近期，中国地质科学院岩溶地质研究所在西南岩溶石漠化区生态恢复领域取得新进展。

岩溶石漠化生态系统植被恢复普遍面临土壤氮素匮乏的制约。豆科植物通过根瘤菌共生体系实现生物固氮作用，将惰性大气氮转化为可利用的铵态氮，因此在岩溶区生态恢复演替初期，豆科植物常作为先锋物种占据优势生态位。然而，不同豆科物种在促进土壤氮有效性方面存在显著种间异质性。除共生固氮外，豆科植物可能通过根际调控作用影响土壤氮循环关键过程，进而影响土壤氮有效性。这种植物-土壤互作对氮素有效性的调控路径及其影响机制仍未明晰，制约着石漠化治理中豆科植物的科学配置。

岩溶所科研人员通过系统研究云南岩溶断陷盆地石漠化区豆科植物和非豆科植物生长的氮限制程度和土壤氮转化过程，发现豆科植物生长的氮限制程度显著低于非豆科植物。豆科植物经过有效改善土壤环境，可提高土壤无机氮供应能力，进而增加氮有效性，能够缓解植物生长氮限制程度。当然，这种能力因物种类型不同有较大差异，土壤无机氮供应能力越大，豆科植物氮限制程度越低。因此，豆科植物在土壤氮循环和有效性中发挥着重要作用，对于石漠化区生态恢复初期植物群落物种的配置具有重要理论指导意义。

岩溶石漠化区豆科植物和非豆科植物氮限制及其影响机制概念图

在广东省茂名市电白区马踏镇石古湾村小学，有个“乡村振兴海洋地质科普室暨科普教学点”。这是广州海洋地质调查局发挥专业优势助力乡村振兴的一个小小窗口。

对于这所乡村小学的孩子们来说，在这间陈列着各式地质科普展板、实物样品及船模的教室里，不但有他们听不够的地质科普故事，更藏着他们对地质科学世界的憧憬与向往。因为，他们和他们的家人正深切感受着地质科学技术给生活带来的巨大变化。

据了解，为贯彻落实党中央、国务院关于实现巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接的重大决策部署，根据中国地质调查局党组部署安排，广州海洋地质调查局将地质调查应用到农业领域，在马踏镇重点村正持续开展马踏镇生态农业地质调查项目，以专业技术优势赋能乡村振兴。

为土地做“体检”，摸清资源“家底”

马踏镇位于广东省茂名市电白区东部，是广州海洋地质调查局等单位乡村振兴定点帮扶单位。这里耕地多，土地肥沃，水资源丰沛，素有“电白粮仓”美称。已完成的“广东阳江-茂名地区1∶25万多目标地球化学调查”成果表明，马踏镇富硒土地资源较为丰富，具有发展天然富硒产业的潜力。

如何科学利用富硒土地资源，激发天然富硒产业潜力，通过发展特色产业，以产业振兴促进乡村振兴？解决问题的“钥匙”非生态农业地质调查莫属。

开展土壤剖面取样

生态农业地质调查主要是以地球化学技术开展土地质量现状调查，了解土地中营养元素（氮、磷、钾等）、生命健康元素（硒、锗、钼、锌、锶等）以及重金属元素（镉、铬、铅、砷、汞等）含量分布及其生态效应。

通俗地讲，就是对土地进行抽“血”体检，这里的“血”主要是土壤。通过分析土壤中多种元素，对土地的健康状况进行评价，让农户了解土地贫瘠，农作物长势差、产量低的原因，以便对症下“药”；哪些土地的粮食和果蔬品质好，更利于人类健康；哪些土地可能对人体健康和环境造成安全隐患等。

生态农业地质调查通过科学手段查明耕地的质量，服务于粮食生产，为保障国家粮食安全贡献力量，也是支撑乡村振兴重大战略的有力抓手。

无人机航测图

据介绍，马踏镇生态农业地质调查项目已纳入中国地质调查局编制的《地质调查支撑服务乡村振兴总体方案（2021-2025年）》。通过该项目实施，2022年度，项目组在茂名市电白区马踏镇石古湾村完成1∶10000土地质量地球化学面上调查和1∶2000土地质量地球化学加密调查，共采集341件土壤样、10件水样和30件农作物样，并完成样品的测试分析，对马踏镇石古湾村全域开展了春秋两季无人机高分辨率影像航测。为持续支撑茂名市电白区马踏镇乡村振兴工作，2023年度，项目组在茂名市电白区马踏镇黄羌村和下山村开展生态农业地质调查工作，设计采集样品286件，截至目前，已采集样品206件。

项目成果表明，石古湾村富硒富锗富钼土地资源较为丰富，圈定了天然富硒土地2247亩、富锗土地2750亩、富钼土地4835亩，区内采集的16件稻谷硒元素含量范围为0.033~0.085mg/kg，平均含量为0.052mg/kg，大于标准值0.04mg/kg，稻谷富硒比例高达81.25%，为当地富硒富锗富钼特色农业发展奠定了资源基础。

通过调查，项目组还摸清了村域内地貌特征、农作物种植结构和特色农业分布区等现状，编制了《广东省茂名市电白区马踏镇石古湾村生态农业地质调查图集》，为乡村规划、种植结构调整、富硒富锗富钼特色产业规划和发展提供了科学依据。

是“辛苦活”，更是“精细活”

生态农业地质调查最辛苦的莫过于采集园地或长期积水的水田中的土壤样品。

时至夏日，粤西地区已经进入“蒸烤箱模式”，地面温度超过40℃。为保证及时推进“马踏镇生态农业地质调查”项目土壤取样工作，技术人员在马踏的田园里开展采样、编录、拍照等各项流程工作不但要克服高温“烤”验，还要时刻防范粤西地区红蚂蚁和蛇的“亲密接触”。

前往采样点

此外，这里的园地大多数不是普遍认为的菜园地，而是果园或橡胶园等，其植物群落结构与林地类似，灌木荆棘蕨类等丛生，往往无路到达采样站位，需要技术人员扛上设备负重当场开辟一条新路到达目的地。技术人员在前往目的地的过程中被树枝、荆棘弄伤，被山蚊叮咬便成为日常。而且，长期积水的水田淤泥较深，技术人员扛着设备更容易下陷，可谓举步维艰。

在这样的环境工作一天，技术人员身上的工作服都会因为大量出汗而凝结几层盐霜。此外，由于腐殖质含量比较高，在水田里采样后整个人都散发着臭烘烘的气味。

生态农业地质调查是个“辛苦活”，也是个“精细活”。

为了安全保障和野外工作顺利执行，项目组会请一位熟悉当地地理环境的村民当向导。有一次，向导好奇地说：“在地里取土样不就是简单的事儿嘛，土到处都是，随便取便是了，为何流程如此繁琐，而且你们取样为什么不直接用铁铲，而非要用木铲？”

对于村民的疑问，技术人员耐心地解释道：“取土壤样必须依照规范操作，比如，耕地的土壤样取的是表层0~20cm土壤，由1个主样和3~6个副样混合而成；取样的位置已经设计好，不是随便在哪个地方取就可以的；取样时需要用木铲将铁铲接触过的土壤先剔除，再取样装入样袋，如果直接用铁铲，可能会导致铁铲的金属元素污染样品，导致样品测试数据不准确。”

向导听后连连点头说：“原来挖个土也有这么多规矩，真是长见识了。”

为农业转型带来新“硒”望

在调查成果的基础上，广州海洋地质调查局积极支撑石古湾村申报天然富硒土地认证，取得由广东省科协天然富硒土地资源科技成果转化联合体、广东省地质学会联合颁发的天然富硒土地认定证书。首批认证的天然富硒地块面积691亩，土壤硒含量范围为0.44~1.38mg/kg，平均含量为0.79mg/kg，高于富硒土壤标准。这是茂名地区首个获得省级认证的天然富硒地块，天然富硒土地的成功认定为马踏镇发展富硒产业打下了品牌基础。

据石古湾村驻村第一书记介绍，石古湾村立足“富硒”资源禀赋，已引导成立了8家合作社，流转土地近2000亩，初步建成电白区丝苗米产业园“富硒水稻种植基地”、“退桉改香”种植示范基地、“富硒”特色农产品种植示范基地，带动约150位村民实现家门口就业，发放劳务工资近300万元。

显然，生态农业地质调查使茂名市电白区看到了农业转型升级的新“硒”望。2023年5月11日，电白区委书记谭剑锋主持召开专题会议，研究马踏镇富硒产业发展相关工作，强调要立足资源优势，推动资源优势转化为产业优势和经济优势，全面推进富硒特色农业产业发展，实现强镇富民，全力打造粤西首个富硒特色产业，建设美丽健康电白。

据介绍，目前，马踏镇正依托富硒资源调查和富硒认证基础，大力推动丝苗米、千禧果、沉香、杨梅等特色农产品市场化、产业化、品牌化和标准化。加快马踏镇农业产业的转型升级，助力打造富硒特色品牌农业，将富硒土地资源优势向富硒产业优势、经济优势转化，促使其成为农民增收致富的“金篮子”。

“保护生态环境，深挖土地绿色资源潜能，用绿水青山孕育好产业，助力乡村振兴，是我们开展生态农业地质调查的愿景和最终目标。”项目组人员说。

道阻且长，行则将至，行而不辍，未来可期。开展生态农业地质调查推进乡村振兴是一件久久为功的工程，是一项服务于土地资源管理、地方经济发展和乡村振兴的基础地质调查工作，也是自然资源系统践行绿色发展理念的重要举措。

接下来，广州海洋地质调查局将持续开展茂名市电白区马踏镇重点村生态农业地质调查，查明富硒土地资源禀赋，推动马踏镇天然富硒土地开发与利用，持续为当地绿色特色农业发展“造血”，服务地方经济发展和“百县千镇万村高质量发展工程”。

 

中国地质调查新进展论坛现场。 谷兰丁/摄

10月18日，2018中国国际矿业大会——中国地质调查新进展专题论坛拉开帷幕。

本次论坛上，来自中国地质调查局的四位专家分别介绍了2019～2021年中国地质调查业务总体布局，以及2016～2018三年来在解决制约能源资源、重要矿产资源、环境和灾害、地球系统科学等方面的基础地质调查突出成果，在油气资源、大宗紧缺矿产、战略性新兴矿产和大型资源基地综合地质调查等方面的新进展，以及支撑服务国家重大区域发展战略、自然资源管理、地质灾害防治，组织实施地热科技攻坚战等方面取得的工作成效。

小编撷取了专家报告中的精彩内容，与大家一起分享中国地质调查事业的新成果、新部署。

地质调查业务总体布局

（2019年-2021年）

新时代地质工作的新定位：

全力支撑能源、矿产、水、粮食和其他战略资源安全保障，精心服务生态文明建设和自然资源管理中心工作。

地质调查十大计划：

1 公益性基础地质调查计划

目标：提升地球系统认知程度；推进基础地质理论原始创新和关键技术方法进步；促进地球系统科学发展。

任务：自然资源赋存的地质背景和条件；解决深部制约因素；表生地质过程和控制因素；多圈层交互作用和资源环境效应。

2 能源矿产地质调查计划

目标：全力支撑服务能源资源安全保障。

任务：加强常规和非常规油气资源调查，突出清洁能源调查，支撑油气体制改革，提供油气、页岩气、煤层气等招标区块。

3 重要金属非金属矿产地质调查计划

目标：支撑矿产资源安全保障，为矿产资源管理提供招标区块。

任务：开展大型资源基地资源潜力、开采条件和环境影响“三位一体”综合评价，圈定一批找矿靶区，引领商业性矿产勘查，助推形成一批大型矿产资源基地；开展锂、铍、铌钽、高纯石英等战略新兴矿产和钾盐、锰、铜、金等大宗紧缺矿产调查；开展矿产资源节约与综合利用调查。

4 海洋地质调查与天然气水合物勘查试采计划

目标：服务海洋强国建设和“一带一路”倡议，全力支撑国家能源资源安全保障；探索服务国家重大战略的海洋地质调查新模式和重大成果集成新产品。

任务：围绕重大工程开展海洋基础地质调查；开展海洋油气地质调查，实现油气突破；开展海域天然气水合物勘查试采，实现既定目标；开展大洋科学钻探首钻选址，两极科学考察；持续更新国家海洋地质信息和提升服务水平。

5 重要经济区和城市群综合地质调查计划

目标：服务国家重大区域发展战略；支撑国土规划、城市发展规划、重大工程基础设施建设规划；支撑服务沿海城市群经济发展。

任务：京津冀协同发展区、长江经济带、粤港奥大湾区、丝绸之路经济带综合地质调查；海岸带综合地质调查；雄安等多要素城市地质调查；提出国土空间规划与资源利用地质解决方案。

6 地质灾害隐患和水文地质生态地质调查计划

目标：服务城镇和重大工程规划建设；服务民生保障和脱贫攻坚；承接好水资源调查评价技术支撑工作；拓展生态地质调查领域。

任务：开展重大工程地质问题区的区域活动构造调查；开展地质灾害调查和防治；开展地下水监测工程建设和数据采集分析工作，实现动态数据发布；开展水文地质调查；地球关键带生态地质调查。

7 资源环境承载能力评价地质调查支撑计划

目标：为自然资源综合管理提供技术支撑；开展区域资源环境承载能力调查评价，支撑服务国土空间规划和用途管制；在国家生态文明建设试验区开展综合地质调查试点，探索形成地质调查服务生态文明建设工作模式；针对荒漠化、石漠化、湿地退化、矿山环境破坏等问题，开展专项地质调查，为国土生态保护与修复提供支撑。

任务：开展国土空间开发适宜性调查与评价、区域资源环境承载能力调查评价、资源环境遥感地质调查与监测、生态文明示范区综合地质调查。

8 地质数据更新与应用服务计划

目标：形成符合各类用户需要的信息产品，及时有效地提供地质资料信息服务。

任务：开展国家基础地质数据更新与集成，提供国家级地质产品；建设地质大数据分中心，形成地质调查、资源环境数据及时在线汇聚机制和运行体系，构建核心数据库；建设“地质云3.0”，构建地质数据共享服务体系；推进智能化地质调查，初步实现采集处理和应用的智能化；提升地质云基础设施支撑能力，加强地质云网络安全制度与防控措施建设。

9 服务国家重大战略和国土开发保护地质调查计划

目标：推进国际能源资源产能合作，服务“一带一路”国家战略。支撑自然资源管理中心工作，开展国土开发保护地质调查，提供地质解决方案、国情调查报告、标准规范、工作指南和对策建议等。

任务：周边国家重要成矿带对比研究，提升中国在全球资源配置中国际合作能力；开展“一带一路”基础地质调查、数据 更新和服务应用；围绕国家重大战略、自然资源管理和行业管理重大需求，开展地质调查战略研究；开展土地质量地球化学调查、古生物化石及地质遗迹调查、矿产资源国情调查与安全战略研究。

10 地质科技创新计划

目标：取得地质理论原始创新和关键技术重大突破，引领地质调查。

任务：解决制约重大资源环境灾害问题的关键性、基础性的科学问题；创新技术方法并推广应用，研发新装备；创新工作机制、调查方法和表达方式；及时有效地指导和服务地质调查实践。

基础地质调查新进展

（2016-2018年）

解决制约能源资源的关键基础地质问题

● 明确银额盆地具有双层结构，存在白垩系及晚古生界两个不同的含油气地层系统，将下部的晚古生代系统划分为7个分区，为油气资源勘探提供了依据。

● 通过联井剖面分析，明确了松辽等主要盆地砂岩型铀矿的赋存规律。

● 编制了华北平原基岩地质图，突出表达了雾迷山组、马家沟组等热储层，为地热调查提供了基础支撑。

● 完善了南黄海海相古生界多源多期油气成藏地质模型，提交了油气勘探井的布设方案。

解决制约重要矿产资源的关键基础地质问题

● 提出喜马拉雅双穹隆构造带南、北两侧构造环境不同，分别控制稀有金属、Au成矿的新认识，指明了找矿方向。

● 明确幕阜山复式岩体中早白垩世S型花岗岩后期伟晶岩脉控制稀有金属矿成矿，推动江南造山带稀有金属矿产找矿突破。

解决制约环境、灾害的关键基础地质问题

● 建立华北晚更新世以来的地层格架，明确了晚更新世以来沉积过程、环境变化与黄河流域人类文明发展的关系。

● 编制了冀东平原区的第四纪地质图，明确滦河冲积扇向东迁移，查明7000年来渤海湾海岸线北岸不断侵蚀、南西岸不断淤积的变迁规律，为寻找潜在水源地和渤海湾生态环境研究提供了科学依据。

● 根据浅表土壤地球化学测量结果，揭示了北京南部平原区拒马河和永定河冲积扇物质组成的差异及其根本原因、表层次生盐渍化与农田灌溉的关系。

基础地质调查技术方法创新

● 建立了适合中国国情的现代区域地质调查技术体系。

● 自主研发国际领先水平的无人机航空磁测系统，并广泛应用。

● 智能地质填图方法在11个区调项目中推广利用，有效促进了地质云和信息化建设。

解决地球系统科学的关键基础地质问题

● 厘定了我国主要克拉通最古老岩石的分布和时代，提出扬子陆块与全球板块构造启动时间上一致性的认识。

● 在华北克拉通识别出三条巨型高压麻粒岩相变质带，明确了19.0亿~18.5亿年聚合成统一克拉通，是哥伦比亚超大陆聚合的响应。

● 确定扬子陆块南、北缘均发育840Ma左右的蛇绿岩和弧岩浆岩，以及830Ma变质事件和820Ma板内裂解事件，明确了扬子陆块Rodinia超大陆聚散的响应过程。

● 在昌宁—孟连结合带识别出完整的古生代蛇绿混杂岩，揭示特提斯洋从早古生代一直延续到晚古生代，建立了原—古特提斯连续演化模式。

● 发现并精细解剖了兴蒙造山带10余处蛇绿混杂岩带，提出了古亚洲洋主缝合带展布的新认识。

● 地球演化过程中环境与生物巨变事件新认识。识别出1.57Ga古海洋的氧化事件；提出华北克拉通存在与全球一致的1.38Ga中基性火山作用及大洋缺氧事件；厘定了黔西—滇东P/T灭绝事件前后植物群落的演化序列。

矿产资源调查新进展

（2016-2018年）

油气资源地质调查　

长江经济带页岩气调查

● 贵州遵义安页1井获得日产超10万立方米稳定高产工业气流，引领四川盆地外复杂构造区页岩气勘查开发。

● 鄂西地区页岩气资源潜力大，多套层系见良好页岩气显示。

● 安徽宣城港地1井在二叠系海陆过渡相同时获得页岩气、致密气、煤层气、页岩油“三气一油”的重要发现。

● “三位一体”富集成藏理论指导优选17个页岩气有利区，为加快页岩气的勘查开发提供了目标。

北方新区新层系油气调查

针对新区新层系优选了15个油气有利区； 首次在塔里木盆地温宿地区获高产工业油流，开拓了库车坳陷、乌什—拜城凹陷新近系缓斜坡区油气勘探新领域；阜新盆地辽阜地2井钻获15.3立方米/日的高产工业油流；在银额盆地优选了油气有利区，部署实施参数井获油气重大发现，展示良好油气勘探前景。

非常规油气调查

● 煤层气：川南川高参1井稳产超6000立方米/日；黔西杨煤参1井稳产超4000立方米/日；新疆新乌参1井稳产超2000立方米/日；黑龙江鸡煤参1井稳产超1000立方米/日。

● 油页岩、油砂、水合物：在松辽、鄂盆南部、淮南、川西北、三塘湖、柴北缘、塔北缘、羌塘等盆地钻获优质油页岩、油砂矿；在青海木里地区钻获天然气水合物；评价了陕南汾渭盆地氦气资源前景。

大宗紧缺矿产地质调查

● 新疆玛尔坎苏锰矿新区、新层位找矿重大发现

深部发现多层厚大矿体，拉动后续勘查，富锰矿资源量增至5000万吨以上，远景1亿吨以上。

● 桂中发现我国石炭系规模最大的锰矿

广西南丹—宜州地区圈定沉积型锰矿找矿靶区4处，估算资源量8300万吨，资源潜力在2亿吨以上。

● 重庆城口锰矿

累计新增锰矿石资源量1.07亿吨，全区预测远景资源量约5亿吨，其中埋深1500米以浅2.4亿吨。

● 皖东地区浅覆盖区金矿找矿重大发现

江山金矿外围圈定3处激电异常，预测金资源量在100吨以上，有望成为新的金矿集区。

● 焦家金矿带北段取得新突破

圈定后坡—小西庄—招贤等找矿靶区，预测（2000～3000米）金资源量900吨，拉动后续商业勘查，探获金资源量达100吨。

● 四川拉拉铜矿外围找矿再获重要发现

在拉拉铜矿外围银厂箐、双狮、白云山、红铜山等地区新增铜资源量20万吨，会理—会东矿集区铜资源总量有望突破200万吨。

● 新疆西昆仑超大型铅锌矿资源基地形成

新发现多处中小型以上矿床，全区探明铅锌资源储量达2400万吨以上，资源潜力4000万吨以上。

● 西藏罗布莎—香卡山地区铬铁矿深部调查取得重大发现

香卡山深部探获3层厚大矿体，厚度达到32.35米，平均品位50%，新增铬铁矿石资源量近30万吨。

● 内蒙古维拉斯托锂锡多金属矿深部调查

新增锂（ Li2O ）资源量35.7万吨，累计探明锡资源量8.9万吨。

● 滇东北镇雄富磷矿资源基地显雏形

新增P2O5资源量超1亿吨，累计探获富磷矿资源量10亿吨以上，初步形成磷矿资源基地。

战略新兴矿产地质调查

● 川西地区锂辉石矿调查

甲基卡新增氧化锂资源量110万吨，累计探获资源量约200万吨；川西可尔因新发现斯则木足锂矿，探获氧化锂资源量52万吨，进一步夯实了川西锂矿资源基地资源基础。

● 新疆西昆仑锂矿调查

发现大红柳滩伟晶岩型锂辉石矿和苦水湖等卤水型锂矿，初步估算氧化锂资源量100万吨，远景500万吨；氯化锂资源量145万吨，远景200万吨。西昆仑和田地区大型锂资源基地初现雏形。

● 新疆奇台黄羊山

发现超大型岩浆岩型石墨矿， 圈定3处石墨找矿靶区，发现8个矿（化）体；累计探获晶质石墨矿物量7264万吨 ，成为世界上规模最大的晶质石墨矿。

● 湘西北铌钽矿调查

湘西北竹山—竹溪地区新发现超大型土地垭（铌）钽矿，圈定矿体4处；累计探获Ta2O5资源量超万吨，达超大型规模 。

大型资源基地综合地质调查

● 实施7项综合地质调查试点项目

内蒙古赤峰有色金属基地

新疆东天山中段有色金属基地

青海祁漫塔格有色金属矿集区

川西稀有金属矿集区

四川攀西钒钛铁石墨矿资源基地

新疆和田地区火烧云—大红柳滩铅锌锂资源基地

贵州毕节—六盘水地区能源资源基地

● 初步建立了矿产资源基地综合地质调查技术方法体系；探索建立了技术经济评价模型和环境影响评价指标体系；矿产地质调查取得一批重要新发现。

水工环地质调查新进展

（2016-2018年）

支撑服务国家重大区域发展战略

围绕京津冀一体化协同发展区和长江经济带空间规划编制了一系列地质图集和图件。

对我国19个城市群资源环境条件、337个地级以上城市发展的优势地质资源和重大地质问题进行了分析。着重开展了北京城市副中心城市地质调查、雄安新区城市地质调查、成都城市地质地下空间调查等。

组织编制了《中国海岸带资源环境图集》《粤港澳大湾区自然资源与环境图集》；开展承德生态文明示范区自然资源综合调查。

支撑服务自然资源管理

编制了全国和分省自然资源图集、中国滨海湿地变化情况遥感调查报告和东北地区地下水超采情况报告；梳理总结近年开展多门类自然资源调查的实践经验，围绕支撑服务自然资源管理、优化地质调查业务结构和布局等部署开展了一系列专题研究。

全面完成国家地下水监测站点建设，初步实现对全国主要平原盆地的地下水动态监测。参与编制完成《全国国土空间开发适宜性评价研究报告》。编制了33幅全国地质环境区划图系及其说明书，10幅已出版。

支撑服务地质灾害防治

九寨沟地震：提供了地震地质灾害快速解译与应急评估成果。

纳雍崩塌：提供了工程地质孕灾背景及形成机理分析成果。

茂县滑坡：提供了滑坡解译图、 坡体变形InSAR分析、应急排查及成因机制分析成果。

初步建立了基于物联网、信息化和大数据技术的地质灾害监测预警系统，创新提出了地质灾害监测预警“GPP”模式，即“政府主导+专业支撑+群众参与” 模式。

地热科技攻坚战

京津冀地热调查科技攻坚战：雄安新区（D18）井口温度达到93℃，为目前地热田范围内温度最高的地热井。雄安新区不仅广泛分布低温地热资源，还存在具备开发潜力的中温地热资源。“献县科研基地”实现地热资源梯级利用。

青海共和盆地:圈定出18处干热岩体，总面积达3092平方千米。GR1井3705米处的孔底温度为236℃。

资源、环境与生态问题已成为事关人类发展前景的全球性问题。近几十年来，随着人口急剧增长与经济快速发展，世界工业化、城市化进程不断加快，人类活动已成为全球变化的重要驱动力。在经济全球化、区域一体化不断深化的推动下，各国经济发展对相互之间资源、环境与生态的影响不断加大，人类进入了生态全球化时代。面对前所未有的重大而紧迫的全球性环境问题，世界各国在持续努力探索解决之道。党的十八大从新的历史起点出发，做出“大力推进生态文明建设”的战略决策；习近平总书记从新时代基本方略的高度提出要树立“两个共同体”理念——“人类命运共同体”理念与“山水林田湖草生命共同体”理念，为推进全球经济社会发展指明了方向，地质调查工作迎来了新的转型发展。地质调查工作如何适应与服务全球与国内生态文明建设并推动全球与区域问题的解决，亟待深入思考。

 

11990～2015年不同国家矿产资源人均开采量与消费量变化

地球系统问题的全球性与区域性

20世纪50年代以来，人类活动对地球系统影响的程度和频度发生了急剧变化，人类施加于地球系统的各种压力进入“大加速”时期，地球从全新世跨入了新的地质年代——人类世。人类活动对地球系统的影响已经接近或超过自然因素引发的环境变化，并正在继续加剧，有可能产生不可逆转的后果。在第23届联合国气候大会上，来自世界各国的科学家发出警告：地球系统越来越抵近危险的“临界点”。

1. 全球自然资源开发从线性增长转变为指数增长，发展中国家增长尤为突出

过去的100多年，矿产、水、土地等自然资源开发经历了从线性增长到指数增长的转变。

（1）矿产资源：全球开采总量快速增长，发达国家主导矿产消费，发展中国家开采快速增加

1901年以来，全球矿产开采总量经历了缓慢增长、快速增长、稳定增长与急剧增长的变化。与1901年比较，2015年全球矿产开采总量增长了32.0倍，其中化石能源增长14.6倍，金属矿石增长41倍，非金属矿石增长49.3倍。根据开采量增长情况，矿产资源开发可划分为4个阶段：1945年以前，矿产开采量缓慢增长，年均增长0.59亿吨，人均开采量1.73吨；1946～1973年，矿产开采量快速增长，年均增长6.40亿吨，人均开采量增长到5.78吨，年均增长4.0%；1974～1997年，矿产开采增速减缓，年均增长6.15亿吨，人均开采量增至6.34吨，年均增长0.4%；1998～2015年，矿产开采量急剧增长，年均增长16.05亿吨，人均开采量增至9.01吨，年均增长2%。

近几十年来，全球矿产开采与消费格局发生了重大变化。从开采来看，20世纪90年代中期之前，OECD国家主导全球，开采量占全球的41.8%，之后开采量占全球比例不断降低，到2015年降至23.0%，并且自2007年开始由增长转变为下降趋势；金砖国家开采量快速增长，在1995年超过OECD，占全球比例由1995年的37.9%升至2015年的51.6%。从消费来看，直到2007年，OECD国家消费量呈不断增长趋势，1990～2007年平均占全球总量的52.1%，2007年之后消费量降中趋稳，近年来稳定在295.42亿吨左右，占全球比例降至2015年的36.4%；金砖国家消费量在2000年之后快速增长，年均增长6.3%，在2010年超过OECD国家，到2015年增至360.57亿吨，占全球总量的44.0%；其余国家矿产消费量保持稳定增长趋势，年均增长3.1%。

全球资源治理体系变革滞后于全球矿产开采消费格局的变化。1990～2015年，OECD国家人均矿产消费量大大高于其人均开采量，平均高出42.2%，且这一比例有增大的趋势。这表明，发达国家所开发的矿产根本满足不了其消费需求，通过进口越来越多的原矿石、矿产品与各种制成品来补充。金砖国家、其余国家人均开采量一直大于其消费量，说明发展中国家所开采的矿产在满足本国需求之外，有相当比例以原矿石、矿产品、各种制成品等形式出口。以金砖国家为例，2015年矿产开采量14.6吨/人，消费量11.7吨/人，在满足本国需求的同时，每人平均为其他国家贡献了2.9吨的矿产。目前的全球资源治理体系与发展中国家的贡献不相适应，亟需变革，以促进全球资源优化配置。

（2）水资源：开采总量保持增长态势下呈现出显著的区域分化

全球水资源开采在总量持续增长态势下呈现出显著的区域性差异。1901年～1950年，全球水资源开采量缓慢增长，由6713亿立方米增至12265亿立方米，年均增长1.3%；1951年～1980年，水资源开采量快速增长，年均增长3.2%；1981年以来，水资源开采量增速趋缓，年均增长0.8%。OECD国家水资源开采量在1980年由快速增长转变为稳定波动趋势，近年来稳定在9200亿立方米，占全球总量的23%。金砖国家水资源开采量自20世纪60年代以来保持快速增长的趋势，1960年～2000年年均增长2.4%以上，2000年以后增速有所减缓，到2015年增至17500亿立方米，占全球总量的43.7%。全球水资源开采量增长的主要原因是灌溉农业的快速发展与农业经济的持续增长。中国、印度等新兴经济体农业快速发展，加上持续的工业化和城市化，用水量有较大幅度的增长；欧盟、美国等发达经济体由于越来越多地进口工业制造产品与粮食，同时技术进步促使工业与城市用水下降，用水量自以前的增长转变为稳定或下降。

地下水开采量快速增加，部分发展中国家含水层疏干问题严重。全球地下水开采量自20世纪60年代的3120亿立方米增至2010年的9820亿立方米，增长了3倍多。与水资源类似，地下水开采亦呈现出显著的区域差异。发达国家地下水开采在经历了一段时期的快速增长后已趋于稳定或缓慢下降。例如，美国地下水开采1950年～1980年保持了30年的增长，之后趋于稳定。发展中国家地下水开采自20世纪七八十年代以来处于快速增加的态势。例如，埃及1972年～2000年地下水开采量增长了6倍。地下水开采主要集中在亚洲国家，印度、中国、巴基斯坦、伊朗、孟加拉国等5个国家地下水开采量占全球总量的53.2%。地下水开采量的快速增加导致部分地区地下水位持续下降，引发了严重的生态环境问题，如泉水消失、湿地萎缩、地面沉降、海水入侵等。

（3）土地资源：城市与农业用地持续扩展，生态空间不断萎缩

1901年～2015年，全球土地利用变化的趋势是拓荒草原与森林来扩展农业用地，开发农业用地来扩展城市和基础设施建设用地，森林、草原、湿地等生态空间不断萎缩。农业用地面积扩展趋势趋于减缓。1901年～1955年，全球农业用地面积快速增长，年均增长0.88%，占全球土地面积的比例由20.6%增至33%；1955年～2015年，农业用地面积增速趋缓，年均增长0.23%，约占全球土地面积的38.0%。从区域上看，欧盟、东欧和北美的耕地面积有所下降，而南美、非洲和亚洲的耕地面积呈扩大态势。全球森林面积不断减少。1901年～1960年，森林面积平均以每年减少0.18%的速度逐年缩小，1960年以后森林面积缩小速度减缓，年均减少0.1%。

城市化以前所未有的速度在扩张。遥感图像分析表明，全球城市面积6587.6万公顷，占全球土地面积的0.51%。城市用地占土地面积比例最高的地区是西欧（2.11%），其次是东亚（0.97%）、北美（0.72%）、东南亚（0.63%）。据统计，1950年～2015年人口大于1000万的城市群数量由2个增加到29个，人口500万～1000万的城市群数量由5个增加到45个。联合国粮农组织（FAO）估计，目前城市面积以每年200万公顷的速度扩展，80%的土地来自于农业用地。虽然城市占用土地面积比例很小，但是由于城市集聚了全球一半以上的人口，城市发展对生态环境的影响是巨大而深远的。

2. 全球生态环境恶化趋势加剧，区域分化明显

在不断加快的世界工业化、城市化进程作用下，气候变暖、自然灾害、水土污染等日益成为影响全球发展的重大生态环境问题。

（1）二氧化碳等温室气体浓度不断攀升，全球气候变化加剧

根据观测数据，大气中二氧化碳等温室气体浓度上升呈加剧趋势。1901年～1960年，大气二氧化碳浓度由296ppm增至316ppm，年均增长0.11%；1960年之后，增长速度逐渐加快，1961年～1997年均增长0.36%，1997年～2015年均增长0.55%，2015年大气二氧化碳浓度增至399.57ppm。大气二氧化碳浓度升高的主要原因是化石燃料燃烧和水泥生产排放了大量的二氧化碳。2015年化石燃料燃烧与水泥生产排放了360.2亿吨二氧化碳，是1990年的1.6倍。

发展中国家开采了越来越多的化石能源，来满足发达国家的能源消费需求。在世界经济发展竞争加剧的背景下，很多发展中国家为了获得竞争优势，降低或放松了环境标准要求，推动高耗能、高污染、高碳产业发展；而发达国家对环境标准要求不断提高，以提高本国环境质量和生活舒适度。受此影响，高碳产业可能从环境标准高的发达国家向环境标准宽松的发展中国家转移，从而导致碳排放转移。全球碳计划（GCP）对1990年～2015年二氧化碳排放量估算表明：OECD国家因消费造成的碳排放大于其生产造成的碳排放，且差值越来越大；相反，金砖国家生产造成的碳排放大于其消费造成的碳排放，差值亦越来越大。这说明，发展中国家开发了本国越来越多的化石能源，加工、制造成各种产品出口到发达国家，承担了碳排放量上升与环境污染的代价。

（2）重大突发性地质灾害呈上升趋势，经济损失快速增加

全球重大地质灾害发生频次不断上升。联合国国际减灾战略机构EM-DAT灾害数据库收集了各国发生的重大自然灾害。入库灾害至少满足下列条件之一：造成10人以上死亡；100人以上受到灾害影响；政府宣布应对灾害紧急状态；政府在救灾过程中呼吁国际援助。1940年～2015年，全球发生重大崩塌、滑坡、泥石流地质灾害697次，造成6.5万人死亡，有记录的经济损失约89.4亿美元。上世纪40年代到80年代初重大地质灾害增长较慢，80年代以后发生频率快速增加，从80年代初的年均不足10次增加到近10年的年均18次。虽然发生频次增加，但是因灾死亡人数没有明显增长，单次地质灾害造成的死亡人数总体上是下降的，从1970年～1979年的136人/次下降到近5年的38人/次，说明各国地质灾害防治取得了一定成效。然而，地质灾害造成的经济损失自80年代以来快速增加，从70年代的平均每年0.14亿美元增加到近10年的平均每年1.76亿美元。

不同国家地质灾害发生与防治情况存在显著差异。美国1960年～2009年地质灾害共造成336人死亡，直接经济损失12.4亿美元（按1960年折算）。1970年以后，美国地质灾害造成的死亡人数保持在很低的水平，平均年死亡人数在4人以下；1985年以前直接经济损失呈快速增加趋势，之后直接经济损失则呈减少的趋势。墨西哥1997年以前地质灾害发生在低水平波动，平均每年发生10次左右，平均每年导致近14人死亡；1998年以来，地质灾害显著增加，平均每年发生的地质灾害增加至86次，平均每年导致50人以上死亡。尼泊尔1971年～1992年发生地质灾害频次保持稳定，多在19次上下波动；1993年以后发生频次明显增加并呈周期性波动，平均每年发生120次以上，在高发年可达380次以上。

（3）全球水土污染处于上升态势

已有数据研究表明，全球水土污染呈上升趋势，随着部分工业企业（特别是高污染企业）由发达国家向新兴市场国家转移，新兴市场国家水体和土壤面临着越来越大的污染压力。

地表水和地下水污染日趋严重。据联合国估计，全球每天大约有200万吨工农业和生活废弃物排入地表水体中，全球每年污水产生量高达1500立方千米。在发展中国家，80%的污水未经处理直接排放到河流、湖泊和海洋中。世界卫生组织统计显示，全球有8.84亿人缺乏安全饮用水，全球88%的腹泻与不安全饮用水、缺乏卫生条件有关，大部分分布在发展中国家。在快速城市化和农业种植区，地下水中的氮浓度不断上升，地下水质趋于恶化。在人类活动的作用下，孟加拉国、缅甸、阿富汗、柬埔寨、印度、中国等地区发生了地下水砷污染，影响了3500万～7500万人口的饮水安全。土壤污染问题在发达国家和发展中国家普遍存在。由于长达200年的工业化过程和现代工农业的发展，欧洲土壤污染严重。据欧盟调查，38个欧洲国家发现大约有250万个场地存在污染风险，其中有34.2万个已被确认为污染场地，需要进行修复。由于土壤污染的隐蔽性和复杂性，土壤污染问题在很多国家尚没有引起足够重视。

地球系统问题解决的理论框架 

不断加速的工业化、城市化与全球化耦合在一起对地球系统产生了前所未有的影响，促使人们必须从全球尺度去认识地球系统的变化机理；同时，不同区域或国家自然资源与生态环境变化出现了明显分化，与人类相互联系最为密切的近地表圈层资源、环境与生态问题呈现显著的区域性特征，促使人们必须从近地表圈层去认识地球系统的变化机理。在问题驱动下，随着全球观测、信息等技术进步，地球科学形成了一门新的分支——地球系统科学；在地球系统科学理论指导下，聚焦近地表圈层形成了一个新兴领域——地球关键带。

近年来，我国从生态文明建设实践出发，提出了“构建人类命运共同体”和“山水林田湖草生命共同体”的理念。“人类命运共同体”的内涵是从生态、经济、政治、合作等方面构建全球治理体系，推动形成新型国际关系和国际新秩序；在生态方面强调生态环境问题无边界，保护地球系统是全人类的共同责任。“山水林田湖草生命共同体”的内涵是按照生态系统的整体性、系统性及其内在规律，统筹考虑自然生态各要素、山上山下、地上地下、陆地海洋以及流域上下游，进行整体保护、系统修复和综合治理。由此，学术界与政界在应对人类面临的地球系统问题方面高度契合，共同构成了完整的理论框架。

1. 地球系统科学：服务构建人类命运共同体

地球系统科学把地球看成一个由相互作用的岩石圈、水圈、大气圈、生物圈等圈层构成的统一系统，重点研究各组成部分之间的相互作用，了解整个地球系统的过去、现今及未来的行为，为全球生态环境问题的解决提供理论基础与对策方案。上世纪80年代以来，地球系统科学以全球气候变化研究为重点，技术方法不断发展，研究内容不断丰富，研究体系日趋完善与成熟。

 

地球系统问题解决的理论框架

（1）以观测、机理、建模与解决方案为重点，地球系统科学研究取得重大进展

地球系统观测网不断扩展与升级，地球系统监测能力不断增强。美国NASA于1991年建立地球观测系统（EOS），利用卫星与其他手段对全球陆地表面、生物圈、地球空间、大气以及海洋进行长期观测；EOS之后，启动了地球系统任务（ESM），加深对气候系统与气候变化的认识；2017年，启动了下一代联合极轨卫星系统，用于天气预报和环境监测。美国地质调查局自1972年起陆续发射LandSat系列卫星，用于探测地球资源与环境，包括调查地下矿藏、海洋资源和地下水资源，监视农、林、畜牧业和水利资源利用，监测自然灾害和环境污染等。法国国家空间研究中心自1986年开始研发SPOT系列卫星，进行土地利用/覆盖变化、植被监测、自然灾害评估等。欧盟与欧洲航天局自2005年资助地球观测计划——全球环境与安全监测系统（GMES），由遥感卫星与陆地、海洋、大气等监测传感器组成，2013年更名为“哥白尼计划”，以扩大地球观测计划在公众中的影响力。

地球系统变化与过程机理研究不断深化，揭示了地球系统要素不同时空尺度下的变化规律与影响。地球系统变化包括大气过程、海洋过程、陆地过程、冰冻圈过程等，这些过程相互影响、相互作用。由于碳循环是地球系统物质和能量循环的核心，全球碳循环及其对全球变化的响应研究一直是被广泛关注的前沿问题。人们对岩石圈、陆地生态系统、海洋、大气以及人类社会等碳库的储量、在全球碳循环中的地位及其作用机制有了深入的认识。人们认识到土地利用、覆盖变化是造成全球变化的重要原因，很多学者对土地利用变化引起的区域气候、土壤、水文、地质等因子变化及其对生态系统影响进行了大量研究。针对全球变化的生态系统影响，学者从植物群落、植物生理生态、地下生态、水生态系统、生物入侵、生物多样性等方面开展了深入研究。

先后建立了多个地球系统模拟模型，地球系统变化预测能力大幅度提升。上世纪80年代以来，很多研究机构陆续开展了大气模式、海洋模式、陆面模式、海冰模式等地球系统模拟模型的研发和应用。2000年美国NASA提出构建地球系统建模框架ESMF，包括核心框架、天气及气候建模、数据同化应用等，为地球系统建模提供了一个标准的开放资源的软件平台。ESMF发展至今，已经拥有40多个模型，包含大气圈模型、大气动力学/物理学相关模型、海洋模型、陆地和陆表模型、水文学/分水岭模型等。欧洲提出了欧洲地球系统模拟网络（ENES）计划，包括地球系统模拟集成和气候资料存储与分发两个计划，目标是建立一个高效的欧洲地球系统模拟和气候预测系统进行集成模拟研究。日本在上世纪90年代启动了“地球模拟器”计划，于2002年研制成功，并在国际上率先开展了超高分辨率的全球气候系统模式的发展和模拟研究。中国科学院开发了地球系统模式CAS-ESM，集成了大气、陆面、陆冰、海洋、海冰等分量模式。

应对全球变化提出了系列减缓、适应方案，服务制定政策、编制规划和措施决策。基于地球系统观测、机理研究与模型模拟预测，开展全球变化的适应与可持续发展研究是地球系统科学研究的重点之一。2015年，《联合国气候变化框架公约》近200个缔约方在巴黎气候变化大会上达成《巴黎协定》，将所有国家都纳入了呵护地球生态确保人类发展的命运共同体当中，目标是把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2℃之内，并为把升温控制在1.5℃之内努力。越来越多的研究强调通过人类自身行为的改变，主动适应地球系统变化；通过土地系统和景观的重新设计，协调生态系统服务和人类福祉之间的相互关系；通过社会-经济-环境可持续性的综合协同，降低地球系统变化的风险。

（2）促进自然科学与人文科学融合和推进更加平衡的多学科集成，成为地球系统科学发展的未来趋势

国际科学理事会（ICSU）于2010年提出了面向全球可持续发展地球系统科学面临的5大挑战：一是如何提高对未来环境条件及其影响预测的实用性；二是如何发展、增强和集成必要的观测系统用以管理全球和区域环境变化；三是如何预见、识别、避免与管理破坏性全球环境变化；四是采取什么样的制度、经济和行为变化以迈入全球可持续发展路径；五是如何在技术研发、政策制定与社会响应中鼓励创新来实现全球可持续性。

面临这些重大挑战，地球系统科学将会从自然科学主导的研究转变为有广泛的科学和人文领域参与的研究，从单学科主导的研究转为更加平衡的多学科集成研究。“未来地球计划”未来10年将集中在3个方面：动态行星地球——观测、解释、了解和预测地球、环境和社会系统趋势、驱动力和过程及其相互作用；全球发展——获得管理食物、水、能源、材料、生物多样性和其他生态系统功能和服务所需要的知识；可持续性转型——了解转型过程与选择，评估跨部门和跨尺度的全球环境治理与管理战略。

中国所提出的构建人类命运共同体理念，得到了国际社会的高度认可。这一理念被联合国纳入相关决议，与“未来地球计划”等一起共同引导与推进全球生态文明建设。

2. 地球关键带理论：服务构建山水林田湖草生命共同体

地球关键带是指异质的近地表环境，岩石、土壤、水、空气和生物在其中发生着复杂的相互作用，在调控着自然生境的同时，决定着维持经济社会发展所需的资源供应。地球关键带科学为近地表圈层地球系统研究提供了一个整体框架，在此框架内开展全面、系统、持续、深入的跨学科研究。可以说，地球关键带科学是地球系统科学在近地表圈层的具体实现，为地球系统科学提供区域理论基础并服务于区域与全球可持续发展。

（1）融合地质、水文、土壤、生态等学科，地球关键带科学快速发展

通过探索，地球关键带科学形成了一条整合研究的技术框架：循环上升的调查-监测-研究体系。通过调查、监测和研究的循环进行，不断深化对关键带及其过程时空变化规律的认识；在此基础上，通过对图件、数据和成果集成分析，针对管理者、科学家、社会公众等服务对象生产各种产品，将关键带研究成果最大程度地传递给社会。

调查是了解地球关键带组成与结构的基础，也是部署监测和开展建模的基础。2012年，美国地质调查局发布了其核心科学体系科学战略（2013～2023），明确将地球关键带作为其研究的核心靶区，提出针对关键带的结构和过程进行调查，建立关键带3D/4D地质框架模型。针对土壤侵蚀、盐渍化、有机质减少和滑坡等土壤环境问题，欧盟委员会发布了土壤保护主题战略，将传统的1～2m深的土壤层扩展到地表至基岩之间的未固结土层进行调查和研究。关键带调查的主要目标之一是回答“关键带如何形成与演化”这一基本科学问题。欧盟资助的欧洲流域土壤变化项目选择了代表土壤形成不同阶段的4个地区进行调查研究，分析确定关键带形成演化的影响因素和关键带生态服务的可持续性。

监测是了解地球关键带随时间变化的基础，为建模提供所需的输入数据和校正数据。美国国家科学基金会于2007年启动了关键带观测计划，先后建立了10个关键带观测站，以流域为单元，对关键带各种要素进行长期观测。德国亥姆霍兹联合会于2008年启动了陆地环境观测建设项目，先后建成了4个陆地环境观测站，为区域尺度气候变化研究提供地下水、包气带水、地表水、生物和大气的基础观测数据。法国则通过提升现有的“河流盆地网络”所属的观测站，建设关键带观测设施，以流域为单元对关键带要素进行观测。欧盟委员会于2009年启动了“欧洲流域土壤变化”项目，选择4个典型地点建立了地球关键带观测站，将土壤监测作为长期观测的重点。

建模对于深化对关键带形成、运行与演化的科学认识具有重要的作用，始终是关键带科学研究的重要领域之一。例如，美国关键带观测计划的重要目标之一是建立能够描述关键带生态过程、生物地球化学过程和水文过程的系统模型，定量预测气候变化、地质作用和人类活动下关键带结构和功能的响应。关键带过程模型大致可分为两类：一类是描述单个过程的数学模型，一类是描述多个过程叠加的耦合过程的数学模型。对于前者，目前已建立了较为成熟的模拟模型；而对于后者，是关键带建模的重点和难点，尽管近年来做了很多探索工作，耦合模型还远不成熟，仍在不断发展中。

（2）随着地球关键带科学的形成与发展，或将促使地球表层研究发生科学变革

地球关键带将与经济社会最密切的近地表环境作为独立的开放系统，为区域资源、环境和生态问题研究提供一个完整的系统框架。地球关键带科学研究尚处于探索阶段，近年的进展表明地球关键带科学有潜力促使地球表层研究发生科学变革，为经济社会面临的气候变化、生态系统管护、水资源安全、自然灾害防治等重大问题的解决展示了一种新的图景。未来地球关键带科学研究发展方向包括4个方面：开发一个统一的地球关键带演化理论框架；开发耦合的系统模型来探究地球关键带服务；开发一个集成的数据和测量框架并进行验证；建立多学科集成的地球关键带观测站。

从国内生态文明建设的实践中，我国提出了“山水林田湖草是一个生命共同体”的理念。在内涵上，地球关键带与山水林田湖草异曲同工，前者侧重理论，后者侧重实践，目标均是推进区域生态环境治理。地球关键带科学是山水林田湖草系统治理的理论基础，后者则是前者与实践相结合的应用体现。地球关键带科学与山水林田湖草生命共同体理念共同构成了区域生态环境治理的理论框架，共同推进区域可持续发展。

对地质调查工作的思考

地球系统问题得到了政府与学术界的高度关注。在社会治理层面，围绕人类社会持续发展需求形成了“两个共同体”理念——人类命运共同体与山水林田湖草生命共同体。在学术层面，随着全球观测、信息等技术的进步，以问题为导向，地球科学形成了新的分支——地球系统科学，聚焦近地表圈层衍生了“地球关键带”新领域。由此，政府与学界在应对地球系统问题方面高度契合，共同构成了完整的理论框架。地质调查工作应树立人类命运共同体与山水林田湖草生命共同体理念，以地球系统科学理论为指导，以地球关键带为重点，加强调查、监测与机理研究，加强综合评价，服务和支撑生态文明建设。

一是以地球关键带为重点加强综合调查评价。将地球关键带作为地质调查工作的重点靶区。按照统一的技术规范和标准，开展不同尺度的专业性基础性地质调查，充分反映地质框架的成土条件、成矿条件、水文条件等多种属性，建立地球表层三维地质框架模型。充分利用现代信息、网络、大数据等技术，加强区域问题综合评价，形成基础扎实、数据可靠、形式多样的综合评价产品，服务区域生态治理与自然资源综合管理。

二是以服务生态保护修复为目标加强生态地质调查。根据自然资源管理与生态保护修复需要，选择典型地区探索开展生态地质调查，形成生态地质调查技术规范。根据自然资源勘查开发的源头保护、利用节约与破坏修复全过程需要，推进不同尺度生态地质调查，提出生态保护修复地质解决方案。

三是以服务全球资源治理为重点加强全球问题合作研究。以“一带一路”倡议为抓手，加快推进矿产资源勘查开发国际合作，加强产能合作，促进全球资源优化配置。立足我国优势，在前沿与关键领域，策划实施地学大科学计划，以全球岩溶动力系统资源环境、地球化学调查、青藏高原特提斯演化与资源-环境效应等为重点，推进国际地学大计划合作。

四是以资源环境要素为重点加强地球系统探测与监测。采用卫星遥感、航空遥感等对地观测技术，定期采集全球与区域资源环境要素数据。协调、整合、新建观测站点，形成地球关键带综合监测网。开展区域自然资源数量、质量与生态综合监测，及时提出预警。围绕深部资源勘查开发与灾害防治需要，加强地壳深部探测。

五是以提升自然资源管理决策支撑能力为重点加强地质大数据建设。整合现有地质、资源、环境、生态等调查数据，构建地质大数据核心数据库体系。建立资源环境要素数据动态更新机制，实现地质大数据与自然资源管理需求在时空上的契合。与经济、管理、社会等相关基础数据无缝链接，为自然资源管理与资源环境治理提供全方位支撑。

 

地球关键带研究的调查-监测-研究循环体系框架

六是以过程机理研究为基础加强综合评价。基于三维地质框架模型，加强地球系统物理过程、化学过程、生物过程的机理研究，建立地球系统或地球关键带模拟模型。基于机理模型，考虑不同社会经济发展情景，对所面临的问题进行综合评价，有针对性地提出地质解决方案。

（作者单位：自然资源部中国地质调查局发展研究中心）

金沙江白格滑坡——堰塞湖全景

编者按 自然资源部部长陆昊曾在自然资源部地灾监测预警科技创新研讨会上指出，经过多年技术攻关和群防群测工作积累，我们在地质灾害风险调查和隐患排查方面取得了明显成效，下一步要综合运用合成孔径雷达测量、高分辨率卫星遥感、无人机遥感、机载激光雷达测量等多种新技术手段，进一步提高全国地质灾害调查评价精度……最大限度保障人民群众生命财产安全。可见，科技创新在地灾监测预警中的作用至关重要，本期结合我国部分地区地灾防治工作经验，对当前我国地灾防治领域新技术新方法进行报道。

科技创新，提升地灾防治能力的永恒话题

范宏喜

不久前，2018年全国地质灾害防治技术工作总结及经验交流会在北京举行。依靠“科技创新”这个强有力的抓手，利用3年时间，坚决打赢“显著提升地质灾害防治能力与水平”这场硬仗，通过经验交流与新技术新方法研讨，来自全国各省（区、市）地质灾害防治技术支撑单位的百余名代表，不约而同的得出了这一结论。

寻找短板与不足

“灾害点有哪些？灾害点在哪里？什么时候滑动？能否提前2小时甚至3小时做出预报？”只有解决了这些难题，才能促进地灾防治能力的提升。对此，自然资源部地质勘查行业管理司司长于海峰讲到2019年地质灾害防治任务时强调：一是要进一步摸清地质灾害隐患的底数，并适时进行更新。要进一步强化对隐患点动态变化的认识，做好“一库二图三规划”工作。二是要重点解决综合治理与移民搬迁中的关键技术问题，做好移民选址中的地质灾害勘查、评估和防治等排危除险工作。三是要加强信息化建设，建成建好地质灾害监测网，使监测预警产品向一体化快速部署，向空投化、便携化方向发展，大力提高地质灾害预警预报的专业性和时效性。

中国地质调查局副局长王昆表示，地灾防治在地质调查工作中占据着重要的位置，我们要为提高地灾防治能力做好技术等方面的支持与保障。一是中国地质环境监测院（自然资源部地质灾害防治技术指导中心）要服从调遣，深入现场，按照有关要求做好地质灾害防治技术指导。除此之外，中国地调局还有分布于全国各地的直属队伍，承担着为地灾防治提供技术支持和支撑的任务。二是要依靠科技创新提升地质灾害防治能力。继续提高群测群防体系的科技含量，发挥移动互联网、人工智能等手段，下大力气解决视线外、无人区，人员无法第一时间到达灾害现场的监测预警和预报难题。三是加强各级地质灾害防治技术支撑单位、地质勘查单位和技术研发企业的合作与交流，相互学习借鉴并共同得到提升。

自然资源部地质灾害防治技术指导中心常务副主任、首席科学家殷跃平认为，当前地灾防治工作面临“五新”。一是机构新，在地灾防治工作中要服从应急管理部的调度和部署，按照自然资源部的重要职责和任务要求做好工作。二是问题新，突发地灾由之前的地震灾区滑坡、泥石流，远程高位滑坡、泥石流，到今年连续发生的大江大河流域性灾害链滑坡，带来了一系列新问题和新思考。三是思路新，要以解决实际问题为导向、从技术逻辑转向行政逻辑等思想，作为今后开展各项工作的根本遵循，努力满足地质灾害防治工作中的行政指挥需求。四是技术方法新，要在地灾可能发生的时间、地点、成灾范围和影响程度预警预报方面下更大功夫，高度重视专业监测设备的研发应用，学习、借鉴和引进国外先进的防治理论和技术方法。五是事业圈新，要高度重视与设备研发企业、特别是企业监测技术人员的合作、探索与交流，实现地灾防治能力与水平的显著提升。

探索防灾减灾好路径

四川是全国地灾最发育的省份，2018年汛期，四川遭受了自1981年以来最严重的暴雨洪涝灾害，有11个市（州）超历史极值，导致雨区、震区、灾区“三区”叠加，其中7月份的一周之内曾两次发布地灾红色预警。

四川省自然资源厅地质环境处处长胡涛介绍，2018年四川省灾情险情呈现“一高三低”，全省发生地灾灾（险）情3894起，是常年平均值的1.8倍，处于历史高位水平 ，因灾死亡失踪人数仅为多年平均值的6.2%，同比年均因灾死亡率降幅达98.5%，汛期没有发生1起因地灾造成的群死群伤事件，有18个市（州）实现“零死亡”。7月19日，凉山州盐源县桃子乡玻璃村特大型滑坡，成功转移437人、避免281人伤亡，受到自然资源部的通报表扬。

胡涛表示，从这起特大型滑坡的成功避险中得到了3点启示：一是各级政府高度重视，逐级传递防灾压力，并做到了防范监测到位、主动避让到位、后期管控落实到位。二是各级各地不断完善地灾预警信息发布机制，打通预警信息传递的“最后一公里”，将地灾预警信息及时传达到点到人。三是市（县）均落实了一对一的汛期驻守技术支撑单位，加大对基层的技术指导和帮扶，健全防灾体系。下一步要完善地灾调查评价机制，强化专群结合的常态化排查机制，探索构建空天地一体化的隐患动态发现机制，探索建立地质灾害风险评估与管控制度。完善地质灾害监测预警机制，深化专群结合、人技结合的地质灾害群测群防制度，推广点面结合的专业监测预警体系建设，推进地灾大数据中心建设。把推进防治项目实施、维护公平公正市场环境作为重要举措，把防灾和治灾结合起来，提升综合防治能力。

贵州省建设地质灾害防治1155工程，构建了空—天—地一体化的监测体系。贵州省自然资源厅副厅长肖才忠说，1155工程是指数据“聚通用”一台多网，即云上贵州专网区、云上贵州公网区、自然资源部信息系统，再连接到国土专网、地灾专网、政务外网和互联网。群测群防体系“一体五位”包括乡镇分管领导、国土所长、村干部、专业技术人员和专职监测员。综合防治体系的“五台融合”，是调查评价平台、监测预警平台、项目管理平台、能力建设平台、指挥调度平台。防治管控体系的“五级管理”分别为省级、市级、县级、乡级、村级。

空—天—地一体化的监测体系，空：利用无人机航拍、LiDAR等先进技术和手段对地质灾害高易发区和重大地质灾害隐患点进行扫描，建立三维数字模型，分析判断其发展趋势。天：自2016年以来，贵州省每年投入资金1500余万元，探索利用合成孔径差分干涉雷达（InSAR）技术进行地质灾害隐患早期识别试验，2018年实现全覆盖，目前已发现变形点648处，经专家现场核实，确认地灾隐患点125处。地：引进瑞士先进技术联合开展重大地灾隐患监测示范 。

贵州将地灾自动化监测列为2018年省政府的“十件民生实事” 之一，省财政十大绩效目标考核内容。已累计建成137处自动化监测站点，安装各类专业监测设备1270余台（套）。对重大隐患点和险情采用地基雷达、GNSS等进行自动化应急监测。

2018年，贵州省投入资金1.2亿元，组织27个资质单位，全面完成88个县（市、区）高位隐蔽性地灾专业排查，共排查原有及疑似隐患点11.12万处，排查出新增隐患点1899处。

地灾监测预警新技术呼之欲出

针对地灾防治及监测预警新技术、新方法等关键问题，会议就国土卫星遥感监测、边坡雷达技术现状、北斗云物联网监测实践、InSAR技术智能化、“类壤土基质”技术应用、“专群结合”监测预警体系信息传递等内容开展交流研讨。

基于SAR、InSAR技术的智能化异常形变监测，是地灾早期识别和隐患排查的新技术之一。其中的合成孔径雷达干涉测量技术，运用单次观测，通过分析地面目标的反射信号，准确地测量卫星和地面目标之间的距离，雷达重复观测期间目标发生移动，卫星通过同一片区域，重复进行观测，两次观测期间的移动变形量来测量地面形变。具有鲜明的技术优势：一是观测不受限，可全天时、全天候观测，能进行广域监测，可发现新的地质灾害区域。二是响应速度快，最快平均每4天一次，紧急情况下可每4小时拍一次，并能提供目标形变的历史变化序列。三是观测精度高，缓慢形变精度可达毫米级，快速形变精度可达分米级以上，能提供灾害点治理前后的变化数据。四是海量观测点，观测密度最高可达上万个/平方公里，通过持续动态监测，能提供目标变化的趋势性信息。五是普查范围广，卫星单景拍摄成像面积广。

边坡雷达是一种先进的边坡监测手段，相比其它监测方法具有全天候、大范围、高精度、无接触等优点，适用于已知的、重大的滑坡体监测。而提高滑坡预报准确率是边坡雷达技术的发展目标。

针对目前市场上体积大，安装复杂的专业监测产品，北斗云产品向集成化、快速安装、便携化方向发展，同时开发直升机、无人机投放产品。研发生产的高精度北斗、阵列式深部位移计、智能裂缝计等全系列地质灾害监测设备、智能水质分析设备、监测预警云平台、INSAR分析技术等，形成了空天地一体化的监测预警新技术新方法体系。

在“专群结合”监测预警体系信息传递方面，已构建的感、传、知、用的物联网系统，可全面用于河长制、城市内涝、地质灾害、水库监测预警等信息化应用。通过运用物联网、云平台、大数据等相关技术，服务地质灾害监测预警。

以自然的方式恢复自然的“类壤土基质技术”，运用类壤土基质技术，在岩（土）表面形成理想的土壤结构，选取最合适的植物种类，确保后期植物群落的乔灌木比例，用木本植物的根系——“绿色锚杆”的作用实现恢复自然，使用先进的施工工艺，将“修复”升华为 “恢复”，使地质灾害隐患点成为一道亮丽的“风景”。

智慧地矿为地灾防治提供技术支撑

 田伟平 王泽 罗会江

四川，是地灾多发地区，作为地灾防治工作主力军的四川省地矿局一直奋战在灾害的最前沿，探索了一些成功的防治和治理经验。

专业支撑，群防配合

“科技地矿、智慧地矿为地质灾害防治提供了支撑和保障”，这是该局909队副总工程师黄晓明最深的感受。2018年入汛以来，川西地区遭遇持续强降雨袭击，北川、安州、江油等区县不断传来险情、发生灾情，909队工程技术人员充分利用现代化科技手段开展防灾救灾。在北川陈家坝，因地质队员精准监测预测、专群结合信息传递等，强降雨诱发的泥石流灾害未造成人员伤亡和大的财产损失，灾后恢复建设中，无人机、三维激光等先进技术手段的应用也发挥了重要作用。

每到汛期，川西地区在强降雨等极端天气下，滚石、山洪、塌方、滑坡、泥石流等次生地质灾害频发。四川地矿局一批专业队伍始终冲在第一线，承担了全省2/3以上的排查和治理任务。

“群防是基础，预警是手段，治理是保障”，909队副总工程师叶晓华说，“地方各级政府都十分重视地灾防治工作，建立起以地方政府为主导、当地百姓为主体、地质队员为专业技术指导的群防体系，当地百姓熟悉环境、专业地质队员熟知地灾特性等优势，从而实现了在灾害发生前组织百姓避险避让。同时，近年来，在高危地段加配安装红外线、雷达等高科技预警警报系统，使群防更为科学高效”。

先进技术提高防灾治灾水平

在地灾治理方面，该局地灾治理团队因地制宜，不断探索新技术新方法，取得了不少成果经验。广元凤凰山公园滑坡应急抢险治理微型桩技术应用、重庆巫山铜鼓滑坡应急抢险钢轨桩技术应用、巴中某中学后缘边坡治理钢管桩技术应用等都是快速处置滑坡灾害险情的成功事例。该队技术人员在实践中发现，对锚孔、深基坑等钻探、掘进工艺的改进，能明显提高灾害防治的效率和时效；改进钻具、精准施策可以解决复杂地质条件下的施工难题……在909队目前正开展的樟木口岸地质灾害防治工程施工中，在孤石、漂石发育的堆积体层，该队工程技术人员应用新技术一次性成孔65米深孔全孔根管施工，数十天完成深孔钻探51个，工程效率大大提高，实现了快速处置灾情的效果。

“5·12”特大地震后，在棉竹文家沟的山顶留下了8000多万立方米松散物源，在2010年的特大暴雨中引发了特大泥石流，给山下的清平乡造成毁灭性破坏。四川地矿局的地质专家在设计治理方案时反复思考，抓住泥石流成因的关键因素，设计了水石分治的方案，使雨水和物源在工程的作用下实现分离，水经滤网栅后从引水隧道流走，从而化解了灾害的发生，至今当地没再发生过泥石流。

不断创新，地灾监测呈多样化

如今，无人机、三维激光扫描仪、卫星遥感等高科技智能化装备在高山峡谷的地灾防治中派上大用处，可以清晰掌握高陡险峻区域的地形地貌情况。同时，专业地质队伍广泛引进了一批便捷、轻巧、高性能的先进机械设备，既满足了狭窄场地、条件艰难区段的作业需求，工作效率也明显提高了。

四川地质工程勘察院（简称四川省地勘院）在近年来的地灾预防过程中，运用无人机倾斜摄影技术、三维全景实现混杂现实技术、InSAR遥感监测技术等以及自主研发的三维实景管理平台、管道地质灾害监测预警平台等，地灾监测方法日益呈现多样化、三维立体化。通过采用多种有效方法结合对比校核，以及从空中、地面到灾害体深部的立体化监测网络，进一步加强了地质灾害预防的综合判别能力，促进了地灾评价、预测能力的提升。

在剑阁县地灾监测项目中，由于受到无人机架次、现场实际环境及硬件等诸多原因的限制，无人机倾斜摄影获得的初始模型出现了漏洞，同时，现场的监测设备在场景中也无法真实体现。四川省地勘院通过创新采用同源多角度纹理匹配技术对场景进行重建及修饰。同时，将建模成果、监测点位的矢量、多媒体等数据导入自主研发的三维实景管理平台中，实现了对现场情况及监测点数据的实时获取，为监测现场的管控决策提供了及时的数据支撑。

在管道地灾监测方面，该院自主研发的管道地灾监测预警平台，以管道为中心，应用现代传感、通信和分析技术，结合监测、预警、应急处置等各功能子模块为一体的专业技术。通过接收现场监测数据，利用开发的功能模块，实现与图形库的集成，实现对监测数据的实时动态分析与预警，并可以针对预警结果提出相应的响应机制，形成地质灾害综合信息一体化应用。该系统于2018年5月正式投入试运行，运行至今共发布预警信息341次。

金沙江白格堰塞湖位于川藏交界处西藏昌都市江达县波罗乡宁巴村，地质技术人员从2015年2月22日遥感影像对比中发现，滑坡体上部分区域变形下滑呈加剧趋势，但整体未发生剧烈的位移变化。在此基础上，四川省地勘院技术人员结合工作区地形地貌、地层岩性、D-InSAR变形解译特征等信息综合判定，沿堰塞湖上下游圈定出20余处山体潜在变形靶区，为前方地灾应急排查小分队提供数据支持。

目前，该局越来越多的单位正积极谋划用边坡雷达技术、InSAR技术智能化、北斗云物联网监测实践等最前沿科学技术武装队伍，购置一批先进地灾治理设备，加快科技地矿、智慧地矿队伍建设力度和进程，在地质灾害防治中发挥更大的作用。

  

石漠化地区

  

石漠化地区三七种植基地

 

近日，由中国地质调查局岩溶地质研究所牵头的国家重点研发计划项目《喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范》正式启动。本项目将以国家石漠化治理工程区的蒙自、建水、泸西三个盆地为研究区，通过研发和集成喀斯特断陷盆地石漠化演变机理、水土漏失阻控、植被恢复、特色资源开发及生态衍生产业构建，建立喀斯特断陷盆地生态环境基础数据库、技术模式与方法库及信息共享平台等，形成断陷盆地生态安全评估技术体系，建立喀斯特断陷盆地综合治理理论与技术体系。

 

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中国在喀斯特生态及石漠化治理研究中居领先地位，石漠化治理仍需加强

 

项目首席科学家、岩溶所曹建华研究员介绍，喀斯特生态环境的脆弱性导致石漠化问题在世界不同喀斯特地区普遍存在。石漠化在中国西南、中南半岛、中东地区、地中海沿岸均有分布。除中国西南、中南半岛外，其他国家更多关注的是石漠化区的资源禀赋及其导致的干旱缺水问题，而对生态退化及修复关注较少。

中国在喀斯特生态及石漠化治理研究中居领先地位。我国从“十五”时期就开始了石漠化的治理工作，中国科学家连续组织实施5个IGCP项目，针对石漠化治理进行研究。在国家石漠化综合治理工程的努力下，我国石漠化面积由逐年增加变为逐年下降，总体趋势好转，西南地区石漠化土地总面积减少7.4%，植被盖度增加4.4%；生态产业得到大力培植与发展，实现200万人脱贫；岩溶地下水开发工程解决了部分人畜饮用水问题。

2015年4月，中共中央国务院发布《关于加快推进生态文明建设的意见》，明确提出继续推进石漠化综合治理。2016年3月，国务院发布的“十三五”规划纲要明确指出，荒漠化、石漠化、水土流失综合治理是推进国家重点区域生态修复的主要内容，标志石漠化综合治理工作又进入了新的阶段。

目前，我国石漠化治理在以下几方面仍需加强：石漠化演变机理研究需加强，断陷盆地类型区尤其薄弱；缺水问题没有得到根本解决，水资源利用效率有待提高；水土漏失的阻控技术尚未形成；石漠化区植被退化修复生态学机制有待阐明；特色生态产业物种配置，引进物种适应性及功能缺乏综合效益评价；断陷盆地石漠化治理模式和技术集成欠缺。

 

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我国断陷盆地石漠化治理起步晚，治理模式和技术相对单一，亟须实现理论突破和技术创新

 

尽管我国石漠化治理取得一定成效，然而，目前已开展的系列国家“973”计划、科技支撑计划和重点自然科学基金等国家重大项目主要集中在喀斯特高原和峰丛洼地区，断陷盆地鲜有涉及。

断陷盆地区是我国石漠化最为典型、程度最严重的地区之一，研究显示，我国断陷盆地石漠化面积比例达1.51万平方千米，占喀斯特面积高达32%，集中分布在我国的滇东和攀西一带。由于断陷盆地盆—山地形变化剧烈，气候反差大，降水偏少，蒸发量大，地下水埋藏深、水土资源分离、植被立地条件差等一系列特点，造成断陷盆地石漠化治理起步晚、投入少，导致一系列资源环境问题。

一是水土漏失加剧。调查结果显示，喀斯特地区土壤侵蚀以地下漏失为主，地下漏失模数占年均总土壤侵蚀的70%~80%。蒙自南洞地下河是水土漏失过程的典型代表，该地下河出口泥沙含量达0.77kg/m3，是南盘江的2.33倍。整个南洞流域水土流失总量为43.6万t/a，高原面土壤垂向漏失是造成地下河泥沙含量提高的主要原因。断陷盆地水土漏失严重威胁长江、珠江中下游经济区的生态安全。

二是水资源开发与利用不匹配，缺水困难没有根本解决。据调查，西南喀斯特区仍有6637万人存在饮水不安全问题，缺水人口达1947万人。目前完成的西南喀斯特区1：5万水文地质调查面积23万平方千米，可开发利用水资源量615亿立方米/年，但开采程度仅16%。断陷盆地地下水深埋，受制于技术手段落后，地下水勘探、开采、利用难度大，缺水问题仍十分严重。

断陷盆地地区隶属国家级连片特困地区——乌蒙山区和滇黔桂石漠化区，其中分布在滇东的国家级贫困县有24个，22个是喀斯特县。生态环境恶劣的石漠化区人口密度高，贫困人口近百万，贫困面大且程度深，是西南乃至全国扶贫攻坚的重点地区。

最新遥感数据显示，滇东—攀西断陷盆地重度石漠化面积呈增加的趋势。滇东—攀西地区隶属国家“两屏三带”生态安全屏障的黄土高原—川滇生态屏障，国家14个连片特困地区的乌蒙山区、滇黔桂石漠化区，影响着长江、珠江、澜沧江等国内、国际重要河流的生态安全，是我国重要的生态保护功能区。

相比其他喀斯特地貌类型区，我国断陷盆地石漠化治理在基础理论研究和治理关键技术研发方面相对薄弱，治理模式和技术单一，效果较差，存在着“地头水柜水不见，山高水深饮水难，水土流漏无措施，地下“红”河愁不清，山路崎岖生活艰，居民贫根难拔除”的现象，亟须实现理论突破和技术创新，形成科技支撑服务的、产学研用为一体的生态治理—生态产业协同发展的断陷盆地石漠化综合治理模式。

 

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选择蒙自、建水和泸西3个典型研究区，拟解决3个重大科学问题

 

据曹建华介绍，《喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范》重点研发计划项目将由岩溶所牵头、联合中科院亚热带农业生态研究所、中国水利水电科学研究院、北京林业大学、云南省地质调查局等单位产学研用攻关，针对断陷盆地盆—山共存的环境地质结构、水土资源不匹配和石漠化严重等问题，选择断陷盆地典型、石漠化程度严重的蒙自、建水和泸西3个研究区开展研究工作。

三个研究区各有特点。其中，蒙自研究区为断陷盆地喀斯特发育强烈、水土流/漏失严重的典型代表，拟在该地区进行石漠化演变机理研究、水土流/漏失阻控技术和生态产业研发和示范。建水研究区气候干热，缺水严重，具有多级盆地结构特点，拟在该区进行地表—地下水联合调控、植被恢复及功能提升研究。泸西示范区，以小江流域断陷盆地为核心区，流域上游区为喀斯特槽谷与喀斯特峰丛分布区，中游为断陷盆地，下游为峡谷区，将重点研究示范区断陷盆地生态环境地质分异特征及其石漠化演变机理，对断陷盆地“五水”循环过程及水资源均衡进行分析，研发地表—地下水联合调控及水资源高效利用及优化配置技术，构建立体生态产业模式，集成泸西断陷盆地水土资源高效利用、石漠化生态治理—生态富民耦合调控技术，进行综合效益、适用性评价，在县域（流域）范围进行应用示范。

项目将重点解决3个重大科学问题：

一是地质—气候制约的断陷盆地生态系统运行规律及石漠化驱动机制。

针对断陷盆地急剧变化的地形、气候特点以及“盆—山”共存的环境地质结构，加之断陷盆地生态环境地质具有高度异质性，形成特殊的生态水文及其耦联的碳、氮、钙物质循环过程，影响和控制了区域喀斯特生态系统运行和石漠化的发生、演变过程，重点揭示地质—气候制约的断陷盆地生态系统运行规律及石漠化驱动机制，有效服务于断陷盆地水土资源高效利用，进行土壤侵蚀阻控，退化生态修复，生态产业模式构建。

二是断陷盆地地表—地下水、土过程与资源高效利用调控机理。

断陷盆地特殊的地质结构和水文地质条件，导致地下水埋深大，“土在楼上，水在楼下”，空间分布极不均匀又不配套，水资源以地下水为主，土壤资源集中分布在盆地平坝区。将对断陷盆地不同喀斯特形态影响水土过程、制约了水资源和土壤资源的开发利用机理等进行研究。

三是生态服务功能提升与生态产业培育协同机制。

基于喀斯特断陷盆地富钙偏碱的地球化学背景，导致喀斯特区植被具有喜钙性、旱生性、石生性。缺水少土导致立地条件差，生态恢复的难度大。生态服务功能的提升需要系统阐明植被退化与恢复生态学机制；生态产业涉及的物种与断陷盆地区域地质生态环境协同的生态学原理需进一步揭示；拟建立断陷盆地石漠化治理评价指标体系与评价方法。

 

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设置6个课题，系统研究石漠化演变机理及综合治理技术与示范

 

根据项目的重大科学问题、构建技术、生态产业模式等目标，本重点研发项目设置6个课题，拟系统研究石漠化演变机理及综合治理技术与示范。

《断陷盆地生态环境地质分异及石漠化演变机理》课题，将选择代表性的喀斯特断陷盆地石漠化区，定量刻画典型流域植被与水文过程交互作用，确立流域生态需水关键期及需水量，明确植被生态水文耦合过程对碳、氮、钙、水等物质传输的影响。在此基础上，解译喀斯特断陷盆地生态环境地质分异规律及其内在联系，揭示喀斯特断陷盆地生态环境地质分异与石漠化协同演变机制、生态系统演替趋势，为喀斯特断陷盆地石漠化区面向生态的水资源合理配置和生态功能恢复提供理论依据。

《断陷盆地地表、地下水资源高效利用与优化调控》课题，针对断陷盆地水资源以地下水为主、且埋深大、雨水集中、水资源时空分异大、水资源与土壤资源空间上分隔、时间上存在错位等突出问题，以泸西、建水、蒙自三个盆地为解剖对象，开展断陷盆地地表—地下水过程研究、资源高效利用调控技术研发，阐明断陷盆地流域尺度水文地质结构与水文过程，分析“五水（雨水、地表水、喀斯特表层带水、地下水、土壤水）”转换过程，研究喀斯特系统水均衡问题，研发地下水开发、地表水调蓄、雨水收储、水污染风险评估及水质修复、节水灌溉、土壤保墒等综合高效利用技术，探索断陷盆地水资源可持续利用管理技术途径提供科技支撑。

《断陷盆地土壤流/漏失阻控与质量提升》课题，选择蒙自、建水断陷盆地，针对喀斯特断陷盆地周边山地（陡坡带、高原面）土层浅薄不连续、土壤流/漏失严重、土地持续利用难等问题，查明陡坡带、高原面岩土组构与土壤生态特点，揭示土壤流/漏失驱动因素、土壤退化对石漠化演变的响应关系，及特色作物连作障碍机理，研发深根系乔—灌—草生物篱等阻控技术，消减土壤连作等障碍因子，提高土壤质量，为该区土壤资源抢救、保护与高效利用的有机结合提供理论和技术支撑，促进区域生态改善与生态富民。

《断陷盆地石漠化区植被恢复与功能提升》课题，针对断陷盆地生态环境地质分异、植被退化和石漠化程度严重等问题，以建水断陷盆地为主要对象，开展植被退化与恢复生态学机制研究，阐明断陷盆地高原面、坡面和盆地植被退化与恢复生态学机制，以生态系统服务功能提升为核心，研发喜钙、耐旱植物材料筛选与快繁技术、稳定群落构建与可持续性经营管理技术，构建仿自然植物群落与林—灌—草优化配置模式并示范，为喀斯特断陷盆地林草植被生态恢复提供理论和技术支撑。

《断陷盆地特色生态产业的培育、技术开发与示范》课题，针对断陷盆地光热资源丰富，但石漠化严重、水资源短缺、植被退化严重、产业单一、经济效益低下、生态产业欠发达、农民贫困等问题，以提升生态衍生产业发展为主要目标，选取蒙自市和泸西县作为课题研究区域，研发断陷盆地特色经济价值的林、灌、草植物品种种植技术，构建具生态经济效益的复合经济林—草（药）—畜（禽）等系统和复合水/干果技术模式，形成生态衍生产业模式并示范；研究市场潜力大的生物资源（塔拉等）与断陷盆地地质生态环境的适应机制，研发绿色产业提质增效加工利用技术，培育特色生物资源加工企业，为喀斯特断陷盆地的石漠化综合治理和农民脱贫致富提供科技支撑。

《断陷盆地石漠化综合治理模式与技术集成》课题，针对断陷盆地石漠化区生态治理—生态产业协同石漠化综合治理模式欠缺、石漠化综合治理效益评估缺乏等关键科学问题，开展断陷盆地石漠化治理技术集成与规范，断陷盆地石漠化治理模式集成与范式，断陷盆地石漠化治理县域示范与效益评价，断陷盆地石漠化区生态环境保护、资源综合开发利用建议与对策研究。集成水土资源高效利用、石漠化生态治理—生态富民耦合调控技术，形成基于生态服务功能提升的石漠化生态富民综合治理模式；对石漠化治理工程进行综合效益、适用性评价，并在县域（流域）范围进行应用示范，为断陷盆地退化生态修复和精准扶贫发挥技术支撑与示范引领作用，同时利用联合国教科文组织国际岩溶研究中心平台作用，积极开展国际科技合作，促进技术共享转化。

 

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重点研发6项关键技术，致力于改善我国老、少、边、穷地区区域生态环境质量

 

项目将重点研发6项关键技术：

一是大功率充电联合跨孔CT 成像准确定位地下河技术。

在断陷盆地区，地下水空间分布及运移规律复杂，难以定位，开采难度大。采用大功率充电联合跨孔彩色CT成像技术，可以降低噪音，提高识别分辨率，对地下水的空间分布进行准确定位。

二是流域尺度水土资源高效利用与优化调控技术。

从水资源承载力出发，集成地下水开发、地表水调蓄、雨水收储、水污染风险评估及水质修复、节水灌溉、土壤保墒等技术，达到地表地下水联合调配高效利用。从断陷盆地土壤属性出发，集成有机培肥、保护性耕作、特色作物连作障碍消减等土壤质量提升技术，达到土壤资源高效利用。

三是深根系乔—灌—草生物篱土壤流/漏失阻控及水土保持生态工程技术。

以具有丰富溶蚀裂隙喀斯特表层带和落水洞为单元，开展深根系乔—灌—草配置阻控土壤漏失试验，研发相关生物篱技术；引进传统土壤流失防治工程和生物措施，集成断陷盆地水土保持生态工程技术。

四是喜钙耐旱植物材料筛选与快繁及仿自然植物群落优化配置技术。

筛选喜钙、抗旱、抗风、耐瘠薄、保水保土固氮能力强等适宜优良植物材料，进行栽培试验；通过种、营养体、最适合环境营造等多技术途径，研发不同植物材料的快繁技术体系。

五是特色经济林—草（药）—畜（禽）复合系统构建技术。

重点突破断陷盆地石漠化修复的林下种草养牛（羊）与圈养技术、林—果—药复合经营技术、特色林（果、药）的种苗繁育与优质栽培技术。

六是生物资源利用提升与生态衍生产业培育技术。

从塔拉引种、栽培、适应性试验，到生物资源获取、生物产品研制，延长生态产业链，进行喀斯特特色资源利用加工企业的培育。

曹建华表示，项目参与单位囊括国土资源部、国家林业局、教育部、水利部、中国科学院等部门，覆盖了地学、生态学、林学、土壤学和水土保持学等学科，项目各研究团队均具有深厚的学术研究基础和很强的技术优势，为本项目的顺利执行奠定了坚实基础。

项目的实施地点与示范区位于我国老、少、边、穷地区，生态环境恶劣，项目将技术研发、试验示范与推广相结合、新技术与已有技术集成和组装相结合、生态效益与社会经济效益相结合，研发技术的应用推广将极大改善区域生态环境质量，使示范区土壤侵蚀模数降低20%~30%，示范区生态服务功能提高30％以上，推动相关生态衍生产业的发展，为生活在生态环境脆弱的断陷盆地区贫困农民提供新的发展机会，对促进少数民族地区的社会稳定具有巨大的社会效益。