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    近日,由中国地质科学院地质研究所(以下简称“地质所”)研发的“一种大比例尺剥蚀深度专题填图方法”获得国家发明专利。
    侵入岩、变质岩和金属矿床通常形成于地下几公里至几十公里处,在后期构造及侵蚀作用下逐渐剥露至地表。矿床的保存主要取决于其上覆岩石的剥蚀强度,通过定量计算成矿带内已发现矿床及其它地质体的剥蚀量,可以对成矿带内矿床形成后的改造情况给予综合评价。研究地质体构造抬升和地表剥蚀的时间、过程和性质,可以对区域地质演化给予定量约束。国际上所开展的剥蚀深度(剥蚀量)填图范围都很大,通常是一个岛屿,甚至整个国家,因而形成的都是小比例尺图件,并且不是在标准的地质底图上成图,仅供观察大区域内的大致变化趋势,不具有更多的实用价值,也没有建立区域剥蚀深度填图规范。

     

    针对以上问题,在地质调查项目和国家自然科学基金项目支持下,地质所陈文研究员领衔的同位素热年代学研究团队开展1:5万等大比例尺、带标准地质底图的剥蚀深度专题试点填图探索工作。由于剥蚀深度填图的特殊性,以往的常规地质填图方法已不再适用,其填图方法和图件表达都需要重新构建。研究团队充分调研并总结国际小比例尺热年代学填图的方法和经验,同时借鉴传统区域地质填图和区域化探填图的工作规范及技术路线,研究探索区域地质体剥蚀深度调查方法以及大比例尺区域剥蚀深度专题填图方法和图面表达方式。最终,研究团队不仅顺利完成了多幅专题试点填图工作,还在此基础上总结形成了“大比例尺剥蚀深度填图方法”。该方法已于近期获得国家发明专利授权。

    该方法系统建立了1:5万等大比例尺的区域地质体剥蚀深度填图规则,主要创新点包括:创建研究区域的野外工作点位和工作路线的布点布线规则;创建适用于热年代学研究的野外观察和记录规则;创建野外采样规则;制定适用于热年代学研究的选矿规则;针对岩石经历的不同热演化温度阶段,采用与之温度范围相对应的热年代学研究方法获取基础数据;对Low-T Thermo软件进行改进用于热历史模拟分析和剥蚀量计算,提高了中-高温度段热历史模拟精度;以标准图幅区域地质图作为底图,在制成的图件中,地质体分布、构造、岩性等各项地质要素与相关比例尺的区域地质图完全对应;采用等值线表示剥蚀深度,直观地表达研究区内的剥蚀程度和剥蚀深度变化情况,等。

    “一种大比例尺剥蚀深度专题填图方法”的建立突破了国内外剥蚀深度填图缺乏规范指导的技术难题,填补了大比例尺剥蚀深度专题填图空白。该项专利的获得,不仅代表着地质所的技术和理论创新,还为区域地质调查填图提供了新的思路和技术支持,为深入了解地质演化过程带来了新视角。利用新研发的方法开展区域剥蚀深度填图,精细刻画区域内不同部位剥蚀深度的差异,对指导区域矿产勘查勘探及找矿突破也具有实用价值。

     

     

     
    地质所研发的大比例尺剥蚀深度专题填图方法获得国家...

    近日,中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所(以下简称“物化探所”)实验测试中心通过“地球化学调查样品68项指标分析测试能力考核”及资质认定(CMA)能力扩项评审。

    物化探所自2003年研制勘查地球化学76元素配套分析系统以来,持续开展地球化学样品中54项以上指标的分析测试工作,先后完成多目标地球化学调查样品71指标、1:20万区域化探样品70元素、全国地球化学基准值项目样品81指标等分析测试工作,为申请68项能力考核奠定了坚实的基础。物化探所于今年2月提出《地球化学调查样品分析测试能力考核(68项)》申请,近期通过了专家现场审核,目前,物化探所实验测试中心系全国首家通过地球化学调查样品分析测试能力(68项)考核的实验室,有效期至2030年12月31日。

    此外,物化探所还顺利通过了国家市场监督管理总局资质认定自然资源评审组的能力扩项评审。扩项的能力主要包括“地球化学调查(农业地质/城市地质)生态环境修复/地质环境”1个大类,“地表水、地下水、生活污水、低浓度工业废水”“生态土壤有效态及可提取性分析”“生态地球化学动植物样品”“岩石、土壤、沉积物等相关类地球化学样品”4个产品共127项参数,44项标准。

    通过上述能力考核与评审活动,物化探所拓展了在水质、土壤有效态、生物等领域的分析技术能力,在应用地球化学样品分析测试领域的技术能力和水平得到进一步肯定,为进一步扩大成果转化服务领域奠定了基础。

     

    物化探所实验测试中心通过“地球化学调查样品68项指...

      谢学锦,勘查地球化学家,中国勘查地球化学的开拓者和奠基人。1923年5月21日生,1941-1945年在浙江大学物理系、化学系学习,1946-1947年重庆大学化学系毕业。1950-1952年任南京矿产测勘处实验室技术员,1952年调地质部参加地球化学探矿室的筹建工作,1954年任地球化学探矿研究室主任,1980-1983年任副所长,1983年至今任名誉所长。1980年当选中国科学院学部委员(院士),历任中国地质学会理事、中国地质学会勘查地球化学专业委员会主任委员、联合国教科文组织国际地质对比计划执行局委员,国际《地球化学勘查》杂志主编,现任国际《地球化学勘查  环境  分析》杂志和《地球化学勘查》杂志编委,国际地质标准通讯区域编委,国际地科联全球地球化学填图工作组指导委员会委员、分析技术委员会主席。

      主要成果有:发现铜矿指示植物海州香薷,与苏联学者并驾齐驱的热液矿床原生晕分带序列,国际领先水平的中国地球化学填图和金矿勘查的理论与方法技术,泛滥平原沉积物作为全球地球化学填图采样介质,地球化学块体理论,深穿透地球化学理论与方法技术,“迅速掌握全局,逐步缩小靶区”的矿产勘查新战略。

      发表论文百余篇、专著三部,2007年获国际勘查地球化学界最高奖-应用地球化学家协会金奖,获何梁何利基金2002年度科学与技术进步奖。代表作有《铜矿指示植物海州香薷》,《区域化探》,《金的勘查地球化学》,《地球化学块体—概念和方法学的发展》,《全球地球化学填图》,《Geochemical Reference Samples, Drainage Sediment GSD 1-8 from China》,《Regional Geochemistry-National Reconnaissance Project in China》,《Some Problems, Strategical and Tactical in International Geochemical Mapping》,《Geochemical Patterns from Local to Global》、《Analytical Requirements in International Geochemical Mapping》,《The Suitability of Floodplain Sediment as Global Sampling Medium: Evidence from China》,《Empirical Prospecting, Scientific Exploration and Information Exploration》,《Global geochemical mapping and its implementation in the Asia-Pacific region》。



    谢学锦

    一、背景

    (一)国际发展动向

    基于20世纪科学技术的迅猛发展,人类活动已经扩展到世界各个角落,实现全球合作、促进全球发展逐步成为各国的共识。全球范围内的发展中国家和发达国家在享受全球发展带来巨大收益的同时,也付出了资源、环境以及社会方面的高昂代价。人类生产活动不仅在全球范围内破坏着自身赖以生存的生态环境,同时由于过度开发,人类赖以发展的自然资源也正以惊人的速度减少。联合国给出的《千年生态系统评估》(2005年)报告指出:“由于人类活动的干预,2/3支持地球生命系统运转的自然资源已被严重破坏,几近耗光。人类赖以生存的生态系统有60%处于不断退化状态,支持能力正在减弱。未来50年内,这种退化也许还将继续。”随后,世界自然基金会(WWF)的《地球生命力报告(2008年)》针对人类对自然资源需求的生态足迹,指出“人类对自然资源的需求超出了地球承载力的近1/3。美国和中国的国家生态足迹最大,各消耗约21%的全球生物承载力。美国人均生态足迹量9.4全球公顷,可覆盖4.5个地球;中国人均生态足迹量2.1全球公顷,覆盖1个地球。”而据《中国生态足迹报告(2008)》,2003年中国人均生态足迹量1.6全球公顷,低于2.2全球公顷的全球平均生态足迹。有关度量指标除生态足迹(人类需求)、生命地球指数(自然状况)外,还有碳足迹、水足迹。一些发达国家已形成“经济(Economy)-能源(Energy)-环境(Environment)”协调发展的“3E”模式,而2009年的达沃斯论坛传出了“水资源破产”的预警。

    (二)我国中长期经济、社会发展的趋势预测

    在发展的大潮席卷全球的同时,我国经济社会发展遭遇了前所未有的契机与巨大的挑战。1970年以来,世界人口增长近60%,耕地、草地面积相对稳定,基于灌溉、化肥的农业增产,与人口增长相对平衡。与此同时,中国耕地数量历经20世纪80年代缓慢减少和1999~2003年迅速减少两个阶段后,进入基本受控状态。据相关数据统计,21世纪上半叶世界人口将增长70%,而人均耕地、草地面积将会减少;日益增长的人口与持续减少的耕地、草地之间的矛盾依靠先进的农业科学技术可得到缓解,人地关系预计不会到达崩溃的程度。虽然中国对改善目前形势、确保更好的发展有充分的信心,但形势依然严峻。世界银行公布的一份《解决中国的水稀缺》(2009年)的报告中列举中国“每年有约250亿立方米的水因受污染而不能使用,有240亿立方米的地下水被超采,水危机导致的经济损失占GDP的2.3%,不容忽视”(我国水利部公布的地下水超采数据为120亿立方米/年),由此可见我国保证资源可持续利用的任重道远。

    (三)国家当前和近期需要

    国家发改委2008年做出的关于《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》实施中期情况的报告中,提出“十一五”后两年难以有效解决的全局性、战略性重大问题:①能源资源利用问题。②生态环境保护问题。③空间开发结构优化问题。④粮食安全保障问题。⑤城镇化健康发展问题。⑥人力资源开发问题等。并要求及早谋划好与之相关的“十二五”时期发展战略。这6个问题同时也是6个前瞻性研究题目,而前5项均与国土资源和国土空间的调控有关。

    从长远看,国土资源和空间战略目标将以可持续性、生态化、低碳化、信息化、全球化为依归。

    (四)经济与矿产资源全球化、区域化

    随着世界经济或结束剧烈震荡进入缓慢复苏期,包括矿产资源全球化在内的经济全球化已成为当今世界不可逆转的发展趋势,各国的市场化改革与经济结构调整此起彼应,各国展开抢占下一轮发展经济制高点的竞争愈益激烈。在2009年全球经济复苏的曙光出现时,“后危机时代”世界经济的新格局正在形成。作为全球经济复苏的“主推手”——中国在世界经济舞台上的角色也在悄然发生变化。APEC作为亚太区域经济合作论坛起着对话和交流的作用,中国-东盟自由贸易区(CAFTA)即将面世,同时与南盟(SAARC)的区域合作开始提上日程,东北亚的中日韩自由贸易区的进程要慢一些,上海合作组织(SCO)则以地区安全为重心,并进一步深化区域经济合作。

    (五)国土安全隐患

    在经受全球发展冲击而引发资源、环境的国际纠纷不断的同时,我国的国土资源和空间由于历史、自然等原因也面临重大安全隐患。中印边界问题由来已久,印度除侵占我国藏南部分领土并设立所谓“阿鲁纳恰尔邦”外,还觊觎南疆阿克赛钦地区;国外和新疆的“东土耳其斯坦”分裂势力和恐怖组织妄图将新疆从中国分离出去;我国管辖海域近一半与邻国有争议,南海“九段线”虚多实少,主权深受侵蚀;钓鱼岛的主权争议,与那国岛、冲之鸟礁的军事开发问题都对我国东海海疆构成挑战。此外,自然灾害频发、生态环境破坏、资源衰退和骤减、国际金融抢滩我国资源开发等也成为国土资源安全的胁迫因素。

    二、起点

    (一)我国快速工业化、城镇化

    改革开放以来,随着我国工业化的快速发展,城镇化水平也逐年提高。2008年我国的GDP总值达到30万亿元(相当于4.3万亿美元),成为世界第三大经济体,而人均GDP 仅3266美元,只及世界中等偏下收入水平,国土经济密度以倍数增长;工业化率达48.6%,正处在工业化中期、以传统工业为主的产业结构,遭遇资源“瓶颈”;城镇化率只及45.7%,低于世界平均水平,城市群规划建设开始提上议事日程;市场化程度达60%,已超过市场经济临界水平;国际化程度,我国已全方位对外开放,深度融入全球经济一体化;科技创新能力居发展中国家前列,总的仍处于世界中等水平。据世界经济论坛2009年9月公布《2009~2010全球竞争力报告》,中国(大陆)列全球第29位(比2008年晋级1位),继续领跑“金砖四国”。作为人口、经济总量“双庞大”、结构复杂、非均衡性突出的发展中大国,中国积极参与国际竞争,如应对得当,有可能继续保持上升势头。

    (二)对国土开发程度与资源、环境承载力的不同估计

    1.综合评估:总体上尚未超载,西北和北方部分地区超载

    据中国21世纪议程管理中心编著的《发展的基础——中国可持续发展的资源、生态基础评价》(2003年),中国“水资源和水环境的人口承载力在15亿~18亿人之间,但将从南到北大规模转移;而土地对食物的承载能力略有盈余,在未来50年内都不会超出其边界;能源与矿产资源供需失衡的形势将更加严峻,10亿吨燃煤造成的污染已接近环境的承受极限,6种大宗矿产(铁、锰、铬铁矿、铜、铝、钾盐)现已供不应求。”而《中国工业发展报告——资源与环境约束下的中国工业发展》(2005年)认为:“中国经济增长越来越接近于资源和环境条件的约束边界。”《中国至2050年区域科技发展路线图》(2009年)把“资源环境承载力已接近饱和”列为4个基本国情之一。

    就人口发展与资源承载能力而言,《国家人口发展战略研究报告》(2008年)指出,中国人口发展总体上没有超越自然资源承载能力,但是局部地区和部分资源已出现资源紧张和供需失衡现象。现有的经济发展规模和人口数量均在水土资源承载力范围之内,但区域之间极不平衡,西北部和北方部分地区超载严重。

    2.分区域评估

    1)海岸带开发不足。海岸带是连接陆地与海洋的纽带,是开发海洋资源、发展海洋经济的依托。我国拥有1.8万多千米的大陆海岸线,海岸带面积达38万平方千米,约相当于沿海省(区、市)面积的1/4。专家指出,我国沿海诸省(区、市)每1000平方千米陆域的海岸线资源量,基本上与欧洲主要国家和美国处于同一水平上,但开发程度却远比那些经济发达国家为低。

    2)沿海地区局部已过度开发。在自然条件较好的东部沿海地区过度开发严重,珠三角9市土地开发强度15.9%,超过了日本三大都市圈,也超过国土面积相当的荷兰;包括安徽在内的环长三角地区,国土面积(约34万~35万平方千米)与德国、日本相当或相近,开发强度(约15%~16%)超过德国(12.8%)、日本(15.0%)。海洋资源过度开发造成开发利用密度高、生态环境退化严重的局面,需要实行绿色保护的海洋政策,解决可持续开发利用问题。(《2010~2020 中国海洋战略研究》,2009)

    3.分资源门类评估

    由于长期森林过伐、草地过牧、坡地滥垦、矿产乱采,超过限度,使我国的自然资源遭到不同程度的破坏,虽然近年施行了禁止乱砍滥伐、退耕还林、限制矿产开采等措施,我国的资源破坏现象有不同程度好转,总体上仍不乐观。

    我国超限开发的典型例子还包括近海水产过度捕捞,年产量峰值可达1400万吨,超限额75%,导致海洋生态系统和水产资源严重退化,产量减少,水产品个体变小。

    在水环境方面,水与环境超载,形势严峻。根据水利部2009年发布的最新数据,我国水资源总体上已经过度开发,其中黄河水资源利用率>60%,海河>98%,内陆河流域>40%。过度的开发,不仅威胁或损害河流健康,还使某些主要功能丧失。不少地方水环境开始退化,出现了水质恶化、地下水位下降、河湖干涸、湿地消失的现象,所有这些都是出现水危机的先兆。

    4.国土的粗放开发和资源、环境承载力评价

    中国当前正经历新一轮重化工业化及与其相克相生的“资源瓶颈”,资源除总量大、人均少外,在国土开发利用中的矛盾也很突出,总的资源开发强度与国土经济密度不对称,开发过程中的粗放、分散、重复、低效、退化等问题(表1)日久年深,有的积重难返。

    表1我国国土资源开发利用中的倾向性问题一览表

    人口基数大和粗放式强度开发加重了国土的负担,对人口、经济密集区的资源、环境承载力有必要做出科学评价。国家部署主体功能区规划,根据自然条件适宜性开发,控制开发强度,调整空间结构,也以资源环境承载能力为基本依据。关于环境承载力,“十五”后期由清华大学承担的宁波市环境承载力研究,从资源供给能力、环境纳污能力、人类支持能力3个角度来量化环境承载力,建立了评价指标体系。厦门大学对厦门海岸带也做了生态安全压力分析。资源、环境承载力评价的综合度更高,相应的难度也更大。对此,中国地质调查局在汶川地震灾后重建规划工作中有实战性演练,正组织“环渤海湾重点地区环境地质调查及脆弱性评价”项目,将扩及全国海岸带资源、环境承载力调查监测和风险评估,其重要性不言而喻。

    5.对国土面貌演变方向的两种预计

    基于当前国土资源的利用现状,对未来国土面貌演变方向有以下两种预计。

    1)从低收入转为中等收入国家的提升期是包括公共服务在内的现代服务业加速发展期、国土面貌向良性转变期,人均GDP 3000美元是对资源环境的边际压力的转折点。中国发展高层论坛2004年年会的总结讲话指出这一时期的6个基本特点:“消费结构升级,工业化进程加快,城市化速度上升,人口大量转移,国土面貌日新月异,社会财富迅速增加。”其中,“国土面貌日新月异”是良性预期。2005年,我国荒漠化和沙化土地面积实现中华人民共和国成立以来首次“双缩小”,“破坏大于治理”转为“破坏与治理相持”;2008年,电力弹性系数首次小于1(低于GDP增速),都顺应和促进这样的转变。

    2)《新一轮全国国土规划前期研究(中国地域空间、功能及发展)》综合报告(2006年),“第一章背景——剧烈变化的‘国土’”指出了我国国土开发和建设布局无序及空间失控态势的严重,包括:地域(空间)开发利用严重无序,建设用地过度扩张;许多地区资源环境压力过大,而支撑体系太弱;不少城市盲目攀比,贪大求洋,超前定位;一些快速发展地区环境状况令人担忧;生态退化问题依然严重,由此招致“国土安全和资源保障的危机”。这里所说的“剧烈变化”非“良性”一词所能道破。2009年9月《科技日报》关于“建设低碳城市”的对话栏目中有专家指出:“我们75%的地面水已经被污染,国土变得枯黄”,就是相应的写照。

    国土面貌是广域性土地利用/覆被变化(LUCC,全球变化的中枢和核心主题之一)的反映,尤以人口增长胁迫下的LUCC为甚。我们终需这样的系统观测和研究成果为基础给出说明。

    三、基点

    (一)大国土

    1.活动半径

    日本前首相田中角荣1972年为中日邦交正常化访华,在与毛泽东主席会谈时曾说:“一个民族的能力水平与活动半径成正比。”其着眼点在于国家的对外开放和国际化程度。

    一个国家的国土资源和空间管理及于领土、领空、领海和管辖海域(“准国土”或“国土化海域”),我们要上天、入地、下海,所要求的技术、工程和管理能力水平也与活动半径相关。

    “大国土”指现有国土全方位的内涵深化(包括系统化、整体化、聚合化、空间化)和管理(包括监督管理)到位:在国家层面上加强统筹协调,但不因“大国土”而扩张国土空间;在部门层面上加强内融外联,也不借以扩大职能范围。

    2.内涵假设

    “大国土”即广义的国土:一是国土资源与国土空间(或地域空间)的统一;二是自然国土与人文国土的统一;三是覆盖陆海、充斥立体空间的“三维国土”;四是统筹国内地球表里诸圈层的“多圈层国土”;五是宏观和中观层面上的“和合国土”。

    (1)国土资源与国土空间

    国土资源指土地、水、矿产、生物、海洋、大气等实体性资源,它们又占有各自的区位或地域,即空间性国土。而国土资源管理现状,既有重实体资源、轻空间的倾向,如把国土(空间)规划视同“国土资源规划”;也有重空间、轻实体资源的倾向,表现为土地管理的重数量、轻质量,区域地质调查的重陆轻海。

    在适当的地形地貌条件下,农业用地的耕作层、建设用地的工程持力层都是实体,农业、建筑业等活动先选址、后丈量,基本程序是由实体到空间;探矿权首先是带有虚拟性的“空间试用权”,而采矿权是资源的用益物权,矿业过程是由空间到实体。由此可见国土资源的实体性和空间性同等重要,不可分割。

    中国社会科学院黄皮书《2006年:全球政治与安全报告》认为,国家强弱更多取决于综合国力,其构成中科技力、人才力和信息力各占25%,自然资源和资本各占12.5%。自然资源的权重只占1/8,在当前阶段可能估低了,如果加上国土空间(区位)要素更要考虑提高。

    (2)自然国土与人文国土

    中国作为人口众多的文明古国,对国土垦殖和开发的历史悠久,但空间上极不均衡。开发强度,是指一个区域建设空间占该区域总面积的比例。作为发展中国家的中国,2008年全国平均开发强度达到3.48%,超出一度预计2010年达到3.23%的强度值很多,特别是东部沿海的一批城市已进入强度开发或超强开发,上海、无锡达到29%~30%,而东莞、深圳高达38%~40%,已臻于极限值,人工生态系统置换了自然生态系统。按照这样的发展速度,2020年全国开发强度达到3.91%的预计值也有可能被突破,国土人工化的趋势难以逆转。资源、资产、资本“三资合一”也是人文超过自然的国土。

    另据吴霁虹指出,在全球化背景下的信息社会中,不同于土地、劳动力和资本要素的知识、商业生态网络、组织流程等已成为创新活动的“新生产要素”,实现全球联系和思想交流的商业生态网络正成为新的“虚拟地产”。IBM 2008年的企业价值超过1577亿美元,然而其土地、建筑物、实验室等有形资产只占9.1%,基于空间和时间动态地创造价值的组织流程相当于“创新工厂”。由此可见,“人文国土”的未来发展具有很大的空间。

    (3)“三维”国土

    科技部2008年推出基础科学研究和前沿技术探索的“三深战略”,包括“深空(宇宙空间)”“深海(公海大洋基底)”“深蓝(信息安全)”三大纵深领域,“三深”没有“深陆”。在国土资源战略的“三维国土”构架中,“深”含“深陆”“深海”,它们同属岩石圈、水圈富于探索价值的人类未知领域;“空”首先是地面以上100~110千米的“领空”或“近空”,其次是外层的“深空”或“公空”(图1),概称“陆、海、空、深”。2009年9月,我国第一个集数据、软件于一体的三维地理空间信息系统——数字地球(中国)问世。

    图1“三维”国土示意图

    国土、资源、地质各有其自然演变和随人类社会农业、工业、科技革命的变异过程,并谋求可持续发展——时间维的过去、现在和未来。以46亿年计的地球历史可谓“深时”。这是“三深”向“四深”的发展。

    《浙江省信息化测绘体系建设发展战略》(2008年)首次提出了基于“时间维-对象维-方法维”的测绘体系概念模型,是对信息化测绘体系的基本构成与内涵的创新性探索,这也是“国土资源战略研究”吸收地方成果的一个范例。

    (4)“多圈层”国土

    大国的“陆、海、空、深”是互相影响的“多圈层”国土。1760年英国工业革命以来,世界各国累计开采、消费了3万多亿吨(以标煤计)化石能源,近250年间从地球岩石圈向大气圈释放出数以万亿吨计的CO2(土地利用/覆盖变化也贡献了>30%的份额),扰乱了地球各圈层之间的平衡,导致全球气候变暖。同时,还要看到海洋-大气相互作用的重要影响,还有生物圈中土壤碳库(可抵消全球5%~15%的碳排放量)的储碳潜力。就碳排放大国而言,也可以看作“大国土”结构问题。

    钱正英在《我国的江河整治问题》(1981年)中曾经建议:“对国土整治进行统一规划,水利建设纳入国土整治的统一规划。”

    第33届国际地质大会中国代表团建议探索“外层空间”新领域,测绘瞄着“地-空-天一体化”目标,都是超出地球圈层范围的深空探索。

    (5)宏、中观层面的“和合”国土

    以城镇化进程中的土地资源管理为例,在城乡分割体制下的土地二元配置和使用,造成城镇和农村“两栖”人口的“双重占地”,导致“两不经济”的结果,加剧了城乡用地和人地关系的紧张局面,必须实行以城乡一体化为目标统筹城乡用地的战略转变。这既有利于人际和谐、人地和谐,也促进城乡融合,以臻于“和合(和谐+聚合)”境界。统筹陆海、区域(行政区、经济区、气候区等)、城乡、“三生(生活、生产、生态)”空间等,都是形成疏密有序的“和合”国土之路。

    而国家所提倡的保护耕地的实质是保住耕作层的综合生产能力平衡,节约集约利用土地,以土地总和效益最大化为目标,都寓意于提高多元一体化程度的综合或集合,“和”“合”并用,相辅相成。

    3.陆、海、空关系

    (1)“滨海之国”与“滨、近海之国”

    大国土涉及陆海关系,美国区域规划协会称美国为“滨海之国”,是离海岸线80千米的范围,在这个占国土面积13%的区间集中了美国51%的人口、57%的国民收入。实际上这只限于美国本土,美国又是多海洋国家,除了滨海的阿拉斯加州、夏威夷州,还有5片海外属地(岛域或群岛),其管辖海域散布在大西洋、太平洋和北冰洋,比上述区域要大得多。就美国本土而言,我们把它看作“半环形的滨海(湖)之国”(东北角是五大湖区)。中国的陆海情况与它迵然不同,总体上是东南向临海的“滨、近海之国”。从大国土着眼,我们在看重沿海省(区、市)的同时还要看到近海省。近海省按区位可分3类:①中部近海省,涵盖中部地区6省;②西部近海省,有贵州、云南;③3个近海边疆省,即吉林(临海最近距离15千米)、黑龙江(临海最近距离<100千米)和云南(临海最近距离<500千米)。按此设想,现有沿海省(区、市)加3类近海省(区、市)共有24个,占全部省级单位的77%,这就能让更多的内陆省共享海洋资源,既有利于海洋共同开发和国土均衡,也有利于扩大内需和(海)港-腹(地)一体化,沿海省(区、市)和近海省(区、市)依托地缘关系共筑“和合国土”。

    (2)深陆和深海

    大国土包含“深陆”,现代科学技术的发展使人类向地壳深部、深海大洋和洋壳的探索成为现实。表2列举了我国实施的部分大陆深钻和超深钻。此外,山东新汶矿业集团的一处矿井深1350米,是亚洲最深矿井;清华大学与四川二滩水电开发公司合作,在锦屏山覆盖层深2500米以下的引水隧洞旁建筑极深地下暗物质探测实验室。

    表2 我国实施的大陆深钻、超深钻一览表

    海洋正逐步成为人类的第二生存空间、食品生产基地、化石能源和新能源开发基地、新的水资源开发基地、新的医药资源开发基地,又是全球交通和物流通道。美国《面向21世纪海上合作战略》(2007年)认为:在世界所有国家中,美国和中国是海洋利益最大的国家(实际上两者缺乏可比性)。大国土中涵盖的深海指的是水深超过500米的海域,我国把深海资源开发列为超前部署领域,尚处于发展的中级阶段。表3概列出海平面以下的分层化。

    表3中所列海平面200米以下的深层水,保持低温、洁净,具有多种功能,在美国、日本、韩国开发利用这类较深的优质海水,已形成产业。

    (3)近空和“地空”

    城市高层建筑林立。全国大城市中现有5000多座50层以上的高层建筑。上海环球金融中心建成世界第一高楼,在高密度的建成区中出现了不同产权单元在空间上层层叠加的现象,并愈益普遍化。这一层近地空间简称“地空”。表4列出了近空分层的高度以及各层对应的主要功能。

    表3 海平面以下分层化表

     

    表4近空分层化表

     

    我国利用低空(地表以上100米)风能发电居世界第四位,而“高空”(地表以上200米)风能尚未开发,这两层空域均在“地空”范围内。在更高空还有丰富、稳定的风能资源,其开发利用与航空飞行不兼容,待进一步研究。

    城市在向空中“长高”的同时还向地下延深。我国有10个城市已使用或正在建设地铁,另有8个城市提出或筹建地铁,到2020年建设城市轨道交通线路将达到2000~3000千米,表明城市“地铁时代”已经来临。

    “地空”和地下工程呼唤城市三维地质调查、三维地籍测绘和管理。

    4.城市“三维”地质调查和“三维”地籍测绘与管理

    地空和地下工程呼唤城市的三维地基调查和三维测绘调查,现在我国有6个城市在试点,上海、北京已经验收。

    “上海市三维城市地质调查”项目按“中心城-新城-郊区”3个规划功能区,建立“基岩地质层-第四纪地质层-工程地质层”3个层次的地质结构模型,使三维可视化地质信息系统、地面沉降防治、地下空间与地质环境容量评价、地球化学调查与农用地分等定级相对接,特别是搭建起大型、综合、动态的地理地质信息平台,可望打破多源、异构、多维数据形成的“信息孤岛”互不相通的僵局,实现全市地质信息由分散到集中管理、由平面到三维显示、由单项专业应用到多元服务的转变。另在全市地下工程普查的基础上,从黄浦区着手地下地籍调查,构建“地上地籍图-地下地籍图-地质图”系统,为地下空间管理提供有效支持。

    “北京市多参数立体地质调查”项目(2009年通过评审)推出的智能化三维地质信息管理与服务系统,为城市规划、建设和管理提供了全方位的科学依据。

    在完成6个城市试点的基础上,将考虑另33个超大城市的“三维”地质调查。

    深圳市国土与房产局正启动“三维地籍”的专项研究,这是有关城市“三维”地籍测绘和管理研究,在国内外尚处于探索阶段。而历来以二维宗地为核心、以“四至”为边界的传统地籍,都建立在宗地内产权主体同质化的基础上,而城市土地的立体化利用则以垂直方向上、产权主体的多元化为前提,即地表、地上、地下空间可以分层开发并分属不同权利人,这就形成以六面体或多面体为基本单元的“三元产权体”,在空间形态上表现为复杂的产权簇或产权层,需要有相应的“三维地籍”测绘为支撑的“三维地籍”管理。此外,《物权法》要求实行不动产统一登记制度,而任何不动产都占有一定的空间域,系统的三维地籍研究为在一个统一的技术框架下处理土地和房产的登记问题提供了可能。

    上海市地质调查研究院研究地下空间资源管理与权籍调查关键技术,也有初步成果。

    从城市空间要素立体化趋势中可引出一种新型的财产权,即空间权,它与建设用地使用权相分离,成为一项独立的物权(参见《民法》第七百七十三条、第八百三十二条),在我国台湾省已建立起比较完整的空间权制度。

    住宅产业规划到2020年基本做到“户均一套房、人均一间房、功能配套、设备齐全”。在产业层面,青岛“海尔地产”为节能省地提出“小户大家(小户型、大社区),和谐住区”的理念。即通过5个空间结构把家庭做大:家居空间紧凑化,环境空间功能化,会馆空间场所化,商业空间生活化,网络空间无域化(建设数字化网络社区,用网络服务来解决物理空间解决不了的问题,使得生活无域化——与“虚拟地产”相联系)。而微观上的空间意识将会有助于模式和设计创新。

    (二)大资源

    1.内涵假设

    “大资源”即广义的自然资源及其组合开发利用。

    一是单门类自然资源及其多形态的综合利用,多功能的优选利用(如在农业用地中, 对耕作层既是“土壤水库”又是“土壤碳库”的合理利用),非常规资源和新资源的递进或接替利用。

    二是包括土地、水、矿产、生物、海洋、大气等在内的多门类自然资源及其优化组合和综合管理(如水、土资源综合管理,海洋综合管理)。

    三是大资源以土地、能源为根本,我国的耕地和宜居建设用地都是稀缺资源,要在统筹生活、生产、生态空间的前提下节约集约和多元利用土地,新能源比传统能源的范围大大拓宽,要在尽可能清洁利用化石能源的同时研发低碳导向下的替代能源。

    四是确立、推进基于生态系统的国土资源管理和海洋综合管理,与经济、社会、生态建设相互交融,并探索资源、资本、资产“三位一体”的复合式管理方式,使资源开发利用的技术链、产业链、价值链层层相扣。

    五是融入经济全球化,积极利用包括国际海域在内的境外资源和公共资源。

    2.大资源与大能源

    中国在2012年将成为世界最大能源消费国。在21世纪上半叶,能源在我国矿产资源中仍居首位。在低碳导向下的大能源发展离不开大资源、大地质的支撑(表5)。

    3.单项管理案例

    水利部基于我国人多水少、水资源时空分布不均、与生产力布局不相匹配的突出水情和严峻的水资源形势,从2009年开始实行最严格的水资源管理制度。这比实行最严格的土地管理制度晚13年,但所规定的“三道红线”——开发利用“红线”即控制用水总量;水功能区限制纳污“红线”即控制入河排污总量;用水效率控制“红线”即遏制用水浪费——是对水量、水质和水耗的综合调控,体现了水资源和水环境管理的相对统一,起点高于只设“一道红线”的土地管理制度,也可以说把土地管理、利用的两个最严格制度“合二而一”了。

    2009年瑞典斯德哥尔摩大学和德国波茨坦气候研究所的科学家量化分析了“蓝水”和“绿水”,其中,“蓝水”是来自河流和地下含水层的水资源,占35%,“绿水”则是源于降水、存储于土壤并通过植被蒸发而消耗掉的水资源,占65%;科学家们根据分析结果提出了应该大力研发绿水资源利用技术,由此可见土壤水作为“大资源”的一个分支兼及“大土地”“大地质”领域,应予以重视。

    表5 大能源战略及其资源、地质支持一览表

    :①第33届国际地质大会中国地质代表团得到启示:“非传统能源越来越受到重视,能源多样性是今后出路所在。可再生型能源可能是未来能源的主体。”

    4.综合管理案例

    中国工程院2007年关于《东北地区有关水土资源配置、生态与环境保护和可持续发展的若干战略问题研究》指出,基于东北是我国水土资源搭配最好的地区,可以建成全国最大的优质商品粮基地,而东北地区过去的垦荒,实际上是占用了林、草、湿地。目前的生态与环境状况,已到了临界状态。因此得出一条基本结论:“东北地区土地利用的总体格局应当是:耕地总量不再增加,林、草、湿地不再减少,城市和工矿用地合理控制”;并指出东北“西部地区的农业发展方向必须是农牧结合,以牧为主;农作物……以雨养农业为主,在缺水地区不宜种植水稻”等,在宏观上都有道理。但一年后,即2008年推出的《吉林省增产百亿斤1斤商品粮能力建设总体规划》中规划投资62亿元引嫩入白、以稻治碱,用5年时间在该省西部新增255万亩基本农田。这反映出国家战略研究与地方战略行动脱节,见仁见智,有待实践检验。

    多门类资源的综合管理,如作为复合式资源和空间的海洋综合管理,已成为国际趋势。其核心思想是从分散的行业管理转向跨行业、跨学科和跨部门的、基于生态系统的海洋综合管理。20世纪90年代中期,厦门市率先建立了海洋综合管理体制,成为有关国际组织部署的东亚海洋防污和管理的示范区,但推广不易。国家海洋局受权“综合管理中国海域”已10多年,尚难到位。对此,《2010~2020中国海洋战略研究》第五章中有具体建议。

    (三)大地质

    1.内涵假设

    大地质基于经济、社会与时俱进和地质工作功能最大化,不断扩大服务领域、贯穿于生产和生态建设的全过程。

    一是为经济、社会发展打好三个(应用)基础,即资源基础(开源、节流)、环境基础(保护、修复和防灾减灾)和工程基础(岩土工程),都有旺盛需求,为夯实资源和工程基础服务的地勘、工勘已商业化, 作为环境基础前期工作的“全国土壤现状调查与污染防治大计划”(2006年)正在实施中。

    二是大地质工作即大地质产业,它跨三次产业,即为“一产”服务的农业地球化学调查和供水水文地质勘察,融入矿业(现属“二产”)的矿产勘查和融入工程业的工勘作业,隶属“三产”的地质科学研究和信息服务,分别拉长产业链,不自成独立体系,大地质≠大地矿(对1991年提出的“地矿产业”要反思),按这个产业定位,现行地勘行业管理的覆盖范围还要加宽。

    三是基于国家财政支持、走在商业性地质工作的前面的公益性地质工作要做大,其信息供全社会共享,基于市场和地勘基金的商业性地质工作规模更大。

    四是地学研究多元化,地球科学正从传统的分散的单学科研究向地球系统科学研究转变,地质科学也要向地球系统科学即“大地学”拓展。

    五是适应“矿产资源全球化”的发展趋势,在立足国内的同时,“走出去”开拓境外地质工作,为利用“两个市场、两种资源”不失时机地做好前期服务。

    2.大地质与大地学

    基于地质科学的大地质和基于地球科学的大地学,其研究对象相同而研究领域不同。大地学的包容面广于大地质,但有交融态势(表6)。

    表6 大地学与大地质研究方向的概略比较表

    由表6可见,两者的共同点比较多,有向地球系统科学合流趋势,但在学科上仍显示出整体和局部相包含关系的脉络。“大地质”栏中未列举的海洋、陆地地表过程恰是“大国土”关注的热点领域。

    3.大地学——科技和信息服务

    公益性地质工作以地质图件为窗口面向全社会服务。英国地调局2006年发起的《全球1∶100万数字地质图计划》,产生于矿产资源全球化催生地质调查全球化的背景,旨在推进各国既有地质图数据网络化和国际共享。为保护市民避免遭受地震、海啸、滑坡和火山爆发等地质灾害的威胁,由联合国发起在日本神户通过的《2005~2025兵库行动框架》,有关信息和知识都要及时传输到全社会。

    2008年我国地理信息产业已形成测绘服务、遥感服务、地理信息系统、卫星导航4大支柱产业,总产值>600亿元;2009年增速20%,从业人员达40万人,机构>1万家;预计到2010年达到800亿~1000亿元,带动相关产业增长5000亿元。目前,全国唯一、初具规模的黑龙江省地理信息产业园2007年在哈尔滨开园,已建起国际地理空间数据加工基地和高新技术企业孵化器,前景看好。《北京空间信息产业调研白皮书》披露,该产业应用领域扩大到数字奥运、政府共享平台、数据库、防灾减灾等方面,国际合作领先于全国。

    四、浅释

    “三大”之间是有内在联系的,以“四面体”(图2)示意:A代表“大土地”,B代表“大海洋”,它们是“大国土”的两个主要载体,C代表“大资源”,D代表“大地质”作为基础置于底面。

    图2“三大”内在联系示意图

    (一)“四面体”扫描

    “大国土”与“大资源”有交叉重叠,宜各有侧重:“大国土”重在空间,以地表面、海平面为通用界面;“大资源”重在物质和能量,以水土、生物、能源和矿产为载体;“大地质”连同“大测绘”提供科学支撑和信息服务。三者构成一个统一、聚合的“四面体”。我国陆地空间虽大、资源品种虽多,但受结构性矛盾的深度制约,难题不少。

    定格国土空间区位的“大土地(A)”和“大海洋(B)”,其中“大土地”“七山二水一分田”,又派生出:A 高原和山地型土地结构(平原少,后备耕地少,开发成本高),A-C中低产型耕地、草地结构(优质耕地、草地少,又是少林国家)和大江河与中小湖泊型的陆地水域结构(淡水少);“大海洋”“三海两链半纷争”,源于A-B单面陆缘海与陆中海型海洋结构,而中国是世界上拥有邻国最多的国家(共29个,其中15个直接相邻),于本国资源禀赋弊多利少;“大资源(C)”“门类多、总量大、人均少、时空分布不均衡、相互匹配不理想”,又派生出煤基型化石能源结构(高碳、高硫空间)和低品位型非煤大宗矿产结构(富矿少)等。

    (二)“三大”的必然性和价值取向

    “三大”既是科学理念,又是顺应必然趋势的战略定位(表7)。作为人口过量的资源大国和经济大国,必须从大处着眼,针对国土开发中长期存在的几个倾向性问题(表1),集中多方面智慧谋划与经济、社会发展相适应的“大格局”(表8),使“三大”的组合优势得以充分发挥。

    表7“三大”的必然性一览表

    表8营造国土、资源的“和合”大格局一览表

    以上大格局,有的正在形成,有的受体制和机制束缚,施展不开。现行体制、机制问题如表9所列,要有序、分期研究解决。

    提出“三大”,旨在落实科学发展观,融合部门职能,加强统筹协调。经济、社会发展对资源环境的需求与时俱进、因人而异(表10),要瞻前顾后、留有余地。

    表9 “三大”的体制、机制问题一览表

    表10 人对“三大”的阶梯式需求一览表

    资源“瓶颈”有两重性,要以“三大”为杠杆,与经济发展互动,形成供、需“双向制约”,同时,还受生态、社会、政治等“多重制约”(表11)。

    表11 供需双向和多向制约一览表

    下一步,“三大”的研究领域再向“五维”拓宽,“五维”除时间维、空间维外还包括市场维、环境维、文化维。

    (三)推进“三大”的路径选择

    对于推进“三大”的路径可从以下几方面着手:

    1)把“国家可持续发展国土资源战略研究”项目持久化、常态化,提高研究内容的战略含量,从国家层面加强对重大问题的协调力度。

    2)编制部门战略规划,或加强部门发展规划的战略引导,向“三大”提升。

    3)有条件地实施部内整合,发挥基础地质调查、测绘、国土信息和经济研究工作对土地、矿产资源和海洋管理的全面支撑作用。

    4)基于“智能地球”(中国),搭建国土资源管理信息化的综合平台,从小到大,分步实现多门类资源的信息交流和共享。

    5)加强跨部门协调,在政企分开、所有权与行政权分离的前提下,逐步推进“非全能”、服务型的大部门制。

    6)在现行法规基础上适时启动国土资源和空间的综合立法。

    (四)几点困惑

    1)国土、资源管理和地质工作中积累下来的矛盾比较多,化解矛盾要有一个过程,现在是不是推出“三大”的合适时机?

    2)“三大”是从国家层面立意的,眼下设想“三大”的高度还不完全上得去。

    3)“三大”的容量放大了,没有现成的抓手,有待于实践中探索。

    (该文原载《国土资源战略与构建保障和促进科学发展新机制(2009年度)》、国土资源部信息中心《国际动态与参考》2010年第1期(总第439期)。本文为国土资源管理改革与战略高层论坛上的演讲。演讲于2009年11月19日。郭文华、刘丽、陈静、李政制作图表,王凌云整理。)

     
     
    国土资源战略研究的起点和基点

     

     

    世界著名勘查地球化学家、我国勘查地球化学技术的创始人和学科领袖、中国地质调查局中国地质科学院物化探所名誉所长谢学锦院士于2017年2月24日逝世,享年94岁。

    谢学锦院士开创和奠基了我国勘查地球化学事业,并引导中国勘查地球化学逐渐发展到若干领域领先于世界。1978年提出“区域化探全国扫面计划”,并一直指导该计划的进行,迄今完成了全国700多万平方千米的扫面工作,据此共发现各类矿产地近2000处,使金的找矿发生了革命性的变化,并提出了地球化学块体理论,制定了“迅速掌握全局,逐步缩小靶区”的全新找矿战略。1987年与国外勘查地球化学家一起倡议全球地球化学填图,后担任国际地球化学填图指导委员会委员、分析技术委员会主席,不断推进全球地球化学填图。2002年获何梁何利基金科学与技术进步奖,2007年获国际应用地球化学家协会金质奖章。

     

     

     

    地球化学的“领舞者”谢学锦院士与世长辞

    2023年10月26日,在第二十五届中国国际矿业大会“一带一路”地学合作与矿业投资论坛上,自然资源部中国地质调查局国际矿业研究中心发布《全球矿业发展报告2023》。报告首次综合分析了后疫情时代全球矿业发展态势,是我国科研机构持续服务全球矿业可持续发展的系列研究成果之一。

    报告显示,后疫情时代全球经济艰难前行,全球供应链产业链受持续冲击发生结构性调整,区域化、本土化趋势加快,制造业格局加速转变。2022年,全球固体矿产勘查投入约130.4亿美元,同比增长16%,进一步升温回暖,创近9年新高,风险勘查市场活跃。

    供需方面,全球能源资源新增储量、产量、消费量继续分化。其中,化石能源供需处于紧平衡状态,石油生产消费稳步增长恢复至疫情前水平,天然气供需双降,煤炭产量、消费量均创历史新高。大宗矿产供需分化明显,钢铁供需双降,铜供给增长不及需求,消费同比增长3.72%,铝土矿供强需弱,消费量下降0.8%,供需缺口大幅缩小。锂、钴、镍等战略性新兴矿产供需缺口持续缩小。贸易方面,全球主要矿产品贸易量总体减少,但战略性新兴矿产贸易量增加。

    市场价格方面,全球主要矿产品价格冲高后回落。原油、天然气、煤炭、铁、铜、铝、锂、钴、镍价格在2022年创历史新高,2023年回落。矿业公司股价高位回调,与矿产品价格走势相关性较高。矿业资本加大新能源投资布局,全球氢能项目数量和规模快速扩大。环境、社会和公司治理(ESG)成为矿业公司吸引投资和提升竞争力的核心指标。

    报告指出,2022-2023年全球主要国家和地区矿业政策出现密集调整,推动矿业产业链本土化和经济复苏。发达经济体调整关键矿产战略,更新关键矿产清单;发展中国家修改矿业制度和法律法规,强化资源管理。矿业科技装备走向智能化,5G技术、人工智能引领矿山向绿色、低碳发展。资源回收利用技术快速进步,大宗矿产资源回收利用率超50%,战略性新兴矿产回收利用具有发展潜力。

    报告预计,全球经济和矿业发展面临不确定性和不均衡性。长期来看,坚持人类命运共同体理念,深入落实全球发展倡议、全球安全倡议、全球文明倡议,加强全球矿业市场要素信息共享和矿业供应链产业链稳定融合,促进国际矿业合作,定能推进全球矿业可持续发展。

    后疫情时代全球矿产资源供需结构出现新变化 国际矿...

    近日,为进一步深化落实中央关于加强城市基层党建的要求,竞秀区韩北街道办事处党工委书记李海青一行5人到地调局水环中心就区域化党建共驻共建进行交流与座谈。水环中心相关领导出席会议,相关部门主要负责人参加会议。

    会上,水环中心负责人详细介绍了水环中心的基本情况、主要业务方向以及未来的发展规划等,同时表示将充分发挥水环中心资源优势,全力配合街道办事处做好区域化党建共驻共建任务的组织与实施。强调,水环中心是承担解决国家资源、环境、灾害等重大问题的公益性地质事业单位,全面做好区域化党建共驻共建是我们的责任,更是义务。指出,要全面落实中央关于加强城市基层党建的任务要求,一是要以习近平新时代中国特色社会主义思想为引领,充分发挥野外党支部战斗堡垒作用和党员先锋模范带头作用,统筹安排、部署好各项工作任务;二是要推陈出新,不拘泥于形式,充分利用网络等新技术、新方法创造性开展党建工作,不断提升党建工作的质量与成效。

    竞秀区韩北街道办事处党工委书记对水环中心党建工作给予充分肯定,同时表示将积极利用党建共驻共建平台,进一步加强与水环中心的互联互通,扩展社区服务功能,有效推动社区建设全面发展。

    此次交流会,对水环中心有效开展区域化党建共驻共建工作起到了很好的推动作用,为水环中心全面深化党建工作的质量与成效提供了有利条件。

    水环中心积极与地方开展党建共驻共建对接

    近日,为进一步深入贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,有效落实中央关于加强城市基层党建的要求,切实把全面从严治党向基层延伸,地调局水环中心以“重基层、重实干、重实效”为工作导向,坚持在发挥水环中心资源优势、强化互联互通互助上下功夫,主动与保定市竞秀区韩村北路街道签订了《区域化党建共驻共建协议书》,以期为实现“资源共享、共驻共建、优势互补、互惠双赢”的区域化党建工作目标贡献一份力量。

    得知韩村北路街道前进社区办公用房墙体出现多处裂缝的情况后,水环中心纪委书记一行代表水环中心领导班子第一时间赶赴现场进行实地勘查,首先对办公区多处墙体裂缝情况进行了认真勘查,详细了解了裂缝的发育情况,随后就裂缝可能产生的原因、识别方法及应急避险措施与前进社区基层干部进行了全面讲解。社区基层干部对水环中心给予的大力支持表示衷心感谢,同时表示将利用党建共驻共建平台,进一步加强与水环中心的互联互通,不断提升社区服务功能,有效推动社区建设全面发展。

    此次活动为水环中心开启区域化党建共驻共建工作奠定了良好基础。水环中心将通过党建工作共驻共建、为民服务共驻共建、文明城区创建共驻共建、区域综合治理共驻共建、综合文化活动共驻共建等形式,积极投身区域化党建共驻共建活动的大潮中,与社区一道共同下好党建工作“一盘棋”,以实际行动切实推动社区领域内党建互联互动、融合共进。

    水环中心积极开展区域化党建共驻共建

    2017年11月26日,国土资源部科合司会同中国地质调查局科外部,对依托物化探所建设的国土资源部地球化学探测重点实验室进行了验收。专家组在听取汇报、审阅材料、实地考察、质询讨论的基础上,认为实验室高质量完成了建设期任务,一致同意通过验收并正式挂牌。这为落实姜大明部长提出的“建成国际领先水平的地球化学创新中心,将国际研究中心、国家重点实验室和大科学计划一体化运行”要求和目标奠定了良好的基础,也为落实国土资源部“三深一土”战略提供了技术支撑。

    国土资源部高平副司长在讲话中指出,实验室建设凝聚了一大批高端科技人才的心血,在基础研究、技术创新、野外观测等方面开展了有重要意义的工作,紧跟国家科技创新步伐,体现了部科技创新项目与国家科技创新项目的相互对接。要求实验室优化建设,进一步激发科研人员创新能力,着力瞄准国家级科技创新平台建设方向,不断实现新突破。

    彭轩明所长简要回顾了实验室建设过程和取得成果。他表示,实验室顺利通过验收是物化探所科技创新平台建设的一件大事,标志着物化探所在服务国土资源战略需求、支撑科技创新的进程中掀开了新的一页。

    中国科学院院士李廷栋、中国工程院院士毛景文及与会专家听取了实验室主任王学求关于实验室建设情况的汇报并进行现场考察核实。

    实验室自2012年经批准建设以来,在地球化学探测理论技术和应用领域取得了一系列创新性成果和突破性进展,先后承担了国家重点研发计划、国家973计划、国家自然科学基金项目、国土资源公益性行业专项、地质矿产调查专项等各类科技项目58项,获经费支持2.87亿元,与50余个国家建立了交流合作关系,搭建了联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心合作平台,发表学术论文102篇,获国家科技进步二等奖一项、省部级科技奖4项、发明专利1项、实用新型专利4项、软件著作权2项,制定行业标准2项,实现科技成果转化3750万元;建成实验室办公面积8400平方;形成了优秀的以全球基准值、区域化探、穿透性地球化学为主的创新团队,团队入选国土资源科技创新团队。实验室建设期间,形成了全球地球化学基准与资源环境效应、区域尺度地球化学填图理论与技术、深部地球化学探测理论与技术三个研究方向,取得了丰硕创新成果:

    一是在全球地球化学基准与资源环境效应研究方面。完成“中国地球化学基准计划”,建立了覆盖全国960万平方公里的地球化学基准网,为评价环境污染现状和监测环境变化奠定了基础,也为全球地球化学基准网建立和应用提供了技术准备和典范,引领了该计划在全球的实施;制订全球地球化学填图技术系列指南,对世界地球化学填图标准化做出重要贡献,提升了我国的国际影响力;通过国际地球化学填图培训的方式,让世界共享中国先进技术,同时以“一带一路”为重点,指导并帮助20余个国家开展了地球化学填图工作;全球地球化学基准网建设持续推进,“化学地球”国际大科学计划成功启动,支撑了全球自然资源与环境可持续发展。

    二是区域尺度地球化学填图理论与技术研究方面。编制2016年“中国地球化学调查报告”,系统总结了我国实施的世界上持续时间最长、覆盖面积最大、调查技术最系统的区域地球化学调查及其成就,实现了重大科技创新;建立了地壳岩石和土壤样品中81个指标(含76个元素)的配套分析方案和分析质量监控系统,改进了样品加工流程,提高了分析精度;制订了从样品采集、分析与质量控制、数据管理与图件制作等系列多尺度地球化学填图指南。

    三是深部地球化学探测理论与技术方面。发展了能穿透巨厚外来覆盖层的深穿透地球化学探侧理论和技术体系,对隐伏矿的探测深度由之前的500米提高到目前的1000多米,对外来覆盖层的穿透能力则超过300米,实现了地球化学勘查从浅表矿到深部矿勘查的重大转变;总结提出了多维异常体系应用基础理论;建立了砂岩型铀矿地球化学勘查理论与方法,为盆地砂岩型铀矿地球化学勘查提供了理论依据和有效采样介质。

    以李廷栋院士为组长的专家组一致同意通过验收,认为实验室紧密围绕资源与环境领域重大地质问题需求,坚持基础理论、探测技术和评价应用并举,在全球地球化学基准与资源环境效应、区域尺度地球化学填图理论与技术、深部地球化学探测理论与技术三个研究方向开展了基础性、前沿性、创新性研究工作,取得了系列创新成果,建立了一支既具有高水平学术研究能力又富有奉献精神的中青年骨干队伍,为国土资源中心工作有效开展、高水平建设创新型国家提供了较好的支撑和服务,圆满完成既定任务目标。

    专家组听取实验室建设情况汇报

    实验室建设通过验收正式挂牌成立

    专家组实地考察标准物质研制情况

    专家组考察超净实验室

    国土资源部地球化学探测重点实验室通过验收

     

     

     

     

     

     

     

     

    52.区域化探样品分析测试技术

     

    谢学锦:应用地球化学家(1923.5.21生于北京)

    1947年毕业于重庆大学化学系。1980年当选为为中国科学院学部委员(院士)。

    谢家荣先生指导下开创和奠基了我国勘查地球化学事业。1979年提出“区域化探全国扫面计划”,指导全国许多单位,20多年来完成了600余万平方公里的采样分析与成图工作,据此发现了数百个工业矿床,特别是金矿。1988年开始推动国际地球化学填图的标准化。最近致力于研究寻找我国隐伏巨型矿床的新理论、新方法、新战略及全球大陆环境地球化学的监控。代表作有《区域化探》、《地球化学块体——概念和方法学的发展》、《全球地球化学填图》、《深穿透地球化学新进展》等。2002年获何梁何利科学技术进步奖。

    附件《院士传记》之谢学锦

     

    谢学锦

    联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心成立前的记者见面会会场。预定时间未到,有人悄悄入场。

     

    “您是?”

     

    来人一笑:“我是王学求。”

     

    “腕儿”来了,却如此低调。对照已经温习数遍,长长的、写满几页纸的他的学术成就,这种低调,让敬畏更增几分。

     

    此次活动,他是主角儿。联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心成立后,后续的研究工作将由他来主持完成。

     

    绘制地球化学元素图谱

     

    按照规划,在未来6年,中心将建立全球地球化学基准网,开展全球资源评价和环境变化监测;开展“一带一路”地球化学填(编)图,服务国家“一带一路”建设;开展编制全球地球化学一张图与化学地球平台建设,向社会提供服务;积极准备“化学地球”国际大科学计划。

     

    尤其是实施“化学地球”国际大科学计划。“化学地球”更形象的解释,就是绘制地球化学元素图谱,将元素周期表上所有化学元素的含量和分布绘制在地球上,为全球资源可持续利用和全球环境变化研究提供基础数据,为政府决策提供科学依据,为社会提供公共服务。工程庞大,意义深远。

     

    “通过大计划的实施,最终我们将建立起‘化学地球’平台与地球化学大数据共享系统。就像人们运用‘谷歌地球’来定位、测量距离、查询路线和地形地貌一样,将来进入‘化学地球’,人们点击系统,就可查询了解和环境或健康有关的水、土地等有害和有益元素信息以及与资源有关的成矿元素分布信息。”王学求表示。

     

    “中国在地球化学领域取得的成就,使得集研究与调查、科学与工程、资源与环境一体化的大科学计划——‘化学地球’成为可能。”王学求强调,中国区域化探全国扫面计划、全国土地质量地球化学调查计划、全国地下水水质调查计划的实施,以及全国地球化学基准计划积累的协调多部门、多地区、组织成千上万人员参与实施大计划的运行经验,都为“化学地球”大科学计划的实施提供了可借鉴的模式。

     

    由王学求主持的全球地球化学基准网是迄今国际地球化学界最大规模的国际合作研究计划,共有69个国家及169位个体科学家参加。目前已建立了覆盖面积近3200万平方千米,约占全球陆地面积22%,分析元素达76种。

     

    全球地球化学基准网有着深远的国际意义,为了解全球地球化学背景、全球资源评价、衡量未来全球化学变化和了解过去地球化学演化提供了定量参照标尺;重新提供了过去地球化学填图所没有包含的化学元素,如三稀元素、铂族元素、铀等远景区50余处;开发了全球地球化学一张图平台“化学地球”;制订国际地球化学填图系列指南,对引领国际地球化学填图具有奠基性意义。

     

    通过全球地球化学基准网,对中、美、欧、澳数据对比发现,重金属元素超标的采样点位分别为欧洲10.9%,中国4.1%,美国2.6%,澳大利亚1.8%,欧洲重金属污染最为严重,这与工业化历程是一致的。

     

    全球地球化学基准网还系统测定了不同地质时代岩石和土壤中的全碳、有机碳和二氧化碳含量,为自然界碳循环和全球变化提供了基础数据。

     

    美国著名地球化学家David Smith评价中国地球化学基准图是将全球地球化学填图推向了极致。著名地球化学家Clemens Reimann认为,全球地球化学基准网的分析指标是世界最好的,一些元素地球化学图是以前从未有过的。

     

    谢学锦院士评价全球地球化学基准网所有指标均达国际领先水平。而李廷栋院士则认为,全球地球化学基准网填补了多项空白,为实现将元素周期表绘制在地球上的宏伟工程迈出了重要一步。

     

    发现超微细金

     

    王学求也是谢学锦院士的学生。正是在谢学锦院士的指导下,他通过无数次实验发现,地球化学样品中大量存在粒径小于5μm的亚微米、纳米金,含量占总金量的30-90%,据此提出了超微细金的概念。

     

    他的实验证实,超微细金具有极强的活动性,不仅可以以机械形式被各种营力作长距离搬运,而且具有很强的化学活动性,可以被水所溶解迁移。

     

    这一发现圆满地解释了“自然界中大规模金的地球化学异常是如何形成的”这一亘久未破之谜,被国外同行称作“超微细金勘查概念模型”。实验结论也推进了金矿区域化探由一门经验或技术成为一门真正的科学。

     

    国际勘查地球化学家协会主席将这一发现列入了勘查地球化学90年代的最重要进展之中。

     

    王学求与谢学锦院士发展此研究成果写成的《金的勘查地球化学》一书也被美国著名地球化学家T.T.Chao称做“一本划时代的巨著”。

     

    这一研究成果的广泛应用为金矿化探取得突出找矿成就做出了重要贡献。据不完全统计,自1999年以来,运用谢学锦院士和王学求科研团队所发展的地球化学方法,在所圈定的靶区中发现大型以上金矿已达16处。

     

    探究深穿透地球化学领域

     

    在勘查地球化学领域,科学家一直在努力研究能探测更大深度的穿透性地球化学找矿方法,却迟迟无人破题。

     

    王学求当然明白,攻破这个难题对隐伏区矿产勘查将具有极大的推进作用。于是,他开始潜心关注。

     

    在一个国家项目支持下,他在矿体及其上方土壤和气体中同时发现六边形的纳米铜和金晶体。

     

    按照常规判断,纳米金属晶体只有在一定的温度和压力条件下才能形成。那么,此次在矿体及其上方土壤和气体中同时发现纳米金属晶体,足以充分证明,隐伏内生矿体纳米金属微粒可以通过岩石微裂隙和纳米孔喉垂直迁移到达地表。

     

    “通过实验模拟证实纳米金属微粒具有极强的穿透能力和快速迁移能力。”王学求表示,这就为元素从内生矿床向地表的垂向迁移提供了直接微观证据。实现了覆盖区勘查地球化学迁移机理研究从“描述性模型”到“实证性科学”质的飞跃。

     

    他带领研究团队据此发明了具有自主知识产权的系列深穿透地球化学技术——穿透性勘查地球化学新方法技术,即用纳米探测、金属活动态提取、地球气纳微金属测量、独立供电偶极子地电化学等技术直接获取深部异常信息的隐伏矿探测法,显著提高对隐伏矿的探测能力,探测深度可达1000米。

     

    这项技术投入应用后,填补了我国盆地地球化学调查方法的空白,先后分析样品5万余件。该项成果也获得了国家科技进步二等奖1项、国土资源科技成果一等奖1项、国家专利3项。

     

    国际地球化学领域的权威科学家对此给予极高赞誉,认为纳米金属微粒发现是一项创新性研究成果,对覆盖区矿产勘查具有深刻影响,也为全世界应用提供了实证。

     

    学术应服务社会

     

    事实上,这一成果也恰恰完全印合了王学求一贯的学术应用思路。

     

    “作为一名地质科学研究人员,更多的时候,我的调研对象是岩石、土壤和水。正是这些‘不会说话的朋友’透露的信息,常能最真实地回应群众关切的环境问题。”在2013年的全国两会期间,在讨论地下水和土壤保护时,王学求更明确陈述作为一名科研人员的职责。“我认为,首先应将学术成果和科学数据服务于决策,服务于人民。”他认为,论文不仅要对科学负责,更要对社会负责。要将科学研究成果与社会发展问题对接,为推进科学决策献计出力。

     

    细数他的科研、学术成就,每一项都紧贴民生大计,国之根本。

     

    自1989年6月从长春地质学院勘查地球化学专业硕士研究生毕业后,王学求即投身到艰苦的地质勘查行业。参加工作近30年来,他一直致力于勘查地球化学研究工作,先后主持国家“攀登计划”、国家“973计划”和国家“科技攻关计划”课题、省部级研究项目、地质调查项目及国际合作项目等20余项,在金矿勘查地球化学、深穿透地球化学、纳米地球化学和全球尺度地球化学研究等领域取得了获得国内外同行高度评价的理论创新成果与实用性成果,为中国勘查地球化学在国际上处于领先地位作出了重要贡献。

     

    “从1994年开始,我们就对全国土壤51个化学元素进行监测,2008年开始又建立了覆盖全国的地球化学基准网,对土壤81个化学指标进行监测。监测数据显示,重金属等污染物指标在局部地区上升较快。”王学求说。

     

    其成果应用也不仅限于土壤化学元素调查。王学求带领团队研发的深穿透地球化学等新方法新技术,结合传统地球化学找矿方法和现代分析测试技术,形成了一套有效的地球化学矿产勘查方法技术组合。为更好地落实研究工作与国家需求密切结合的要求,王学求曾一直坚持和团队人员一起用大量时间到最艰苦的西部无人区从事野外调查,为国家紧缺矿产资源,如大型金矿、铀矿和铅锌矿的发现提供了重要找矿线索。

     

    据不完全统计,1999年以来,运用该团队研究的地球化学方法,在所圈定的靶区中已发现大型以上金矿16处、银矿3处、铜矿21处、铅锌矿7处、锡矿7处。这些矿产资源的发现和探明,大大提高了国家的资源保障能力。

     

    湖北、甘肃、贵州、陕西、新疆、四川等省区地矿局和核工业地质队的实践经验也表明,王学求研究团队所发展的金矿勘查地球化学、深穿透地球化学、盆地铀矿地球化学理论和方法技术在当地金矿、铀矿勘查中发挥了重要作用。

     

    此外,在中蒙合作1:100万地球化学填图工作中,通过项目实施所圈定的异常靶区中,有3处已经由内蒙古有色地质矿业(集团)有限公司跟进登记探矿权,另有2处正在审批。此外还实施了“一带一路”主要资源大国地球化学填图国际合作,其中,中蒙和中哈地球化学填图已纳入国家发改委“一带一路”规划目录,为相关决策提供了依据。

     

    与国际水平的团队一起成长

     

    从事勘查地球化学和国际地球化学填图研究,离不开研究团队的共同成长和合作。而这种精神的传承,在谢学锦院士团队超过60年的发展中,始终如一。他们为中国应用地球化学在国际上处于持续领先地位作出了重要贡献。

     

    目前,在这个团队中,有院士1人、国家百千万人才工程国家级人选1人、国土资源部科技领军人才1人、国土资源部科技创新人才工程青年科技骨干1人,团队近5年培养了博士后3人、博士16人、硕士5人。

     

    截至目前,团队还与60余个国家建立了合作研究关系,举办了20余次国际地球化学填图培训班,培训的学员达500余人,不仅将中国的先进地球化学技术输出国外,而且建立了良好的人脉关系和人才储备,创造了中国与发展中国家开展互利共赢的地球化学填图合作模式。例如,蒙古国给予中蒙地球化学合作填图项目以高度评价,研究团队中的2人也因此被授予蒙古国最高国家荣誉勋章、2人被授予蒙古国部级荣誉勋章。

     

    并且,以该团队为基础建立的“联合国教科文组织全球尺度地球化学国际研究中心”本身就已经代表了各自领域的研究前沿。

     

    王学求(左一)在野外开展全球地球化学基准网河漫滩沉积物采样培训

    把元素周期表绘制在地球上