生物地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室.doc

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1、生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（送審稿）一、實(shí)驗(yàn)室科學(xué)定位實(shí)驗(yàn)室將以地球系統(tǒng)科學(xué)的思想為指導(dǎo)，以探索和解決地球生物學(xué)的核心科學(xué)問題為目標(biāo)，立足于地球科學(xué)與生命科學(xué)和環(huán)境科學(xué)的交叉融合，以地球表層系統(tǒng)中重大的生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)事件和過程為研究重點(diǎn)，在多時(shí)空尺度上探索地球環(huán)境與生命系統(tǒng)之間的相互關(guān)系、作用機(jī)理和演變規(guī)律。在這一總體框架下，聚焦地球發(fā)展關(guān)鍵時(shí)期的生物事件與環(huán)境事件，認(rèn)識(shí)其規(guī)律、探索其機(jī)理。重塑地球發(fā)展歷程，為研究當(dāng)代全球變化和生物多樣性演變，探索環(huán)境修復(fù)和生物危機(jī)的緩解，提供對比史實(shí)、理論依據(jù)和技術(shù)

2、方法支撐。鑒于地球歷史演變過程中重大生物和環(huán)境事件及其過程所跨越的時(shí)間尺度不同，實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)研究包括：在長時(shí)間尺度（106~104年）上，以地質(zhì)歷史時(shí)期的重大生物和環(huán)境事件為主要對象，研究“關(guān)鍵地質(zhì)時(shí)15期生命與環(huán)境的協(xié)同演化”；在中時(shí)間尺度（104~102年）上，以全球變化背景下區(qū)域事件為主要對象，研究“新生代以來氣候環(huán)境事件的生態(tài)響應(yīng)”；在短時(shí)間尺度（102~100年）上，以工業(yè)革命以來生物和環(huán)境事件為主要對象，研究“與人類活動(dòng)相關(guān)的生物―環(huán)境地質(zhì)過程”?？茖W(xué)主攻重點(diǎn)是，在多時(shí)空尺度上圍繞地球生物學(xué)的科學(xué)核心——生物與環(huán)境

3、的相互作用，在生物對環(huán)境的作用方面重點(diǎn)突破微生物對環(huán)境的改造作用，在環(huán)境對生物的制約方面重點(diǎn)關(guān)注水環(huán)境對生物的影響，從而探索生物與環(huán)境協(xié)同演化的科學(xué)理論和研究方法。為集中實(shí)驗(yàn)室優(yōu)勢力量，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究和平臺(tái)建設(shè)特色，實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究將設(shè)置“優(yōu)先”、“重點(diǎn)”和“培育”三個(gè)層次的研究主題。其中“優(yōu)先”和“重點(diǎn)”研究主題是本實(shí)驗(yàn)室近期和中期建設(shè)和發(fā)展的主流，在實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究、人才隊(duì)伍和平臺(tái)建設(shè)等方面重點(diǎn)支持?！皟?yōu)先研究主題”是指有好的科學(xué)積累、強(qiáng)的學(xué)術(shù)隊(duì)伍和平臺(tái)條件支撐的研究內(nèi)容，并能夠在2-3年內(nèi)產(chǎn)出高層次的代表性科研成果；“重

4、點(diǎn)研究主題”是指有較好科學(xué)積累、較強(qiáng)的學(xué)術(shù)隊(duì)伍和平臺(tái)條件支撐的研究內(nèi)容，能夠在3-5年內(nèi)產(chǎn)出高層次的代表性科研成果；“培育研究主題”15是指與實(shí)驗(yàn)室科學(xué)發(fā)展方向一致或密切相關(guān)，近期研究基礎(chǔ)相對薄弱，但富有發(fā)展?jié)摿Φ目茖W(xué)主題，有望在經(jīng)歷5-10年的研究之后，能夠達(dá)到“重點(diǎn)研究主題”層次。二、優(yōu)先研究主題1．地球早期生命-環(huán)境事件及其相互作用和協(xié)同演化前寒武紀(jì)-寒武紀(jì)是地球生命演化的早期階段，這一時(shí)期發(fā)生了一系列重大地質(zhì)環(huán)境和生命演化事件，如Columbia和Rodinia超大陸的聚合和裂解、新元古代至少兩次全球極端寒冷、元古宙兩

5、次大氣圈氧化、18億年前全球條帶鐵建造的消失與新元古代早期再次出現(xiàn)、海洋從元古宙缺氧為主向寒武紀(jì)氧化為主的轉(zhuǎn)變、古元古代與新元古代晚期-寒武紀(jì)早期兩次全球性成磷、新元古代間冰期大規(guī)模成錳事件、元古宙中期真核生物起源和演化，以及新元古代晚期后生動(dòng)物的誕生和寒武紀(jì)生命大爆發(fā)等。查明這些重大生命事件與全球環(huán)境（巖石圈-大氣-海洋）變化的過程及其內(nèi)在聯(lián)系，對深刻認(rèn)識(shí)地史時(shí)期環(huán)境與生命相互作用和協(xié)同演化，特別是地質(zhì)微生物過程及其環(huán)境效應(yīng)具有重要科學(xué)意義。在近期和今后一段時(shí)期內(nèi)15實(shí)驗(yàn)室優(yōu)先開展的研究內(nèi)容是：1）早期真核生物演化與環(huán)境相互

6、作用過程；2）多細(xì)胞生命的起源-爆發(fā)與環(huán)境協(xié)同進(jìn)化；3）前寒武紀(jì)超大陸演化及其生物-環(huán)境效應(yīng)。2．古、中生代之交重大地質(zhì)突變期生命-環(huán)境過程古、中生代之交是顯生宙最為顯著的地質(zhì)突變期，發(fā)生了重大生物變革和極端氣候環(huán)境事件，是認(rèn)清生命演化過程與環(huán)境變化機(jī)理的寶貴窗口。因此，古、中生代之交生物與環(huán)境協(xié)同演變的過程和機(jī)理是地球生物學(xué)應(yīng)該優(yōu)先解決的重大科學(xué)問題。以往研究重點(diǎn)圍繞海洋生物演化過程和關(guān)鍵環(huán)境因子的變化，對陸地生物和環(huán)境的演變關(guān)注不夠，尤其是對海、陸生物與環(huán)境的相互作用關(guān)系不夠深入。在近期和今后一段時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)室優(yōu)先開展的研究

7、內(nèi)容是：1）重要生物類群的古生物學(xué)和地層學(xué)及海陸生命演化過程對比；2）關(guān)鍵環(huán)境因子重建及海陸環(huán)境變化和互動(dòng)機(jī)理；3）災(zāi)后生態(tài)系統(tǒng)的重建過程和機(jī)制。3．晚中生代及古近紀(jì)極端溫室氣候、環(huán)境與生命演變晚中生代及古近紀(jì)是顯生宙溫度最高、距今最近、溫15室地質(zhì)記錄保存最為完整的時(shí)期。全面深刻理解該時(shí)期不同時(shí)間尺度下氣候、環(huán)境和生命演變對預(yù)測當(dāng)前人類面臨的溫室氣候及全球變化具有重要的科學(xué)意義。依托我國發(fā)育連續(xù)完整的晚中生代及古近紀(jì)陸相地層序列（尤其是松科1井和松科2井巖心）和東特提斯海相地層的地質(zhì)記錄優(yōu)勢，在高分辨率年代地層和多種古氣候、

8、古環(huán)境指標(biāo)研究的基礎(chǔ)上，研究晚中生代及古近紀(jì)溫室氣候期的環(huán)境演變過程，探索以燕遼生物群、熱河生物群等為代表的生物與氣候、環(huán)境之間的耦合和反饋機(jī)制。在近期和今后一段時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)室優(yōu)先開展的研究內(nèi)容是：1）晚中生代及古近紀(jì)溫室氣候下大型陸相盆地古環(huán)境演變；2）晚中生代及古近紀(jì)溫室氣