在研究所的知識創新工作中，領域前沿項目的部署是結合國家需求，把握學科發展方向，促進科研隊伍建設和整合的落腳點，是科研創新工作的具體措施之一。自2000年以來，我所在領域前沿項目的部署過程中，認真學習院知識創新工程試點的有關指導性文件，學習院領導關於我所發展的具體指示，圍繞如何針對國家戰略需求，通過領域前沿項目的部署，把握學科發展前沿，提升研究所的原始創新能力，進而在研究所知識創新工程試點工作中實現科學目標和國家目標的結合，不斷做出「三性」貢獻，進行了積極的探索。經過四年的實踐，取得了可喜的成效。
一、自由探索與主幹計劃相結合，部署研究所領域前沿創新項目
根據我院知識創新工程試點的整體部署，發動研究所科研骨幹實施領域前沿計劃，是我所在2000年初開始正式實施知識創新工程試點之後所領導班子開展的首要工作之一。當時，實施領域前沿計劃的指導思想是通過這一舉措推動所創新基地對學科發展前沿的探索與把握，提升研究所的原始創新能力，進一步凝練和提升知識創新工程試點的科技目標，並且圍繞目標，優化資源配置，做出創新成果，培養優秀人才。為此，必須強調從世界科技發展和國家需求的戰略高度加強對知識創新工程科技目標凝練和項目組織工作的引導，突出國際科學技術前沿，突出創新，爭取在基礎理論和研究方法方面取得突破。領域前沿項目布局的原則是：
1、符合研究所創新目標和結構調整的總體布局，有利於優化學科結構，有利於領域前沿與應用研究的協調發展，有利於加強創新基地的能力建設；
2、突出基礎性、前瞻性的原始創新和自主創新，促進基礎理論和研究方法的突破；
3、鼓勵跨學科交叉研究，提高綜合解決科學問題的能力；
4、強調以支持科學家和研究小組為中心，培養具有創新意識和創新能力的科技人才。
根據上述指導思想和布局原則，我所於2000年初啟動了首期領域前沿項目實施計劃。應該說，首批領域前沿項目的部署主要是針對我所在原地理所和綜考會整合之初，急需加強對學科發展前沿的探索與把握，急需提升研究所原始創新能力的迫切形勢要求而部署的。出於這一基本考慮，我所強調了首批領域前沿項目必須圍繞學科理論與方法論前沿，開展基礎性和自由探索研究。
通過發布領域前沿項目指南和公開評審，我所從63個有效申請項目中，確定了2000年首批資助34個領域前沿項目(課題)。它們分布在陸地表層系統、資源環境綜合研究、區域可持續發展與資源經濟研究、陸地生態系統與生態網絡研究，以及地球空間信息科學五個研究領域。34個項目(課題)的資助經費總額為1800萬元。在我所知識創新工程試點工作初期部署與實施的這批領域前沿項目，對於所創新基地準確把握學科發展前沿，提升原始創新能力發揮了十分重要的作用。
路甬祥院長於2002年4月16日視察我所時，對我所的學科特點進行了精闢的闡釋，指出地理學和資源科學是綜合性、系統性和應用性很強的學科，要求我們「從分析國家戰略需求同時分析本學科發展的自身前沿，來找到我們工作的重點，進行突破」。通過對路院長講話的學習領會和所內廣大老中青科學家的研討，我們認識到：要充分認識地理學和資源科學綜合性和系統性的特點，通過創新項目的部署，促進學科的交叉與綜合，在國家重大需求問題上和國際前沿學術領域，形成有份量的成果。
因此，在2001年我所進入知識創新二期試點之後，確立了以研究所主幹研究計劃與面上自由探索相結合的方式部署領域前沿項目的策略。經過充分的研討和醞釀，確定「土地利用/土地覆被變化(LUCC)與陸地表層生命物質過程」為我所的知識創新工程主幹基礎研究計劃。在學術上，這個研究方向是若干國際全球變化研究計劃公認的前沿領域，體現了當代地理科學強調人類活動與自然環境演化的相互作用，著重研究陸地表層系統人文、物理、化學、生物過程及其相互關係的重要趨勢；在國家需求上，這一研究能夠為區分環境變化中自然與人類活動的貢獻，為國家的生態環境建設，為國家水資源的合理配置與可持續利用，為中國參與氣候變化框架公約的國際合作和二氧化碳增匯減排的外交談判提供科學依據；在學科交叉和隊伍整合上，全所四大模塊均可對這一主幹計劃貢獻力量，同時實現各學科的交叉滲透和共同提高。借鑑國際上重大科學計劃的管理辦法，所主幹計劃採取指南引導與集中實施相結合的方式，組織所內各研究模塊以開放流動和國際合作等形式開展工作。從2001年開始，研究所在主幹計劃的研究項目和能力建設上已投入了1860萬元的創新經費。
二、前沿領域呈現良好勢頭，主幹計劃得到有效擴展
經過三年的工作，我所於2000年部署的第一批領域前沿項目已經結題，2003年9月研究所組織有關專家，對這些項目(課題)進行了驗收。驗收結果表明，多數項目達到了預期目標，取得了豐碩成果。具體表現為：
1、產出了一批高水平的研究論文，在一些研究方向上的研究工作已與國際前沿領域研究相接軌。經過三年的努力，這批項目已經發表SCI及SSCI刊物收錄論文82篇，另外還有10篇左右高水平論文已經被SCI及SSCI刊物接受錄用。82篇已經發表的SCI及SSCI論文中，一些論文在諸如Tellus、Global Biogeochemical Cycle、Holocene等高水平的國際權威刊物上刊出，體現出這些課題已經開始產出與國際前沿領域接軌的高水平研究成果。
2、在一些新的學科生長點上展現了良好的發展勢頭。「流域系統侵蝕、搬運和沉積過程複雜行為研究」、「中國歷史時期高解析度氣候變化代用資料綜合集成研究」、「地表碳、氮、磷等循環過程及其環境效應」、「非地帶性因素對生命有關元素地域分異的影響及其健康效應」、「坡地侵蝕過程與流域產沙機理研究」、「作物生長模型及其在華北平原的應用」、「典型生態系統生產力區域模型研究」、「空間數據分析模型與可持續發展數學模型」等八個方向的高水平國際論文產出最好，一些研究成果在國際學術界已經獲得了很好的評價。
許炯心研究員主持的「流域系統侵蝕、搬運、沉積過程複雜行為研究」、孫曉敏研究員主持的「地表水熱碳等時空多變要素的尺度轉換研究」、陳同斌研究員主持的「土壤重金屬汙染區域評價的理論與方法」、王勁峰研究員和嶽天祥研究員主持的「空間數據分析模型與可持續發展數學模型」等首批領域前沿項目，在陸地表層系統科學領域的理論和方法論方面形成了一系列重要的學科生長點。得到國際和國內權威學者的關注。
3、成功實現了一批國家項目的孵化和培育，培養了一批有創新能力的科技隊伍。到目前為止，以這批領域前沿項目研究成果為基礎，通過孵化，成功地培育和申請到了國家科研項目近70項，其中包括3項國家自然科學基金重點項目、3項傑出青年基金項目、34項面上基金項目，以及973課題6項、863課題12項、國家攻關項目課題9項等，總經費近4000萬元，相當於本所首批領域前沿項目研究經費總投入的2倍多。
在主幹計劃的部署與實施過程中，我們認識到，「土地利用/土地覆被變化與陸地表層生命物質過程」主幹計劃的實施，需要自然、生態、人文、信息等多學科研究人員的參與，要求陸地生態系統觀測和空間數據平臺等大型能力建設，單靠一個所的力量難以支持其持續的發展。因此，主幹計劃確立伊始，我們就積極爭取院和國家有關部門的支持。考慮到碳循環在全球變化研究上和國家戰略需求上的重要性，我院於2001年啟動了知識創新重大項目「中國陸地和近海生態系統碳收支研究」，由我所和大氣物理所共同主持；2002年底，國家973計劃啟動「中國陸地生態系統碳循環及其驅動機制研究」項目，我所為主持單位。院和國家在這個方面的立項，說明我所確立的主幹研究計劃的基礎性、前瞻性和戰略性。
實施三年來，我所主幹計劃重點開展了能力建設、模型的構建和若干主題的研究工作。以院重大項目和國家973項目為依託，在於貴瑞和孫曉敏研究員的主持下，與兄弟研究所合作，在千煙洲、禹城、長白山、鼎湖山、西雙版納、內蒙、海北和當雄等8個實驗站的10種生態系統類型(4個森林、5個草地和1個農田)上布設和安裝了生態系統碳、水和能量通量觀測系統，與現有16個箱式/氣相色譜觀測法的土壤呼吸測定相結合，創建了「中國陸地生態系統通量觀測研究網絡(ChinaFLUX)」。該網絡具有國際先進的儀器設備和管理體制，已經成為 我國生態系統與全球變化科學研究的實驗基地和野外觀測數據平臺，成為國際通量觀測研究的重要區域網絡，得到國際同行的極大關注。ChinaFLUX已經於2002年開始獲得國內唯一的連續動態的生態系統水、碳和能量通量、植被群落微氣象要素和植物生理生態過程參數的動態變化資料。
同時，所主幹計劃在植物光合作用模型、土壤-植物-大氣系統耦合模型、陸地生態系統生產力模型、地表水熱碳碳循環等時空多要素的尺度轉換及森林和草地生態系統碳通量和碳存儲等方面，已經開始產出有較大國際影響的研究成果。
由於主幹計劃的選題屬多個國際科學計劃的交叉集成領域，我所主幹計劃自提出以來得到了多個國際科學計劃和各國科學界同行的高度關注。到目前為止，我所科學家與國外同行合作，成功申請到美國、加拿大、日本等國1000萬元人民幣以上的國際合作項目3項，為我所借鑑國際一流科學家的研究經驗，為陸地表層系統研究方法論和青年科學家研究能力的迅速提升提供了良好的國際合作環境。
三、幾點體會
通過幾年的學習和探索，我們認為，資源環境類研究所在部署前瞻性科研項目工作中，應協調好三個方面的關係：
1、自由探索與長期科研計劃的關係。資源環境領域科學研究的主要特點可以概括為兩個方面：一是科學問題的複雜性和涉及學科的多樣性；二是科學實驗的難以重複性因而對於長期和系統觀測的依賴性。這兩個方面的特性決定了該領域的研究對於科研工作的計劃和組織，對於數據和設施等能力建設，有更大的需求。這也要求資源環境類研究所在前瞻性科研項目的部署中，必須重視長期、綜合、系統的研究方向，重視全所各領域的協同攻關。同時，我院對領域前沿項目的定位主要是瞄準基礎性和前瞻性的自由探索，因此，必須協調好科研人員的自由探索與研究所長期發展計劃的協調。
2、基礎性、前瞻性和服務國家戰略需求的關係。資源環境類與基礎類研究所科研工作的主要區別之一，是直接服務於國家需求。從國家目前和未來的重大戰略需求中凝鍊科學問題，特別是具有前瞻性的基礎科學問題，結合本所的知識、數據積累和創新能力，從而確定研究項目，是這類研究所部署重大前瞻性科研項目的工作步驟。
3、研究所經費支持與爭取各方面投入的關係。研究所掌握的科研經費十分有限，部署重大前瞻性科研項目，必須爭取各方面的投入，在專題研究和能力建設兩方面都能得到其他渠道的經費支持。為了達到這一目的，首先應保證提出的研究方向確屬國家重大需求，同時要求我們的科學家群體和研究所科研組織管理工作者具有前瞻性意識。其次，應廣泛徵求所內外科學家和科研管理專家的意見和建議，得到廣泛的認同。再有，資源環境領域的一項重大前瞻性研究項目，靠一個研究所的力量難以完成，必須爭取相關科研單位的合作，包括院內兄弟所、院外及國外研究單位的合作。當然，本所「種子經費」的先期投入是重要保障。