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     “一带一路”图示

     

    摘要

    矿产资源领域合作是“一带一路”战略的重要组成部分。一些沿线国家拥有丰富的矿产资源,是世界矿物原材料的主要供给基地。更为重要的是,各国矿产资源合作具有很强的互补性。

    我国与沿线其他国家在产业结构等方面也具有较强的互补性。中亚国家油气资源丰富,但勘探开发开采能力相对较弱,基础设施建设也较薄弱。东南亚区域内矿产资源丰富,但矿产勘查和开发程度低。我国在装备、技术、资金等方面甚有优势。这样的合作方式不但有利于沿线国家的矿业及经济发展,我国也可以优化矿业产业结构,实现优势互补。

    “一带一路”贯穿亚欧非大陆,一头是活跃的东亚经济圈,一头是发达的欧洲经济圈,中间广大腹地国家经济发展潜力巨大。丝绸之路经济带重点畅通中国经中亚、俄罗斯至欧洲(波罗的海);中国经中亚、西亚至波斯湾、地中海;中国至东南亚、南亚、印度洋。21世纪海上丝绸之路重点方向是从中国沿海港口过南海到印度洋,延伸至欧洲;从中国沿海港口过南海到南太平洋。

    “一带一路”战略的实施,无论是沿线配套建设的铁路、公路、桥梁、水库等基础设施,还是在矿产资源勘查的基础上发展矿业,都具有深远意义。

    我国拥有技术、装备、资金、人才及基础设施建设等优势,一些沿线国家矿产资源丰富,而且都有加大矿产资源勘探开发及实现资源优势向经济优势转变的共同愿景。我国愿与其他沿线国家加强矿业合作,实现优势互补。

    “一带一路”战略的实施,为沿线国家矿业合作提供了新机遇、新平台,广受矿业界人士的好评。矿业巨头淡水河谷负责人直言非常看好“一带一路”,认为“一带一路”沿线国家与地区将率先受益。

    矿业合作是“一带一路”战略重要内容

    “一带一路”战略是综合当前国际国内形势推出的重要举措,对于促进沿线国家经济繁荣与双边、多边区域经济合作具有重要意义。

    为促进“一带一路”建设,在2014年APEC北京峰会上,我国推出了3大创举,即成立亚洲基础设施投资银行(AIIB)、丝绸之路基金以及推进亚太自由贸易区(FTAAP),共同加强全方位基础设施和互联互通建设,促进贸易投资便利化。2015年3月28日,国家发展改革委、外交部、商务部3部委联合发布了《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》,对共建原则、框架思路、合作重点、合作机制等方面提出了倡议,勾勒了“一带一路”的发展前景。其中,丝绸之路基金明确表示,将资源合作作为重要的融资支持方向。这些举措将为矿产资源合作提供必要的基础设施建设、金融资金支持和贸易便利化服务等。

    我国与一些沿线国家毗邻、山水相依,具有千丝万缕、唇齿相依的独特关系。相邻的国家以矿产资源合作为起点,构建利益共同体,将极大地促进区域和平稳定发展,实现多方共赢,同时为加强矿产资源领域合作提供了重大发展机遇。

    矿产资源领域合作是“一带一路”的重要组成部分,是将地理毗邻、资源优势转化为经济增长优势的关键领域。

    对此,长期在新疆从事矿业开发的喀什西凯矿业有限责任公司董事长韩冰也有着自己的观点:“在‘一带一路’战略的大背景下,我国可以充分发挥基础设施建设优势,但是当‘一带一路’沿线的公路、铁路打通之后,如果沿线没有产业支持,与之相关的战略部署如何落地?依靠什么来支撑?在沿线发展哪些产业?这将是要面对的一系列问题。” 韩冰进一步分析说,我国西部地区,尤其是新疆,以及与之毗邻的一些沿线国家,除了农业,很多地方还没有建成工业化体系,仅仅依靠农牧业,很难大规模地发展第三产业。而且,“一带一路”沿线的公路、铁路打通之后,仅依靠农牧业也远不能满足其运力。我国东西部地区差异非常大,东部依据沿海、人口稠密等要素发展服务贸易具有优势,所以服务贸易经济能够发展起来。但西部地区如果不依靠资源,发展贸易是无源之水,非常困难。即使有内地移民到新疆,如果没有持续长久的产业作为支撑,仅凭贸易一阵风过后,这些新移民还会选择再离开,很难长期驻守在这片土地上,无法实现安居乐业。而与新疆毗邻的一些沿线国家矿产资源丰富,且都有迫切将资源优势转化为经济优势的需求,发展绿色矿业可作为其长久发展的支撑产业。只有这样,“一带一路”战略的落地才能实施的更为顺利,才能形成最牢固的根基,也能更好地促进我国边疆地区的长治久安。

    在国家“一带一路”战略的背景下,韩冰把公司定位于“稳定勘查业务,推进矿业开发,快速结合资本市场,打造为‘三位一体’的综合矿业集团”,如今已经发展成为地质勘查与矿业开发并举的综合性矿业公司,拥有探矿权及采矿权近百个,总面积1200平方千米,分布于新疆喀什地区、和田地区、克州等南疆三地州, 矿权区均位于国家“358”项目的重点成矿区带上,已经探明及发现的矿产有铁、铜、铅锌、金银、锂、铷、钼、钴等。韩冰相信,随着国家“一带一路”战略的实施,矿业企业也会有更多更好的发展机遇,非常值得期待。

    也有业内人士提醒,应该认识到“一带一路”是宏伟战略,不是囊括一两个大项目那么简单,不是短期就能完成的,加之现在的矿业开发已不是简单地实现盈利,而是走向了大地质观、大资源观和大生态观统筹推进的新时代,全面融入了社会经济的各个层面和发展的全过程,更是一个系统工程。

    “一带一路”沿线国家矿产资源丰富

    一提到“一带一路”,国内多数人首先会联想到是新疆,新疆作为“丝绸之路经济带核心区”,也是“一带一路”沿线的一个重要节点,与中亚五国毗邻,中亚也是世界新能源资源基地。在2016年新疆矿博会上,中国地质调查局西安地质调查中心主任兼国土资源部中国-上海合作组织地学合作研究中心主任李文渊表示,新疆与中亚五国合作找矿潜力巨大。据其介绍,全球有五大油气资源富集区,中东是其中油气资源最富集地区,中亚-俄罗斯地区次之,因此中亚五国是世界第二大待开发油气产地的重要组成部分。全球油气资源1707亿吨(相当于1.2万亿桶),有国际机构认为中亚五国石油总储量可能高达2118亿桶,占有相当大的比例。除此之外,中亚地区矿产资源也非常丰富,目前发现有25处百吨以上金矿床、17处千万吨以上铜矿床、6处50万吨以上钼矿床、23处500万吨以上铅锌矿床、8处30万吨以上锑矿床、4处100万吨以上稀土矿床、30处2万吨以上铀矿床……该地区金、锌、铝、锑、锰、铬等矿产资源储量均居世界前列,已发现世界级特大型金属矿床32个,且与我国新疆同属一个成矿域,有相似的成矿环境,含有大型、超大型矿床的成矿带延伸入新疆。

    不仅中亚国家矿产资源丰富,一些沿线国家也都拥有丰富的矿产资源,“一带一路”串起了一个个巨大的能源矿产宝藏,是世界矿物原材料的主要供给基地,在全球经济和社会发展中扮演着资源的重要角色。据公开的数据显示,在这个区域内储藏的矿产资源有近200种,价值超过250万亿美元,占全球的61%。其中,世界上煤的蕴藏量最高的地区在中国和俄罗斯境内;乌兹别克斯坦被称为“黄金之国”;东南亚诸国有长达2500千米的锡矿带,也是全球最为著名的宝玉石产区;目前已探明的石油蕴藏量最多的地区是西亚诸国;印度和俄罗斯是钻石重要产区;俄罗斯库尔斯克分布有世界最大的产铁盆地等。

    “在全球成矿单元的四大成矿域中,包含12个‘一带一路’成矿区带,各成矿区带中产出大、超大型矿床总数达326个,这也为‘一带一路’开发矿业奠定了有利成矿地质资源背景。”矿床地质与矿产勘查学专家、中国工程院院士裴荣富介绍。

    合作是实现优势互补的必由之路

    沿线国家矿产资源丰富,但更为重要的是,各国矿产资源合作具有很强的互补性。例如,中亚国家的油气资源,印尼、菲律宾的镍、铁,马来西亚、文莱的石油,越南的铝土、铁,泰国、老挝的钾盐等,都是我国急需进口的大宗矿产品。而我国丰富的稀土和钼资源,及广大的市场需求也可为相关国家所用。

    除了矿产资源的互补,我国与沿线其他国家的互补性还表现在产业结构等方面。从经济发展上看,沿线国家大多与我国一样属于发展中国家,拥有共同的利益诉求。我国30多年来的快速发展,为广大发展中国家提供了可资借鉴的发展模式,同时也具备了融资、技术、管理等方面的优势,对矿产资源的合理开发利用具有积极作用。

    “油气资源丰富的中亚国家,勘探开发开采能力相对较弱,而且都面临着基础设施建设、国家工业体系构建、发展经济等重大任务,在此过程中矿业做出了主要贡献,特别是哈萨克斯坦、土库曼斯坦和乌兹别克斯坦人均GDP世界排名大幅提高。”李文渊说,由于历史原因,目前中亚国家已探明的能源矿产资源,主要还是前苏联计划经济地质勘查时期的成果。近25年来,中亚各国政府由于财政收入低,地质勘查投入有限,特别是吉尔吉斯斯坦、塔吉克斯坦两国政府地质勘查投入很低,矿产勘查主要依赖社会投入,这些国家鼓励外资企业投入勘查,但由于政策的不确定性、不透明性,中资企业面临很大的政策风险和资金风险,进行风险勘查的少,多是购买中亚各国成熟矿山或已探明的矿床,矿产资源进一步合作的空间还较大。

    缅甸矿业部地质调查和矿产勘查局有关负责人也曾表示,缅甸的矿产资源丰富,但开发手段比较传统落后。“目前,缅甸东部地区要做进一步的矿产勘查开发,正在修订相关法律规定以吸引外国投资者,希望引进先进的技术和方法,帮助缅甸解决在矿业开发中遇到的难题。”有业内人士表示,“这种情况在东南亚很普遍。中国与东南亚地理上相邻,地质构造相连。东南亚位于中国西南三江成矿带和华南成矿带向南延伸地带,成矿条件优越,区域内矿产资源丰富,但矿产勘查和开发程度低。”

    在矿业开发方面,沿线这些国家与我国合作前景广阔,潜力巨大。

    加大矿产资源勘探开发力度,实现资源优势向经济优势转变,是“一带一路”沿线国家共同的愿景。而我国是有装备、技术、资金方面的优势,不但有利于沿线国家的矿业及经济发展,而且我国也可抓住机会,优化矿业产业结构。比如,“一带一路”庞大的基础设施建设投资可能会推升钢铁需求。这样的产能合作,不仅可以满足这些国家对钢铁的需求,还可以为国外优越的矿产资源提供市场。

    同时,“一带一路”战略也将给我国国内产业带来以下发展机遇:

    一是通路通航,包括交通运输业(港口、公路、铁路、物流),铁路建设与相关设备,航空服务、设备、整机生产等。在“一带一路”建设中,交通运输是优先发展领域,以加快提升我国与周边国家交通基础设施的互联互通水平,并形成区域交通运输一体化。

    二是基础设施产业链,包含建筑业(建筑及基础设施工程),装备制造业(设备及配套类装备制造),基建材料(钢铁、建材、有色等)。

    三是能源建设,包括中国油气进口的管道建设相关产业,电站建设、电力设备等。

    四是信息产业,抓住各国经济的数字化趋势,加快我国信息产品和服务走出去。

    在矿业全球化的背景下,矿产资源领域合作是将地理毗邻、资源优势转化为经济增长新动力的关键内容。“一带一路”沿线国家与我国具有良好的矿产资源合作基础,且资源合作能进一步带动产能合作与经济互联,为区域命运共同体建设奠定发展基础。因此,“一带一路”沿线国家的矿产合作,是实现优势互补的必由之路。

    沿线国家期待合作走向纵深

    “一带一路”沿线国家相互加强能源资源和产业链合作,提高就地加工转化率,共同开展资源调查评价、矿业风险监测评价,以矿产资源开发为纽带,构建利益共同体。

    很多专家分析认为,“一带一路”战略向纵深推进,必将进一步拓展沿线各国矿业合作的空间,在互惠互利的市场经济条件下,充分利用和整合各方优势,优势互补,激发活力,这对仍处在深度调整期的全球矿业来讲,具有很强的吸引力。

    如今,很多沿线国家已经深切体会到,通过“一带一路”建设,将能够共享中国改革发展的红利,并将本地区的资源、技术与资金优势等转化为市场与合作优势。为此,各国对沿线开展矿业合作的热情高涨。

    “一带一路”沿线很多国家地质调查机构的官员和学者,也纷纷表达了与中国开展矿业合作的强烈愿望。巴基斯坦地质调查局有关负责人表示,由于经济发展需要,巴基斯坦迫切需要发展繁荣矿业,使能源的使用率最大化。

    在2015年中俄博览会东北亚矿业合作会议上,来自俄罗斯和蒙古等国的代表齐聚哈尔滨,分享了各自的找矿成果,表达了积极合作的愿望。短短半天时间,中俄就有22个矿业合作项目签约。

    同年在中国-东盟矿业合作论坛上,来自中国、东盟各国和其他国家的代表,聚焦“一带一路”战略构想下的矿业机遇,围绕矿业形势、地学研究合作、矿业政策研究、地质环境保护等议题进行深入讨论。与此同时,在同年的 “一带一路”沿线国家地学合作论坛上,来自缅甸、越南、泰国、塔吉克斯坦、巴基斯坦和土耳其矿产资源部门的代表,介绍了自己国家的资源赋存和地质勘查情况,表达出强烈地合作愿望。

    新疆矿博会作为 国家“一带一路”沿线上的重要矿业展会,为中国企业进入“一带一路”沿线国家,为沿线国家与中国矿企合作提供了开放的平台。在新疆矿博会举办的中国-亚欧矿业部长级论坛上,来自哈萨克斯坦、吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦等国家部长级官员与我国矿界人士共同探讨了“一带一路”战略下的矿业合作发展方向,进一步促进了沿线国家的矿业合作,这些国家的部长级官员与我国矿企及有关部门就矿业开发达成了一揽子意向合作,取得了矿业开发合作的实质性进展,新疆矿博会也因此得到周边国家矿业管理部门的广泛认可。

    在当今矿业全球化大背景下,“一带一路”的战略前景,预示着沿线各国彼此之间的真诚合作,必将把各国的资源优势转化为经济增长新动力,从而为全球矿业发展带来前所未有的新机遇。

     

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    “一带一路”战略

    2013年9月和10月,中国国家主席习近平在出访中亚和东南亚国家期间,先后提出共建“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”(以下简称“一带一路”)的重大倡议,得到国际社会高度关注。2014年3月,国务院总理李克强在政府工作报告中提到抓紧规划建设“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”,同年12月,李克强总理开启了新一轮亚欧之旅,全面推进“一带一路”战略,标志着作为国家战略的“一带一路”开始进入实质性操作阶段。

    “一带一路”建设是一项系统工程,要坚持共商、共建、共享原则,积极推进沿线国家发展战略的相互对接。为推进实施“一带一路”重大倡议,让古丝绸之路焕发新的生机活力,以新的形式使亚欧非各国联系更加紧密,互利合作迈向新的历史高度,为此中国政府特制定并发布《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》。

    从国家顶层设计来看,“一带一路”战略以打造新亚欧大陆桥经济走廊、中伊土经济走廊、中巴经济走廊、孟中印缅经济走廊、中新经济走廊、中蒙俄经济走廊6条经济走廊和海上战略支点为核心,以通路、通航和通商为发力点,向纵深推进。“一带一路”战略有远近两大战略愿景,近期落于“基建互通、金融互通、产业对接、资源引入”,远期则是“商贸文化互通、区域经济一体化和共同繁荣”。

    “一带一路”战略将重点加强与沿线国家在基础设施、经贸、产业投资、能源资源、金融、人文交流、生态环境等多领域、多方面的合作,“一带一路”的建设将极大促进沿线国家和地区的矿业开发,但同时也给矿业开发带来了新机遇、新挑战。

    矿业合作,“一带一路”战略的有力支撑

    沙特阿拉伯地盾精细地质填图项目(以下简称:沙特地质填图项目),2023年启动,目前完成了第一阶段的填图工作,标志着中国地质填图标准已成功落地沙特。来自全国30多家单位的150余位专业技术人员参加项目,标志着地质填图国际化人才培养的基地初步建成。广西地勘局、山西省地质调查院等省级地勘单位的积极参与,充分展示了传统区域地质调查专业队伍的优势与潜力。

    为坚决贯彻落实国家“一带一路”倡议,落实加强和发展采矿业合作的要求,推进两国战略合作伙伴关系发展;为高质量组织实施沙特地质填图项目,充分展示中国在地质填图领域的技术和人才队伍优势,打造国际地质填图项目合作的样板和典范,现向社会公开招募第三批沙特地质填图项目填图组成员,具体如下:

    一、项目概况

    沙特阿拉伯地盾精细地质填图项目,由中国地质调查局(CGS) 和中国地质矿业有限公司(CGM)与沙特地质调查局(SGS)于2022年11月28日签订合同,合同金额约14.39亿元人民币。目前该项目已全面启动实施。

    (一)工作内容

    在沙特阿拉伯地盾区60万平方千米范围内,开展271幅1:10万比例尺地质填图工作。

    (二)主要任务

    1.利用先进的技术方法开展1:10万精细地质填图,填绘构造-岩性实体地质图。

    2.确定主要构造单元的物质组成、构造环境、变形—变质作用过程,提升沙特阿拉伯地盾区的地质演化认识。

    3.完善沙特阿拉伯地盾区地层格架、构造—岩浆序列,重建沙特阿拉伯地盾区的地质演化历史。

    4.查清金属和非金属矿产资源成矿地质背景,圈定成矿有利区。

    (三)实施周期

    项目周期11年(2023年-2033年),总体分2个阶段实施:第一阶段5年,主要完成重要成矿区带114幅地质填图工作;第二阶段6年,主要完成其他地区(非成矿带)157幅地质填图工作。

    二、项目指标要求

    (一)填图指标。填图区域位于沙特阿拉伯王国阿拉伯地盾区,单幅图幅面积约2950平方千米,填图比例尺为1:10万。有效观测地质点分别为750个/幅、500个/幅。

    (二)组织方式。2023-2027年,开展114幅图(有效观测地质点750点/幅)。2027-2032年,开展157幅图(有效观测地质点500点/幅)。

    (三)人员组成与实施地点。一个填图组由5人组成,包括1名组长、4名填图人员,可配置轮换人员2-3人。按合同要求,所有的工作都要在沙特境内进行。

    三、招募岗位

    填图组组长、填图组员

    四、岗位要求

    (一)填图组组长

    1.学历要求:地质学专业硕士及以上,学士学位需至少10年以上实际填图工作经验。

    2.工作经验:6年以上造山带或构造复杂区地质填图工作经验,至少主持过1轮区调项目,或者从项目优秀组员(至少参与过两个月沙特野外填图)中选拔产生。

    (二)填图组组员

    1.学历要求:地质学相关硕士及以上,学士学位需至少8年以上实际填图工作经验。

    2.工作经验:6年以上构造复杂区和变质岩区地质填图工作经验,至少参与1轮区调项目。

    五、主要职责

    填图组组长:组织动员专业配备齐全的填图人员;负责填图组技术方法培训和组织管理工作;按照项目制定的技术规范和相关要求组织实施地质填图和质量控制,按时提交填图数据及成果;开展SGS员工野外地质填图的能力提升培训;接受项目部、技术监理(TP)和沙特地质调查局(SGS)的监督检查。

    填图组组员:按照项目部和填图组长要求开展野外地质填图工作;按照质量管理要求提交高质量野外地质调查数据;协助组长完成相关数据修改、 质量检查和报告编写;完成组长交办的其它工作。

    六、待遇

    填图组长及成员待遇由所在单位确定。

    七、招募流程

    (一)报名。在规定时间内按附件格式提交合格简历至邮箱。

    (二)资格审查。项目部对人员进行资格审查和简历筛选,提出面试人选。

    (三)组织考试。考试方式以英语面试为主,先由项目部组织模拟面试,模拟面试通过后正式由沙特地质调查局面试。

    (四)考察。经面试通过后,由项目部对填图组组长所在单位情况进行考察,主要考察是否具备独立法人和分包承担图幅能力情况。

    (五)组织实施。经考察符合后,填图组组长所在单位成立填图组(1个组长、1个副组长、5名填图人员),所在单位与中国地质调查局西安地质调查中心和中国地矿沙特分公司联合签订合同。

    八、申请截止时间

    2025年3月30日

    九、联系方式

    请将个人项目参加人员简历(格式见附件)发至邮箱:pingyang-322@163.com

    联系人:贺老师,029-89232393,13892858746

    赵老师,029-89235536,18392019387

    附件:

      中国地质调查局沙特地质填图项目部

    2024年3月18日

     
     
    关于招募第三批中国地质调查局沙特阿拉伯地盾精细地...

    9月2日,中国地质调查局南京地质调查中心(以下简称“南京地调中心”)联合浙江省地质院、仙居县人民政府和相关企业共同编制的《浙江省国家级萤石大型资源基地(仙居资源基地)建设方案》(以下简称《方案》)顺利通过中国地质调查局组织的专家评审。

    《方案》贯彻落实党的二十届三中全会关于“完善战略性矿产资源探产供储销统筹和衔接体系”精神,统筹央地企找矿、采矿、选矿、加工、应用全链条工作部署,先行示范协调联动新机制。国务院原参事张洪涛研究员、中国地质科学院王瑞江研究员等专家对方案给予高度评价,一致认为萤石作为我国战略性新兴产业的关键原材料,未来需求将持续增长,仙居萤石大型资源基地“十四五”以来找矿增储成效显著、资源潜力巨大、矿业开发成熟、氟产业基础雄厚,通过此次央地企合作共建,有望打造成为全国首个以县域为单元的国家级资源基地,将为大型资源基地建设和矿业高质量发展提供可推广的新模式。

    中国地质调查局资源评价部,南京地调中心、浙江省地质院、仙居县人民政府、浙江仙控交通产业集团有限公司等相关领导参加此次评审会。

     

    南京地调中心《浙江省国家级萤石大型资源基地(仙居...

    日前,中国地质调查局沈阳地质调查中心编著的《中国东北部及邻区地质图(1:2500000)及说明书》由中国地质大学出版社正式出版发行。该大型图件及专著是一部以地球系统科学、旋回演化论及全球动力学思想为指导编制的东北亚地区综合研究类成果,是沈阳地质调查中心近年来取得的一项重要科研成果,并受到了中国科学院院士任纪舜的高度评价。

    该大型图件地理上跨中国、蒙古国、俄罗斯、朝鲜、韩国5个国家,编图范围西起贝加尔湖,东到萨哈林岛(库页岛),北起尚塔尔岛,南至渤海湾;地质上经历了古亚洲洋和太平洋两大构造域的叠加演化过程,地质构造极其复杂。该专著以区域不整合界面为主要依据,以超大陆的聚合与裂解为主线,梳理和建立了整个古亚洲构造域东段和太平洋构造域北段的地层-岩浆-变质-构造格架,系统总结了区域构造演化历史。总结了中国东北部及邻区中生代活动大陆边缘构造格架主体特点,探讨了“燕山运动”大地构造属性及幕次划分;梳理了中国东北部及邻区前中生代不同构造单元的地质特征,从全球超大陆旋回的角度描述了区域构造演化过程;开展了专题综合研究,并提出了东北亚地区大地构造格架一些新的认识。它是中国东北部及邻区最新的一部区域地质构造研究的总结性著作,具有重要的科学意义和实用价值。

    该成果为东北亚地区基础地质科学问题的深入研究,为国土空间规划、自然资源管理以及重大工程建设提供快捷有效的基础地质信息,并填补了东北亚地区地质图数据库体系的空白,为地质大数据、“地质云”建设和社会化服务提供基础数据支撑。

     

     
     
    《中国东北部及邻区地质图(1∶2 500 000)及说明书...

    近日,为更好地支撑西南地区生态文明建设和生态屏障建设,探索总结一套适用于西南山区的生态地质调查评价方法,中国地质调查局成都地质调查中心(以下简称“成都地调中心”)通过“大凉山区生态地质调查”和“长江上游水土流失区生态地质调查与综合评价”两轮地调项目,形成适用于西南山区的生态地质调查评价思路和方法。

    项目主要取得以下认识和进展:一是提出了省市域或完整地理单元全域综合研究与评价(1∶25万~1∶50万)、以典型小流域、县域或者标准图幅为调查对象的重点调查(1∶5万)和典型地段生态地质交互带剖析(1∶2千~1∶1万)的三层次调查思路;二是提出了“背景分析、现状调查、机理剖析、动态监测和综合评价”五步式技术路线,并明确了各阶段的工作内容和技术手段;三是提出了“土壤地质单元”“生态地质脆弱性”等概念,探索了适用于生态地质调查的地质建造单元、成土母质单元和土壤地质单元的划分方案;四是在全国三级生态地质分区基础上,探索了西南山区典型地段四级生态地质分区方案;五是提取评价指标,探索了基于生态地质条件,并运用机器学习手段的生态地质脆弱性评价方法;六是探索了一套适用于西南山区的土壤地质图、生态地质剖面、生态地质图等生态地质系列图件的编制方法;七是入选了成都市科协首批专家服务团,即西南地区生态地质评价专家服务团。

    相关成果由成都地调中心生态地质调查评价团队刘洪、欧阳渊、张景华等人发表于《Geological Journal》《Environmental Science and Pollution Research》《Geochemistry: Exploration, Environment, Analysis》《中国地质》《沉积与特提斯地质》《地球科学进展》《西北地质》《自然资源遥感》等知名期刊。

    西南山区生态地质调查评价技术路线图

    成都地调中心探索形成西南山区生态地质调查评价技术...

    《中国矿产地质志·大兴安岭卷》日前以优秀成绩通过全国终审。该卷志书是在陈毓川院士指导下,由中国地质科学院矿产资源研究所(以下简称“资源所”)研究员武广和内蒙古地质调查研究院高级工程师张彤正任总主编。志书研编工作于2017年启动,历史7年多完成。

    志书系统搜集了百年来大兴安岭地区的勘查资料和科研成果,涉及75个矿种1559处矿产地,首次实现了大兴安岭成矿省已发现矿种、矿产地和成矿省尺度的全覆盖,全面客观反映了大兴安岭成矿省矿产资源的概貌和特点。书籍优选了典型/代表性矿床,从矿床地质特征、控矿地质条件、矿床成因等方面进行了详细研编,建立了典型矿床的成矿模式,反映了大兴安岭成矿省不同矿产、不同矿床类型的典型矿床成矿特征和矿化富集规律;全面分析了大兴安岭成矿省成矿地质背景和成矿地质条件,在全国成矿单元划分方案基础上,划分了Ⅳ级成矿区带,圈定了矿集区,厘定了矿床成矿系列、亚系列和矿床式,系统论述了各成矿单元及矿床成矿系列的矿床时空分布及演化规律,建立了主要成矿单元的区域成矿模式和区域成矿谱系,提升了大兴安岭成矿省区域成矿规律研究水平。

    志书还综合成矿地质条件、地球化学场、地球物理场和矿产勘查新成果,开展了50种矿产新一轮资源潜力评价和成矿远景预测,圈定267个综合预测区,其中A类30个、B类86个、C类151个,为矿产资源规划和勘查工作部署起到重要支撑作用。

    志书在研编过程中,秉承“边研编、边应用”原则,全面推进成果转化,在典型矿区实践应用,指导找矿取得新突破,特别是指导发现大型银多金属矿床和中型铅锌银矿床。

    《中国矿产地质志·大兴安岭卷》作为大兴安岭成矿省在矿产地质和成矿规律方面最新、最全面、最系统的一部志书,在成矿省尺度志书研编方面有示范作用,具有重要的理论价值和应用价值,为国家、地方政府制定社会经济发展规划及其对矿产资源需求决策提供了依据,对矿山企业、科技、教育等具有重要参考价值,对推动大兴安岭地区社会经济发展具有重要意义。

     

    验收现场

    《中国矿产地质志·大兴安岭卷》顺利通过评审

    所在单位:中国地质科学院岩溶地质研究所

    完成人员:唐建生、潘晓东、苏春田、孟小军等

    项目来源:中国地质调查局

    起止时间:20132015

    主要进展

    乌蒙山区是国务院确定的14个集中连片特殊困难地区之一,围绕该区扶贫开发工作,开展的15万水文地质环境地质调查工作经济社会效益显著。

    115万水文地质环境地质调查更新基础地质资料信息

    围绕乌蒙山区扶贫的目标,从水文地质环境地质的角度出发,针对乌蒙山区的特点,2013-2014年,在乌蒙山区部署实施15万水文地质环境地质调查图幅21个,共计9450km2。通过15万水文地质填图,新增调查岩溶大泉182个、新增或修改地下河14条,对碳酸盐岩含水岩组进一步细化,地下水系统单元的进一步划分,对地下水补给、径流、排泄特征的进一步掌握,从而查明和详述水文地质条件和地下水资源状况,开展地下水资源开发利用区划的编制。

    2、地下水探采结合工程和开发示范工程解决群众饮水困难

    2013-2014年,在乌蒙山区实施地下水探采结合工程和表层泉、地下河开发示范工程。实施钻井成水井45口,总有效出水量20587/天,实施表层泉开发示范工程8处,地下河开发示范工程1处,可有效解决当地122300人、26721头大牲畜和20500亩农田的灌溉用水问题。

     

    1 乌蒙山四川屏山县自流井庆功现场

     

    2 乌蒙山贵州赫章县古达乡钻井群众喜悦之情

     

    3、钻井找水模式归纳总结,找水效果显著

    在以贵州毕节地区为代表典型深切河谷附近岩溶山区,针对岩溶地下水集中径流、分布不均的特点,总结了三种深切河谷附近打井找水模式:下伏碎屑岩隔水模式、逆断层阻水模式、上伏碎屑岩阻水模式。在赫章县古达乡中心村少数民族聚集村,钻井成功出水,水量超过100/天,解决了当地少数民族兄弟百年历史干旱,获得了政府和群众的肯定;在四川叙永县水潦乡坛场村,高山峡谷附近,钻井成功出水,有效出水量240/天,解决了当地场镇和学校4000余人饮水困难问题,避免了场镇和学校的搬迁。

    在四川凉山州和宜宾红层地区,针对碎屑岩区地下水特征,寻找地下水活动强烈地带,实现了红层地区找水的新突破。其中宜宾市屏山县太平乡钻井穿过泥岩隔水层后,顺利钻入砂岩含水层,水自流而出,出水量超过1600/天,解决了当地乡镇百年历史干旱。

    4、典型地质景观资源的调查评价推动地方经济发展

    在乌蒙山重点地区云南昭通,通过对盐津白岩洞景区、豆沙古镇和昭阳区大山包国家级自然保护区等10处典型地质遗迹景观系统调查,研究地质遗迹的类型、分布、规模、形态、景观组合、保存现状、保护利用条件和开发利用现状等,评价地质遗迹成因、演化及其科学内涵、观赏价值和经济价值,评估建立地质公园的可行性,提出合理开发利用建议,为地质公园申报与建设、地质遗迹保护和开发提供基础资料,从而推动当地旅游经济产业的发展。

    2-2 乌蒙山区水文地质环境地质调查

    2018年11月14日,地质调查智能空间示范应用推进讨论会暨智能地质填图野外现场研讨会,在自然资源部中国地质调查局地球物理地球化学勘查研究所承担的二级项目“永定河冲积平原区域地质调查”工区所在地廊坊固安召开,自然资源部中国地质调查局党组成员、副局长王昆出席会议并讲话。来自中国地质调查局总工室、基础部、资源评价部及发展研究中心、大区地调中心、物化探所等局属单位,北京矿产地质研究院、有色金属矿产地质调查中心、中央地质勘查基金管理中心等相关单位的50余名地质和信息化领域内专家、业务骨干参加会议。物化探所作为智能地质填图系统应用示范工作单位之一汇报了项目试点工作进展,受到与会专家领导一致肯定和好评。

    智能地质填图系统应用示范工作是“永定河冲积平原区域地质调查”项目2018年度工作任务之一。项目组围绕年度工作任务目标,积极开展试点工作,在地质调查全过程应用智能填图系统,将典型地质剖面、地质路线、遥感解译图、第四系钻孔、地震剖面、大地电磁测深剖面和瞬变电磁测深数据等同步上传到地质云平台进行数据挖掘。项目组创新成果表达方式,使地质、物探、化探、钻探和遥感等各类资料能够在智能填图系统直观呈现。

    研讨会期间,“永定河冲积平原区域地质调查”项目人员汇报了项目智能地质填图的工作情况和重要进展,并现场演示了数据上传、查询和分析等功能。与会专家一致认为,智能地质填图系统在项目进展中应用效果显著,大幅提升了覆盖区地质调查工作效率,创新了成果表达方式,使科研人员调查研究过程中的地质感知与认知服务能力有了明显提升,为逐步实现大数据技术支撑下的智能地质调查工作和服务模式的创新提供了有效服务。

    “永定河冲积平原区域地质调查”项目自2016年开始实施,已基本完成永定河冲积平原固安幅等6个1﹕5万图幅约2400km2区域地质调查工作,取得了丰硕成果:一是总结出了一套深覆盖区地质-地球物理综合调查新技术体系,为覆盖区地质调查提供了可靠的方法技术;二是智能地质填图系统得到了充分应用;三是建立了测区的主要构造格架,查清了主要构造单元的边界,初步查明了第四纪断裂的分布;四是识别出测区内曲流河和冲洪积扇2套沉积体系,编制了第四纪地质图,研究了测区沉积环境演化;五是对地热、潜在水源地、建筑场地类型等进行了可靠的评价。

    项目成果资料为测区沉积环境演化、岩相古地理、新构造运动、华北平原区第四纪地层划分等基础地质问题研究提供了支撑,同时也为京津冀一体化、雄安新区重大工程建设选址、京津冀地区分散性农田供水和城镇建设应急水源地选址以及寻找地热资源提供了可靠资料,为社会经济发展提供服务。

     

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    物化探所覆盖区智能填图试点工作取得重要进展

    一、背景

    (一)国际发展动向

    基于20世纪科学技术的迅猛发展,人类活动已经扩展到世界各个角落,实现全球合作、促进全球发展逐步成为各国的共识。全球范围内的发展中国家和发达国家在享受全球发展带来巨大收益的同时,也付出了资源、环境以及社会方面的高昂代价。人类生产活动不仅在全球范围内破坏着自身赖以生存的生态环境,同时由于过度开发,人类赖以发展的自然资源也正以惊人的速度减少。联合国给出的《千年生态系统评估》(2005年)报告指出:“由于人类活动的干预,2/3支持地球生命系统运转的自然资源已被严重破坏,几近耗光。人类赖以生存的生态系统有60%处于不断退化状态,支持能力正在减弱。未来50年内,这种退化也许还将继续。”随后,世界自然基金会(WWF)的《地球生命力报告(2008年)》针对人类对自然资源需求的生态足迹,指出“人类对自然资源的需求超出了地球承载力的近1/3。美国和中国的国家生态足迹最大,各消耗约21%的全球生物承载力。美国人均生态足迹量9.4全球公顷,可覆盖4.5个地球;中国人均生态足迹量2.1全球公顷,覆盖1个地球。”而据《中国生态足迹报告(2008)》,2003年中国人均生态足迹量1.6全球公顷,低于2.2全球公顷的全球平均生态足迹。有关度量指标除生态足迹(人类需求)、生命地球指数(自然状况)外,还有碳足迹、水足迹。一些发达国家已形成“经济(Economy)-能源(Energy)-环境(Environment)”协调发展的“3E”模式,而2009年的达沃斯论坛传出了“水资源破产”的预警。

    (二)我国中长期经济、社会发展的趋势预测

    在发展的大潮席卷全球的同时,我国经济社会发展遭遇了前所未有的契机与巨大的挑战。1970年以来,世界人口增长近60%,耕地、草地面积相对稳定,基于灌溉、化肥的农业增产,与人口增长相对平衡。与此同时,中国耕地数量历经20世纪80年代缓慢减少和1999~2003年迅速减少两个阶段后,进入基本受控状态。据相关数据统计,21世纪上半叶世界人口将增长70%,而人均耕地、草地面积将会减少;日益增长的人口与持续减少的耕地、草地之间的矛盾依靠先进的农业科学技术可得到缓解,人地关系预计不会到达崩溃的程度。虽然中国对改善目前形势、确保更好的发展有充分的信心,但形势依然严峻。世界银行公布的一份《解决中国的水稀缺》(2009年)的报告中列举中国“每年有约250亿立方米的水因受污染而不能使用,有240亿立方米的地下水被超采,水危机导致的经济损失占GDP的2.3%,不容忽视”(我国水利部公布的地下水超采数据为120亿立方米/年),由此可见我国保证资源可持续利用的任重道远。

    (三)国家当前和近期需要

    国家发改委2008年做出的关于《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》实施中期情况的报告中,提出“十一五”后两年难以有效解决的全局性、战略性重大问题:①能源资源利用问题。②生态环境保护问题。③空间开发结构优化问题。④粮食安全保障问题。⑤城镇化健康发展问题。⑥人力资源开发问题等。并要求及早谋划好与之相关的“十二五”时期发展战略。这6个问题同时也是6个前瞻性研究题目,而前5项均与国土资源和国土空间的调控有关。

    从长远看,国土资源和空间战略目标将以可持续性、生态化、低碳化、信息化、全球化为依归。

    (四)经济与矿产资源全球化、区域化

    随着世界经济或结束剧烈震荡进入缓慢复苏期,包括矿产资源全球化在内的经济全球化已成为当今世界不可逆转的发展趋势,各国的市场化改革与经济结构调整此起彼应,各国展开抢占下一轮发展经济制高点的竞争愈益激烈。在2009年全球经济复苏的曙光出现时,“后危机时代”世界经济的新格局正在形成。作为全球经济复苏的“主推手”——中国在世界经济舞台上的角色也在悄然发生变化。APEC作为亚太区域经济合作论坛起着对话和交流的作用,中国-东盟自由贸易区(CAFTA)即将面世,同时与南盟(SAARC)的区域合作开始提上日程,东北亚的中日韩自由贸易区的进程要慢一些,上海合作组织(SCO)则以地区安全为重心,并进一步深化区域经济合作。

    (五)国土安全隐患

    在经受全球发展冲击而引发资源、环境的国际纠纷不断的同时,我国的国土资源和空间由于历史、自然等原因也面临重大安全隐患。中印边界问题由来已久,印度除侵占我国藏南部分领土并设立所谓“阿鲁纳恰尔邦”外,还觊觎南疆阿克赛钦地区;国外和新疆的“东土耳其斯坦”分裂势力和恐怖组织妄图将新疆从中国分离出去;我国管辖海域近一半与邻国有争议,南海“九段线”虚多实少,主权深受侵蚀;钓鱼岛的主权争议,与那国岛、冲之鸟礁的军事开发问题都对我国东海海疆构成挑战。此外,自然灾害频发、生态环境破坏、资源衰退和骤减、国际金融抢滩我国资源开发等也成为国土资源安全的胁迫因素。

    二、起点

    (一)我国快速工业化、城镇化

    改革开放以来,随着我国工业化的快速发展,城镇化水平也逐年提高。2008年我国的GDP总值达到30万亿元(相当于4.3万亿美元),成为世界第三大经济体,而人均GDP 仅3266美元,只及世界中等偏下收入水平,国土经济密度以倍数增长;工业化率达48.6%,正处在工业化中期、以传统工业为主的产业结构,遭遇资源“瓶颈”;城镇化率只及45.7%,低于世界平均水平,城市群规划建设开始提上议事日程;市场化程度达60%,已超过市场经济临界水平;国际化程度,我国已全方位对外开放,深度融入全球经济一体化;科技创新能力居发展中国家前列,总的仍处于世界中等水平。据世界经济论坛2009年9月公布《2009~2010全球竞争力报告》,中国(大陆)列全球第29位(比2008年晋级1位),继续领跑“金砖四国”。作为人口、经济总量“双庞大”、结构复杂、非均衡性突出的发展中大国,中国积极参与国际竞争,如应对得当,有可能继续保持上升势头。

    (二)对国土开发程度与资源、环境承载力的不同估计

    1.综合评估:总体上尚未超载,西北和北方部分地区超载

    据中国21世纪议程管理中心编著的《发展的基础——中国可持续发展的资源、生态基础评价》(2003年),中国“水资源和水环境的人口承载力在15亿~18亿人之间,但将从南到北大规模转移;而土地对食物的承载能力略有盈余,在未来50年内都不会超出其边界;能源与矿产资源供需失衡的形势将更加严峻,10亿吨燃煤造成的污染已接近环境的承受极限,6种大宗矿产(铁、锰、铬铁矿、铜、铝、钾盐)现已供不应求。”而《中国工业发展报告——资源与环境约束下的中国工业发展》(2005年)认为:“中国经济增长越来越接近于资源和环境条件的约束边界。”《中国至2050年区域科技发展路线图》(2009年)把“资源环境承载力已接近饱和”列为4个基本国情之一。

    就人口发展与资源承载能力而言,《国家人口发展战略研究报告》(2008年)指出,中国人口发展总体上没有超越自然资源承载能力,但是局部地区和部分资源已出现资源紧张和供需失衡现象。现有的经济发展规模和人口数量均在水土资源承载力范围之内,但区域之间极不平衡,西北部和北方部分地区超载严重。

    2.分区域评估

    1)海岸带开发不足。海岸带是连接陆地与海洋的纽带,是开发海洋资源、发展海洋经济的依托。我国拥有1.8万多千米的大陆海岸线,海岸带面积达38万平方千米,约相当于沿海省(区、市)面积的1/4。专家指出,我国沿海诸省(区、市)每1000平方千米陆域的海岸线资源量,基本上与欧洲主要国家和美国处于同一水平上,但开发程度却远比那些经济发达国家为低。

    2)沿海地区局部已过度开发。在自然条件较好的东部沿海地区过度开发严重,珠三角9市土地开发强度15.9%,超过了日本三大都市圈,也超过国土面积相当的荷兰;包括安徽在内的环长三角地区,国土面积(约34万~35万平方千米)与德国、日本相当或相近,开发强度(约15%~16%)超过德国(12.8%)、日本(15.0%)。海洋资源过度开发造成开发利用密度高、生态环境退化严重的局面,需要实行绿色保护的海洋政策,解决可持续开发利用问题。(《2010~2020 中国海洋战略研究》,2009)

    3.分资源门类评估

    由于长期森林过伐、草地过牧、坡地滥垦、矿产乱采,超过限度,使我国的自然资源遭到不同程度的破坏,虽然近年施行了禁止乱砍滥伐、退耕还林、限制矿产开采等措施,我国的资源破坏现象有不同程度好转,总体上仍不乐观。

    我国超限开发的典型例子还包括近海水产过度捕捞,年产量峰值可达1400万吨,超限额75%,导致海洋生态系统和水产资源严重退化,产量减少,水产品个体变小。

    在水环境方面,水与环境超载,形势严峻。根据水利部2009年发布的最新数据,我国水资源总体上已经过度开发,其中黄河水资源利用率>60%,海河>98%,内陆河流域>40%。过度的开发,不仅威胁或损害河流健康,还使某些主要功能丧失。不少地方水环境开始退化,出现了水质恶化、地下水位下降、河湖干涸、湿地消失的现象,所有这些都是出现水危机的先兆。

    4.国土的粗放开发和资源、环境承载力评价

    中国当前正经历新一轮重化工业化及与其相克相生的“资源瓶颈”,资源除总量大、人均少外,在国土开发利用中的矛盾也很突出,总的资源开发强度与国土经济密度不对称,开发过程中的粗放、分散、重复、低效、退化等问题(表1)日久年深,有的积重难返。

    表1我国国土资源开发利用中的倾向性问题一览表

    人口基数大和粗放式强度开发加重了国土的负担,对人口、经济密集区的资源、环境承载力有必要做出科学评价。国家部署主体功能区规划,根据自然条件适宜性开发,控制开发强度,调整空间结构,也以资源环境承载能力为基本依据。关于环境承载力,“十五”后期由清华大学承担的宁波市环境承载力研究,从资源供给能力、环境纳污能力、人类支持能力3个角度来量化环境承载力,建立了评价指标体系。厦门大学对厦门海岸带也做了生态安全压力分析。资源、环境承载力评价的综合度更高,相应的难度也更大。对此,中国地质调查局在汶川地震灾后重建规划工作中有实战性演练,正组织“环渤海湾重点地区环境地质调查及脆弱性评价”项目,将扩及全国海岸带资源、环境承载力调查监测和风险评估,其重要性不言而喻。

    5.对国土面貌演变方向的两种预计

    基于当前国土资源的利用现状,对未来国土面貌演变方向有以下两种预计。

    1)从低收入转为中等收入国家的提升期是包括公共服务在内的现代服务业加速发展期、国土面貌向良性转变期,人均GDP 3000美元是对资源环境的边际压力的转折点。中国发展高层论坛2004年年会的总结讲话指出这一时期的6个基本特点:“消费结构升级,工业化进程加快,城市化速度上升,人口大量转移,国土面貌日新月异,社会财富迅速增加。”其中,“国土面貌日新月异”是良性预期。2005年,我国荒漠化和沙化土地面积实现中华人民共和国成立以来首次“双缩小”,“破坏大于治理”转为“破坏与治理相持”;2008年,电力弹性系数首次小于1(低于GDP增速),都顺应和促进这样的转变。

    2)《新一轮全国国土规划前期研究(中国地域空间、功能及发展)》综合报告(2006年),“第一章背景——剧烈变化的‘国土’”指出了我国国土开发和建设布局无序及空间失控态势的严重,包括:地域(空间)开发利用严重无序,建设用地过度扩张;许多地区资源环境压力过大,而支撑体系太弱;不少城市盲目攀比,贪大求洋,超前定位;一些快速发展地区环境状况令人担忧;生态退化问题依然严重,由此招致“国土安全和资源保障的危机”。这里所说的“剧烈变化”非“良性”一词所能道破。2009年9月《科技日报》关于“建设低碳城市”的对话栏目中有专家指出:“我们75%的地面水已经被污染,国土变得枯黄”,就是相应的写照。

    国土面貌是广域性土地利用/覆被变化(LUCC,全球变化的中枢和核心主题之一)的反映,尤以人口增长胁迫下的LUCC为甚。我们终需这样的系统观测和研究成果为基础给出说明。

    三、基点

    (一)大国土

    1.活动半径

    日本前首相田中角荣1972年为中日邦交正常化访华,在与毛泽东主席会谈时曾说:“一个民族的能力水平与活动半径成正比。”其着眼点在于国家的对外开放和国际化程度。

    一个国家的国土资源和空间管理及于领土、领空、领海和管辖海域(“准国土”或“国土化海域”),我们要上天、入地、下海,所要求的技术、工程和管理能力水平也与活动半径相关。

    “大国土”指现有国土全方位的内涵深化(包括系统化、整体化、聚合化、空间化)和管理(包括监督管理)到位:在国家层面上加强统筹协调,但不因“大国土”而扩张国土空间;在部门层面上加强内融外联,也不借以扩大职能范围。

    2.内涵假设

    “大国土”即广义的国土:一是国土资源与国土空间(或地域空间)的统一;二是自然国土与人文国土的统一;三是覆盖陆海、充斥立体空间的“三维国土”;四是统筹国内地球表里诸圈层的“多圈层国土”;五是宏观和中观层面上的“和合国土”。

    (1)国土资源与国土空间

    国土资源指土地、水、矿产、生物、海洋、大气等实体性资源,它们又占有各自的区位或地域,即空间性国土。而国土资源管理现状,既有重实体资源、轻空间的倾向,如把国土(空间)规划视同“国土资源规划”;也有重空间、轻实体资源的倾向,表现为土地管理的重数量、轻质量,区域地质调查的重陆轻海。

    在适当的地形地貌条件下,农业用地的耕作层、建设用地的工程持力层都是实体,农业、建筑业等活动先选址、后丈量,基本程序是由实体到空间;探矿权首先是带有虚拟性的“空间试用权”,而采矿权是资源的用益物权,矿业过程是由空间到实体。由此可见国土资源的实体性和空间性同等重要,不可分割。

    中国社会科学院黄皮书《2006年:全球政治与安全报告》认为,国家强弱更多取决于综合国力,其构成中科技力、人才力和信息力各占25%,自然资源和资本各占12.5%。自然资源的权重只占1/8,在当前阶段可能估低了,如果加上国土空间(区位)要素更要考虑提高。

    (2)自然国土与人文国土

    中国作为人口众多的文明古国,对国土垦殖和开发的历史悠久,但空间上极不均衡。开发强度,是指一个区域建设空间占该区域总面积的比例。作为发展中国家的中国,2008年全国平均开发强度达到3.48%,超出一度预计2010年达到3.23%的强度值很多,特别是东部沿海的一批城市已进入强度开发或超强开发,上海、无锡达到29%~30%,而东莞、深圳高达38%~40%,已臻于极限值,人工生态系统置换了自然生态系统。按照这样的发展速度,2020年全国开发强度达到3.91%的预计值也有可能被突破,国土人工化的趋势难以逆转。资源、资产、资本“三资合一”也是人文超过自然的国土。

    另据吴霁虹指出,在全球化背景下的信息社会中,不同于土地、劳动力和资本要素的知识、商业生态网络、组织流程等已成为创新活动的“新生产要素”,实现全球联系和思想交流的商业生态网络正成为新的“虚拟地产”。IBM 2008年的企业价值超过1577亿美元,然而其土地、建筑物、实验室等有形资产只占9.1%,基于空间和时间动态地创造价值的组织流程相当于“创新工厂”。由此可见,“人文国土”的未来发展具有很大的空间。

    (3)“三维”国土

    科技部2008年推出基础科学研究和前沿技术探索的“三深战略”,包括“深空(宇宙空间)”“深海(公海大洋基底)”“深蓝(信息安全)”三大纵深领域,“三深”没有“深陆”。在国土资源战略的“三维国土”构架中,“深”含“深陆”“深海”,它们同属岩石圈、水圈富于探索价值的人类未知领域;“空”首先是地面以上100~110千米的“领空”或“近空”,其次是外层的“深空”或“公空”(图1),概称“陆、海、空、深”。2009年9月,我国第一个集数据、软件于一体的三维地理空间信息系统——数字地球(中国)问世。

    图1“三维”国土示意图

    国土、资源、地质各有其自然演变和随人类社会农业、工业、科技革命的变异过程,并谋求可持续发展——时间维的过去、现在和未来。以46亿年计的地球历史可谓“深时”。这是“三深”向“四深”的发展。

    《浙江省信息化测绘体系建设发展战略》(2008年)首次提出了基于“时间维-对象维-方法维”的测绘体系概念模型,是对信息化测绘体系的基本构成与内涵的创新性探索,这也是“国土资源战略研究”吸收地方成果的一个范例。

    (4)“多圈层”国土

    大国的“陆、海、空、深”是互相影响的“多圈层”国土。1760年英国工业革命以来,世界各国累计开采、消费了3万多亿吨(以标煤计)化石能源,近250年间从地球岩石圈向大气圈释放出数以万亿吨计的CO2(土地利用/覆盖变化也贡献了>30%的份额),扰乱了地球各圈层之间的平衡,导致全球气候变暖。同时,还要看到海洋-大气相互作用的重要影响,还有生物圈中土壤碳库(可抵消全球5%~15%的碳排放量)的储碳潜力。就碳排放大国而言,也可以看作“大国土”结构问题。

    钱正英在《我国的江河整治问题》(1981年)中曾经建议:“对国土整治进行统一规划,水利建设纳入国土整治的统一规划。”

    第33届国际地质大会中国代表团建议探索“外层空间”新领域,测绘瞄着“地-空-天一体化”目标,都是超出地球圈层范围的深空探索。

    (5)宏、中观层面的“和合”国土

    以城镇化进程中的土地资源管理为例,在城乡分割体制下的土地二元配置和使用,造成城镇和农村“两栖”人口的“双重占地”,导致“两不经济”的结果,加剧了城乡用地和人地关系的紧张局面,必须实行以城乡一体化为目标统筹城乡用地的战略转变。这既有利于人际和谐、人地和谐,也促进城乡融合,以臻于“和合(和谐+聚合)”境界。统筹陆海、区域(行政区、经济区、气候区等)、城乡、“三生(生活、生产、生态)”空间等,都是形成疏密有序的“和合”国土之路。

    而国家所提倡的保护耕地的实质是保住耕作层的综合生产能力平衡,节约集约利用土地,以土地总和效益最大化为目标,都寓意于提高多元一体化程度的综合或集合,“和”“合”并用,相辅相成。

    3.陆、海、空关系

    (1)“滨海之国”与“滨、近海之国”

    大国土涉及陆海关系,美国区域规划协会称美国为“滨海之国”,是离海岸线80千米的范围,在这个占国土面积13%的区间集中了美国51%的人口、57%的国民收入。实际上这只限于美国本土,美国又是多海洋国家,除了滨海的阿拉斯加州、夏威夷州,还有5片海外属地(岛域或群岛),其管辖海域散布在大西洋、太平洋和北冰洋,比上述区域要大得多。就美国本土而言,我们把它看作“半环形的滨海(湖)之国”(东北角是五大湖区)。中国的陆海情况与它迵然不同,总体上是东南向临海的“滨、近海之国”。从大国土着眼,我们在看重沿海省(区、市)的同时还要看到近海省。近海省按区位可分3类:①中部近海省,涵盖中部地区6省;②西部近海省,有贵州、云南;③3个近海边疆省,即吉林(临海最近距离15千米)、黑龙江(临海最近距离<100千米)和云南(临海最近距离<500千米)。按此设想,现有沿海省(区、市)加3类近海省(区、市)共有24个,占全部省级单位的77%,这就能让更多的内陆省共享海洋资源,既有利于海洋共同开发和国土均衡,也有利于扩大内需和(海)港-腹(地)一体化,沿海省(区、市)和近海省(区、市)依托地缘关系共筑“和合国土”。

    (2)深陆和深海

    大国土包含“深陆”,现代科学技术的发展使人类向地壳深部、深海大洋和洋壳的探索成为现实。表2列举了我国实施的部分大陆深钻和超深钻。此外,山东新汶矿业集团的一处矿井深1350米,是亚洲最深矿井;清华大学与四川二滩水电开发公司合作,在锦屏山覆盖层深2500米以下的引水隧洞旁建筑极深地下暗物质探测实验室。

    表2 我国实施的大陆深钻、超深钻一览表

    海洋正逐步成为人类的第二生存空间、食品生产基地、化石能源和新能源开发基地、新的水资源开发基地、新的医药资源开发基地,又是全球交通和物流通道。美国《面向21世纪海上合作战略》(2007年)认为:在世界所有国家中,美国和中国是海洋利益最大的国家(实际上两者缺乏可比性)。大国土中涵盖的深海指的是水深超过500米的海域,我国把深海资源开发列为超前部署领域,尚处于发展的中级阶段。表3概列出海平面以下的分层化。

    表3中所列海平面200米以下的深层水,保持低温、洁净,具有多种功能,在美国、日本、韩国开发利用这类较深的优质海水,已形成产业。

    (3)近空和“地空”

    城市高层建筑林立。全国大城市中现有5000多座50层以上的高层建筑。上海环球金融中心建成世界第一高楼,在高密度的建成区中出现了不同产权单元在空间上层层叠加的现象,并愈益普遍化。这一层近地空间简称“地空”。表4列出了近空分层的高度以及各层对应的主要功能。

    表3 海平面以下分层化表

     

    表4近空分层化表

     

    我国利用低空(地表以上100米)风能发电居世界第四位,而“高空”(地表以上200米)风能尚未开发,这两层空域均在“地空”范围内。在更高空还有丰富、稳定的风能资源,其开发利用与航空飞行不兼容,待进一步研究。

    城市在向空中“长高”的同时还向地下延深。我国有10个城市已使用或正在建设地铁,另有8个城市提出或筹建地铁,到2020年建设城市轨道交通线路将达到2000~3000千米,表明城市“地铁时代”已经来临。

    “地空”和地下工程呼唤城市三维地质调查、三维地籍测绘和管理。

    4.城市“三维”地质调查和“三维”地籍测绘与管理

    地空和地下工程呼唤城市的三维地基调查和三维测绘调查,现在我国有6个城市在试点,上海、北京已经验收。

    “上海市三维城市地质调查”项目按“中心城-新城-郊区”3个规划功能区,建立“基岩地质层-第四纪地质层-工程地质层”3个层次的地质结构模型,使三维可视化地质信息系统、地面沉降防治、地下空间与地质环境容量评价、地球化学调查与农用地分等定级相对接,特别是搭建起大型、综合、动态的地理地质信息平台,可望打破多源、异构、多维数据形成的“信息孤岛”互不相通的僵局,实现全市地质信息由分散到集中管理、由平面到三维显示、由单项专业应用到多元服务的转变。另在全市地下工程普查的基础上,从黄浦区着手地下地籍调查,构建“地上地籍图-地下地籍图-地质图”系统,为地下空间管理提供有效支持。

    “北京市多参数立体地质调查”项目(2009年通过评审)推出的智能化三维地质信息管理与服务系统,为城市规划、建设和管理提供了全方位的科学依据。

    在完成6个城市试点的基础上,将考虑另33个超大城市的“三维”地质调查。

    深圳市国土与房产局正启动“三维地籍”的专项研究,这是有关城市“三维”地籍测绘和管理研究,在国内外尚处于探索阶段。而历来以二维宗地为核心、以“四至”为边界的传统地籍,都建立在宗地内产权主体同质化的基础上,而城市土地的立体化利用则以垂直方向上、产权主体的多元化为前提,即地表、地上、地下空间可以分层开发并分属不同权利人,这就形成以六面体或多面体为基本单元的“三元产权体”,在空间形态上表现为复杂的产权簇或产权层,需要有相应的“三维地籍”测绘为支撑的“三维地籍”管理。此外,《物权法》要求实行不动产统一登记制度,而任何不动产都占有一定的空间域,系统的三维地籍研究为在一个统一的技术框架下处理土地和房产的登记问题提供了可能。

    上海市地质调查研究院研究地下空间资源管理与权籍调查关键技术,也有初步成果。

    从城市空间要素立体化趋势中可引出一种新型的财产权,即空间权,它与建设用地使用权相分离,成为一项独立的物权(参见《民法》第七百七十三条、第八百三十二条),在我国台湾省已建立起比较完整的空间权制度。

    住宅产业规划到2020年基本做到“户均一套房、人均一间房、功能配套、设备齐全”。在产业层面,青岛“海尔地产”为节能省地提出“小户大家(小户型、大社区),和谐住区”的理念。即通过5个空间结构把家庭做大:家居空间紧凑化,环境空间功能化,会馆空间场所化,商业空间生活化,网络空间无域化(建设数字化网络社区,用网络服务来解决物理空间解决不了的问题,使得生活无域化——与“虚拟地产”相联系)。而微观上的空间意识将会有助于模式和设计创新。

    (二)大资源

    1.内涵假设

    “大资源”即广义的自然资源及其组合开发利用。

    一是单门类自然资源及其多形态的综合利用,多功能的优选利用(如在农业用地中, 对耕作层既是“土壤水库”又是“土壤碳库”的合理利用),非常规资源和新资源的递进或接替利用。

    二是包括土地、水、矿产、生物、海洋、大气等在内的多门类自然资源及其优化组合和综合管理(如水、土资源综合管理,海洋综合管理)。

    三是大资源以土地、能源为根本,我国的耕地和宜居建设用地都是稀缺资源,要在统筹生活、生产、生态空间的前提下节约集约和多元利用土地,新能源比传统能源的范围大大拓宽,要在尽可能清洁利用化石能源的同时研发低碳导向下的替代能源。

    四是确立、推进基于生态系统的国土资源管理和海洋综合管理,与经济、社会、生态建设相互交融,并探索资源、资本、资产“三位一体”的复合式管理方式,使资源开发利用的技术链、产业链、价值链层层相扣。

    五是融入经济全球化,积极利用包括国际海域在内的境外资源和公共资源。

    2.大资源与大能源

    中国在2012年将成为世界最大能源消费国。在21世纪上半叶,能源在我国矿产资源中仍居首位。在低碳导向下的大能源发展离不开大资源、大地质的支撑(表5)。

    3.单项管理案例

    水利部基于我国人多水少、水资源时空分布不均、与生产力布局不相匹配的突出水情和严峻的水资源形势,从2009年开始实行最严格的水资源管理制度。这比实行最严格的土地管理制度晚13年,但所规定的“三道红线”——开发利用“红线”即控制用水总量;水功能区限制纳污“红线”即控制入河排污总量;用水效率控制“红线”即遏制用水浪费——是对水量、水质和水耗的综合调控,体现了水资源和水环境管理的相对统一,起点高于只设“一道红线”的土地管理制度,也可以说把土地管理、利用的两个最严格制度“合二而一”了。

    2009年瑞典斯德哥尔摩大学和德国波茨坦气候研究所的科学家量化分析了“蓝水”和“绿水”,其中,“蓝水”是来自河流和地下含水层的水资源,占35%,“绿水”则是源于降水、存储于土壤并通过植被蒸发而消耗掉的水资源,占65%;科学家们根据分析结果提出了应该大力研发绿水资源利用技术,由此可见土壤水作为“大资源”的一个分支兼及“大土地”“大地质”领域,应予以重视。

    表5 大能源战略及其资源、地质支持一览表

    :①第33届国际地质大会中国地质代表团得到启示:“非传统能源越来越受到重视,能源多样性是今后出路所在。可再生型能源可能是未来能源的主体。”

    4.综合管理案例

    中国工程院2007年关于《东北地区有关水土资源配置、生态与环境保护和可持续发展的若干战略问题研究》指出,基于东北是我国水土资源搭配最好的地区,可以建成全国最大的优质商品粮基地,而东北地区过去的垦荒,实际上是占用了林、草、湿地。目前的生态与环境状况,已到了临界状态。因此得出一条基本结论:“东北地区土地利用的总体格局应当是:耕地总量不再增加,林、草、湿地不再减少,城市和工矿用地合理控制”;并指出东北“西部地区的农业发展方向必须是农牧结合,以牧为主;农作物……以雨养农业为主,在缺水地区不宜种植水稻”等,在宏观上都有道理。但一年后,即2008年推出的《吉林省增产百亿斤1斤商品粮能力建设总体规划》中规划投资62亿元引嫩入白、以稻治碱,用5年时间在该省西部新增255万亩基本农田。这反映出国家战略研究与地方战略行动脱节,见仁见智,有待实践检验。

    多门类资源的综合管理,如作为复合式资源和空间的海洋综合管理,已成为国际趋势。其核心思想是从分散的行业管理转向跨行业、跨学科和跨部门的、基于生态系统的海洋综合管理。20世纪90年代中期,厦门市率先建立了海洋综合管理体制,成为有关国际组织部署的东亚海洋防污和管理的示范区,但推广不易。国家海洋局受权“综合管理中国海域”已10多年,尚难到位。对此,《2010~2020中国海洋战略研究》第五章中有具体建议。

    (三)大地质

    1.内涵假设

    大地质基于经济、社会与时俱进和地质工作功能最大化,不断扩大服务领域、贯穿于生产和生态建设的全过程。

    一是为经济、社会发展打好三个(应用)基础,即资源基础(开源、节流)、环境基础(保护、修复和防灾减灾)和工程基础(岩土工程),都有旺盛需求,为夯实资源和工程基础服务的地勘、工勘已商业化, 作为环境基础前期工作的“全国土壤现状调查与污染防治大计划”(2006年)正在实施中。

    二是大地质工作即大地质产业,它跨三次产业,即为“一产”服务的农业地球化学调查和供水水文地质勘察,融入矿业(现属“二产”)的矿产勘查和融入工程业的工勘作业,隶属“三产”的地质科学研究和信息服务,分别拉长产业链,不自成独立体系,大地质≠大地矿(对1991年提出的“地矿产业”要反思),按这个产业定位,现行地勘行业管理的覆盖范围还要加宽。

    三是基于国家财政支持、走在商业性地质工作的前面的公益性地质工作要做大,其信息供全社会共享,基于市场和地勘基金的商业性地质工作规模更大。

    四是地学研究多元化,地球科学正从传统的分散的单学科研究向地球系统科学研究转变,地质科学也要向地球系统科学即“大地学”拓展。

    五是适应“矿产资源全球化”的发展趋势,在立足国内的同时,“走出去”开拓境外地质工作,为利用“两个市场、两种资源”不失时机地做好前期服务。

    2.大地质与大地学

    基于地质科学的大地质和基于地球科学的大地学,其研究对象相同而研究领域不同。大地学的包容面广于大地质,但有交融态势(表6)。

    表6 大地学与大地质研究方向的概略比较表

    由表6可见,两者的共同点比较多,有向地球系统科学合流趋势,但在学科上仍显示出整体和局部相包含关系的脉络。“大地质”栏中未列举的海洋、陆地地表过程恰是“大国土”关注的热点领域。

    3.大地学——科技和信息服务

    公益性地质工作以地质图件为窗口面向全社会服务。英国地调局2006年发起的《全球1∶100万数字地质图计划》,产生于矿产资源全球化催生地质调查全球化的背景,旨在推进各国既有地质图数据网络化和国际共享。为保护市民避免遭受地震、海啸、滑坡和火山爆发等地质灾害的威胁,由联合国发起在日本神户通过的《2005~2025兵库行动框架》,有关信息和知识都要及时传输到全社会。

    2008年我国地理信息产业已形成测绘服务、遥感服务、地理信息系统、卫星导航4大支柱产业,总产值>600亿元;2009年增速20%,从业人员达40万人,机构>1万家;预计到2010年达到800亿~1000亿元,带动相关产业增长5000亿元。目前,全国唯一、初具规模的黑龙江省地理信息产业园2007年在哈尔滨开园,已建起国际地理空间数据加工基地和高新技术企业孵化器,前景看好。《北京空间信息产业调研白皮书》披露,该产业应用领域扩大到数字奥运、政府共享平台、数据库、防灾减灾等方面,国际合作领先于全国。

    四、浅释

    “三大”之间是有内在联系的,以“四面体”(图2)示意:A代表“大土地”,B代表“大海洋”,它们是“大国土”的两个主要载体,C代表“大资源”,D代表“大地质”作为基础置于底面。

    图2“三大”内在联系示意图

    (一)“四面体”扫描

    “大国土”与“大资源”有交叉重叠,宜各有侧重:“大国土”重在空间,以地表面、海平面为通用界面;“大资源”重在物质和能量,以水土、生物、能源和矿产为载体;“大地质”连同“大测绘”提供科学支撑和信息服务。三者构成一个统一、聚合的“四面体”。我国陆地空间虽大、资源品种虽多,但受结构性矛盾的深度制约,难题不少。

    定格国土空间区位的“大土地(A)”和“大海洋(B)”,其中“大土地”“七山二水一分田”,又派生出:A 高原和山地型土地结构(平原少,后备耕地少,开发成本高),A-C中低产型耕地、草地结构(优质耕地、草地少,又是少林国家)和大江河与中小湖泊型的陆地水域结构(淡水少);“大海洋”“三海两链半纷争”,源于A-B单面陆缘海与陆中海型海洋结构,而中国是世界上拥有邻国最多的国家(共29个,其中15个直接相邻),于本国资源禀赋弊多利少;“大资源(C)”“门类多、总量大、人均少、时空分布不均衡、相互匹配不理想”,又派生出煤基型化石能源结构(高碳、高硫空间)和低品位型非煤大宗矿产结构(富矿少)等。

    (二)“三大”的必然性和价值取向

    “三大”既是科学理念,又是顺应必然趋势的战略定位(表7)。作为人口过量的资源大国和经济大国,必须从大处着眼,针对国土开发中长期存在的几个倾向性问题(表1),集中多方面智慧谋划与经济、社会发展相适应的“大格局”(表8),使“三大”的组合优势得以充分发挥。

    表7“三大”的必然性一览表

    表8营造国土、资源的“和合”大格局一览表

    以上大格局,有的正在形成,有的受体制和机制束缚,施展不开。现行体制、机制问题如表9所列,要有序、分期研究解决。

    提出“三大”,旨在落实科学发展观,融合部门职能,加强统筹协调。经济、社会发展对资源环境的需求与时俱进、因人而异(表10),要瞻前顾后、留有余地。

    表9 “三大”的体制、机制问题一览表

    表10 人对“三大”的阶梯式需求一览表

    资源“瓶颈”有两重性,要以“三大”为杠杆,与经济发展互动,形成供、需“双向制约”,同时,还受生态、社会、政治等“多重制约”(表11)。

    表11 供需双向和多向制约一览表

    下一步,“三大”的研究领域再向“五维”拓宽,“五维”除时间维、空间维外还包括市场维、环境维、文化维。

    (三)推进“三大”的路径选择

    对于推进“三大”的路径可从以下几方面着手:

    1)把“国家可持续发展国土资源战略研究”项目持久化、常态化,提高研究内容的战略含量,从国家层面加强对重大问题的协调力度。

    2)编制部门战略规划,或加强部门发展规划的战略引导,向“三大”提升。

    3)有条件地实施部内整合,发挥基础地质调查、测绘、国土信息和经济研究工作对土地、矿产资源和海洋管理的全面支撑作用。

    4)基于“智能地球”(中国),搭建国土资源管理信息化的综合平台,从小到大,分步实现多门类资源的信息交流和共享。

    5)加强跨部门协调,在政企分开、所有权与行政权分离的前提下,逐步推进“非全能”、服务型的大部门制。

    6)在现行法规基础上适时启动国土资源和空间的综合立法。

    (四)几点困惑

    1)国土、资源管理和地质工作中积累下来的矛盾比较多,化解矛盾要有一个过程,现在是不是推出“三大”的合适时机?

    2)“三大”是从国家层面立意的,眼下设想“三大”的高度还不完全上得去。

    3)“三大”的容量放大了,没有现成的抓手,有待于实践中探索。

    (该文原载《国土资源战略与构建保障和促进科学发展新机制(2009年度)》、国土资源部信息中心《国际动态与参考》2010年第1期(总第439期)。本文为国土资源管理改革与战略高层论坛上的演讲。演讲于2009年11月19日。郭文华、刘丽、陈静、李政制作图表,王凌云整理。)

     
     
    国土资源战略研究的起点和基点

    经过近三年的努力,自然资源部中国地质调查局西安地质调查中心物探团队建立起了一套基于地质雷达水位探测与浅层水质快速取样系统,近日,在“塔里木盆地开-孔河流域水文地质调查项目”成功通过了系统测试。 

    地下水位与水质调查是水文地质与水资源调查的一项基础性工作,传统的地下水位与水质调查大都依托已有水井或钻孔展开,其精度多受水井分布密度的影响。西北地区地广人稀,无井与少井地区所占面积较大,关键控制性水文地质调查点水位水质信息难以获取,很难满足新时期以流域或盆地为单元的区域水文与水资源调查与研究、水位普查的需求。为了获取上述地区地下水位,前人主要依靠钻探手段,成本较高,耗时费力,往往受限于交通条件、电力人力等因素的限制,无法大面积推广,急需研发轻便快捷的无井少井地区水位获取方法与设备。

    西安地调中心依托技术优势,先期已在鄂尔多斯盆地淡水分布区成功应用地质雷达实现了水位高精度快速探测的基础上,针对塔里木盆地等西北内陆盆地广泛分布咸水,咸淡水分布空间分布规律复杂及咸水对雷达信号的屏蔽作用较强,且受地层非均质的影响,在内陆盆地应用地质雷达探测水位难度更大的特点,西安地质调查中心物探团队通过反复测试、创新算法与技术流程,自主研发了单点雷达波速度标定、空气波及侧向干扰波去除、咸水希尔伯特水位识别、弱信号提取与分离、弱信号横向放大等核心技术与流程,先后攻克了沙土区淡水水位快速探测精度控制、粘土区咸水水位探测及沙漠区水位综合探测等关键技术难题;为快速有效获取包气带岩性和验证地下水位水质探测结果,在传统洛阳铲打钻的基础上,自主研发了包气带实用新型钻头与新型取水装置,解决了传统洛阳铲钻探包气带取土困难及裸孔快速取水的问题。同时,采用便携式哈希水质分析仪现场快速分析水质,现场验证与标定物探水质探测结果,保障了技术方法的可靠性。通过上述物探、浅钻与现场测试的设备与方法技术组合,形成了一套无井少井地区地下水位探测和水质识别为一体的地下水快速探测系统。

    水资源是中国地质调查局服务自然资源管理的重点调查对象,是西北旱区社会经济发展和生态文明建设的决定性因素。西安地调中心依托专业和技术优势,在水文地质和地球物理领域开展深度融合,针对以往主要依靠钻探获取地下信息的不足,相继探索实现了毫米级根系刻画、大埋深地下水水位探测、含水层非均质精细刻画等一系列关键技术,增强了地下结构与重要界面的综合探测识别能力,为生态水文地质调查及其他地质调查提供了强有力的技术保障。本次无井少井地区浅层地下水位与水质快速探测系统的研制成功,为西北内陆盆地开展戈壁、沙漠、浅覆盖区等不同地区开展地下水调查提供了轻便、快捷、高效、经济的地下水水质取样解决方案,为西北地区水文地质与水资源调查研究再添一项关键技术。

                                                                        

    无井少井地区浅层地下水位与水质快速探测系统综合测试 

                                                       

    淡水、咸水、沙漠地下水水位探测

     

    西安地调中心无井少井地区浅层地下水位与水质快速探...

    美国国家海洋和大气管理局的一个机构——国家地球物理数据中心与美国地质调查局的地球资源观测和科学中心两者开展合作研发了本文所述的可持续规则,为美国海岸带建立准确、一致和无缝的测深-地形数字高程模型(DEMs),这些DEMs未来将免费供公众使用。正方形单元“光栅”模型是最常用的模型,该规则正是针对这种模型的,而不是不规则三角网(TIN)或其他类型的DEMs。

      

      

      

      表1 海岸DEM的规格

       

    图1 DEM单元嵌套的例子

       

    表2 地理DEMs的大概海上覆盖范围

      

    正方形单元海岸DEMs有很多用途,包括海岸洪灾模拟、海岸变化分析、栖息地测绘和地球可视化。为了支持由多个政府机构、学术界和商业部门建立海岸DEMs的无缝融合,需要在一个明确的框架内研发这种DEMs,框架包括关键DEM要求和建议,以及支持发现、获取和使用的一致文件。

      

    本文所述的正方形单元海岸DEM将被进行测试、审查和改进。目标是为美国建立可持续的框架,使美国海岸地区的无缝、可合并和公开的测深-地形高程模型得到共享开发,以响应总统的国家海洋政策。该框架需要:

      

    1.定义必要的关键海岸DEM规格,以支持DEMs的无缝融合。

      

    2.为数据处理、DEM开发和DEM评估提供建议和最佳方案。

      

    3.作为最新发布公共高程数据的海岸DEMs,描述其有效升级所需的技术。

      

    4.确定文件要求,以获取重要数据处理和DEM开发步骤(例如,符合标准的元数据记录和空间元数据)。

      

    5.确定今后改进的地方,例如数据采集和处理的差距,数据传输的改进,合作和协同可以提高DEM精度和范围的沿海区域。

      

    美国海岸DEM的规则 

      

    表1列出了几个关键海岸DEM规则,这些关键规格是美国海岸正方形单元、公共模型需要遵循的,以确保由不同小组或机构建立的海岸DEMs在单元基础上保持一致。不一致的DEM将无法作为海岸和测深高程的全国性无缝填图的一部分被融合。

      

    投影:正方形单元海岸DEMs应该在当地通用横向墨卡托(UTM)区投影或地理坐标(即,未投影;表1)中。对于海岸线的高分辨率、米级模型,当地UTM区投影是最合适的。对于延伸离岸更远的低分辨率DEMs,地理坐标是最合适的。因为这两种模型之间的正方形单元栅格转换(模型之间的正方形单元不一样)会引起失真,应尽量减少这种转换。

      

    单元大小:UTM区DEMs的单元大小应为1米或3米(表1)。海岸DEMs的地理坐标单元大小在1/9弧秒到9弧秒之间(表1)。三个步骤的因素将有助于确保相同坐标系下不同单元大小的海岸DEMs之间的一致嵌套(即,同样单元大小的9个单元在下一个较粗单元模型中,它们将作为一个单元而有相同的地理足迹)。

      

    海上覆盖范围:每个连续的、较粗海岸DEM都应向海上延伸(表1,图1),以便测深数据密度和单元大小之间有粗略的对应关系(例如,在更深水域中,测深的间隔加大)。表2列出了这些“可伸缩”地理DEMs的大概海上覆盖范围。1弧秒的地理DEMs应向外延伸至大约500米等深线,大致相当于大陆架边缘。3弧秒的DEMs应向外延伸200海里,到达美国专属经济区(EEZ)的边界;而9弧秒的DEMs应包括离岸更远区域的深水,如大型海洋生态系统(LMEs)、小海盆(例如墨西哥湾)和美国外大陆架(ECS)。

      

    网格配准:UTM区和地理海岸DEMs应由单元的角来定义,也称为基于像元或单元的配准(表1)。这将有助于确保海岸DEMs与美国地质调查局国家高程数据集(NED)实现无缝合并。对于NAD83水平基准面和NAVD88高程基准面,NED地形分别在1/9、1/3和1弧秒的单元大小中可获得。像元配准也将更好地实现海岸DEMs和相应彩色浮雕图像的互联网传输。

      

    水平基准面:美国海岸DEMs的水平基准面将使用1983年北美基准面(NAD83,表1)。此基准面与1984年全球世界大地测量系统(WGS84)几乎相同,而对于地理DEMs,认为这两种基准是相同的。

      

    高程基准面:更高分辨率DEMs的高程基准面将使用1988年北美高程基准面(NAVD88,表1),通过由国家大地测量局开发的最新大地水准面模型来实现。因为在单元水平上的高程不确定性可能超过正高(即NAVD88)和各种潮基准之间的偏移量,所以低分辨率模型应参考“海平面”,从而避免需要建立一个共同的高程基准。

      

    边缘精度:每个UTM区模型的边缘/边界范围的精度以米为单位,应能被3整除(即结果必须是整数,没有余数,表1),以使单元对齐并支持DEM合并。为了确保不同开发者所建海岸DEMs之间的一致性,每个地理模型的边缘精度需限定于经度和纬度的两位小数(即0.01度/36弧秒,表1)。

      

    高程精度:海岸DEMs中高程值的精度应适当限于海岸DEM的分辨率,以避免超过必要的更高精度DEM(表1)。对于单元大小为1米的UTM区DEMs,高程精度限定于0.01米。对于单元大小为3米的UTM区DEMs以及1/9、1/3和1弧秒的地理DEMs,高程精度应为0.1米。对于3和9弧秒的地理DEMs,高程精度为1米。低分辨率全球模型(例如,30弧秒单元)应具有10米的高程精度。

      

    多时相:UTM区海岸DEMs应包括多时相方面,多时相可实现高分辨率海岸变化分析(表1)。为了支持多时相,需要明确记录用于建立每个模型的元数据的调查日期和地理足迹,从而使模型之间的时空差别可以量化。虽然老版本的海岸DEM应被存档和公开访问,但地理海岸DEM没有明确的时间,因为它们通常反映了“最可靠”元数据。

      

    地表类型:海岸DEMs需要表示裸露地表或“裸地”,来支持水流模拟。建筑物、树木和其它地上或地下表面不应在模型中表示,并需要从源高程数据集中移除。如码头和水坝等大的固体结构可能要排除,这些结构对于水流是不可透过的障碍。记录应识别DEM中所表示的任何结构。

      

    公众获取和使用的限制:公众访问使用该框架的正方形单元海岸DEMs过程中不应该有任何限制,而不是“不能用于导航”(表1)。对衍生产品(即,DEMs)限制使用和公众传播的专有数据不应用于海岸DEM开发,除非数据所有者书面同意DEM可以没有限制完全向公众开放。

      

    对未来DEM的考虑 

      

    目前,高程基准面限制了河流和近海的延伸。建议能够将高程基准面的空间覆盖范围扩大到更远的内陆/河流和更远的海上,以及美国其他沿海地区(如阿拉斯加和夏威夷),这样就能增加这些区域潮汐基准中高程数据的高程基准转换和所得海岸DEMs的精度。

      

    美国海岸测深和地形结合技术的无缝填图规则

    (一)完全自主知识产权创新型多功能天然气水合物钻采船(大洋钻探船)初步设计完成

    (略)

    (二)自主研制国内首套深海井口吸力锚技术装备并成功应用

     

     吸力锚装船固定                                     吸力锚入水

    该成果由以广州海洋地质调查局为牵头单位,中国地质科学院勘探技术研究所宋刚为牵头人的科研团队完成。其主要创新点:

    1.2019年11月13日,国产深海井口吸力锚在我国南海试验成功,标志着我国已掌握深海井口吸力锚技术。井口吸力锚既需要较强的承载力,又需要很高的垂直精度,以确保钻井时钻杆顺利通过。

    2.结构方面采用了“上拱下锥”式的筒体结构大大提高了其承载力;监测方面采用了机电双通道姿态监控系统实现多参数监控;安装方面采用了步渐间歇式自贯和拖曳连续式负压贯入工艺实现了高垂直精度。其参数为:直径Φ6.5m,高12m,重96t,承载力超500t,安装垂直精度控制在0.17°,技术指标达国际先进水平。

    3.实现了井口吸力锚理论和安装的重大突破,打破了国外技术垄断,使我国成为拥有完全自主知识产权的深海井口吸力锚技术装备的国家。

    (三)中国海1:100万区域地质调查系统性成果集成与洋陆汇聚带地质理论创新

     

    该成果由以青岛海洋地质研究所张勇和广州海洋地质调查局李学杰共同带领的科研团队完成。其主要创新点:

    1. 首次基于我国管辖海域1:100万海洋区域地质调查全覆盖实测数据,形成了“一图一库一报告”整装成果:编制了海洋地质系列图件计3类27张;建立了包含758个数据集的海洋地质空间数据库;编纂了1套“志书”性成果报告。

    2.获得了系列原创性认识:建立了中国海域构造单元划分新方案,创新性提出“东亚洋-陆汇聚带多圈层作用”和南海“弧后扩张与左旋剪切”理论模式;厘定了中国海域中-新生代地层格架,实现跨构造单元的地层比对;刻画了中国海域地形地貌特征,新命名245地理实体并获国务院批准;创新性提出中国东部海域“陆缘条带状”和南海“多源环带状”沉积分异模式;总结了海域成矿成藏规律,引领新领域和新层系矿产资源调查。系统化和理论化的重大成果有效服务于海洋强国战略,推动了西太平洋边缘重大基础科学问题的研究。

    (四)我国中生代爬行动物研究取得重大进展

    南漳-远安动物群中的“鸭嘴兽”龙化石及素描图

    该成果由中国地质调查局武汉地质调查中心的程龙、地质科学院地质所周炫宇、成都地质调查中心安显银等组成的科研团队牵头完成。其主要创新点:

    1.在早三叠世南漳-远安动物群中新发现两件卡洛董氏扇桨龙化石,有与现生鸭嘴兽相似的头骨结构,不仅将鸭嘴兽式的捕食方式提前到早三叠世晚期,而且进一步暗示了海洋生物在早三叠世已经完成复苏,该研究成果发表在《自然》子刊《科学报告》上,后经CCTV等国内外权威媒体跟踪报道后,引起了极大的社会效应。

    2.在辽西地区九佛堂组中新发现了吕氏努尔哈赤翼龙,其牙齿生长角度为进一步揭示帆翼龙类的进食习惯和食性提供了有力证据。

    3.在西藏昌都地区首次发现海拔最高的侏罗系蜥脚类和兽脚类恐龙化石,为蜥脚类恐龙的早期演化和体型大型化生长模式提供了重要证据,对恢复昌都地区侏罗纪时期古生态和古环境具有重要意义。

    (五)中国大型锂矿成矿新机制与找矿新突破

    “多旋回深循环内外生一体化”的锂矿成矿机制示意图

    该成果由中国地质科学院矿产资源研究所的王登红为首的科研团队牵头完成。其主要创新点:

    1.提出了“多旋回深循环内外生一体化”的锂矿成矿机制新认识。在该理论的指导下,开展了以甲基卡为示范带动川西可尔因、九龙等地以锂为主的硬岩型稀有金属地质找矿工作并取得突破,其中在甲基卡矿区及外围探获Li2O(334)资源量约30万吨,马尔康矿田探获Li2O(334)资源量约13万吨。

    2.在此理论的基础上拓展了“五层楼+ 地下室”的勘查模型,进而指导川西、幕阜山—九岭矿集区及中央造山带的秦巴山区等地在寻找伟晶岩型锂辉石矿床、花岗岩体型锂铍铌钽矿床及层控热液型铍矿床等方面取得新进展,指出了新方向,打开了稀有金属找矿的新局面。

    (六)七种自然界新矿物获国际认证

     

    显微镜下的新矿物

    该成果由中国地质科学院地质研究所 熊发挥、中国地质调查局天津地质调查中心曲凯、中国地质调查局成都地质调查中心任光明、中国地质科学院矿产资源研究所简伟等科研人员牵头完成。其主要创新点:

    在我国境内铬、铂族、稀土和金矿床中发现了七种国际认可的新矿物:“经绥矿”(TiB2),“志琴矿”(TiSi2)、“巴登珠矿”(TiP)、 “太平石”((Ce7Ca2)Σ9Mg(SiO4)3[SiO3(OH)]4F3)、“氟栾锂云母”(KLiAl1.5☐0.5(Si3.5Al0.5)O10F2)、“钾绿钙闪石” (KCa2(Fe2+4Fe3+)Si8O22(OH)2)和“灵宝矿”(AgTe3)。这些新矿物的发现提高了我国矿物学基础研究水平,促进了矿物学学科发展,提升了我国学者在国际矿物学领域的影响力,也对相关矿产的基础理论研究提供了窗口。

     

    (七)石漠化调查及综合治理技术创新与应用新突破

          

                                   王研副局长考察广西平果县果化                                 岩溶峰丛洼地石漠化

                                      石漠化生态修复示范区                                   生态修复模式“果化模式”

     

    该成果由以中国地质科学院岩溶地质研究所罗为群为首的科研团队牵头完成。主要创新点:

    1.系统查明中国石漠化面积6期变化规律,创新石漠化综合治理关键技术,集成石漠化综合治理“果化模式”等3种可复制、可推广模式及其关键技术体系,获批国家标准立项3项。

    2.建立示范区6个,成果在西南60多个县推广应用,指导300多个县石漠化治理工程,形成赤苍藤、火龙果、树仔菜、黄花梨以及岩溶景观生态旅游等系列生态产业,累计间接经济效益500亿元,带动20万人脱贫致富,受益1000多万人,培训技术人员3万人次。

    3.编制石漠化相关成果报告3部,获陆昊部长批示2次,科学技术部以石漠化生态修复成果编制科技部简报报送中央,人民日报、中央电视台等73家媒体报道成果。培养省部级人才3名,获省部级二等奖1项。

     

    (八)首套3000米级轻便型声学深拖探测系统研发成功

    拖体入水

    该成果由以青岛海洋地质研究所赵铁虎为首的科研团队牵头完成,是我国首套适用于3000米水深集测深、侧扫、浅地层剖面探测功能为一体的海洋地球物理调查装备。其主要创新点:

    1. 创新深拖系统结构设计和PHINS+DVL+USBL组合航位推算/水声定位算法,首创拖体姿态舵机调节机构,拖体重量轻、结构紧凑、搭载空间大、定位精度高、作业灵活、姿态稳定,获得3项国家发明专利。

    2.可在3000米以浅水下长时间连续开展高精度地形地貌及浅地层结构以及物化参数探测,适用于海底浅表层水合物、热液硫化物等资源调查及特定目标搜索。

    3. 技术指标已通过湖试及海试验证,达到国内领先、国际先进水平,在天然气水合物赋存区完成了应用试验,取得良好探测效果。

     

    (九)国内首套小型化高精度ZAG-E型冷原子绝对重力仪研制成功并应用

    ZAG-E型冷原子绝对重力仪实物图

    该成果由中国自然航空物探遥感中心与浙江工业大学联合完成,主要完成人员林强、周坚鑫等。其主要创新点:

    1.经中国计量科学研究院检测,仪器测量精度为10μGal;经第三方鉴定,各项技术指标均达到国际先进水平。

    2.ZAG-E型冷原子重力仪的成功研制,突破了长期以来的国外技术垄断,为地质调查提供了新手段,实现了国产冷原子绝对重力测量设备从无到有的突破。

    3.该型仪器是国内首个得到国家权威机构检验认证的高精度绝对重力仪,今后将在地质调查、地震监测与预报、地壳运动及地球动力学研究、地球物理测量和军事应用等相关领域发挥不可或缺的作用。

     

    (十)地质调查“在线化”系统研发成功并全面应用

     

    地质调查项目“在线化”应用

    该成果由以中国地质调查局发展研究中心的李丰丹、霍志彬、杨旭东为首的科研团队牵头完成。其主要创新如下:

    1.地质调查项目在线化是地质云、智能化和大数据“三位一体”建设的重要基础。构建项目云上工作环境,初步实现地质调查数据的在线化采集、汇聚、存储、管理、处理与应用,支撑地质调查项目全流程在线化工作和研究,基本形成“云+端”现代化地质调查工作模式。

    2.在线化平台融合地质云各类资源,地质云在地质调查工作中的作用越发突显;在线化协同工作机制支撑调查过程数据的动态汇集与管理,为地质大数据的全生命周期管理和共享奠定基础。

    3.智能地质调查技术手段有效服务于二级项目“在线化”,推动智能化技术落地应用。野外采集从“单兵”提升为地质云“端”,提升了野外调查的工作效率和质量。基于大数据的智能管理分析与决策支持模块支撑业务管理全过程。

    4.目前,地质调查项目“在线化”平台已全面应用于2019年正在开展的地质调查二级项目。

    2019年度地质科技十大进展出炉
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