鄧 藝,姜 鳴,張汝斌,趙 燕,劉慧偉
(1.云南大型科研儀器開放共享管理辦公室,云南昆明 650051;2.上海牽翼網(wǎng)絡(luò)科技有限公司,上海 201499;3.云南省科學(xué)技術(shù)院,云南昆明 650228;4.上海市研發(fā)公共服務(wù)平臺管理中心,上海 200235)
野外科學(xué)觀測研究站(以下簡稱“野外站”)是依據(jù)我國自然條件的地理分異規(guī)律,面向國家社會經(jīng)濟(jì)和科技戰(zhàn)略布局,服務(wù)于生態(tài)學(xué)、地學(xué)、農(nóng)學(xué)、環(huán)境科學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)展,獲取長期野外科學(xué)觀測數(shù)據(jù),并開展研究工作的科技創(chuàng)新基地;是推進(jìn)科技創(chuàng)新和保護(hù)生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要科技支撐與條件保障,也是國家科技創(chuàng)新體系的重要組成部分[1-2]。
目前,國內(nèi)外野外站作為長期研究全球和區(qū)域環(huán)境變化的重要手段之一,為全球各研究領(lǐng)域的發(fā)展發(fā)揮著巨大作用[3]。其研究領(lǐng)域主要包括地球環(huán)境、生物資源、生態(tài)系統(tǒng)以及衛(wèi)星觀測和湖泊、冰川等幾十個方面的內(nèi)容,觀測研究數(shù)據(jù)資源豐富而廣泛。我國歷來高度重視野外科學(xué)觀測和試驗(yàn)研究工作,建國以來共建有各類野外站7 000 余個。目前,已遴選出基礎(chǔ)條件較好、研究力量較強(qiáng)的國家野外站105 個,研究內(nèi)容涉及生態(tài)系統(tǒng)、特殊環(huán)境與大氣本底、地球物理和材料腐蝕4 個方面。這些國家野外站一方面要完成上級部門下達(dá)的監(jiān)測與數(shù)據(jù)管理任務(wù),為解決全球變化、生態(tài)系統(tǒng)演變和材料腐蝕等多個領(lǐng)域提供科技服務(wù)支撐;另一方面要向相關(guān)科研機(jī)構(gòu)、社會提供科學(xué)數(shù)據(jù)資源服務(wù),并開展政策咨詢和科普教育等工作。
云南雖然地處經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的西南邊疆,但作為物種多樣性高度富集、地域環(huán)境特殊的典型區(qū)域,野外站的建設(shè)在全國起步較早。如30 年代初建成的中國科學(xué)院云南天文臺,至今已有80 多年的歷史[4],依托我省得天獨(dú)厚的天文觀測優(yōu)勢,以麗江觀測站和撫仙湖觀測站為核心,在天文學(xué)觀測與研究、天文新技術(shù)研究等方面獲得一大批富有價值的成果,也為國際前沿的觀測研究提供了有力的數(shù)據(jù)支撐;又如植物學(xué)家蔡希陶先生于1938 年在云南創(chuàng)辦了第一個植物分類研究所昆明工作站(即現(xiàn)在的中國科學(xué)院昆明植物研究所),后在西雙版納籌建了中國第一個熱帶植物園(中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園前身),創(chuàng)建了中國第一個熱帶植物研究基地。經(jīng)過長期、持續(xù)的科學(xué)觀測與研究,為云南植物資源、區(qū)域生態(tài)環(huán)境的開發(fā)利用與保護(hù)提供了大量科學(xué)數(shù)據(jù),為國家和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)[5]。檢索結(jié)果表明,近20年我國發(fā)表的65篇野外站文章中,對野外站的建設(shè)現(xiàn)狀及問題闡述較多,而對野外站數(shù)據(jù)資源共享的文章極少,且集中在長白山、湖北和新疆等區(qū)域,而對云南野外站的相關(guān)研究還屬空白。本文基于云南30 余家野外站的建設(shè)現(xiàn)狀、問題及數(shù)據(jù)資源共享方式進(jìn)行研究,得知云南野外站在長期的野外監(jiān)測、試驗(yàn)和研究中獲取的第一手科學(xué)數(shù)據(jù),不僅對云南省多個領(lǐng)域監(jiān)測和全球環(huán)境研究具有重大意義,而且對相關(guān)技術(shù)研究、科技創(chuàng)新和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著關(guān)鍵作用。同時,還探尋到一條既適合人才培養(yǎng)又能實(shí)現(xiàn)科學(xué)數(shù)據(jù)資源共享的創(chuàng)新路子,可為提高野外站科學(xué)數(shù)據(jù)開放共享服務(wù)提供示范,為建成生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展、經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)和機(jī)制科學(xué)的創(chuàng)新型云南提供有益借鑒。
多年來,云南省政府主動服務(wù)和融入國家發(fā)展戰(zhàn)略,高度重視野外觀測與研究工作。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),云南省已建有各類野外科學(xué)觀測研究站37 個,集中分布于云南的12 個州市,玉溪市有6 個,版納、楚雄各有5 個,昆明、紅河、麗江各有4 個,普洱有3 個,保山有2 個,大理、迪慶、曲靖和昭通各有1個,如表1 所示。其中有4 個是國家野外站:西雙版納森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站、云南哀牢山森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站、云南東川泥石流國家野外科學(xué)觀測研究站和西雙版納大氣環(huán)境材料腐蝕國家野外科學(xué)觀測研究站。
云南的30 余家野外站主要分屬于中國科學(xué)院、中國林業(yè)科學(xué)研究院、中國兵器工業(yè)集團(tuán)、云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、云南省林業(yè)和草原局、云南省水利廳和云南省農(nóng)墾局等部門以及云南大學(xué)、云南林業(yè)大學(xué)等高校。其主要包括生態(tài)學(xué)和地學(xué)(13 家)、生態(tài)學(xué)和農(nóng)學(xué)(11 家)、森林生態(tài)學(xué)(7 家)、天文和地理學(xué)(2 家)、動物生態(tài)學(xué)(3 家)、環(huán)境材料(1家)等六大研究領(lǐng)域。這些野外站通過長期定位觀測獲取科學(xué)數(shù)據(jù),開展野外科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究,為云南省生態(tài)文明建設(shè)和綠色可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)支撐。
建站時間較早的野外站是保山熱帶作物云南野外臺站(1951 年)和西雙版納森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外臺站(1958 年),60 年代至80 年代建站的有2家,分別是云南東川泥石流國家野外科學(xué)觀測研究站(1961 年)和云南哀牢山生態(tài)系統(tǒng)國家野外臺站(1981 年),從2004 年至今,15 年間共建野外站33 家,如圖1 所示??梢?,云南省對野外觀測站的重視程度和力度逐步加大。

圖1 云南野外科學(xué)觀測研究站建站時間及數(shù)量圖
據(jù)統(tǒng)計(jì),近五年來云南省30 家野外站經(jīng)費(fèi)投入主要來源于國家、主管部門及依托單位三大機(jī)構(gòu)的資金支持,5 年累計(jì)總經(jīng)費(fèi)投入從幾萬元到一億元不等。投入經(jīng)費(fèi)達(dá)1 000 萬元以上的有15 家,500~1 000 萬元的有8 家,低于500 萬元的有7 家。其中,國家投入經(jīng)費(fèi)1 000 萬元以上的有10 家,500~1 000 萬元的有5 家,低于500 萬元的有11 家,未投入經(jīng)費(fèi)的有4 家;主管部門投入經(jīng)費(fèi)1 000 萬元以上的有3 家,500~1 000 萬元的有5 家,低于500萬元的有15 家,未投入經(jīng)費(fèi)的有7 家;依托單位投入經(jīng)費(fèi)1 000 萬元以上的有2 家,500~1 000 萬元的有6 家,低于500 萬元的有20 家,未投入經(jīng)費(fèi)的有2 家,如表2 所示。分析可知,國家投入野外站經(jīng)費(fèi)占投入總經(jīng)費(fèi)的86.7%,且投入經(jīng)費(fèi)1 000 萬元以上的野外站占野外站總數(shù)的33.3%,三大機(jī)構(gòu)經(jīng)費(fèi)投入比例中,國家投入經(jīng)費(fèi)的力度遠(yuǎn)大于主管部門和依托單位,是野外站研究經(jīng)費(fèi)的主要來源。

表2 2014—2018 年云南野外科學(xué)觀測研究站三大機(jī)構(gòu)經(jīng)費(fèi)投入情況[6] 單位:萬元

表2 (續(xù))
據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),30 家野外站均建有大小不一的站房設(shè)施,大部分野外站還設(shè)有長期觀測研究樣地(點(diǎn)),實(shí)驗(yàn)室建設(shè)及各類科學(xué)儀器設(shè)備相對完善,基本可滿足觀測研究所需的必要條件。30 家野外站共有20 萬元以上的科研儀器設(shè)備341 臺套,儀器原值為19 653 萬元;野外觀測用房共有18 996 平方米;科研用房有44 129 平方米。擁有10 臺套以上20 萬元儀器設(shè)備的野外站有14 家,少于10 臺套20 萬元儀器設(shè)備的野外站有16 家。
為貫徹落實(shí)《國家野外科學(xué)觀測研究站管理辦法》的相關(guān)要求,規(guī)范云南省野外科學(xué)觀測研究站的建設(shè)和運(yùn)行管理。于2019 年9 月7 日,制定出臺了《云南省野外科學(xué)觀測研究站建設(shè)與運(yùn)行管理辦法》,為推進(jìn)云南省野外基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、開展野外科學(xué)觀測研究提供政策保障[6]。同時,云南省科技廳組織了首次云南野外科學(xué)觀測研究站申報評審工作,評審批準(zhǔn)了“洱海湖泊生態(tài)系統(tǒng)云南省野外科學(xué)觀測研究站”“嵩明農(nóng)業(yè)環(huán)境與土壤云南省野外科學(xué)觀測研究站”“元江干熱河谷生態(tài)系統(tǒng)云南省野外科學(xué)觀測研究站”等9 個省級野外科學(xué)觀測研究站,為遴選國家野外站和推動云南省野外站創(chuàng)新發(fā)展提供了政策與理論依據(jù)[7]。
滇中、滇南和滇西北片區(qū)生態(tài)資源要素富集,通過野外站長期連續(xù)監(jiān)測,獲取和積累了大量野外觀測與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),科學(xué)數(shù)據(jù)資源儲備富足。據(jù)2017年國家科技基礎(chǔ)條件資源調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)[8],云南省現(xiàn)有科學(xué)數(shù)據(jù)庫 42 個,生物種質(zhì)和實(shí)驗(yàn)材料資源庫有28 個,科學(xué)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)量1 853.3TB,資源保藏種類10.1 萬種,資源保藏總量233.2 萬種,年提供資源總份數(shù)達(dá)10.5 萬份,年提供資源總份次為52.7萬次,尤其是云南省院所的資源保藏種類及資源保藏總量分別有9.9 萬種和220.8 萬份;高校的年提供資源總份數(shù)和年提供資源總份次分別有0.4 萬份和12.5 萬次,均位居全國前列。這些大量豐富的科學(xué)數(shù)據(jù)源,為云南野外站科學(xué)數(shù)據(jù)資源開發(fā)利用提供了重要源泉,如表3 所示。

表3 2016 年云南科學(xué)數(shù)據(jù)資源分布及年提供資源情況[8]
據(jù)統(tǒng)計(jì),近5 年來30 家野外站共承擔(dān)科研項(xiàng)目1 104 項(xiàng)。其中,30%為國家級科研項(xiàng)目,70%為省部級科研項(xiàng)目;累計(jì)在SCI、EI 及國內(nèi)核心刊物上發(fā)表論文2 536 篇,其中,西雙版納和哀牢山兩個國家野外站在國際上發(fā)表的論文最多,達(dá)200 余篇;榮獲國家級、省部級獎勵139 項(xiàng),獲得發(fā)明專利203項(xiàng)。此外,野外站還積極組織和參與國內(nèi)外相關(guān)研究項(xiàng)目合作與交流,開展各類學(xué)術(shù)講座,項(xiàng)目研究不斷向深度廣度拓展,吸引了眾多國內(nèi)外科研專家、學(xué)者到站交流學(xué)習(xí)。目前,云南省野外站累計(jì)參與國內(nèi)外重大科學(xué)研究項(xiàng)目134 項(xiàng),承辦國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議186 場次,聘請客座人員832 人。如麗江觀測站的東亞最大口徑2.4 米通用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,自2012 年向全世界天文科學(xué)家開放以來,天文界學(xué)者們通過它的觀測研究共發(fā)現(xiàn)了46 個高紅移類星體,有10 多位學(xué)者獲得了博士學(xué)位,發(fā)表了相關(guān)論文160 余篇。
云南省野外站的人員主要由科研人員、技術(shù)支撐人員和管理人員組成,人員結(jié)構(gòu)安排也較為合理,且每個野外站均配有專門的固定人員,以保證野外站的長期連續(xù)觀測和工作正常進(jìn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì),30 家野外站固定人員有630 人,學(xué)術(shù)帶頭有109 人,正高和副高有324 人,博士和研究生366 人,學(xué)士有182 人。同時,在野外觀測研究過程中,還培養(yǎng)和鍛煉了一大批扎根基層、開拓創(chuàng)新、吃苦耐勞、無私奉獻(xiàn)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、求真務(wù)實(shí)的野外站優(yōu)秀人才,五年間共計(jì)培養(yǎng)人才728 人。
多年來,云南野外站充分利用區(qū)域內(nèi)豐富的動植物、地質(zhì)地貌等生態(tài)環(huán)境資源,積極與當(dāng)?shù)乜萍疾块T合作,共建科普教育基地、宣傳科學(xué)精神、培養(yǎng)學(xué)科人才。特別是西雙版納和哀牢山兩個國家野外站,充分發(fā)揮國家野外站的龍頭作用,以科普教育基地為載體,開展科學(xué)研究、傳承科學(xué)精神,引領(lǐng)全省野外站推進(jìn)科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)工作。目前,該省與野外站合作共建的科普教育基地有22 個,占全省163 個科普教育基地的13.5%,在科學(xué)數(shù)據(jù)面向社會開放共享服務(wù)中發(fā)揮了重要作用。其中,被評定為國家級、精品科普教育基地的野外站分別有8 個和5 個,有6 個已成為著名的旅游景點(diǎn),有7個被列入了國家規(guī)劃的自然保護(hù)區(qū)[9],如表4 所示。經(jīng)過多年建設(shè)與發(fā)展,云南省的部分野外站已初步形成科學(xué)觀測研究與科普基地、科普旅游相結(jié)合的數(shù)據(jù)共享服務(wù)模式,如依托中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園、麗江天文觀測站等野外站,整合資源、重點(diǎn)開發(fā),規(guī)劃和設(shè)計(jì)具有特色優(yōu)勢的數(shù)據(jù)共享服務(wù)產(chǎn)品,通過西雙版納生態(tài)科普之旅、麗江天文臺探秘之旅等科普旅游方式,面向社會傳播科學(xué)知識,開創(chuàng)了云南省野外站科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)新局面。

表4 2019 年云南省野外站-科普基地共建共享區(qū)域分布情況[9]
目前,云南省野外站在國家層面缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃,各部門、各單位之間缺乏有效的協(xié)作機(jī)制,缺少統(tǒng)一的觀測標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)體系,導(dǎo)致資源分散、數(shù)據(jù)可比性差等問題嚴(yán)重[10]。如滇中野外站分布較為密集,而滇東、滇西北較少,特別是三江并流一帶雖涉及觀測的學(xué)科領(lǐng)域較多,但僅有2 個野外站遠(yuǎn)不能滿足觀測研究的需求。此外,由于缺乏重大科技項(xiàng)目合作牽引,野外站之間無法有效開展協(xié)同觀測研究,致使野外站整體優(yōu)勢和潛力未能得到充分發(fā)揮。
缺乏穩(wěn)定、足夠的運(yùn)行保障經(jīng)費(fèi)是當(dāng)前困擾野外站發(fā)展的難題。以云南30 個野外站為例,按照一般每站基本運(yùn)行費(fèi)為300 萬元/年,平均每年由國家、主管部門和依托單位三方共同投入的年運(yùn)行經(jīng)費(fèi)達(dá)300 萬元以上的有14 家,占46.7%,300 萬元以下的有16 家,占53.3%,有的野外站低至每年僅有9.2萬元的運(yùn)行經(jīng)費(fèi),有的甚至從未得到國家財政的資金支持。數(shù)據(jù)顯示,云南一半以上的野外站年投入經(jīng)費(fèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了野外觀測研究的需要,無法保障野外站的長期穩(wěn)定運(yùn)行。
云南省的野外站大多規(guī)模較小、管理層級較多,其自然條件、經(jīng)濟(jì)水平、社會文化環(huán)境以及機(jī)構(gòu)管理制度的差異較大,且各野外站采集觀測數(shù)據(jù)的技術(shù)方法不一,標(biāo)準(zhǔn)不同,信息化管理與網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)展滯后[11],造成了野外站大量而豐富的科學(xué)數(shù)據(jù)未能得到共享利用。
一是加強(qiáng)各級政府、主管部門、依托單位和臺站之間的協(xié)調(diào),共同推進(jìn)云南省野外站建設(shè)及科學(xué)數(shù)據(jù)共享工作。建議由云南省科技廳牽頭,與各野外站的主管部門和依托單位及地區(qū)政府統(tǒng)籌協(xié)調(diào),依托現(xiàn)有的“云南省大型科研儀器開放共享管理平臺”共建“云南省野外科學(xué)觀測研究站數(shù)據(jù)共享中心”,實(shí)行科學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)一規(guī)范管理,推進(jìn)野外站科學(xué)數(shù)據(jù)開放共享。
二是從云南省野外站的發(fā)展規(guī)劃、頂層設(shè)計(jì)和科學(xué)研究目標(biāo)入手,劃分野外站類型,實(shí)行分類管理,建立野外站評價體系和獎懲機(jī)制,定期開展評估,實(shí)現(xiàn)野外站建設(shè)運(yùn)行的良性循環(huán)[12]。
三是圍繞國家重大戰(zhàn)略實(shí)施,策劃一批國際重大課題研究項(xiàng)目,從區(qū)域?qū)用?、國家層面和國際層面開展野外站不同領(lǐng)域的深層次研究;加強(qiáng)國際交流合作,組建野外站合作聯(lián)盟,推進(jìn)跨區(qū)域協(xié)同觀測研究,提高云南野外觀測研究的國際影響力。
由于各野外站普遍存在經(jīng)費(fèi)投入不足、資金來源不穩(wěn)定等問題,故應(yīng)加大野外站的經(jīng)費(fèi)投入支持力度,以滿足野外站長期持續(xù)開展觀測研究的工作需要,確保野外站建設(shè)發(fā)展和隊(duì)伍穩(wěn)定。同時,應(yīng)建立財政部門、主管部門、依托單位以及社會力量多方投入的合作機(jī)制,擴(kuò)寬資金來源渠道,實(shí)現(xiàn)雙方的互利共贏。
應(yīng)加強(qiáng)野外站與科協(xié)、學(xué)會的協(xié)同發(fā)展,緊扣當(dāng)?shù)貙?shí)際,深度挖掘和利用野外站擁有的科學(xué)數(shù)據(jù)、自然景觀和基礎(chǔ)設(shè)施等資源優(yōu)勢,探索科學(xué)數(shù)據(jù)資源開發(fā)利用新途徑,創(chuàng)新科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)模式,打造既能展現(xiàn)野外觀測研究成果又能傳播科技知識的“野外站-科普游”科技服務(wù)產(chǎn)品,為全民科學(xué)素質(zhì)的提升發(fā)揮積極作用。一是建立科學(xué)數(shù)據(jù)與科普功能相結(jié)合的野外站-科普基地,將野外站的科學(xué)數(shù)據(jù)融入科普寓教于樂中,實(shí)現(xiàn)野外站科學(xué)數(shù)據(jù)與科研成果的開放共享。如麗江天文觀測站。二是依據(jù)各野外站研究領(lǐng)域或?qū)W科特點(diǎn),優(yōu)化調(diào)整野外站類型,豐富科普內(nèi)容,制定個性化的“野外站-科普游”,既能滿足學(xué)者科學(xué)研究的需求,也能增進(jìn)各野外站的合作與交流。如昆明-普洱-版納的森林生態(tài)系統(tǒng)野外站-科普游;昆明-大理-麗江湖泊雪山野外站-科普游。三是制定野外站宣傳推廣策略,利用網(wǎng)絡(luò)、電視、手機(jī)等多種媒介進(jìn)行宣傳,增強(qiáng)野外站的吸引力和科技內(nèi)涵。
設(shè)立野外站專項(xiàng)人才培養(yǎng)基金,積極培育野外科學(xué)觀測研究優(yōu)秀人才;與國內(nèi)外、省內(nèi)外各高校、科研機(jī)構(gòu)共建野外站專業(yè)人才實(shí)習(xí)和學(xué)科科研雙基地,邀請相關(guān)科研工作者到野外站進(jìn)行研究實(shí)習(xí)、撰寫論文和承擔(dān)科研項(xiàng)目;定期開展在崗員工培訓(xùn)或外地觀摩學(xué)習(xí),提升業(yè)務(wù)能力。同時,依托野外站的學(xué)科創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),積極謀劃順應(yīng)國家科技發(fā)展戰(zhàn)略與觀測研究方面的重大課題,力爭產(chǎn)出高水平的科研成果,提升野外站影響力和資源使用效益。
野外站即是長期觀測研究并獲取第一手科學(xué)數(shù)據(jù)的重要臺站,又是重要的研究基地和成果示范區(qū);還是培養(yǎng)人才的基地和科學(xué)普及、傳播文明的窗口[13]。本文通過對云南30 余家野外站的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行深入研究與分析,找出了制約野外站發(fā)展的瓶頸,提出了加大云南野外站經(jīng)費(fèi)投入,構(gòu)建“云南省野外科學(xué)觀測研究站數(shù)據(jù)共享中心”及采取“野外站-實(shí)習(xí)科研雙基地”“野外站-科普游”等共享服務(wù)新模式,全面推進(jìn)云南野外站建設(shè)和科學(xué)數(shù)據(jù)共享的對策措施。