近期，倫敦地質學會出版了一期題為《地質調查機構的角色演變》的專輯，介紹新時期背景下世界主要國家和地區(qū)地質調查工作面臨的新形勢和采取的新舉措。這篇文章介紹了美國地質調查局（USGS）探索以整合科學的方法應對和解決社會發(fā)展面臨的復雜問題，第一作者是USGS原局長Suzette Kimball，任期為2015～2017年。

USGS的轉型同樣是沿著需求結構決定業(yè)務結構、業(yè)務結構決定組織結構、組織結構決定人才結構的思路展開。

研判新需求：人類需要解決日益復雜而快速變化的自然環(huán)境問題

人類活動正加速改變著地球，產生重大且意想不到的后果。我們對地球表面系統(tǒng)過程的干預進而會反饋到海洋、大氣圈、土壤以及自然生態(tài)系統(tǒng)。地球變化如此之大，以至于許多人認為現在已經處于一個新的地質時代，即“人類世”，在這個時代，人類已成為塑造地球的主要地質力量。鑒于復雜性問題的不斷出現以及自然環(huán)境的快速變化，傳統(tǒng)地質調查工作所提供的產品和信息已經越來越難以滿足政府決策和政策制定的要求。

需求結構決定業(yè)務結構：加強跨學科綜合研究，提出四個重大挑戰(zhàn) 

跨學科研究是USGS應對上述挑戰(zhàn)的解決方案。地質、地球化學和地球物理等學科與水、土地利用、生物、健康和社會科學等學科之間的跨學科協(xié)作，有助于研究地球過程與社會之間復雜的相互作用。USGS未來將通過使用數據、工具和綜合方法來處理國家優(yōu)先事項，以描述和預測高度復雜的自然和社會系統(tǒng)的相互作用，從而推動地質調查的發(fā)展。一個主要目標是向決策者提供可行的、具有科學依據的知識（智慧），這些知識（智慧）可以解決相互作用的地球系統(tǒng)的復雜性。

研究制定新的戰(zhàn)略規(guī)劃。由于認識到需要促進跨學科的地球科學，USGS的高層于2006年2月組建了一個科學戰(zhàn)略小組，制定形成了“直面明日挑戰(zhàn)——美國地質調查局2007~2017年科學戰(zhàn)略”。一項重要的建議是，USGS應將地質、生物、水文和地理部門分開的以學科為導向的結構轉變?yōu)橐粋�綜合結構，更好地應對地球面臨的重大資源環(huán)境挑戰(zhàn)，USGS的七大科學使命領域由此而來。在十年戰(zhàn)略規(guī)劃的結尾，迎來了新一輪的整合科學規(guī)劃。應USGS高層要求，USGS高級科學顧問委員會于2017年召開研討會，為制定新的愿景提供有用的和重要的科學信息，最終形成了“美國地質調查局整合科學所面臨的重大挑戰(zhàn)——研討會報告”。提出四個“重大挑戰(zhàn)”，分別是：

• 自然資源安全；
• 來自現有和新生威脅的社會風險；
• 智能基礎設施的開發(fā)；
• 針對變化中景觀的預測科學。

“綜合性科學挑戰(zhàn)”：即地球監(jiān)測、分析和預測（EarthMAP）。除了四個“重大挑戰(zhàn)”外，研討會參與者還確定了一項首要的長期科學挑戰(zhàn)，并將其命名為EarthMAP（地球監(jiān)測、分析和預測）。EarthMAP（圖1）被設想為一個跨越傳統(tǒng)科學界線和學科的廣泛系統(tǒng)。該系統(tǒng)的組成部分將是模塊化和互動的，它們的尺度將從國家級、區(qū)域級到地方級。

圖1  地球監(jiān)測、分析和預測（EarthMAP）示意圖

 

EarthMAP的構建還將需要一段時間，同時，我們還要利用傳統(tǒng)學科優(yōu)勢和新興的多學科方法。EarthMAP將需要更加注重研究地球系統(tǒng)之間的聯(lián)系，以及更加關注技術和模擬基礎設施的發(fā)展，并在正確的時間，為正確的受眾，發(fā)送正確的信息（圖2）。

 

圖2  EarthMAP系統(tǒng)所需的工具、數據和綜合之間的聯(lián)系

業(yè)務結構決定組織結構：支撐跨學科綜合研究的三個機構

為向整合的地球系統(tǒng)科學框架（如EarthMAP）邁進，USGS建立了三個旨在提升地球科學綜合技術和知識基礎的機構：數據集成共同體、創(chuàng)新中心和鮑威爾中心。

數據集成共同體。USGS未來的使命的完成需要加強信息技術。建立數據集成共同體（CDI）的目標是推進數據和信息整合并促進地球科學研究。CDI的目的是培養(yǎng)一群精通數據生成和數據集成方面的專家，他們可以一起學習，并共同提高他們的知識和技能。通過合作伙伴關系、工作組、項目、會議和培訓，CDI可以開發(fā)協(xié)作工具和最佳實踐，以支持數據集成和管理、網絡基礎設施以及數據可視化。

創(chuàng)新中心。創(chuàng)新中心的建立是將先進的科學技術快速應用于USGS的工作中。創(chuàng)新中心將USGS內部的科學家與公司、其他機構和大學等外部合作伙伴聯(lián)系起來，以建立新的合作關系，從而允許開發(fā)新技術，這些新技術有望為USGS帶來巨大收益。該中心的目標是開發(fā)和提供新一代地球科學工具或技術，以幫助USGS更快、更高效地工作，從而解決社會面臨的日益復雜的科學問題。

鮑威爾分析與合成中心。該中心的理念是跨越學科邊界，解決可能需要具有區(qū)域、國家或全球影響的大型、復雜和異構數據的重要問題。鮑威爾中心不同于傳統(tǒng)的研究機構，主要專注于分析和合成現有的數據，而非生成新的數據。鮑威爾中心沒有常駐研究員，而是由科研院所、高校的學者或團隊支持，并為他們提供研究所需的各種資源，使其完全投入到復雜問題的研究中。鮑威爾中心培育了新的協(xié)作網絡和高度創(chuàng)新的合成科學產品，許多研究成果可以直接作為政策和管理應用。

組織結構決定人才結構：下一代科學家

USGS近年來一直在調整人才的學科結構，尤其是加強了數據科學家的引進和培養(yǎng)。

不過，本文更關注的是USGS的年齡結構。USGS的工作人員正面臨著老齡化，人們擔心“退休潮”即將到來。因此，為USGS吸引、雇傭和留住最優(yōu)秀、最聰明的下一代科學家是至關重要的。未來任何地質調查的基礎都是它能夠吸引年輕的地質工作者，并推動機構的發(fā)展。讓感興趣的學生廣泛參與進來，并開展公眾科學活動。

來源：本文節(jié)選改編自中國地質調查局發(fā)展研究中心《地質調查動態(tài)》2020年第5期《現代地質調查：研究、創(chuàng)新與綜合——美國地質調查局的視角》

來源：地質調查動態(tài)

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