定日镜、超级钢和中国的基础科学研究
什么叫定日镜？它是由平面反射镜、镜架、跟踪机构及控制系统组成，用来采集太阳能的一种装置。它是太阳能开发利用过程中，科学家发明的一种新型系统工具。美国一套装置售价高达近5万美元，我国科学家开发的一套装置目前不超过10万元人民币。
随着世界性石油、煤炭等化石能源危机的加剧，如何加速开发新能源，确保人类的可持续发展已经成为当今世界各国共同面临的重大战略问题。以定日镜为代表的高温太阳能集热器技术的突破，为太阳热能发电技术的发展开辟了道路。张耀明院士指出，我国太阳能资源丰富，陆地面积每年接受的太阳能量约等于8万个三峡工程的发电量总和，发展太阳能意义重大。目前，美国、意大利、澳大利亚、俄罗斯、西班牙等国已经开展了不同规模的太阳能开发。随着技术的不断成熟，在未来20年内，利用新技术造出“阳光三峡”不是梦想。
“超级钢”是王淀佐院士在学术报告中提到的新名词，这是一种高品质、新成分的钢产品。他在介绍我国重大基础性科学研究计划973计划时说，新一代钢铁材料――超级钢重大基础研究是我国材料科学领域的重大研究课题，它对于提高我国钢产品品质和使用寿命等具有重要意义。目前，美国、俄罗斯正在开展此项研究，我国科学家也不甘落后。
如何抓住本世纪头20年的重要战略机遇期，加快我国经济社会的发展，全面建设小康社会？这是包括中国科学界在内的全国人民面临的共同课题。王淀佐院士介绍说，以加强原始性创新、解决经济社会发展重大科学问题，提高自主创新能力，为国家未来发展提供科学支持为目的973计划进展顺利。目前，已经列项157个，其中，农业20项，能源27项，信息20项，资源环境27项，人口与健康24项，材料22项，重要科学前沿27项。今年重点支持方向主要集中在能源、下一代互联网、东北老工业基地环境污染治理与生态修复、新型材料、先进制造复杂系统中共性科学基础、城市发展的基础研究等多领域交叉的重大基础问题和重要科学前沿等重大研究方向。 （陆彩荣整理）
“人类世”：研究人与自然协调发展的新视角
人与自然协调发展是科学发展观的重要内容之一。国家最高科学技术奖获得者、中科院地质与地球物理研究所刘东升院士在院士大会上做了《人与自然和谐发展――来自环境演化研究的启示》的综述性学术报告。刘东升院士认为，未来地球科学的发展，在更多地为保障资源的可持续发展的同时，保障国家环境的可持续发展。地球科学已步入研究“人类世”时代。地球科学今后应开展“人类世”的研究以服务于社会发展、人与自然协调发展。
何为“人类世”？刘院士介绍说，“人类世”一词是由诺贝尔奖获得者P.克鲁芩于2000年提出的。作为人类地质学概念，“人类世”的思想主要强调人作为一个地质营力，其作用对未来发展的重要性。“人类世”的提出可能是地质学的又一次飞跃，为研究人与自然关系提供了新视角。
刘院士解释说，“人类世”是最新的一个地质时代，其特点是人与自然相互作用的加剧，涉及到可持续发展的各个方面。我们认为，早在农业开始出现的时候（可能是14000年前），人类就已经造成了地球表面土地覆盖的改变，开始了一个新的环境地质时代，即“人类世”时代。
刘院士说，特别是工业革命以来，人类活动更是成为重要的地质营力。人类的一些活动已引起了地球环境一些不容乐观的变化，正在加剧侵袭着人类赖以生存的地球系统。环境问题，已成为全球可持续发展的一个主要障碍。大气中二氧化碳的增温作用和“温室效应”，海洋的水面升高和资源的减少，陆地水资源的不足和水土流失，沙尘暴和土地荒漠化，以及矿产资源的消耗等，都极大地妨碍了可持续发展的步伐。地质自然灾害的频频发生，更促使我们应该关注环境变化及人与自然的协调发展，“人类世”正为我们提供了研究这一问题的新视角。
刘东升院士强调，研究“人类世”不仅需要多种自然科学的交叉融合，甚至要求自然科学和社会科学的通力合作，加强地球系统研究，实现人与自然和谐发展。（王光荣整理）
“紧缺资源替代”与粮食安全
所谓“紧缺资源替代”，就是通过科技和人力资本的集约化投入，提高资源生产率或以非常规性资源对常规水土资源的替代，以突破紧缺自然资源的约束。这是我国科研人员在农业用水无增，耕地面积净减的条件下，为增加粮食产量、保障粮食安全提出的新概念。
中国农业大学教授、中国工程院院士石元春在学术报告中提到，我国粮食总产由1亿吨提高到3亿吨用了29年，由3亿吨提高到5亿吨用了20年。以后，要用17年时间，在高基数上，总产由4.3亿吨增加到6.2亿吨，单产年均增长率要由近十年的0.9％提高到2.6％。但是，我国面临的实际情况是农业用水无增，耕地面积净减，人均耕地面积由0.1公顷减少到0.08公顷。用他的话说，“这是一场目标与条件十分悬殊的硬仗”。
在中长期尺度上，为保障粮食安全而要求总产与单产的大幅度增长，除政策因素外，起实质作用的是提高粮食单产及综合生产能力，其主要制约因素是水土资源的严重短缺与科技支撑力度不足。因此，我国农业科学家提出了“紧缺资源替代”概念。
石院士介绍说，水是不可替代的，但灌溉用水是可以替代的。他提出了多途径替代节水的技术解决方案。一是提高灌溉水利用率，即灌溉节水；二是提高作物自身水利用率，即生物节水；三是提高自然降水利用率，即非灌区节水；四是非常规水利用。生物节水和农艺节水不需大的工程设施投入，农民易于掌握和接受，此外，利用作物在需水量和季节上的差异调整作物区域布局的替代节水潜力也很大。
土地是不可替代的，但粮田是可以替代的。针对我国的实际情况，石院士提出了三个解决方法：一是改造中低产田，提高土地的基础肥力；二是落实综合农业增产技术和扩展均衡增产；三是鉴于未来6.2亿吨粮食总产中约55%将用于饲料的实际情况，建立“大粮食”与“大粮田”概念，发展耕地替代技术和草地畜牧业，利用我国广大的草地、水域和木本粮食提高畜禽个体生产率。他指出我们应该“寓粮于田”、“寓粮于技”。（齐芳整理）
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