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    一、什么是林下经济 

    林下经济就是在林下空间发展起来的种植业、养殖业、采集业和森林旅游业等产业,如林下种菜、林下养鸡、林下种菇、林下观光等。

    要理解林下经济,首先要明白什么是林下空间。通俗来说,树冠以下就是林下空间。

    二、为什么要发展林下经济 

    2012年,国务院办公厅出台《关于加快林下经济发展的意见》,明确提出要加快发展以林下种植、林下养殖、相关产品采集加工和森林景观利用等为主要内容的林下经济。原国家林业局随后出台了《全国集体林地林下经济发展规划纲要(2014-2020)》和《全国集体林地林药林菌发展实施方案(2015-2020)》,引导各地因地制宜发展林下经济。2020年,国家发展改革委、科技部、财政部、自然资源部等10部委联合印发《关于科学利用林地资源促进木本粮油和林下经济高质量发展的意见》,从科学利用林地资源、引导构筑高效产业体系、全面提升市场竞争能力等方面对新时期林下经济发展做出安排。我国正处于林业产业迭代升级阶段,发展林下经济具有以下重要意义:

    拓宽群众致富渠道,巩固脱贫攻坚成果。 

    发展林下经济,能够有效解决群众就业问题,增加群众收入来源,有效发挥其自身劳动力价值,实现自力更生,增收致富,巩固脱贫攻坚成果,推进乡村振兴战略。

    促进乡村产业结构转变,提高产业综合效益。 

    合理发展林下经济,有机结合经济发展、森林资源保护、林业产业水平提升等各项工作,促进传统林业经营方式转变和林业配套产业发展,实现森林生态系统的良性循环,拓展林业产业发展路子,增加林业产业总产值。

    增强群众生态保护意识,助力生态文明建设。 

    随着林下经济发展效益的逐步显现,能够引导社会资本的高度关注和资金持续投入,增加群众对国土绿化、实施乡村振兴战略和推动生态文明建设的认同感和参与感,使“绿水青山就是金山银山”的发展理念更加深入人心。

    满足人民对美好生活的向往,促进人与自然和谐发展。 

    科学合理地发展林下经济,能够有效增加绿色、有机、健康的野菜、山珍、木本粮油等优质林产品;同时,实施森林生态旅游开发项目,不仅可以强化资源保护,还能为人民生产生活提供更加美好的生态环境,从而更好地满足人民群众对美好生活的向往,促进人与自然和谐发展。

    三、林下经济发展现状 

    2020年12月6日,国家林业和草原局发布消息称,全国林下经济经营和利用面积已达6亿亩,林下经济总产值超过9000亿元,从业人数超过3400万,林下经济取得显著的经济效益和社会效益。

    经过多年发展,我国林下经济取得了丰硕成果。在我国东北地区,早在2011年林业方面的收入总金额就达到8.65亿元,林下经济已逐渐从传统林木种植发展为林间养鹿、林下种参药、林间养蛙等多种经济模式。在我国南方地区,林下经济衍生出鲜果采摘、体验种植、竹排漂流等多种园区娱乐项目,林区慢生活体验逐步形成新兴旅游模式。2017年,北京市开始建设林下经济基地示范园区,主要发展亲子采摘、森林观光、幼苗种植等,取得了显著的经济效益和生态效益。

    在取得成绩的同时,我们也要看到,林下经济还存在一些问题,如:①农民对林下经济的认知还在“伐木取材”阶段,对生态循环林业更是“一头雾水”;②林场交通、电力、水利等基础设施薄弱;③对林下经济的研究不够充分,林下种植技术还不完善;④缺乏政府引导与宣传,以及相关龙头企业的带动;⑤政策扶持力度有待加强。

    林菌模式 

    林禽模式 

    林草模式 

    林药模式 

    四、林下经济的主要模式 

    依据区域自然条件、林地资源状况、经济发展水平、市场需求情况等差异,林下经济主要呈现林禽、林药、林菌、林草等四种主要模式。

    1.林禽模式 

    该模式主要是指在郁闭的林下对鸡、鸭、鹅等家禽进行养殖,在养殖时可以采用自然放养或周边设置围栏进行圈养。采用该模式进行养殖,树木可以起到通风、降温作用,有效避免了家禽疫病产生和传染,为家禽提供更健康的栖息环境。家禽活动不会对树木造成破坏,可提高生态系统的稳定性。同时,家禽粪便是优质的有机肥料,可为树木生长持续提供充足营养。

    2.林药模式 

    林药模式主要是在黄太平等果树下种植黄芪、赤芍、板蓝根、苍术、桔梗等中草药的一种模式。在果药模式中种植药材时,为了将管理流程简化,提倡采用半野化的栽培方式,在我国林下已得到广泛种植。

    3.林菌模式 

    林菌模式利用了木耳、蘑菇等食用菌具有喜阴怕光等生长特性,而林荫空气湿度大、光照强度低、昼夜温差小等特征正好为食用菌提供了最佳生长场所。在林下种植食用菌,可以有效避免夏季大棚内温度过高、不易调节等问题,有效提高食用菌的存活率,且食用菌栽培工作较简单,能大大降低生产成本。林菌模式主要原料是玉米秸秆、麦秸秆等,可以减少燃烧秸秆产生的环境污染问题。

    4.林草模式 

    林草模式是在退耕还林的速生林下种植牧草或保留自然生长的杂草,用以饲喂畜禽。森林环境中富含的二氧化碳有利于保证牧草的生长状态,较为开阔的林下空间还可为畜牧动物生长提供活动场所。洁净、新鲜的牧草可直接被动物啃食,进食过程中排出的粪便可给牧草生长提供养分。

    探索地质奥秘 解锁自然神奇

    泰晤士河是英国伦敦的母亲河,但在19世纪中期以后,河流污染严重,生态环境不断退化。从19世纪中期至今,英国政府与社会对其开展了长期治理。在治理过程中,以英国环境研究理事会及英国地质调查局为代表的地球科学研究机构做出了卓越贡献,提供了大量基础数据和地球科学认识。泰晤士河的治理,形成了在法律、机构、资金、产业、科研、技术等多方面的经验,可为我国江河污染治理和生态修复提供借鉴。

    工业革命以来的严重污染

    泰晤士河全长约346千米,为英格兰最长河流,全英国第二长河,也是全世界水面交通最繁忙的都市河流和伦敦地标之一。泰晤士河流域面积13100平方千米,占英国国土面积的5.4%;形成了许多城市,除去伦敦之外,还有牛津、雷丁和温莎等,是全国经济发达地区,人口占全国的1/5。泰晤士河是伦敦的主要水源,占总供水的2/3。直到18世纪,泰晤士河水产丰富、野禽成群、风景如画,是著名的鲑鱼产地。

    泰晤士河整个流域的大规模污染主要由工业化引起的人类活动增加所致,且随着社会发展,污染的类型和分布不断变化。

    英国地质调查局的泰晤士河流域三维综合建模

    1780年代,抽水马桶开始流行可看作是污染的开始。因为泰晤士河是伦敦居民的主要水源,污染使伦敦市霍乱相继爆发,导致1832年死亡5275人,1849年死亡18036人,1854年死亡11661人。

    1878年9月3日,“爱丽丝公主号”沉船事件发生。船上800名乘员中有 650人溺毙,这一事件让英国社会高度关注排污口以下河段的污染问题。

    战后即上世纪50年代,合成洗涤剂的广泛使用导致附着在水体表面的污染物难以被降解,河水溶解氧(DO)几乎为零,形成严重污染,几乎没有鱼类能生存。甚至发生了停靠在泰晤士河码头船体的镀层被污水腐蚀而变黑事件,造成了恶劣的国际影响。

    泰晤士河污染所导致的严重后果,迫使英国政府经历了一百多年的治污历程。

    实施全流域治理修复

    泰晤士河流域的治理修复过程可分为三个阶段:转移污染、流域修复和监测巩固。

    1. 转移污染——隔离排污,终端处理

    1848年英国议会通过了《都市排污法》,测量、设计并改进了伦敦下水排污系统。建立起“隔离式”排污系统方案。方案从1834年就已提出,但政府部门间的博弈和讨论不断,一直无法实施。

    直到1858年夏,泰晤士河“恶臭”大规模爆发,迫使在河边工作的英国议会和政府迅速行动,通过一项法案以“改进下水排污系统,尽最大限度防止污水直排泰晤士河”。从1858年到1885年,伦敦泰晤士河相继建成隔离排污系统,加上排污口污水处理,基本奠定了英国泰晤士河水污染治理的“隔离排污、终端处理”的百年规划理念,影响直至今天。

    2. 流域修复——统一管理,系统治理

    1955年至1975年,泰晤士河开始了第二阶段的治理,主要是将治理的范围扩展到了全流域,并采取了系统方法进行修复。这一时期,英国水资源经历了从地方分散管理到流域统一管理的历史演变。

    从1960年代起,英国对河段实施统一管理,把泰晤士河划分成10个区域,合并了200多个管水单位,建成一个新的水务管理局——泰晤士河水务管理局,实现了全流域统一管理的可能。

    这次治理秉承全流域治理的理念。大伦敦地区的180个污水处理厂缩减合并为十几个较大的污水处理厂,各类下水和污水处理设施合理布局,升级改造污水处理设施技术,并采取了对河流充氧的措施来提高河流的溶解氧。 目前,泰晤士河全流域建设污水处理能力几乎与给水量相等。沿岸的生活污水须经处理后才能排放,污水处理费计入居民的自来水费。

    到上世纪80年代,河流水质已恢复到17世纪的原貌,达到饮用水水源地的水质标准。鱼类绝迹百年后,多种鱼重返泰晤士河。

    3. 监测巩固——全域监测,科技助力

    1975年后,泰晤士河的治理进入了巩固阶段,水资源全流域管理的方法不仅解决了污染治理资金不足的难题,而且促进了城市经济的发展。在此阶段,英国政府一方面不断投资对污水处理设施进行技术改造,如对污水的处理已采用超声波监测控制、污泥密度和包膜电极监测溶解氧等新技术,此外遥测技术也得到使用。另一方面严格控制工业污水的排放,对沿河两岸的工矿企业严加监督,规定除了经过净化处理的水以外,将任何东西排进泰晤士河都是非法的。此外政府利用科研机构开展了全流域多要素的水质监测,并实施了生态净化。

    经济转型和产业升级也是治污的有力措施。近年来,随着英国产业的升级改造和大伦敦区的经济模式转换,重污染工业企业相继关闭,代之以各类文化和服务机构,大大缓解了泰晤士河的污染压力。今天泰晤士河已经重现昔日的碧水蓝天。

    针对一直以来下水道雨污不分流导致的问题,英国政府宣布将耗资20亿英镑,于2020年前在伦敦地下80米处修建一条长达32千米的排污水道,进一步改善污染物在河道外的输送条件。

    环境科研机构的重要作用

    英国环境研究理事会(NERC)下属的各科研机构,如英国地质调查局(BGS)和生态水文中心(CEH)与全国环境保护机构合作,在泰晤士河流域开展了大量的调查研究工作,有力地支撑了系统治理和生态恢复。

    1. 调查监测——提供治理所需的地球科学基础数据

    BGS在泰晤士河口开展钻探,测量汞异常,以确定污染程度和深度,并对防洪和排污进行河道调查,内容包括人居环境调查、河道周围地形图测制、水文调查、水位和河道容量调查等。

    BGS通过河流栖息地调查,形成了流域基底数据,包括地质、地形、水质、水流量等;通过水生微生物分析,揭示季节、年份变化。同时,为了保障城市建设需要,BGS还开展了多个图幅的 1∶2.5万砂石资源调查。

    NERC和环保机构合作开展了水源地监测,在饮用水水源区、重要物种区、娱乐水域、营养敏感区、保护区内布置了上千个监测点,从源头和末端进行水质监测。

    2. 研究评价——深入研究地上地下水相互作用和污染物的运移机理

    BGS研究了地下水-地表水相互作用,通过地下水体、基本流量、硝酸盐、过渡区域、观测站数据、洪泛区、水质、气候变化等因素的分析,揭示泰晤士河流域的地下水体化学状况、灰岩含水层水质量等。

    CEH在上游对影响水资源的土地利用、气候因素、人为磷输入源进行研究,并通过历史水位和全球变化引起的海平面上升模拟,积极评估防洪设施的防洪水平,为达千年一遇水平,确定需加固的区段。

    3. 模拟预测——以三维地质建模和时序分析支持水管理的科学决策

    BGS建立了伦敦地区和泰晤士河流域三维地质模型,包含基本构造、地层、城市地下空间、地质灾害、土地利用、含水层特性数据、水位数据、钻孔地球物理数据、海岸和海洋等数据,从而构建跨学科、多要素、面向决策的整合科学研究基础。

    BGS使用过去120年的降雨、径流、蒸散等数据进行水流模拟,形成基于时间序列分析的预测成果。

    CEH通过藻类和磷集成模拟的流域研究,对一系列缓解和适应战略的成本效益进行了评估,认为最有效的策略是将化肥用量减少20%,同时对废水进行高标准处理。其结果可使水质接近欧盟水框架指令的指标。

    CEH通过区域气候模式获得的降雨量和潜在蒸发量,模拟了泰晤士河流域未来流量的变化。

    4. 支持修复——机构主动作为,助力保护修复

    NERC的各科研机构主动参与并实施伦敦各河流行动计划(2009),恢复和改善伦敦的各条河流,改善洪水管理;改善野生动物栖息地,支持可持续发展;帮助城市适应不断变化的气候,为伦敦人提供更好的生活。

    我国可以从中借鉴什么

    1. 建立权威的流域管理机构对流域实施统一管理

    1960年成立的泰晤士河水务局,被赋予流域管理机构的权力后,治理产生了立竿见影的效果。这种大胆的体制改革被欧洲称为“水工业管理体制上的一次重大革命”。从泰晤士河流域的治理经验来看,一个强有力的具有综合决策和协调手段的流域管理机构是整治流域水污染的基本条件。

    我国当前应改变流域用水、管水、治水等工作的分散局面,解决无权过问行政及经济方面受到制约的局面,可成立治理专门委员会,对流域进行统一规划与管理,提出水污染控制政策法令和标准,并建立相关治理项目。

    2. 加快完善水污染治理相关法律法规

    从泰晤士河的治理历程来看,逐步完善水污染防治相关法律法规发挥了举足轻重的作用。内容涉及水资源保护、污染源管理和控制、水环境管理、水质监控等方面。其中,《污染控制法》明确了对各种违规行为的处罚规定,对污染城市河流及其他水环境的行为,起到令行禁止的作用。

    我国可在目前水资源保护标准上,充分考虑水环境保护、水资源管理和水污染防治三者的历史依存关系,坚持水资源开发利用和水环境管理监督职能应完全分开的原则,适时出台一些法律。

    3. 重视科技创新,以地球系统科学引领规划治理

    在泰晤士河治理过程中,科学技术的支持作用非常突出,特别是泰晤士河的第二次治理是在有关科学研究的前提下实施的。科学研究帮助水务局制定了科学合理、符合生态原理的治理目标,根据水环境容量分配排放指标,并及时跟踪监测水质变化。在此过程中,英国环境研究理事会和英国地质调查局发挥了专业优势,提供了十分有价值的地球科学数据和知识。

    我国在水污染治理中既要持之以恒,同时也需要科学的研究与规划。尤其是要发挥中国地质调查局的地球系统科学优势,持续不断地提供调查、监测数据,深入研究地表水和地下水的关系,适时提供关于流域的研究评价成果,为治理和修复提供地球系统科学解决方案。

    4. 建立资金保障机制,开辟多种融资模式

    为了解决资金缺口问题,泰晤士河采取了多种融资方式,这些融资方式成功的一个主要特点是市场化运作。如泰晤士河水管理局通过向排污者收取排污费,并发展沿河旅游娱乐业,仅1987年~1988年,其总收入就达6亿英镑,这不仅满足了水环境治理的需要,还向政府上交盈利2亿英镑。我国可充分调动政府、企业与社会的积极性,为私营部门进入污染治理领域创造制度与政策环境,从而造就多元化融资模式。

    5. 加快促进沿岸产业结构的转型升级

    泰晤士河在治理过程中并没有强迫关闭沿岸企业与工厂,而是提高了排污相关指标。全面实行“污染者付费”原则,并制定了相关法律,加快促进沿岸产业结构的转变。因此,我国可探索构建政府部门与流域企业的和谐关系,引导、鼓励其实现转型升级、绿色发展,从源头上减少污染,并在治理中加强政府管理。

    6. 掌握先进的污染处理技术和生态防治措施

    泰晤士河在治理过程中结合了工程治理措施与生态防治措施,采用了先进的污水处理技术,以及如芦苇床处理系统为代表的湿地污水处理工艺,以实现人工净化加自然净化的效果。我国也应该应用这些污水处理技术,引进或探索适合于我国气候条件的生态净化措施,寻找可检测污染物水平的化学、生物指标。

    (作者单位:中国地质调查局发展研究中心)

     

    地球科学机构在泰晤士河流域治理中的支撑作用

        10月26日,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席胡锦涛来到北京展览馆,参观正在这里举办的“科学发展、成就辉煌”大型图片展览。新华社发

        10月26日,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席胡锦涛来到北京展览馆,参观正在这里举办的“科学发展、成就辉煌”大型图片展览。新华社记者 鞠鹏摄

        胡锦涛吴邦国温家宝贾庆林李长春习近平李克强贺国强参观“科学发展成就辉煌”大型图片展览

       新华社北京10月26日电(记者 李斌、顾瑞珍)科学发展兴伟业,奋发进取谱华章。在全党全国喜迎党的十八大胜利召开之际,党和国家领导人胡锦涛、吴邦国、温家宝、贾庆林、李长春、习近平、李克强、贺国强26日分别来到北京展览馆,参观正在这里举办的“科学发展成就辉煌”大型图片展览。

      这个展览分为序篇和9个主体部分,全面展示了以胡锦涛同志为总书记的党中央团结带领全党全军全国各族人民推进中国特色社会主义事业的不平凡历程,集中反映了党的十六大以来科学发展的成功实践和国家建设、人民生活的历史性变化。胡锦涛等领导同志走进一个个展厅,仔细观看展览,认真听取工作人员讲解。

      在序篇展厅里,一组照片形象再现了过去10年办成的一系列大事、办好的一系列喜事、办妥的一系列难事:成功举办北京奥运会、上海世博会,隆重庆祝中华人民共和国成立60周年,有效应对国际金融危机冲击,奋力战胜汶川特大地震等重大自然灾害……胡锦涛等领导同志边走边看,同大家一起回顾那些令人难忘的时刻。

      在9个主体部分展厅里,一张张照片、一幅幅图表、一件件模型和实物,从不同侧面展现出党的十六大以来我国社会主义经济建设、政治建设、文化建设、社会建设、生态文明建设、国防和军队建设、港澳工作和对台工作、全方位外交、党的建设取得的辉煌成就。我国国内生产总值居世界位次的变化图,粮食总产量实现“八连增”和中央财政支持“三农”投入增长的柱状图,天宫一号与神舟九号组合体、蛟龙号载人潜水器的模型,中国特色社会主义法律体系的文本实物墙,文化事业和文化产业改革发展成果丰硕的视频和图表,覆盖城乡的社会保障体系的示意图和农村老人喜看养老保险金存折的照片,全国节能减排目标完成情况和循环经济模式的示意图,我军现役主要装备的模型和照片,实践“一国两制”、保持香港澳门繁荣稳定的照片和图表,开创两岸关系和平发展新局面的照片和图表,推动建设和谐世界、全面发展对外友好关系的照片,被誉为“时代先锋、人民公仆”的杨善洲、沈浩、王瑛、李林森用过的工作、生活用品……内容丰富的展品吸引了领导同志的目光,胡锦涛等不时停下脚步,十分专注地观看。在一些展板、展台前,有关部门同志向前来参观的领导同志详细介绍情况,回答领导同志的询问。

      参观过程中,胡锦涛总书记指出,党的十六大以来,全党全军全国各族人民,把握机遇、迎接挑战,万众一心、开拓奋进,使我国改革开放和社会主义现代化建设取得举世瞩目的巨大成就,把中国特色社会主义事业推进到一个新的发展阶段。10年来的成绩令人倍感鼓舞,10年来的经验值得深刻总结。

      胡锦涛强调,在新的历史起点上,我们一定要高举中国特色社会主义伟大旗帜,坚定不移沿着中国特色社会主义道路前进,继续推动科学发展、促进社会和谐,继续改善人民生活、增进人民福祉,为全面建成小康社会、实现中华民族伟大复兴而不懈奋斗。

      参观展览的领导同志还有:王刚、王乐泉、王兆国、王岐山、回良玉、刘淇、刘云山、刘延东、李源潮、路甬祥、梁光烈、马凯、陈奎元、钱运录、万钢,以及中央军委委员常万全、许其亮。

      这个展览由中共中央宣传部、国家发展和改革委员会、解放军总政治部、中共北京市委共同举办,10月26日上午开幕,展览为期一个月。

     

    胡锦涛等参观“科学发展成就辉煌”大型图片展览

    “十三五”以来,中国地质调查局为服务国家节能减排和能源结构调整,支撑深部地热清洁能源高效开发利用,实施了“全国地热资源调查评价与勘查示范”工程以及“京津冀地热资源调查评价与综合开发示范”工程。

    2016~2018年,“全国地热资源调查评价与示范”工程部署并完成了京津石地热资源调查、东南沿海厦门-琼北地区地热资源调查、青海西宁-贵南地区地热资源调查3个二级项目,累计完成1∶5万地热地质调查面积16610平方千米、1∶25万地热地质调查面积6650平方千米,实施地热钻探20709米、工程地质钻探22484米。

    2018~2020年,“京津冀地热资源调查评价与综合开发示范”工程部署了雄安新区地热清洁能源调查评价、天津东丽区-河北牛驼镇地热资源调查与试验、全国大地热流值测量与靶区优选、张家口地区地热资源调查评价、冀中坳陷深部碳酸盐岩热储调查评价5个二级项目,截至2020年底累计完成1∶5万地热地质调查面积7720平方千米、1∶25万地热地质调查面积22000平方千米、地球物理勘查点3200点。

    成果与进展

    一是提出了我国水热型与干热岩型地热资源“同源共生-壳幔生热-构造控热”的成因机制,完善了我国地热资源成因理论。

    二是开展了东南沿海结晶岩区、京津冀沉积盆地坳陷区、隆起区和燕山造山带对流型地热区四种类型区深部地热探测技术方法经验总结,为优化地热钻探选址提供服务支撑。

    三是针对碳酸盐岩地层和高温花岗岩地层,改进钻探工艺并建立钻探技术体系。

    四是提出了“采灌均衡、深浅联用、经济高效、永续开发”的水热型地热资源评价理念,编制并发布《地热资源评价方法及估算规程》,在容东片区和雄安新区地热资源评价中得到应用。

    五是编制了《干热岩地质勘查技术要求》,基本查明了我国典型地区干热岩型地热资源潜力。

    六是基于我国地热系统成因理论,多处探获高产能地热井,提高了地热资源储量。

    应用与转化

    雄安新区清洁能源调查评价及相关报告编制有效支撑雄安新区规划建设。建立京津冀地热资源梯级综合开发利用(献县)科研基地,提出京津冀地热开发经济模式。加强技术与装备研发,获批自然资源部地热与干热岩勘查开发技术创新中心,为地热资源开发、人才培养提供了有效的室内模拟、试验平台。

     

     
     
    地质调查“十三五”成果回顾之五:地热资源勘查评价...

     

    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。

    当岩溶地区遭遇科技克星