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    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

    冯艳芳在长乐南澳构造带野外调查

    2001年,冯艳芳到中国地质调查局发展研究中心工作。那时地质行业的低谷刚刚过去,曙光初显,而她青春年少,意气风发,她在心里对自己说:“要想在事业上有发展,一定要脚踏实地,敢于担当,勇于奉献。”一晃过去17个年头,冯艳芳兢兢业业地参与和主持了多个重大项目,见证了我国地质调查事业的快速发展。

    中国地质调查局发展研究中心资料开发室副主任冯艳芳,集“2017北京榜样推荐人物”、“全国巾帼建功标兵”、“全国最美家庭”、“北京市西城区人大代表”等多种光环于一身。她却常说,自己只是浩瀚地质大军中一个不起眼的小兵,人生的理想是做好一名纯粹的地质人。

    纯粹的奉献,她主持了地质史上里程碑式项目

    2001年,冯艳芳硕士毕业,到中国地质调查局发展研究中心工作。那时地质行业的低谷刚刚过去,曙光初显,而她青春年少,意气风发。“发展研究中心”,念着单位的名字,她在心里对自己说:“要想在事业上有发展,一定要脚踏实地,敢于担当,勇于奉献。”一晃过去17个年头,冯艳芳兢兢业业地参与和主持了多个重大项目,见证了我国地质调查事业的快速发展。

    刚到发展研究中心,冯艳芳就参与了国家863计划“基于SIG的资源环境空间信息共享与应用服务”和“基于大型GIS的地质调查空间数据管理系统”两个项目。一些过去只能在书上看到名字的大专家,如今可以面对面交流,这让冯艳芳十分兴奋。在项目办公室负责组织协调和后勤服务的她,总是给人活力满满、热情洋溢的感觉。她勤勤恳恳,任劳任怨,生孩子前一天仍坚持工作,产假没休完就回到岗位,为项目的顺利实施作出了自己的贡献。紧接着,全国危机矿山接替资源找矿专项启动,冯艳芳再次被选入项目办公室。一切刚刚起步,事务繁琐,人手紧张,冯艳芳和同事们加班加点,用最短的时间让项目步入正轨。

    2006年,为全面掌握矿产资源现状,科学评价未查明矿产资源潜力,全国矿产资源潜力评价重大专项启动。冯艳芳被委以重任,负责组织其中的全国重要矿产成矿地质背景研究项目。说是一个项目,其实是一个有30个省(市、区)40多个单位2000余人参加的、规模空前的产学研大会战。在项目实施的8年时间里,冯艳芳管理业务双肩挑,一心扑在工作上,通常是白天组织管理,晚上整理资料,还频繁跑野外。

    在大家的共同努力下,全国重要矿产成矿地质背景研究项目取得了丰硕的成果,解决了我国诸多重大基础地质问题,指导有关省区圈定了一批找矿远景区,编制完成了5000余张中国成矿地质背景系列图件,培养了省级、大区和全国三个层次的学科带头人才群体和技术骨干。项目成果在全国矿产资源潜力评价46个项目中获得了“95.3”的最高分,被专家院士们树为地质史上的里程碑,并先后获得原国土资源部、中国地质调查局科技进步二等奖和一等奖,冯艳芳也被评为全国矿产资源潜力评价的先进个人。

    中国科学院院士李廷栋如此评价项目形成的中国大陆构造系列研究成果及其新的观点:“给中国沉寂多年的大地构造学科带来了新的篇章,输入了新鲜的血液,是中国大地构造认识之路上的崭新进步,该成果的问世,将会使中国大地构造研究继续向前加速发展与迈进。”

    在这紧张而忙碌的8年中,冯艳芳还承担了全国地质勘查进展分析项目,主持构建了我国市场经济体制下权威、全面、系统的地质勘查成果跟踪统计与通报系统,成果获2015年国土资源科学技术二等奖。

    2016年以来,冯艳芳负责全国系列基础地质的综合编图工作。如今20张不同类型的全国大地构造图已全部出版,不仅为各种矿产资源的找矿勘查提供了地质底图,对我国基础地质研究也有着重要的意义。此外,冯艳芳和她的团队积极支撑国家重大战略,提高地质调查成果的服务水平。他们编制的雄安新区的地质地貌图,为雄安新区规划建设提供基础依据;编制的扬子陆块区岩相古地理图,为南方页岩气勘查服务;编制的共和盆地地热资源地质背景图,为干热岩调查提供了直接的指引。

    纯粹的热爱,她啃下地质学一块“硬骨头”

    2005年,在项目管理岗位顺风顺水的冯艳芳,突然告诉领导,她想从事业务研究,想去跑野外。

    “我觉得自己还是更适合搞业务,组织协调不是我的特长。”冯艳芳这样说,其实她一直无法割舍心中那份天空地阔的地质情怀,“背着馒头进山,背着石头出来”的生活虽然艰苦,但她认为山野间才是实现一个地质人价值的最好舞台。

    没多久,全国重要矿产成矿地质背景研究项目便压在了她肩上。由于是水文地质专业出身,她渐渐感觉到过去的知识储备很难满足当下的工作需求。于是她决定读一个“矿物学、岩石学和矿床学”博士,她幸运地遇到了被自己称为人生导师的邓晋福教授。

    “邓老师不仅仅教会了我岩浆岩研究的知识、方法和技术,更重要的是,他深入浅出的讲解、耐心细致的教诲,让我深深地爱上了这个专业,以至于陶醉、痴迷和忘我。”说起邓老师,冯艳芳内心充满感恩之情。

    有一天,邓晋福问她:“东南沿海有一块硬骨头,你敢不敢啃下来?”这块“硬骨头”指的是“福建长乐—南澳构造带”。这里是研究和了解我国东部大陆大地构造演化的关键地段。长期以来,许多重要的地学问题仍处于探索和争论中。冯艳芳在老师的鼓励和指导下,向这一困扰地学界多年的难题发起挑战。

    实地踏勘,采集样品,实验分析,冯艳芳在充分收集和借鉴前人研究成果的基础上,采用多种科学方法,对长乐—南澳构造带花岗岩类年代学、岩石组合与构造演化进行了深入解剖和综合研究,取得了创新性成果。

    2009年一个秋雨连绵的清晨,冯艳芳在闽西北一处陡崖上发现了蛇纹石化很强烈的辉石橄榄岩,她非常激动,立即挥锤取样,没想到上面的危岩因受到扰动竟噼里啪啦地砸了下来。在大家的惊呼中,最大的一块岩石从她身边呼啸而过,翻滚落地,距离她的身体只有几厘米。而这并没有吓倒冯艳芳。2014年,她自愿申请参加了中国地质科学院地质研究所组织的狼山地质填图项目,面对坡度有70多度、海拔1600多米的狼山,为了获取第一手地质资料,她毅然向山顶爬去……

    纯粹的信念,她努力把温暖和光亮给更多的人

    冯艳芳有一个温馨幸福的家庭。但是多年来,她用在工作上的时间远比回家的时间长。

    她的爱人从事地质灾害勘查治理方面的工作,也是长年在野外一线,夫妻二人聚少离多,儿子只好托付给老人照顾。有多少次,当她风尘仆仆地回到家中,孩子已经睡着了,第二天,孩子还没醒,她又要出门了。

    2010年,全国地质勘查进展分析项目推进到关键节点,要进行全国性的数据统计与编报培训。北方片区的培训结束后,冯艳芳回到家中,看到丈夫搂着儿子蜷缩在床角,两人满脸的疲倦和憔悴,才得知儿子已经连续几天高烧不退。可第二天就是南方片区的培训报到,她拿出手机,正准备请假,丈夫却说:“家里的事有我呢,单位交代的事,是对你的信任,你应该完成。”冯艳芳泪流满面,她感受到的是苦,是累,是愧疚,也是幸福。她悉心照顾了儿子一夜,第二天一早,按原计划赶往会场。

    如今儿子长大了,也渐渐理解了妈妈。冯艳芳曾几次受邀去儿子的学校做科普讲座,也给孩子们讲讲地质工作。同学们听了都很感动,有的对冯艳芳的儿子说:“你妈妈真伟大。”儿子也曾在作文里写道:“小时候每当放学,别的孩子都有妈妈接,唯独我没有,那时妈妈的爱像橘子皮,是苦的。现在我知道妈妈在从事高尚的工作,就理解了她,妈妈的爱像橘子果肉,有酸,也有甜。”冯艳芳说,有时自己加班回家晚,儿子会把饭做好了等她,这让她内心充满欣慰和感动。

    拥有“最美家庭”的冯艳芳,一路走来,切身体会到年轻地质人家庭生活的不易。因此,她特别理解年轻人,愿意倾听他们的心声,努力为他们创造施展才华的机会,帮助他们解决生活中的难题。“每当看到身边的年轻人,虽然承受着房贷等巨大的现实压力,但工作上却勤勤恳恳,努力上进,我都会默默地下决心,一定要像老一辈地质人那样,负起传承的责任。”冯艳芳感慨道。

    2016年,冯艳芳当选为北京市西城区第16届人大代表。她时常利用休息时间走访社区困难群众,了解了他们的需求、渴望和心声,并将相关问题按轻重缓急进行了归类整理,分阶段按步骤向人大常委会提议和建议。针对呼声较高的集体户青年职工孩子入园入学难题、地科院周边交通拥堵问题、六层以下老居民楼加挂电梯等问题,冯艳芳积极向有关部门反映,推动了问题的解决。

    无私奉献,不求名利,坚定执著,心无旁骛,凭着渊博的学识,胸怀地质的希望,脚量祖国的山河,手绘地调的蓝图,在冯艳芳心里,这些,是一个纯粹地质人应有的品质。她一直在朝这个方向努力前进,因为这是她今生坚定的信念。

    向着心中那份纯粹

    位于黑龙江省安达市境内的全球第一口钻穿白垩纪的全球最大陆相地层的大陆科学钻探井——松科2井获得了一批珍贵的“战利品”,那就是累计4400余米的岩心样品。

    松科2井岩心特别珍贵又很娇气

    在地质科学家看来,松科2井的岩心比黄金还值钱。因为,松科2井是目前亚洲最深的科学钻探井,而岩心,作为地下岩石的剖面截取物,来自深深的地下,可以最直接地为人们提供丰富的地质信息。它们就像是一本本厚实详尽的地球历史书,记录了松辽盆地白垩纪时期陆相沉积的历史。

    地质学家拿到这些岩心后,会对它们开展地质描述、图像扫描、高分辨率照相、数据分析等工作,从而获取各个地层的基本地质信息,建立松辽盆地深部地层剖面,寻求白垩纪气候变化地质证据,推断松辽盆地深部能源资源情况。

    刚从松科2井地下提取上来的岩心

    松科2井岩心切割示意图

    拼接后的松科2井岩心

    不过,这些“宝贝”也很娇气,它们很容易碎裂,不利于保管,如果碎裂会大大降低其研究价值,所以人们对它们的照顾要格外精心。

    中国地质调查局国土资源实物地质资料中心(以下简称“实物资料中心”)是松科2井岩心野外现场管理和库藏保管的惟一机构。为了使参与松科2井岩心研究的科学家更直观地、全面地获取岩心中蕴含的地质信息,同时减少岩心因受到温度、湿度、压力等自然因素的影响而造成风化和破碎的可能性,实物资料中心专门探索研究发明了针对松科2井岩心的长久保存方法。

    野外钻探现场 岩心 “体检”马虎不得

    要想把松科2井的岩心保存好,就要先为它们进行“体检”。

    松科2井岩心从井下提取出来后,首先由钻探现场技术人员将岩心按顺序进行整理、清洗和拼装,紧接着还要对它们进行描述、扫描。

    为了确保松科2井岩心的管理万无一失,实物资料中心派出技术人员进驻钻探现场接收岩心。钻探现场录井技术人员将岩心移交实物资料中心后,实物资料中心技术人员要在现场进行岩心的清点核实,尤其是要对已经在现场完成切割、浇铸的岩心进行质量、数量核实,以确保岩心处理质量以及数量的准确。

    按照要求,无论大小,松科2井岩心每间隔10厘米或20厘米要贴上惟一的“身份证编码”,包括钻孔名称、回次号、岩心段等,装有岩心的盒子两侧还标有盒号和编录信息,这些数据都会伴随着岩心一起存入位于实物资料中心的国家实物地质资料库。

    为了保证万无一失,岩心运回实物资料中心前,松科2井现场指挥部、录井队、实物资料中心三方的技术人员会再次对这些岩心进行核查,签字确认移交后方可起运。

    松科2井岩心长期保存有妙招

    岩心运回实物资料中心,面临的就是进一步的处理和保管。

    松科2井岩心呈圆柱型。工作人员会将它们沿垂直于横截面的直径方向,按照1∶2的比例进行切割处理,分成两部分。大的部分,可用于进行多次科研取样和实验检测工作;小的部分,则在进行抛光、浇铸等处理后,永久保存。

    为了解决松科2井岩心易碎的问题,实物资料中心专门研究探索出了一种使其长久保存的“妙招”,即:对易碎岩心进行抛光、浇铸。下面,我们就来了解一下这种特殊处理的过程:

    第一步,拼接。根据破碎前的相对位置,工作人员会将破碎的岩心块放在工作台上进行整理,使各岩心块之间的断口能够拼接整齐;之后,在每个岩心块的横截面圆周内侧涂覆一圈粘合剂,将岩心块按照顺序依次进行拼接和粘合,使其恢复圆柱状的体型。

    第二步,切割。取出这些圆柱形的易碎岩心,按照岩心直径1∶2比例进行纵向切割。

    第三步,抛光。将岩心体的切割面进行抛光,得到具有光滑切割面的待浇铸岩心体。

    第四步,把抛光后的岩心体放置在透明 U型槽内。将岩心体的切割面朝下水平放置,并在其外表面的弧底两侧,选择多个点放置粘结胶胶团;之后,取透明U型槽倒扣在岩心体上,并使岩心体外表面上的粘结胶胶团与透明 U型槽的槽壁充分接触,等待粘结胶充分凝固。

    第五步,浇铸。这是最关键的一步。将盛有岩心体的透明U型槽放好,让岩心体的切割面水平朝上,之后,把浇铸材料倒入透明U型槽中,岩心体与透明U型槽之间的间隙全部被浇铸材料填满。

    钻探现场技术人员扫描松科2井岩心

    技术人员清点核实松科2井岩心

    浇铸后的松科2井岩心

    最后的步骤就是等待。等浇铸材料充分凝固后,易碎岩心就完成了它的“重生”,能够长久保存了。

    (作者单位:国土资源实物地质资料中心。材料组织:中国地质调查局科普办公室)

    松科二井岩心是如何保存的?

    青藏高原内部分布的南北向裂谷是现今高原内部最为显著的活动构造,关于裂谷的形成时间、形成机制等问题一直存在巨大争议。通过研究裂谷晚第四纪活动速率不但可以对高原内部变形进行定量化分析,还可以反映高原内部变形的时间及形成机制,同时也可对裂谷周围区域的地震灾害评估提供基础数据支撑。为确定裂谷晚第四纪活动速率,自然资源部中国地质调查局地质研究所首位外籍“黄汲清青年人才”、自然资源部深地动力学重点实验室Marie-Luce Chevalier(马晓丽)研究员及其团队,以藏南发育规模最大的亚东-谷露裂谷为研究对象,对该裂谷进行了系统的晚第四纪活动速率研究,并对青藏高原内部现今的变形特征及裂谷周缘地震活动进行了探讨。

     

    图1 (A)青藏高原内部南北向裂谷分布及亚东-谷露裂谷位置示意图(Wang et al., 2020);

    (B)亚东-古露裂谷南段断裂特征及采样位置分布(黄色五角星;Wang et al., 2020);

    (C) 亚东-古露裂谷北段断裂特征及采样位置分布(蓝色五角星; Chevalier et al., 2020)

    青藏高原内部至少分布有七条主要的南北向裂谷,其中亚东-谷露裂谷发育规模最大、地震活动性最强,自有历史记录以来,亚东-谷露裂谷共发生了14次M6级以上的地震,其中2次为M7级以上地震(图1)。为定量化分析该裂谷的晚第四纪活动速率,本研究对亚东-谷露裂谷进行了详细的活动断裂大比例尺填图和大量的野外基础地质调查,在此基础上共选取了9个研究点,其中北段5个、南段4个(图1B和C),采集了89个宇宙成因核素(10Be和26Al)、2个U系以及1个光释光测年样品,结合三维激光扫描仪(LiDAR)的地形数据,精确限定了裂谷的晚第四纪垂直活动速率和东西向伸展速率。

    图2 亚东-谷露裂谷不同时间尺度及区域活动速率变化图(Chevalier et al., 2020)

    研究结果表明,亚东-谷露裂谷南段自亚东至当雄晚第四纪以来伸展速率为0.8-1.3 mm/y,北段因受崩错走滑断裂的影响,伸展速率自南向北由3.1±0.6 mm/yr陡增至6.0±1.8mm/y(图2),结合藏南其它裂谷的几何学和运动学特征,进一步确定了藏南晚第四纪以来的东西向伸展速率为9±2 mm/yr。现今GPS数据显示印度板块在喜马拉雅弧的汇聚量为15-20 mm/yr, 藏南东西向伸展速率则为8-9 mm/yr,与本研究结果基本一致。结合裂谷1411年M8级地震和1952年M7.4级地震的发震特征,以及区域内的强震复发周期,认为亚东-谷露北段短时间内发生M7级以上地震的可能性较小,但仍需对上述两次地震事件的地表破裂和发震机制进行研究,以进一步评估区域内的地震危险性。

    对位于班公湖-怒江缝合带以南的藏南地区和以北的羌塘地区进行地壳变形分析,认为藏南地区的构造特征主要以东西向伸展为主(图3),即主要受南北向裂谷所控制,这些裂谷的形成与印度板块向喜马拉雅弧正交方向的俯冲,或印度板块与欧亚板块的斜向碰撞有关;而羌塘地区的发震机制表明其主要受走滑断裂所控制,整体表现出羌塘地体向东构造挤出的特征(图3)。因此藏南和羌塘地区现今构造变形的形成机制是不同的,这也解释了班公湖-怒江缝合带南北两侧走滑断裂的总位移量相差较大的原因。

     

    图3 青藏高原地形坡度及变形特征示意图(Chevalier et al., 2020)

    亚东-谷露裂谷北段晚第四纪活动速率的确定,对于定量化分析高原变形,理解高原现今变形机制,及评估区域内地震危险性等具有重要意义。上述研究受到中国地质调查局项目(项目号DD20190057,DD20190059),科技部第二次青藏高原考察项目(项目号2019QZKK0901),科技部国家重点研发计划深地项目(项目号2016YFC0600310),国家自然科学基金项目(项目号41672211、41672210),中国地质科学院基本科研业务费项目(项目号JYYWF201810、JYYWF201821)),以及European Marie Sklodowska-Curie Outgoing International Fellowship FP6 项目(040070)等的联合资助。成果发分别表于知名地学期刊《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》和《Tectonophysics》:

    Marie-Luce Chevalier, Paul Tapponnier, J. van der Woerd, Phillipe Herve Leloup, Shiguang Wang, Jiawei Pan, Mingkun Bai, E. Kali, X. Liu and Haibing Li. 2020. Late Quaternary Extension Rates Across the Northern Half of the Yadong-Gulu Rift – Implication for East-West Extension in Southern Tibet. JGR, 2169-9313.

    链接https://doi.org/10.1029/2019JB019106

    Shiguang Wang, Marie-Luce Chevalier, Jiawei Pan, Mingkun Bai, Kaiyu Li, Haibing Li, Genhou Wang. 2020. Quantification of the late Quaternary activity of the Yadong rift, southern Tibet. Tectonophysics, 790 (2020) 228545.

    链接https://doi.org/10.1016/j.tecto.2020.228545

     
     
    青藏高原亚东-谷露裂谷研究获新进展

    今年6月迎来了全国第19个“安全生产月”,活动主题是:“消除事故隐患,筑牢安全防线”。消除事故隐患,筑牢安全防线,要坚持预防为主,防范化解风险隐患。当前,正值自然资源部中国地质调查局广州海洋地质调查局海上生产作业大忙季。今年因受新冠疫情的影响,广州海洋局海上调查人员长期出海未能及时休整,在抓生产工作的同时安全生产这根主弦更需时刻绷紧着。

    时值六月,海洋地质十六号船正在南海海域开展准三维地震调查作业,作业期间海洋地质十六号调查部利用转线时机进行例行的气枪震源维护保养工作,当时正在拆卸气枪高压气管的后甲板技术工人许楚南突然间发现,已关闭供气的气枪高压供气管路仍然不断有微弱气流输出,当场报告正在组织震源维护工作的后甲板组长梁小虎。后甲板组组长梁小虎知悉情况后,立即停止检修,马上报告副技术负责黄建宇,随后组织人员立即展开对相关供气管路的仔细排查工作,终于发现位于主甲板层气枪修理室外面的高压汇流阀之供气阀阀门因使用频繁老化导致阀门密闭不严实产生气源泄漏。海洋地质十六号船气枪震源的高压管路在正常作业时工作气压保持在2000PSI(相当于136个大气压),一旦高压气体泄露,可能对人体产生较大伤害,影响海上正常生产。尽管当时因供气阀阀门密闭不严实导致的漏气气压非常微弱,处于安全线之内,但是已然构成安全隐患。技术负责柴祎和副技术负责黄建宇对此事非常重视,在咨询轮机长及空压机长后,决定将更换供气阀阀门列入下航次的航修工程,同时要求后甲板技术工人在气枪维护保养过程中,继续加强排查,做好相关预防措施。6月初,调查部利用短暂的航修和补给时机,委派修船人员及时更换供气阀阀门,该隐患彻底消除。

    海洋地质十六号船(原奋斗四号船)是一艘已有42年高龄的船舶,船载设备设施的安全管理十分重要,时刻不可松懈。2019年局安保处便下发了《关于进一步加强高龄船舶安全管理的规定》,强调加强对高龄船舶的设备设施管理,对设备设施的维护保养等提出了七项要求。只有增强防范意识,筑牢安全防线,才能防患于未然!

      

    后甲板组进行气枪震源例行维护保养

    消除事故隐患,筑牢安全防线

    2020年5月21日下午中国人民政治协商会议第十三届全国委员会第三次会议、22日上午第十三届全国人民代表大会第三次会议在人民大会堂举行开幕会。自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质调查中心(以下简称“水环中心”)党委积极落实局党组部署要求,认真组织,于5月20日下发通知,要求中心18个党支部结合工作实际,通过多种方式认真组织党员干部职工收听收看全国全国“两会”开幕式和系列新闻报道,学习领会全国“两会”精神,及时了解党员干部职工对全国“两会”的评价与感受。

    各党支部接到通知后,立即积极进行部署,通过集中观看、个人网络平台收听、收看等多种方式对全国“两会”开幕式和系列报道进行了全方位的了解。

    “两会”的胜利召开在中心各支部产生了巨大反响。部分支部认为,今年的两会因受疫情影响,会期有所缩短,但两会的顺利召开却是振奋人心,为当前疫情管控和复工复产增强了极大的信心,充分体会到国家坚决打赢保护人民战争的坚定信心,体会到社会主义集中力量的制度优势和国家统一、民族团结的重要性。部分支部认为这次会议的一个重要议程,就是审议《中华人民共和国民法典(草案)》。编纂民法典是完善以宪法为核心的中国特色社会主义法律体系的必然要求,对于坚持和完善中国特色社会主义制度,推进全面依法治国、推进国家治理体系和治理能力现代化、推动社会文明进步,具有重大而深远的意义。还有的支部表示,今后将以高度的使命感、责任感,继续充分发挥水工环地质调查技术优势,为京津冀协同发展、黄河流域生态保护和高质量发展、白洋淀湿地生态保护和修复等提供有力支撑,为打赢脱贫攻坚战做出新的贡献。

    通过收看、收听全国“两会”开幕式和系列新闻报道,广大党员干部既对祖国现在的蓬勃发展赞不绝口,又对祖国未来的美景充满希望。大家纷纷表示,将深刻领会和学习“两会”精神,理论联系实际,坚持以党的政治建设为统领,努力促进党建工作与业务工作相结合,积极发挥党支部在各项工作中的战斗堡垒,发挥党员在职工群众中的先锋模范带头作用,为地质调查工作健康有序发展建功立业。

    集体观看两会情况

    个人观看两会情况

    水环中心认真组织收听收看全国“两会”开幕式和系列...

    2020年4月13-16日,为统筹推进海南生态文明试验区综合地质调查工程的工作部署,尽快组织实施“三亚重点地区自然资源综合地质调查”二级项目2020年工作任务,自然资源部中国地质调查局武汉地质调查中心承担的项目组4名成员分别从武汉及因新冠肺炎疫情滞留的湖北省以外地区奔赴三亚,开展野外地质调查工作。

    尽管因受疫情影响,项目组2-3月无法前往海南开展工作,但项目组及时调整了工作方案和计划,在居家隔离期间多次采用视频会议等方式开展内部交流和工作研讨,保证了项目工作有序推进。随着疫情防控形势逐渐好转,武汉于4月8日打开了离汉通道,项目组立即着手出队前的各项准备工作,迅速组织开展安全保密培训,强调要做到防“疫”意识不松懈,安全生产与保密工作不马虎,出行途中及野外工作过程中务必严格遵守当地疫情防控工作要求。项目组成员到达三亚野外工作驻地后,第一时间开展野外踏勘工作,对三亚崖州湾南山港码头、北部山区等重点工作区的交通条件、地质环境背景、物探和钻探施工条件等进行野外实地调查研为后续工作的顺利开展奠定了基础。

    目前,随着项目组其他成员陆续抵达海南,三亚重点地区自然资源综合地质调查项目将在做好疫情防控的前提下,全面有序推进2020年野外工作,团结一心、担当作为,坚持疫情防控与业务推进“两手抓、两不误”,以饱满的热情投入工作,努力把疫情对工作的影响降到最低。

    项目组成员在三亚北部山区开展野外工作

    武汉地调中心三亚项目组有序推进野外地质调查工作
    兴国县春江村滑坡分布及专业监测部署图。

    在兴国县崇义村地灾监测预警示范点安装的监测仪器。
     

    江西省赣州市兴国县和宁都县位于赣江上游,县域内地形起伏明显,地貌以丘陵山地为主,“七山一水一分田,一分道路和庄园”是其自然风景的真实写照。因受复杂地质条件和丰沛降雨的自然因素影响,以及居民点切坡建房等人类工程活动影响,兴国县、宁都县地质灾害防治形势严峻。

    地质灾害详查结果显示,兴国县地质灾害及隐患点共计2707处,宁都县地质灾害及隐患点共计1642处,受威胁群众达3000余人。对已有的地质灾害隐患点的管控,两县均以宏观的巡查和排查工作为主,缺乏专业、科学的地质灾害监测预警。

    2018年,为贯彻落实自然资源部部长陆昊在中国地质环境监测院调研时的讲话要求,自然资源部中国地质调查局加大中央财政预算在地质灾害监测预警技术研发方面的投入力度,部署了地质灾害监测技术集成与应用项目,由中国地质调查局水文地质环境地质调查中心承担。2019年,水环中心地质灾害监测技术集成与应用项目组根据兴国、宁都两县地质灾害隐患点险情及地质灾害防治管理急需程度,选取7处险情较重的滑坡点开展了监测与预警示范工作。

    项目组自5月18日进场建设,先后投入一体化GNSS监测站、地表裂缝位移监测站、土壤含水率监测站、雨量监测站、野外视频监测站共计8套专业设备,实现兴国县东村乡春江村师木组滑坡、宁都县赖村镇老嵊场村马路组滑坡全自动实时监测,在兴国县东村乡澄江村、赖村镇岩北村等4处滑坡点投入13套滑坡预警伸缩仪群测群防设备,可实现电话、手机短信、微信三种方式发布预警信息。

    以兴国县春江村滑坡专业监测示范点为例。2015年5月19日,受强降雨影响,春江村师木组发生滑坡险情,虽然未造成人员伤亡,但对三栋民房、17名村民造成威胁。项目组通过调查发现,春江村师木组滑坡以居民屋后切坡为边界,滑坡后缘至斜坡顶部形成凹地,滑坡隐患体长约87米、宽约43米,前后缘高差约20米。根据滑坡的物质组成和破坏方向,项目组将滑坡分为岩质切坡变形区、主变形区和滑坡区。其中,岩质切坡变形区边坡暂无大裂缝、大位移,但在一级台阶坡面的中部区域出现了受应力挤压而形成剪切破裂面,处于缓慢蠕变阶段。主变形区在斜坡的中上部,残坡积土以蠕动变形为主,向切坡方向滑动,形成凹地,并沿南北方向发育长约15米、高约1.5米的裂缝陡坎,处于匀速变形阶段。滑坡区位于南侧切坡,长约15米、宽10米,前后缘高差15米,滑坡方量约200立方米。

    根据滑坡地质环境、变形特征与成因等因素,项目组在斜坡顶部布设了雨量监测站及GNSS地表位移基准站设备,在岩质变形区和主变形区沿切坡阶梯平台布设了4套GNSS地表位移监测设备,针对主变形区的裂缝陡坎布设了裂缝位移计,在切坡底部安装了视频监测设备。这些设备采用太阳能供电,通过4G网通网络传输数据,实现了监测数据的定时采集回传或实时采集回传。预警信息通过手机微信平台、短信、电话等方式可直接发送至地质灾害群测群防员和受威胁群众。由于滑坡区为残坡积土滑动,距离居民房屋较远,因此未设置监测仪器。

    值得一提的是,项目组在兴国县东村乡澄江村井下组安装的滑坡预警伸缩仪,在安装完成后的第二天即实现成功预警。

    6月9日,兴国县境内普降暴雨,东村乡澄江村井下组滑坡隐患点出现险情。7时47分01秒,前一天刚刚安装的澄江村井下组滑坡2#滑坡预警伸缩仪在微信平台上发布预警信息。8时,滑坡发生第一次滑动,滑坡体冲毁居民房屋窗户,滑入一楼客厅。10时25分03秒,1#滑坡预警伸缩仪发布预警信息。其后至中午时分,滑坡先后发生两次滑动,滑坡体堆积至房屋后墙,淤积2米多高。尽管险情重重,但由于预警信息发布后居民防范及时,未造成人员伤亡。

    此次滑坡预警信息在滑坡灾害发生前10余分钟发出,做到了准确预警,有效避免了人员伤亡。6月10日,项目组人员赶赴滑坡现场,对两处滑坡伸缩仪进行了重新调试与预警阈值设定,并对有关人员就滑坡伸缩仪的预警原理和使用方法进行了现场培训。

    截至目前,2处专业监测点与4处群测群防监测示范点平稳运行,严密监视着地质灾害隐患点的一举一动。

    预警信息提前10分钟发出

    大地电磁测深测量技术是地球深部探测最重要的手段之一,在地球深部地质结构、深部热源探测中有不可替代的作用。多年来,因受人文电磁信号干扰,大地电磁测深技术的应用效果受到不同程度的影响。查明干扰源特征、干扰方式,提高抗干扰测量能力是迫在眉睫的科技问题。 

    2019年4-5月,在自然资源部中国地质调查局“京津冀地热资源调查评价与综合开发示范工程”“冀中坳陷深部碳酸盐岩热储调查评价(中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所)”预算分列项目支持下,自然资源部中国地质调查局地球物理地球化学勘查研究所开展了冀中坳陷区抗干扰大地电磁测深测量方法技术试验研究工作,获得了满意的探测效果,成果表明,在冀中坳陷区开展大地电磁测深测量是可行的。

    本次试验工作调查了北京周边城市流散电流、高速铁路、干线公路、高压输电线路、通讯基站等人文电磁干扰源的信号特征及其对大地电磁信号的干扰方式、干扰强度。

    通过系统分析信号特征,并与已知钻探、地质资料对比,标明6种人文信号对大地电磁信号均有不同程度的干扰,不同距离、不同方向的远参考可以大幅提高不同探测深度段的大地电磁信号的信噪比,分时采集、远参考压制可以提升该技术对冀中坳陷区深部地质的探测能力。

    在本次研究成果支撑下,确定了冀中坳陷深部碳酸盐岩热储调查评价工作区大地电磁测深测量远参考站设置地点和调查技术参数,项目正式转入全面区域调查阶段。

    物化探所在抗干扰大地电磁测深测量方法技术研究方面...

    摘要:西藏是我国具有油气资源潜力的勘探新区。选择伦坡拉盆地作为攻克羌塘的桥头堡,通过地震勘探新发现3个岩性圈闭,部署的旺1井钻遇丰富油气显示,且钻遇连续沉积100m厚的优质烃源岩,推动了西藏油气勘查进程。

    1.项目概况

    西藏是我国油气勘探的新区,羌塘盆地和伦坡拉盆地因受技术、交通和复 杂的外部条件等限制,油气勘查工作一直徘徊不前。国土资源部对西藏油气勘 查工作高度重视,一是鼓励并支持公益性油气调查工作与油气企业勘探工作加强合作;二是积极调整西藏地区油气矿业权配置,2013年批准了企业伦坡拉区 块3640.55km2的矿权区块;三是加大了西藏油气勘查投入,设立了西藏油气资源战略选区项目。中国地质调查局与油气企业发挥各自优势,在伦坡拉盆地实现了油气资源调查的重要发现。

    2.成果简介

    2013年,通过油气资源战略选区项目,在西藏伦坡拉盆地部署开展了450km 二维地震调查,完成了盆地已有地球物理、钻井和石油地质资料重新处理和解释,识别出伦坡拉盆地长山岩性区带和 达玉山构造一岩性区带2个含油气区带, 新发现3个岩性圈闭(图1)。2014年优 选目标部署了2口预探井(旺1井和旺2 井)。已实施的旺1井位于班戈县马前乡, 完钻井深2410m,主要目的层为始新世 牛堡组三段、牛堡组二段上亚段。

    旺1井全井综合解释307.1m/63层, 其中解释油层5.7m/2层,差油层15.5m/4层, 裂缝型油气层43.8m/6层,含油水层6.4m/3 层,泥岩裂缝型油气层129.2m/16层,泥岩 裂缝型含气层24.3m/3层,干层71.1m/25层, 水层8.1m/3层,可疑层3.0m/l层。

    (1) 在牛堡组三段下亚段钻遇厚层 砂砾岩油层。

    旺1井在1803~1806.4m层段钻遇厚 层油斑粗砂岩后,于1806.40~1815.10m 取心8.70m,其中含油岩心长4.03m, 岩性为灰色油浸、油迹不等粒砂砾岩互 层,岩心出筒见大量原油和较多细小的 气泡;浸水试验有较多的油斑和油花。 其中灰褐色油浸砂烁岩1.29m,岩石较疏 松,粒间孔隙发育,原油沿粒间孔隙和 裂缝分布(图2),含油面积50%,含油 较饱满,油味浓,油脂感强。测井解释 1802.3〜1807.8m 为油层、1807.8〜1812m为差油层。

    (2)在牛堡组三段中亚段 发现厚层白云岩含油储层。

    旺1井在牛堡组三段中亚段钻遇白云岩81.68m、牛堡组 三段上亚段钻遇白云岩163m。

    牛堡组三段中一上亚段录井 综合解释77.11m/13层,岩心岩屑含油显本66.37m/l 8层,

    油斑16.5m/6层,油迹6m/l 层,荧光27.87m/9层,沥青 16m/2层;解释储层76.7m/16层,其中 油层3.3m/l层,差油层7m/l层,含油 水层5.8m/2层;1596〜1599m处后效可 见 10% 槽面显示,1599.58〜1608.78m、 1688.20〜1702.90m取心段见油斑、油迹、 荧光白云岩。33个样品测定孔隙度最大值13.98%,最小值0.73%,平均值4.0%综合分析白云岩储层物性中等。预测白 云岩面积达172 km2,有望形成规模的白云岩油藏。

    (3)发现单层超100m厚的优质烃源岩。

    旺1井牛堡组三段下亚段钻遇烃源岩厚度192m,其中连续灰色一深灰色页岩厚度100m,19个样品有机碳分析,最大值3.52%,最小值0.54%,平均值1.23%, 其中大于1%的样品数达到42%以上, 盆地较好的勘探潜力得到进一步证实。

    3.成果意义

    伦坡拉盆地旺1井和旺2井在2015年拟优选油气层段开展试油,选择重点层进行酸化压裂改造,有望获得突破。 伦坡拉盆地油气调查成果,对促进西藏地区重点盆地油气调查评价和油气发现具有指导意乂。( 中国地质调查局油气调查中心 曹洁 夏响华 伍新和供稿

     

    伦坡拉盆地探获油气显示