党的二十大报告提出，必须牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，站在人与自然和谐共生的高度谋划发展。近期召开的全国生态环境保护大会提出，以高品质生态环境支撑高品质发展，加快推进人与自然和谐共生的现代化。

如何实现人与自然和谐共生的现代化？在守护绿水青山的N种方式中，科技创新的力量最不可或缺。

为深入贯彻落实习近平生态文明思想，践行“山水林田湖草沙生命共同体”理念，近年来，国家地质实验测试中心充分发挥自身优势，立足于地学，针对矿山、农田、场地等水土污染与生态环境损毁，创建地球化学工程生态修复技术体系，建立一系列应用示范，取得了重要进展和成果。

以地学方案解决赣南稀土矿山生态问题

江西赣州是我国优势矿种离子吸附型稀土矿床的发源地，素有“稀土王国”之称。经历50余年的开发，赣南稀土矿山在为新中国建设立下汗马功劳的同时，对生态环境造成了破坏。

据了解，赣南稀土开采经历了池浸、堆浸、原地浸提全过程，具有稀土矿区生态问题的典型代表性。江西赣州离子型稀土矿集区位于“南岭丘陵山地带”，有多条重要水系的源头，生态破坏可能影响周边乃至华东、华中、华南地区，生态安全战略意义重大。

矿山生态修复是生态保护修复的重要内容。科研人员深刻地认识到，矿山生态修复绝不仅仅是复原受损地形、简单绿化，而是必须因地制宜、治标更治本。

以形成典型生态问题的绿色解决方案为目标，2012年以来，研究团队依托“全国矿山地质环境综合调查与评价（国家地质实验测试中心）”项目以及“矿区土壤生态功能恢复技术”课题，分别在世界离子型稀土矿首发地及开采地赣南足洞废弃矿山及定南岭北矿区进行调查评价、修复技术研发与应用示范。

针对离子型稀土矿开采后存在的典型生态问题，研究团队建立了障碍度评价模型，分析功能恢复障碍因子；研发了天然黏土矿物材料、复合生物炭材料、生物地毯材料、微生物菌剂材料等一系列土壤改良材料；提供了一套复配型保水保肥材料及三类分区植物配置模式；系统梳理总结了矿山生态修复经验技术，创新研发了稀土矿区土壤原位改良的“天然黏土矿物土壤重构-植被配置技术”“稀土矿区蓝莓修复技术”和“地球化学工程+生态袋柔性结构技术”等系列技术，形成了一套土壤改良、植被配置与土地增值开发为一体的综合修复技术；提出了适用于花岗岩发育区的废弃稀土矿山土壤-植被生态修复的地学综合解决方案。

研究团队2014年在足洞废弃稀土矿山原地浸矿场建立了废弃稀土矿山生态修复综合示范基地，长期进行修复技术应用和科学研究。2021年，研究团队在定南县岭北废弃稀土矿山堆浸场地开展植被复绿，以及中草药和经果林种植示范，植被覆盖度达到75%以上，经果林亩均收入超过3000元。目前，足洞废弃稀土矿山生态修复综合示范基地已成为自然资源部助力赣州乡村振兴的一个“示范窗口”。定南岭北矿区把矿山综合治理和生态循环农业相结合，打造了废弃矿山治理的定南样板，为我国南方离子型稀土矿区构建绿色种养循环农业提供了经验参考。

废弃稀土矿山修复前后对比图

“修复后，矿区水土流失率从85%降至10%，氨氮污染程度平均下降10%，土壤有机质含量提高21%以上，植被覆盖率提高90%。与传统修复方法相比，修复成本降低了30%至50%。修复后，矿区土壤肥力由最低肥力提高至中等肥力水平，示范基地种植的高附加值的经济作物蓝莓亩产1500斤，每亩经济收入约3.5万元至5.0万元。经多年跟踪检测，蓝莓果实中有害元素含量远低于国家标准，且富含有益人体健康的多种营养元素。”科研人员用数字证明，相关成果在实现生态效益的同时，为当地生态修复产业发展和乡村振兴带来了新希望。

对于下一步工作，科研人员表示，将开展不同类型稀土矿山生态修复技术攻关，建设南方离子型稀土矿生态修复示范区的“赣州样板”，进一步加强废弃稀土矿山增值利用技术在江西、广东、广西等地的推广应用。

以改良技术助力张北盐碱地增产增收

盐碱化被称为土地的“顽疾”。“春天白茫茫，夏天雨汪汪，十年九不收，糠菜半年粮”，一首民谣道出了盐碱地上种粮之难。我国盐碱地多，开发潜力大。破解盐碱地综合利用这个战略问题必须发挥科技创新的关键作用。

2020年至2022年，国家地质实验测试中心在北京市西城区政府对口帮扶县——张北县组织开展了700平方千米的生态地质调查，取得明显成效。调查发现，张北地处北方干旱半干旱气候区，区内年均降水量300毫米，年均蒸发量1850毫米，蒸发量是降水量的6倍左右，加之季节性河流的多次丰枯，快速交替，表层土壤的水盐迁移运动以上运行为主，使得浅层土壤中盐碱离子无法随水淋滤进入深层土壤而富集于地表，是区域土壤盐渍化形成的重要诱因。

针对张北地区土壤盐碱化特点，科研团队研究提出“根系微障-生物质炭”生态保护修复方案，在保水保肥、提高地力、“以肥代药”等方面效果显著。

改良耕地与周边盐渍化耕地对比

改良后作物

所谓“根系微障-生物质炭”生态保护修复方案，是研究团队运用2018年自主研发的在重金属污染稻田改善土壤微环境取得显著效果的“根系微地球化学障”技术理念，针对张北盐碱地高盐、高碱、有机质与养分含量较低、质地疏松等问题，研发具有高有机质含量、高比表面积等特征的生物炭-天然矿物复合材料，在播种时期随种子和种肥施入作物根系土壤，通过构建“微型屏障”有效降低土壤pH值、提升土壤肥力、限制盐分在土壤-作物系统中的迁移转化、为微生物扩展生存空间，实现盐碱地“重茬”问题低成本、高效治理。

据介绍，通过调查、研究和应用，实验测试中心与北京市西城区政府、河北省张北县人民政府和张北厚道养生盐碱地种植公司联合建立了张北盐碱地改良应用示范基地——生态修复示范基地，示范面积1100余亩，成功实现了盐碱土地改良。通过种植藜麦、甜菜、油莎豆等高附加值作物，产量产值均有明显提升，每亩增收均超过千元。张北县人民政府认为“系列成果为该县构筑现代农业体系、打赢脱贫攻坚战、推动乡村振兴战略实施等提供了强大助力。”2023年5月27日，河北省委书记、省人大常委会主任倪岳峰在该基地视察调研时强调，要进一步扩大盐碱地改造规模，提高盐碱地综合利用效率，把开展盐碱地综合利用摆上重要位置，充分发挥科技创新的关键作用，加大盐碱地改造提升力度。据了解，下一步，研究团队将在扩大张北地区盐碱地改造提升规模的同时，加大不同类型盐碱地改良和综合利用科技攻关力度，提出“品种-农艺-工程-产业”一体化盐碱地综合利用解决方案，为我国开展大面积盐碱地改造提供可借鉴的示范样板，服务国家粮食安全战略。

以初心和使命做美丽中国建设者

除了上述两处亮点，国家地质实验测试中心从20世纪90年代初即开始环境地球化学与生态保护修复研究，主持相关项目20余项，积累了丰富的经验。特别是在我国全面推进生态文明建设以来，国家地质实验测试中心承担了一系列有关生态环境修复的项目，开展生态修复技术研发与示范，并获得了令人瞩目的成绩：

——在江西德兴铜矿源头开展工作，将微生物技术应用到酸性矿山废水治理工作中，在保证处理效果的同时，考虑修复治理成本为企业增加收入，改善修复工艺，研发修复装置，取得了良好的效果；

——在江西赣州市，开展在产农田重金属污染修复工作，首创性提出“根系地球化学障”修复模式和技术，使稻米中镉去除率超过80%，显著降低修复参与人员的劳动强度和修复成本；

——在湖南湘潭，针对化工场地多重金属-有机污染物的复合污染土壤问题，提出了电动化-稳定化修复技术，为复合污染场地修复和复垦提供了经济高效的新型技术方法；

——在云南安宁，采用多层次植被搭配技术建立生态恢复示范区，实现矿山采空区植被快速恢复，实时监测生态参数，调整植被养护方案……

纤纤不绝林薄成，涓涓不止江河生。

随着一个个项目的实施、一项项新技术和材料的研发和应用，越来越多的成果从实验变成示范，把“白茫茫”变成“绿油油”，把满目疮痍变成绿意融融，把寸草不生变成姹紫嫣红。

“其实，除了我们的技术支撑，这些成绩的取得也来自各方的支持和配合。”研究团队成员举例说，2020年“全国矿山地质环境综合调查评价”项目野外工作任务重、时间紧，项目组临时党支部积极与当地党支部对接，通过党建活动建立了良好的互助合作关系。赣南地质调查大队（现更名为：江西省地质局第七地质大队）第一时间派出10余名专业技术人员支援项目开展野外调查、取样等工作，并提供样品存放和加工场地。在赣州红色热土工作期间，项目组成员在不断提升业务水平的同时，收获了更多的精神财富，秉持理想信念、坚守初心使命、敢于担当作为。

生态修复工作常常要面对恶劣的环境、艰苦的条件、棘手的问题，但当被问及如何面对与克服这些困难时，团队成员用朴素的话语道出了他们十足的信心和决心——“乐在其中，我们就是想把生态修复的文章写在祖国大地上。”

生态修复，非一日之功。期待，在新时代新征程上，他们继续以科技创新为笔，为建设美丽中国书写高质量发展的“绿色答卷”。

2017年8月21日下午，第12届国际生态大会召开期间，中国地质调查局岩溶地质研究所/联合国教科文组织国际岩溶研究中心牵头组织召集了岩溶生态分会场——“岩溶生态系统：从全球到局部的意义、退化及恢复”，吸引60余名国内外代表参加了会议。

分会场分上下两个阶段，分别由岩溶所/国际岩溶研究中心曹建华、加拿大湖首大学Azim Mallik、广西植物研究所黄玉清研究员主持。曹建华研究员对岩溶生态研究的现状和发展趋势进行了简要介绍。随后，来自加拿大湖首大学、中国科学院华南植物园、北京林业大学等机构的8名专业学者从不同角度进行了有关岩溶生态的学术报告。报告涉及了岩溶区石漠化综合治理模式、岩溶生态系统服务功能评价、中国西南岩溶断陷盆地石漠化区遥感图像解译、岩溶生态与旅游、岩溶植被根系与生态水资源利用、岩溶生态系统中石灰土特征、岩溶峰丛洼地水土保持机理、土壤养分对于退化岩溶区植被恢复的响应等。参加会议的专家学者就以上报告进行了交流讨论，对岩溶生态研究的发展交流了经验。纷纷表示，希望不同领域的朋友可以加强合作，取得更深入的成果。

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

一、河北沧州平原区地下水与地面沉降国家野外科学观测研究站

河北沧州平原区地下水与地面沉降国家野外科学观测研究站（简称沧州国家站）依托单位为中国地质环境监测院和中国地质科学院水文地质环境地质研究所，属于“一站多点”形式，包括沧州主站、正定副站和通州、大兴、滨海新区、雄安新区、衡水、正定等5个观测点，总占地约10万平方米。

以获取长期连续稳定的高精度、高质量地下水与地面沉降科学观测数据为核心，分别考虑了影响地下水降落漏斗与地面沉降的活动断裂、软土、重大工程建设、地下空间开发利用等因素，重点开展地下水与地面沉降观测技术方法研究、地下水降落漏斗与水平衡响应关系研究、地面沉降演化机制及防控对策研究、重点区域地面沉降风险评价等4方面研究。

沧州国家站主要观测地下水动态、水分通量、沉降量、孔隙水压力等4大类指标7项具体观测内容，最早自2008年开始数据观测，累计接收数据154万条。目标是建成世界一流的科学观测研究设施和具有重要国际影响的人才培养与交流合作平台，大幅提升我国地下水保护利用与地面沉降防控科学研究水平，为京津冀地区水安全、粮食安全、生态安全、城镇安全和重大工程安全提供可靠的科技基础支撑。

二、自然资源部地下水科学与工程重点实验室

自然资源部地下水科学与工程重点实验室，始建于1990年3月，依托单位为中国地质科学院水文地质环境地质研究所，是自然资源部系统首个以地下水环境同位素示踪与测年技术为核心的权威实验室，是国际原子能机构的长期合作单位。

重点实验室聚焦国家重大战略需求和地下水科学与工程前沿基础，依托拥有的加速器质谱仪、多接收电感耦合等离子体质谱仪、大型MAT 253稳定同位素比质谱仪、液相色谱—质谱联用仪、超低本底闪烁谱仪、惰性体质质谱计等大型设备，以地下水循环演化基础研究、地下水可持续性应用基础研究和重大关键技术研发为主要研究方向，构建完整的（年龄从数百万年至今）地下水测年技术方法体系与应用示范。

重点实验室自主研发了地下水同位素测试及其他测试前处理装置的技术开发和改造工作15项，其中痕量惰性气体核素激光冷却技术、水中低水平氚测试技术、地下水14C年代测定真空脱气鼓气法采样技术达到国际同类实验室水平，并研制了一系列地下水同位素国家一级标准物质，通过技术研发促进了水文地质环境地质相关学科发展。

三、自然资源部岩溶动力学重点实验室

自然资源部岩溶动力学重点实验室依托单位为中国地质科学院岩溶地质研究所，成立于1997年，是自然资源部成立最早的实验室之一，建有丫吉试验场、毛村地下河观测站、官村地下河观测站等野外研究场地。

重点实验室坚持以地球系统科学为指导，以岩溶动力学与资源环境为研究核心方向，具体包括：岩溶动力学与水文水资源、岩溶沉积记录与全球变化、岩溶作用与碳循环规律及源汇效应评价、岩溶生态系统演变与可持续利用，实现岩溶探测方法、岩溶水野外观测技术、岩溶水数值模拟等研究方向的创新。

重点实验室围绕我国南方具有代表性的峰丛山区岩溶泉系统，进行岩溶含水介质结构和水动力场研究，建立岩溶含水系统物理模式及其相应的数学模型。自1986年持续开展表层岩溶带、岩溶泉、地下水水位的数据积累，评价了石漠化恢复的水文效应。建立了反映南方岩溶水运动规律和调蓄机制的空间分布式数学模型。今后将继续促进岩溶含水层的研究与水资源可持续管理的结合，为实现岩溶地区“绿水青山”和“低碳发展”提供更多具有推广应用前景的科技成果。

四、自然资源部陕西榆林地下水与生态野外科学观测研究站

自然资源部陕西榆林地下水与生态野外科学观测研究站，始建于2010年，依托单位为中国地质调查局西安地质调查中心，属于“一站多点”形式，包括红石峡主站、红石桥副站和植物园观测点、林场观测点、小壕兔观测点等。

观测研究站以解决水与生态的关键科学问题为目标，开发植被生态与水的动态监测技术，研究大尺度的植被生态和地下水关系，提出流域尺度植被指标与地下水位变化的耦合方法，揭示场地尺度植被利用地下水规律，建立识别优势植被对地下水依赖程度的方法体系，为基于生态环境保护的地下水开发利用提供科学依据。

采用分析根系耗水来源的氢氧同位素技术，揭示了旱柳、杨树等乔木生长受水分胁迫机理以及水分恢复期植被根系吸收水分来源与分配机制，计算出毛乌素沙地与黄土高原过渡地带旱柳、杨树等乔木人工栽植间距应大于6.4米，为毛乌素沙地等干旱区植被生态环境防治提供了科学依据。

（作者系中国地质调查局科技外事部科研处四级调研员）

自然资源部中国地质调查局国家地质实验测试中心组织专家于2018年11月27-28日，在江西赣州石城县脱贫攻坚1:5万土地质量调查工区，对“湘鄂重金属高背景区1:5万土地质量地球化学调查与风险评价”二级项目野外工作进行了验收。

野外验收专家组听取了项目组2015-2018年的野外工作情况汇报，现场抽查了2018年石城县工区琴江、石田河流域的三条野外工作路线，抽查采样点34个，包括表层土壤、农作物及根系土、灌溉水等样点类型，并检查了土壤样品加工场地。检查了2015-2018年的室内原始资料，其中抽查土壤采样记录卡720张，检查实际材料图23张、野外记录卡15本、航迹图3本、质量检查记录5册。

野外验收专家组认为二级项目组按照实施方案和审批意见书要求全面高质量完成野外实物工作量，野外工作方法正确，野外定点、采样、记录、样品加工与质量监控等符合设计规范要求，提供的资料齐全、详实。经专家组讨论，同意通过野外验收，验收等级为优秀。

“湘鄂重金属高背景区1:5万土地质量地球化学调查与风险评价”二级项目2016-2018年设有10余个子项目，工作内容涵盖湘、鄂高背景区1:5万土地质量调查与风险评价，江西赣州脱贫攻坚1:5万土地质量调查以及硫化物—多金属矿山及周边地球化学调查与污染防控等内容。项目的成果将为湘鄂镉、硒异常区以及江西赣州脱贫攻坚富硒土地资源开发利用和脱贫攻坚提供应用示范，为高背景区土地资源区划、富硒农产品开发提供建议，为矿业影响区重金属源头风险调查评价提供技术方法，为土地资源合理利用及管护水平提升提供了技术支撑。

截至2018年4月8日，中国地质调查局岩溶地质研究所承担的子项目“广南县-丹寨县1:25万土地质量地球化学调查”，完成丹寨县野外面积性调查工作942平方千米，采集表层样766件、深层样233件，富硒茶叶种植区异常查证采集茶叶及根系土样品各30件。野外采样作业组自检互检率100%；野外质量检查率（跟检、抽检和重复样）达14.8%，其中重复样占2.4%；样品加工质量检查率为5.6%，样品组合320件；室内质量检查率32.5%。

丹寨县是国家长期支持的扶贫区，是国家审计署和万达集团的定点扶贫县。为落实中国地质调查局地质调查支撑丹寨脱贫攻坚任务，岩溶所二级项目“滇黔桂岩溶区土地质量地球化学调查”提前谋划，部署丹寨县1:25万土地质量地球化学调查工作。2018年1月16日工作正式启动，项目组制定了详细周密的野外调查工作和质量检查计划，做到野外质量检查与调查工作同步进行，及时发现、纠正和整改野外质量问题。目前，项目组准备送样，可望早日获取分析测试结果进行成果总结，并服务于丹寨县扶贫工作。

该项目的开展可系统查明县域全境、耕地集中区54项化学元素及化合物的含量特征及空间分布规律，划分土壤环境质量和土壤污染等级，圈定丹寨县富硒、富锌土地面积范围，助力丹寨县富硒、锌农业产业开发；同时，满足丹寨县近期的“四个一”产业扶贫工程、中长期土地利用规划以及未来农业产业结构进一步调整与升级提供精确的调查工作“靶区”。

野外采样质量抽检