美国全球变化研究计划战略计划评估

2019年10月14日22:05:51美国全球变化研究计划战略计划评估已关闭评论 83 views

USGCRP(美国全球变化研究计划)自1990年启动以来,在协调美国联邦政府各部门的工作中发挥着重要作用。在其新十年(2012—2021)的战略计划中,USGCRP将在诸多方面扩大其研究范围。新十年计划的开展不仅可以促进对全球变化基本知识的科学认识,而且能支持全球变化的减缓、适应和应对行动。NRC(美国国家研究委员会)成立了专门委员会对USGCRP未来十年战略计划草案进行了评估,并提出了小到文字编辑,大到研究范围、目标和如何实现目标等一系列的改进建议。我们对NRC关于此草案的改进建议的主要内容进行了整理,以供参考。

美国全球变化研究计划战略计划评估

1 行动纲要

USGCRP(美国全球变化研究计划)自建立20多年来,在协调美国联邦政府各部门的工作中发挥着重要作用。USGCRP有助于提高对全球环境变化和人类社会和全球环境是如何相互影响的认知程度。在新十年的战略计划中,将在诸多方面扩大其研究范围。新计划的开展不仅可以促进对全球变化的基本知识进行科学的认识,而且能帮助有效减缓、适应和应对这种变化。

NRC(美国国家研究委员会)作为USGCRP的独立顾问,任命专门委员会对战略计划草案进行了评估,并对这一草案提出了小到文字编辑,大到研究范围、目标和如何实现目标等一系列的改进建议。这一评估报告的主要内容包括:

(1)十年战略计划应该对过去取得的重要成就做出更有条理的总结,并对未来研究的潜在价值做出更明确的论述。

(2)提议把研究范围从气候变化扩大到“气候变化相关的全球变化”是在正确道路上迈出的重要一步,并且立法授权该计划解决全球变化的所有问题,不论这些问题是否与气候变化有关,但扩大研究范围可能会受到经费预算和随后遇到的实际困难的挑战。

(3)研究计划步入正轨后,首先要确保观测系统能够观测到大量可用的全球变化数据,因为每年都有很多有价值的信息丢失,导致付出的努力付诸东流。

(4)扩大研究范围可以更好把社会学和生态学紧密结合起来,为做出有效的减缓和适应气候变化的决策提供信息。

(5)有效的全球变化研究工作需要完整的观测系统,以便将物理环境观测数据和社会学—生态学观测数据整合起来。观测系统是识别和追踪全球变化,评估全球变化的驱动力、脆弱性及其响应,增加人类和自然社会恢复力的重要基础。

(6)USGCRP及其成员单位没有能力实现扩大后的计划中的某些目标,特别是研究和观测计划中关于社会学和生态学的整合,以及进一步发展科学基础和组织能力为减缓与适应决策提供支撑方面,USGCRP及其成员单位即缺乏相关领域内的专业知识,也没有相关部门对其发展所需知识的明确授权。

(7)该委员会建议应该首先确定某些初步计划。在战略计划的实际操作过程中,应考虑把责任和资源分配到具体部门,并加强分工合作。

(8)扩大研究范围后,需要更进一步仔细斟酌教育、通信和员工培训,比如,应包含哪些内容、相关活动应由哪些单位组织等。

(9)战略计划的实施应该建立清晰的流程,以确定计划实施的优先顺序,战略计划的研究在扩大研究范围后这种需要显得尤为明显。USGCRP应该利用迭代流程对计划进行定期评估,并且实时更新计划流程和优先项目,包括咨询联邦政府内外的决策者,为他们提供全球变化方面最有价值的科学知识。

(10)USGCRP需要一个高度负责、资金充足的全面管理机构,该机构甚至应该具备为了完成战略计划的优先事项迫使资金重新分配的能力。如果没有这样的管理机构,本计划的进展就会一如往常:每个成员机构都有自己的优先事项,最终的成果也将只是各个成员机构成果的简单汇总。

2 全球变化研究的重要性

全球变化研究能帮助我们理解地球系统控制过程以及人类活动的影响。它同样涉及了研究计划将如何拓展与自然和人为诱导的海岸环境、水循环和水资源、农业、城市环境、公共卫生和土地利用之间的相互作用有关的实践知识。

受到全球变化的影响,全球范围内针对战略决策的投资已达数十亿美元。而正在酝酿中的与基础设施、自然资源利用、水资源管理、农业和国家能源系统发展相关的诸多决策,将在未来十几年中,使相关投资金额轻松高达数万亿美元。这些决策很有可能会使我们更有效地预知未来全球变化趋势,帮助寻求减少系统内在脆弱性的方法,以适应/缓解气候变化。

全球变化和气候变化

USGCRP的研究范围会随时间发生变化,特别是关于本计划仅是一项气候研究计划还是一项全球变化研究计划的问题。本计划提议将其研究范围从气候变化科学扩大到“气候及其相关的全球变化”,并且还建议加强社会学和生态学的整合,增加对决策支持、教育和通信的关注。

4 对特定主题的讨论

我们并未对所有目标下的特定主题进行一一讨论,而是着重就委员会裁决的最需要关注的部分有所思考,并讨论了该计划将如何进行,以迎接扩大范围带来的挑战。

4.1 监测、模拟和数据管理

战略计划的目标2集中解决监测、模拟和数据管理的问题。目标2几乎是USGCRP工作的重中之重。然而,委员会认为本目标中的某些议题还没有得到足够的重视,现讨论如下。

持续的卫星监测。由于国家经济发展,目前美国存在观测能力的严重空缺。为应对这一挑战,USGCRP需要一个合适的管理机构,来确保能开发一种可以进行长期卫星观测的系统。从某种意义上来讲,这能使本计划中关键性科学目标得以实现。在未来几年内,USGCRP将致力于加强国际合作和数据共享。

社会科学和生态学的观测数据。将社会科学和生态学数据按照行政辖区进行收集,然后将地理编码过的生物物理数据融合到地理学框架的环境数据中去,以便让不同类型的数据得到整合。但目前,不同类型的社会学观测数据的整合进程参差不齐,并且从国境线处收集的数据之间的可比较性也遭到质疑。此外,议题的机密性和隐私性也阻碍了数据的公开。以上这些可以解决的问题却依然还存在着,它们阻碍了我们对社会变迁及其与环境改变之间关系的分析。

建立综合性观测系统。通过拓展该项目的研究范围,耦合社会-生态系统相关的信息,最终为制定应对风险管理、适应和减缓环境变化的决策提供信息支撑。

新兴的数据资源。目前全球变化观测数值的性质瞬息万变。从"非常规"平台上数百万计的传感器中得到的实时数据流也变得有效。在未来的几十年中有效的科学信息可能会对自然和人类系统产生重大的影响。新型数据资源一方面为我们提供令人兴奋的新的研究机会;另一方面,这些非常规数据源可以给数据质量和标准化带来新挑战。

综合数据的管理。关于信息管理和共享,委员会建议重点进行组织研发分散式数据库和操作工具,以提高数据集的可操作性。

综合模型的开发和应用。模型的开发和应用确实会对未来的研究有所帮助,但先进模型的开发和应用还需考虑如下情况:

(1)改善生态和社会进程模型的表现形式。

(2)基于情景的模拟方法将是全球变化研究的发展趋势。

(3)情景预测以可信的假设为基础,其预测结果是可信的,目前USGCRP的预测模型在支持重要的政策方针和经济决策中正逐步得到应用。

数据和模型分辨率的提高引发的争议。当收集、存储和处理大量观测数据的技能得到迅速提高的时候,全球变化研究悄然出现,因为此时该研究已拥有了对数据分辨率、全球变化的复杂性及其模型做出更好解释的能力。增强模型分辨率能够产生新颖而深刻见解,但是分辨率的增加也使数据的管理、模拟和分析的复杂程度大大增加,从而消耗更多的资源。

4.2 社会科学研究

战略计划使USGCRP在向生产研究转变的过程中创造了许多新的气候变化的许多新的和全球变化的其他相关的科学知识,同时使知识更容易服务于决策。该计划呼吁加大全球变化基础科学方面的投资,加强对社会科学的有效整合。最近NRC的研究,包括美洲气候精选报告和CCSP的综述提供了许多需要整合社会、生态和物理科学的跨部门(水、城市化、农业等领域)研究问题的例子,不可否认,USGCRP中的许多突出问题仍未能得到充分的解决。

委员会建议该方案通过加强以下三个关键领域的计划,改变过去的做法,相关讨论如下:

(1)确定支持全球变化决策的研究项目需要的社会科学观测指标和数据类型,并初步确定具体的步骤,以推进这些数据的收集和整合。

(2)提交投资于特定领域与全球变化相关的基础社会科学研究和跨物理、社会和生态科学的综合研究。

(3)制定明确的计划,逐步增加社会科学的作用,实现物理、社会和生态科学的整合,最终结合未来几年的具体承诺完成既定目标。

作为最初步骤,该计划应提出建立一个或两个优先领域的研究计划。尽管计划内的社会科学知识匮乏,我们还是为最初的发展提出了以下建议:

(1)该方案可以通过跨机构(例如,国家科学基金会和能源部)或机构内的合作支持集中于特定领域(例如,水资源、能源、农业)的社会科学研究。

(2)预计建立两个机构之间的联合资助竞争,基于各责任机构的需求,梳理NSF过去的社会科学知识。

(3)该方案能将优秀的社会科学研究成果应用到全球变化研究工作中。

4.3 生态科学研究

生物知识方面存在的一些空白已经阻碍了在气候变化背景下对如何维护和管理自然生态系统做出有效的决策。USGCRP可以帮助填补生物方面(从单个物种到种群以至于到生态系统过程的层面)的空白。其中加强观测系统是关键需求之一。

多层次的生态研究。USGCRP的研究目标包括,设计与生态系统的恢复力和完整性相关,说明生物个体、物种和群落层面过程的研究。

恢复生态。在气候变化的情景下,维护生态系统的完整性,可能需要对扰乱的生态系统进行恢复和建设以适应气候变化。恢复生态学的主要研究内容包括“绿色”的陆地生态系统碳(例如,将退耕地恢复为原生草原)和“蓝色”的海洋生态系统碳(例如,恢复裸露的海岸线上原始的海草床;恢复珊瑚礁地区大的碳存储容量)。恢复到“绿碳”和“蓝碳”的天然状态,将有助于自然界固碳量的增加,最终对降低大气中二氧化碳的水平有所助益。

将生态知识应用于评估。最近大量的多学科评估举例说明了如何将生物体生态研究知识库有效地纳入评估,更有效地服务于决策。USGCRP将总结目前的实践经验,以期在未来十年作出更大的贡献。

生态学将作为一种沟通的工具。我们往往通过认识生态环境的变化来了解全球气候变化,从颗粒无收到北极熊的种群数量的减少。在全球变化科学方面,作为国家权威科学的声音,USGCRP可以通过大力支持相关研究,并通过媒体宣传或正规课程教育的形式提高公众认知。

4.4 减缓和适应

减缓和适应战略计划的讨论主要在目标1(适应和减缓科学)和目标2(适应决策和减灾决策)下进行的。

确定研究议程。

国际信息。适应往往基于对经验的学习,而经验往往是超越国界的,因此,各国以及国际组织的相关经验是一个巨大的资源库。对于各国来说,积极的国际参与不仅能从中获益,并且国际参与给各国提供了一个对不同情景下各种形式的气候变化适应和减缓做出系统分析、交流的宝贵平台。

综合办法。该计划确实含有少量对减缓和适应之间作用的权衡,但在目标2.1和目标2.2中,决策者们需要考虑的减缓和适应之间的关系被掩盖了。因此委员会建议,USGCRP 应采取综合办法全局考虑影响力、脆弱性、适应和减缓等四者之间的关系。

对关键脆弱性的优先考虑。USGCRP需要对全球气候变化引起的国家气候的显著变化进行审视,其中将脆弱性多发的部门、地理位置、地理环境条件和背景整合在地理坐标上,并对整合信息进行详细的分析,这对制定有效的适应策略是必须的。

支持迭代风险管理的研究。鉴于对气候系统的认识,将来的气候系统还具有很大的不确定性,因此需要迭代决策来应对以后的风险。通过迭代决策可以更清晰地理解如何适应各种不断变化的条件,并作出相关反映。

4.5 决策支持

决策支持被定义为有组织地生产、推广和应用数据和信息,以提高气候决策的质量与效果。决策支持是USGCRP战略计划一个重要的目标。

USGCRP在提供全球变化决议方面具有重要的作用。为了有效地发挥这一作用,我们建议USGCRP重点关注以下几个关键领域:

(1)该计划需要就什么是有效的决策支持达成一致认识,并说明其将如何向决策者提供其所需要的各种信息。

(2)该计划需要更明确地定义决策支持流程中的概念。例如,该计划将气候服务定义为开发并及时提供信息产品,忽略了过程以及确保信息产品有用、可用所需的交流过程。

(3)该计划需要在决策支持和项目或者其他需要决策支持服务的实体之间建立明确的责任分工。

美国全球变化研究项目应把相关的机构和研究连接起来,以保证决策支持的可行性与有效性。

对决策支持的评估需要有一个过程,最终将产生信息产品,并且随着时间的推移,这一信息产品会被更新。

4.6 交流、教育和劳动力发展

该计划讨论了交流和教育的必要性。其中研究、评估交流工作的有效性,了解交流和教育的最佳做法是交流和教育研究的重要内容,其具体研究内容包括扩大知识面、下达公共决策信息、评价教育工作、吸引利益相关者、寻求再教育不同员工的最佳做法等。

该计划应该清楚地表明,与公众的交流和对公众的教育需要基于科学知识,并且,这一双向过程旨在提高目标受众的能力,而不是简单地提供信息或说服受众接受政府的立场。另外,在对下一代进行全球气候变化知识的教育方面,其实质与对普通大众或者利益相关者的教育是不同的,但是,在该计划中并没有对此作出明确的界定。

该计划的目标4.4(培育劳动力)是培养具有各种能力的劳动力,该劳动力要对气候和全球变化有很全面的了解。该计划提及到三个劳动者元素:新科学家(未来领袖)、联邦雇员(指挥者)和新一代的劳动者。实际工作对不同劳动者的要求是截然不同的,但该计划并没有对不同劳动力将扮演什么角色作出明确的规定。

5 过程、结构和实施的问题

虽然该计划的最后一节为实施,它主要涉及如何通过项目开发、管理和审查来实施计划细节的问题——包括谁负责决策,如何实施预算和管理,如何加强科学和技术政策办公室之间的合作以及NRC和其他外部机构在提供外部审查和验证程序中的作用等。

管理结构。该计划需要在程序上进行根本性的改变,这将需要机构间进行合作的新形式,并且根据该计划总体目标和国家的需要,其负责机构以及辅助机构会发生改变。该计划草案需要提出能根据现实情景进行调整的管理机构,这需要明确各成员机构在该计划中的责任,明确该计划的优先进程和各进程审查验收的准则。

设定优先级。该计划涉及许多新的研究方向,但却未对这些新的研究方向设定优先级,并且该计划未对如何设定优先级给出明确的标准。决策者可能需要考虑采用专题的方法来确定研究目标。

评价和更新。该计划已通过将最新研究进展纳入信息库应用适应性管理办法对进展进行评估,最终实现对计划的实时更新,然而,除了短期(3~5年)评估外,该计划还需要一个解决具体问题和完成预期成果的清晰计划。

原文题目:A Review of the U.S. Global Change Research Program's Strategic Plan

来源:http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=13330&page=49

资料提供:

中国科学院对地观测与数字地球科学中心;中国科学院国家科学图书馆兰州分馆/中国科学院资源环境科学信息中心

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