探索资源环境和谐发展之路

邓杰 邓善芝

资源的综合利用，主要是指在矿产资源开采过程中对共生、伴生矿进行综合开发与合理利用；对生产过程中产生的废渣、废水（液）、废气、余热余压等进行回收和合理利用；对社会生产和消费过程中产生的各种废物进行回收和再生利用。

资源综合利用的重要性

矿产资源综合利用不仅是解决矿产资源短缺的重要途径，而且是实现矿业经济可持续发展战略目标的现实选择，对有效利用和合理保护自然资源起着积极的推动作用。矿产资源综合利用是矿产开发的一项重要政策，也是合理开发、保护环境、维护生态平衡的一种有效手段。在矿产资源综合利用过程中，倡导低碳经济不仅有利于缓解我国经济发展的资源约束矛盾，调整优化结构和转变经济发展方式，而且对于减少污染排放、改善环境质量具有重要意义。

1.矿产资源低碳开发

就我国有色金属工业来说，每年排出废石上亿吨、尾砂7000多万吨，占用大量土地；数亿吨废水只有少部分复用或处理达标后排放。有色金属材料生产过程的许多材料含有一定量的有毒金属，如汞、镉、钍等，产生的废弃物已成为环境污染的重要因素之一。有色金属采选回收率仅为50%～60%；矿产资源综合利用率达70%的矿山仅占7%，综合利用率达50%的矿山不到15%，75%的综合型矿山企业综合利用率不到2%～5%；选矿回水利用率65%～70%；尾矿综合利用率为20%左右；冶炼的资源综合利用率为40%～60%，许多共、伴生矿没有综合回收；工业水重复利用率为72.8%；固体废物资源综合利用率为7%～8%；SO2的利用率约70%左右，致使每年排放大气中的SO2高达50余万吨。因此在有色金属工业的采、选、冶、加工过程中，对尾矿及“三废”进行综合利用显得格外迫切。

2.再生资源回收利用

除开展矿产资源的综合利用之外，发展再生资源回收利用也是非常重要。

发展再生资源回收行业，可以节省采矿、冶炼、电解等工艺环节，大量减少污染排放和能源消耗，也是降低资源对外依存度、推动我国生态文明建设的必由之路。业内预计，到2020年末，我国再生资源回收行业整体产业链产值将达3万亿元。

资源综合利用的途径

综合利用固体废物生产的产品包括：利用煤矸石、铝钒石、硼尾矿粉、锅炉炉渣、冶炼废渣、化工废渣及其他固体废弃物生产建材产品、电瓷产品、肥料、土壤改良剂、净水剂、作物栽培剂；利用制糖废渣、滤泥、废糖蜜、淀粉废渣、造纸污泥等生产造纸原料、建材产品、酒精、饲料、肥料、赖氨酸、柠檬酸、核甘酸、木糖，碳化硅、饲料酵母，及多种有机糖类。

综合利用废水（液）生产的产品包括：利用化工、纺织、造纸工业废水、制盐液（苦卤）及硼酸废液，生产银、盐、锌、纤维、碱、羊毛脂、多种无机盐类、粘合剂、酒精、香兰素、饲料酵母、肥料、制冷剂、阻燃剂、燃料等；利用酿酒、酒精、制糖、制药、味精、柠檬酸、酵母废液生产饲料、食用醋、酶制剂、肥料、沼气，以及利用糠醛废液生产的醋酸钠；利用石油加工、化工生产中的废硫酸、废碱液、废氨水以及蒸馏或精馏釜残液，生产硫磺、硫酸、硫铵、氟化铵、芒硝、硫化钠、环烷酸、肥料，以及酸、碱、盐等无机化工产品和烃、醇、酚有机酸等有机化工产品。

再生资源生产的产品包括：回收生产和消费过程中产生的各种废旧金属、废旧轮胎、废旧塑料、废纸、废玻璃、废旧家用电器、废旧电脑及其他废电子产品 ，从中提取金属（包括稀贵金属）非金属和生产的产品；利用废棉、废棉布、废棉纱、废毛、废丝、废麻、废化纤、废旧聚酯瓶和纺织厂、服装厂边角料，生产造纸原料、纤维纱及织物、无纺布、毡、粘合剂、再生聚酯产品；利用废轮胎等废橡胶、废塑料生产的胶粉、再生胶、轮胎、防水材料、橡胶密封圈、塑料制品、建材产品、装饰材料、保温隔热材料；利用杂骨、皮边角料、毛发等生产骨粉、骨油、骨胶、明胶、胶囊、磷酸钙及蛋白饲料、氨基酸、再生革、生物化学制品。

城市矿产垃圾：放错地方的资源

据测算，每回收利用1万吨再生资源，可节约自然资源4.12万吨，节约煤1.4万吨，减少6万吨～10万吨垃圾处理量；每利用1万吨废钢铁，可炼钢8500吨，节约铁矿石2万吨，节能0.4万吨标煤，少产生1.2万吨废渣，减少86%的空气污染。

在“城市矿产”回收体系当中，垃圾分类处理是废弃资源再生回收利用中重要的一个环节。通过分类投放、分类收集，把有用物资，如纸张、塑料、橡胶、玻璃、瓶罐、金属以及废旧家用电器等从垃圾中分离出来回收利用，既提高垃圾资源利用水平，又可减少垃圾处置量。按照一般城市特点，我们将城市可能产生的垃圾进行分类，主要分为：动物尸体、人畜粪便、可回收垃圾、餐厨垃圾、有害垃圾和其他垃圾。

垃圾分类处理大致分为三个步骤：湿垃圾（有机垃圾）在有机垃圾加工利用厂被加工成有机肥或有机复合肥，用于绿化或农业施肥；干垃圾（无机垃圾）在生活垃圾分拣中心被进一步细化分类为废纸张、废塑料、废玻璃、废金属等可回收利用成分，再由相应的再生利用厂进行再生利用；有害垃圾在有害垃圾分拣处置站分拣，可回收利用物送去回收利用，残渣进行焚烧或安全填埋处理。

对垃圾进行分类收集，有以下诸多优点:

一是减少占地。生活垃圾中有些物质不易降解，使土地受到严重侵蚀。垃圾分类，去掉能回收的、不易降解的物质，能减少垃圾数量达60％以上。

二是减少环境污染。废弃的电池中含有金属汞、镉等有毒的物质，会对人类产生严重的危害；土壤中的废塑料会导致农作物减产；抛弃的废塑料被动物误食，会导致动物死亡。

三是变废为宝。中国每年使用塑料快餐盒达40亿个，方便面碗5亿~7亿个，一次性筷子数十亿支，这些占生活垃圾的8％~15％。1吨废塑料可回炼600公斤柴油。回收1500吨废纸可生产1200吨纸。1吨易拉罐熔化后，能炼结成1吨很好的铝块，可减少开采20吨铝矿。生产垃圾中有30％~40％可以回收利用，应珍惜这个本小利大的资源。

石墨，缘何脱颖而出？

曾小波 徐明

2008年，英国曼彻斯特大学两位学者因发明石墨烯材料获得诺贝尔奖，在全球引发“石墨热”；欧盟宣布石墨烯入选“未来新兴旗舰技术项目”，并设立专项研发计划；日本将石墨作为重要战略性矿产资源进行储备；美国将石墨列为高新技术产业的关键矿物原料，实行立法保护。2015年10月，习近平总书记考察访问英国莫彻斯特大学石墨烯重点实验室；2015年10月，华为与曼彻斯特大学石墨烯研究所签订石墨烯合作战略协议；2016年，《全国矿产资源规划》将晶质石墨列为我国战略性非金属矿产资源。

石墨烯晶体结构模型

石墨到底是一种什么样的资源，为什么会在众多矿产资源中“脱颖而出”？在中国经济面临新常态、产业转型升级的关键时期，晶质石墨资源开发及高科技利用将会带来怎样的机遇与挑战？

一、晶质石墨是什么

石墨，别称“石涅、石黑、石螺、石黛、画眉石”，是C元素的结晶矿物之一，素有“黑金子”的美称，呈钢灰色、黑灰色，具半金属光泽，有滑感，易污手。

石墨分为天然石墨和人造石墨，天然石墨可分为晶质石墨和隐晶质石墨。晶质石墨特别是大鳞片晶质石墨是高端石墨产品的重要原料，工业价值较大。

中国石墨矿产分布及生产加工基地示意图

二、晶质石墨的战略地位

1.晶质石墨的性质

晶质石墨具有金属和非金属两种特性，同时是碳结晶矿物，具有优异的导电、导热、自润滑、耐高低温、高化学稳定性、密封、抗辐射及可塑性型强等特点，使其在光学、微电子、热力学等方面具有独特的优异性能。

2.晶质石墨的主要产品

耐火材料：鳞片石墨大量应用于冶金工业中的石墨坩埚和镁碳砖生产等。

高纯石墨：高纯石墨材料要求C≥99.9% ，用于核能、半导体等高新技术产业的材料，则要求C≥99.99 %。

铸造工业用石墨：用石墨作铸模涂料，增加铸件的光滑度，减少铸件的裂纹和孔隙。对石墨原料的要求一般粒度0.074mm，含碳70%～80％。

柔性石墨：具有较高的化学稳定性、耐高低温、耐腐蚀、耐辐射、导电、导热、安全无毒，且具有良好的柔韧性、自粘性和润滑性，广泛应用于石油、化工、冶金等领域。

胶体石墨：拉丝用石墨乳粒度小于10μm，含碳98%～99％；模锻用石墨乳呈鳞片状，含碳要求在80%～99％以上，粒度＋0.15μm。

锂离子电池负极材料：目前成熟应用的主要是碳石墨材料，是电子、新能源汽车等新兴产业的关键性材料。

各向同性石墨材料：是核能、半导体、电火花加工等高新技术产业发展急需的高端石墨产品，大量用于单晶硅、多晶硅等半导体材料的制造设备。

电气工业用石墨：利用石墨制作电极、电刷、碳棒、碳管、阳极板、石墨垫圈等。对石墨原料的要求为粒度43μm，含碳94%～97％。

石墨烯：是目前发现的最薄最轻、硬度最高、韧性最强、导热性和导电性最好的纳米材料，被誉为“21世纪的新材料之王”。

3.晶质石墨的战略地位

晶质石墨是多种工业必需的关键性原料：在航空航天方面，用于制造远程导弹或者航天火箭推进器的材料、宇宙航行设备的零部件等；在国防军工方面，用于制造新型潜艇的轴承，生产国防用高纯石墨、火药、石墨炸弹、隐形飞机和导弹的鼻锥等；在化工方面，用于制作热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、泵等设备，用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业；在电子方面，用来作电极、电刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫圈、电话零件、电视机显像管的涂层、电磁屏蔽的导电塑料等；在新能源汽车方面，可用于锂离子电池负极材料；在核能工业，高密度的高纯石墨和氟化石墨，用作核反应堆中子减速剂和防原子辐射的外壳；在光伏产业，石墨烯是一种较好的储氢材料，用于制作大比电容的超级电容，提高锂电池的充放电效率，石墨烯也是太阳能电池较好的备选材料。

晶质石墨将带动新能源、新材料等领域的技术革命。石墨烯将带来诸多工业革命性的技术进步，是未来科技竞争的核心。计算机及互联网领域的技术革命：石墨烯芯片的主频可达1000GHz，是普通晶硅电脑芯片的数百倍；通信领域的技术革命：石墨烯制成的天线以1000GHz的频率正常工作，远超目前常规的天线；新能源工业技术进步：石墨烯制成的超级电容器，充电时间只需1 毫秒，新能源汽车电池有望充电10分钟，连续开行1000公里；国防军工：石墨烯强度比钢强200倍，是现有测试材料中轻度最强的，这将带来武器工业的技术革命。

4.晶质石墨的需求

未来，传统领域石墨需求保持稳定，新兴产业石墨需求将快速增长，需求增长集中在晶质石墨。据中国地质调查局预测，2020年晶质石墨需求将达到95万吨，新兴产业需求占比将超过45%，其中，新能源和新能源汽车领域需求约23万吨，核电领域需求约14万吨，高端制造和电子信息等领域需求10万吨以上。预测到2030年，晶质石墨需求将达到135万吨，新兴产业需求占比将进一步提高。

三、晶质石墨产业发展机遇与挑战

1.我国石墨资源丰富，资源保障程度高。

据美国地质调查局（USGS）统计，2017年，全球石墨储量2.7亿吨，80%集中分布于土耳其、巴西和中国。矿石种类上，晶质石墨主要分布在中国、乌克兰、斯里兰卡、马达加斯加、巴西等国；隐晶质石墨矿床主要分布于土耳其、印度、韩国、墨西哥、奥地利、中国等地。多数国家只产出某一类型石墨，中国是少数几个石墨资源种类齐全的国家之一。

中国石墨资源丰富，总保有量长期位居世界前列，其中晶质石墨资源量约2.6 亿吨。晶质石墨以大、中型矿居多，占矿产地总数的70%，全国晶质石墨保有矿物储量约88%集中分布于大型矿中。目前，我国已形成六大石墨生产加工基地，产量占全国的80%以上，其中晶质石墨主要产地有黑龙江鸡西、黑龙江萝北、山东平度、内蒙古兴和等；隐晶质石墨主要产地有湖南郴州、吉林磐石等。

2.晶质石墨深加工技术相对落后，尚未成为资源强国。

长期以来，我国晶质石墨深加工技术相对落后，大量出口低附加值产品，高端深加工产品主要依赖进口，开发利用粗放。

石墨产品一般分为高纯石墨（固定碳含量>99.9%）、高碳石墨（94%~99%）、中碳石墨（80%~93%）和低碳石墨（50%~79%）四大类，国内企业主要生产低碳、中碳石墨产品，高碳和高纯石墨产品较少。球化石墨、柔性石墨和氟化石墨等深加工产品占比有限，深加工技术相对落后。出口的石墨产品80%为初加工产品，同类产品进出口价格相差悬殊，如球化石墨进口价格是出口价格的两倍以上。

石墨矿石中含有大量的杂质矿物，晶质石墨矿石的品位较低，一般为3%~15%，但可浮性很好。在选矿过程中，需采用多段磨矿多段选别，通过筛分或水力旋流器分级，及时将已解离的大鳞片石墨分离出来，避免受到反复磨损。

我国中小型采选企业数量多，生产规模小而散，技术设备落后，采富弃贫、采易弃难等现象突出，晶质石墨利用率仅为40%，资源浪费严重。

四、结语

晶质石墨不仅应用于耐火材料、电极电刷、铅笔、铸造、密封、润滑等传统工业领域，更是高端装备制造、新能源、新材料等战略性新兴产业及核电领域的关键资源，被誉为“21世纪支撑高新技术发展的战略资源”，素有“黑金”美誉。随着技术发展和应用领域的不断拓展，晶质石墨资源的战略地位越来越受到重视。

我国是世界石墨资源大国，第一大石墨生产国、出口国和消费国，但长期以来石墨加工技术落后，大量出口低附加值产品， 高端深加工产品主要依赖进口，资源优势未能转化为技术和经济优势。未来，随着我国石墨资源战略地位凸显，科学利用和保护天然石墨资源，开发深加工技术和发展高端产品，将成为石墨产业发展的必然趋势。

近两年来，中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心启动自然资源要素综合观测工程，在技术创新、数据收集、资源-环境综合研究等方面取得重要进展和认识，探索建立全国自然资源要素综合观测体系，为自然资源管理、区域高质量发展等提供了数据和科技支撑。

一是探索建立全国自然资源要素综合观测体系。创新自然资源动态区划技术，将全国划为12个一级、100个二级和800个三级区域，并在此基础上构建了三级站网架构。建立了包括四大类、十四小类、三十四个模块的自然资源-生态-环境系统统一观测指标体系，形成了空-天-地-网立体协同观测技术方法和观测-模拟-预测技术体系，在青藏高原、黄河流域、塔里木河流域等区域通过融合共建和空白添建方式，构建起覆盖全国11个典型自然资源区的30余个观测站。

二是高质量观测数据助力资源环境问题研究。构建了全国自然资源要素综合观测一体化平台，实现了自然资源要素数据在线采集、存储、传输，现已汇聚形成5TB观测数据。开展了一系列资源-环境综合研究，初步摸清了长江源沱沱河地区冰川冻土资源家底，研究了格拉丹东大陆型冰川演变变化及其在2018～2020年期间年均消融产生的水资源量，计算了黄河三角洲单季水稻、黑麦草、苜蓿等作物全生育期单位面积耗水量。

三是典型示范成果带动科技发展与多方资金投入。以观测站网建设和综合研究典型示范成果为依托，成功申报获批自然资源部自然资源要素耦合过程与效应重点实验室；召开“变化环境下的自然资源与观测预测”第706次香山科学会议，举办2期自然资源要素综合观测大型研讨会；在黄河流域、云贵高原等地获得地方政府批准长久观测用地5处800余亩，带动相关高校和企业投入资金500余万元；向自然资源部、西藏自然资源厅等提供咨询建议报告4份。

“十四五”期间，将继续扎实推进观测体系建设，力争到2025年形成覆盖全国的全天候、全时段、全要素天-空-地立体观测能力，形成不同区域、不同尺度下自然资源系统演化规律和生态环境退化机理等科学认知，助力自然资源“两统一”管理、生态文明建设及区域高质量发展。

 青藏高原自然资源要素综合观测研究站10米标准气象站

地调局航空物探遥感中心近期完成了“大范围高陡斜坡活动性InSAR监测”数据的外业核查，对四川省岷江与小金川流域的20余处InSAR集成处理所发现的典型高陡斜坡，从坡体边界、活动范围和变形强度上予以实地查证。

该工作是四川茂县大型滑坡灾后大范围隐患排查的延续，是在利用InSAR技术提取山区坡体形变信息，识别典型活动坡体的基础上进行的。在此之前，大规模的InSAR监测采用Sentinel-1卫星SAR数据，综合InSAR时序分析技术与基于GACOS的大气校正方法提取山区坡体形变信息，完成了包含四川阿坝、绵阳、德阳和甘肃陇南在内的4万平方公里范围调查，识别出岷江流域的典型活动坡体50余处。

本次实地勘查的20余处坡体主要集中在汶川县、茂县、理县与小金县等地，整体滑移以及局部滑移幅度明显，海拔普遍达到3000-3500米，垂直距离达1500-2500米，河谷地带村镇密集，坡顶活动区多为零散分布的自然村，一些大型坡体上作物种植密集，为古滑坡和泥石流冲沟形成。实地调查发现了坡体上建筑物拉裂破坏、盘山道路剪切破坏和狭窄河谷地带桥梁挤压破坏等现象。

调查表明，通过InSAR技术可有效提取植被稀少地区，村庄、道路和裸露岩体分布条件下高陡边坡的变形信息，用于滑坡灾害的早期识别与活动状态表征。大范围InSAR数据整体处理突破了以往针对单体滑坡监测范围有限的瓶颈，可实现数万平方公里内不同边坡活动状态的有效识别，用于指导地方开展实地监测与群防群策，为大型滑坡体的预警与防治提供技术支撑。

理县杂谷脑河沿岸典型滑坡分布

小金县波萝村坡体下移引发谷底拱桥挤压破坏

近日，中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心（以下简称“昆明中心”）依托川滇生态屏障重点地区生态修复综合调查项目和滇西北高山峡谷区生态修复综合调查项目，在金沙江中游干旱河谷区建成“光伏+生态修复”试验场，目前已投入使用。

试验场主要针对西南山区光伏电站覆盖区域水土资源不匹配、农业种植模式缺乏可持续性、生态环境修复治理与农业发展难以实现平衡等问题，围绕西南山地生态脆弱区生态系统保护与修复研究、西南干旱河谷区光伏生态产业技术研发、农光互补可持续发展等方向，结合光伏发电、生态修复、现代农业种植等技术，建设光伏生态产业科研示范基地。

下一步，昆明中心将践行绿色发展理念，围绕试验场持续开展光伏板集水、光伏区生态修复、经济作物种植等相关工作，集成金沙江中游干旱河谷区生态治理先进技术和模式，提升生态环境质量，助推区域乡村绿色经济振兴，为西南地区光伏项目开发建设、现代农业种植及生态修复等领域的发展和创新作出贡献。

近日，中国地质调查局青岛海洋地质研究所在二氧化碳水合物农业应用方面取得新进展，“二氧化碳水合物微肥制备装置与制备方法”获得国家知识产权局授权（专利号：202010276863.7）。

在“双碳”目标的大背景下，各行业都在积极探索碳减排及碳中和路径，其中海底二氧化碳封存被认为是一种有效的碳中和路径。然而，人们不应忽视二氧化碳是植物进行光合作用制造有机物质的重要原料，是一种奇特的肥料——气肥，在农业领域扮演着关键的角色。据估算，如果现在全国30亿亩农田（含复耕）都使用二氧化碳气肥，最高可消耗20亿吨二氧化碳。因此，大田作物可能成为工业二氧化碳重要的消费市场。由农业生产承担部分碳中和是一项重大创新。

目前，农业生产使用的二氧化碳气肥中，固体气肥的生产工艺复杂，液体气肥的运输与使用不安全，气体燃烧法易产生氮氧化物和硫化氢等有害气体。针对上述问题，该发明提出了一种二氧化碳水合物微肥制备装置及制备方法，合成原料简单，合成流程短且不涉及化学反应，安全性好；合成的二氧化碳水合物微肥含二氧化碳储气量高，自保护效应好，便于储存和运输，微肥分解后无污染、无残渣，施用后不会改变土壤的性质。

该发明专利具有良好的应用前景，将工业排放的二氧化碳与含微量元素的水溶液制备成固态二氧化碳微肥，既能给作物通过光合作用必需的二氧化碳，又能提供作物生长必需的微量元素，同时还达到了碳中和的目的，有利于高效农业与国民经济可持续发展。

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”。

2019年7月6日-7日，自然资源部中国地质调查局岩溶地质研究所召开岩溶生态系统碳氮循环学术研讨会，来自南京师范大学、中国科学院、浙江大学、海南大学和岩溶所的7位专家、研究人员进行了学术报告。

会上，南京师范大学地理科学学院蔡祖聪教授做了题为“气候-土壤-植物氮形态契合的生产和生态环境意义”报告，深入阐述了土壤氮循环与气候和植物之间的关系，提出应根据土壤氮转化特点和作物氮素吸收特性合理施用氮肥。中国科学院华南植物园莫江明研究员做了“南亚热带森林生态系统对氮沉降的响应与适应”报告，系统阐述了氮沉降对南亚热带森林生态系统植物多样性、固氮效应和水分的影响。浙江大学浙江大学环境与资源学院马斌研究员做了“基于网络视角的土壤微生物生态过程”报告，分析了不同气候区森林生态系统土壤微生物的地理分布模式以及微生物间相互作用对土壤功能的影响。中国科学院南京土壤研究所颜晓元研究员做了“农田氮肥去向的影响因素与高效利用原理”报告，分析了我国氮肥施用的农学价值和环境影响，提出了降低氮肥损失和提高氮肥利用效率管理措施。海南大学热带作物学院伍延正博士作了“不同施肥模式对热区稻菜轮作系统氧化亚氮和甲烷排放的影响”报告，阐述了热区水稻种植条件下如何合理施肥以及温室气体减排。岩溶所李强研究员做了“喀斯特断陷盆地盆-山结构的土壤微生物群落特征”报告，分析了断陷盆地不同海拔高度土壤微生物的分布特征及其影响因素。岩溶所朱同彬副研究员做了“岩溶区石灰性土壤氮转化特点”报告，评估了岩溶区不同土地利用方式下土壤氮转化过程变化及其影响因素。

研讨会期间，部分参会专家和老师参观了中国岩溶地质馆和毛村野外试验基地，并就野外试验设计、采样等进行了交流与讨论。

来自南京师范大学、中国科学院南京土壤研究所、中国科学院华南植物园、中国科学院亚热带农业生态研究所、浙江大学资环学院、海南大学、广西师范大学、桂林医学院、湖北省农业科学院植保土肥研究所、岩溶所等高校院所50余人参加会议。