17岁进入地质队，到今年他已57岁。四十年山水相依，四十年风雨兼程，周琦说，他仅仅做了一件事——高原寻锰。

风餐露宿的勘探，日晒雨淋的跋涉，这位贵州省地矿局首席科学家的脸色也基本上成了“锰褐色”。曾几何时，锰矿是南半球的“专利”，而如今，中国“贫锰”的帽子，如同当年贫油的帽子一样，被远远甩向了太平洋。周琦，一个土生土长的贵州汉子，率领团队，在黔东地区发现并探明了4个世界级超大型锰矿床，一举改变了中国锰矿在世界的格局。贵州锰矿资源储量一跃成为亚洲第一，黔东地区成为了中国锰矿资源最丰富的地区和世界级锰矿资源富集区。

“锰矿，穷毕生精力找到它，作为地质人，我初心无悔。”周琦对笔者说。

寻找接续资源迫在眉睫 

进入21世纪以来，贵州锰工业迅速发展，锰矿资源需求量迅速上升，锰矿石供需缺口加大。已探明的老矿区锰矿资源几近枯竭，寻找接续矿产资源迫在眉睫。

时任贵州省地矿局103地质队队长的周琦，把找锰当成了第一要务。他带领团队在松桃西溪堡地区开展地质普查评价，历尽曲折，未见进展。接着又在笔架山一带布置了两个钻孔，也没有结果。就这样，吃在大山里，宿在大山里，梦在大山里，周琦恨不得钻进地下看个明白，一探究竟。

2000年春节刚过，第一个钻孔完成，显示无矿；接着打第二个钻孔，结果还是无矿……接连的失败，接踵的打击。矿在哪里呢？如何找到它？

周琦17岁自昆明地质学校中专毕业后，就分配到103地质队，开始寻锰生涯。原有的专业知识，已有的找矿经验，显然不能回答现实问题。接二连三的失败与打击，对于弱者可能是灭顶灾难，对于强者却是营养和力量。逆水行舟，面对重重压力，必须提升自我，站到巨人肩上去。周琦选择考研，下决心深造。他一边探索，一边研学，由硕到博，完成了嬗变。“后来我才明白，传统的外生沉积成锰理论是导致失败的主因，必须寻求新路。”通过孜孜求学与独立思考，周琦渐渐找到了打开“芝麻开门”的钥匙。看那地表露头的锰矿，已经被开采得差不多了，我们必须目光向下，向深部要矿，必须将目光深入到千米以下，寻找地下的全隐伏锰矿。因为限于当时的技术条件，千米以下找“盲矿”，难度大，风险高；而传统的方法是由浅入深，即从露头的矿体顺藤摸瓜，大致推测一个方向，再打钻孔检验是否有矿。周琦认为，这种方法不适用于攻深找盲，也找不到深部隐伏锰矿。

周琦在野外踏勘

关键时刻改变找矿方法 

细节决定成败，思路决定出路。周琦决心沿着这一思路，探索创建一套适合于我国的锰矿成矿理论和找矿方法。理论的“大厦”，总是生长于一砖一瓦。每当野外勘查时，周琦总是发现，锰矿体中含有沥青，面对这一种奇异的地质现象，问号总在脑子里打转，“锰矿里怎么会有沥青跑进来呢？”周琦白天走路在想，晚上做梦也在思。为了搞明白就里，每到野外，周琦就坐在公路边或者坑道中，用心观察锰矿，用素描将形态画下来，用相机拍下来。饿了不知道吃，累了不知道困。回到家就翻资料，分析研究。看到他如此“痴迷”，不少人都觉得不可思议：矿，本就是那样；人，却陷入了物我两忘。可周琦偏偏就死抓住这一细节不放。他翻遍了相关文献，他到处请教业内专家，拜师教授，上下求索路径，苦苦寻找着答案。

周琦决定，再次安排技术人员对西溪堡进行更为详尽的地质工作，在不同的区域点上取样，对锰铬比值进行细致地测试分析。通过数据分析发现，在西溪堡地区，预测的矿体由北到南、从厚到薄、从有到无，分布的规律非常明显。于是周琦便决定在盆地的中心位置设计钻孔，安排带钻普查。

第一个钻孔打下去，到500多米就见到矿，而且品位超过20%，这样高的品位在103队近几年的锰矿勘查中是极少见到的。团队上上下下都感到了振奋。第二个钻孔打下去，却没有见到矿；第三个钻孔打下去还是不理想。是停下来，还是继续勘探？为了证明自己的理论，应当坚持。第四、第五个孔相继见矿了。但整个矿区还不能连成一个整体。周琦经过仔细分析和慎重考虑，决定改变思路，放弃钻探，改为坑道勘探。当坑道打到508米时，主矿体出现了，这是一个相当完整的矿体啊。周琦终于用实践证明自己的找矿理论是科学的！关键时刻，改变找矿方法，变钻探为坑探的思路与决策，无疑是天才灵感之妙笔！

改变世界锰矿资源格局 

2008年8月8日，贵州省地矿局与铜仁市政府签订合作协议，按照“战略合作、促进发展、成果共享、风险共担”原则，对铜仁市优势矿产资源开展合作勘查，由此建立了“地方政府、地勘单位、企业”“三位一体”矿产资源合作勘查的“铜仁模式”。随即，他们对锰矿率先实施了整装勘查，开展了空前的找锰大会战。作为锰矿整装勘查指挥长的周琦，深感找锰突破的历史性机遇来了。他有对黔东地区南华纪“大塘坡式”锰矿从事30多年的理论研究与实践探求，也走出了初期找锰的种种困惑，锰矿找矿新突破的曙光就在眼前。

作为锰矿整装勘查的指挥长和技术总负责，周琦拼了，他带领的找矿团队也拼了。他们不断总结找矿经验，完善找矿理论，使黔东地区南华纪“大塘坡”式锰矿研究不断取得新突破，创立了锰矿气液喷溢沉积成矿原创性理论和隐伏新类型锰矿找矿预测关键技术方法等，用以指导锰矿整装勘查区找矿预测研究和勘查工作。新的找锰理论技术指导和支撑大会战，找矿成果凸显。仅钻探工作量就完成了30多万米 ，若将钻杆相连，可以从贵阳市拉到铜仁市了。就这样，他们先后发现并探明了亚洲最大的锰矿——松桃普觉隐伏超大型锰矿，以及道坨隐伏超大型锰矿、桃子坪隐伏超大型锰矿和松桃高地隐伏超大型锰矿等4个世界级隐伏超大型锰矿，新增锰矿资源量6亿多吨。要知道，全球仅有13个储量超1亿吨的超大型锰矿，贵州铜仁就占4个，不仅改变了世界锰矿资源勘查开发格局，还一举改写了世界超大型锰矿床主要分布在南半球的历史。

梅花香自苦寒来。历经40年，周琦终于建立起一套较为完善的锰矿成矿新理论，并据此创建了一个新的隐伏锰矿找矿预测方法，使我国找锰实现了历史性重大突破，同时还创造了上万亿元的潜在资源价值。周琦因此于2017年获得了我国地质科学领域的最高奖——李四光地质科学奖；2018年，荣获贵州省最高科学技术奖；2020年5月，获得第二届全国创新争先奖状。

四十年，周琦只做了这一件事，把青春无悔地献给高原，将论文写在了祖国的大地上。

杜向民

杜向民，1957年10月生，黑龙江明水县人，中共党员。教授，硕士生导师。他于1982年1月毕业于长春地质学院，获地质资源勘查工学学士学位；1993年毕业于南开大学经济学院，获经济学硕士学位；1995年7月，任长春地质学院党委副书记；1999年4月，任西安工程学院党委书记、院长；2000年4月，任长安大学党委副书记；2013年9月，任长安大学党委书记。

杜向民先后承担并完成科技部、教育部等国家级、部省级各类研究课题16项，撰写出版学术专著和教材6部，在各类学术刊物发表文章40余篇，有多篇论文被《新华文摘》、人大复印资料、国际《科学技术会议录索引（ISTP）》全文转载或收录。研究成果获陕西省哲学社会科学优秀成果二等奖2项、陕西省优秀教学成果二等奖1项、陕西省高校哲学社会科学优秀成果一等奖1项，以及第三届全国高校德育创新优秀成果二等奖、第六次全国高校思想政治教育优秀论文著作评选著作类二等奖等奖项。

农商部地质研究所教员与毕业生合影

农商部地质研究所的教室

从1916年至今，中国的地质调查走过了百年风雨历程，创造了辉煌业绩。在中国地质调查的发端与发展过程之中，地质教育先行一步。如果自1909年京师大学堂设立“地质门”（即地质专业）算起，中国地质教育已有107年的历史了。

十年树木，百年树人。这其中，地质教育工作起到了甚为重要的铸基作用。一部中国地质教育史，是中国近现代社会发展史的一个侧影。而从中国地质教育所蕴涵的与生俱来的独特气质与铮铮风骨，同样可以触摸到近百年来中华民族在救亡图存、重新崛起过程中所表现出来的不屈不挠、奋发图强的禀性与精神。

历史是一面镜子，解读或回味，继承或借鉴，对于中国地质教育事业的继续前行与可持续发展无疑具有重要意义。

长安大学党委书记杜向民教授毕业于长春地质学院，以后一直在地质类院校从事科学社会主义理论、思想政治教育、高等教育管理、行业文化的教学与研究工作，对地质教育有着切身体会与独到见解，也是这方面的权威专家。

那么，100年来，中国地质教育经历了哪些发展阶段，孕育出怎样的理念与精神？新时期，国家发展与地质工作需要我们提供什么样的地质教育，地质教育工作应该如何传承创新？利用杜向民教授来京参加“2016年地球科学与文化研讨会”之机，中国矿业报记者对他进行了专访。

记者：有人说，从某种角度看，西方的地质教育好像是以浪漫的“旅行地质学”形式开始的，中国地质教育的发端则显得比较凝重。在您看来，与西方国家相比，我国地质教育的开始有什么不一样的地方？进一步说，中国地质教育有什么特点？

杜向民：的确不像西方以浪漫的“旅行地质学”形式为肇始，带有纯科学的意味，中国地质教育的理念与精神从一开始就渗透着民族觉醒、独立与解放的强烈意识，带有悲壮的色彩。

新中国成立以来，中国地质教育理念与精神和民族复兴的梦想融为一体，在一定程度上是社会主义制度、国家发展战略与社会主义意识形态的具体表现。

中国地质教育理念与精神的演变是中国社会近现代史的一条逻辑线索，每一时期都有不同的时代内涵。但始终不变的，是它所蕴含的民族文化和行业文化，如自强不息、艰苦奋斗、辩证观物等价值理念和致思方法，特别是由此而沉淀生成的“三光荣”精神，已经成为地质行业的宝贵精神财富。

记者：您刚才提到，我国地质教育发展始终与国家命脉紧密相连，能不能请您介绍一下我国地质教育发轫的原因或背景？

杜向民：鸦片战争后，我国门户洞开，腐败昏聩的清王朝在西方列强的坚船利炮面前接连溃败，日益深重的民族危机使国人警醒、反思。在国门失陷、一落千丈的民族危亡之机，觉醒了的知识分子们自然把目光聚焦于西方的工具理性——科学。当时，中国地质奠基者之一的章鸿钊先生大声疾呼：“予尔时第知外人之调查中国地质者大有人在，顾未闻国人有注意及此者。夫以国人之众，竟无一人，焉得详神州一块土之地质，一任外人之深入吾腹地而不之知也，已可耻矣！且以我国幅员之大，凡矿也、工也、农也、地文地理也，无一不与地质相需。地质不明，则弃利于地亦必多，农不知土壤所宜，工不知材料所出，商亦不知货其所有、易其所无，如是而欲国之不贫且弱也，其可得乎。”

地质矿产对国家民族的重要性，也引起了当时政界的高度重视。革命先行者孙中山先生在《建国方略》中就明确提出：矿业者为物质文明与经济进步之极大主因也。正是由于中国地质事业的奠基者，老一辈地质学家坚定地选择了走实业救国、科学救国的道路，地质学的兴起为辛亥革命的爆发提供了物质基础，推动了中国社会制度的变革。

努力向学、蔚为国用。老一辈地质学家多是怀着科学救国和找矿富国的理想，献身于祖国地质事业。章鸿钊、丁文江、翁文灏、李四光等一批抱有“矿业兴国”、“兴学图强”忧患意识的学者从国外学成归来，拉开了中国地质教育的序幕。20世纪20年代，在美国威斯康星大学学习化学的张伯声先生，幸遇长他11岁的谭锡畴先生，请教“哪种学问可以救国”？谭锡畴先生告诉他：地质学。在谭先生的启发下，张伯声改学地质学，并辗转芝加哥大学、斯坦福大学潜心深造，最终饱学而归，为祖国地质事业做出了卓越的贡献。

抗日战争爆发后，饱受战争洗礼的近代中国知识分子以强烈的爱国精神，艰难维系着中国近代教育事业的前行步伐，创造了以“国立西南联合大学”为代表的一批高等学校绝处逢生的教育史奇迹，使得我国的地质教育跨越生死存亡，得以延续和发展。

记者：这个时期外敌入侵，时局动荡，可能用“放不下一张课桌”来形容一点也不夸张。那么，地质教育的先辈们采取了什么样的教学方式？在基础地质调查方面取得了什么样的成果？

杜向民：地质学是一门复杂的科学，知识体系庞杂，外向关联度极高，实践依赖性强，且与人类经济社会环境联系密切。由于中国的特殊国情，加上地质学本身的特点，使得中国地质教育从一开始就有兼容并蓄、崇实致用的理念自觉。具体来说，即：重视基础(专业基础、数理化及外语)、兼容并蓄（开设多门地理学、气象学、气候学等课程）、理论联系实际（开设经济地理学等课程）、重视实践教学。

虽然在战争年代，时局动荡，地质工作的条件十分恶劣，但老一辈地质学家仍然开创性地进行了地层、古生物、构造地质等基础地质工作，获得了一系列重大科学发现，创新了地质学理论，在某些重要领域达到了当时的国际水平。例如翁文灏关于甘肃大地震的地质调查，开创了用构造活动性研究地震的先河；孙云铸关于中国寒武纪三叶虫的研究，奠定了中国寒武纪下、中、上三分的化石依据；裴文中周口店猿人的研究结果，奠定了“北京猿人”的国际地位；李四光创立了地质力学理论、中国第四纪冰川学说、蜓科鉴定新理论……这些成果为新中国成立后大规模开展地质矿产调查、开发与科学研究奠定了基础，为新中国地矿事业的发展奠定了基础。

记者：新中国成立以来到改革开放前，我国的地质教育事业取得了哪些进展？

杜向民：新中国成立初期，我国教育取得了长足的发展。1949年召开的第一次全国教育工作会议，明确提出“教育为国家经济建设服务”的总方针。“地质部是地下情况的侦查部，地质工作搞不好，一马挡路，万马不能前行。”时任国家主席毛泽东这句形象的比喻，正是地质工作在当时国民经济建设中重要程度的真实写照。

如火如荼的社会主义建设，焕发了中国地质教育前所未有的勃勃生机。短短17年，我国就建成了初具规模的地质教育体系，在师资培养、基础建设、实验室建设及教育体制改革等方面都取得了显著的成就。截至1966年，除地质部三所地质学院外，全国30多所院校都设有地质系或地质专业，另有37所地质类中等专业学校，共为国家培养研究生、本科生、专科生、中专生累计11万人。

从1952年起，我国参照苏联模式，对大学的类型、学科、布局进行了大规模调整，翻译苏联教育的理论著作和教材，邀请苏联专家担任教育部顾问、学校顾问和教师，派遣留学生到苏联学习等。在此之前，我国高等学校只设系（科），未分专业，苏联高等学校则是按专业培养人才。这次调整之后，我国基本上采用了苏联高等学校的专业目录，开始依据专业设置来进行人才培养。例如，北京地质学院从教学计划、课程设置和教材等，都仿照莫斯科勘探地质学院。北京大学地质学专业在1955年恢复招生时，其教学计划是参照1949年莫斯科大学和列宁格勒大学地质学系的教学计划，结合我国综合大学地质学系的实际情况和国家需要而拟定的。

同时，中国地质教育逐步从新中国成立前的“地质旅行”方式，转为一切教学活动为经济建设服务，开创了中国地质教育的新模式，确立了教育与生产劳动相结合的实践理念。为了培养“又红又专”的地质人才，各高校和中等专业学校一方面大力建设有特色的野外实习基地；另一方面组织在校学生赴专业地质队进行生产实习，毕业论文和毕业设计都是经过“真刀真枪”的实践，结合生产实习内容进行选题和研究的。

可以说，这一时期是包含地质教育在内的中国地质事业发展的关键时期，地质教育伴随着新中国教育发展的大潮迎来了春天，高等地质教育学科体系基本形成，为新中国的建设发展输送了大批人才。

记者：改革开放以来，我国致力于建立与完善社会主义市场经济，在地质教育教学理念与精神上出现了哪些新变化？

杜向民：上世纪80年代以后，我国开始实施计划经济体制向市场经济体制的转轨，教育的功能定位也发生了相应变化。邓小平同志提出：教育要面向现代化、面向世界、面向未来。即面向中国社会现代化建设与改革的实际需要，面向科学技术发展的现代化潮流。

在中共中央1985年颁布《关于教育体制改革的决定》以后，地质教育全面推进体制改革，并逐步向更深层次展开。具体来说：适应市场经济体制发展要求，逐步转变为不同政府部门对地质教育的分割管理，政府从高度集权的统一管理逐步转为以指导、协调服务为主的宏观管理；扩大学校自主权，面向社会依法自主办学，并逐步建立自主发展和自我约束的发展运行机制；推进学校内部管理体制改革转变运行机制，试行岗位聘任制、绩效考核制等，提高办学效益；探索招生和毕业生分配制度的改革。

随着中国现代化战略的快速推进和科学技术的迅猛发展，传统地质学已突破原来单一的“矿产资源”和“服务于工业”的内涵，地球科学的问题域向经济、社会、环境等方面全方位拓展。地矿部党组于1993年明确提出了“四个转变”的地质教育发展思路，我国地质教育在教育体制改革、学科建设、专业设置、课程设置、科学研究、社会服务、文化传承等诸方面发生了由“服务经济建设”向“全面服务经济社会”的理念变革。

同时，树立了依法办学的教育发展理念。改革开放以来，国家相继颁布了《义务教育法》、《教育法》、《教师法》、《高等教育法》等法律，并颁布了《中国教育改革发展纲要》、《中国教育振兴行动计划》等纲领性文件，为我国地质教育的发展提供了充分的法律依据和战略指导思想。

记者：从1999年开始，我国高等地质教育办学规模大幅攀升。同时，全球化进程加深，中国经济社会转型，对地质工作提出了新的更高的要求。在这样的形势下，学校在学科设置、专业设置、课程设置、教学内容、教学方法等方面做了哪些改革？地学教育在理念上做出了哪些调整或创新？

杜向民：随着我国进入大众化高等教育阶段，人才培养规格由原来的学术型变为“学术＋应用＋社会服务型”。这要求地质教育既要建设一支具有高水平理论研究和教学能力的师资队伍，又要关注大众化教育背景下学生的素质提高、知识汲取、技能获得、广泛的社会适应性等多样化诉求。因此，我们提出了“树立面向21世纪的中国地质教育”的理念与精神。

首先是树立可持续发展的地学教育界理念。在教育内涵上，由传统地质学拓展到地球系统科学；教育目的升华到“人本关怀”、“永续发展”的高度；功能定位由狭隘的专业知识教育拓展到素质培养与创新能力提高的功能域；逐步突破单一的学校模式，衍生出远程教育、网络学习、终生学习等教育形式。

其次要树立地球系统科学理念。21世纪，传统地质学的概念逐步被地球系统科学概念所取代，地球系统科学要求对地球物质客体各要素、各层次作整体观照。地球科学的知识体系变得空前繁复，衍生出大量的交叉学科和综合性学科。人类对地球系统的认知层次不断深入，要素与关系、功能与结构分析不断精细，过程预见日益准确，整体观照日益全面。因此，我们要高视点、大视野地审视地学对象与问题，多角度多知识域审视地学对象与问题，多层次审视地学对象与问题，注意地球物质客体要素的多元多样性、结构的多层多重性、要素与层次间的互动互馈性，注意在过程中由迭代所引起的非线性关系，用最佳手段获取科学事实，用现代数理方法及高性能计算机整理、分析科学事实，用前沿理论解释科学事实。

记者：老一辈地质工作者的奋斗历程无疑令人敬佩，也是一笔宝贵的精神财富。但与过去相比，现在形势与条件毕竟不同了。我们该怎样教育年轻的地质工作者？

杜向民：地质工作的性质决定了地质工作者常年跋山涉水、风餐露宿，在人迹罕至的地方艰苦奋斗，甚至牺牲生命，这就需要一种“到艰苦地方去”的献身精神。读过《温家宝地质笔记》的人应该对这句话印象深刻：“我在毕业的时候曾写过两份血书，要求自愿到西藏去，青年人只要坚持自己的理想和信念，就一定能取得成功。”解放初期，中国地质人正是凭借着这种“哪里需要哪安家”的献身精神，才有了一个个矿藏、油田的发现，才有了一份份基础地质研究报告的完成，才有了新中国建设事业的迅速发展。

要坚持社会主义办学方向、立德树人的发展理念。党的十八大明确提出“把‘立德树人’作为教育的根本任务”。十八大以来，习近平总书记高度重视培养什么人、怎样培养人这一根本问题，反复强调落实“立德树人”、培养中国特色社会主义事业的合格建设者和可靠接班人。社会主义核心价值观占据着真理与道义的高地，最能给青年学生以正确的人生引导和智慧启迪。尤其是在市场经济社会背景下，地学类专业因其职业去向的野外性、流动性和艰苦性，对学生进行理想信念教育和艰苦奋斗精神教育就显得尤为重要。

此外，强化实践教学，对于培养学生野外工作能力和吃苦耐劳品格具有重要的意义。中国地质奠基者之一的翁文灏先生曾言：“科学之为物，阙道惟二：一曰观察事实，二曰推原始终。地质学，科学中之后起者也；吾国地质尤世界言地质者之新进也。欲图斯学之进步，亦惟有担斧入山，披荆棘斩榛莽，以求益吾事实上之知识而已。”中国早期地质教育十分重视实践教学，以地质研究所为例，学生在校3年，共安排11次野外实习，累计天数达106天。

记者：习近平总书记在全国科技创新大会上提出了我国科技事业发展的目标：到2020年时，使我国进入创新型国家行列；到2030年时，使我国进入创新型国家前列；到新中国成立100年时，使我国成为世界科技强国。地质教育要肩负起这样的重任，需要树立怎样的大局观？

杜向民：我们要牢固树立建设世界一流地学教育的发展理念。地学教育要创建世界一流大学和一流学科，一是要确立一流的地学教育观，引领行业和社会的发展；二是要建设一流的师资队伍，特别是一流的学术领军人才队伍；三是要建设一流的大学发展环境，特别是制度环境；四是要具有一流的教育培养能力和水平；五是要具有一流的科学研究能力和水平。

地球科学与文化研讨会现场

同时，在地学教育推进一流大学和一流学科建设中，要继续传承和弘扬“三光荣”精神，以自强不息、艰苦奋斗为底蕴的“三光荣”精神，将会日久弥新，成为不可或缺的精神动力。地学教育、地学人才的培养能不能过得硬，除了知识和物质技术要素之外，这是不能缺少的精神之“钙”。

核心提示

水，万物之本源，其进与退牵动着整个自然生态系统。位于西北内陆干旱区的石羊河流域，是我国内陆生态环境问题最严重的流域之一，长期以来受人类开发利用活动影响，水循环平衡遭到破坏，地下水生态危机凸显，干旱区绿洲饱受威胁。地质科研人员通过长期调查研究，破解了天然绿洲退化防控关键，有力支撑了当地生态系统保护与地下水位精准调控。

2020年3月4日，青土湖畔野鸭成群，碧波荡漾。姜爱平 摄

科研人员在测定包气带饱和渗透系数。王哲 摄

科研人员在读取气象数据。刘鹏飞 摄

一场小雪过后，站在甘肃省民勤县的青土湖畔，湖面波光粼粼，成片金黄的芦苇迎风飘荡，不远处沙丘起伏，一幅“大漠边塞，长河落日”的壮美景象映入眼帘。

当你了解青土湖的前世今生，便会觉得眼前这一汪湖水弥足珍贵。

青土湖所在的石羊河位于河西走廊东端，是我国西北地区重要的内陆河。流域总面积4.16万平方公里，涉及以武威市为主的8个县区。石羊河形成的绿洲是防止北部巴丹吉林和腾格里两大沙漠汇合、拱卫河西走廊的生态屏障。

“有水一片绿，无水一片沙”，数百年来，石羊河经历了从水流泱泱到风沙茫茫、再到蒹葭苍苍的沧桑巨变。近年来，尽管绿色在这片土地上不断延展，但石羊河仍是全国内陆河流域中生态环境问题最严重的流域之一。如何彻底摆脱成为沙漠的危机，是不得不面对的严峻课题。

长期以来，自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所的科研工作者在石羊河流域开展了大量水资源与生态环境关系研究和观测。调查研究发现，灌溉农田规模过大是天然绿洲生态退变的主因。对于一个年均降水量不到200毫米、蒸发量高达2600多毫米的干旱地区来说，地下水占总供水量的八成，而灌溉农业用水量占当地总用水量的86.57%，90%以上的天然绿洲生态退化与水土资源开发利用不合理有关。

采补失衡，地下水生态危机凸显

从武威市向北60公里，就到了亚洲最大的沙漠水库红崖山水库。它见证了石羊河流域人民与干旱抗争的曲折历程。

距今七八千年前，祁连山的冰川融水，从石羊河奔涌而下，滋养着古凉州地区，其冲积形成的肥沃绿洲农田，成为河西走廊的精华地带。直至明朝洪武年间，流域下游还是一片上耕下渔、湿地遍布的景象。随着气候干旱、冰川退缩以及人类活动的加剧，石羊河下游渐渐消失在沙漠中。

20世纪50年代以来，随着人口的不断增加，石羊河流域大面积垦荒种粮，灌溉农田面积不断扩增。这被认为是流域自然生态退化的主要动因。

根据遥感监测，与1970年相比，2017年石羊河流域耕地面积增加了1200平方千米，天然绿洲面积则减少了1850平方千米。也就是说，每增加1亩耕地导致1.5亩～2.0亩天然绿洲消失。

究其原因，还是干旱气候下水资源天然性匮乏和灌溉农田规模过大，加之上游山区长期大规模拦蓄出山地表径流。

当石羊河的流水引入农田仍不能满足灌溉需求时，人们首先想到的是修建水库。于是，石羊河上游的8条支流上建起了7座水库，红崖山水库即是其中之一。据统计，石羊河2000年流入下游民勤盆地的径流量是1957年的1/5。面对地表来水的减少，中下游地区就把解决水资源短缺的出路寄托于开采地下水，由此造成采补严重失衡，区域地下水位普遍下降10米～20米，局部地区达40米。

“气候干旱、地下水与地表水频繁转化是西北内陆河流域水循环的突出特点，造就了西北内陆河流域的生态格局，石羊河流域也不例外。”水文地质环境地质研究所研究员聂振龙告诉记者，“上世纪80年代以来,人类活动对流域地下水位下降的影响占比超过90%，气候变化的影响不足10%。”

聂振龙团队将地调局部署的地质调查项目与国家重点研发计划项目课题相结合，组织地调局相关直属单位和中国地质大学（武汉）、中国地质大学（北京）、河海大学、甘肃省地质矿产勘查开发局水文地质工程地质勘察院、核工业航测遥感中心等多家单位，联合开展石羊河流域地下水合理开发利用及生态功能保护研究与示范工作。

根据项目组的研究，流域水循环平衡过程决定了地表生态的区位特征和地下水生态功能特征。人类水土资源开发利用活动极大地改变了民勤盆地水循环平衡格局：在上游，由于修建了大量水库，90%以上的出山河水被水库截留；在中游，渠系代替了天然河道，渗漏补给地下水的量显著减少，再加上地下水的大量开采，泉水溢出量减少，地下水位持续下降，地下水生态功能基本丧失。尤其是地下水位下降波及下游盆地绿洲—荒漠过渡带，导致这一带天然生态退化严重，地下水生态功能危机凸显，出现“沙进人退”的生态灾难。

遥感监测显示，巴丹吉林沙漠以1米/年～3米/年的速度向东南扩张，不断吞噬民勤绿洲，与腾格里沙漠呈现合围趋势，民勤地区成为了我国四大沙尘暴发源地之一。“每天被子和枕头上全是厚厚的沙尘，吃饭的碗底也有一层沙。”回忆起以前的日子，武威市凉州区长城镇治沙模范王银吉感慨不已。

关井压田，生态退化得到有效遏制

地下水在西北干旱区自然生态系统中发挥着不可替代的作用，水位是地下水与地表生态关系中最重要的指标。地下水位大幅下降是湿地和绿洲退化的直接原因。国内外专家研究还发现，仅靠灌溉不能改善沙漠地区植被的水需求状况。相反，维持合适的和稳定的地下水位对干旱地区植被存活非常关键。

聂振龙告诉记者，根据大量历史数据、野外调查和原位观测的结果，维持研究区生态稳定的适宜地下水埋深为2米～5米，引起自然生态系统退变和灾变的地下水埋深分别为5米和10米。

他解释，当地下水埋深大于5米后，自然生态系统开始退化，出现自然湿地萎缩、天然植被覆盖率下降或长势变弱；当地下水埋深大于10米后，自然生态系统发生灾变，出现自然湿地干涸和土地荒漠化加剧。

以石羊河流域民勤盆地为例，对比历史资料与最新地下水测量结果，1960年代地下水埋深普遍小于5米，2019年地下水埋深普遍增大到10米～30米，局部地区达到40米，处于生态灾变水位以下，这是出现生态问题的关键所在。

决不能让民勤成为第二个罗布泊！2007年，国务院批复正式启动石羊河流域重点治理，通过关井压田、节水改造、水资源配置保障、生态建设、水源涵养，生态环境有所好转。

据统计，十年间，石羊河流域关闭农业灌溉机井3318眼、压减农田灌溉配水面积66.3万亩；安装地下水智能化计量设施1.64万套；在流域南部祁连山水源涵养区、北部湖区实施易地搬迁2.4万人，流域生态恶化趋势得到遏制。

2010年以来，红崖山水库不断向青土湖下泄生态用水，使得干涸半个世纪之久的青土湖“复活”了，形成了26.7平方公里的水面及106平方公里的旱区湿地。

与此同时，民勤盆地大部分区域地下水位出现缓慢上升，2010年～2019年地下水位上升0.7米～1.0米,生态退化情势得到有效遏制。

然而，地下水生态功能仍未得到根本恢复，严重恶化区面积仍有1397.9平方公里。特别是盆地西部边缘一带，面积近500平方公里位于巴丹吉林沙漠的下风口，是民勤绿洲保护的关键区带，目前地下水埋深仍为10米～15米，自然生态系统极不稳定。

“十多年的流域综合治理效果表明，这些地带地下水生态功能具有一定的可恢复性，只是恢复过程相对缓慢。”聂振龙表示。根据测算，按目前地下水位的回升速率，恢复至自然生态的适宜水位需要50年以上。

分区分级，实施地下水预警与管控

这是一场攻坚战，也是一场持久战。重点治理工程踩下了石羊河流域无序开采地下水的急刹车，而守护荒漠绿洲、巩固提升来之不易的治理成果，更考验人们的智慧。

要想尽快恢复地下水生态功能，一味限采显然不现实，还需要科学的评估和相应的技术方案。

青土湖往东行不远，就是腾格里沙漠。汽车在荒漠与沙丘间的公路上迂回行驶，窗外不时看到一片片白花花的盐碱地，其间稀疏地生长着几片草。

为了给地下水调控提供坚实的理论基础和技术支撑，项目组在腾格里沙漠腹地的邓马营湖附近建设了一个野外试验场。试验场地处天然荒漠植被区和农田交汇处，浅层地下水含水层岩性较细，水位埋深较浅，在强烈蒸发作用下，浅层水质咸化、土壤盐化严重。

实验场占地近30亩，分为水位调控淡水灌区、水位调控混灌区、天然植被水位调控区、水量水质调控区四个主功能区。由一眼抽水井联通四眼辐射井持续抽水对地下水位进行面状调控，通过一系列设计，可以在人工调控和灌溉作用下对水和盐在大气—地表—包气带—地下水循环中的运移状况进行实时自动监测记录，并且能根据监测数据灵活调整生态水位调控方案。

经过一年多的实验，项目组研发了“农田盐渍化管控与湿地保护水位—水量智能双控”关键技术，在确保自然生态系统稳定和农田产量不减的前提下，提高地下水资源利用效率14.3%。

此外，项目组针对西北内陆干旱区自然湿地、天然绿洲对地下水位强烈依赖的特点，创建了适宜我国西北干旱区的地下水功能评价与区划方法，构建了干旱区自然湿地、天然绿洲、农田安全及城市生态安全保障的分区分级预警与管控指标体系。

他们将石羊河流域划分了四个一级功能区: 一是自然湿地保护区，位于民勤盆地北部的青土湖湿地；二是天然绿洲保护区，位于民勤盆地农田与荒漠过渡带；三是农田安全保障区，位于武威盆地和民勤盆地人工绿洲分布区；四是城市生态安全保障区，位于武威城区和民勤县城区。

项目组提出，在自然湿地保护区，以维持现状湿地面积为最低目标，确定地下水最低水位控制指标，严禁地下水开采。

在农田—荒漠过渡带为天然绿洲保护区，以土壤盐碱化临界埋深和地下水生态功能质变临界值作为水位约束指标，并由此确定水位约束下的开采量控制指标。近期以恢复地下水生态功能为主要目标，禁止开采地下水。远期要注意将地下水位控制在土壤盐碱化临界深度以下，避免盐漠化。

农田安全保障区为地下水控制利用区，需综合考虑各区地下水补给资源量、土壤盐碱化临界水位及地下水开采对周边地区天然生态的影响等因素，确定最高水位和最低水位控制指标，并由此确定水位约束下的开采量控制指标。近期以粮食安全保障为目标，合理确定农田规模，适当压减地下水开采量，通过地表水—地下水联合调度实现粮食安全保障。远期要注意将地下水位控制在土壤盐碱化临界深度以下，避免引起土壤次生盐碱化，影响农田质量和产量。

而在城市生态安全保障区，主要考虑地下建筑物的安全保障，合理确定地下水最高水位约束指标，统筹区域水位变化情况，适当开采地下水。

“‘病来如山倒，病去如抽丝’，再建水生态平衡，恢复地下水生态功能需要一个较长的过程。当然，在西北干旱区，社会经济发展必然会挤占生态用水，一味强调生态恢复到历史最好水平也不现实，关键是找到人与自然和谐的适度平衡点。”聂振龙表示。

因此，项目组建议，需要深刻反思西北干旱地区发展过程中水资源利用的教训，高度重视西北内陆干旱区天然绿洲退化防控的关键是有效管控灌溉农田规模过大，有序重建流域水生态平衡，开展水、土、生态与人类活动相适应的国土空间规划编制和精准管控，基于自然水资源承载能力，规划农用耕地开发利用规模和自然生态修复保护规模，探讨水资源和生态维持双重约束下适宜的产业结构布局，优先保护生态，适度推进城镇化，约束农业生产规模。