文/李澤紅 董鎖成 石廣義
中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所 北京 100101
絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶(簡(jiǎn)稱“絲路”)沿線一批高鐵、油氣管線等重大工程即將拉開(kāi)序幕,但目前我國(guó)對(duì)沿線國(guó)家自然資源和環(huán)境了解有限,對(duì)“絲路”建設(shè)過(guò)程中可能出現(xiàn)的新工程技術(shù)難題和新安全問(wèn)題準(zhǔn)備不足,此外一些重大工程建設(shè)和安全共性科技問(wèn)題還未解決,客觀需要聯(lián)合各國(guó)科學(xué)家共同攻關(guān)。“絲路”建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期、復(fù)雜、艱巨的戰(zhàn)略任務(wù),亟需科技進(jìn)步的助力[1]??萍紕?chuàng)新在解決重大工程建設(shè)實(shí)踐技術(shù)難題和指導(dǎo)科學(xué)決策等方面都將發(fā)揮關(guān)鍵支撐作用,促進(jìn)我國(guó)重大工程建設(shè)服務(wù)和產(chǎn)品設(shè)備占領(lǐng)國(guó)際市場(chǎng)。本文從互聯(lián)互通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、綠色經(jīng)濟(jì)與生態(tài)安全、自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與綜合防治3個(gè)方向分析我國(guó)重大工程建設(shè)與安全科技現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上提出“絲路”重大工程建設(shè)與安全科技需求方向、重大科技計(jì)劃和科技示范項(xiàng)目。
“絲路”重大工程建設(shè)主要指互聯(lián)互通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程,比如跨國(guó)的鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸、管道運(yùn)輸、航空運(yùn)輸、海運(yùn)等交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程,大型跨國(guó)界水利建設(shè)工程、輸變電工程和信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程等?!敖z路”安全問(wèn)題主要指工程建設(shè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展可能引起的生態(tài)安全問(wèn)題、自然災(zāi)害安全問(wèn)題及國(guó)際恐怖襲擊等人文安全問(wèn)題。本文的“絲路”重大工程與安全科技主要指互聯(lián)互通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)科技、綠色經(jīng)濟(jì)與生態(tài)安全、自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與綜合防治3個(gè)方向,反恐安全科技作為一項(xiàng)特殊的科技方向,涉及軍事科技、信息科技等諸多領(lǐng)域,本文不做專門(mén)闡述。
我國(guó)重大工程建設(shè)與安全科技水平在全球范圍內(nèi)有自己獨(dú)特的地位,其中在互聯(lián)互通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)科技方向處于領(lǐng)先或先進(jìn)水平,在綠色經(jīng)濟(jì)與生態(tài)安全科技方向還是全球技術(shù)追隨者,在自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警與綜合防治安全科技方向自成體系,基礎(chǔ)良好。
廣袤的國(guó)土、復(fù)雜的地理環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)強(qiáng)大基礎(chǔ)設(shè)施支撐的需求以及歷屆國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的重視驅(qū)動(dòng),塑造了我國(guó)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)并積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。尤其是鐵路、公路、水利建設(shè)科技領(lǐng)先世界,管道、航空、海運(yùn)、輸變電、光纖通訊科技達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,并逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品的輸出。
高鐵領(lǐng)域,我國(guó)系統(tǒng)掌握了集設(shè)計(jì)施工、裝備制造、列車(chē)控制、系統(tǒng)集成、運(yùn)營(yíng)管理于一體的高速鐵路成套技術(shù),形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高速鐵路技術(shù)體系。高鐵牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)(高鐵之心)和高鐵網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)(高鐵之腦)均以自主創(chuàng)新突破,我國(guó)擁有高鐵長(zhǎng)距離和大網(wǎng)絡(luò)建設(shè)運(yùn)營(yíng)的經(jīng)驗(yàn),橋梁架設(shè)、隧道技術(shù)、軌道鋪設(shè)等技術(shù)全球領(lǐng)先[2]。管道運(yùn)輸方面,我國(guó)已在數(shù)字化管道設(shè)計(jì)、全自動(dòng)焊接、液體涂料防腐補(bǔ)口、跨平臺(tái)油氣管道系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)、第三代大輸量天然氣管道工程建設(shè)、復(fù)雜地質(zhì)條件下非開(kāi)挖穿越以及油氣儲(chǔ)運(yùn)、海洋管道和液化天然氣(LNG)等技術(shù)均取得重大突破[3]。海運(yùn)和空運(yùn)方面,隨著我國(guó)第一艘航母的下水和大飛機(jī)戰(zhàn)略的實(shí)施,一批船舶和飛機(jī)制造關(guān)鍵技術(shù)被突破,相關(guān)技術(shù)有進(jìn)入世界第一方陣的勢(shì)頭。隨著電子自動(dòng)化、信息技術(shù)、新型材料等大量先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于海運(yùn)和空運(yùn)及其相關(guān)領(lǐng)域,海運(yùn)和空運(yùn)的安全性能和運(yùn)行效率等都有較大幅度提高。我國(guó)是水利大國(guó),水利工程技術(shù)領(lǐng)先全球,在高壩工程、水電、長(zhǎng)距離水輸送領(lǐng)域技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯。電力工程技術(shù)方面,通過(guò)“西電東送”等重大工程的實(shí)施,特高壓輸變電技術(shù)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)技術(shù)方面,中國(guó)的光通訊、光電子技術(shù)、高保真光纖技術(shù)處于國(guó)際先進(jìn)水平。
在上述領(lǐng)域,中科院及院屬相關(guān)單位積極主持和參與重大技術(shù)攻關(guān),為關(guān)鍵技術(shù)的攻克做出了巨大貢獻(xiàn),為下一步科技創(chuàng)新奠定了良好的基礎(chǔ)。如在高鐵領(lǐng)域,自2008年開(kāi)始,中科院通過(guò)承接“973”項(xiàng)目、國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題、院企合作、聯(lián)合研發(fā)等方式,從多個(gè)領(lǐng)域介入高鐵的理論研究和核心技術(shù)的研發(fā),力學(xué)所、軟件所等先后組織了10余個(gè)團(tuán)隊(duì)參與了高鐵的技術(shù)開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品測(cè)試和有關(guān)理論研究,對(duì)我國(guó)高鐵技術(shù)創(chuàng)新起到了積極的推動(dòng)作用。近幾年又開(kāi)展了流固藕合系統(tǒng)力學(xué)、聲學(xué)、高速列車(chē)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)與安全可靠性等多個(gè)學(xué)科的理論研究和電動(dòng)牽引、人機(jī)界面產(chǎn)品化、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的全自主替代等應(yīng)用研究項(xiàng)目,取得了一些階段性成果[4]。
我國(guó)政府高度重視科技創(chuàng)新對(duì)綠色發(fā)展的支撐作用?!秶?guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》將“在重點(diǎn)行業(yè)和重點(diǎn)城市建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)發(fā)展模式,為建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)提供科技支持”列為未來(lái)15年科學(xué)技術(shù)發(fā)展的7大目標(biāo)之一??萍疾?、中科院等部門(mén)也制定了相關(guān)科技規(guī)劃和實(shí)施方案,啟動(dòng)了一批綠色發(fā)展科技支撐項(xiàng)目,涵蓋節(jié)能減排、綠色制造、新能源、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等技術(shù)領(lǐng)域。2008年金融危機(jī)以來(lái),我國(guó)綠色科技水平大為提升,與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距逐步縮小,一些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)甚至達(dá)到世界先進(jìn)水平。但總體而言,我國(guó)綠色科技尚為技術(shù)跟隨者,原始技術(shù)創(chuàng)新亟待突破。
低碳技術(shù)是綠色經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵技術(shù),包括新能源和可再生能源技術(shù)、節(jié)能和能效技術(shù)、碳捕獲和埋存等。我國(guó)對(duì)新能源和可再生能源技術(shù)的利用現(xiàn)狀明顯落后于發(fā)達(dá)國(guó)家,但近年來(lái)發(fā)展速度很快。電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域已經(jīng)建立起自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)和整車(chē)集成技術(shù),總體水平位于國(guó)際前列。工業(yè)節(jié)能和能源技術(shù)明顯提高,如超臨界技術(shù),現(xiàn)已廣泛應(yīng)用。在光伏電池、第四代核電站、碳捕獲和儲(chǔ)存技術(shù)領(lǐng)域,我國(guó)差距較大,還需消化吸收和超越國(guó)外技術(shù)[5]。目前低碳技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還掌握在發(fā)達(dá)國(guó)家手中,中國(guó)要想在未來(lái)的低碳發(fā)展中占得先機(jī),還有很長(zhǎng)的路要走。我國(guó)擁有可用于開(kāi)發(fā)綠色能源的稀土礦藏,通過(guò)減少稀土資源的出口,鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)企業(yè)消化吸收和突破太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源技術(shù)難題,我國(guó)有望控制下一代的清潔能源[6]。生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)是生態(tài)安全科技的基礎(chǔ)技術(shù)。盡管我國(guó)在生態(tài)試驗(yàn)站、衛(wèi)星遙感等生態(tài)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)領(lǐng)域基礎(chǔ)良好,但仍難以滿足生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)嚴(yán)峻形勢(shì)的需要。
在綠色發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)方面,中科院配合國(guó)家有關(guān)部門(mén)先后完成了全國(guó)主體功能區(qū)劃和生態(tài)功能區(qū)劃,為推動(dòng)各地區(qū)嚴(yán)格按照主體功能定位發(fā)展,構(gòu)建科學(xué)合理的城市化格局、農(nóng)業(yè)發(fā)展格局、生態(tài)安全格局發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用[7]。在生態(tài)安全科技領(lǐng)域,中科院主導(dǎo)建立了中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)(CERN),目前已成為我國(guó)生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和生態(tài)環(huán)境研究的基地,也是全球生態(tài)環(huán)境變化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。
我國(guó)高度重視、積極運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)推進(jìn)防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)工作,啟動(dòng)了一批防災(zāi)減災(zāi)科技項(xiàng)目?!秶?guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》,在防災(zāi)減災(zāi)方面,要求重點(diǎn)研究地震、臺(tái)風(fēng)、暴雨、洪水、地質(zhì)災(zāi)害、森林火災(zāi)等重大自然災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù),并部署了一大批科技項(xiàng)目。還制定實(shí)施了國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)科技發(fā)展規(guī)劃,通過(guò)研究相關(guān)前沿科學(xué)技術(shù)、更新減災(zāi)救災(zāi)技術(shù)裝備、加強(qiáng)災(zāi)害信息化建設(shè),應(yīng)對(duì)災(zāi)害的現(xiàn)代科技水平顯著提升,有力推動(dòng)了災(zāi)害管理從人工操作為主的粗放方式向精確精細(xì)方式轉(zhuǎn)變。
科技防災(zāi)基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善。我國(guó)成功發(fā)射了環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星A、B、C星和“風(fēng)云三號(hào)”A星、“風(fēng)云二號(hào)”E星,初步建立了衛(wèi)星減災(zāi)應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng),加強(qiáng)了衛(wèi)星遙感、無(wú)人駕駛飛機(jī)、“北斗”導(dǎo)航定位等高新技術(shù)在防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)領(lǐng)域的應(yīng)用,提高了重大自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警能力和救災(zāi)應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)保障能力。在國(guó)家科技項(xiàng)目、“863”計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目中安排實(shí)施了一批氣象、地震、地質(zhì)、海洋等方面的科技項(xiàng)目。民政部組織實(shí)施了亞洲巨災(zāi)綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)及應(yīng)用研究、中國(guó)巨災(zāi)應(yīng)急救援信息集成系統(tǒng)與示范等項(xiàng)目。利用現(xiàn)代通信、計(jì)算機(jī)、信息管理等技術(shù),建立了國(guó)家自然災(zāi)害災(zāi)情管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了中央、省、市、縣4級(jí)全覆蓋,自然災(zāi)害信息管理水平顯著提升[8]。
應(yīng)國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)和重大工程建設(shè)安全的需求,中科院相關(guān)科研單位在防災(zāi)減災(zāi)和災(zāi)后重建方面逐漸形成科技體系。如:成都山地所整合山地災(zāi)害領(lǐng)域的研究力量和研究機(jī)構(gòu),于2005年3月成立中科院山地災(zāi)害與地表過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,在我國(guó)山地災(zāi)害理論研究方面積淀深厚;對(duì)地觀測(cè)中心通過(guò)高分辨衛(wèi)星及圖像處理技術(shù),多次在國(guó)家重大自然災(zāi)害后第一時(shí)間為社會(huì)公眾和決策部門(mén)提供準(zhǔn)確的災(zāi)區(qū)衛(wèi)星影像圖;地理科學(xué)與資源所牽頭,聯(lián)合國(guó)內(nèi)10余家科研機(jī)構(gòu),從2008年“汶川特大地震”災(zāi)后重建資源環(huán)境承載力研究完成后,形成一套重大災(zāi)害災(zāi)后重建資源環(huán)境承載力評(píng)估的技術(shù)體系,在后來(lái)的重大災(zāi)后重建規(guī)劃決策中起到很好的指導(dǎo)作用。
保障重大工程建設(shè)與安全是共建“絲路”的基本前提,沿線地區(qū)更廣闊的地域范圍、更復(fù)雜的地理環(huán)境使其在重大工程和安全領(lǐng)域必將面臨更多的實(shí)踐挑戰(zhàn),亟需科技創(chuàng)新支撐解決現(xiàn)實(shí)難題。
區(qū)域重大工程建設(shè)以互聯(lián)互通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為主體,是復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涉及不同的主權(quán)國(guó)家和利益主體,并面臨自然環(huán)境、安全威脅、邊貿(mào)互補(bǔ)性與均衡問(wèn)題和地緣政治風(fēng)險(xiǎn)等挑戰(zhàn),該領(lǐng)域的建設(shè)不僅需要解決復(fù)雜自然環(huán)境下的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)難題,而且要防范基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)可能帶來(lái)的各種安全風(fēng)險(xiǎn),還要考慮地緣政治風(fēng)險(xiǎn)和我國(guó)對(duì)外開(kāi)放平臺(tái)建設(shè)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)極培育等社會(huì)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。
高鐵建設(shè)領(lǐng)域。從總體上確保高速鐵路系統(tǒng)安全性和可持續(xù)性是我國(guó)高速鐵路面臨的重大挑戰(zhàn)。中國(guó)自主設(shè)計(jì)的高寒動(dòng)車(chē)組、耐高溫高濕動(dòng)車(chē)組、防風(fēng)沙動(dòng)車(chē)組等,均適應(yīng)了不同環(huán)境的需要。但在“絲路”上建設(shè)跨大陸板塊的高速鐵路,需要鐵路和機(jī)車(chē)同時(shí)具備適應(yīng)多種復(fù)雜氣候和自然環(huán)境變遷的條件。在復(fù)雜服役條件下,振動(dòng)、疲勞、交變應(yīng)力等參數(shù)的變化規(guī)律,是高鐵機(jī)車(chē)安全可靠運(yùn)行研究的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。亟需在高品質(zhì)技術(shù)、可持續(xù)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)突破,在可靠性、節(jié)能環(huán)保、先進(jìn)制造方法和服務(wù)一體化方面全面創(chuàng)新,只有這樣才能早日形成中國(guó)高鐵先進(jìn)的理論體系、標(biāo)準(zhǔn)體系、制造體系和運(yùn)行體系,實(shí)現(xiàn)中國(guó)高鐵從大國(guó)向強(qiáng)國(guó)的飛躍。
管道建設(shè)領(lǐng)域?!敖z路”沿線諸多油氣生產(chǎn)國(guó)正在加快產(chǎn)能建設(shè)及外輸通道建設(shè)。中國(guó)和印度等能源消費(fèi)大國(guó)也在持續(xù)推進(jìn)油氣骨干管網(wǎng)和配套LNG、石油儲(chǔ)備庫(kù)的建設(shè)。據(jù)預(yù)測(cè),到2020年我國(guó)長(zhǎng)輸油氣管道總里程將超過(guò)15萬(wàn)公里。如何保障動(dòng)輒穿越幾千公里,蔓延亞歐非大陸和相關(guān)海域的油氣管道的安全,成為越來(lái)越突出的問(wèn)題。當(dāng)前油氣管道建設(shè)呈現(xiàn)出口徑更大、壓力更高、輸送距離更長(zhǎng)、地質(zhì)條件也更為復(fù)雜的特征,隨著管線繼續(xù)向高山大澤、冰原凍土、沙漠戈壁等地質(zhì)人文環(huán)境更加復(fù)雜的地區(qū)延伸,新的世界級(jí)技術(shù)難題還將不斷涌現(xiàn);同時(shí)管道本身的技術(shù)發(fā)展,如新材料、新設(shè)備和新工藝的大量應(yīng)用,也要求管道科技水平不斷更新提高,以適應(yīng)管道行業(yè)發(fā)展的需要。此外,國(guó)內(nèi)成品油管道呈現(xiàn)出大型化、高壓及網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢(shì),成品油管線與市政管網(wǎng)沖突普遍存在,安全事故發(fā)生頻率明顯增高,亟需管道輸送安全技術(shù)創(chuàng)新保障。
海運(yùn)和航空運(yùn)輸領(lǐng)域。隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施,通過(guò)海上和空中交通往來(lái)的人流和貨流將明顯增多,提高海運(yùn)和空運(yùn)效率,保障海上和空中通道的安全性變得更加重要,均急需加強(qiáng)在船舶和飛機(jī)制造關(guān)鍵技術(shù)、海事安全和空中安全管制技術(shù)、海運(yùn)與空運(yùn)的自動(dòng)化控制和信息化管理關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。由于我國(guó)在該領(lǐng)域技術(shù)瓶頸較多,急需加強(qiáng)與“絲路”沿線國(guó)家開(kāi)展共性技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)和前瞻性技術(shù)的合作研究開(kāi)發(fā)。
國(guó)際物流平臺(tái)方面。隨著“絲路”各國(guó)間的經(jīng)貿(mào)關(guān)系日益密切,國(guó)際物流活動(dòng)的功能和范圍將不斷擴(kuò)大,內(nèi)涵不斷豐富,急需研究并完善區(qū)域性國(guó)際物流信息平臺(tái),這對(duì)我國(guó)國(guó)際物流行業(yè)的健康、科學(xué)發(fā)展具有十分積極的推動(dòng)作用[9]。
在人類(lèi)改造自然的歷史上,不合理的開(kāi)發(fā)造成不可挽回的生態(tài)災(zāi)難事件比比皆是。前蘇聯(lián)時(shí)期“偉大的斯大林改造自然計(jì)劃”提出的“向干旱進(jìn)攻”巨型規(guī)劃,在實(shí)施過(guò)程中因錯(cuò)誤地采用了李森科院士的“簇狀法”造林方式而失敗,中亞地區(qū)擴(kuò)大水澆地發(fā)展農(nóng)業(yè)也導(dǎo)致了“咸海生態(tài)災(zāi)難”[10]?!敖z路”橫跨歐亞非大陸,沿線地區(qū)總體是彼此聯(lián)系的整體,大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)必須遵循自然規(guī)律和經(jīng)濟(jì)規(guī)律,依靠科技發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì),維護(hù)沿線地區(qū)的生態(tài)安全。我國(guó)面臨的資源、環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題,也迫切需要科技創(chuàng)新為綠色發(fā)展提供更為堅(jiān)實(shí)的動(dòng)力,在綠色發(fā)展重大裝備與產(chǎn)品等共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、先進(jìn)適用綠色技術(shù)的示范和推廣、綠色科技的產(chǎn)業(yè)化能力提升方面發(fā)揮重大作用。根據(jù)“絲路”自然環(huán)境格局和應(yīng)對(duì)全球氣候變化國(guó)際背景,綠色經(jīng)濟(jì)和生態(tài)安全亟需在節(jié)水與生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)、綠色能源與低碳城市、生態(tài)安全聯(lián)合監(jiān)測(cè)與防治3個(gè)方面的科技支撐。
節(jié)水與生態(tài)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。“絲路”沿線的蒙古國(guó)、中國(guó)西北地區(qū)、中亞、西亞和北非地區(qū)是世界最為缺水的地區(qū),同時(shí)土壤貧瘠,糧食安全保障程度低,迫切需要加強(qiáng)節(jié)水和生態(tài)農(nóng)業(yè)科技的支撐。目前以色列在農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì),尤其是滴灌技術(shù)、埋藏式灌溉技術(shù)、噴灑式灌溉技術(shù)、散布式灌溉技術(shù)、灌溉系統(tǒng)自動(dòng)化控制技術(shù)相對(duì)成熟,我國(guó)甘肅定西等地在集雨水窖、循環(huán)農(nóng)業(yè)、庭院經(jīng)濟(jì)等方面也積累了很多成功經(jīng)驗(yàn),已經(jīng)成為聯(lián)合國(guó)確定的干旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)合作交流基地。通過(guò)前沿技術(shù)的聯(lián)合攻關(guān),先進(jìn)技術(shù)的合作推廣,將有助解決“絲路”沿線地區(qū)幾億貧困人口的吃飯問(wèn)題,這將是“絲路”建設(shè)重大的民生工程。
綠色能源與低碳城市領(lǐng)域。“絲路”復(fù)興不能走傳統(tǒng)工業(yè)化道路,而是要吸取工業(yè)文明時(shí)期的歷史經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),引領(lǐng)全球率先進(jìn)入生態(tài)文明時(shí)代,這是生態(tài)環(huán)境本底相對(duì)脆弱的“絲路”地區(qū)的必然選擇[11]。在積極應(yīng)對(duì)全球氣候變化的今天,積極開(kāi)發(fā)利用綠色能源,建設(shè)低碳城市是重要舉措。隨著“絲路”戰(zhàn)略實(shí)施,亞洲國(guó)家發(fā)展?jié)摿薮?,尤其是中?guó)和印度將相繼進(jìn)入工業(yè)化后期,兩國(guó)的節(jié)能減排任務(wù)艱巨,轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式迫在眉睫。大力發(fā)展綠色能源、推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)低碳城市已成為各國(guó)共識(shí)。目前發(fā)達(dá)國(guó)家的綠色能源和低碳城市技術(shù)領(lǐng)先,但發(fā)展中國(guó)家卻擁有廣闊的市場(chǎng)潛力,開(kāi)展綠色能源與低碳城市科技合作與交流可以實(shí)現(xiàn)雙贏。
生態(tài)安全聯(lián)合監(jiān)測(cè)與防治領(lǐng)域。“絲路”橫跨的亞歐非大陸是一個(gè)整體,沿線生態(tài)環(huán)境比較脆弱,土地荒漠化、沙塵暴和人類(lèi)排放的污染物等問(wèn)題都較為嚴(yán)重。隨著氣候變暖和人類(lèi)活動(dòng)加劇,“絲路”沿途的生態(tài)環(huán)境與過(guò)去相比發(fā)生了很大變化,如最近NASA衛(wèi)星資料發(fā)現(xiàn),世界第四大湖——咸海幾乎已經(jīng)消失;自2000年以來(lái),由于水中污染物使海豹的免疫系統(tǒng)減弱已導(dǎo)致幾千只海豹死亡[11]。“絲路”建設(shè)過(guò)程中,隨著人類(lèi)活動(dòng)加劇,尤其是鐵路、管道、水利等重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和農(nóng)業(yè)工程的實(shí)施,沿線生態(tài)環(huán)境變遷可能加劇,周邊國(guó)家需要通力合作,積極開(kāi)展生態(tài)安全聯(lián)合監(jiān)測(cè)和綜合防治,減緩人類(lèi)活動(dòng)和氣候變化帶來(lái)的雙重負(fù)面影響。
自然災(zāi)害頻發(fā)已成為各國(guó)共同面臨的世界性難題,其對(duì)人類(lèi)安全威脅愈來(lái)愈大。2003年的“非典”、2004年的印度洋“海嘯”、2008年的“汶川大地震”到2014年的“埃博拉疫情”等諸多災(zāi)害告誡我們,“絲路”建設(shè)必須高度重視自然災(zāi)害的預(yù)防工作,這是重大的民生問(wèn)題,也是關(guān)系經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全局的重大工作。目前國(guó)際上對(duì)建立自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)非常重視,大部分國(guó)家已經(jīng)建立了適應(yīng)本國(guó)國(guó)情的自然災(zāi)害相關(guān)預(yù)警系統(tǒng),包括洪水、颶風(fēng)、干旱等水文氣象災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng),海嘯和地震等地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng),流行病和蟲(chóng)害等生物災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng),土地沙漠化、森林火災(zāi)等環(huán)境退化預(yù)警系統(tǒng),但各國(guó)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)處于獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài),尚未形成國(guó)際監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),災(zāi)害防治技術(shù)難以得到共享,很大程度上影響了防災(zāi)減災(zāi)的實(shí)際效果。這從另一個(gè)方面說(shuō)明建立自然災(zāi)害聯(lián)合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)和開(kāi)展災(zāi)害綜合防治技術(shù)的聯(lián)合攻關(guān)潛力巨大。
針對(duì)“絲路”重大工程建設(shè)科技需求和可能帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn),建議國(guó)家盡快實(shí)施一批“絲路”重大工程建設(shè)與安全科技支撐計(jì)劃。實(shí)施“絲路”國(guó)際互聯(lián)互通重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、水資源與生態(tài)農(nóng)業(yè)、綠色能源及低碳城市科技支撐國(guó)際合作試驗(yàn)示范計(jì)劃;啟動(dòng)“絲路”生態(tài)網(wǎng)絡(luò)和跨國(guó)自然災(zāi)害動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)國(guó)際合作計(jì)劃。
重點(diǎn)突出交通、管線和信息網(wǎng)絡(luò)科技研發(fā)與示范項(xiàng)目,以中哈石油管線、北京-莫斯科高鐵、中巴經(jīng)濟(jì)走廊鐵路、阿里巴巴跨境電子商務(wù)等為示范項(xiàng)目,圍繞急需突破的關(guān)鍵工程技術(shù)、安全防護(hù)技術(shù)和管理技術(shù),開(kāi)展互聯(lián)互通建設(shè)前沿技術(shù)攻關(guān)、試驗(yàn)示范和產(chǎn)業(yè)化模式推廣。
圍繞互聯(lián)互通重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要突破的關(guān)鍵技術(shù),重點(diǎn)開(kāi)展以下科技攻關(guān):(1)高速鐵路列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)互聯(lián)互通關(guān)鍵技術(shù)研究(如高速列車(chē)上的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)研發(fā));(2)極端氣候條件和復(fù)雜復(fù)合環(huán)境下高鐵建設(shè)工程與控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究;(3)面向高速列車(chē)的綜合服務(wù)平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究;(4)復(fù)雜環(huán)境隧道復(fù)合盾構(gòu)的研制與掘進(jìn)技術(shù)研究;(5)高原高寒地帶、冰原凍土、高溫沙漠等復(fù)雜環(huán)境下油氣管線建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究;(6)超大口徑管道建設(shè)工程技術(shù)研究;(7)海洋管道技術(shù)研究;(8)數(shù)字管道技術(shù)研究;(9)長(zhǎng)距離、大運(yùn)量飛機(jī)制造技術(shù)研究;(10)國(guó)際航空樞紐建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究;(11)國(guó)際航運(yùn)船舶水動(dòng)力性能和自動(dòng)控制技術(shù)研究;(12)國(guó)際物流信息平臺(tái)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究;(13)智能交通技術(shù)研究;(14)特高壓輸變電工程關(guān)鍵技術(shù)研究。
圍繞互聯(lián)互通重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)安全防范技術(shù),重點(diǎn)開(kāi)展以下科技攻關(guān):(1)高速鐵路、跨境公路、油氣管線、重大水利工程等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)脆弱生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)及災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與監(jiān)測(cè)技術(shù)研究;(2)油氣管道輸送安全關(guān)鍵技術(shù)研究;(3)成品油運(yùn)輸安全技術(shù)研究;(4)航空和海事安全關(guān)鍵技術(shù)研究;(5)跨境電子商務(wù)信息安全保障關(guān)鍵技術(shù)研究;(6)聯(lián)合反恐核心技術(shù)與合作機(jī)制研究。
圍繞互聯(lián)互通重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)科技需求,重點(diǎn)開(kāi)展以下科技攻關(guān):(1)地緣政治風(fēng)險(xiǎn)研究;(2)區(qū)域和國(guó)際合作機(jī)制研究;(3)民生帶動(dòng)機(jī)制研究;(4)重要互聯(lián)互通基礎(chǔ)設(shè)施節(jié)點(diǎn)城市打造對(duì)外開(kāi)放平臺(tái)與區(qū)域增長(zhǎng)極培育機(jī)制研究。
實(shí)施中以水科學(xué)計(jì)劃和中科院水科學(xué)專項(xiàng),重點(diǎn)突出以色列節(jié)水農(nóng)業(yè)的科技示范與推廣,在新疆、甘肅和寧夏建設(shè)中以水資源與節(jié)水農(nóng)業(yè)試驗(yàn)示范基地,促進(jìn)干旱區(qū)可持續(xù)發(fā)展;加強(qiáng)與南歐國(guó)家的水科學(xué)合作,在里海、地中海、黑海建立陸間海聯(lián)合研究基地。
圍繞節(jié)水與水資源保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)需求,重點(diǎn)開(kāi)展以下科技攻關(guān):(1)干旱區(qū)水資源優(yōu)化配置與高效利用綜合技術(shù)研究;(2)節(jié)水農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究;(3)重點(diǎn)河流和湖泊水環(huán)境治理關(guān)鍵技術(shù)研究;(4)陸間海水資源保護(hù)與水環(huán)境治理研究;(5)近海水環(huán)境治理關(guān)鍵技術(shù)研究;(6)海水淡化關(guān)鍵技術(shù)研究。
圍繞生態(tài)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)需求,重點(diǎn)開(kāi)展以下科技攻關(guān):(1)農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)與模式研究;(2)農(nóng)業(yè)生物安全支撐技術(shù)研究(農(nóng)業(yè)危險(xiǎn)性外來(lái)入侵生物、農(nóng)業(yè)毀滅性高致害變異性生物和農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全);(3)農(nóng)作物種質(zhì)與遺傳信息技術(shù)研究;(4)農(nóng)業(yè)機(jī)械關(guān)鍵技術(shù)研究;(5)高效旱作農(nóng)業(yè)技術(shù)研究與推廣;(6)耕地生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)研究。
加強(qiáng)與新加坡、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的合作創(chuàng)新,在甘肅酒泉、寧夏石嘴山建立中科院綠色能源試驗(yàn)示范基地,在天津?yàn)I海新區(qū)和蘇州工業(yè)園建立中新生態(tài)城市科技合作試驗(yàn)示范基地。
圍繞綠色能源關(guān)鍵技術(shù)需求,重點(diǎn)開(kāi)展以下科技攻關(guān):(1)化石能源清潔利用技術(shù)研究;(2)核能安全潔凈發(fā)展技術(shù)研究;(3)太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源能量捕獲、存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換關(guān)鍵技術(shù)研究;(4)水電開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究;(5)頁(yè)巖油氣開(kāi)采核心技術(shù)研究;(6)工業(yè)節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)研究;(7)綠色建筑關(guān)鍵技術(shù)研究。
圍繞低碳城市關(guān)鍵技術(shù)需求,重點(diǎn)開(kāi)展以下科技研究:(1)城市霧霾治理技術(shù)研究;(2)碳捕獲、利用與封存關(guān)鍵技術(shù)研究;(3)國(guó)際碳交易機(jī)制研究;(4)低碳交通關(guān)鍵技術(shù)研究。
依托中科院中國(guó)生態(tài)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和沿線國(guó)家生態(tài)站,建設(shè)“絲路”生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),以俄蒙、中亞和東南亞等周邊國(guó)家為重點(diǎn),開(kāi)展生態(tài)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)國(guó)際合作試點(diǎn)工作。
圍繞生態(tài)安全聯(lián)合監(jiān)測(cè)與防治技術(shù)需求,開(kāi)展以下生態(tài)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)國(guó)際合作研究:(1)全球生態(tài)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的國(guó)際合作機(jī)制研究;(2)基于天-地-空一體化的生態(tài)系統(tǒng)綜合監(jiān)測(cè)與評(píng)估關(guān)鍵技術(shù)研究;(3)沙漠化監(jiān)測(cè)與生態(tài)修復(fù)治理技術(shù)研究;(4)長(zhǎng)距離大氣污染物和沙塵傳輸監(jiān)測(cè)及防治科技研究;(5)核污染監(jiān)測(cè)技術(shù)研究。
在聯(lián)合國(guó)國(guó)際減災(zāi)戰(zhàn)略框架下,啟動(dòng)中科院防災(zāi)減災(zāi)科技計(jì)劃,以沙漠化、干旱、水土流失、跨境沙塵暴和顛覆性自然災(zāi)害為重點(diǎn),開(kāi)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、預(yù)警和防災(zāi)減災(zāi)國(guó)際合作試驗(yàn)示范。
圍繞自然災(zāi)害聯(lián)合監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)需求,開(kāi)展以下科技項(xiàng)目攻關(guān):(1)自然災(zāi)害形成機(jī)理和演化規(guī)律研究;(2)自然災(zāi)害與社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境相互作用規(guī)律研究;(3)全球氣候變化背景下自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)研究;(4)自然災(zāi)害立體監(jiān)測(cè)技術(shù)研究(如地面監(jiān)測(cè)技術(shù)、海洋海底觀測(cè)技術(shù)、天-地-空觀測(cè)技術(shù)等);(5)自然災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)體系建設(shè)技術(shù)研究(如氣象預(yù)警預(yù)報(bào)體系、洪水預(yù)警預(yù)報(bào)體系、地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)體系、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)體系、環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警體系、野生動(dòng)植物疫源疫病監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)體系、海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)系統(tǒng)、森林和草原火災(zāi)預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、沙塵暴災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)估體系等);(6)自然災(zāi)害的跨國(guó)監(jiān)測(cè)與預(yù)警合作機(jī)制研究;(7)重大工程沿線分布式光纖應(yīng)變?yōu)暮ΡO(jiān)測(cè)技術(shù)。
圍繞自然災(zāi)害綜合防治技術(shù)需求,開(kāi)展以下科技項(xiàng)目攻關(guān):(1)自然災(zāi)害的人工干預(yù)技術(shù)研究;(2)地震、海嘯、洪水等重大災(zāi)害災(zāi)后評(píng)估技術(shù)研究;(3)地震、海嘯、洪水等重大災(zāi)害搜救技術(shù)研究;(4)災(zāi)后恢復(fù)重建關(guān)鍵技術(shù)研究。
建議根據(jù)“十八大”及“十八屆三中全會(huì)”精神,按照中科院“創(chuàng)新2020”和“率先行動(dòng)”計(jì)劃部署,圍繞國(guó)家“絲路”建設(shè)重大戰(zhàn)略需求,推進(jìn)“中科院絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶重大工程與安全科技支撐計(jì)劃”,重點(diǎn)突出5項(xiàng)工作。
(1)組織實(shí)施“絲路”重大工程與安全戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專項(xiàng)。根據(jù)上述3大科技需求方向、5大科技支撐計(jì)劃,適時(shí)啟動(dòng)一批“絲路”重大工程和安全科技研究項(xiàng)目。
(2)加快推進(jìn)“率先行動(dòng)”計(jì)劃。對(duì)涉及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、綠色經(jīng)濟(jì)與生態(tài)安全、防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域研究機(jī)構(gòu)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,明確4類(lèi)研究機(jī)構(gòu)在“絲路”建設(shè)中的科技支撐定位,督促院屬各研究機(jī)構(gòu)結(jié)合“絲路”建設(shè)需求部署開(kāi)展相關(guān)工作,力爭(zhēng)取得重大突破。
(3)加強(qiáng)科研平臺(tái)建設(shè)。中科院現(xiàn)有212個(gè)野外臺(tái)站和若干個(gè)非法人研究中心,野外觀測(cè)臺(tái)站長(zhǎng)期開(kāi)展生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面的工作,已經(jīng)并將為“絲路”生態(tài)安全和災(zāi)害防治提供科技支撐。應(yīng)加強(qiáng)海外科研平臺(tái)建設(shè),適時(shí)成立中科院絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶國(guó)際研究中心。
(4)加強(qiáng)國(guó)際合作。中科院已與100多個(gè)國(guó)家科研機(jī)構(gòu)建立國(guó)際合作關(guān)系,主導(dǎo)和參與了多項(xiàng)世界著名的重大國(guó)際科技合作計(jì)劃,取得了可喜的成績(jī)。應(yīng)根據(jù)國(guó)家“絲路”建設(shè)的戰(zhàn)略需求,主導(dǎo)“絲路”領(lǐng)域的相關(guān)科學(xué)計(jì)劃。
(5)發(fā)揮院士咨詢工作的作用,開(kāi)展“絲路”重大工程與安全科技咨詢。針對(duì)“絲路”沿線地區(qū)重大建設(shè)工程,開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、環(huán)境影響評(píng)估、工程咨詢等活動(dòng),發(fā)揮國(guó)家科技智庫(kù)作用。
1 中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所課題組.絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶可持續(xù)發(fā)展模式探析.中國(guó)國(guó)情國(guó)力,2014,(10):24-26.
2 王夢(mèng)恕.中國(guó)高鐵技術(shù)世界領(lǐng)先.中國(guó)科技獎(jiǎng)勵(lì),2010,131(5):7-9.
3 劉智慧.國(guó)內(nèi)外原油管道技術(shù)發(fā)展綜述.石油規(guī)劃設(shè)計(jì),2006,17(3):42-44.
4 池建義.合作構(gòu)筑高鐵科技創(chuàng)新體系.高科技與產(chǎn)業(yè)化,2013,201(2):76-77.
5 佟慶.國(guó)際視野下的中國(guó)低碳技術(shù)發(fā)展之路.科技導(dǎo)報(bào),2011,29(26):11.
6 游雪晴,高博.中國(guó)低碳技術(shù)應(yīng)該有序發(fā)展.科技日?qǐng)?bào),2010-10-10.
7 白春禮.科技支撐我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的探索、實(shí)踐與思考.中國(guó)科學(xué)院院刊,2013,28(2):125-131.
8 李立國(guó).我國(guó)應(yīng)對(duì)重大自然災(zāi)害取得顯著進(jìn)步.求是,2013,(10):10-12.
9 翁心剛.區(qū)域性國(guó)際物流信息平臺(tái)構(gòu)建研究.中國(guó)流通經(jīng)濟(jì),2011,(12):26-30.
10 劉恕,田玉釗.他山之石——百年實(shí)踐話真知.干旱區(qū)開(kāi)發(fā)實(shí)踐論文集.蘭州:甘肅人民美術(shù)出版社,2007.
11 李澤紅,王卷樂(lè),趙中平等.絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)環(huán)境格局與生態(tài)文明建設(shè)模式.資源科學(xué),2014,36(12):2476-2482.