11月16日-17日，华北地区地表基质学术研讨会在河北省廊坊市举行。本次会议由中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心指导，河北省自然资源厅和中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心共同主办，天津大学地球系统科学学院、中国地质大学（北京）地球科学与资源学院、四平现代农业科学院协办。来自天津大学、中国地质调查局、自然资源综合调查指挥中心、中国地质大学（北京）地球科学与资源学院、四平现代农业科学院有关院士专家以及河北、天津、河南、山东、江苏、安徽等自然资源厅（局）领导专家，来自中国科学院相关研究所、各省地质调查院、中国地质调查局相关直属单位的行业专家代表齐聚一堂，围绕近年来生态地质领域中的研究热点，研讨交流地表基质调查取得的最新研究成果，普及地球关键带知识，充分发挥自身优势，加强科研队伍建设，提升科技创新能力，为国家和地方经济社会发展提供强有力的科技支撑。

地表基质是地球表层孕育和支撑土壤、森林、草原、水、湿地等各类自然资源的基础物质。中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心相关负责人表示，地表基质调查是我国自然资源调查监测体系中一项重要的基础性、公益性国情国力调查工作，可为自然资源管理、国土空间规划和生态环境保护修复等提供重要支撑，意义重大。近年来，廊坊中心在东北黑土区和华北地区牵头开展地表基质调查，在调查内容、技术方法、成果表达与应用服务等方面进行了深入探索，为支撑耕地保护、服务生态修复等领域发挥了积极作用。

中国科学院院士刘丛强、中国科学院南京地理与湖泊研究所所长张甘霖、中国科学院遗传与发育生物研究所副所长胡春胜、中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心副总工程师侯红星，分别围绕“地球关键带科学与全球变化研究”“基于光释光技术的黑土生物扰动过程研究”“农田关键带氮过程与环境效应”“地表基质调查研究现状与进展”做主题报告，与会专家交流了黄淮海平原区土地质量地球化学调查与监测、第四纪华北平原表层地球系统变化的天文驱动、天津市地表基质调查工作进展、山东省章丘-邹平地区地表基质层调查、江苏天目湖生态功能区地表基质调查实践与认识、安徽省地表基质调查试点成果及下步工作方向、黑土区地表基质调查最新进展、黄淮海地区地表基质调查进展、青藏高原多年冻土区基于服务冻融灾害防治的地表基质调查研究进展等案例成果。

开幕式上，中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心与天津大学地球系统科学学院“育人实践基地”、中国地质调查局梨树黑土地地球关键带野外科学观测研究站同期揭牌。

4月16日，在联合国教科文组织国际岩溶研究中心"岩溶与气候变化"国际培训班开幕式上，国际岩溶研究中心发布全球岩溶科技创新合作倡议，此倡议对于在全球范围内推动广泛合作共享，共绘岩溶科技创新未来蓝图具有重要意义。联合国教科文组织驻华代表夏泽翰、斯洛文尼亚共和国驻华大使苏岚、自然资源部国际合作司副司长范黎、中国科学技术交流中心主任高翔、国际岩溶研究中心主任彭轩明出席开幕式并致辞，来自克罗地亚驻华使馆参赞Bisera Fabrio女士等20个国家的40多名驻华使节以及专家学者出席开幕式。

本次培训班开幕式暨中国-斯洛文尼亚（中国-中东欧国家）岩溶科技创新合作半月行开幕式，被列入中关村论坛主要活动之一，是"中国-中东欧国家同'新'结"（China-CEEC InnoShare）2024年首场活动。活动主题为"共享、共进、共应对；共商、共行、共发展"，期望通过合作解决共同面临的气候变化背景下岩溶区资源环境问题。

夏泽翰、苏岚在致辞中强调，此次活动对于加强全球岩溶生态环境的保护与利用及探索岩溶碳汇技术研发新路径具有重要作用，对于促进各国科技界互知互信，共同应对时代挑战也具有建设性意义；希望更好地实践以"和平合作、开放包容、互学互鉴、互利共赢"为核心的丝路精神，落实共商共建共享原则，通过共同努力，以岩溶地质领域国际合作交流为抓手，助力联合国2030可持续发展目标实现。

范黎指出，推动地球科学进步，促进气候变化背景下岩溶区可持续发展需要各国科学家的共同努力；此次活动能够为中国—中东欧国家合作机制巩固与发展提供积极助力，希望通过多双边合作及各类国际平台，为各国或地区可持续发展提供地质科技支撑力量。

高翔表示，加强岩溶碳循环及其环境效应研究，既能助力全球岩溶生态环境保护，也能为人类合作应对气候变化、实现碳减排、碳中和提供创新路径，起到一举两得、事半功倍的效果，希望各国岩溶科技工作者加强协同攻关与国际合作，不断开创人类生态文明新境界、共同开启全球岩溶区治理新进程。

彭轩明提到，在自然资源部中国地质调查局的支持下，国际岩溶研究中心主持实施了"'一带一路'重点区岩溶地质调查与编图"等多个国际地质调查项目，正在实施的全球岩溶监测站网建设、岩溶关键带对比研究在相关参与国的支持下取得积极进展，促成了中国-斯洛文尼亚岩溶地质"一带一路"联合实验室顺利获批；希望将中-斯洛文尼亚岩溶地质合作打造成中国与中东欧国家及其他"一带一路"典型岩溶国家之间的合作范式，共同推进全球域岩溶科技的创新与发展。

开幕式上，国际岩溶研究中心发布《全球岩溶科技创新合作倡议书》，希望通过岩溶关键带与气候变化研究、岩溶水资源开发与保护、岩溶地质灾害预警与防治、岩溶地质遗迹保护以及岩溶生态系统生物多样性保护领域的合作研究，共同实现岩溶科技创新发展，共同推进2030可持续发展目标的实现。来自斯洛文尼亚、克罗地亚、斯洛伐克、塞尔维亚、土耳其、印度尼西亚和中国的学者共同签署倡议书。

国际岩溶研究中心、中国-斯洛文尼亚岩溶地质"一带一路"联合实验室分别向外籍专家颁发聘书，希望通过推动国际合作团队建设，培养岩溶地质科技中青年人才，带动岩溶科技创新合作发展。中国科学技术交流中心就国际杰青计划进行推介。国际地质灾害与减灾协会主席汪发武教授，奥地利科学院外籍通讯院士、国际地球化学学会会士程海教授，分别围绕气候变化下的岩溶区防灾减灾、岩溶记录与气候变化做主旨报告。来自斯洛文尼亚、克罗地亚、塞尔维亚、斯洛伐克、土耳其等国家岩溶领域的知名学者围绕各自科研重点、最新成果及创新合作需求做学术报告。

此次国际培训班为期14天，将在北京、武汉、桂林开展培训。室内培训以岩溶水文地质研究、岩溶水生生态系统、岩溶地质灾害预警与防治、岩溶地质遗迹多样性保护为主要内容；结合水环境治理、岩溶水资源监测、岩溶地质遗迹保护等野外实习，将系统全面介绍气候变化背景下的岩溶科技创新工作成果。

松辽盆地大陆深部科学钻探工程——松科二井  谷兰丁 摄

“我宣布，松辽盆地大陆深部科学钻探工程即松科二井超额完成预定目标，胜利完井！”

5月26日，在黑龙江省安达市松科二井工程现场，自然资源部中国地质调查局副局长李金发的话音刚落，雷鸣般的掌声在高耸的井架下响起。

在“向地球深部进军”的号召下，松科二井这一亚洲国家组织实施的最深大陆科学钻井，也是国际大陆科学钻探计划（ICDP）实施的最深钻井，在地球探索领域树起了一座新的国际地标。

国际同行竖起大拇指

“值此松辽盆地大陆深部科学钻探工程——松科二井完井仪式召开之际，我谨代表国际地质科学联合会，向自然资源部中国地质调查局全体同仁表示衷心的祝贺！向本次工程的参与实施单位及全体工作人员表示诚挚的敬意！”在完井仪式上，国际地科联主席成秋明深情地说。

成秋明指出，大陆深钻是地球科学里非常前沿和核心的、代表国家水平的工程。这次的项目取得了很多世界第一，从工程设计到施工完全是由中国科学家和工程技术人员自主设计，拥有自主知识产权，很了不起。松科二井工程的成功实施，为地球深部探测和科学实验研究提供了关键技术和装备，拓展了松辽盆地深部页岩气、地热能等清洁能源勘查开发的新空间，同时还引领了全球白垩纪陆相古气候研究，显著提升了中国在地质历史古气候研究领域的国际影响力。

也正是因此，成秋明还代表国际地质科学联合会表态：国际地质科学联合会将会继续支持中国地球深部探测研究，并积极开展更多合作。

与成秋明同样表示祝贺与期待的，还有国际大陆科学钻探计划。在仪式现场，国际大陆科学钻探计划运行支持部主任乌利希·哈尔姆宣读了来自总部的贺信。

贺信将该项目誉为“灯塔”，盛赞其“不仅对中国大陆科学钻探，而且也对世界大陆科学钻探工作具有‘引领’作用”，并将项目的“灯塔”作用上升到“对中国和国际上所有的科学家，在科学上、技术上和国际合作上都是‘灯塔型’样板工程。”

对项目在钻探工程和科学研究上的成就，贺信称：“松辽钻探项目在多方面取得杰出成就。如：钻探深度7018米，单个岩芯长度达40米，岩芯采取率超过95%。该项目取得的技术成就将长期影响中国和世界钻探工作，并将影响到参与该工作的科学家。”“有关松辽科钻的成果已经在国际重要期刊上发表，达到了科钻预期目标，体现了松科二井对社会的重要贡献，更让中国在国际科学界的作用举足轻重。”

对项目成就的认可、赞誉，还体现在国际大陆科学钻探计划委员会今后的计划中。贺信表示，“在松科二井执行期间，国际大陆科学钻探计划委员会计划成立松辽深地实验室，这是我们首次长期利用ICDP资助并计划的。”

更让国际大陆科学钻探计划兴奋的是，透过这一项目，他们看到了科学与工业结合的途径，相信松辽科钻将成为工业和科学成功结合的典范”。

一个灯塔、一个样板、一个典范，中国地质人以松科二井为依托，在地学领域树起了一座新的国际地标。

这座新的国际地标有多高呢？请看以三个之最：亚洲国家实施的最深的大陆科学钻井，国际大陆科学钻探计划（ICDP）成立22年来实施的最深钻井，全球最早钻穿距今约6500万年至1.45亿年的白垩纪陆相地层的科学井。

其实，在此之前，松科二井就引起了国际地学界的关注，松科二井也多次占据国际大陆科学钻探计划（ICDP）组织网站首页中心位置。

通往白垩纪的时间隧道

白垩纪，是地球上海陆分布和生物界急剧变化、大西洋迅速开裂和火山活动频繁的时代，植物、动物界许多重大变革的影响，一直持续到现在，而国际地学界对相关问题的激烈争论，也一直持续到现在。

解决争论的唯一办法，就是穿越到白垩纪，了解当时到底发生了什么。

穿越显然是不可能，唯一的办法就是在地球上进行科学钻探，打一深孔然后再对岩心进行分析，一步一步去还原当时的真相。因此，松科二井也被国际科学界称为恐龙时代的旅行。

在5月21日进行的成果鉴定会上，李廷栋、康玉柱、武强、侯增谦、杨经绥等院士及有关专家在深入研究松科二井的成果后认为，松科二井获得了全球最完整最连续白垩纪陆相地层记录、气候变化主要控制因素和气候波动重大事件等三项重要证据，首次实现了对白垩纪最完整最连续陆相地层厘米级高分辨率的精细刻画，重建了白垩纪陆相百万年至十万年尺度气候演化历史，建立了白垩纪陆地古气候演变规律。

通俗说，通过松科二井这一时间隧道，中国地质科学者基本还原了白垩纪的场景。

“小行星撞击只是压死骆驼的最后一根稻草。”针对国际科学界目前争论最为激烈的白垩纪物种灭绝事件，中国地质大学（北京）的张来明用在松科二井的最新发现进行了说明：

这次重建的白垩纪—古近纪界线附近的陆相气候记录表明，在小行星撞击地球之前约30万年，地球上的温度和大气中的二氧化碳浓度都明显升高，而这与德干高原火山喷发的时间高度一致。而根据陆相记录的研究还发现，在德干火山喷发之后、小行星撞击之前，松辽盆地约2/3的物种已经发生了绝灭。

“这说明，德干火山喷发与小行星撞击的连续二次打击是造成恐龙等物种绝灭的原因。”张来明解释说，德干火山喷发导致剧烈的升温和二氧化碳浓度上升，破坏了生态系统的稳定性，造成了部分物种的绝灭；之后，短时间内小行星的撞击使原本不稳定的生态系统发生崩溃，形成了压垮骆驼的最后一根稻草。

在为全球宏观气候变化研究提供实验室的同时，松科二井对松辽盆地深部宝藏的开发，同样提供了众多宝贵信息。以能源资源潜力为例，松科二井证实在盆地下存在有利的页岩气层系，发现页岩气气测异常层达43层、累计厚度102米，甲烷占全烃组分平均含量的86%，异常幅度与背景值的平均比值为14.77。同时，还首次发现了具备开发条件的盆地型干热岩地层，在井深4400米~7018米发现温度150℃~240℃高温干热岩体。

今后，随着后续研究的逐步深入，相信振奋人心的新发现会越来越多。通过松科二井这个时间隧道，中国地质科学工作者为人类还原一个完整的白垩纪，将不再是梦。

向地球深部进军不停歇

松科二井虽然完井，但中国地质人探索地球深部奥秘的步伐仍在继续。

对此，中国地质调查局已作好了规划：深化地球深部探测理论技术研究和成果转化，组织实施好松辽盆地页岩油（气）、深层油气、砂岩型铀矿、干热岩等清洁低碳能源地质科技攻坚战，带动大庆油田接替资源的勘查开发；加快推进《地球深部探测重大项目》的申报，以及“地球深部探测与能源资源安全”国家实验室与“深部地下观测与实验”国家重大基础科学设施的建设工作；研发15000米国产超深钻探装备系列，做好我国超万米大陆科学钻探工程以及大型含油气盆地科学钻探工程的选址和实施工作。

而这，与中国地质调查局始终站在人类命运共同体的高度，充分发挥中国的体制优势和自身的人才技术优势，积极开展地学领域前沿探索的传统，一脉相承。

人类只有一个地球。人类要与自然和谐共处，就必须了解地球。而了解地球最有效的、最直接的办法之一，就是实施深部钻探、在典型地区建通往地球深部的时间隧道，去研究地震成因、火山喷发机理、地质灾害预警、地球气候演变、生命演化历史、深部地质结构和能源资源潜力等，为人类更加和谐地与自然相处提供科学的解决方案。

于是，1968年，美国率先提出并实施了深海钻探计划（DSDP）。1985年，大洋钻探计划（ODP）开始运作。1998年，我国正式加入ODP，成为ODP历史上第一个“参与成员”。2004年，中国加入规模更加宏大、科学目标更具挑战性的综合大洋钻探计划（IODP），成为人类深入认识深海地质演化俱乐部中的一个重要成员。

大陆钻探计划启动后，1996年2月，德国、美国和中国作为第一批成员，发起了国际大陆科学钻探计划（ICDP）。目前，ICDP已经实施了湖泊、陨石撞击和生物灭绝事件、研究火山和地热、断层带等几十个科学钻探项目。我国已成功申请到“大别—苏鲁”大陆超深钻、中国环境科学钻探青海湖工程、科钻一井和二井工程等多项ICDP项目，在大陆科学钻探领域方面取得令人瞩目的成绩。

“大别—苏鲁”大陆超深钻是我国首例大陆钻探工程，2001年开工建设，至2005年完成钻探施工任务，是全世界穿过造山带最深部位的科学深钻，被国际地学界誉为超高压变质带大陆动力学的研究宝地。

2005年7月21日，青海湖环境科学钻探开钻，到9月5日结束，历时47天，分别在青海湖东盆、南盆等5个地点钻取了13支岩芯，共548米, 取得岩芯323米。通过青海湖科学钻探研究，查明了青海湖湖盆形成演化，气候构造变化和青海湖波动的历史，达到了解东亚季风气候和内陆干旱化变迁的研究目的。

2006年8月18日，在松辽盆地北部中央坳陷区开钻的中国白玺纪大陆科学钻探工程（松科一井）分两孔进行，称为“一井双孔”。2007年10月20日，松科一井顺利完钻，总取心进尺为2577米，心长共计2485米，为白玺纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化的后续研究奠定了坚实基础。

松科二井于2014年开钻，目标是打穿松辽盆地白垩系，探索松辽盆地深部能源潜力，建立松辽盆地深部地层结构，寻求白垩纪气候变化地质证据，研发深部探测技术。松科二井到目前已完成钻井深度7018米，成为亚洲国家实施的最深科学钻探井。

这一系列成果对人类的贡献，得到了来自国际地学界的高度赞誉，也提升了我国“向地球深部进军”的能力和水平。

中国人常说“上天容易入地难”。深部钻探过程中会遭遇很多世界级难题，其中要解决地球的“三高”（高温、高压、高地应力）问题，就必须有好的钻探装备。正是通过以上系列科学钻探工程的实施，中国地质人在为国际地学研究贡献系列成果的同时，还带动了我国万米大陆科学钻探装备和1000米、2000米、3000米、4000米等系列钻探成套装备的研发与进步。

现在，中国已进入到科学钻探与钻探装备互相促进、互相进步的新时代。而随着科学钻探和钻探装备间的良性互动、螺旋式上升，中国地质人向地球深部进军的能力也在不断提升，为人类提供更多了解地球的信息也必将越来越丰富，对人类命运共同体构建的贡献也必将越来越大。

中国地质调查局在松科二井完井后形成的规划，就是中国地质人站在新起点、进入新时代的宣言。

松科二井重大突破与进展一览

一 创造了深部钻探技术

四项世界纪录和两项重大突破

1. 创造了四项世界纪录。

311毫米大口径连续取心最长——1650米。

311毫米口径单回次取心最长——30米。

216毫米口径单回次取心最长——41米。

152毫米口径单回次取心最长——33米。

大幅提高了施工效率和岩心采取率（96.6%），缩短了施工周期，降低了成本，确保了全球最完整最连续的白垩纪陆相地层记录的获取和科学目标的实现。

2. 创新了超深井大口径取心技术体系。

在世界上首次研发并成功应用大口径一次取心成井和中空井底动力绳索取心等技术，将钻进速度提高了2倍。

3. 攻克了超高温钻井技术难题。

研发成功抗高温的水基钻井液、固井等系列技术，创造了国内最高温度（241℃）条件下钻进的新纪录，为解决超万米深部钻探面临的超高温难题做好了技术储备。

二 发现了松辽盆地深部

两种清洁能源具有良好的勘探开发前景

1. 完整揭示了深部页岩气资源潜力。

在松辽盆地深部凹陷带沙河子组合火石岭组（3350米以深）地层中发现页岩气气测异常43层，累计厚度102米，甲烷占全烃组分平均含量的86%，异常幅度与背景值的平均比值为14.77，证实了松辽盆地深部存在有利的页岩气层系，为实现深部能源勘查向页岩气勘查拓展提供了重要依据。

2. 首次发现了具备开发条件的盆地型干热岩地层。

在井深4400米~7018米发现温度150℃~240℃的高温干热岩体和两层含高放射性元素异常地层，热流值为84毫瓦/平方米，展示了松辽盆地具有良好的地热能开发应用潜力。

三 获得了白垩纪陆地

古气候演变规律的三项重要证据

1. 首次实现了对白垩纪最完整最连续陆相地层厘米级高分辨率的精细刻画。

建立了白垩纪重要地质历史档案，为研究白垩纪古气候演变提供了重要的科学依据。

2. 首次重建了白垩纪陆相百万年至十万年尺度气候演化历史。

发现了各个时间尺度陆相气候变化的主要控制因素，为研究地球气候系统在温室气候条件下演变机制找到了新证据。

3. 发现了白垩纪气候波动重大事件。

捕捉到大规模火山爆发排放二氧化碳引发陆相气候剧烈波动的重要信息，证实了气候快速变化是导致恐龙灭绝的诱发因素，对研究和预测未来全球气候变化意义重大。

四 取得了基础地质研究三项重大进展

1. 建立了地层对比的“金柱子”。

创建了完整的松辽盆地陆相地层标准剖面——“金柱子”，为开展区域性和全球地层对比研究提供给了重要的陆相“标尺”。

2. 建立了松辽盆地演化新模式。

揭示了松辽盆地深部地质构造特征，发现了古大洋板块俯冲、聚合的深部证据，构建了盆地早期基底双向汇聚、后期伸展反转的陆内盆地演化新机制，为松辽盆地成因再认识及深层油气勘探提供了理论指导。

3. 丰富了白垩纪陆相生油理论。

首次发现了松辽盆地多次、短期海侵事件的新证据，提出了白垩纪海侵事件是有机质富集和烃源岩形成的重要因素之一的新认识，对松辽盆地深部油气勘探有重要的指导意义。

2019年7月18日，2019年中国地理学会（华北地区）学术年会在山西忻州师范学院召开。自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所杨振京研究员作为特邀专家，作了题为《白洋淀地区多时间尺度气候变化研究》的特邀报告，详细介绍了科研团队在白洋淀的第四纪地质研究工作，深入浅出地讲解了白洋淀地区第四纪、全新世、2000年和现代气候变化的特征，利用粒度、孢粉和地球化学元素等多种指标重建了白洋淀地区晚全新世以来的气候演化序列，并且为雄安新区的建设提出了生态环境方面的思考和建议。研究生和雅杰在分会场5（植被覆盖与人类活动专题）作了题为《内蒙古东南地区中晚全新世气候变化的湖泊沉积记录研究》的专题报告。特邀报告和专题报告受到与会代表的一致好评。

本次年会会期2天，以“地理空间、人地和谐、绿色发展”为主题，开展了多角度、多视角的地理学术研讨交流。会议邀请了12位专家做大会特邀报告，设置了7个专题，安排了94个专题报告，与会代表们就区域协调与绿色发展、全球变化与地表过程、生态环境优化与自然地理学、全域旅游与经济转型、植被覆盖与人类活动、大数据应用与GIS遥感技术和地理教育教学研究等专题进行了讨论。来自全国28个省（市、区）的78所高校、科研院所、中小学地理专家以及五台山管委会、宁武县委县政府、忻州市教育局等单位的300余名代表参加了本次会议。

地理学是研究陆地表层自然、人文要素和区域系统的分布格局、变化过程和形成机制的一门基础学科，具有区域性、复杂性、综合性的特点。第四纪地质学是研究第四纪时期环境发展演变的科学，与地理学相互补充，各有所重。随着学科研究的不断深化，地理学与第四纪地质学不断交融，取得长足的发展。中国地理学大会是国内地理学领域专家学者展示研究成果、开展学术交流的重要平台，逢单数年召开区域性的年会，逢双数年则召开全国性的年会。中国地理学大会兼容并蓄、不断进步，已经成为在全国拥有一定影响力的学科大会。

　　

2019年中国地理学会（华北地区）学术年会开幕式

　　

杨振京研究员作大会特邀报告

　　

在读研究生和雅杰在作分会场报告

　　

2019年中国地理学会（华北地区）学术年会合影

　　

2019年中国地理学会（华北地区）学术年会闭幕 

为迎接第50个世界地球日，4月10日，自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所联合挂靠所内的中国地质学会水文地质专业委员会、中国地质学会地热专业委员会、自然资源部地下水科学与工程重点实验室、自然资源部地下水矿泉水及环境监测中心、自然资源部地下水科学与工程野外试验研究基地、自然资源部地下水科学与工程科普基地、河北省\中国地质调查局地下水污染机理与修复重点实验室、中国地质调查局地热资源调查研究中心、中国地质科学院年轻沉积物年代学与环境变化重点实验举办了以“珍爱美丽地球，守护自然资源”为主题的科普宣传活动。通过参加河北省自然资源厅和河北省电视台节目录制、发放宣传页、展出主题宣传图板、自然资源部地下水环境应急监测车进校园等系列活动，积极引导全民节约利用地下水资源，加快创建节水型、清洁型社会。

活动现场举办了水资源与生态保护主题展览，通过展览干热岩资源分布及潜力、浅层地温能开发利用、水热型地热资源开发利用、地下水资源合理利用、土地质量调查与大米挑选等图板，依靠生动活泼的图例，通俗易懂的语言向广大市民详细介绍了水资源与地热资源在保护生态环境、服务民生、保障民众福祉等方面发挥的重要作用，为广大学生和市民上了一堂生动的科普宣传教育课，激发了群众保护自然资源、提升资源利用效益的强烈意识。为让民众对水资源保护有更加直接的认识，自然资源部地下水与环境应急监测车还开到了活动现场，科研人员现场为民众展示了各种水样测试方法，耐心细致地为大家讲解生活用水常识，引发了公众的高度关注。

4月20日，水环所面向社会公众开放了自然资源部地下水科学与工程重点实验室、地下水科学与工程野外试验基地、地下水矿泉水及环境监测中心等各类平台。河北正定中学的200余名师生参观了同位素实验室、纳米修复实验室、第四纪地质与环境实验室等。实验室研究人员为参观者耐心讲解了实验操作程序及仪器原理，了解了如何测试水的来源、水的好与坏，在一定程度上激发了大家对地学科普知识的兴趣。现场还为广大师生发放了具有纪念地球日环保主题的笔和本，为市民群众发放了宣传手册。在地下水科学与工程试验基地，师生们参观了多功能试验样方，工作人员讲解了水面蒸发、土面蒸发、不同岩性界面水分动力学过程模拟等试验。接着参观了大型蒸渗系统，蒸渗仪是测定土壤水分蒸腾蒸发、大气降水入渗补给和地下水蒸发耗损的标准仪器，讲解了其组成和功能，使到访师生对水文地质研究工作有了初步了解。在重点实验室，参观了稳定同位素在地质、环境等方面的应用，及样品的前处理和测试方法、放射性同位素氚和碳14在地下水测年方面的应用，以及测试方法。在地下水污染修复实验室，重点介绍了实验室的紫外可见光分光光度计，冷冻干燥机，高速离心机和恒温振荡器，并对在仪器中进行过硫酸盐降解条件实验和微米级活性炭粉吸附降解地下水中石油烃的模拟实验进行详细讲解，学生们十分感兴趣，对为什么用锡箔纸包裹，碳粉悬浮方法提出的疑问进行了耐心解答。

4月23日，为扩大科普受众范围，进一步传播地质科普知识，水环所赴石家庄四十二中学举办了第50个地球日科普行活动，吸引了近300名师生参与其中，并发放了第50个地球日科普宣传手册。活动伊始，首先向在座师生播放了“地下水的朋友圈”和“水文地质钻探工艺”等2部科普视频，以师生喜闻乐见的动画卡通形式形象展示了地下水属性、地下水分布特征、地下水分类、地下水开发利用以及地下水保护等基础水文地质科普知识，开展了“地热-身边的清洁能源”和“全球变化与第四纪地质”等科普讲座，以视频、音频、动画等多种形式生动宣传了地热资源与节能减排、全球变化研究历史与第四纪及其意义，讲座贴合中学生心理特征和知识结构，在普及地质知识的同时，激发了同学们学习科学、探索科学、热爱科学的热情与兴趣，提升了科普工作的科学意义和社会意义。

 

 

 

自然资源部中国地质调查局南京地质调查中心王爱华研究团队负责的国家自然科学基金项目《陆源碎屑沉积物中沉积成因锶钡的提取方法及其比值的沉积环境判别（41572096）》取得重要研究进展，创新性新技术《Selective extraction of sedimentogenic Strontium and Barium in terrigenous clastic sediments》于2018年12月11日获得美国专利商标局的发明专利授权（专利号：US10151018B2）。

针对目前利用锶钡比进行沉积环境判别效果差且无法单独使用的现状，王爱华教授级高工主持的该项目通过对人工合成三角洲沉积物以及对长江、珠江、黄河、辽河三角洲以及渤海湾、苏北潮滩的表层和钻孔沉积物的锶钡赋存形态的连续提取分析，获得了可用于海陆相沉积环境判别的选择性提取沉积成因锶钡的理论依据和技术方法。该专利技术利用化学物相的分析方法剔除了沉积物中碎屑矿物成因的锶钡只选择性提取了与沉积时的地球化学环境相关的沉积成因的锶钡进行海陆相沉积环境判别，此项成果的取得不仅丰富了微量元素沉积地球化学理论和技术方法，而且可以广泛应用于第四纪古环境研究、海平面升降变化研究、油气勘查、沉积矿产勘探等沉积学相关领域。 

 

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）

9月14-16日，第44期鳌山论坛“全球变化与海岸带地质演化”在青岛举行，研讨全球变化背景下海岸带地区海陆相互作用，探索海岸带地质演化的过程与机制，促进沿海资源开发、环境保护、防灾减灾及人与自然和谐共处。

论坛由青岛海洋科学与技术试点国家实验室和自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所主办，自然资源部海洋环境地质重点实验室、自然资源部中国地质调查局海岸带和大陆架研究中心、海洋地质过程与环境功能实验室承办。青岛海洋所印萍研究员、刘健研究员和国家海洋局第一海洋研究所石学法研究员共同主持本期论坛。论坛同时邀请了8位国内外知名专家作为主讲人，来自国内科研单位和高校的120余人参会。

论坛上，青岛海洋所介绍了青岛海洋所近年来在海岸带地区开展的地质调查研究及应用服务。随后，8位专家分别作了精彩的专题报告，为参会学者提供了一场学术盛宴。意大利博洛尼亚大学Alessandro Amorosi教授介绍了层序地层学和第四纪地质学的新进展、海岸带沉积地质学在解决工程和环境地质问题上的应用。日本岛根大学Yoshiki Saito教授介绍了晚第四纪海平面变化研究以及全球三角洲研究。日本岛根大学Marcello Gugliotta博士、Catherine Burns博士，西安交通大学程海教授，华东师范大学高抒教授、王张华教授，浙江大学厉子龙教授分别作了精彩报告。每位专家在专题报告结束后与参会学者进行了交流互动。

海岸带是一个多圈层相互作用的开放地带，海岸带地质学的发展需要多学科的交叉和新方法、新技术、新理论的支撑。在本期鳌山论坛上，专家们着重介绍了国际海岸带地质领域最新的调查研究进展，对参会学者是一次难得的学习和交流机会。

 会议开幕

专家报告