人類社會的快速發(fā)展，造成了資源環(huán)境的消耗愈加明顯。全球變化背景下，人類面臨著一系列重大問題，成為可持續(xù)發(fā)展的嚴峻挑戰(zhàn)。
　　針對日益嚴峻的環(huán)境與發(fā)展問題，倡導(dǎo)人類命運共同體理念，維護山水林田湖草系統(tǒng)安全，成為應(yīng)對氣候變化、提升環(huán)境質(zhì)量、實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的重要途徑。人類越來越受到自身發(fā)展需求帶來的嚴峻環(huán)境挑戰(zhàn)，為此必須遵循可持續(xù)發(fā)展共識，維護人類賴以生存的地球環(huán)境。中國國家公園建設(shè)為生態(tài)環(huán)境保護注入了新的活力，為踐行“綠水青山就是金山銀山”理念，促進生態(tài)文明建設(shè)提供了新機遇。隨著應(yīng)對氣候變化《巴黎協(xié)定》的實施，人們感悟到應(yīng)對氣候變化的艱巨性。“一帶一路”倡議的廣泛認同，也為“人類命運共同體”理念的共識提出了中國方案。
　　科技的發(fā)展，特別是人工智能（AI）的發(fā)展超出人們的想象。在人類與自然博弈的過程中，善待自然與自然和諧相處，永遠是人類資源開發(fā)與社會發(fā)展的基礎(chǔ)，也是最根本的出發(fā)點。在大數(shù)據(jù)（BD）、云計算（CC）、物聯(lián)網(wǎng)（IOT）、人工智能（AI）、增強現(xiàn)實（AR）快速發(fā)展的新時代，資源環(huán)境、社會經(jīng)濟都打下了技術(shù)發(fā)展的烙印�？萍歼M步是時代的重要特征，科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展極大地改變了人們認識世界的理念．也提升了人們認識世界的能力。資源及能源如何做到可持續(xù)發(fā)展，生態(tài)環(huán)境如何實現(xiàn)綠色低碳，社會經(jīng)濟如何穩(wěn)步提升，自然及人為要素如何配置才能實現(xiàn)“山水林田湖草生命共同體”的和諧統(tǒng)一，現(xiàn)代信息技術(shù)、AI、“互聯(lián)網(wǎng)+”等技術(shù)如何助推科技創(chuàng)新，人類如何適應(yīng)來自自然與技術(shù)進步的挑戰(zhàn)……一切都蘊含著新時代的特點，也都打下了新時代的烙印。要解決上述問題，需要人類的聰明智慧共同應(yīng)對一切不確定性所帶來的挑戰(zhàn)。在這種背景下，無疑此時所關(guān)注的全球氣候變化問題，探討的水資源合理利用，植被與水碳耦合關(guān)系與生態(tài)安全問題，是生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域及應(yīng)對氣候變化領(lǐng)域的熱點，也是全球變化科學(xué)、生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、環(huán)境學(xué)以及水文學(xué)、土壤學(xué)、植物學(xué)等諸多學(xué)科領(lǐng)域研究的熱點，對于人們理性評價自身行為，合理約束自身行為，不斷規(guī)范自身行為具有重要理論價值與重大現(xiàn)實意義。
　　本研究承蒙國家973計劃“溫室氣體提高石油采收率的資源化利用及地下埋存”項目“二氧化碳減排林區(qū)水土資源可持續(xù)利用及生態(tài)安全”（2006CB705809）課題的支撐，也得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“泛第三極環(huán)境變化與綠色絲綢之路建設(shè)”中“中亞-西亞荒漠化防治與關(guān)鍵要素調(diào)控”（XDA20030101-02）課題資助，以及國家科技支撐計劃（2012BAD1680305，2012BAC23B01）的支持；南京信息工程大學(xué)作為國家“雙一流”建設(shè)高校，江蘇省也給予了“雙一流”學(xué)科建設(shè)項目大力支持，為本專著成果的集成提供了重要的人力資源與平臺保障。同時，本專著成果也凝練了相關(guān)合作研究及地方委托項目的研究思路與方法，為本成果的集成發(fā)揮了積極促進作用。本專著的主要成果已在多年前完成，并得到了同行專家的一致認可；項目依托單位原擬定總體出版工作進展報告及文集，后來由于參與單位工作進展不同步，凝練成為本專著的時間被幾次推后。目前所集成的研究進展，更多的是南京信息工程大學(xué)及新疆林業(yè)科學(xué)院的部分研究工作，王讓會教授等集成、凝練、撰寫完成了最終書稿。在相關(guān)研發(fā)工作中，南京信息工程大學(xué)王讓會、徐德福、李琪、孑L維才、呂妍、吳明輝、王龔博、陸志家、姚健等開展了相關(guān)野外工作；李成、鐘文、丁玉華、左成華、吳可人、趙文斐、彭擎等團隊成員，先后圍繞著水資源利用、植被生產(chǎn)力、土壤碳儲量、生態(tài)安全評價、地理信息圖譜、水土耦合研究的學(xué)科特征等方面開展了相關(guān)信息搜集與文獻梳理工作；同時，鐘文、丁玉華、左成華針對相關(guān)科學(xué)問題，也開展了相關(guān)實際研究工作。相關(guān)研究歷程都成為本成果的重要基礎(chǔ)，豐富了本成果的研究思路與現(xiàn)實結(jié)果。新疆林業(yè)科學(xué)院寧虎森研究員作為項目發(fā)起人與課題研究負責(zé)人之一，在項目實施過程中做出了重要貢獻。其團隊成員吉小敏、盧筱莉、郭靖、古麗尼莎·卡斯木等在樣地監(jiān)測與調(diào)查分析等方面，為本項目的完成發(fā)揮了不可替代的作用。中國科學(xué)院生態(tài)與地理研究所張慧芝高級工程師在土壤、水文要素分析評價及制圖等方面，也開展了諸多工作。項目依托單位中國石油新疆油田分公司為項目實施開展了大量前期工作，建設(shè)了二氧化碳減排林（CDRF），提供了項目實施的基礎(chǔ)，確保了項目的順利進展。趙福生、張福海、胡偉江等為保障項目實施做出了積極貢獻。
　　水是生態(tài)環(huán)境保護與社會經(jīng)濟發(fā)展不可替代的重要自然資源和環(huán)境要素。在全球范圍內(nèi)，水資源不合理利用及水污染等問題，嚴重地影響了社會經(jīng)濟的發(fā)展，威脅著人類的福祉。在這種背景下，水土耦合關(guān)系、水熱耦合關(guān)系、水碳耦合關(guān)系以及與之密切關(guān)聯(lián)的生態(tài)安全等問題備受學(xué)者們關(guān)注。2020年3月22日，是第28屆世界水日，3月22-28日是第33屆中國水周；中國以“堅持節(jié)水優(yōu)先，建設(shè)幸福河湖”為主題倡導(dǎo)資源節(jié)約型綠色發(fā)展理念。2020年3月23日，是第60個世界氣象日，其主題為“氣候與水（Climate and Water）”，力圖讓各國人民了解和支持WMO（世界氣象組織）的活動，喚起人們對氣象工作的重視和熱愛，推廣氣象學(xué)在相關(guān)行業(yè)及領(lǐng)域的應(yīng)用。2020年初，世界范圍內(nèi)的COVID-19（2019新型冠狀病毒）嚴重肆虐，200多個國家和地區(qū)受到了病毒影響，給人類的可持續(xù)發(fā)展提出了嚴重挑戰(zhàn)；重新審視人類的發(fā)展理念，遵從生態(tài)倫理，深刻體會“人類命運共同體”理念，比任何時候都更有現(xiàn)實意義。我們必須以守望地球的情懷，遵循自然規(guī)律，團結(jié)協(xié)作，科學(xué)應(yīng)對當(dāng)前以及未來地球系統(tǒng)發(fā)生的任何問題，為共筑人類美好未來不懈努力！