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    9月25日至27日,由中国科学院地理科学与资源研究所、中国地理学会、联合国环境署国际生态系统管理伙伴计划(UNEP-IEMP)牵头,中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心(以下简称“烟台中心”)联合主办的“国际三角洲论坛”在东营召开。本届论坛以“生态·农业·科技”为主题,国内外200余位专家、学者应邀而至,围绕“三角洲湿地地质环境演变”等方向开展了精彩的学术成果交流。

    开幕式主会场

    会议旨在落实习近平总书记“持续完善黄河流域生态大保护大协同格局,筑牢国家生态安全屏障”的重要指示精神,深入贯彻黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略。

    开幕当天,山东省人力资源和社会保障厅、东营市委、中国科学院地理科学与资源研究所、中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心、国家发改委中国长江经济带发展研究院院长等领导参会并致辞祝贺。

    中国科学院院士邵明安,联合国环境署国际生态系统管理伙伴计划主任、发展中国家科学院院士张林秀,中国科学院院士、挪威科学院外籍院士夏军,中国工程院院士、第三世界科学院院士傅廷栋,俄罗斯国家科学院外籍院士程奇,阿根廷国家科学院院士Esteban Gabriel Jobbagy Gampel,加拿大皇家科学院院士Jeffrey John MacDonald等国内外学者作专题汇报。

    科研平台揭牌仪式

    会上,“自然资源部黄河入海口陆海交互作用野外科学观测研究站”正式揭牌。该站由烟台中心牵头建设,中国地质调查局青岛海洋地质研究所、自然资源部烟台海洋中心、中科山东东营地理研究院、中国地质大学(武汉)及江苏省海洋地质调查院等单位联合共建。该站围绕地球关键带自然资源要素信息监测,重点聚焦海岸带侵蚀淤积及沉积物沉积过程、地表径流-地下水-海水耦合作用及水循环过程、土壤盐渍化及生态系统演变过程三大方向,为服务自然资源管理和黄河三角洲高质量发展提供科技支撑。

    烟台中心相关负责同志主持“三角洲湿地地质环境演变”分论坛,印萍、叶思源、姚郑权等领域内知名专家参加研讨交流。作为“地球上最年轻的一片土地”,世界大河中海陆变迁最活跃、面积增长速度最快的三角洲湿地,黄河三角洲是研究河口新生湿地生态系统形成、地质环境演变的重要基地,对“加快打造原始创新策源地”具有战略意义。

    烟台中心作为本次活动的联合主办方之一,也将在此基础上持续发力,立足区域陆海交互特色,持续促进黄河三角洲地区“产学研用”一体化发展,同时欢迎社会各界广泛参与。

     

     
     
     
    烟台中心联合主办的第五届国际三角洲论坛顺利召开

    为充分发挥学科馆员数据挖掘和数据分析的优势,发挥科技文献在重大研究中的战略支撑作用,近日,中国地质调查局地学文献中心(以下简称“地学文献中心”)组织编撰了《地学新书资源推介——国际天然气水合物专题》报告(以下简称“报告”)。报告运用文献计量学方法,系统分析国际天然气水合物的整体研究态势。

    本期推介报告收集2014-2023年国际天然气水合物的SCI论文9490篇,运用文献计量学模型方法分析国际天然气水合物近年来的研究进展,具体包括论文增长趋势,论文数量国际对比、论文领域和期刊分布、高产机构等。

    分析结果表明,国际天然气水合物研究论文增长速度很快,呈现出快速发展的态势。中国、美国和日本是论文总数排序前三的国家。从单年论文数来看,中国已经成为年发表论文数最多的国家。发表论文数最多的机构是中国科学院。分析论文的学科领域分布情况表明,论文数最多的学科领域是工程化学,不同国家的学科分布特色较为明显。报告进一步分析了国际天然气水合物论文的期刊分布情况,高产机构情况、被引频次情况和研究主题分布情况内容,以期为系统掌握国际天然气水合物研究态势、科学前沿监测提供有效支撑。

    下一步,地学文献中心将继续跟踪地质调查重点工作,有效整合集成高质量地学文献资源,加强态势分析和文献推送服务,力争形成长效的文献产品,加速支撑新一轮找矿突破战略行动。

    报告封面

     

    地学文献中心完成编撰《地学新书资源推介——国际天...

    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)

    解决地球系统问题需要新站位

     

    橘子洲大桥是长沙市首座横跨湘江的大桥,原名长沙湘江大桥。

    “独立寒秋,湘江北去……”当年,毛泽东立在橘子洲头,写下了著名诗篇《沁园春·长沙》。

    湘江是湖南省的重要河流,由于湖南是著名的有色金属和非金属之乡,湘江也经历了从污染到治理的蜕变之路。“十多年来,与其他环保志愿者到湘江各排污口明查暗访不下400次,并多次对湘江排污口污水,湘江断面水、自来水厂管网进行抽样检测,抽取水样数千瓶,掌握了大量的一手资料与珍贵数据。”湘潭环保协会创始人之一的王国祥对湘江的污染深有体会。记者在采访中了解,王国祥通过查阅资料、虚心向专家、学者请教,掌握了污染及其防治知识,并结合实地考察情况,较为全面了解了湘江污染情况,其中最主要的方式是暗访、暗查沿江所有排污口。

    这是一条充满艰辛的道路,每一步可谓举步维艰。为了弄清企业偷排的规律,60多岁的王国祥在寒风凛冽的冬日,穿着军大衣在租来的小木船里熬过通宵;在株洲霞湾港,几次差点掉进几丈深的水流湍急的排污港,甚至有一次一只脚已经踩进水中,幸亏紧紧揪住了岸边的草藤才化险为夷;为了找到隐蔽的排污口,他陷入过“沼泽地”;每次检查完排污口之后,污水的臭气总是熏得他头昏脑胀,恶心难忍。

    与此同时,近年来,国家及湖南省政府也加大了湘江的治理力度,多措并举,综合施策,取得了明显成效,并已谋划出第二阶段的工作思路。

    治理政策支持力度加大

    2011年,经国务院同意,国家发改委、环保部批复《湘江流域重金属法治治理方案》(下称《方案》),这是迄今为止全国第一个由国务院批复的重金属污染治理试点方案。

    《方案》涉及湘江流域长沙、株洲、湘潭、衡阳、郴州、娄底、岳阳、永州八个市,明确了株洲清水塘、湘潭竹埠港、衡阳水口山、郴州三十六湾、娄底锡矿山、长沙七宝山、岳阳原桃林铅锌矿七大重点区域,提出了民生应急保障、工业污染源控制、历史遗留污染治理三大重点任务。

    《方案》提出了2011年至2015年治理工作目标:重金属行业清洁生产水平显著提高,80%的企业达到国内先进水平,在2008年基础上,涉重金属企业数量减少50%。重金属排放量削减50%;湘江水质稳定不达标,环境质量得到改善。5年来,中央、省级财政累计投入64亿元资金,用于郴州三十六湾、衡阳水口山等8个重点区域和一批重点项目污染整治,湘江流域关闭、淘汰退出企业1147家,完成570个重点治理项目。

    2013年9月,湖南省政府将湘江保护和治理列为“一号重点工程”,决定从2013年到2021年通过连续实施三个“三年行动计划”,以“堵源头”、“堵源头与调结构并举”、“巩固提升”为三个阶段目标,通过三个阶段目标的实现来确保湘江水质,实现江水清、两岸绿、城乡美的美好愿景。

    第一个“三年行动计划”即2013年至2015年,湖南省先后投入资金350多亿元,实施整治项目2114个。

    “湖南省政府成立了以省长为主任、分管副省长为副主任,相关省直部门和流域8市政府负责人为成员的湘江保护和治理委员会。省长多次亲自主持召开委员会全体会议,研究部署相关工作,赴流域内各地特别是重点区域检查指导。省政府与沿江各市签订目标责任状,将‘一号重点工程’纳入政府绩效考核重要内容。”在今年的中华环保世纪行·湖南行到达长沙站时,湖南省政府有关负责人表示,在省委省政府强有力的组织领导下,湘江各市、县市区党委政府高度重视、齐心协力,把湘江保护和治理摆上议事日程,真正作为“一号工程”来抓。

    多措并举 综合施策

    虽然污染的是湘江的水,但污染源在岸上,治理要瞄准岸上的污染源。湖南省政府通过创新污染治理机制,探索生态补偿机制,引入市场机制推进污染治理,完善环境监管机制,建立公众参与机制,多措并举,综合施策,治理湘江。

    在创新污染治理机制方面,湖南省根据不同的污染成因和治理重点,探索建立重点区域污染治理多方协同机制。由当地政府负责,国土、环保、水利等省直属部门牵头,分别指导株洲清水塘、衡阳水口山、湘潭竹埠港、郴州三十六湾、娄底锡矿山5大重点区域整治,取得了明显成效。

    在探索生态补偿机制方面,湖南省财政厅和湖南省环保厅联合制定出台了《湘江流域县域生态环境质量考核实施方案》,推动湘江流域的19个县市区纳入国家和省级重点生态功能区统筹,落实差别化考核政策,取消了对79个限制开发区域人均GDP的考核。在湘江上游东江湖流域资兴、汝城、桂阳、宜章4县启动了划定生态红线试点。

    在引入市场机制推进污染治理方面,湖南省推进了阶梯水价、排污权有偿使用和交易、绿色信贷、环境责任保险、政府绿色采购、企业环境信用评价等方面的改革。创新融资模式,在全国率先发行重金属污染治理专项债券,加大社会资金筹措力度,通过设立投融资平台、采取PPP模式与环保上市公司合作融资,以及通过BOT、BT、合同能源管理模式多渠道筹集污染治理资金。

    完善环境监管机制,以实施新环保为契机,按照“分级负责、属地为主”的原则,实行网格化环境监管,对流域内所有排污单位纳入排查整治范围,开展“有计划、全覆盖、规范化”的执法检查。省级和流域内大部分市县建立了由环保部门和公安、法院、检察机关组成的打击环境污染违法犯罪联席会议制度,出台了《关于办理环境污染刑事案件的意见》,有效强化了对环境违法行为的查处。

    建立公众参与机制,发挥新闻媒体作用,在曝光环境违法行为的同时,强化环保新闻舆论正面引导,加大环保宣传教育力度,营造人人参与环保的格局。2006年,王国祥联合40多名代表提交了《关于治理湘江湘潭段隔污染保障人民饮水安全的议案》,引起了湖南省各级政府及有关部门的重视。2006年5月29日,湘潭市十二届人大常委会第二十六次会议专门审议通过了《关于保障全市人民饮水安全的决定》。10年来,王国祥多次向市人大提交建议议案,十几次向来潭视察的全国及省人大代表反映情况。在王国祥的带领下,200名湘江“绿色卫士”和环保组织发挥了积极作用,强化对湘江沿岸的排污企业和污染排放行为的监督检举,使企业的生产和排污行为在公众监督下阳光进行。

    第一阶段治理工作成效明显

    “通过第一个三年行动计划的实施,基本堵住了湘江污染的源头,初步构建了污染防治的长效机制,有力保障了水资源、水生态、水安全。”

    对此,湖南省政府有关负责人进一步指出,改变主要表现在以下三个方面:

    一是产业转型升级明显加快。通过关闭淘汰涉重金属企业,涉重金属“散、小、乱、差”的局面得到有效改善,湘江干流500米范围内2273户规模畜禽养殖场全部退出。同时通过堵截疏结合,积极引导、支持优势企业入工业园转型升级,不仅使原有的重化工得到了改造提升,还腾出空间发展引进了大批科技含量高、环境影响小的产业和高端装备制造、电子信息、生物制药、商贸流通等等,尤其是通过污染治理也带动了节能环保产业加速发展,近年来全省环保产业连续保持25%左右的增长速度。

    二是污染减排效益有效释放。通过治理,2015年湘江流域8市COD排放总量比2012年减少3.63万吨,氨氮减少0.75万吨。流域内废水废气中共削减重金属排放322吨,削减了37%,为湖南省全面完成国家下达的“十二五”总量减排目标发挥了关键性作用。

    三是水环境质量明显改善。近三年,湘江干流18个省控断面水质连续达到或优于III类标准,其中重金属镉、铅、六价铬、汞和砷的平均浓度逐年下降,2015年各因子较2012年分别下降54.6%、52.8%、36.8%、15.1%、4.4%。支流24个省控断面达到或优于III类标准的比例逐年上升,2013年为79.2%、2014年为87.5%52.8%、2015年为91.7%。流域内环境风险和环境污染信访投诉也逐年大幅下降。

    “经过近3年的努力,既加快了株洲清水塘、湘潭竹埠港、衡阳水口山、郴州三十六湾、娄底冷水江等老工业区的转型步伐,又促进了湘江流域生态环境的改善。”该负责人表示,让广大百姓切身感受到水更清、山更绿的变化,真正享受到绿色发展、共享发展的成果。

    最终实现湘江水质全面好转

    尽管湘江保护与治理第一阶段的工作已经取得明显成效,但任务依然十分艰巨。例如,工业园区、建制镇污水处理设施建设滞后;老工业区整治还有不少历史遗留问题没有得到有效解决;保护与治理的体制机制有待加快完善,资金瓶颈日益凸显。

    据悉,2015年12月26日,湖南省省长亲自主持会议,部署了第二个三年行动计划。2016年4月,湖南省政府正式印发《湖南省湘江保护和治理第二个“三年行动计划”(2016~2018年)实施方案》,整体思路是:以改善水环境质量为核心,进一步强化源头控制,水陆统筹,污染治理和生态保护两手并重,“治”、“调”并举。实施中坚持政府市场协同,注重改革创新;坚持全面依法推进,强化制度建设;坚持落实各方责任,严格考核问责;坚持全民参与,做到人人有责,形成“政府统领、企业施治、市场驱动、公众参与”的良好工作格局,为全面完成三个“三年行动计划”奠定坚实基础。

    “整体目标是实现‘四个全面,一个好转’。”湖南省政府有关负责人进一步解释,一是全面深化工业企业污染整治,依法关停取缔种类不符合国家产业政策和装备水平低、环保设施差的严重污染企业,基本完成产业园区外重化工企业搬迁入园和园区循环化改造;二是全面治理干流和主要支流两岸城镇生活污水和垃圾,处置率达到90%以上,全面取缔入江非法排污口,基本完成重点不达标支流的治理,地级城市建成区黑臭水体控制在10%以内;三是全面实施流域内各县市区农村环境综合整治,达到全覆盖,实现国家提出的农村环境综合整治主要目标要求;四是全面完成重点区域企业搬迁、关停和遗留固废治理,构建环境风险防控体系,形成一批可复制,可推广的成熟模式和典型经验,最终实现湘江水质全面好转。

    岸上攻坚,还人民一江清水

     

    “矿产品市场——大宗矿产”分论坛现场

    在享受了10年的贸易盛宴之后,矿产品供应商如今已经是蔫头耷脑了。

    受世界经济缓慢增长的影响,全球矿业发展势头放缓,矿产品价格、贸易等指标出现了震荡收缩,矿产品贸易高利润时代宣告终结,但矿业持续增长的总态势难以改变。

    中国已经成为世界上最大矿产品生产国、消费国和贸易国。研究表明,近10年来出口和投资的快速扩张,刺激了矿业类大宗商品的巨大需求,其他矿产品需求占全球市场的份额也快速上升。

    由于中国的经济增长模式仍然依赖投资,中国对矿产品的需求仍将十分强劲。记者从2016中国国际矿业大会上获取的信息显示,过去5年,中国矿产对外贸易持续发展,矿产品进出口贸易总额近5万亿美元,增长81%。

    从矿产品使用强度的历史经验与国际比较看,发达国家曾处在矿产品消费高峰平台期很长时间。新形势下,我国经济发展进入新常态,对主要矿产品仍有强大而稳定的需求。有专家表示,中国主要矿产品消费整体上仍将至少有15年的高峰平台期。

    上述观点在某种程度上的确可暖一暖心窝。不过,中国需求减弱影响矿产品价格暴跌也是不争的事实,尽管最低点已经过去,部分产品正从供大于求向供需平衡转变,但由于实体经济没有好的回暖迹象,未来3年内矿产品价格难有大幅攀升的可能。

    矿产品需求增速放缓

    矿产品消费与一国的经济发展阶段密切相关。

    “全球矿产品消费2011年达到顶点,2012年开始往下掉,到2016年初进入低谷,中国需求对全球矿产品的变化影响非常大。”中国地质科学院矿产资源研究所“一带一路”中心副主任陈其慎在2016中国国际矿业大会上表示。

    2013年全球经济增速下降,矿产品价格波动以及矿业的快速增长造成成本上升,全球矿业进入发展“寒冬期”。

    全球矿业经过10年黄金周期的快速增长,把整个矿产品价格和需求推到了顶峰。在这个过程中,中国需求对全球矿产品消费发挥了拉动功能。陈其慎称,中国推动城镇化建设,带动对原材料的大量需求,也带动了国际矿业走向高峰。

    中国经济现在面临5年~10年转型期或去产能期,很难再现过去10年对矿产品的强劲需求。在此情况下,中国经济对未来矿产品市场拉动不会像上一个周期那么强劲,矿产品市场发展和繁荣将依赖于中国以外的其他国家。

    不过,现阶段还没有办法找到哪个国家取代中国对矿产品市场的拉动。在这种情况下,全球矿业的复苏将是一个漫长的过程,尽管全球矿业最低点已经过去,但是“寒冬”可能要维持比较长时间。

    今年以来,我国煤炭、铁矿石、油气、有色、非金属等矿产资源行业在政策去产能、市场去产能、企业联合冻结产能等因素推动下,大力推进供给侧改革,已显示出积极成效。

    煤炭市场供需失衡局面有所改善,市场环境发生了积极变化,全国煤炭产量降幅超过消费降幅,且价格回升,但是行业资金紧张、经营困难等问题依然突出。

    铁矿石价格脱离了2013年以来单边下跌行情,出现了触底反弹、合理回归、理性上涨局面。但是,全球供大于求的格局没有明显变化,国内矿山生存发展面临更大的困难。

    有色金属工业总体保持稳定运行势头,但是矿山产量持续回落,矿山固定资产投资持续下滑,且不同金属品种之间分化运行特征突出。

    非金属矿产在去产能、调结构的推进下,主要矿产品产量、销量、价格等指标基本保持稳定或有所回升态势,行业运行质量趋于改善,但是部分矿种,例如萤石、石墨等,产能过剩迹象依然比较突出。

    全球油气供需格局多极化日益明显,供需差距减小,并且在结构上出现了“弃油求气”的征兆。

    从总体上看,中国矿产资源市场供需基本面有了一定程度的调整。陈其慎表示,中国工业化进程已基本结束,进入后工业时代,矿产品需求收窄是必然的事。

    中国经济发展速度跟世界上所有发达国家发展历程都一样,都会放缓,虽然经济还会不断增长,但是增长速度会放慢,全球经济周期性变化是不可逆转的大趋势,矿产资源消费也不例外。

    以钢、铜、铅、锌消费为例,1950年以来,全球消费趋势明显可划分为三个周期:第一个周期(1950年~1974年),消费量快速增长,年均增长率分别为钢5.8%、铜4.8%、铅4.9%和锌4.5%;第二个周期(1974年~1994年),消费滞胀期,年均增长率仅分别为钢0.19%、铜1.8%、铅0.2%和锌0.9%;第三个周期(1994年~2014年),消费增长又一次加速,年均增长率分别为钢3.9%、铜3.4%、铅3.5%和锌3.4%。

    从1995年到2012年,铁矿石、铝、煤炭、石油等资源性产品,都是中国因素在拉动。此间,中国在承接全球化产业转移中实现了经济高速增长,中国人口占世界的1/5,强大的发展动能决定了其对矿产品的旺盛需求,所以中国拉动世界消费是必然的。

    美国、加拿大、日本、韩国等都经历了同样的过程。美国1935年开始的产业递进,从纺织到建筑,到黑色金属,再到有色金属,都经历了对矿产品需求的递增。日本也是这样,由产业演进转化为资源演进,在完成工业化后,铜、镍需求量持续增长,而钢铁需求却逐渐下降,原因在于钢铁用于城市化建筑的使命基本完成,而铜、镍之所以在继续增长,主要是用于将来高速发展的行业。

    “每类资源对应一个产业,这个产业高速发展的时候,就会对这种资源产生大量需求。”陈其慎表示,中国经济增速放缓,对全球矿产品市场的影响是显而易见的。

    不过,在本届中国国际矿业大会上,来自世界各国的矿业届代表依然对中国这个全球最大的矿产品消费市场充满期待。一位来自非洲的矿业届代表表示,“中国正在进行改革,正从以基础设施建设为主的增长模式转换成消费驱动增长模式,虽然前面可能会遇到波折,但这艘超级油轮不会停止探索的行程。”

    矿产品难回价格高点

    来自中国国土资源经济研究院的研究报告显示,2016年上半年,世界经济增长低于预期,传统矿产需求触及阶段性“天花板”,支撑大宗矿产品价格和矿业金融市场向好的基本面虚弱,矿业复苏动力衰竭。

    首先,受美国收紧货币政策、新兴经济体债务负担加重等因素影响,主要机构普遍都在下调今年世界经济增长的预期;其中,世界银行把今年初对全球经济增长的预期从2.9%下调到2.4%,IMF把今年初对全球经济增长的预期从3.4%下调到3.2%。

    其次,美国、欧洲等发达国家单位GDP资源使用强度已经进入低值平台区间,煤炭、粗钢、铜等传统矿产消费与经济发展处于脱钩状态,需求总规模呈现相对稳定状态。中国是本轮矿业“黄金十年”的主要贡献者,传统矿产单位GDP资源使用强度已经或即将进入峰值平台区间,对资源需求拉动的贡献基本到位。

    此外,其他新兴经济体和发展中国家,例如巴西、印度、南非等,正面临艰巨的结构性调整和债务负担加重等因素影响,其经济下行压力继续加大,直接约束传统矿产消费规模扩张。从现在世界和主要国家经济发展状况看,全球煤炭、粗钢、铜等传统矿产需求总规模分别触及38亿~39亿吨油当量、16亿~17亿吨、2200万~2300万吨的“天花板”水平。

    今年上半年,尽管全球大宗矿产品价格和矿业金融市场有所好转,但是支撑大宗矿产品价格持续回暖的基本面仍很虚弱。

    2016年上半年,全球大宗商品市场出现了近几年难见的普涨行情。黄金价格从2016年1月份最低的1062美元/盎司一度上涨至5月初接近1300美元/盎司,涨幅近23%;铁矿石价格从2016年1月份最低的39美元/吨,最高涨到了4月下旬的68美元/吨,涨幅超过70%,但仍处于历史相对较低水平;铜矿价格从2016年1月份最低的4300美元/吨的水平,最高上涨至3月下旬5000美元/吨左右的价格,涨幅约为16%。

    从矿产品市场的基本面来看,目前令人失望的宏观经济数据,并没有根本性改变需求不足的现实,供过于求的局面并未改变。

    分析称,今年上半年大宗原材料商品价格反弹的动力主要来自周期性补库存需求、美元指数高位回落带动资产再配置、前期商品价格暴跌而有内在反弹修复要求等方面的因素驱动。从长期看,经济结构调整将使得矿产品需求增速不可能像过去那么强劲,去产能和供给侧改革也将使得大宗矿产品价格继续承压。

    受经营业绩影响,今年一季度五大国际石油公司上游投资平均下降25.9%,力拓2016年削减投资至50亿美元。伴随投资缩水,主要矿业公司不断宣布减产计划,例如必和必拓宣布削减2016财年铁矿石产量1000万吨,使得本财年预期产量降为2.6亿吨;淡水河谷将2016年铁矿石产量预期削减约10%,至3.4亿~3.5亿吨。智利作为全球最大的矿山铜生产国,1月~5月铜产量约230万吨,同比减少5.3%。

    研究表明,大宗矿产品需求在经历多年高速增长后已经开始集体下滑。实际上,在上世纪70年代,大宗矿产品就已经经历过这样的周期性需求下降。1973年的石油危机打击了全球经济,当时美国和欧洲等发达国家的矿产品需求出现扎堆式集体下滑;特别是美国,危机后的10年,其一次能源、钢铁、铜、铝、铅、锌等大宗矿产消费均呈现停滞增长状态。

    当前,中国基础设施高速建设时代已经基本结束,经济“三驾马车”对资源需求的拉动作用正在减弱,并导致2015年中国大宗矿产消费出现史无前例的集体下滑。其中,2015年中国一次能源消费量约28.7亿吨油当量,比2014年下降了3.4%;钢铁消费量于2013年到达顶峰,2014年和2015年合计下降幅度接近韩国2014年粗钢消费总量(5783万吨),降幅之大远超预期;2015年,精炼铜、精炼铅、精炼锌消费量分别约为1080万吨、380万吨、630万吨,比2014年分别下降4.3%、9.0%、1.2%。

    陈其慎表示,中国的城市化率已经接近60%,对大宗产品需求增长进入尾声,从2013年开始,中国矿产品需求从过去10年快速上升将转到未来平移,再转到下滑。当然,中国不同的产业发展形势,将决定相应的矿产资源需求形势,但价格不可能达到原来高位猛涨的程度。可以预测,未来中国矿业产值将往下走,届时矿业将开始进入夕阳产业。

    不过,从全球形势来看,发展中国家,比如印度和东盟大宗矿产品的需求正在上升,但短期内很难抵消中国的趋势。因此,全球矿产品消费量不可能下降,只有价格下降,没有绝对量的下降。据分析,中国铜、铝消费量基本达到了顶点,而印度和东盟钢、铜、铝的需求在2020年以前不会大规模、大幅度上升,钢需求量也仅在1亿吨的水平,而中国钢消费量达到8亿吨,所以,印度和东盟对矿产品需求根本起不到拉动作用。

    陈其慎认为,矿产品消费总量没有往下跌的过程,只会往上走,只是不同矿产价格波动非常大,从近期全球的需求来看,矿产品供应量基本上持平,但是价格下来了,这就说明一个问题,矿产品价格主要受供需的形势转变影响,而不是由绝对量的多少来决定。

    “本轮全球经济危机可能还将持续3年~5年,中国经济转型不可能3年~5年完成,即使矿业复苏,矿产品价格也难以回到上一个周期高点。”陈其慎表示,因为世界上没有第二个经济体会在这么短的时间内有像中国这样的发展力度和发展速度。

    需求减弱,矿产品市场回暖尚需时日

        在迷你系列“页岩气神话和现实”三部曲中的第二部分里,我想论述的问题是围绕页岩气这一新型资源的一系列核心问题中的一个:页岩气究竟是便宜还是贵?上周,在安得烈蒙特福德的“Bishop Hill”博客上的激烈讨论中,我声称页岩气是贵的,而非便宜。这一观点引发了一系列长篇大论的怀疑和反对。
        相反观点认为,页岩气便宜而且很便宜。因为使用页岩气还可以节省许多钻探和输送页岩气所需的钢管的费用,以及制造钢管所需的人工费。
        根据前期对页岩气成本所做的一些调查,我认为保本价格可能在4美元到8美元/千立方英尺之间(每一千立方英尺的价格大致相当于每百万英制热量单位的价格,即美元/百万btu)。一个应注意到的极其重要的情况是:如果是在欧洲,目前4美元到8美元的价格是便宜的;如果是在日本则是非常便宜的;但是如果是在北美,这个价格很贵(图1)。因此,对全生命周期生产成本简单地做出贵或便宜的结论不是一个明智的方式。


    图1  全球天然气年平均价格的变化(据英国石油公司)

    北美页岩气开发、福岛核事故和液化天然气的短缺是推动价格变化的几个主要因素。右边的灰色栏显示美国页岩气保本价格的最小值、最大值和中值(据贝克研究所Ken Medlock)。如果是在日本,这3种价格都非常便宜,但在美国却会被认为是很高的价格,基本上仍然高于美国当前的现货价格(每百万英热量单位3.85美元)。
       

        在对已公布的页岩气全生命周期盈亏成本估计数字进行更详细的分析前,这里将首先非常简要地概述美国页岩气生产的历史和页岩气产量惊人的增长速度。因为了解过去,有助于理解现在,并有可能预见未来。

       一、美国页岩气产量

        图2显示了David Hughes编制的美国页岩气产量增长的历史。可以看出,美国页岩气主要产自Haynesville、Barnett、Marcellus和Fayetteville这4个地区(图2和图3)。页岩气产量已经从2007年每天约40亿立方英尺增长到2012年每天约260亿立方英尺!页岩气产量的增长对美国天然气总产量有实质的影响,美国天然气总产量从1995年~2002年每月2万亿立方英尺的稳定水平增长到2012年每月2.5万亿立方英尺(图4)。一些人认为这是美国向能源独立的迈进,然而也有人认为受成本和递减率的影响,这可能是一个能源泡沫。


    图2  2000~2012年美国各地区页岩气产量累计
    (产量从21世纪初的停滞状态到现在惊人的每天250亿立方英尺)

    图3  美国和加拿大主要页岩气和石油产地(资料来源:美国能源信息署)

    图4  自1993年以来美国不同类型天然气产量的变化(基于美国能源信息署数据制作)
    2006年数据系列的异常是因为页岩气数据的引入。在此之前,页岩气产量包括在传统的干气产量中。2011年末,页岩气占美国天然气总产量的32%。据David Hughes的调查结果,页岩气产量到2012年末已占美国天然气总产量的40%(图2)。

        美国页岩气产量的超常增长并不是偶然发生的。从2003年开始美国钻探工业进入超速发展期,到2008年夏天钻探设备总数是2003年的两倍多,达到2000台(图5)。大多数钻探设备是开采天然气的,把图5、图2和图4结合起来,就会明显地看到越来越多的钻机把开采页岩气作为目标,这是以常规天然气产量的减少为代价的,其维持多年的稳定水平从2007年开始下降(图5)。2008年8月金融危机爆发后,钻探活动急剧减少,因为当时所有人都在评估今后全球金融体系的格局。美国的钻探活动在2009和2010年迅速恢复。随后又开始了从页岩气开采向页岩油开采的大转移(图5)。金融危机以前,大约有400台石油钻机,1600台天然气钻机。现在是大约1400台石油钻机,400台天然气钻机。


    图5  美国贝克休斯油田服务公司提供的美国钻机数与美国能源信息署提供的天然气总产量对比


        1995年以来,美国钻探队伍的规模已经从大约700台钻探设备增长到2000台。在很长一段时间里,美国增长的钻探工作量仅仅能够弥补减少的工作量,从而维持总体工作量不下降的局面,直至钻探行业把目标转向页岩。与开采非常成熟的常规天然气相比,新的页岩气开采项目显然给公司带来了更高的产量回报。是否页岩气开采也能给公司带来更高的经济回报尚待分晓。有证据显示天然气总产量在过去的24个月里始终维持在一个稳定水平上。
        油气公司从开采天然气转向开采石油的原因很简单。页岩气的生产过剩使价格从2008年6月的超过13美元/千立方英尺下降到2012年4月的不到2美元/千立方英尺(图6)。在相同的时间段里,石油价格要高得多,从而激励了页岩气开采向页岩油开采的大转移。不到2美元/千立方英尺的天然气价格对于美国消费者和经济增长来说是一个异想天开的数字,但却导致了埃克森美孚公司首席执行官Rex Tillerson的著名宣告:“今天我们的财产全部化为乌有”。他在纽约外交关系理事会的一次发言里说,“我们没赚到钱,账面上都是红色赤字。”


    图6  亨利中心天然气现货价格(资料来源:美国能源信息署)


        欧洲和亚洲各国政府对美国的低价格羡慕不已,因为福岛核事故和2012年液化天然气供应量的下降导致了国际市场上天然气短缺,使价格飙升到历史最高水平,同时也导致了不同地区天然气价格的巨大差距(图1)。美国天然气价格下降到小于2美元/千立方英尺的情况制造了一个错觉,即页岩气是便宜的。但实际上是生产过剩使得美国天然气价格大跌至公司可以获益的水平以下。这种情况对社会是不利的,因为社会的生存有赖于可以赢利的能源工业,但社会没有意识到这一点。

       二、页岩气的实际成本是多少?

        在北美,页岩气的全生命周期实际生产成本是多少?没有单一的和简单的回答,有大量的变量需要考虑:
         1. 气井的最终回收率(EUR)
         2. 钻井的沉没成本
         3. 土地成本
         4. 管道、加工设备和运输至市场的成本
         5. 税和权利金
         6. 付出利息和利率
         7. 公司日常管理费
        不同州之间在某些变量上的差异是很大的,例如税制,北美和欧洲之间税制差异更大。在以下给出的各种各样的评估结果里,在某些情况下还不清楚是否使用了全生命周期经济评估法或“远期点”(point-forward)经济评估法。下面是莱斯大学贝克研究所能源研究中心资深总监Ken Medlock的评估结果。
        “一些井每千立方英尺只投入2.65美元成本就可以盈利,其它的需要投入8.10美元……中值是4.85美元。”


    图7  Ruud Weijermars在其学术论文中指出,美国不同产地的页岩气最低价格在每千立方英尺4到6美元之间。

    左图:2007~2011年美国主要的页岩气产区的产量;右图:美国主要页岩气产区的盈亏平衡点边际价格

        图1中已标示了上述3个价格。图7引自一项学术研究的结果,显示最低成本为每千立方英尺4到6美元。
        页岩气分析和评论家Arthur Berman在其2012年的论文中指出,按8%的贴现率计算,美国Barnett、Fayetteville和Haynesville三地生产的页岩气的全生命周期成本超过了8美元。Berman认为公司一直在高估最终回收率,因此相对成本实际上比公司公布的要高。按天然气的现价计,美国所有页岩气产区都是非盈利的。
       一家主要石油公司的前首席执行官说:一切都取决于页岩气的价格。如果价格在每千立方英尺4~5美元,则页岩气产量会很高。
        总之,情况似乎很明显,如果价格低于每千立方英尺2美元,则整个页岩气行业就无利可图。现有的证据表明,贝克研究所Ken Medlock对页岩气价格的估计是比较合理的。各个公司的利润率取决于他们总体业务的质量。只有时间能够证明Weijermars和Berman估计的高价格是否会因页岩气产量低于当前的预测量而实现。但这是一个极端不稳定和活跃的行业,效率一直在提升,因此对成本,尤其是今后成本的预测极其困难。

       三、美国页岩气的未来

        有迹象显示,美国页岩气产量增长速度的急剧放缓已经开始导致美国天然气总产量增速放缓。在过去24个月内,美国天然气总产量始终稳定在一个水平上可能就是证据(图5)。令人惊奇的是开采速率下降之后,产气量继续上升。部分是由于开采与输送系统之间的时间滞差。气井需要等管道接通,任何时候都有储备的新井闲置在那里等待连接管道。而且钻井效率也提高了,水力压裂和完井技术也正在改善,类似宾夕法尼亚州Marcellus的一些地区,生产的热点地区正在被发现和钻探。以下这段话引自“傻瓜投资指南”网:
        根据贝克休斯的数据,相当多公司都在采用垫块钻井方法。因此北美地区2013年第三季度的钻井工作量比2012年第一季度高出15%不应该感到惊讶。
    根    据美国能源信息署的数据,在美国北达科他州的巴肯页岩区,今年新井每台钻机的日产油量预计将提高将近一倍。去年的日产油量略高于250桶,而今年12月的日产油量估计可达到496桶。同样,在德克萨斯州的老鹰堡页岩区,新井每台钻机的日产量预计可从去年的约200桶增加至今年的413桶。
        这样一来,油气的供求似乎有可能实现平衡。400台钻机能够生产出足够多的石油以弥补天然气产量的下降。美国对廉价天然气的需求已经提高了,还需要从加拿大进口少量天然气。在现在市场条件下,很难想象还会有钻机从开采石油转向开采天然气。因此,合理的预测似乎是:石油产量的增长可能会停下来,甚至在中期可能逆转,这种情况将持续到天然气价格回升到某个水平上,足以使上述在巴肯和老鹰堡页岩区开采石油的钻机又转向开采页岩气。
        页岩气开采效率的惊人增长速度肯定会在达到某个水平后放缓。从长远看,产量将取决于能够发现多少高效和高产的气井。只要新井的质量继续高于老井,那么页岩气的奇迹似乎将永远继续下去。
        根据上面的分析,美国天然气价格可能将继续上涨,并在短期内升至每千立方英尺5美元。市民可能会因此而抱怨,但应该认识到只有把价格维持在这个水平,页岩气开采业才有可能至少在一段时期内繁荣发展,美国经济才会受益。按照5美元/立方英尺的价格,那些拥有低成本、高效率气井的公司可以赚许多钱,而那些只有高成本、低效率气井的公司则可能无利可图。

    美国页岩气的真实成本是多少?


      河南是中华民族的发祥地之一,有着古老而悠久的发展历史。我为今天能到河南来参加《河南省黄淮平原经济区农业地质调查》项目签字仪式,感到由衷的高兴。首先,请允许我代表国土资源部,并代表中国地质调查局,向光临签字仪式的各位来宾,向长期关心与支持地质事业的河南省人民政府,以及各行、各界的朋友们表示衷心地感谢!借此机会,向热情宣传报道国土资源大调查工作的新闻界朋友们表示衷心地感谢,向跟随河南省地质调查院对雅鲁藏布大峡谷地质工作进行追踪报道的《大河报》记者勇士们,表示崇高的敬意和衷心地感谢!

      目前全党全国正在深入学习贯彻“三个代表”重要思想和党的十六大精神。最近召开的党的十六届三中全会关于《中共中央关于完善社会主义市场经济体制若干问题的决定》,多处提到资源环境问题,要求“促进国民经济和社会全面发展,实现经济增长与人口资源环境相协调”。近年来,国土资源部和中国地质调查局把为经济建设和社会发展服务的基础地质工作提到战略高度,对农业地质调查工作进行了全面规划,制定了“覆盖东部,优选中部,兼顾西部”的实施方针,重点部署在长江经济带、黄河经济带、沿海经济带、东北经济区等(即“一边两线一区”)地区,包括河南省在内,总面积达到100余万平方公里。发展农业经济和建设农业现代化,是全面建成小康社会的重大任务。我们将通过全面、系统的区域地球化学调查,查明我国主要地区地球化学质量状况,为进行农业区域布局和结构调整及其它领域应用提供科学依据,引导土地资源从数量管护向质量管护延伸。目前农业地质调查工作正在顺利进展,各省各地区已经取得了丰硕成果,受到农业、环境等各有关方面的广泛关注,促进了地质调查成果直接应用和服务于各级政府进行区域性乃至全国性可持续发展规划。

      河南是一个人口大省、农业大省。黄淮平原经济区地处中原大地,地势开阔,人口密集,土地肥沃,农业基础雄厚,是国家重要的农产品生产基地,素有“中原粮仓”之称。近年来,河南省提出国民经济增长速度高于全国平均水平、人口自然增长率低于全国平均水平的“一高一低”发展战略;坚持巩固和加强农业的基础地位,大力调整农村经济结构,推进优势农产品的区域化布局、规模化种植和产业化经营;适应中国加入世贸组织后开拓国际市场需要,以提高农产品品质和安全为核心,发展特色农业、绿色农业和外向型农业,提高农产品市场竞争能力;围绕中原城市群经济隆起带实施中心城市、中心城镇带动战略,带动周边地区特别是农村经济社会的快速发展。对于河南省委、省政府的英明决策和不懈努力,我深表敬意。我们将积极支持河南省制定的宏伟规划,充分发挥地质科学的学科优势,通过实施《河南省黄淮平原经济区农业地质调查》合作项目,从地质背景源头抓起,为河南省社会经济发展提供科学依据和技术服务,构筑可持续发展的基础数据平台。

      农业地质调查是一项战略性、前瞻性的创新工作。河南省地质调查院是一支优秀的地质调查和科学研究队伍,足迹踏遍祖国的高山峻岭,长期以来积极支持西部地质工作,多年奋战在西藏、新疆等边远地区,具有特别能吃苦、特别能忍耐、特别能战斗、特别能奉献的精神。希望承担项目的同志们在新的任务面前,要继续努力奋斗,应用高新技术,取得高水平的调查评价成果;要与农业、环境、医学等领域的省内外一流科学家广泛合作,使地学与生态学、环境学、生命科学等前沿学科紧密结合,调查与研究紧密结合,力争取得具有理论高度和实用价值的成果;要在科学研究基础上建立和健全评价方法体系与标准体系;要在地学调查成果应用和转化方面下功夫,使地质调查成果既深厚丰富,充满科学道理,又生动形象,通俗易懂,以最大程度地满足人们对地质知识、地质环境信息的需求;要通过项目的实施,探索部、省间积极有效的合作方式和合作机制,实现新形势下基础地质工作的机制创新。

      同志们,朋友们,《河南省黄淮平原经济区农业地质调查》项目合作协议书的签订,正值我国经济发展进入一个新的历史时期,对合作双方既是机遇,也是挑战。我们相信,通过这一项目的实施,必将开辟地质工作为河南省农业、生态及相关领域服务的新局面,为把河南建设成为经济强省发挥重要的先行作用。


    寿嘉华副部长在签字仪式上发言

    河南地质调查院供稿

    寿嘉华在河南省农业地质调查项目签字仪式上的讲话

    摘要:采用实验模拟-数值模拟-野外实例相结合的研究手段,剖析东太平洋Cascadia边缘天然气水合物成藏过程。运用相关资料提出了南海天然气水合物成藏的概念模式,建立了南海天然气水合物饱和度估算模型,为我国天然气水合物勘探开发提供了理论基础。

    1.项目概况

    2011年至今,中国地质调查局青岛海洋地质研究所开展了天然气水合物成藏机理研究工作,充分利用国际典型水合物成藏区卡斯凯迪亚(Cascadia)边缘等地区资料和研究成果,对天然气水合物的成藏系统模式进行了总结和修正,结合我国南海天然气水合物实际调查情况,分析了南海天然气水合物成藏机理,为我国水合物勘探开发提供了依据。

    2.  成果简介

    (1)实验模拟获取了天然气水合物形成的微观细节与机理,夯实了成藏理论基础。对南海神狐钻探区含有孔虫沉积物进行了天然气水合物形成模拟实验,获取了关键细节过程和机理特征。结果表明,粘土对甲烷水合物的相平衡条件影响不大,大量水合物在有孔虫壳体内先形成微粒子,水合物难以胶结沉积物颗粒,致使饱和度为0~14%期间声波速度增长缓慢,声波信号呈减弱趋势;随水合物体量增大,胶结型水合物增多,纵横波增长速度加快,声波信号衰减减弱。验证已有速度模型表明,联合权重方程和BGTL理论(李改进的比奥特哥斯曼理论)可准确地估算南海水合物饱和度,2个模型中参数取值分别为W=3.5、N=2和 G=0.6、N=1。

    (2)数值模拟推动了水合物宏观成藏过程,揭示了成藏控制因素和相关机制。提出基于自由能来分析水合物成藏条件和成藏过程的思路,研制了“天然 气水合物成藏机理数值模拟分析系统”软件。对布莱克海台和南海神狐海域水合物成藏进行数值分析,揭示了被动大陆边缘扩散型水合物聚集速率主要取决于甲烷供给速度,阐明了不同有机质含量、不同产气速率、不同地温梯度及沉积速率条件下天然气水合物含量空间分布的差异性。以布莱克海台等典型赋存区为例,获得了应力场等因素对天然气水合物成藏控制作用的机理。

    (3)剖析Cascadia水合物成藏过程,实例解剖南海水合物成藏模式。完善了Cascadia边缘水合物成藏模式(图1),天 然气水合物的大致成藏过程为:有机质通过远洋沉积输人或浊流沉积输人,之后被沉积和埋藏,产生一部分原位甲烷,另一部分甲烷通过通道由深部运移上来。 富甲烷的孔隙流体和游离甲烷气沿着一系列丝状断裂上移,进入海底附近水合物稳定域内,大量甲烷生成天然气水合 物,过量的甲烷继续运移至海底,从而导致大量海底碳酸盐的形成。

    神狐海域水合物钻探区的高分辨率地震数据解释结果显示,该区存在3条主控断层、众多滑塌断层及气烟囱。结合天然气水合物地震相特征分析,认为神狐海域天然气水合物可能呈多层分布,稳定带底部天然气水合物层厚度较大,连续性较好。通过与邻区LW3-1-1大气田对比认为,除神狐海域除生物成因气以外,可能存在热解成因气形成天然气水合物。神狐海域天然气水合物成藏的主控制因素可能是气源和断层,其成藏模式主要有2种类型(图2):在断裂或滑塌构造发育区,天然气水合物的气源以热解成因气为主,天然气水合物呈多层分布;在构造平缓地区,天然气水合物的气源以生物成因气为主,如气烟囱等特殊地震相,天然气水合物呈单层分布,且主要分布在BSR之上一个狭窄的范围内。目前神狐海域钻遇的天然气水合物主要是以单层分布的生物成因的I型天然气水合物。

    3.成果意义

    通过实验模拟和数值模拟,在Cas-cadia边缘、南海神狐等海域取得了天然气水合物成藏模式的新认识,获得了含有孔虫沉积物中天然气水合物形成过程 及与饱和度的关系结果,分析了主要成藏要素对天然气水合物形成的控制机理,对我国天然气水合物成藏规律研究和资 源评价具有较好的理论和实用价值。(中国地质调查局青岛海洋地质研究所 胡高伟 袭建明 供稿)

    天然气水合物成藏机理新认识

    摘要:以保障沿海开发科学布局为目标,系统开展江苏沿海地质资源、地质环境问题专项调查,摸清滩涂资源家底,评估岸线稳定性,构建地质环境监测网,掌握地面沉降形势,划定地面沉降约束条件下地下水水位控制红线,为滩涂围垦规划调整、港口航道建设维护、地面沉降约束下的地下水 科学管理提供支撑。

    1.项目概况

    江苏沿海后备土地资源丰富,地质环境条件复杂。国务院批复的《江苏沿海地区发展规划》提出依据资源环境承载力科学布局,实现江苏沿海可持续发展。2012年国土资源部中国地质调查局与江苏省人民政府共同投资,启动了“江苏沿海地区综合地质调查”项目,由江苏省国土资源厅和中国地质调查局南京地质调查中心共同管理,以江苏省地质调查研究院为实施主体,联合科研院校和地勘队伍共12家单位共同实施。项目运行3年来,围绕“查条件、摸家底、探问题、提对策、建系统”五大工作目标,中央与省财政协同部署,基本查明江苏沿海基础地质环境条件,围绕地质资源与重大地质环境问题开展专项调查,取得了丰硕的阶段性成果。

    2.成果简介

    (1)覆盖区基础地质研究获得诸多新认识,重新厘定了江苏沿海第四纪沉积体系,提出构造和海平面升降在苏北平原形成演化中起重要作用。

    利用区域内14个标准孔、300个控制孔的综合研究,进行了第四纪地层多重划分和对比,划定区内晚更新世以来2次强海侵形成时间,重新厘定灌南组上段中部的底界时代为128ka(前人定为59ka)、灌南组下段底界时代为780k((前人定为128ka)、小腰庄组底界时代为1200ka(前人定为780kaX图1)。通过钻孔对比认为,苏北平原的形成演化经历了早更新世形成期和晚更新世成熟期,构造沉降和海 平面的升降对其起到了重要作用。

    重点对经过盐城市区的盐城断裂带进行系统研究,提出盐城断裂带现阶段仍存在破坏性活动的可能性,评价了区域地壳稳定性,为该区城市规划建设提供科学依据。

    (2)构建了江苏沿海地区综合地质环境监测网,全面掌握了江苏沿海地面的沉降形势,划定了地面沉降约束下地下水开采红线。

    构建了监控地面沉降、岸线侵蚀淤积、水土污染、地下水咸化与海水人侵等地质环境问题的综合地质环境监测网。目前,建成地面沉降分层标7组,地下水监测孔47个,海岸线监测剖面30条,耕地水土质量监测点498个,布设了“三横 两纵”地面沉降一等水准网1080km。

    利用分层标、基岩标、GPS、水准测量、InSAR技术等多手段监测数据综合分析,系统查明了地面沉降现状与演化历史。1985—2013年累积沉降量大于200mm的区域面积达1.059万km2,其中累计沉降量超过500mm的地区主要在盐城市盐都区、大丰市、阜宁县一带,沉降中 心位于盐城市便仓镇,其累计沉降量达717mm,年均沉降量高达25.6mm。

    系统分析了地下水超采与地面沉降之间的关系,建立了地下水与地面沉降 耦合模型,分区划定了沿海三市地面沉降约束条件下的主采层地下水位控制红线。南通地区第m承压含水层限采水位 为35m,禁采水位为49m,盐城地区第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ汉承压含水层限采水位分别为20m、 30m、40m,禁米水位分别为27m、35m、 45m;连云港灌云、灌南地区第n+m承 压含水层限采水位为25m,禁采水位为 43m。这项成果将开创地下水开米与地面 沉降防治统筹兼顾的科学示范。

    (3 )基本摸清江苏岸线滩涂资源家 底,评价了岸线稳定性。

    查明江苏滩涂资源总量为2395km2, 其中高潮滩面积321km2、中潮滩面积 411km2、低潮滩面积1662km2。在过去30多年中,以年均7.57km2的速度增长,但匡围速度达年均50.33km2,远大于资源增长速度,可利用滩涂总量呈减少趋势。

    评价了岸线稳定性,淤积速率大于300m/a的强淤积岸段长度344km,新洋港河口至小洋口段海岸线持续向外推进,近期潮滩平均沉积速率为38.08cm/a,侵蚀速率大于30m/a的强侵蚀岸段长度171km, 废黄河以北及吕四以南岸滩侵蚀加剧,平均侵蚀速率达18.32 cm/a。在大规模围垦及海平面上升背景下,海岸带面临的风险增加。通过海洋沉积动力观测与模型验证,发现黄海顺时针余环流与环状净悬沙输运对近岸沙脊的发育、迁移有重要影响,辐射沙洲苦水洋水道间的部分水下沙脊能生长至平均海面,成为潮滩,这对于未来潜在土地资源的开发有重要意义。


    3.成果意义

    在项目开展过程中,探索建立中央与地方协同推进、海陆统筹部署、科研与地调相结合的新机制,为沿海地区开展综合地质调查提供了宝贵经验。及时进行成果转化运用:①作为基础性成果资料协助相关规划的制定与修编,如岸线滩涂资源调查成果运用到省政府沿海办条子泥上万公顷滩涂围垦规划、地面沉降调查成果运用到全省地面沉降防治规划编制、地下水与地面沉降耦合模拟研究成果服务省水利厅水位控制红线的划定等;②部分成果运用到地方政府重大工程建设,如南通市地下空间开发及地下轨道交通选线地质论证、盐城市区及大丰港区深层地下水资源开发利用方案制定、条子泥滩涂围垦规划布局等。(江苏省地质调查研究院 绪龙 梅芹芹供稿)

    综合地质调查强力支撑江苏沿海地区规划建设