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）

项目组开展岩溶地下暗河调查与探测

岩溶所调研组深入野外一线开展需求对接

四川省凉山彝族自治州昭觉县属于“三区三州”深度贫困地区。2019～2020年，自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所依托所承担的“乌蒙山地区水文地质调查”项目，充分发挥岩溶地质专业优势，在昭觉县开展水文地质和水资源调查与示范，在水资源开发利用及生态地质等方面精准施策，助力地方经济发展及脱贫攻坚。近日，岩溶所正式向昭觉县政府移交了“乌蒙山地区水文地质调查”项目成果。

让老百姓日常生活不缺水

昭觉县域非岩溶区面积占到近90%，主要为碎屑岩和岩浆岩，地下水以泉水出露地表为主，受季节性变化影响较大。在枯水期，部分泉点流量变小甚至干涸，严重影响村民日常生活生产用水。缺水问题成了阻碍当地百姓脱贫致富的一道坎。

为了寻找地下水源，项目组穿越深山野林，通过多次调查在大坝乡洛伍村东侧山腰发现4个中型岩溶泉。可喜的是，经测试分析，泉水水质完全满足供水要求。按照四川省居民生活用水定额，泉水水量至少可满足枯水期3.89万人的用水需求。此外，调查还发现库依乡酒七沟水体不仅水质良好，而且流量大，可为2.69万人提供水源保障。

为了让老百姓真正喝上水、用上水、不缺水，两年来，项目组在严重缺水的金曲乡、特布洛乡、哈甘乡、三岔河乡等乡镇的14个村，实施了扩泉引泉供水、地表—地下水联合调蓄等水资源开发利用示范工程18座，铺设PE引水管44.5千米，修建了总容积1797立方米的蓄水池，地下水开发利用总量达到2220立方米/天，直接解决了3590人的饮水困难和1250余亩农田的灌溉用水难题，并可为6000人、12800头牲畜、1000余亩农田提供水资源保障。

水资源开发利用示范工程的实施，不仅解决了缺水区百姓的日常生活，也助推缺水区脱贫致富迈出新步伐。

项目组成员在昭觉县域开展水资源调查过程中，还在竹核乡、特布洛乡、树坪乡、甘多洛古乡一带发现9处富锶地下水点，分布面积达269平方千米。地下水偶测总流量超过3.36万立方米/天，水质达到锶型矿泉水命名标准，具备大规模开发潜力。其中，竹核乡温泉村小温泉水质良好，对人体健康有益，属于含氟偏硅酸锶型热矿泉水，水温42.9℃～43.5℃，自流量达到42.2立方米/小时。项目组就优质地下水开发向昭觉县政府提交了开发利用建议书，为发展健康饮用水产业、打造大凉山特色水产业提供了开发利用规划编制依据。

让重点扶贫产业用水无忧

昭觉县扶贫产业基地多位于泥岩加砂岩的碎屑岩分布区，无大型泉水可供引用。针对扶贫产业基地的用水需求，项目组开展了实地调查。

洒拉地坡万亩玫瑰谷项目是昭觉县2016年通过招商引资重点引进的脱贫攻坚项目。但在玫瑰花预开花关键的4月~5月，该地区正值枯水期，灌溉用水严重不足。项目组通过实地详细调查，结合地球物理勘探，为玫瑰谷实施的首个探采结合孔成功出水，且为自流井，涌水量为321立方米/天，可有效解决洒拉地坡万亩玫瑰谷的1500余亩玫瑰花灌溉用水不足的问题。

项目组在洒拉地坡地区开展了大比例尺水文地质调查，先后在园区部署实施6口找水井，均成功出水，总涌水量达2973立方米/天，为该地区玫瑰谷园区、供港蔬菜基地、蜡梅基地、草莓基地等的灌溉用水提供了保障。两年多来一直因缺水无法实现建设目标的产业园区，终于有了充足的水资源保障，2019年仅玫瑰谷园区和供港蔬菜基地就实现增产300吨、增收120万元。

据统计，两年来，项目组在昭觉县共实施地下水探采结合井16个，成井14口，总涌水量达7566.77立方米/天，为3万人、3000头牲畜提供了水源，并保障了昭觉县生态循环农业产业园7950余亩农田和四开乡300余亩食用菌基地的灌溉用水。

2019年7月，岩溶所所长胡茂焱一行到昭觉县开展地质调查扶贫需求对接。昭觉县副县长王凉平激动地说：“脱贫致富快，全靠产业带。感谢岩溶所解决了我们县扶贫产业的用水困难问题，农业产量提高了，老百姓收入增加了，离实现脱贫攻坚的目标就更进一步了。”

引导不同地区发展适宜的生态产业

2020年6月，岩溶所成立以党委书记蒋忠诚为组长、纪委书记高素花为副组长的调研组，再次深入昭觉野外一线开展需求调研和对接，以实际行动支撑服务脱贫攻坚。

在水文地质调查的基础上，通过对昭觉县重点地区水文地质、环境地质、生态地质条件的综合调查分析，岩溶所提出，依据水资源分布、土壤质量状况、地理气候与光照等自然条件，因地制宜，引导不同地区发展适宜的生态产业。

金曲乡生态农业示范点位于烈火呷妥村河滩地上，属于高海拔红层区，大部分经济作物难以生长。面对这一难题，项目组多次到现场调查、积极探索，聘请专家反复研讨，根据水土条件，建议引进对土壤质量要求低且附加值较高的食用菌。该示范点在项目组的协助下实施了引泉供水调蓄以解决生产用水，同时通过大棚调节水、气条件，于2020年夏季试栽香菇1.8万包及木耳2000包。目前，已产出新鲜木耳1200斤、新鲜香菇1000斤，产值达2.6万余元，是原来种植土豆产值的12倍。为提高村民的栽培技术，项目组还多次聘请食用菌栽培专家为村民进行管理技术培训。

在特布洛乡吉子纳乌村，草场退化、土地贫瘠是制约当地畜牧业发展和致贫的关键因素。项目组将石漠化生态修复技术推广应用于特布洛乡，通过建设高山牧草种植与地表—地下水联合调蓄示范基地，引种优质牧草支持当地高山生态养殖示范基地建设，取得脱贫攻坚实效。特布洛乡副书记马小明说：“吉子纳乌村高山生态养殖示范基地是我乡的重点扶贫产业，岩溶所通过调查分析，为我们筛选出抗逆性强、产量高的黑麦草、鸭茅草、紫花苜蓿等高效优质牧草，与本地优势草种尼泊尔蓼草套种，使得单播区牧草产量最高可达1万公斤/亩，混播区载畜量可达480头羊/年，年产值可达36万元。”

贫困区富裕了，但岩溶所助力脱贫的脚步不会就此停止。他们将继续发挥岩溶地质技术创新优势，深化成果总结和推广应用，推动昭觉县地质文化和生态农业融合发展，为昭觉县绿色可持续发展和乡村振兴作出更大贡献。

今年以来，为进一步落实习近平总书记“两不愁三保障”重要指示，按照自然资源部中国地质调查局赣州脱贫攻坚总体部署，自然资源部中国地质调查局武汉地质调查中心地球物理团队助力赣南脱贫攻坚找水打井实现“多点开花”，取得重要成效。

赣南地区降水量呈季节性差异，地表水水体浑浊、水质差。地表水在旱季紧缺甚至断流，导致老百姓饮水困难，农业畜牧业用水短缺。为确保在6月底全面完成赣南脱贫攻坚找水打井任务，武汉地调中心克服疫情影响，组织专业技术人员队伍于3月赶赴赣南开展野外踏勘，4月全面开展地球物理勘查工作。紧密结合当地需求，确定了地球物探勘查布线区域，布设了大量高密度电阻率、激电测深和音频大地电磁测深剖面线，实现了当天采集数据、当天处理和分析数据、当天给出反演解释结果的“赣州速度”，为找水打井项目组结合水文地质资料确定井位提供了有力支撑。

在支撑赣州脱贫攻坚打井找水工作中，地球物理团队共帮助确定10口井位，其中8口出水。其中，在宁都县小布镇推断的花岗岩风化含水层打井出水量达120吨/日，在于都县禾丰镇大龙村推断的灰岩岩溶含水区打井出水量达347吨/日，在于都县宽田乡推断的构造接触带裂隙含水层打井出水量达330吨/日，在宁都县县洛口镇洛口中学推断的花岗岩风化裂隙水区和构造裂隙含水层打井出水量达201吨/日，在于都县唐贯村推断的灰岩岩溶水和构造裂隙含水层打井出水量达120吨/日。上述水井共解决2000人生活用水、300亩大棚和1000亩农田灌溉用水需求，为圆满完成赣州脱贫攻坚找水打井任务作出了贡献。

岩溶地质专家现场研讨

由贵阳市出发，沿着国道G60上省道S45，一路向南，车行近4小时，是贵州省平塘县。

贵州省平塘县最近声名鹊起。因为这里建了迄今为止世界最大的单口径射电望远镜FAST工程。贵州大窝凼洼地是典型的喀斯特洼地，一大片漏斗天坑群，它就像一个天然的“巨碗”，可以架设望远镜，而且喀斯特地质条件可以保障雨水向地下渗透，而不在表面淤积，腐蚀和损坏望远镜。

然而，却很少有人知道，这一全球聚焦的伟大的天文工程却是集中体现了岩溶地质地貌景观综合利用的最典型的范例。更少有人知道，岩溶地质地貌对所在区域经济社会发展产生的系列影响。

在我国，岩溶地质地貌多分布于南方。包括云南、贵州、广西、湖南、湖北、重庆、四川和广东8个省（区、市）的部分地区，总面积达到78万平方千米。区内多为亚热带气候，湿热多雨。径流时空分布不均，丰水年和枯水年水量之比高达7倍之差。区域内极易发生洪涝或旱灾。

从区位角度看，西南岩溶区为珠江和长江流域的补给和径流区。珠江流域和西江主干流贯穿该区域南部，主要支流有南盘江、北盘江、红水河、柳江、右江、左郁江等；而长江中上游位于该区域的北部，主要有大渡河、岷江、嘉陵江、乌江、沅江和湘江等。而这些区域恰恰是珠三角、长三角和西部开发的几大战略区域的汇集区，区域位置非常重要。

相关专家表示，受地形、地貌和岩溶条件的控制，西南地区地表水和地下水在空间上分布极其不均匀，地表水具有支流少、切割深、坡降大等典型特征，对区域性供水十分不利；地下岩溶含水介质则以管道、大型溶蚀裂隙和溶蚀孔隙为主，具有极高的非均质性和各向异性特征。西南岩溶水系统范围较小，且分布分散，地表和地下水的分布、动态和转化特征完全不同于北方地下水系统，这也决定了开发利用条件和方式相较于北方更加复杂多样，应因地制宜，分类开发利用。

（一）

长期以来，西南岩溶地区亟待解决的水资源环境问题主要在4个方面：受全球气候变化和特殊岩溶地质条件影响，岩溶区干旱缺水严重，急需开展水文地质调查工作，查明水资源开发利用条件，为当地居民生活和经济发展提供必要的水资源保障。西南岩溶系统对水资源的调蓄能力较差，水土流失严重，导致岩溶石漠化，其综合治理需要水文地质和环境地质综合调查作为技术支撑。岩溶地区地下水质恶化，有部分地下河水质变差，给供水安全和当地居民健康带来安全隐患，急需解决地下水污染防治和水质保护问题。岩溶管道堵塞导致洼地排洪能力不足，岩溶内涝成为当地农村经济发展的制约因素。

但是，随着城镇化及交通工程建设的快速推进，环境受到的影响也在日趋明显。

中国地质调查局“岩溶地区水文地质环境地质综合调查”工程首席专家蒋忠诚表示，目前，西南岩溶面临石漠化、岩溶塌陷、植被退化、水土漏失、干旱、内涝、水污染等一系列环境问题。石漠化地区已经无土可流。且气候变化导致的地质灾害、生物入侵、地下水药物污染、作物连作障碍等新的生态环境问题也应高度重视。

中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所资源研究室主任夏日元也表示，受全球气候变化和特殊岩溶地质条件影响，岩溶地区干旱缺水严重。

数据显示，2009年秋至2012年，西南地区持续发生严重干旱，仅云南、贵州和广西有1900多万人饮水困难，1亿多亩耕地受旱，直接经济损失 250多亿元。截止2010年，贵州全省仍有1299.8万农村人口饮水不安全，其中水质不达标人口9.4369万人；全省耕地2358万亩，尚有1461.43万亩旱地无水浇灌。而在云南，2010年旱灾造成2702万人受灾，965万人、619万头大牲畜饮水困难，744条中小河流断流、564座小型水库和7599个小坝塘干涸，农作物受灾4740多万亩。在广西，饮水不安全人口1779.64万人，无灌溉设施耕地面积4330万亩；万亩以上岩溶旱区共有83片，总面积643.14055万亩，其中干旱片57片共464.45705万亩，既旱又涝26片共178.6835万亩。

夏日元表示，岩溶地质的特点是既旱又涝，洪涝灾害频发，给人民生命财产安全带来了威胁，急需查明洪涝分布、规模、产生原因，提出洪涝灾害治理措施或方案。岩溶管道堵塞，洼地排洪能力不足，岩溶内涝成为农村经济发展的制约因素。同时，水土流失与石漠化问题严重。江河上游生态功能区石漠化治理、生态恢复与保护规划需要水文地质和环境地质综合调查技术支撑。目前，石漠化整体上呈改善趋势，已经由1999年11.4万平方千米减少到2015年9.2万平方千米，平均每年减少1.2%。但局部地区石漠化恶化现象严重。岩溶石山地区经济发展缓慢，居民生活困难，为西南地区主要的贫困分布地区。以水资源有效开发利用为龙头，以生态经济综合发展为模式，可以促进扶贫攻坚工作的进程。需要综合集成岩溶地质、水文地质、环境地质和农业地质等地质背景资料，建立水资源开发利用、经济发展和生态环境保护可持续模式。另外需要特别关注的问题是，国家重点生态功能区生态环境恶化。岩溶地下水污染越来越严重，地下河水质变差，给供水安全和人民生命健康带来了安全隐患。急需解决地下水污染防治和水质保护问题。近20年来，部分地下河水质变差，且岩溶地下水深埋于地下，污染具有隐蔽性，处理难度大。

（二）

在距离平塘县克度镇不远的地方，早在2005年，由中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所主导的巨木地下河开发示范工程就已经建成应用。

巨木地下河为大小井地下河系统中游，发源于惠水县抵季乡和羡塘乡，于平塘县塘边镇巨木寨集中排泄。示范工程由地下水开发工程、洪涝洼地治理工程及农业种植3部分组成。其中地下河开发工程又包括了蓄水、提水和输水3个部分。

平塘县国土资源局和平塘县水利局于2008年联合发布的关于巨木地下河示范工程成果应用评估报告中这样评价道：“地下河出口一下6000亩农田在有了稳定的灌溉水源后，可增收粮食90万千克/年。按照当地市场价格测算，仅农业生产一项就可以实现经济增收171万/年，其中还不包括地下河开发带动的其他经济收益。在巨木地下河流域中，利用石漠化治理地学模式对环境综合治理、石漠化综合治理取得了良好的社会效益、经济效益和环境效益，石漠化得到了有效的控制。”

事实上，在超过10年的时间里，中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所一直为解决上述问题而努力。

2003年～2015年，中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所联合西南8省地勘单位及有关科研院所、高校等30多家单位，开展“西南岩溶地区地下水与环境地质调查综合研究”、“西南岩溶石山地区地下水及环境地质调查”、“西南岩溶地区水文地质环境地质调查”、“南方岩溶水文地质环境地质综合调查与整治示范”计划项目，共完成1∶5万水文地质调查面积25万平方千米，综合地球物理探测90000点，岩溶洞穴探测60000米，水文地质钻探68000米。查明了工作区水资源开发利用条件，制订了岩溶水资源开发利用方案和地质环境综合整治区划。选择典型地段进行了岩溶地下水开发利用和生态环境综合治理示范，建立了地下水开发利用和生态环境综合治理模式，解决了620万人饮水困难，为西南岩溶干旱缺水区水资源合理利用、石漠化治理和生态环境保护提供了技术支撑。

据蒋忠诚介绍，目前，正在实施的国家岩溶环境治理项目《岩溶地区石漠化综合治理规划大纲》（2006-2015） 是以县为单位，共有451石漠化县纳入规划，涉及面积105.1万平方千米，主要实行封山育林育草、人工造林、改良草地、人工种草、发展草食畜牧业、基本农田建设和配套水利水保设施“六大工程”。这一项目从2008年100个试点县算起，到2014年已经扩大到314个县，石漠化治理区面积7万平方千米。中央财政共投入77亿元。云南、贵州、广西、四川、湖南、湖北、重庆、广东石漠化分布的8省区自2000年到2015年石漠化共减少21502平方千米。50％的区域植被覆盖度增加，植被覆盖率提高了6.22%，森林覆盖率增加10.29%。金银花、花椒、火龙果、文山三七等生态种植业得到培植与发展，也带动了很多地区生态旅游产业的兴盛。岩溶水开发工程解决了1000多万人的饮水和一些耕地的灌溉问题。促进了新农村建设的开展；形成了一批综合治理有效模式和经验。

另据了解，而在其他生态环境治理方面，国家也投入了相当大的力度。21世纪以来，在西南岩溶区还实施了退耕还林工程，长江、珠江防护林工程，“长防”和“长治”工程、“珠治”试点工程，以及国土资源大调查、国家科技计划、抗旱打井工程，各省的土地整理工程等。

当前，中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所已经形成了6大特色业务，并且成果迭现。一是创立了岩溶动力学。将全球气候变化引入现代岩溶学研究，认识到岩溶作用具有短时间尺度特点，在全球碳循环中具有重要意义。石笋气候变化记录研究达年际精度，解释了岩溶碳循环的主要过程与碳汇稳定性影响因子，提出了人工固碳增汇新途径，可为应对气候变化及实现碳减排做出潜在贡献。二是岩溶生态理论与技术支撑石漠化治理。查明了中国西南石漠化分布、成因、演变及危害，明确了显著石漠化的县域和八大典型区域。建立了广西马山弄拉、平果果化等综合治理示范基地，率先阐明岩溶生态系统、石漠化、水土流失的概念和评价方法，创建了石漠化综合治理模式和技术体系，为岩溶生态修复和精准扶贫提供依据。三是岩溶地下水资源调查为饮水安全提供保障。针对岩溶地区干旱缺水问题开展水文地质综合调查研究，查明了岩溶地下水分布规律和开发利用条件，建立了岩溶地下河系统水循环理论，提出岩溶地下水有效开发利用模式。为岩溶石漠化、地下水污染等环境地质问题治理提出有效措施，探索了水资源利用与生态恢复、经济发展协同途径。通过示范推广直接服务于脱贫攻坚，为饮水安全提供保障。四是岩溶塌陷调查服务岩溶区城镇化和重大工程建设。针对具有隐蔽性和突发性特点的岩溶塌陷地质灾害问题，开展岩溶塌陷调查评价、监测预警和早期识别技术研究，形成中国岩溶塌陷调查评价技术方法体系，为岩溶地区城市规划建设、新型城镇化建设和重大工程建设的地质环境安全提供有力保障。五是岩溶景观与洞穴调查研究支撑世界遗产保护。建立完善了岩溶景观与洞穴发育演化理论和评价方法体系，完成20多处世界遗产、地质公园申报，为岩溶地质遗迹保护和开发利用、生态文明建设和脱贫攻坚提供科技支撑。六是油气藏岩溶储层研究助力油气勘探与开发。以塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地及渤海湾盆地为研究对象，建立不同地貌单元岩溶发育模式与地震形影模式，研究古岩溶发育分布对油气岩溶储层的控制，建立了碳酸盐岩岩溶储层形成与演化地质模式，实现了对油气聚集有力的岩溶储层预测，对碳酸盐岩油气勘探与开发提供地质理论依据。

（三）

中国地质调查局地质科学研究院岩溶地质研究所所长刘同良表示，岩溶地区资源环境问题突出，制约着经济社会的发展。科技创新不仅有助于解决和应对岩溶地区的资源环境问题，也将推动岩溶科学的发展，服务我国生态文明建设。当前，岩溶研究面临一系列科技创新方面的挑战。比如，如何落实地球系统科学在岩溶学中的应用，发挥我国岩溶研究的地域优势，探索我国岩溶关键带的特征和重要过程；如何加强岩溶作用应对全球变化、岩溶碳汇速率和稳定性的研究，建立应对极端气候的长效机制；怎样考虑古纬度和古气候对古岩溶形成的影响；如何深入探索微生物对深部碳酸盐岩岩溶形成的作用；如何系统梳理和总结我国石漠化治理工程的经验和存在的问题，更好地指导下一步的治理工作，思考从南北方岩溶分界线的角度开展岩溶自然遗产地的申报工作；如何将现代大数据等技术运用到岩溶资源环境、水文地质研究中，做好地质灾害的预警预报和应对资源短缺问题的研究，服务国家需求等等。

夏日元表示，事实上，从解决问题的具体层面，岩溶环境治理也取得了部分重要的科技创新成果。一是建立了岩溶环境监测研究技术体系：自动化监测仪器，自动化监测站，便携式监测仪器。岩溶环境条件、水化学、碳循环观测和试验；岩溶塌陷自动化监测；查明了21世纪以来石漠化环境演变规律。石漠化面积由逐年增加演变为下降，总体趋势好转；区域发展不平衡，局部地区石漠化进一步恶化。二是查明岩溶作用驱动元素迁移，形成特殊岩溶环境。从岩溶动力系统驱动元素迁移的角度，揭示了岩溶环境富钙、偏碱的特点及其制约土壤营养元素的有效性、影响植物和农作物生长的规律，成为因地制宜选择适生树种治理石漠化的理论基础。三是揭示了岩溶环境的空间异质性。但从更高层面来看，岩溶环境研究科技创新仍然面临诸多尚未解决的问题。比如区域生态功能没有形成；多数生态产业缺乏持续性；水土漏失没有得到治理；缺水困难没有根本解决；对新的环境问题缺乏对策等。仅就西南岩溶生态脆弱区地下水而言，水文地质具有岩溶发育与控制因素的复杂性、岩溶分布的非均一性、岩溶含水介质多重性、岩溶水流的多相性、动态变化的剧变性、水资源开发的调节性等特点。由此，解决岩溶地区地下水资源环境问题，必须首先解决天然水资源量大，开发利用率低的问题。目前，西南岩溶地区地下水可开采资源量534亿立方米/年，现开采量仅66亿立方米/年，开发利用潜力巨大。

目前，中国地质调查局地质科学院岩溶地质研究所针对不同类型区开发条件，提出了堵洞成库、建柜蓄水、抽水调节和束流壅水4种岩溶地下水有效开发利用模式，通过示范推广，直接服务于脱贫攻坚。拦截地下河形成地下调节水库5座，地表溶洼成库2处，钻探成井300多眼，表层岩溶水调蓄20余处，开挖浅井50多口，应急抗旱打井2800多口，解决了620多万人饮用水、100万多亩耕地的灌溉用水问题。例如，岩溶峰林平原区开发利用浅层地下水与节水生态农业模式。利用峰林平原浅层岩溶化强、储水性和透水性好的特点，在农作物需水的干旱季节，开采地下岩溶径流带水资源，形成调节空库容，雨季来临后通过天然降水入渗而恢复地下库容；通过喷灌、滴灌、移动式灌溉等节水灌溉技术的应用，提高水资源利用率。宾阳县黎塘镇谢村桥美示范区，通过开发表层岩溶系统地下水，建设以蔬菜为主的高效农业基地，年产值达1300多万元，增收20％～30％。再如溶丘洼地区堵洞引水与庭院经济模式。在地下水补给区的高位洼地，选择岩溶管道集中发育的部位，堵洞形成地表——地下联合水库；径流区开凿隧洞，拦截地下河，引水灌溉和发电。贵州省巨木地下河岩溶水开发示范工程。在地下河出口处筑坝拦蓄地下水成库，库容239.2万立方米地下水库、300立方米的高位蓄水池、水轮泵站。解决了区内5000余人和10000余头大牲畜的饮水、缓解了6000余亩农田缺水灌溉。

（四）

不可否认，所有环境地质问题都与人有关。所以，一切地质环境研究都必须“以人为本”。

国家发展研究院瑞意高等研究所城市与环境学院土地科学中心蔡运龙教授就表示，岩溶地区的地质环境当前面对诸如岩溶区地下水循环转化、岩溶地下水污染、水土流（漏）失与石漠化、石漠化综合治理与生态修复、岩溶生态脆弱区水资源开发利用等多个问题，但可以更广义地归纳为两大问题：即石漠化治理模式的可推广性和石漠化治理模式的可持续性；退化土地生态重建的社会工程途径。但是，必须意识到，生态系统退化表面上是生态环境问题，归根结底是社会发展问题，要从社会经济方面寻求根本的解决途径。只有社会经济发展了，才能改变“土里刨食”那样对土地（生态系统）的严重依赖，进而解除人类活动对生态系统的干扰。

他认为，欲使农村人口尤其是岩溶分布区的农村人口摆脱掠夺土地（生态系统）的状况，需要提高人口素质，掌握其他的生存和发展手段。教育与培训的作用至关重要。生态修复工程项目的投资不要只用在“地”上，而需要把更多的财力和科技投入到“人”的能力建设上。

“我们的家乡，在希望的田野上，炊烟在新建的住房上飘荡，小河在美丽的村庄旁流淌，一片冬麦 （那个）一片高粱……”这首在上世纪80年代曾风靡全国、歌颂大美农村的《在希望的田野上》，在当时的年青人的心里烙上了深深的印痕，也时常勾起人们对彼时美好乡村的记忆。

“八月杞园树树红，年年果实喜秋成。”金秋八月，当中国矿业报记者一行来到都兰香诺木洪地区时，仿佛一下子打开了记忆的阀门：诺木洪河水从农场里潺潺流过，一眼望不到边的枸杞树上长满了透红的枸杞，像红色的海洋挂满了希望，路边空地上晾晒的一片片枸杞，犹如一张张红地毯在喜迎客人的到来，处处一派丰收的田园景象。

“这里河水充沛，土壤肥沃，是青海省的枸杞主产区和高效农业示范区。”青海省第五地质矿产勘查院（以下简称五勘院）副院长刘长征说，“我们经过前期工作，近期首次在柴达木盆地的诺木洪地区发现大面积的富硒土壤后，这里将成为名副其实的‘硒’望田野！”

为她富裕为她兴旺

正如歌曲中唱道的那样：“ 我们世世代代在这田野上生活，为她富裕，为她兴旺。”五勘院作为一支“土生土长”、专门为青海省经济社会发展的地勘单位，尽管组建时间满打满算不到8年，却在巴颜喀拉掘金、在东昆仑探镍、在沱沱河找铅锌等方面取得了骄人战绩，得到了国土资源部领导的高度肯定。他们在大场地区发现了一个特大型、2个大型、3 个中型金矿床在内的矿集区，探明金资源量高达200多吨；在夏日哈木发现了一个世界级的大型铜镍矿，实现了东昆仑成矿带找矿新突破，打开了该地区寻找新矿种的窗口。这次找矿新突破，为青海省当时的“资源立省”战略和长远的富裕、兴旺奠定了坚实的物质基础。

然而，作为“中华水塔”的青海，发展特色经济，尤其是循环经济、高原特色农牧业是今后经济发展的重要方向。特别是随着生态文明建设的推进，青海省 “生态立省”战略的明确及实施，如何拓展地质服务领域，在坚持矿产勘查主业同时大力推进农业地质，开展区域地球化学调查，为高原农牧业的富裕和兴旺夯实基础，自然成为摆在五勘院面前的头等大事。

事实上，青海省国土资源厅也早就认识到了这项工作的重要性。在2004年，该省国土资源厅为开拓青海农业地质之路，在西宁及周边启动了农业环境调查项目，主要通过调查以土壤为主，作物、水等介质为辅的生态环境，查明其地球化学特征，发现一批有益、有害资源，为开发利用及预警预测提供依据。令人惊喜的是，该项目初战告捷，首次在青海这块低硒背景土地上的在西宁-平安小峡地段，发现了富硒土壤及富硒作物。该项目的实施及其成果的取得，无疑为随后五勘院开展的区域地球化学调查工作奠定了基础。

好雨知时节。2008年，中国地质调查局在全国开展的多目标区域地球化学调查工作扩展到西部，启动了海东地区局部的多目标调查工作。刚刚组建成立的五勘院承担了这一项目，由此拉开了向农业地质拓展的序幕。

“多目标区域地球化学调查是一项生态、环境、农业、资源、城市、旅游、工程安全等多个方面的基础地质调查，目前分为多目标区域地球化学调查、生态地球化学评价和土地质量地球化学调查评价3个层次。”刘长征介绍，该项目通过调查东部表层土壤、深层土壤中元素分布特征，定位特色资源，在西宁-乐都首次发现了大面积富硒土壤。这一重大成果的发现，不仅为海东地区调整农业产业结构、发展特色农业提供了基础，指明了方向，也为五勘院根植区域地球化学调查工作，在广阔的田野上播种“硒”望积累了经验，打下了基础。

为她打扮为她梳妆

“禾苗在农民的汗水里抽穗，牛羊在牧人的笛声中成长。我们世世代代在这田野上劳动，为她打扮，为她梳妆。”恰如歌中所描写的这样，五勘院开展多目标区域地球化学调查工作近８年来，滴滴汗水终成金，在特色农业开发、生态环境污染防治、土壤固碳潜力、土地整治与生态管护、资源调查等方面取得了显著的成果。

丰收的背后是辛勤的劳动。对刚组建成立就开始进军多目标区域地球化学调查工作的五勘院来说，同样面临着“万事开头难”的窘境。彼时对他们而言，硒还是一个十分陌生的词汇，至于在土壤里如何找硒，则更是一张白纸，从未有过。既无以往的经验可以借鉴，又无现成的模板可以复制，面对首次承担的海东地区局部的多目标调查工作，该如何下手？

开弓没有回头箭，没有过不去的火焰山！当时的五勘院领导甩下了硬邦邦的话：马上组建团队，没有人才，可以在院技术人员中随便挑；缺乏技术，可以组织人员去外面学；后勤工作，院里全力保障。但目标只有一个，就是不折不扣完成这次调查工作，树起五勘院在农业地质领域尤其是区域地球化学调查工作中的品牌！

说干就干。五勘院挑选精兵强将，组建了10余人的项目团队。团队人员整体学历素质较高，都是地球化学地质等专业本科以上学历；年龄结构年轻，大部分是“80”后；业务技能纯熟，工作能力出众，吃苦耐劳。项目负责人姬丙艳思维活跃，坚持创新发展，将百姓及地方需求作为项目工作的首要目的，解难题，找结点，在富硒土壤调查评价中攻破了大量技术难关，尤其在研究富硒土壤成因、来源及迁移转化方面有独特见解，同时奠定了青海富硒土壤及生态系统发展的基础。在姬丙艳带领下，已发展成长出多名土地调查评价项目负责人，现均担任平安富硒、柴达木绿洲农业项目负责。

多目标区域地球化学调查工作包括了农业、环境、生态、基础地质、矿产甚至地方病等多方面的内容，且先进技术方法更新较快。想要搞好青海多目标工作尤其富硒资源项目，必须不断学习，掌握最新方法技术及思想理念，结合实际不断加深认识，把握政府动态和领导思路。五勘院积极组织项目团队参加中国地调局等单位组织的各类学习和培训班，来加强技术交流，集聚先进技术方法，并利用与中国地质大学（北京）教授杨忠芳领导的多目标团队共同承担多项研究工作的机会，不断向他们请教，了解此项工作最新的进展和理论，弥补自身的不足。此外，还多次邀请成杭新、奚小环、杨忠芳等多名知名专家莅临青海平安，现场指导富硒生态评价项目思路，解决技术瓶颈。

磨刀不误砍柴工。平时点滴间积累起的技术方法终于“厚积薄发”、“修成正果”。经过短短两年的工作，五勘院在西宁-乐都发现了840km2的大面积富硒土壤，并初步认定，该区表、深层土壤均富硒，且来源于地层沉积，来源持续稳定。

2010年1月，这一重大地质调查成果公开发布后，立即引起了青海省高层的重视。时任青海省委书记强卫、省长骆惠宁分别作了重要批示。随后，五勘院在对找硒经验总结提升基础上，集成编制了《青海西宁及周边地区成果报告》，并在北京邀请於崇文、张本仁、莫宣学3名院士，中国地质调查局、中国地质大学、中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所等多名首席专家，联合对该项目成果进行了评审，得到了与会专家的高度好评。

省委、省政府主要领导的重视和关心，国内专家的肯定与好评，技术的愈益成熟和完善，成果的不断提升和运用，使五勘院如虎添翼，调查成果不断涌现。据相关数据显示：2008～2015年，五勘院通过对近3万多件样品（土壤、水体、生物）进行高精度测试，获得了87多万个数据，建立了土地质量地球化学数据库，取得了较好的调查成果，在海东市发现富硒、富锗、富硼土壤资源分布区，其中富硒土壤1872平方千米、富锗土壤682平方千米、富硼土壤607平方千米，形成以拉脊山为界“南锗北硒”土壤资源分布格局。

“富硒土壤主要集中分布湟水谷地及拉脊山一带，平安区、乐都区富硒土壤呈现面积大、连续成片、含量较高的特点；富锗（含锗）土壤主要集中分布在拉脊山南部化隆县、循化县，湟水谷地的乐都区、民和县一带，以化隆县面积最大；富硼土壤分布在化隆县、循化县一带，表现为富硼土壤连续分布、区域富集特点。” 刘长征说。

既然海东地区发现了富硒土壤，那位于柴达木盆地的海西有没有富硒土壤的可能？具有战略眼光的省国土资源厅又及时调整思路，把工作重点聚焦在了有“沙漠绿洲”之称的都兰县境内，于2015年设立了省地勘基金项目——都兰县绿州农业生态地球化学评价，通过采用地球化学测量方法开展绿洲农业生态地球化学评价，查明测区元素地球化学分布和分配特征，对主要工作区土壤母质成因进行调查；选择具有典型意义的异常进行查证，初步查明异常成因及其生态效应，对土地质量和农产品质量进行评价；研究土壤和农作物中元素的分布，提出特色农产品种植建议，为特色农业发展规划及地方经济社会可持续发展提供科学依据。

对已轻车熟路的五勘院而言，开展此项目简直是“小菜一碟”。2015～2016年，项目组通过对5000余件样品（土壤、水体、名特优农产品）进行高精度测试，在诺木洪地区发现富硒土壤共计417km2 ，这也是青海省在柴达木盆地首次发现富硒土壤。

“诺木洪地区富硒土壤主要分布于农场北部，空间上呈弧状，南以诺木洪洪积扇缘细土绿洲带为起点，向北延伸至柴达木盆地腹地，西至田格里河，东止于宗加乡，富硒土壤在西侧未圈闭。富硒区内每千克土壤硒平均含量达0.47毫克，最大值为2.8毫克。”该项目负责人沈骁说，因富硒土壤范围未圈闭，随着工作的进一步开展，面积会进一步扩大。

而在刘长征看来，柴达木盆地发现富硒土壤则更有深远意义。他说：“青海省东部地区发现的富硒土壤中，每千克土壤富硒平均含量为0.42毫克，最大值为1.755毫克。对比之下，柴达木盆地发现的富硒土壤中硒元素含量略高于青海省东部富硒区。更重要的是，都兰是青海西部地区主要的粮食高产区，诺木洪地区又是全国著名的枸杞生产基地。富硒土壤的发现，将对发展特色农业、打造青海省的地理标志产品具有积极意义。

为她幸福为她争光

青海省多目标区域地球化学调查工作自2008年正式启动后，截至目前，五勘院已陆续完成25万多目标调查工作5个，累计完成面积27900平方千米；完成1∶5万生态地球化学调查评价项目7个，完成调查面积4357平方千米；完成1∶1万典型地区土地质量调查评价100平方千米。其中，全省调查耕地474万亩，占青海省耕地总面积882万亩的54%。

“我们所开展的这些调查项目在特色农业开发、生态环境调查、土壤碳库、地方病防治等方面均取得了良好的效果，尤其以富硒产业发展为龙头，已形成了较好的发展生产链，为当地经济发展带来贡献。”刘长征说。

开展调查的目的不仅仅只是为了摸清家底、掌握情况，还要想法让其尽快转化为现实生产力，使调查结果更好地为政府决策服务、为当地农业转型服务。五勘院深深认识到了这一点。他们以“融合需求，互助发展”为目标，加强与地方政府的汇报沟通，积极做好成果汇报，及时为当地经济农业提供部署思路，探索出了一条技术与应用相辅相成、和谐发展的富硒之路，有效推动了青海各地富硒产业的发展。

为更好地深入开展服务于海东市富硒土壤资源的开发利用，加大对特色农畜产品、特色生物资源的开发利用研究，经过海东市平安区人民政府、青海省地质矿产勘查开发局共同研究，决定由海东市平安区高原富硒现代农业示范园区管委会、五勘院、青海省地质矿产测试应用中心联合挂牌成立青海省高原富硒资源应用研究中心。

“该中心立足于海东市乃至全省产业园区土壤、农业、水质、农作物以及富硒功能产品进行综合性的检验检测的服务平台，为富硒产品生产基地、园区各类企业提供强有力的技术支撑。早日将资源优势转化为经济优势，成为平安经济发展的‘增长极’。”刘长征说。

“硒”望的田野带来的是丰收的喜悦，使当地人们的“生活在‘硒’望中变样”。目前，平安区富硒农业园区已形成以“两园一基地”建设为中心，辐射带动其他基地发展的格局，先后引进20余家企业入驻园区，建成23处种养殖业生产及农产品深加工基地，形成富硒大蒜、红提葡萄、大果樱桃、牛羊、蛋鸡五大富硒主导产业，并以富硒种植养殖产业为依托、富硒精深加工产业为支撑、富硒高新技术转化为突破，打造集富硒产品生产加工、出口贸易、旅游观光为一体的沿湟百里农业长廊高原生态富硒产业带，以洪水泉乡、三合镇、平安镇为中心建设青海高原富硒农业科技产业园。

“现在，平安区高原富硒现代农业示范园区产值已达4.27亿元，富硒产业链已带动当地将近2000多户6000多人就业。另外，通过‘公司+协会+ 科技示范+农户’的经营模式，平安区已经分别在八个乡镇建起了富硒果蔬、饲草、马铃薯等大型生产基地。”刘长征如数家珍地说，在白家村、沈家村、大寨子村等地，以种植无公害瓜果蔬菜为主的白沈沟富硒设施农业长廊已形成规模，培养懂科技、善经营的新型农民2260名，户年均增收5000元左右。此外，在富硒设施农业长廊所辐射的5个村子中，当地的120户贫困户以“农户给农户”打工的形式实现就业。其中，有二三十户贫困户通过政府补助和自筹资金的方式，投资 3.2万元建起了蔬菜温室大棚，年收入达到3万多元，实现了脱贫。

而柴达木盆地诺木洪地区富硒土壤的发现，同样具有十分重要的意义，可以在产业规划、招商引资、发展特色农业经济、精准扶贫等方面发挥积极作用，最终服务于三农，惠及千家万户。

“要充分利用地球化学调查成果信息，加大成果转化利用。对诺木洪农耕区具有硒钼碘硼等有益元素、土地质量环境优良的地区，优先发展富硒红果枸杞等特色经济作物；诺木洪北部广袤灌木林地富硒土壤应以富硒特色畜牧业、富硒特色黑果枸杞和白刺果的开发为主导。”刘长征最后建议，对香日德高产区建立名特优农产品的地球化学评价模式，从地质、土壤、水文、地球化学元素含量、光热条件等方面进行研究，实现香日德地区农产品的原产地认证，打造产品的地理商标，运用土地质量档案，实现名特优农产品质量、安全可追溯。

“我们的未来，在希望的田野上，人们在明媚的阳光下生活，生活在人们的劳动中变样……我们世世代代在这田野上奋斗，为她幸福，为她争光！”在回京的飞机上，中国矿业报记者俯视大美青海的山山水水，耳畔仿佛又回响起了《在希望的田野上》，好像又看到五勘院为了青海的未来，为了当地人民的美好生活，为了为地勘单位争光，又义无反顾地背起了简单的行囊，迎着山谷的风，在田野上为找硒而奋斗！

 富硒红枸杞将改变当地人生活