From Watershed Science to Earth System Science: paradigm shift and disciplinary innovation in global governance

流域是表层地球系统中相对独立的单元或子系统, 流域研究经历了从传统还原论到系统科学、再向地球系统科学的两次范式跃迁. 本文系统梳理了流域科学(WS)、流域系统科学(WSS)与流域地球系统科学(WESS)的学科内涵演变, 揭示了其核心差异与协同关系. 通过解析多圈层耦合、行星边界约束、数字孪生技术等关键议题, 提出学科革新的三大路径：① 本体论突破：从“要素解耦”转向“系统涌现”; ② 目标升级：从“局地优化”转向“全球安全”; ③ 方法论革新：从“经验驱动”转向“数据–模型–决策”闭环. 研究进一步探讨了复杂适应系统理论(CAS)与行星边界框架在流域管理中的应用, 强调流域作为地球系统“神经节点”的功能. 通过流域科学的研究范式、典型案例与新技术突破的综合分析, 明晰了流域系统科学从早期的单一流域科学研究逐渐演变为面向复杂系统的综合性科学. 同时, 本研究指出了流域系统科学未来发展方向, 为应对气候变化和实现可持续发展目标(SDGs)提供了跨尺度的综合性理论支撑与实践方案.