沉積學(xué)和盆地動力學(xué)現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)簡析
——基于國家自然科學(xué)基金（1987—2020 年）申報與立項數(shù)據(jù)

呂大煒，初航，任建國

國家自然科學(xué)基金委地球科學(xué)部，北京 100085

0 引言

沉積學(xué)作為研究沉積物、沉積動力過程及沉積巖形成過程的一門地學(xué)分支學(xué)科，已成為當(dāng)代地球科學(xué)中最重要的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科之一，其發(fā)展具有深遠的學(xué)科意義和重大的戰(zhàn)略價值[1]。沉積學(xué)是沉積巖巖石學(xué)中的沉積作用部分發(fā)展、演化而來的，并形成了更廣泛的研究內(nèi)容和應(yīng)用范圍。它解釋了沉積地層的垂向和橫向關(guān)系，從多方面探討沉積地層中構(gòu)成地質(zhì)記錄的特征、作用和成因分析，并形成了一套沉積學(xué)理論[1]。當(dāng)代沉積盆地動力學(xué)可以理解為研究盆地形成演化、沉積充填和沉積礦產(chǎn)成礦規(guī)律的分支學(xué)科，它既包括盆地內(nèi)沉積物和地層流體的充填過程、發(fā)育機制及其控制因素分析，也包括直接控制盆地星恒演化的地球內(nèi)、外動力地質(zhì)作用及其動力學(xué)機制分析[2]。從定義上來看，二者分屬于地質(zhì)學(xué)兩個學(xué)科領(lǐng)域，但是又存在著密切聯(lián)系。隨著現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)的發(fā)展與全球技術(shù)方法的革新，沉積學(xué)和盆地動力學(xué)研究逐漸交織，在解決科學(xué)問題、研究方法和研究范式上已經(jīng)融為一體。

國家自然科學(xué)基金委員會（National Natural Science Foundation of China, NSFC）作為我國支持基礎(chǔ)研究的主要渠道，為各項具有良好研究條件、研究實力的科研活動提供資助，資助重點亦成為基礎(chǔ)研究的重要風(fēng)向標(biāo)[3]。我國自1987 年國家基金委設(shè)立以來，“沉積學(xué)和盆地動力學(xué)”一直作為地質(zhì)學(xué)一級代碼（D02）下的二級代碼（D0206），并延續(xù)至今。在該二級學(xué)科框架下，先后涌現(xiàn)出劉寶珺、王成善等一大批科學(xué)家，為沉積學(xué)和盆地動力學(xué)學(xué)科發(fā)展做出了巨大的貢獻。然而，近年來地球科學(xué)各分支學(xué)科的發(fā)展很不平衡，特別是受到評價標(biāo)準(zhǔn)過于單一等政策性因素的影響[4]，“沉積學(xué)和盆地動力學(xué)”現(xiàn)已成為了地球科學(xué)領(lǐng)域中的薄弱學(xué)科[1]。為了進一步分析沉積學(xué)和盆地動力學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀，了解學(xué)科研究動態(tài)，本研究全面系統(tǒng)地統(tǒng)計了自“七·五”期間的基金委成立至“十三·五”末的歷年來的“沉積學(xué)和盆地動力學(xué)”學(xué)科面上項目和青年科學(xué)基金項目（以下簡稱“面青基金”）的申報與資助情況，從國家自然科學(xué)基金的角度分析目前沉積學(xué)和盆地動力學(xué)的現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上，對基金項目不同研究內(nèi)容進行總結(jié)與歸納，指出本學(xué)科的未來發(fā)展方向。希望借此拋磚引玉，供相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜摇W(xué)者借鑒，同時也為“十四·五”期間該領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)展提供支持，如有不當(dāng)之處，也懇請同行專家給予指正。

1 申報情況

1987 年，基金委接收的第一批基金項目申請書中，就包括了“沉積學(xué)和盆地動力學(xué)”領(lǐng)域。當(dāng)時全國該領(lǐng)域面上基金項目申報不到20 項，而青年科學(xué)基金僅有2項[5]。隨后的10余年間，該領(lǐng)域基金項目申報量一直處于同類學(xué)科的較低水平（面上基金申報小于20 項，青年科學(xué)基金更少）[6]。直至國家“九五”建設(shè)末期（1998 年），由于新興產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，科技進步突飛猛進，國家對能源需求增大，激起了該學(xué)科科研工作者極大的工作熱情，面青基金總申報量呈現(xiàn)了較大增長趨勢（面上基金增長到40項以上，青年科學(xué)基金則接近20項）[6]。到“十·五”和“十一·五”建設(shè)期間，面上基金年均申報量上升至50項左右，整體呈波動上升態(tài)勢，青年科學(xué)基金則在2010 年出現(xiàn)了較大的增長，反映出2010年以后，該領(lǐng)域青年人才逐漸增多[7]。“十二·五”開局（2011年），面上基金申報首次超過60項，青年科學(xué)基金申報項目則從40項以下上升至近60項[8]。“十三·五”期間，面青基金申報呈現(xiàn)波浪式增長，面上項目申報量則從60 余項增長到近120 項，而青年基金則由80 項增長到110 項左右（圖1）[9-12]。

圖1 1987—2020 年國家自然科學(xué)基金面上項目與青年項目申報項數(shù)變化趨勢Fig.1 Change trend of declared items for general projects and youth projects of NSFC, 1987-2020

面青基金申報比率能夠反映出該領(lǐng)域青年人才的發(fā)展趨勢（圖2）。沉積學(xué)和盆地動力學(xué)領(lǐng)域青年科學(xué)家占比自1987 年以來出現(xiàn)了兩次高峰，第1 次在1994 年前后[13]，第2 次在2016 年前后[9]，反映了地學(xué)領(lǐng)域青年人才數(shù)量逐漸增加的趨勢，這與國家發(fā)展計劃密切相關(guān)。1994 年處于第八個五年計劃，國家提倡大力發(fā)展地質(zhì)勘查和氣象，在此期間培養(yǎng)了相對較多的青年人才[6,14-16]。自2011 年國家進入“十二·五”規(guī)劃，國家大力推動能源生產(chǎn)和利用方式的變革，促使了我國能源地質(zhì)勘查行業(yè)迅猛發(fā)展和新技術(shù)的變革，也為青年人才的成長創(chuàng)造了基礎(chǔ)條件[7-8,17]，到2016 年青年人才申報基金的占比達到頂峰[10]。

圖2 面上項目與青年科學(xué)基金項目占比發(fā)展圖Fig.2 Development chart of proportion of general projects and Youth Science Fund projects

2 國家自然科學(xué)基金對沉積學(xué)科資助的年度變化情況

2.1 資助趨勢分析

1987—2020年，國家自然科學(xué)基金對“沉積學(xué)和盆地動力學(xué)”方向（D0206）資助共計820 項，數(shù)量占地球科學(xué)部地質(zhì)學(xué)學(xué)科8.62%，經(jīng)費占地球科學(xué)部地質(zhì)學(xué)學(xué)科6.7%[8-9,18-29]。沉積學(xué)和盆地動力學(xué)受資助項目數(shù)量和資助金額及其在地球科學(xué)學(xué)部所占比例整體均呈上升趨勢（圖3），特別是在2011 年之后（“十二·五”期間），面上項目和青年科學(xué)基金的立項數(shù)目增長迅速[17,30-34]。面上項目在起初的1987年資助項目數(shù)為17 項，1988—2010 年的22 年間，資助項目持續(xù)少于15項，甚至有個別年降到10項以下[35-44]；青年科學(xué)基金在2009年之前僅有不到5項申請獲得資助，甚至在2002年和2003年兩年內(nèi)本學(xué)科方向無青年科學(xué)基金立項，這與當(dāng)時地質(zhì)學(xué)發(fā)展不足、科研人才較為缺乏等情況密切相關(guān)[20,44]。直到2011 年之后（“十二·五”期間），面上項目和青年科學(xué)基金資助量呈現(xiàn)較大增長，面上項目資助量達到了16項，青年科學(xué)基金受到資助數(shù)量近20 項，反映出國家地學(xué)人才培養(yǎng)的規(guī)模顯著增強，隨著各種邊緣、分支、交叉及橫斷學(xué)科的發(fā)展，沉積學(xué)研究取得了重大進展[31-33,44-47]。

圖3 歷年面上項目和青年科學(xué)基金項目獲批數(shù)量Fig.3 Numbers of general projects and Youth Science Fund projects approved 1987-2020

面青基金資助比率反映著地學(xué)科研人員變化趨勢。自1987 年以來，該領(lǐng)域獲批的面青基金比率的變化趨勢與申報比率大致一樣，也呈現(xiàn)兩次高峰（圖4），第1 次是1994 和1998 年（“八·五”期間），正好處于青年人才增長時期，青年科學(xué)基金獲批率升高[13]，第2 次是2011 年和2016 年（“十二·五”期間）[8-10,28-30]，這反映出我國在“八·五”和“十二·五”期間地學(xué)沉積學(xué)和盆地動力學(xué)領(lǐng)域青年人才得到了一定的發(fā)展。

圖4 面上項目與青年科學(xué)基金項目資助占比圖Fig.4 Proportions of funding for general projects and Youth Science Foundation projects

2.2 獲批資助經(jīng)費

2.2.1 面上項目資助經(jīng)費情況

面上項目獲批經(jīng)費反映了核心科學(xué)家和學(xué)科發(fā)展的現(xiàn)狀。由圖5中可見，2008年之前，面上項目獲批經(jīng)費呈現(xiàn)小幅增長，但是經(jīng)費總額則一直處于600萬元以下[18-25]。2009年起，面上項目資助經(jīng)費呈現(xiàn)大幅度增長，至2011年之后，面上項目資助經(jīng)費一直維持在1 200 萬元以上[8-12,28-31]。單個項目資助經(jīng)費（圖6）在1999 年之前均小于20 萬元[13]，2000—2006 年之間達到20~40 萬元[19-23]，2007—2011 年繼續(xù)上升（40~60萬）[24-27]，2011—2014年資助經(jīng)費大幅度增長，峰值為2014 年，該年單個面上項目資助經(jīng)費超過100 萬元[31]。2015年，單項資助經(jīng)費下降至80萬元以下[30]。自2016 年起，國家自然科學(xué)基金委為響應(yīng)科技部相關(guān)政策，首次將直接經(jīng)費與間接費用分離[10]。本文2016年（含）之后的經(jīng)費統(tǒng)計均為間接經(jīng)費，因此，在此期間資助經(jīng)費出現(xiàn)小幅度下降，實際上總額經(jīng)費仍然維持在70~80萬元。

圖5 面上項目獲批總經(jīng)費發(fā)展趨勢Fig.5 Development trend of total approved funds of the above projects

圖6 面上項目單項平均經(jīng)費資助變化趨勢Fig.6 Change trend of average funding for single items from the general fund

2.2.2 青年科學(xué)基金資助經(jīng)費情況

青年科學(xué)基金獲批項目資助經(jīng)費反映了該學(xué)科發(fā)展的后勁，也表明了學(xué)科發(fā)展動力和活力[46]。由圖7 可見，2008 年之前，青年科學(xué)基金資助經(jīng)費呈現(xiàn)小幅的穩(wěn)定增長，但是資助經(jīng)費總額一直小于100 萬元[47]。2009 年之后，該學(xué)科方向獲批項目總經(jīng)費呈現(xiàn)大幅度增長，2017年之后，總經(jīng)費持續(xù)超過500萬元[11]。在單個項目平均資助經(jīng)費上，2003和2004年，青年科學(xué)基金資助強度較高，達到了25萬元以上（圖8），但是在2005 年之后，單個項目資助強度降低，但是總體上在20~25 萬元之間，這與國家政策密切相關(guān)，當(dāng)然也與申報人數(shù)不斷提高有關(guān)，因為雖然每年國家在資助經(jīng)費上提高，但是不足以滿足申請人的增加數(shù)。

圖7 歷年來青年總經(jīng)費資助趨勢Fig.7 Trends in total funding for youth projects 1987-2020

圖8 歷年單個項目獲批項目平均經(jīng)費變化趨勢圖Fig.8 Trend of average funding for approved projects 1987-2020

3 未來資助方向及學(xué)科發(fā)展趨勢

科學(xué)研究是需要不斷發(fā)展、創(chuàng)新和注入新的活力的。一個學(xué)科的發(fā)展也是不斷更新和創(chuàng)新的過程，學(xué)科發(fā)展方向研究則是學(xué)科更新和創(chuàng)新的首要問題[15]。筆者依據(jù)自身的學(xué)科知識體系和范疇，將沉積學(xué)和盆地動力學(xué)劃分出22個方向，這22個方向很多是交叉和互相結(jié)合的，依據(jù)現(xiàn)在學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀和前沿，我們試圖將該學(xué)科申報方向劃分三大類。

（1）基礎(chǔ)的研究沉積學(xué)和盆地動力學(xué)，主要是側(cè)重于地球系統(tǒng)科學(xué)，偏重于理學(xué)，源—匯、事件沉積、古環(huán)境和古氣候、古海洋、大河水系、沉積過程、沉積古地理及沉積地層。根據(jù)統(tǒng)計（圖9），可以看出古環(huán)境和古氣候以及古海洋方向增長較快，所占比例也是迅速提高，而沉積過程研究所占比例變化較大，結(jié)合近幾年來的熱點，比如古氣候與沉積、生物地質(zhì)事件與沉積等方面成為熱點，其次，與現(xiàn)代沉積結(jié)合愈加密切，比如現(xiàn)代大河水系研究逐漸增加。

圖9 基礎(chǔ)沉積學(xué)類的青年和面上項目總申報情況Fig.9 General applications for youth and general projects in basic sedimentology

（2）應(yīng)用沉積學(xué)和盆地動力學(xué)類，主要是側(cè)重于礦產(chǎn)能源的研究，偏重于工學(xué)，包括：油氣、煤系沉積、湖泊沉積、構(gòu)造—沉積、成巖作用、沉積成礦及沉積層序。根據(jù)統(tǒng)計（圖10），油氣及煤系沉積研究比例逐漸降低，構(gòu)造—沉積及沉積成礦類申報占比逐年增加，可能與國家近幾年礦產(chǎn)需求增加及類別密切相關(guān)，近幾年來深水沉積則越來越多，也成為重要的熱點之一。

圖10 應(yīng)用沉積學(xué)類的青年和面上項目總申報情況Fig.10 Total applications for youth and general projects in applied sedimentology

（3）交叉沉積學(xué)和盆地動力學(xué)類，主要是將新技術(shù)新方法應(yīng)用于沉積學(xué)和盆地動力學(xué)研究，或沉積學(xué)中的多個方法的結(jié)合，包括：碳酸鹽巖沉積、生物沉積、地化沉積、其他、沉積模擬和白云巖沉積，統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)（圖11），碳酸鹽巖沉積及生物沉積一直是占有較大比例，這與國際熱點研究密切相關(guān)，沉積模擬比例也逐漸增加，也反映出國際研究熱點。

圖11 交叉沉積學(xué)類的青年和面上項目總申報情況Fig.11 Total applications for youth and surface projects in cross-over sedimentology

以上分析發(fā)現(xiàn)，“十四·五”期間的沉積學(xué)和盆地動力學(xué)具有以下主要特征：1）基礎(chǔ)沉積學(xué)和盆地動力學(xué)的方面可能更加注重古環(huán)境和古氣候等類似于全球變化的研究。現(xiàn)代沉積學(xué)也會在未來基礎(chǔ)沉積學(xué)研究中占據(jù)一席之地；2）“十四·五”期間的應(yīng)用沉積學(xué)和盆地動力學(xué)的研究將會從構(gòu)造—沉積角度上繼續(xù)增加規(guī)模，這里的構(gòu)造主要是指大地構(gòu)造—沉積，在沉積成礦上，也會繼續(xù)發(fā)展增大；3）交叉沉積學(xué)和盆地動力學(xué)類的申報更加側(cè)重于碳酸鹽巖沉積和生物沉積，尤其是生物沉積近幾年來發(fā)展迅猛，在跨一級學(xué)科交叉及學(xué)科內(nèi)交叉上越來越普遍，這兩個方向正方興未艾，其次是計算機模擬技術(shù)在沉積學(xué)上的應(yīng)用也可能成為一個重要的方向和領(lǐng)域，尤其是將計算機模擬應(yīng)用于基礎(chǔ)及應(yīng)用沉積學(xué)和盆地動力學(xué)將成為未來發(fā)展的重要方向。

4 結(jié)論

（1）從面上項目和青年科學(xué)基金項目申報情況來看，“八·五”和“十二·五”期間是該學(xué)科申報的重要關(guān)鍵時期，反映出我國在“八·五”和“十二·五”期間在地學(xué)沉積學(xué)和盆地動力學(xué)領(lǐng)域青年人才得到了一定的發(fā)展。

（2）從面上項目和青年科學(xué)基金項目獲批情況來看，也是在“八·五”和“十二·五”期間迅速增高，這反映出我國在“八·五”和“十二·五”期間在地學(xué)沉積學(xué)和盆地動力學(xué)領(lǐng)域青年人才得到了一定的發(fā)展。

（3）將沉積學(xué)和盆地動力學(xué)申報方向劃分三大類：基礎(chǔ)沉積學(xué)和盆地動力學(xué)、應(yīng)用沉積學(xué)和盆地動力學(xué)及交叉沉積學(xué)和盆地動力學(xué)。對以往申報的基金進行分類發(fā)現(xiàn)：“十四·五”期間，在基礎(chǔ)沉積學(xué)和盆地動力學(xué)方面可能更加注重古環(huán)境和古氣候等類似于全球變化的研究。大河水系研究所體現(xiàn)出的“將近論古”的思想愈發(fā)濃厚；應(yīng)用沉積學(xué)和盆地動力學(xué)研究將會在大地構(gòu)造—沉積上繼續(xù)占據(jù)優(yōu)勢，在沉積成礦上，也會繼續(xù)發(fā)展增強；交叉沉積學(xué)和盆地動力學(xué)類申報更加側(cè)重于碳酸鹽巖沉積和生物沉積，其次是計算機模擬技術(shù)在沉積學(xué)上的應(yīng)用也在未來可能成為一個重要的方向和領(lǐng)域。

致謝 感謝《沉積學(xué)報》馬素萍老師對該文的精心修改和編輯。本文的書寫過程中，山東科技大學(xué)的碩士研究生徐錦程和王洛靜幫助繪圖及整理參考文獻，在此一并表示感謝。