美国地质调查局是如何做现代地质调查的？有什么借鉴意义？

近期，伦敦地质学会出版了一期题为《地质调查机构的角色演变》的专辑，介绍新时期背景下世界主要国家和地区地质调查工作面临的新形势和采取的新举措。这篇文章介绍了美国地质调查局（USGS）探索以整合科学的方法应对和解决社会发展面临的复杂问题，第一作者是USGS原局长Suzette Kimball，任期为2015～2017年。

USGS的转型同样是沿着需求结构决定业务结构、业务结构决定组织结构、组织结构决定人才结构的思路展开。

研判新需求：人类需要解决日益复杂而快速变化的自然环境问题

人类活动正加速改变着地球，产生重大且意想不到的后果。我们对地球表面系统过程的干预进而会反馈到海洋、大气圈、土壤以及自然生态系统。地球变化如此之大，以至于许多人认为现在已经处于一个新的地质时代，即“人类世”，在这个时代，人类已成为塑造地球的主要地质力量。鉴于复杂性问题的不断出现以及自然环境的快速变化，传统地质调查工作所提供的产品和信息已经越来越难以满足政府决策和政策制定的要求。

需求结构决定业务结构：加强跨学科综合研究，提出四个重大挑战 

跨学科研究是USGS应对上述挑战的解决方案。地质、地球化学和地球物理等学科与水、土地利用、生物、健康和社会科学等学科之间的跨学科协作，有助于研究地球过程与社会之间复杂的相互作用。USGS未来将通过使用数据、工具和综合方法来处理国家优先事项，以描述和预测高度复杂的自然和社会系统的相互作用，从而推动地质调查的发展。一个主要目标是向决策者提供可行的、具有科学依据的知识（智慧），这些知识（智慧）可以解决相互作用的地球系统的复杂性。

研究制定新的战略规划。由于认识到需要促进跨学科的地球科学，USGS的高层于2006年2月组建了一个科学战略小组，制定形成了“直面明日挑战——美国地质调查局2007~2017年科学战略”。一项重要的建议是，USGS应将地质、生物、水文和地理部门分开的以学科为导向的结构转变为一个综合结构，更好地应对地球面临的重大资源环境挑战，USGS的七大科学使命领域由此而来。在十年战略规划的结尾，迎来了新一轮的整合科学规划。应USGS高层要求，USGS高级科学顾问委员会于2017年召开研讨会，为制定新的愿景提供有用的和重要的科学信息，最终形成了“美国地质调查局整合科学所面临的重大挑战——研讨会报告”。提出四个“重大挑战”，分别是：

• 自然资源安全；
• 来自现有和新生威胁的社会风险；
• 智能基础设施的开发；
• 针对变化中景观的预测科学。

“综合性科学挑战”：即地球监测、分析和预测（EarthMAP）。除了四个“重大挑战”外，研讨会参与者还确定了一项首要的长期科学挑战，并将其命名为EarthMAP（地球监测、分析和预测）。EarthMAP（图1）被设想为一个跨越传统科学界线和学科的广泛系统。该系统的组成部分将是模块化和互动的，它们的尺度将从国家级、区域级到地方级。

图1  地球监测、分析和预测（EarthMAP）示意图

 

EarthMAP的构建还将需要一段时间，同时，我们还要利用传统学科优势和新兴的多学科方法。EarthMAP将需要更加注重研究地球系统之间的联系，以及更加关注技术和模拟基础设施的发展，并在正确的时间，为正确的受众，发送正确的信息（图2）。

 

图2  EarthMAP系统所需的工具、数据和综合之间的联系

业务结构决定组织结构：支撑跨学科综合研究的三个机构

为向整合的地球系统科学框架（如EarthMAP）迈进，USGS建立了三个旨在提升地球科学综合技术和知识基础的机构：数据集成共同体、创新中心和鲍威尔中心。

数据集成共同体。USGS未来的使命的完成需要加强信息技术。建立数据集成共同体（CDI）的目标是推进数据和信息整合并促进地球科学研究。CDI的目的是培养一群精通数据生成和数据集成方面的专家，他们可以一起学习，并共同提高他们的知识和技能。通过合作伙伴关系、工作组、项目、会议和培训，CDI可以开发协作工具和最佳实践，以支持数据集成和管理、网络基础设施以及数据可视化。

创新中心。创新中心的建立是将先进的科学技术快速应用于USGS的工作中。创新中心将USGS内部的科学家与公司、其他机构和大学等外部合作伙伴联系起来，以建立新的合作关系，从而允许开发新技术，这些新技术有望为USGS带来巨大收益。该中心的目标是开发和提供新一代地球科学工具或技术，以帮助USGS更快、更高效地工作，从而解决社会面临的日益复杂的科学问题。

鲍威尔分析与合成中心。该中心的理念是跨越学科边界，解决可能需要具有区域、国家或全球影响的大型、复杂和异构数据的重要问题。鲍威尔中心不同于传统的研究机构，主要专注于分析和合成现有的数据，而非生成新的数据。鲍威尔中心没有常驻研究员，而是由科研院所、高校的学者或团队支持，并为他们提供研究所需的各种资源，使其完全投入到复杂问题的研究中。鲍威尔中心培育了新的协作网络和高度创新的合成科学产品，许多研究成果可以直接作为政策和管理应用。

组织结构决定人才结构：下一代科学家

USGS近年来一直在调整人才的学科结构，尤其是加强了数据科学家的引进和培养。

不过，本文更关注的是USGS的年龄结构。USGS的工作人员正面临着老龄化，人们担心“退休潮”即将到来。因此，为USGS吸引、雇佣和留住最优秀、最聪明的下一代科学家是至关重要的。未来任何地质调查的基础都是它能够吸引年轻的地质工作者，并推动机构的发展。让感兴趣的学生广泛参与进来，并开展公众科学活动。

来源：本文节选改编自中国地质调查局发展研究中心《地质调查动态》2020年第5期《现代地质调查：研究、创新与综合——美国地质调查局的视角》

来源：地质调查动态

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