左其亭刊文首提：水科学交叉学科群的建设思路
水是一种十分宝贵的资源，包括人类在内的所有有生命的生物都不可能离开水。然而，由于自然原因、社会原因，带来了形形色色、多种多样的水问题，大的方面可以分为水资源短缺、洪涝灾害、环境污染、水土流失、生态退化等问题。这些水问题的形成也复杂多样，多数既有自然原因也有社会原因，绝大多数甚至难以辨析其形成的真正原因或机制，表现出水问题研究本身的复杂性。研究与水有关的学科非常多，从目前存在的学科门类上分析，几乎都涉及到水的问题，比如，物理学、化学、地理学、资源学、环境学、经济学、管理学、医学等。因此，就出现了多学科门类从不同视角、不同理论、不同思维去关注和研究水的特征或问题。当然，形成这一局面，一方面是好的，可以发挥多个学科的优势，去关注和研究水的方方面面特征或问题；但另一方面，由于学科之间的沟通不足，存在诸多的差异，往往会出现“管中窥豹”的现象。因此，多学科交叉来研究水问题就显得十分重要和必要。针对此类问题，国务院学位委员会、教育部于2020年专门设置了“交叉学科”门类（代码14）。实际上，认识和研究水的问题，需要摒弃学科之间的“壁垒”，实现多学科交叉融合，共同努力解决水的问题。水科学是一个庞大的跨学科门类的交叉学科群。因此，从水问题解决实践需求、科学研究、人才培养、学科发展等各个角度看，都迫切需要建设水科学交叉学科群。
1 水科学学科体系概述
水科学在长期发展过程中已经形成了一个完整的学科体系，是一个交叉学科体系，其研究对象“水”，非常明确，包括各种状态的水（液态、气态、固态）、各种尺度的水（全球尺度、流域尺度、区域尺度、储存水体尺度、可见水体尺度、分子尺度等）、各种质量的水、各种来源的水（地表水、地下水、泉水、冰川水、海洋水等）、各种用途的水（农业用水、工业用水、生活用水、生态用水等）；其理论体系涉及到众多学科的基本理论，包括理学、工学、农学、医学、经济学、法学、教育学、历史学、管理学等等；其研究方法涉及一系列领域，比如，物理学方法、化学分析方法、生态学方法、模型模拟分析方法、工程规划建设方法、节水方法、水环境健康分析与调控方法、水利经济分析方法、水法律法规制定方法、水文化宣传教育与科普方法、水资源管理方法等；其应用实践十分广泛，在水利、生态环境、自然资源、城建、农业、林业、工业、能源、城建等众多行业均有普遍应用。其分支学科很多，按照笔者于2007年提出的相互交叉的10个方面，即水文学、水资源、水环境、水安全、水工程、水经济、水法律、水文化、水信息、水教育，是宏观层面的分支学科。有些分支学科已经比较成熟，有些还在不断形成中，还会派生出许许多多的分支学科，比如，从微观层面的分支学科有水物理、水化学、水生物学等。水科学学科体系示意如图1。
图1 水科学学科体系示意图
2 水科学交叉学科群建设基本框架
提出的水科学交叉学科群建设基本框架，如图2所示。（1）水科学交叉学科群具有明确的研究对象，即地球上的水，涉及多个学科门类：理学、工学、农学、医学、经济学、法学、教育学、历史学、管理学等。（2）其分支学科较多，包括水物理、水化学、水生物学、水文学、水资源、水环境、水安全、水工程、水经济、水法律、水文化、水信息、水教育等。（3）建议在水科学（一级学科）下设置6个二级学科（学位点或专业），分别是：水分析科学与技术、水资源战略配置与工程、国家水安全保障、水管理与经济、水营养与人体健康、水文化传承与教育。（4）总结给出水科学交叉学科群6个主要研究方向，分别是：水物理、化学、生物学特征分析及演变规律；水循环过程模拟、水资源战略配置与工程建设；水安全分析、风险评估及保障体系建设；水系统管理与经济学分析；水与人体健康关联分析及健康用水方法；水文化价值及传承弘扬教育途径、支撑体系。（5）初步谋划了水科学交叉学科群的学科建设布局，从5方面入手：明确学科定位、构建学科队伍、深入科学研究、建设学科基地、强化学科管理。
图2 水科学交叉学科群建设基本框架
（1）水分析科学与技术
重点研究水的物理、化学、生物特征及演变规律，从水分子尺度甚至更小尺度研究水的物理特征、化学特征、生物特征，为污水处理、非常规水利用、饮水安全（给水和排水）等提供理论基础。需要学习的内容涉及物理、化学、生物学、环境学、给排水工程等专业知识，是一个理科、工科交叉的学科。
（2）水资源战略配置与工程
重点研究水循环过程监测与模拟、水资源形成规律及战略配置方案、水资源开发利用工程建设等，需要综合考虑水资源特征、经济社会发展需求及条件约束，从资源利用、环境保护、经济建设、社会发展等综合视角，优化布置水资源配置方案及工程建设规划。需要学习的内容涉及水利工程、水资源学、宏观经济学、法学、管理学等专业知识，是一个工科、理科、文科交叉的学科。
（3）国家水安全保障
重点研究水安全形势分析、风险评估、安全保障体系建设，以保障国家水安全为主要目标，从水资源安全、水环境安全、水生态安全、水工程安全、供水安全、防洪安全等角度，构建国家水安全保障体系。需要学习的内容涉及国家安全学、水资源学、社会学、公共管理学、灾害学、应急管理等专业知识，与我国新设置的交叉学科“国家安全学”一级学科有一定重合，是一个文科、工科、理科、医科交叉的学科。
（4）水管理与经济
重点研究水系统管理、水经济学相关内容，从行政管理、政策法律、水价与水市场等经济学手段、以及水资源系统分析、信息化建设等方面强化水资源科学管理，提高水资源利用效率，提升水资源管理能力和水平。需要学习的内容涉及水利工程、水资源学、管理学、经济学、法学、公共管理学、运筹学等专业知识，是一个文科、理科、工科交叉的学科。
（5）水营养与人体健康
重点研究水营养学知识、水对人体健康的作用机理、健康用水方法，从水生理科学、科学饮用水方法、人体健康需求等方面，研究水与人体健康之间的关系，引导大众健康用水。需要学习的内容涉及水化学、环境学、水安全、水信息、营养学、公共卫生学等专业知识，是一个理科、医科、工科交叉的学科。
（6）水文化传承与教育
重点研究水文化价值及传承弘扬教育途径、先进水文化建设支撑体系，运用多学科知识，从多学科视角，分析水文化价值，弘扬先进水文化知识，在小学到大学教学中融入水文化教育元素，形成先进水文化立体宣传体系。需要学习的内容涉及水文化、水信息、水法律、历史学、教育学、水利工程等专业知识，是一个文科、工科交叉的学科。
3 主要研究方向及展望
（1）水物理、化学、生物学特征及演变规律
目前，在物理学、化学、生物学中有专门针对水的研究，包括水物理特征、水化学特征、水生物学特征的研究，但是这些研究成果与宏观尺度的水利工程、水环境、水生态等学科关联太少，没有得到充分应用。未来，水科学交叉学科群将致力于从不同学科视角、不同研究尺度深入研究水物理、化学、生物学特征及演变规律，为水科学研究和应用实践奠定理论基础。
（2）水循环过程模拟、水资源战略配置与工程建设
目前，在水文学及水资源、自然地理学等专业中，针对水循环、水资源有专门研究，但因为水资源与经济社会、生态环境系统有着千丝万缕的联系，在水资源配置和工程建设中需要全面考虑经济社会发展、生态环境保护、自然资源可持续利用的作用，目前这方面的考虑显然不够。未来，水科学交叉学科群将致力于从多学科系统分析，研究水资源战略配置和工程建设（特别是国家层面大水网建设）等问题，为国家水网建设和水安全保障提供支撑。
（3）水安全形势分析、风险评估及保障体系建设
目前，在水文学及水资源专业中，针对水安全问题已有一些研究，但研究深度和人才培养规模还远不能满足需求。一方面，水安全问题非常重要，是国家安全的重要组成部分；另一方面，水安全类型多，问题复杂；再一方面，影响水安全的因素多，保障水安全任重而道远。未来，水科学交叉学科群将致力于从多方面研究，构建国家水安全保障体系。
（4）水系统管理与经济学分析
目前，在水文学及水资源、公共管理、工程管理、经济学等专业中，针对水系统管理与经济学问题有大量研究，但在其系统性、整体性、理论深度等方面还存在不足。未来，水科学交叉学科群将致力于从水系统科学、经济学视角，研究水的管理问题和经济学问题，科学运用水权水价和水市场等经济杠杆，提高水资源利用效率，为国家和区域水资源规划与管理提供支撑。
（5）水与人体健康关联分析及健康用水方法
目前，在水文学及水资源、公共卫生学、环境科学等专业中，针对水营养与人体健康方面已有一些研究，总体是比较零星的成果，系统性、深入性、综合性不足。未来，水科学交叉学科群将致力于水营养学研究、水与人体健康关联研究、健康用水方法研究，为科学用水、安全饮水提升人体健康状况等提供服务。
（6）水文化价值及传承弘扬教育途径、支撑体系
目前，在水利工程、历史学等专业中，针对水文化已有一些研究，水文化作为中华文化的重要组成部分，近十年受到的重视程度不断提高，研究者不断增多，但很少把水文化作为一个分支学科列入某一个一级学科中，缺乏系统的人才培养体系。未来，水科学交叉学科群将致力于水文化价值研究、水文化挖掘、传承和弘扬研究、水情教育及普及宣传，构建先进水文化建设支撑体系，为完善社会主义核心价值观贡献水科学工作者的力量。
原文文献：
左其亭. 水科学交叉学科群建设的必要性及基本框架[J].华北水利水电大学学报(自然科学版), 2021, 42(03): 1-6.