48、ARCPATH项目：跨学科研究综合的创新与实践

ARCPATH项目：跨学科研究综合的创新与实践

1. 跨学科研究综合的现状与挑战

在当今科研领域，跨学科研究项目日益增多，尤其是聚焦气候变化等复杂问题的大型国际项目。然而，现有的文献对于如何整合不同学科、地理区域或特定研究主题的研究成果，以及如何从这些成果中提炼出有意义的信息，提供的指导十分有限。像ARCPATH这样涵盖自然科学、物理科学、社会科学和人文科学的跨学科项目，传统的研究综合方法，如定量研究的元分析、叙事综合、研究结果的叙事总结、元民族志或定性证据综合等，对其帮助不大。这些传统方法更适用于较狭窄的研究主题，如健康和社会工作领域。

同时，一些旨在识别跨学科研究中面临的问题并协助跨学科研究团队的学术研究，虽然有助于发现跨学科研究的挑战，但对于像ARCPATH这样的单个跨学科项目或其他类似项目的提前综合规划，缺乏具体的指导。因此，ARCPATH团队不得不开辟自己的道路，开发独特的综合机制，包括此前大型复杂跨学科研究项目未曾尝试过的综合结构、过程和产品。

2. ARCPATH项目概述

ARCPATH是一个开创性的项目，专门致力于综合来自各种传统上截然不同且相互独立的学术学科的研究成果。该项目的总体目标是通过关注近期变化，解决北极地区气候、社会经济和社会生态变化等复杂且相互关联的问题，促进负责任和可持续的发展。具体而言，项目有三个特定目标：
- 运用创新方法，在全球和高分辨率区域模型中捕捉人为和自然因素，预测未来几十年北极地区的气候变化。
- 加深对气候变化与多种社会因素相互作用的理解，减少不确定性，包括制定地方和区域规划及适应措施。
- 将改进后的区域气候预测与对环境、社会和经济相互作用的更深入理解相结合，提供有关潜在“行动路径”的新知识。

3. 综合在ARCPATH项目中的作用

ARCPATH项目由七个相互关联但又独立的工作包组成，其中工作包6完全专注于项目综合。该工作包的设计目的包括：
- 收集ARCPATH的主要科学发现，产生新的跨领域见解和概念。
- 探索这些发现与政策和行动的相关性。
- 为学术界、政策制定者、从业者、非政府组织、媒体和公众传播所产生的知识。
- 识别经验教训、知识差距以及未来研究的方向。

在项目设计阶段，综合就被确定为研究工作的必要且理想的成果。与其他国际合作项目不同，ARCPATH不会等到项目结束才进行综合和识别重要的联合发现，而是将综合融入数据收集过程。为此，项目确定并开发了一系列综合机制，包括创建由执行委员会成员和各工作包团队代表组成的“综合委员会”，该委员会由主要负责工作包6的研究人员领导。

4. 综合任务和行动建议

为了实现综合目标，ARCPATH提出了一系列建议的综合任务和行动，具体如下表所示：
| 行动 | 执行者 | 时间 |
| — | — | — |
| 让社区、政策制定者参与研究设计 | 主要研究者（PIs）、研究人员、选定国家的社区和政策制定者 | 提案撰写阶段；预资助 |
| 召开所有研究人员会议，制定数据收集的参考条款和参数。建立所有研究人员之间的沟通方式，如网站、会议、虚拟会议 | 由PIs召集 | 资助宣布后立即进行 |
| 建立综合委员会；制定综合标准和综合任务 | PIs、执行委员会、所有工作包的负责人 | 资助宣布后立即进行 |
| 将综合融入数据收集和分析 | 所有研究人员 | 研究过程中持续进行 |
| 识别记录中的差距和其他知识差距，探索不一致和矛盾之处 | 所有研究人员、执行委员会 | 在所有项目会议以及跨工作包的虚拟会议中进行 |
| 识别重要的联合发现（在会议、会议上） | 工作包负责人、PIs、所有研究人员、与社区和政策制定者互动 | 整个研究过程中 |
| 规划综合产品，如联合出版物、会议报告、暑期学校、课程、与社区的参与和外展等 | PIs、所有研究人员、综合委员会、工作包负责人 | 第一年和第二年 |
| 开始整合，识别发现的意义和重要性，以及政策影响 | PIs、综合委员会、工作包负责人、所有研究人员 | 项目第二年会议 |
| 设计数据管理和存档 | PIs、执行委员会、所有研究人员 | 项目开始时 |
| 识别持续的知识差距，为未来研究提出建议 | 所有研究人员 | 整个研究过程中 |
| 探索研究环境和现实世界环境，识别新问题和新计划 | PIs、所有研究人员、资助机构 | 整个研究过程中 |
| 与其他研究机构的项目（如NSF、Belmont、SHHRC）发起合作 | PIs、所有研究人员、资助机构 | 整个研究过程中 |

5. 研究方法与综合挑战

ARCPATH项目采用了多种研究方法，包括使用地球系统模型（如挪威气候预测模型和欧洲ESM模型）进行全球气候预测、区域北极气候模型进行北极气候预测、定量经济建模并辅以定性访谈，以及运用民族志研究方法征求社区对北极变化的见解并记录人们的适应情况。然而，协调这些不同的研究方法，使产生的数据相互协调，以形成该地区变化、响应和适应的全面图景，是一项重大的综合挑战。此外，不同的时间框架也需要新的协作思维。

从项目一开始，就发现气候建模人员和社会科学家之间存在沟通障碍，他们难以理解彼此的研究成果。因此，项目通过频繁的讨论、分享新兴发现、联合发表和展示成果，以及识别研究方法中的差距和挑战等方式，来加强不同工作包和学科之间的沟通与联系。例如，在2017年的年度会议上，所有研究人员被要求为其他团队成员带来研究综合的示例或从数据中产生的问题；2018年在挪威卑尔根举行的年度项目会议采用了“回归基础”的主题，成员们相互学习与北极相关的历史研究、社会、生态和人类学研究以及气候研究和建模的基本要素。在后续的所有会议中，研究人员除了展示工作包的新兴发现外，还被要求识别工作包之间的关键联系和连接，并为彼此提出综合问题。

6. 项目综合任务

ARCPATH项目的总体综合任务包括：
- 收集ARCPATH的发现（新兴和最终发现），通过与团队成员、合作伙伴以及相关社区进行一系列会议（包括年度会议、工作包会议、与综合委员会的电话会议、焦点小组和学术会议），识别对现有知识、研究社区、政策和实践、研究社区以及北极社区有重要贡献的发现。
- 识别研究结果在北极社区应用中的影响和参与机会，因为研究团队在ARCPATH案例研究社区进行了大量实地工作。
- 与合作伙伴、研究社区和北极政策制定者协商，确定研究结果的政策含义和应用途径。
- 与政策制定者、社区和区域领导人互动，识别影响北极政策和实践的机会，例如在有影响力的高级别会议上展示和参与。
- 扩展ARCPATH研究人员与之互动的研究网络。
- 识别新的和变革性的发展路径，为北极社区的未来社会和经济可持续性做出贡献，例如提供有关气候变化对海平面、海冰损失、海洋洋流和海洋物种分布影响的关键信息。
- 确定北极可持续发展的途径，使北极社区不仅能够生存，还能通过利用ARCPATH研究人员在渔业和海洋哺乳动物研究中发现的新机会和发展选择实现繁荣。
- 将综合产品传达给研究、政策和政治社区，包括在北极圈大会、INSTAAR北极研讨会和其他高级别政策会议上进行展示。
- 识别持续的知识差距，并建议未来的研究工作来填补这些差距，可以通过与其他卓越中心或研究项目和网络合作来实现。

7. 具体综合示例

7.1 历史气候数据与观测数据的综合

ARCPATH项目的一个具体综合示例是将历史气候数据与系统观测数据相结合。通过冰岛对来自东格陵兰的海冰到达冰岛海岸的记录，以及早期和当代的仪器气候数据，来更深入地了解当前的气候过程。海冰指数基于对从冰岛观测到的海冰量的历史重建，测量格陵兰海的海冰量。该指数覆盖了1600 - 2000年的时期，是欧洲和北大西洋地区过去气候的重要独立信息来源。指数在所有时间尺度上都显示出变化性，在1800年和1900年左右数值较大，前200年数值较小。20世纪上半叶指数下降，此后趋于稳定。通过与仪器时代（过去100 - 150年）的其他指数进行比较，ARCPATH分析表明，海冰指数与北半球夏季平均地表温度（HadCRUT4）之间存在显著且稳健的负相关关系，与基于Hurrell站的北大西洋涛动（NAO）指数在夏季也存在显著且稳健的负相关关系。通过研究网格温度（HadCRUT4）和海平面压力场之间的相关性，进一步证实了与夏季温度和NAO的联系。特别是在温度方面，在大西洋和北极地区的大片区域发现了显著的负相关关系。此外，还发现海冰指数与根据格陵兰西南部历史记录计算的弗拉姆海峡海冰运输量之间存在正相关关系。这种对冰岛海冰记录的分析提供了一个出色的跨学科综合研究示例。

7.2 社会、经济和海洋生物学研究的综合

另一个项目综合的进展来自冰岛、格陵兰以及斯瓦尔巴群岛和挪威北部海域的社会、经济和海洋生物学研究及实地工作。在冰岛胡萨维克进行的人类学实地工作记录了当前和历史上对海洋资源的多种利用，包括渔业和观鲸活动，并与地方当局合作开发海洋保护区，以更好地管理斯基尔法迪湾日益增长的海洋空间利用。目前，ARCPATH拥有一个包含148个不同个体的蓝鲸照片识别目录，并且发现了在斯瓦尔巴群岛和胡萨维克 sighted的同一蓝鲸的匹配记录。这种可能的迁移可能是由于北极海水变暖以及气候变化导致的。此前就有研究表明，蓝鲸因这个原因正进一步向北迁移。在格陵兰东部的伊托考托米特，民族志实地工作聚焦于职业和休闲猎人对海洋哺乳动物的季节性利用，包括绘制年度狩猎周期，涵盖独角鲸和北极熊的狩猎。在挪威北部，研究重点是安道亚和斯克尔沃伊地区迁徙鲸鱼、渔业和旅游业之间不断变化的关系。

综上所述，ARCPATH项目通过独特的综合机制和具体的实践示例，在跨学科研究综合方面进行了有益的探索和尝试，为解决复杂的北极问题提供了新的思路和方法。

ARCPATH项目：跨学科研究综合的创新与实践（续）

8. 综合机制的优势与意义

ARCPATH项目所开发的综合机制具有多方面的优势和重要意义。首先，将综合融入数据收集和分析的全过程，使得研究成果从一开始就具有跨学科的视角，避免了在项目后期才进行综合时可能出现的信息整合困难和矛盾。通过早期建立综合委员会并制定标准和任务，为整个项目的综合工作提供了明确的方向和框架，确保各个工作包的研究能够朝着共同的目标前进。

其次，加强不同学科研究人员之间的沟通与协作，有助于打破学科壁垒，促进知识的交流和共享。不同学科的研究人员在频繁的交流中，能够学习彼此的语言和方法，发现新的研究问题和机会，从而产生更具创新性和综合性的研究成果。例如，气候建模人员和社会科学家之间的合作，可能会揭示出气候变化对社会经济系统的潜在影响，为制定更有效的政策和适应措施提供依据。

再者，与社区和政策制定者的早期参与和持续互动，使得研究成果更具实用性和针对性。社区的实际需求和经验能够为研究提供宝贵的信息，而政策制定者的参与则有助于将研究成果转化为实际的政策和行动。这种产学研用的结合模式，能够更好地推动北极地区的可持续发展。

9. 面临的挑战与应对策略

尽管ARCPATH项目在跨学科研究综合方面取得了一定的进展，但仍然面临着一些挑战。其中，最大的挑战之一是不同学科之间的文化和思维方式差异。每个学科都有其独特的研究方法、术语和价值观，这使得研究人员在沟通和协作时可能会出现误解和冲突。为了应对这一挑战，项目通过组织跨学科培训和交流活动，让研究人员了解不同学科的特点和优势，培养跨学科思维能力。

另一个挑战是数据的整合和共享。不同学科的数据来源、格式和质量可能存在很大差异，这给数据的整合和分析带来了困难。为了解决这个问题，项目建立了统一的数据管理和存档系统，制定了数据共享的标准和规范，确保数据能够在不同学科之间自由流动和共享。

此外，项目的长期可持续性也是一个需要关注的问题。跨学科研究需要大量的资源和时间投入，如何在项目结束后继续保持研究的活力和影响力，是ARCPATH团队需要思考的问题。为了应对这一挑战，项目积极与其他研究机构和项目开展合作，拓展研究网络，同时加强对研究成果的宣传和推广，提高其社会认知度和影响力。

10. 未来展望

展望未来，ARCPATH项目的经验和成果有望为其他跨学科研究项目提供借鉴和参考。随着全球对气候变化等复杂问题的关注度不断提高，跨学科研究将变得越来越重要。ARCPATH项目所采用的综合机制和方法，如将综合融入研究全过程、加强学科间沟通与协作、与利益相关者的互动等，都可以应用到其他类似项目中。

同时，随着技术的不断发展，如大数据分析、人工智能等，将为跨学科研究综合提供更强大的工具和手段。ARCPATH项目可以进一步探索如何利用这些新技术，提高研究效率和质量，深入挖掘数据背后的信息和规律。

此外，未来的研究可以更加注重对北极地区可持续发展路径的探索和实践。通过不断优化研究方法和综合机制，为北极社区提供更多切实可行的发展方案，促进北极地区的经济、社会和环境的协调发展。

11. 总结

ARCPATH项目是一个具有开创性的跨学科研究项目，致力于解决北极地区气候、社会经济和社会生态变化等复杂问题。通过开发独特的综合机制，将综合融入研究的各个环节，加强不同学科之间的沟通与协作，以及与社区和政策制定者的互动，项目在跨学科研究综合方面取得了显著的进展。

具体的综合示例，如历史气候数据与观测数据的综合、社会经济和海洋生物学研究的综合，展示了跨学科研究的强大力量。然而，项目也面临着一些挑战，如学科差异、数据整合和可持续性等问题。通过采取相应的应对策略，项目有望克服这些挑战，继续推动跨学科研究的发展。

未来，ARCPATH项目的经验和成果将为其他跨学科研究提供宝贵的借鉴，同时随着技术的进步和研究的深入，有望为北极地区的可持续发展做出更大的贡献。以下是一个简单的mermaid流程图，展示了ARCPATH项目综合的主要流程：

graph LR
    A[项目启动] --> B[建立综合委员会]
    B --> C[制定综合标准和任务]
    C --> D[将综合融入数据收集和分析]
    D --> E[加强学科间沟通与协作]
    E --> F[与社区和政策制定者互动]
    F --> G[产生综合研究成果]
    G --> H[应用于政策和实践]
    H --> I[持续评估和改进]
    I --> D

这个流程图清晰地展示了ARCPATH项目综合的循环过程，从项目启动开始，经过一系列的步骤产生综合研究成果，应用于政策和实践后，再通过持续评估和改进，不断优化综合机制和研究方法，形成一个良性的循环。

总之，ARCPATH项目为跨学科研究综合提供了一个成功的范例，其经验和成果值得在更广泛的领域中推广和应用。通过不断探索和创新，我们有望更好地应对全球面临的复杂挑战，实现可持续发展的目标。