄准国家重大科学需求，充分发挥人才优势，构建科学合理的科研队伍，积极做好顶层设计和项目布局。实验室成员5年内主持国家重点研发计划项目8项，课题22项，以及国家自然科学基金委重大、重点项目等。在第二次青藏高原综合科学考察研究项目中，实验室承担了6项专题，50余人次参与其中。此外，实验室综合风险团队作为技术组牵头单位全面支撑了全国第一次灾害综合风险普查工作。

 

 

实验室老师承担的青藏科考项目各专题2020年科考路线图

 

自然灾害综合风险调查评估流程

 

4、重视合作交流，打造实验室学术品牌，提升实验室国内国际学术影响

实验室积极打造学术交流品牌，连续多年举办青年学术论坛、人地系统动力学模型国际研讨会并协办景观可持续科学论坛。同时，积极开展国内外合作交流活动，提升学术影响。2017年以来，担任联合国减灾署亚洲科学委员会主席、国际地理联合会副主席等国际重要学术职务21人次；担任Journal of Geophysical Research等国际重要学术期刊主编/副主编职务30人次；受邀在美国地球物理学联盟大会和欧洲地球科学联合会大会等重要国际学术会议上做大会/特邀报告年均10多次。

引领国际综合风险防范研究。在国际全球变化领域自主提出设立我国第一个跨国家、跨学科的核心科学计划 “综合风险防范（IHDP/FE-IRG）”的申请，与联合国减轻灾害风险办公室、国际红十字会与红新月会签署了合作备忘录，成为联合国减灾办公室亚太科技与学术咨询委员会秘书处的承担单位。承担国家综合灾害风险管理创新引智计划基地项目（2008-2024）并在2019年底的10年评估中成绩优秀。

 

5、推进珠海基地建设，助力学校“一体两翼”格局

结合我校“一体两翼“办学格局，充分发挥北京师范大学地理学一流学科优势及珠海校区的区位优势，2018年成立地表过程与资源生态国家重点实验室珠海基地。该基地面向粤港澳大湾区发展规划推进生态文明建设和大力发展海洋经济的需求，围绕海岸带、大城市群、有序人类活动与地表环境恢复力等领域开展系统研究。目前，珠海基地建设已初见成效，形成了结构合理、资源共享的实验室体系。

 

三、主要建设成果

1、研发了中国土壤侵蚀模型，应用于全国水土流失调查

研发了中国土壤侵蚀模型被水利部作为行业标准采纳，并开发了耕地、灌草地和沙地风蚀模型，解决了大范围水土流失调查定量评价与空间制图的难题，采用分层不等概系统抽样确定野外调查单元，编制了我国第一幅定量土壤侵蚀强度图。主持了2010-2022年第一次全国水利普查土壤侵蚀普查，完成了全国土壤侵蚀专题图，成果由国务院发布。

 

 

第一次全国水利普查水土保持情况普查成果

 

2、建立了干旱半干旱区流域生态水文观测系统，揭示了植物对干旱缺水的生态水文适应机制，研发出高寒湿地系统性植被恢复技术

建立了黑河-青海湖流域生态水文过程多尺度、多要素综合观测系统，在生态水文过程多尺度、多要素综合观测系统的建立及陆地-湖泊系统生态水文过程对气候变化响应机理的认知等方面取得了系统成果。研发出高寒河谷与湖滨湿地植被恢复技术10项，解决了低温冻害、干旱缺水和放牧干扰下植物成活率低的问题，创新了高寒退化湿地植被恢复技术，相关成果获青海省科技进步一等奖，教育部自然科学二等奖，为国家青藏高原二次科考和祁连山国家公园建设提供支撑。

 

青海湖流域关键带观测系统

 

3、研发了我国第一个地球系统—社会经济双向耦合模式，为气候变化归因和影响评价提供了重要的科学工具

研发了具有我国自主知识产权的第一个地球系统—社会经济双向耦合模式，即北京师范大学-人地系统模式（BNU-HESM），并参加了IPCC CIMP5耦合模式全球比较计划。成果为国家制定减缓和应对全球气候变化的政策措施提供了重要支撑：量化了不同国家温室气体排放对全球气候变暖的历史责任，及其承诺减排对于减缓未来全球气候变暖的实际贡献，为我国气候外交谈判提供了有力支撑。基于该项研究成果和相关研究结果，向党中央、国务院先后提交过两份咨询报告。

 

BNU-HESM模型构建框架

 

4、研发了综合自然灾害风险评估系统与重大自然灾害应对关键技术，在国内外产生重大影响

系统开展了综合灾害风险研究。针对综合灾害风险防范科技体系模式化、图谱化、实时化、标准化、一体化核心技术难题，系统研发了自然灾害风险评估与重大自然灾害应对关键技术，创新了自然灾害数据、地图、标准、模型、区划等面向综合减灾的高水平科技产品。汶川地震损失评估等国内外10多次重大自然灾害评估结果均被国家采纳, 自然灾害系列区划被国家减灾委采纳，农业自然灾害保险与费率区划被中国保监会推荐在全行业应用。编篡首部《World Atlas of Natural Disaster Risk》。《中国自然灾害系列地图集》获联合国国际减灾署科技委评为10项全球科技减灾重大成果案例之一，获国家科技进步二等奖。

 

5、揭示生物多样性保护与维持机制，创建生物多样性监测平台

提出并实验证明了强调随机性和物种间相互作用共同决定群落结构的近中性假说，非对称的协同进化和“进化生态陷阱”等。这些研究把物种多样性维持的理论认知拓展到包括快速进化过程，有助于在环境变化背景下全面理解生物多样性的演变和保护。同时，在我国东北中俄边界区建立了生物多样性科学野外综合监测平台——“东北虎豹国家公园自然资源监测系统”，其建设标准得到国家林业和草原局的采纳，相关建议得到了党和国家领导人的重要批示，直接推动了中国东北虎豹国家公园体制试点建设，并已获批首批国家公园。

 

东北虎豹国家公园自然资源监测与管理平台

 

四、未来展望

实验室将围绕国家资源环境重大战略需求，围绕资源环境系统交叉学科发展的前沿领域，充分利用国内、国外资源，聚焦科技原始创新、高端人才培养和重大社会服务，积极响应国家对国家实验室和国家重点实验室改革重组的要求，有计划、分步骤地整合、重组国家级科研平台。将构建科研观测平台、分析平台、数据平台、计算模拟平台的自洽和高效系统，提升科学研究创新能力，为高质量人才培养和社会服务源源不断地提供充足的新知识体系，支持地理学中国学派的发展与建设。

   实验室将力争在以下关键创新领域取得突破：

（1）构建天空地一体化流域和区域人与自然环境系统监测技术体系，实现地表多要素、多尺度监测的物联系统，建立航空、卫星、无人机地表多维参数的反演技术，创建针对目标的多源数据融合技术。

（2）理解土壤、水文和生态过程与机理，以气候和人类活动驱动为背景，认识地表多要素相互作用关系和机理。认识生态系统结构、过程、服务的耦合机制，以生态系统为对象，解析其结构变化的过程、认识人类活动与生态系统相互作用关系，理解生态系统服务的潜力与维持途径。

（3）理解自然灾害的发生过程、风险识别与防范途径，通过地表快速变化过程监测、模拟，确定自然灾害的诱发因素，模拟区域自然灾害发生类型、规模，探讨自然灾害风险防控途径。

（4）揭示人地系统结构、可持续发展机理。通过区域人地系统结构特征分析，构建人地系统结构的模式，综合评估多种区域发展模式的结构及其整体效益，基于我国自然条件和人文背景，模拟不同区域可持发展能力、状态和趋势，服务于我国的区域高质量发展战略。

（5）积极探索地表多圈层相互作用中碳源汇过程及其时空格局，通过在农牧交错带、城乡过渡带、海陆过渡带等典型地理过渡带开展地表侵蚀、生态水文、水盐土生交互等过程与模拟研究，揭示碳吸收和损失机理，为我国“双碳”目标服务。