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    大海上的“蓝鲸1号”平台

    2017年5月18日,我国海域天然气水合物试采宣布成功,这标志我国取得了天然气水合物勘查开发理论、技术、工程、装备的自主创新。本次试采中,“蓝鲸1号”深水钻井平台功不可没。

    “蓝鲸1号”是什么?

    “蓝鲸1号”钻井平台诞生于山东烟台,是由中集来福士海洋工程有限公司(以下简称“中集来福士”)自主设计建造的超深水半潜式钻井平台,是目前世界上最先进的钻井平台。

    此次南海天然气水合物试采作业,是“蓝鲸1号”平台承担的首次钻采作业任务。试采工区在水深1200~1300米处,设计井深300~400米。对于这种程度的钻采作业而言, “蓝鲸1号”完全可以胜任。

    那么,“蓝鲸1号”的优势在哪里?

    一是体型大。“蓝鲸1号”平台排水量可达7万吨,与“辽宁”号航母满载排水量相当;长117米,宽92.7米,面积相当于一个标准足球场大小;高度达118米,相当于40层楼的高度。

    二是性能强。“蓝鲸1号”平台最大作业水深可达3658米,最大钻井深度更是达到15240米,其中大钩钩载1250短吨,可变载荷1万吨。这是目前全球作业水深、钻井深度最深的半潜式钻井平台,适用于全球深海钻探作业。

    三是效率高。“蓝鲸1号”装配了全球最先进的液压双钻塔和2个井口,两台钻机可在2个井口同时实现钻井、连接套管、下放防喷器等主副线作业,有效减少了钻井辅助时间,使深水钻井作业效率比传统的单井口作业平台提高30%。同时配备了全球领先的闭环动力系统,可比同类作业平台燃油消耗降低10%。

    四是安全系数高。“蓝鲸1号”配备了主副两套15000psi压力级别的水下防喷器,每套防喷器配备三组剪切闸板,而剪切闸板是井喷控制的最后一道屏障。如此配置,大大提升了常规井下压力控制设备的能力,保证了试采作业安全。同时,该平台配备了世界上最先进的DP3动力定位系统,最精确的定位测量误差达到0.1米,通过8台全回转式6034马力的推进器实时定位,保证了作业期间平台在台风“苗柏”11级风力里保持“纹丝不动”。

    与天然气水合物试采之约

    中国地质调查局和中石油集团到国内运营深水钻井平台的企业进行了多次调研,最终“蓝鲸1号”凭借优越的装备性能、完全自主设计建造而入选为天然气水合物试采施工作业平台。

    2016年8月,“蓝鲸1号”平台技术服务合同签订。此时,距天然气水合物试采预定开工时间不到7个月,而平台的建造进度刚刚达到90%左右。中集来福士将平台建造与水合物试采适应性改造同时进行,大大缩短了建造和改造工期,增加了平台调试时间,为平台的如期交付奠定了基础。

    天然气水合物试采施工作业面临着新平台、新设备、新队伍和平台作业准备时间紧的几大挑战。试采指挥部高度重视,多次派技术人员驻厂调研、跟踪平台作业准备进度,参与工程总承包中国石油集团海洋工程有限公司与中集来福士“蓝鲸1号”平台项目推进会。试采指挥部在平台调试、海试测试、人员培训、第三方设备安装等关键阶段出谋划策,协调解决遇到的问题,共同推动平台于2017年2月13日如期交付。

    台风中保障产气平稳

    试采工程光荣而艰巨,工期极为紧张,挑战巨大。

    3月6日,“蓝鲸1号”平台从烟台启航,自航奔赴南海工区。平台航行总行程约2263公里,共航行7.1天,平均航速达8.27节,动力功率仅占平台功率的70%左右,可见其动力能力强大,远超越同类的平台。

    对南海海域来说,海上钻采作业最大挑战就是遇到台风。6月12日,“蓝鲸1号”平台正面迎来第一次台风——“苗柏”。试采现场指挥部与“蓝鲸1号”操船团队根据南海前期台风的特点,以及对当前平台动力系统和定位系统的能力评价,最终作出保持生产测试、原地抗击台风的决定,同时制定了详细的、可操作性强的应急解脱躲避台风的应急预案。

    当日凌晨4点,“苗柏”转向风力突然由预测的9级加剧至11级,海况异常恶劣。但平台凭借强大的动力定位系统和经验丰富的操船队伍,保持在安全区域与暴风对抗,实测最大漂移距离不超过6.5米。在试采各参战单位的坚守下,南海天然气水合物试采的火焰在狂风暴雨中依旧燃烧。

    7月9日,我国首次南海天然气水合物试采安全生产满60天后主动关井。此次试采,获得了持续产气时间最长、产气总量最大、气流稳定、环境安全等多项重大突破性成果,并创造了产气时长和总量的世界纪录,全面完成了试采预期目标。这也充分证实, “蓝鲸1号”平台凭借自身强大的功能,为我国首次海域天然气水合物试采工程的成功实施提供了坚实保障。

    (作者系中国地质调查局水合物试采现场指挥部办公室工程组成员,《南海天然气水合物试采工程实施及关键技术》项目主要成员,主要从事钻井技术研究工作。)

    “蓝鲸1号”:助力可燃冰试采的超深水钻井平台

    中国地质调查局海口海洋地质调查中心分析测试实验室(以下简称“实验室”),前身为中国人民武装警察部队黄金第九支队化验室,2018年8月随中国地质调查局海口海洋地质调查中心改革转制,经数年发展,现已建成设施先进,业务广泛,能力突出,集分析测试与应用研究为一体的海洋特色实验室,其工作为第三次全国土壤普查提供了重要支撑。

    脚踏实地,筚路蓝缕启山林

    2018年是许多实验室工作人员回想起来都百感交集的一年。

    那一年,他们脱下军装,换上一身便服。看似是卸下了一份责任,实际上却又是一段漫漫征程的开始。“单位转改了,我们该做什么?怎么做?”成为横亘在海口中心全体干部职工心头的一道坎。

    转改所涉内容,一要实现由陆转海的业务转向,二要完成从军队体制向事业单位的身份转变,这无疑对海口中心上下都提出了巨大挑战。面此困境,实验室在海口中心党委的带领下迎难而上、主动出击。党支部紧紧围绕技术力量缺乏、资质能力与需求脱节两大痛点谋发展,以中心项目需求为牵引,以公益性、保障性、战略性为着力点,狠抓人才队伍建设,加强资质能力拓展,逐渐从一个连海口中心业务所需检测量的50%都无法覆盖的实验室,蜕变为如今具有涉及金属矿及产品、非金属矿及产品、海洋矿及产品、水资源及其产品、地球化学调查、岩石矿物鉴定、地质工程等七大类检测领域资质的技术尖兵。

     

    雄关漫道真如铁,而今迈步从头越。陆域检测工作是实验室的老本行,也是新的启程点。曾经,无数来自华南地区的样品在这里被分析化验,为国家找矿工作提供了有力支撑;如今,他们立足陆域业务稳步前进,在由军转民后的公共服务工作领域走到了前列。2023年,实验室作为地质调查局系统内首家入选单位,参与到了第三次全国土壤普查工作之中,为海南地区的农业发展与粮食安全尽其所能。同时,随着省市场监督管理局检验检测机构、农产品质量安全检测机构、海南医科大学实习基地、海口市人民检察院公益诉讼技术支撑单位等接连挂牌,实验室在民生服务领域持续发力,将环境、食品安全等民生大小事纳入其中,将“公益性”业务定位落到实处。

    千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金。海洋是高质量战略发展要地,也是海口中心由陆转海的使命所向。转改后的短短数年,实验室就逐步褪去海洋检测工作上的稚嫩,迎来了自己的高速发展时期。在硬件设施上,建设完成7000m岩芯及海洋沉积物样品冷藏库,升级改造3400㎡的实验测试场所,配备了化学分析、岩矿鉴定、样品加工等仪器设备207台(套)。在技术能力上已经获得七大类共348个参数的检测资质,基本覆盖内部业务水样检测需求。目前每年分析检测海洋沉积物、海水、地表水、土壤及化探等样品上万件,与转改初期相比翻了几番,为七洲列岛海域1:25万区域地质调查、海南海棠湾-崖州湾海岛(礁)综合地质调查等涉海业务的顺利开展打下坚实基础。从初期的手忙脚乱到如今的得心应手,实验室从未停下脚步,力争于“十四五”期间打造成技术过硬、装备精良、特色鲜明的海洋特色实验室。

     

    独立自主,大巧不工破万难

    清洗坩埚,似乎只是一件顺手小事。然而在转改之初的实验室,技术力量匮乏,实验室的制样、检验、数据整理等工作都需要由几名主要技术人员完成。在检验工作之后,待清洗的坩埚、比色管等实验器皿堆积如山,使得技术人员不得不将大量时间与精力投入到清洗工作之中,拖慢了检测进度。

    在转制发展的关键节点,一分一秒都至关重要。作为一线技术人员,王佳翰深感其弊。于是他上网查询资料,反复实验,成功搭建了一台可以同时清洗上百个实验器具的无人值守清洗装置,节省大笔经费的同时,更大大提高了工作效率。最终这一发明也被注册为“一种实验室器皿清洗装置”专利。

    而这个发明的背后故事正是实验室技术人员的工作缩影。“我们作为一线工作人员,就是遇到问题,解决问题。”王佳翰说道。在过去几年里,从工作中发现问题,认真思考去解决问题,围绕问题进行发明创新成为实验室的一大特色。在转改后的数年里,实验室共获得实用新型专利7项,发表SCI、EI及中文核心论文40余篇。每一项成果背后都是对工作中难题的解决,是坚实踏出的脚印。

    论及发展,人才是第一资源。海口中心业务由陆转海之后,现有技术人员职业技能和业务需求不再匹配,实验室面临着巨大的人才缺口。对此,实验室一方面紧急“输血”,招揽专业技术人才以解燃眉之急,另一方面更是积极“造血”,大力推动“外培内训”以强“内功修为”,在最困难的关口不盲等盲靠,自立自强为海口中心业务保驾护航。转改以来,实验室选派人员赴外交流学习20余轮次,并在内部开展组长领学、结对帮带等活动,着力为现有人员更新知识结构,提升技术能力,使实验室技术力量得到了长足发展。2021年,实验室还实现了工勤岗职工发表中文核心论文的突破。如今,海口中心实验室已经初步完成人才梯队建设,现有工勤岗10人,技术岗17人,其中高级职称7人,中级职称7人。

    求真务实,独立自主。就是这样一步一个脚印,实验室化挑战为机遇,从零起步,踏上了打造海洋特色实验室的发展之路。

    不忘初心,党建引领锻铁军

    是什么使得实验室在短短几年成长为一支技术强军?

    回顾这一过程,既有海口中心党委的正确决策与大力支持,也有实验室全体人员的群策群力、砥砺前行。而万山磅礴之中,自有挺秀主峰。无论是着眼民生时的想人民之所想,抑或是由陆转海背后的应国家之所需,听党指挥都是始终不动摇的精神坐标;无论是发力人才建设时的自立自强,抑或是面对日常业务时的踏实肯干,敢于斗争都是自始不褪的精神底色。谈到转制以来的几多艰辛,实验室副主任杨秀玖说道:“党和国家要求我们转向海洋,我们就转向海洋,如果后面再有新的需要,我们也是义无反顾就去干。”这正是海口中心初心不忘,使命必达的真实写照。

    转改以来,实验室坚持党建引领业务发展,打造了一支政治上靠得住、工作上有本事、作风上过得硬的实验室队伍。实验室党支部于2023年荣获中央和国家机关“四强”党支部称号,团队中3人获评海南自由贸易港E类人才,2人入选海口市市场监督管理局检测专家库,1人被评为海口中心改革转制5周年先进个人。

    在此基础上,实验室以提升战斗力和凝聚力为核心,继续加快党建步伐。党支部每周组织全员开展党课学习活动,学理论也学团结;强化制度建设,以装备仪器采购、人员管理、预算编制与执行为切入点,搭建以岗位为点、以制度为面的廉洁风险防控机制,强制度更是强作风;聚力文化建设,组织参与“家属书廉”“漫画说廉”等文化活动,以书法作品、视频短片等丰富的表现形式传递正能量,聚正气同时聚人气。实验室以多种方式锻造政治过硬、作风优良、本领高强的高水平队伍,让“方法科学、程序严谨、数据准确、行为公正”的高质量标准实验室茁壮在党纪严明的土壤上。

    2024年7月25日,海口中心首艘调查船“海洋地质二十六号”进行了首次“船装”结合海试。当天港口人头攒动,海面云气盘踞,调查船引擎轰鸣,在期盼目光中启程前往更远的海、更深的蓝。而随着“海洋地质二十六号”调查船列装下水,“三级跳”规划稳步推进,海口中心也即将跃入向海图强新阶段。在扬帆起航的当口,从来时的郁郁山林眺向前方的千岛万礁,漫漫长路,自是也无风雨也无晴。未来,实验室将会在海洋地质探测与检测领域扮演更大角色,在实战中检验转改以来的发展成果,不断推进高水平海洋特色实验室建设。

    六载苦辛终不负,千帆过尽是深蓝——记中国地质调查...

    贝岭镇幅野外调查现场。广东省佛山地质局供图 

    “要用科技创新改造、支撑和引领地质调查”“牢固树立调查过程就是研究过程的理念”“只有科学家才能负责填图,填图质量由科学家终身信誉保障”……

    瞄准能源资源调查,强化对生态文明建设和自然资源管理的支撑服务,2019年召开的第三次全国区域地质调查工作会议,提出了从填图理念到技术标准、从工作布局到组织方式、从评价标准到成果服务的六大改革措施。历经5年实践,我国区域地质调查改革取得一系列新进展、新成果。

    站在新起点,日前召开的第四次全国区域地质调查工作会议明确提出,进一步全面深化区域地质调查改革任务,大力提升区域地质调查工作程度、调查精度和工作广度,力争到2035年实现从区调大国到区调强国的历史性跃升。

    为什么“改”:

    经济社会发展对地质工作提出新要求,需要区域地质调查率先改革探索

    区域地质调查工作是地质工作的先行,是地质科技创新的源泉。

    1910年,我国第一幅地质图《直隶地质图》的发表,拉开了中国区域地质调查事业百年发展的序幕。历经一个多世纪,在几代区调工作者的共同努力下,我国区域地质调查工作不仅形成了全国宏观地质构造格架认识,有力保障了国家矿产资源安全,而且有效服务了重大工程建设和国家重要战略规划实施,取得了一批具有重大影响力的原创性引领性基础地质研究成果,为新中国从站起来到富起来作出了彪炳史册的贡献。

    步入新时代,国家对地质工作提出了新要求,地质工作面临的形势发生了广泛而深刻的变化。作为地质工作基础和先行的区域地质调查,改革发展势在必行。

    首先,国家对地质工作的需求,需要区域地质调查先行改革发展,将能源资源安全保障工作摆在优先、突出的位置,并做好对生态文明建设和自然资源管理的支撑服务。这就要求区调工作从一般性调查向多圈层交互作用的调查研究融合转变,工作不仅聚焦在重点成矿区带,同时也要加强重要经济区、重点海域、重大地质问题区(含重大工程区)调查,开展更加精细的调查研究。

    其次,其自身发展也亟待加快转型升级步伐。尽管我国陆域中比例尺和海域小比例尺区域地质调查已基本实现全覆盖,但调查精度有待进一步提高,服务方向也有待从单纯服务找矿向破解制约资源环境“卡脖子”的基础地质问题转变。

    与此同时,随着科学技术的发展与进步,地球系统科学理念以及大数据、云计算等技术深刻影响着区域地质调查工作的工作方式、方法。现代“星空地”立体调查技术体系的构建,为区域地质调查从以人工地表观测为主向多技术、多方法综合调查转变提供了技术支撑。大数据、区块链、物联网、云计算等的快速发展和应用,令区域地质调查从数字填图向智能化填图转变成为可能。

    站在新的历史起点,2019年召开的第三次全国区域地质调查工作会议,吹响了区域地质调查工作改革发展的冲锋号。中国地质调查局聚焦加快工作布局调整、技术标准体系推广、人才队伍和业务平台建设、一体化产品公开服务、数据更新体系建设、新管理机制落地,推进地质调查与科学研究一体化,着力提升区调破解重大资源环境问题的能力。

    “改”得怎么样:

    着眼破解重大资源环境问题,创新区域地质调查工作方式、方法

    改革激发活力,改革释放潜力。

    5年来,中国地质调查局聚焦新时代党和国家需求,着眼破解重大资源环境问题,解放思想、开拓创新、攻坚克难,推动区域地质调查改革取得了一系列新进展、新成效:区域地质调查改革一揽子举措落地实施,推动区域地质调查工作程度广度精度持续提升,基础地质研究取得多项创新成果,技术标准改革稳步推进,“线上+线下”成果服务更加高效便捷,以创新能力、质量、实效、贡献为导向的区域地质调查人才评价体系初步构建。

    科技在进步、方法在更新,区域地质调查的对象及要素也大大拓展。其技术标准和工作规范迫切需要调整与更新完善。

    中国地质调查局基础调查部统一部署,通过填图试点、方法体系构建和规范的修订与制定,于2019年、2021年先后完成《区域地质调查技术要求(1∶50000)》和《覆盖区区域地质调查技术要求(1∶50000)》及系列方法指南的制定,经过应用和完善后,形成了《区域地质调查规范(1∶50000)》和《覆盖区区域地质调查规范(1∶50000)》。这两个行业标准已由自然资源部发布,于2024年10月1日正式实施。至此,我国新一代区域地质调查规范和技术方法体系基本形成,结束了长达近30年没有更新区域地质调查规范、缺少调查和填图方法体系的局面。

    新发布的《区域地质调查规范(1∶50000)》和《覆盖区区域地质调查规范(1∶50000)》,从顶层设计开始,较好地解决了长期以来我国区域地质调查面临的理念、思路和方法等问题,首次构建了从基岩区到覆盖区一整套的区域地质调查规范,填补了覆盖区区域地质调查规范和技术要求的空白,初步形成重点成矿区带、能源盆地、重要经济区与新型城镇等不同地区技术指南,对推动我国的区调工作从山区走向平原、从单一服务资源型转向综合服务资源、环境及生态型起到重要作用。同时,在破除以往的“点—线—面”网格式填图工作量的硬性要求外,新规范还注重解决实际问题,科学规范工作量;强调地质实体的圈定,真实反映地质体特征,并建立归纳、提炼的填图单元(如侵入岩的岩套),以提升研究和认识程度。

    另外,新规范提出专题地质填图理念、思路和方法,即以解决特定问题或满足社会特定需求为目的、区域地质调查(填图)与科学和应用研究融为一体的、多学科相结合的地质调查与填图,推动科研与地质调查的融合。

    地质图是区调工作最重要的产品,也是推进区调改革向深向实的重要抓手。近年来,中国地质调查局聚焦需求、解决问题、创新表达、科学家填图等区调改革新理念,持续推进优秀图幅评选,不仅对区调改革起到重要的示范引领作用,同时也增强了填图人员的自信。

    2024年全国区域地质调查优秀图幅共评选出2幅特优图幅、13幅优秀图幅。

    其中,特优图幅广东贝岭镇幅由广东省佛山地质局完成。中国地质调查局地质填图科学家、广东省佛山地质局副总工程师邓飞介绍,该图幅紧扣区域地质调查的目标任务和基本原则,突出地质实体的填绘,详细表达了岩性岩相及各类蚀变,结合断层发育的数值模拟结果对断裂构造进行了分级表达,客观科学地展现了多个构造层的物质组成和变形特征。为探索区域地质调查的范式变革,团队还利用图幅岩矿鉴定成果,开发了粒度智能分析软件并投入使用。在查明成矿地质背景的基础上,图幅新发现稀有稀土矿(化)点24处,并首次在东南沿海火山岩带发现火山黏土型锂矿。依托填图成果设立的锂矿资源调查评价项目,已结合钻探控制含矿层分布范围和厚度,打造了区域地质调查成果快速转化支撑找矿的成功范例。

    中国地质调查局武汉地质调查中心完成的湖北总路咀幅,也获评特优图幅。中国地质调查局地质填图科学家、武汉地质调查中心正高级工程师田洋表示,在区域地质调查改革发展的新征程上,调查工作与科学研究结合得更紧密了,图幅表达的内容也更加丰富了。总路咀幅填图,瞄准扬子陆块早期陆壳生长与演化这一前沿科学问题,新发现10余处太古宙花岗质岩石,完善了地层—岩浆—构造事件格架,重塑了大别山早前寒武纪基底演化格局,同时为深化认识大别地区战略性矿产区域成矿规律提供了基底信息。

    充分利用地球物理、地球化学、遥感及钻探等技术方法,成为当前区域地质调查工作的发展方向。此次被评为优秀图幅的查哈阳农场四队幅,工作区位于大兴安岭及松嫩盆地西缘盆山结合带。中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心通过创新建立“剥离”覆盖层基底地质填图技术方法体系,有效解决了东北浅覆盖区地质填图和采样难题。

    得益于深度学习算法应用和中央处理器(GPU)算力不断提升,智能地质填图探索已取得一系列突破。

    中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心调查信息化室主任李丰丹在第四次全国区域地质调查工作会议上介绍,目前已形成了面向地质填图全过程、基于深度学习的填图对象识别以及人工智能地质图生成技术方法,能够应用于预研究、野外调查、综合研究等工作阶段,有利于提高填图精度、研究程度和工作效率,也有助于提高填图科学性,在解决重大问题过程中发挥作用。取得的示范成果,展现出人工智能在未来地质填图中的应用潜力。

    下一步怎么“改”:

    以陆块聚散与资源环境效应为主线,推进新一轮国家地质填图

    改革只有进行时,没有完成时。

    党的二十届三中全会对进一步全面深化改革、推进中国式现代化作出战略部署,擘画了进一步全面深化改革的宏伟蓝图。对标新形势、新要求和新使命,进一步全面深化区域地质调查面临新的机遇和挑战。

    2023年,新一轮找矿突破战略行动推进大会明确要求,“基础地质调查是找矿突破战略行动第一阶段必须要做好的基础性工作”“要尽快加强基础地质调查工作,填补我国矿产基础地质工作程度总体偏低的短板”。正视关键矿产供给保障的区调短板,加强重点成矿区带和能源盆地区域地质调查,守住国家能源资源安全底线,无疑是区调工作的重中之重。

    与此同时,陆域,我国地质构造复杂,地质灾害频发,风险隐患底数仍未查清,资源、环境、生态、空间、灾害等多要素关键地质问题相互交织,急需加强以地球多圈层演化协同研究为主的地质填图工作;海域,1∶25万海洋区调覆盖率与全面建设现代化海洋强国的要求相差甚远,急需进一步提升海洋区调的精度与广度。

    为彻底扭转工作程度总体偏低和精度不高的被动局面,第四次全国区域地质调查工作会议就进一步全面深化改革作出部署,下一阶段围绕标准更高、精度更细、效率更快、质量更优的工作要求,以陆块聚散与资源环境效应为主线,重点谋划推进新一轮国家地质填图,全力推进“一个计划”,协同构建“一个机制”,全面建设“四个体系”。

    中国地质调查局基础调查部相关负责人介绍,聚焦战略性矿产安全、能源转型、区域协调发展、海洋强国建设和原始理论创新五大服务领域,新一轮国家地质填图将重点开展重点成矿区带填图、能源盆地填图、重要经济区与新型城镇填图、重点海域填图和重大地质问题区填图,形成“五区”填图格局,系统解决制约全国资源与环境的关键基础地质问题。同时,布局陆域大地电磁、地球化学、地应力观测“三网”建设,以及地球物理、地球化学专项调查,进一步深化深部地质作用对成山、成盆、成藏、成矿、致灾等地质演化过程的认识;加快建设全国数字地质图“一张图”服务系统平台,为全社会提供优质产品服务。

    第四次全国区域地质调查工作会议强调,构建从中央到地方权责清晰、运行顺畅、优势互补、充满活力的央地合作、统筹部署、协同创新、成果共享的新机制。中国地质调查局要以快速提高国家区域地质调查工作程度为己任,推动与地方、企业和高校的需求对接、项目对接,推动形成全国区域地质调查“一盘棋”工作格局。各地要担起提升本地区区域地质调查工作程度的责任,将区调工作与促进地方经济社会发展紧密结合。央地合作开展新技术、新方法联合攻关、试点示范与推广应用,央地企共同推进数字成矿区带、数字盆地建设等,及时将各方调查成果汇入国家数字地质图平台。

    第四次全国区域地质调查工作会议还提出,加快打造国际化现代化技术方法和标准体系、用户友好的优质服务产品体系、高标准严要求的高水平管理体系和高素质高水平的人才队伍体系;强化预研究、预填图,做到野外路线填图带着问题填、有针对性地填,提高野外填图效率和填图质量。

    锚定现代化,改革再深化。

    夯实“百年区调”根基,中国的区域地质调查事业再次踏上新的征程,用下一个阶段的改革发展成果,擦亮这块“百年老店”的金字招牌。

    夯实地质工作之基——我国区域地质调查改革发展纪略

    时而平静,时而狂躁的海浪;时而温柔,时而如刀似剑的海风,还有海底神秘的暗流造成“颠簸”—这是海上工作与生活永恒的旋律。然而,即使在波涛汹涌、暗流涌动中,“梦想”号上的科学家却能够平稳的实施科学钻探。“梦想”号可以在6级海况下正常作业、16级台风下安全生存,仿佛在吟唱“不管风吹浪打,胜似闲庭信步”。

    什么是三级动力定位系统?

    “梦想”号能如此的“稳”,很大原因是该船配备了三级动力定位系统(DP-3)。动力定位系统因其不依赖抛锚或系缆、部署和撤离迅速、对水深不敏感等优点,被广泛应用在深海油气开发、潜水作业、海底管道和电缆敷设及科学考察等方面。它的工作原理是,计算机通过控制推进器的推力大小和方向,以对抗由风、浪、流等造成的外部作用力,从而使船体位置和船头朝向保持不变,保证船体稳稳地保持在同一个定位。在“梦想”号上,动力定位控制系统中的传感器、位置参考系统和控制器均采用冗余设计,动力和辅助系统分布在三个防火分隔区域。这样设计的优势是,任何单个舱室的动力系统一旦发生故障,其它舱室的依然能发挥作用,这就是三级动力定位系统。

    动力定位示意图

    动力定位系统是如何知道自己的位置?

    精确的位置测量是动力定位系统的基础。“梦想”号安装了6套位置参考系统,分别基于卫星和声呐等两类不同的工作原理。其中,3套差分全球卫星定位系统,1套北斗卫星定位系统,2套超短基线声呐定位系统,所有系统的位置测量精度都达到分米级别,并不受作业区域的影响,任何一套位置参考系统都能满足定位要求,大大地提升了动力定位系统的可靠性。如遭遇太阳风暴,卫星定位系统可能会受到影响而失效,这时2套声呐定位系统依然能够保证动力定位系统有可靠的位置参考。

    动力定位系统的大脑—动力定位控制器

    动力定位控制器是动力定位系统的大脑,它接收位置测量、风速风向、船舶姿态以及艏向等信号,通过精密计算,输出正确的控制信号以控制推进器的转速和转向,这样就能使船舶保持在设定的位置和艏向上。三级动力定位系统配置了三个控制器,其中一个作为主控制器,其输出信号控制推进器。当主控制器故障时,另外一个控制器将自动切换为主控制器,实现定位功能不受影响。因此三级动力定位系统可靠性非常高。

    动力定位系统用的电从哪里来?

    “梦想”号安装了七台推进器,采用全电力驱动,为动力定位系统提供动力。为了保障电力供给的稳定,“梦想”号采用了闭环电网技术,即将多个中压配电板首尾互联,形成一个环形的供电网络。与传统的分段电网相比,闭环电网可减少运行发电机的数量,提高发电机的效率,还能减少发电机运行时间,降低维护成本。此外,闭环电网还具有容量大、抗冲击能力强、可靠性高、使用灵活的特点。然而,闭环电网中可能会出现的短路、接地和发电机故障等将会影响其他配电板和发电机的正常运行。为了避免上述情况的发生,“梦想”号闭环电网采用了先进的计算机综合保护系统和高级发电机保护技术,实现了对电网及发电机故障点的精准判断和快速切除。

    目前,闭环电网技术在船舶的应用并不多,主要应用于深水钻井平台或者钻井船等发电机装机数量较多的工程船舶。据了解,国内只有“蓝鲸二号”和“海洋石油982”等钻井平台采用了闭环电网,并完成实船短路实验。而“梦想”号的闭环电网也已完成实船接地和短路实验并通过中国船级社和挪威船级社的验收,在我国钻探船中尚属首例。

    闭环电网示意图

    节能法宝——蓄能蓄电池系统

    三级动力定位船舶作业时平均日耗油能高达40多吨,产生高昂运营成本的同时也造成环境的污染。“梦想”号作为全球最先进的大洋钻探船,配备了蓄能蓄电池系统,这好比汽车的混合动力系统。它如同一台大型不间断电源,在发电机发生故障时快速投入,代替故障发电机实现对电网的支撑。这样不仅能确保运行负载不受影响,使电网稳定、可靠,还能减少动力定位时发电机的运行数量,增加在线发电机的功率,提高柴油机的效率,降低油耗。它还能够存储液压钻机下行时产生的再生电能,实现能量回收和利用。由此,还能减少钻机由势能转化为热能所需的冷却水量,从而降低冷却水泵的能耗,实现进一步节能。此外,蓄能蓄电池系统通过削峰填谷功能实现稳定电网,减少发电机启停次数,降低发电机机械磨损,延长大修时间,节约维护成本。“梦想”号的蓄能蓄电池闭环电网比传统的电网节约超15%的油耗。

    “维稳”高手——能量管理系统

    “梦想”号的能量管理系统由功率管理系统和电池管理系统组成,将它与动力定位系统密切配合,为科学钻探作业的稳定安全实施立下了汗马功劳。为了节能增效、维持电网稳定,能量管理系统使出了2大“高招”。高招1:利用动力定位系统预测推进器负荷,通过提前调节发电机的频率,实现对动态负载的补偿,以减少电网频率的变化。高招2:根据电网中发电机以及蓄能蓄电池系统所能够承担的最大负载变化率(千瓦/秒)来控制大型负载的功率变化速度,实现动态负载的惯性补偿,减小电网波动,进一步增强电网的稳定性,减少在网发电机的数量,提高发电机的运行效率,实现节能增效。

     
    “梦想”号:不管风吹浪打,胜似闲庭信步

    自然资源部的组建主要是为统一行使全民所有自然资源资产所有者职责,统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责,着力解决自然资源所有者不到位、空间规划重叠等问题,实现山水林田湖草整体保护、系统修复、综合治理。这里的“统一”、“整体”、“系统”、“综合”都源于自然资源的综合观,与此相关的另一个重要视角是动态观。因此,自然资源统一管理需要对自然资源的综合观和动态观有一个全面的认识。

    自然资源的内涵与分类

    1. 概念及其含义

    自然资源包括地球表面积(空间)、土壤肥力、地壳矿藏、水、野生动植物等。

    自然资源的范畴随着人类社会和科学技术的发展而不断变化。人类对自然资源的认识,以及自然资源开发利用的范围、规模、种类、数量和深度,都在不断发展,现在把环境质量和生态服务也视为自然资源,而且人们对自然资源已不再是一味开发利用,而是发展出保护、治理、抚育、更新等观念。

    自然资源与生态环境是两个不尽相同的概念,但具体对象和范围又是同一客体。因此有人把自然资源和生态环境比喻为一个硬币的两面,自然资源是人类社会从生态环境中获取的初始投入。同时,自然资源不仅是一个自然科学概念,也是一个人文社会科学概念。

    2. 自然资源的分类

    自然资源可划分为“可更新”与“不可更新”两大类。可更新资源是在人类时间尺度上可天然再生的有用物品。“可更新”是一个相对而不是绝对的概念,取决于人类认识和利用,某些“可更新”资源在一定时间周期和空间单元上可能被看作“不可更新”资源。可更新资源可分为两个亚类:一类为恒定性,太阳能、风能、光能、大气等,这些资源基本上是恒定的,不受人类利用的影响;一类为是临界性,如土地、森林、动物、水质等资源。临界性资源,若其利用强度不超过可更新能力,能保持自然再生;如果加以管理以人为地增加流量,还能维持较高的利用水平。不可更新资源,又称储存性资源,储存在地壳当中而且不可再生。这两类资源的划分相对的。

    自然资源的综合观

    1. 生态系统的整体性

    生态系统是由各种生态因子组成的一个整体,包括生物因子和非生物因子两大类。前者包括植物、动物、微生物,尤其是人类活动(狩猎、放牧、垦殖、灌溉、采伐、采矿、建设、污染等)。后者包括诸如气候(日照、温度、湿度、降水、风等),地质(地质构造、岩石、矿物),地形(地貌形态、高度、坡度、坡向),土壤(基质、质地、养分、水分、团粒结构、肥力)、水(水量、水质)等因子。

    生态系统内各生态因子之间相互影响,相互作用,相互依存,相互制约,其中一种因子的改变必然会引起其他一系列因子的改变。这种关系不仅存在于各非生物因子之间和各生物因子之间,也存在于生物因子与非生物因子之间。不仅环境作用于生物和人类,生物和人类也反过来影响环境。

    2. 生态系统服务与人类福祉的关联性

    生态系统服务是生态系统在自然资源生态过程中形成和维持的、人类生存和发展必不可少的环境条件与效用,是人类直接或间接从生态系统中获得的所有效益。生态系统给人类提供各种服务,包括供给服务、调节服务、文化服务以及支持服务。

    3. 自然资源利用的综合性

    各种自然资源的利用相互联系、相互制约,构成一个整体系统。例如,开发利用土地资源离不开利用水资源,开采和冶炼金属矿需要配合利用能源。更重要的是,开发利用一种自然资源会造成一系列生态环境影响。即使是不可更新资源,其存在也总是和周围的条件有关;特别是当它作为一种资源为人类所利用时,必然会影响周围的环境。如开采矿石使土地废弃,排出废物和消耗能源也不可避免地给环境带来影响。

    此外,各地区之间的自然资源利用也相互影响。

    由此可见,自然资源的整体性主要是通过人与资源系统的相互关联表现出来的。人类通过一定的经济技术措施开发利用自然资源,在这一过程中又影响生态环境,人与自然资源之间构成相互关联的一个大系统。

     

     

    图1 经济增长主导因素在不同经济社会发展阶段的演变

    4. 自然资源管理的统一性

    自然资源的综合性和整体性决定了自然资源管理必须是统一的。将国土资源部的职责,国家发展和改革委员会的组织编制主体功能区规划职责,住房和城乡建设部的城乡规划管理职责,水利部的水资源调查和确权登记管理职责,农业部的草原资源调查和确权登记管理职责,国家林业局的森林、湿地等资源调查和确权登记管理职责,国家海洋局的职责,国家测绘地理信息局的职责整合起来,将土地、矿产、湖泊、河流、湿地、森林、草原、海洋统统划到自然资源部之下进行综合管理。

    自然资源的动态观

    1. 自然资源的动态属性

    资源概念、资源利用的广度和深度都在历史进程中不断演变。一般说系统的结构越复杂,其对外界的干扰也具有较大的抵抗能力,而组成和结构比较简单的生态系统,对外界环境变化的抵抗能力则比较差。

    在“人类-资源生态系统”中,人类已成为十分活跃、十分重要的动因,系统的变动性更加明显。正的方面如资源的改良增值,人与资源关系的良性循环;负的方面如资源退化耗竭。人类应当努力了解各种资源生态系统的变动性和抵抗外界干扰的能力,预测人类-资源生态系统的变化,使之向有利于人类的方向发展。

    2. 资源价值随人类需要和能力的发展而变化

    自然资源本质上是自然环境和人类社会相互作用的一种价值判断与评价,是以人类利用为标准的。人类的能力和需要创造了资源的价值。虽然地球的总自然秉赋本质上是固定的,但资源却是动态的,没有已知的或固定的极限。迄今的资源利用史就是不断发现的历史,对基本自然资源的定义在不断拓展。

    历史上的技术革新,从原先无价值或未利用的自然物质中突然创造出各种资源。自然界中生态环境质量资源的价值虽然不直接伴随技术和经济条件而变化,但响应于人类价值、需求和生活方式的变化,而不断产生新的意义。随着人们越来越相对富足,他们才有能力将注意力转向非物质的生态环境价值。

    3. 主导自然资源的演进

    人类社会发展过程中,人口不断增多,生活水平不断提高,对自然资源的需求不断增加。同时,随着人类认识能力尤其是科学技术不断进步,自然资源的概念不断演进,对自然资源的开发利用,在种类、数量、规模、范围上都不断扩展。

    主导自然资源随社会发展不断演变。20世纪50年代以前,石油都采自陆地;现在人类已在海洋开采石油。其他资源的开采范围也在向海洋扩展,未来的人类很可能会到月球、火星上去开采资源。“洪水猛兽”曾被看作灾难,但当人类有能力驾驭它们以后,也可以变为资源。

    工业化以来,人类社会的资源结构、经济活动及其对生态环境的影响在不断发生变化。前工业化时期,主要开发利用普遍存在的天然资源(可称第一资源)。而附加了人类投入的自然资源(可称第二资源)如矿产品、农副产品等,在进入工业化初期时开始显现其重要性,在工业化中期更占主导。工业化后期,包括第一资源和第二资源在内的物质性资源地位逐渐下降,而智力、生态环境等非物质性资源地位逐渐上升,乃至占据主导地位。

    4. 资源承载能力的动态性

    承载能力最初是指一定范围内的生境(或土地)可持续供养的最大种群(或人口)数量。“可持续”意味着资源利用应限制在一定水平上,从而不使环境发生显著变化,而使资源生产力得以长期维持。

    资源承载能力受投入水平、技术进步等因素的影响,是动态变化的。生态系统处于不断的演替过程中,这种演替受多种生态因子影响。按其作用可归为两类因子:利导因子和限制因子。整个系统就是在这种组合“S”型的交替增长中不断阶梯式地演进和发展,不断打破旧的平衡,出现新的平衡。

    5. 自然资源在社会经济发展中作用的变化

    人类社会的发展先后经历了狩猎-采集文明时代、农业文明时代、工业文明时代,社会的经济总量在不断增长。进入工业文明时代以后,人类社会生产力水平大幅提高,人类利用资源、改造自然的能力大大增强。在工业文明初期,资本以其稀缺的特性和在经济发展中可以带来规模效益而成为该时期的主导发展要素。在工业文明中期,技术的优势逐渐显现出来,技术成为该时期主导发展要素。到了工业文明后期,随着计算机等各种通信设备的不断完善,信息逐渐在经济发展中上升为主导发展要素。由于工业文明时期人类社会的发展观基本上偏重于经济增长,导致人与自然矛盾日渐突出。人们在经济增长的同时,注意到与资源、环境和谐的必要性,人类社会的发展将不可避免地进人一个新的文明时代,即生态文明时代。以资源、环境相和谐为主要特征的“生态化”将在未来的经济发展中居于主导发展要素的地位(如图1)。

    这一演替规律表明,劳动、自然资源、资本、技术、信息以及未来的生态化先后成为人类社会经济发展的主导发展要素,在人类社会的经济增长中发挥重要作用。虽然主导发展要素不断更迭,但是这并不意味着先前的主导发展要素不再发挥作用;只是先前的主导发展要素不再居于主导地位,但依然起到重要作用,且其形式也随着经济的发展不断适应变化。对于一个当前处于工业化初期的区域来说,其经济的跨越式发展必须同时兼顾劳动力、资本、技术、信息、生态等多个主导要素的更替。

    回顾各生产要素在不同经济社会发展阶段中重要性的演变过程,可以看到,自然资源是经济社会发展的必要条件,但不是充分条件。在自然资源与经济社会的相互关系中,自然资源毕竟处于被动地位。自然资源只能提供人类活动的条件和可能性,只有依靠人类的努力,才能把这种条件和可能性变为现实。资源优势转化为经济优势的根本动力在人、规划管理和体制等经济社会条件。为什么在相似的自然环境下会出现生产力水平悬殊的情况?为什么自然资源和自然条件较差的一些国家和地区也能率先进入发达社会?这不是自然资源禀赋的差异所能够解释的。

    自然条件和自然资源的影响是不断变化的,而且变化是有规律的。制约这一变化的主导因素是生产力水平。生产力的发展水平左右着人与自然间的相互关系。生产力水平越低,人们对自然的依赖性越大。生产力水平越高,人们对自然的依赖性越小,人们利用自然的程度就越高。生产力水平提高的结果,并不是人们可以离开自然,而是更深入地利用自然。从这个意义上说,生产力水平提高以后,人与自然的关系更加密切了。

    总之,自然资源对一个国家经济发展和社会繁荣的重要意义自不待言,但在发展阶段不同的国家或地区,自然资源所起的作用却不尽相同。随着发展阶段的提升,自然资源的作用会逐渐减弱,而资本和人力资源的作用会越来越显著。

    (作者单位:蔡运龙:北京大学;王尧:自然资源部中国地质调查局发展研究中心。本文获授权发布)

    树立自然资源的综合观与动态观

    4月22-23日,应地调局武汉地调中心油气地质室主任陈孝红研究员邀请,重庆涪陵焦石坝国家级页岩气示范区地质和压裂试气一线专家舒志国、龚起雨、袁发勇等到鄂宜页1HF井压裂现场考察,对鄂宜页1HF井压裂效果和下一步工作进行指导。

    专家亲临压裂现场指挥室,仔细观察了压裂施工曲线,随后在项目部听取了鄂宜页1HF井前期压裂施工汇报及下一步施工技术方案。经过专家审阅、质询、交流与讨论,专家组认为本井前期施工严格按照设计要求执行,坚持“主缝+复杂缝”的指导思想,不断优化“中途携粉砂动态转向+中途转胶液+提升排量”组合措施,有效地提高了裂缝复杂度,保证了施工质量。专家对后期施工提出了三点具体建议:一是在压力窗口允许下,大胆施工,提高支撑剂铺置范围;二是在后期液氮伴注过程中,密切关注液氮摩阻、静液柱密度带来的施工压力变化;三是根据前期施工过程中的地层物性,进一步完善压后返排方案。

    鄂宜页1HF井压裂施工设计26段,会议召开前已完成18段。本次会议及时总结了前期工作的经验,对后期施工可能存在的困难和问题进行了梳理,为顺利完成后续压裂施工提供了保障。

    武汉地调中心召开鄂宜页1HF井压裂施工现场研讨会

    全球非常规天然气资源量约923万亿立方米,其中近半数为页岩气,其资源量(456万亿立方米)与常规天然气(378万亿立方米)相当。美国是开发页岩气资源最早、最成功的国家之一。已发现的页岩气盆地主要是分布在以 Appalachian盆地为主的东部早古生代前陆盆地带、以 Fort Worth盆地为代表的南部晚古生代前陆盆地带、以 San Juan盆地为代表的西部中生代前陆盆地带以及以 Michigan 盆地和 Illinois盆地为代表的古生代—中生代克拉通盆地带。

    Appalachian盆地位于美国东北部,是美国石油工业的发源地,也是目前页岩油气资源勘探开发的主要盆地之一,其中的Marcellus页岩是北美洲最高产的区带之一。尽管Marcellus页岩区带仍是Appalachian盆地中具有低风险、高质量的资源区域,但是该区域内很多业内领先的生产商都在逐渐将他们的注意力从Marcellus页岩转向其下覆地层,美国能源部化石能源办公室认为“就厚度和延伸范围等方面而言,Marcellus页岩下方的Utica页岩的油气勘探开发潜力更大”。Utica/Point Pleasant页岩属于目前美国页岩气产量增长最为迅猛的页岩区带之一。

    我国页岩气资源丰富,勘探开发前景广阔,目前已在四川盆地及周缘多个区块取得海相页岩气勘探开发突破。四川盆地具有与美国东部典型盆地(如Appalachian盆地)相似的构造演化和地质条件,均为古生代沉积的海相盆地,页岩气勘探前景良好。美国典型盆地的页岩气开发为我国的页岩气开发展示了良好的前景,对我国页岩气的高效开发具有重要的参考意义。

    中国地质调查局地学文献中心(中国地质图书馆)文献情报室依托地调局二级项目“地学情报综合研究与产品研发”,针对美国Appalachian盆地石油天然气研究协会(AONGRC)和西维吉尼亚大学的相关研究成果组织编译了《Appalachian盆地Utica页岩勘探开发地质成藏手册》专辑,旨在为国内页岩气勘探开发提供借鉴。

    《Appalachian盆地Utica页岩勘探开发地质成藏手册》专辑集合并包含了不同尺度下进行的研究成果,范围涵盖了从盆地规模的地层和构造,到储层中因有机质生气而成的纳米级孔隙。主要包含三大方面内容:①描述和评估了Utica页岩和Appalachian盆地北部相应岩层的岩性、烃源岩、地球化学特征、地层发育特征、沉积环境及储层特性;②通过区域填图、钻井活动和生产动态跟踪的整合,确定了Utica石油和天然气富集区;③通过本研究过程中收集的地质和地球化学数据,提供了基于生产和体积计算的Utica资源量评估。第一章对Utica页岩的地质研究进行了简要介绍,包括所有数据的访问、组织和管理。第二章为Utica钻探活动和生产动态跟踪成果。第三章描述了整个研究区域Utica和与之相应的岩层的岩相特征。第四章阐述了测井分析、相关对比和填图成果。第五章介绍了岩心研究结果,包括沉积环境的解释。第六章涉及无机地球化学研究成果。第七章介绍了Utica源岩的地球化学发现和解释。第八章提供了储层孔隙成像和孔隙度/渗透率数据。第九章为资源评估结果。第十章为Appalachian盆地北部Utica区带开发的总体结论及意义。参考文献的完整清单包括在第十一章中。

    后续地学文献中心还将完成《东得克萨斯和路易斯安那州西部Haynesville页岩气地质》专辑,敬请关注。

     

    中国地质调查局地学文献中心完成《Appalachian盆地U...

    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

    从“中国制造”迈向“中国智造”,需要一座桥梁

     

    2015年6月15日李克强总理考察工业和信息化部,听取了推进“中国制造2025”、重大装备研制和标准制定、“互联网+制造”等情况介绍。

     

    中国的中原地带,郑州一处厂房内,橘色的六轴机器人正在精准抓取各式各样的零部件,一切井然有序;地处华南的东莞,一家公司计划投入1000个机械手,开建“无人工厂”。在美国缅因州,一位消防队长使用产自中国深圳的无人机,为困在河中石头上的一名男孩提供救生衣;在阿根廷首都布宜诺斯艾利斯,一辆辆技术先进的中国造列车在核心城区与周边卫星城之间穿梭,每天运送乘客约34万人次。

     

    这些故事在上世纪90年代还令人难以想象——当IBM公司研发的智能机器人“深蓝”战胜当时等级分排名世界第一的国际象棋选手加里=卡斯帕罗夫时,中国在全球制造业总产值中占比还不到3%,如今这一数字已接近25%,稳居全球第一制造业大国的位置。

     

    不过,在李克强总理看来,“中国制造”虽然在过去创造了畅销全球的辉煌,但仍有很大的提升空间。他在今年两会《政府工作报告》中首次提出“中国制造2025”这一雄心勃勃的计划,将大力推动信息化与工业化深度融合作为未来10年“中国制造”主攻方向。

     

    2015年3月25日的国务院常务会议,部署加快推进实施“中国制造2025”,实现制造业升级。李克强强调,中国还处于工业化进程中,制造业仍是国民经济的重要支柱和基础,丝毫不能忽视。

     

    如果检索李克强就任总理以来的历次国务院常务会议,就会发现这一行动计划有着清晰的脉络——迄今为止召开的100次国务院常务会议,至少有11次议题与提升“中国制造”直接相关。

     

    这是李克强总理最关切的议题之一。“中国经济发展到今天,再依靠廉价劳动力推动已经难以为继。但在装备制造行业,我们还有巨大的发展提升空间。”在今年6月17日的常务会议上总理说,“如果中国制造重点从消费品转向中国装备,就能切实推动中国经济大大升级,进而迈向中高端。”

     

    ■ 让中国制造“十年磨一剑”,十年上一个新台阶

     

    经历了近3年时间制定而成的《中国制造2025》,被视为“用三个10年完成中国从制造业大国向制造业强国转变”的第一个10年路线图。

     

    今年5月19日国务院公布这份纲领性文件时,分析人士立刻注意到,其中内容都在国务院常务会议上直接讨论过。譬如加大金融对制造企业“走出去”的支持;部署加快发展现代职业教育,为中国制造输送人才;决定推进第三方物流与制造业融合发展;推进快递业与制造业联动发展。

     

    2015年3月25日的国务院常务会议,总理针对“中国制造2025”行动规划指示:“不能‘眉毛胡子一把抓’,方方面面全写上。那就没重点了。”

     

    他进而阐释,做方案不能“大而全、喊口号”,而要明确方向、细化标准、突出重点,要把工作做细做实。总理对规划中列出的“绿皮书目录制度”表示欣赏,认为这份目录明确了中国制造重点领域今后的升级方向、标准和重点,财税、金融、人才等政策都要给予倾斜。

     

    李克强最后说:“所谓有所为、有所不为。只要在某些领域能完成突破,就能为未来打一个很好的基础,让中国制造‘十年磨一剑’,十年上一个新台阶!”

     

    ■ “中国制造2025”及时出台恰逢其时

     

      2014年10月10日,中德经济技术论坛上,李克强总理将一只精巧的鲁班锁送给德国总理默克尔。他说,这是中国天津中德职业技术学院学生的作品,寓意中德制造业深度融合。摄影 中新社记者 刘震

     

    2014年10月访问德国时,李克强总理向德国总理默克尔赠送了一个“神秘礼物”:一把由3名中国学生用德国机床制作的“鲁班锁”。

     

    鲁班被公认为中国工匠鼻祖,而“德国制造”则是现代制造业的标杆。有评论这样解读总理向默克尔赠送“鲁班锁”的深意:1000多年的故事和100多年的故事这样相遇,全球最大制造国与最精良制造国之间的合作令人期待。

     

    事实上,当人们提及“中国制造2025”时,往往会以德国的“工业4.0”作比较。这个提法最早出现在2013年德国汉诺威工业博览会上,并很快上升为德国的国家战略,旨在支持工业领域内新一代革命性技术的研发与创新。

     

    通过技术进步和产业政策调整重获制造业优势,几乎是所有工业强国的选择。为此,美国制定了“再工业化”、“先进制造业伙伴计划”;日本开始实施“再兴战略”;韩国抛出了“新增动力战略”;法国也提出“新工业法国”。

     

    在众多工业强国纷纷出台各种工业升级计划之时,“中国制造2025”及时出台恰逢其时。英国《经济学人》杂志评价说,很多人都理所当然地认为,到了一定时候,中国这一制造业大国就会因后劲不足而将“接力棒”交给其他国家,但如今中国不仅没有松手,反而把棒捏得更紧了。

     

    梳理新一届政府组成以来召开的国务院常务会议,“互联网+”与中国装备“走出去”被视为李克强为“中国制造2025”找到的两个加速器。他反复强调,要推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合。

     

    ■ 推进“中国制造2025”的关键,是推进“中国‘智’造”

     

    李克强总理曾在去年一次国务院常务会上提及一个故事:10多年前他到欧洲考察,在一家企业参观时,一位技术工人浇灌出来的金属棒,“一个气泡都没有,机器都没他做得好!”当时那家企业负责人介绍说,这位工人的年薪超过20万欧元,“比负责人的工资都要高”。

     

    “我们最缺乏的正是这样的高级技工。”李克强说。当天常务会的议题之一是培养数以亿计的工程师、高级技工和高素质职业人才,提高中国制造和中国装备的市场竞争力,促进经济提质增效升级。

     

    在为“中国制造”绘制行进路线图时,李克强一直突出强调“人才”和“创新”的作用。“推进‘中国制造2025’的关键,是推进中国‘智’造。”他在2015年6月17日的常务会议上指出,“‘集众智者成大事’,要通过大众创业、万众创新,用亿万人层出不穷的新鲜点子,激发市场活力,真正推进中国制造的智能转型。”

     

    有评论称,从“中国制造”迈向“中国智造”,需要一座桥梁。这座桥梁就是“中国制造2025”。

    国务院常务会议回顾解读(五):“中国制造2025”:...

     用开放形成倒逼机制,用开放带动新一轮改革 

      

      

     

    2014年9月18日,上海自贸区用3张桌面向总理展示负面清单管理的探索:绿色桌面堆满改革前限制措施的186份文件,蓝色桌面摆着被调整的151份文件,橙色桌面上是目前留存的35份文件。总理指着空出大半的橙色桌面说,要继续压缩负面清单,给市场“让”出更大空间! 

     

      世界著名速递公司联邦快递的董事会主席施韦德,获得了中国总理李克强一个承诺:中国会更加广泛、有序地开放市场,让物流业形成更加公平竞争的市场。 

     

      当然,他同时也得到李克强一个善意提醒:要充分做好与中国同行竞争的心理准备。 

     

      这是发生在2014年3月举行的中国发展高层论坛年会上的一幕。 

     

      半年后,李克强总理主持召开的一次国务院常务会议上,决定全面开放国内包裹快递市场,对符合许可条件的外资快递企业,按核定业务范围和经营地域发放经营许可。 

     

    “进一步开放国内市场,让国内外快递企业同台竞争,有利于倒逼国内企业更好改善经营管理、提升服务水平,让广大消费者有更多选择。”李克强明确说道。 

     

    过往的国务院常务会议中,这样的情形并不鲜见。截至目前,至少有13个议题直接与“开放”相关。 

     

      开放,与改革一样,成为本届政府的最鲜明的标签。召开常务会的国务院第一会议室,敞开着通往世界的大门。 

     

    ■ 关起门来发展的结果就是保护落后 

     

      观察这扇大门,可以选择2014年4月30日,当天常务会议的一项议题是部署支持外贸稳定增长和优化结构等有关工作。 

     

    会上,李克强明确要求将便利化通关政策的表述由“继续推进试点”改为“全面推进”。“我们要加快改革进程。‘一次申报、一次查验、一次放行’的政策就别再‘试点’下去了,要直接‘全面推进’,为企业提供更多便利。”他这样强调。 

     

      观察这扇大门,也可以选择2014年9月29日,当天常务会议的一项议题是确定加强进口的政策措施,促进扩大对外开放。 

     

    “过去有人总觉得,要关上贸易大门,好像这样才能保护我们的工业。”李克强指着手里的文件强调,“但事实上,关起门来发展的结果就是保护落后。要真正让企业‘走出去’,在开放中提高创新能力和竞争力。” 

     

      观察这扇大门,还可以选择2015年6月10日,当天常务会议的一项议题是部署促进跨境电子商务健康快速发展,推动开放型经济发展升级。 

     

    “跨境电商不是简单的‘国内老百姓买国外商品’,大量的是企业进出口业务,是用‘互联网+外贸’,实现‘优进优出’,带动实体店和工厂的发展,同时也会有力地促进就业。”李克强说。 

     

    “优进优出”是李克强总理根据国际经济深刻变化所提出的应对战略。他指出,要推动中国外贸从过去“大进大出”转向“优进优出”,形成开放型经济新格局。这有利于培育对外开放新优势,使中国经济和世界经济在更高层次上深度融合。 

     

    ■ 负面清单逐步减少,大大提升了自贸区的开放度

     

      许多关心中国经济的人都记得2013年7月3日,那天的国务院常务会议通过了《中国(上海)自由贸易试验区总体方案》,这被视为中国将进一步扩大对外开放的重要信号。 

     

      一年多以后,2014年12月12日的国务院常务会议公布,中国将在广东、天津、福建特定区域再设三个自由贸易实验区。 

     

      这并不是一个简单的增量变化,其深远意义在于,由上海自贸区探索带来的政府职能转变与扩大开放的举措正在全国范围内推广。 

     

    李克强总理明确指出:“我们要用开放扩大内需,用开放形成倒逼机制,用开放带动新一轮改革。” 

     

    在2014年夏季达沃斯的开幕致辞中,李克强详解本届政府开出的三张“清单”:政府要拿出“权力清单”,明确政府该做什么,做到“法无授权不可为”;给出“负面清单”,明确企业不该干什么,做到“法无禁止皆可为”;理出“责任清单”,明确政府该怎么管市场,做到“法定责任必须为”。 

     

    他明确表示,中国在上海搞自贸区试验,探索准入前国民待遇加“负面清单”管理模式,这意味着向外资更多地开放,实行对内外企业一视同仁的开放。同时,政府要靠“权力清单”和“责任清单”来保证市场竞争是讲信用的、公平的、合理的。 

     

    有研究者注意到,2015年版自贸区“负面清单”包含122项特别管理措施,而2013年我国首份“负面清单”则包含190项,2014年减为139项,“负面清单的逐步减少,大大提升了自贸区的开放度”。 

     

    “自贸区是重要的顶层设计探索,意义堪比中国上世纪80年代沿海开放战略、1992年邓小平南巡、2001年加入WTO的三次扩大开放。”有媒体这样评论。 

     

    ■ 用开放倒逼改革,促进国内企业在国际市场上转型升级,提高竞争力 

     

      

      

    3月23日,国务院总理李克强在北京人民大会堂会见来华出席中国发展高层论坛2015年年会的境外代表,并同他们座谈交流。李克强指出,中国政府正在推进新一轮高水平对外开放。我们将继续放宽市场准入,重点扩大服务业开放,同时加强知识产权保护,为外商营造稳定透明的政策环境、高效规范的行政环境和公平竞争的市场环境。中国对外开放的大门会越开越大。希望在华外资企业把握中国经济发展大势,共享中国发展机遇,实现共同发展。新华社记者 庞兴雷 摄 

     

      2015年3月,时隔一年,李克强总理再次会见来华出席中国发展高层论坛年会的境外代表。 

     

      面对世界500强企业负责人、诺贝尔经济学奖得主、国际知名经济评论员等,总理表示:中国政府正在推进新一轮高水平对外开放,将继续放宽市场准入,重点扩大服务业开放,同时加强知识产权保护,为外商营造稳定透明的政策环境、高效规范的行政环境和公平竞争的市场环境。 

     

    “中国对外开放的大门会越开越大。”李克强承诺。 

     

    而在国务院常务会议上,总理反复强调“开放”之于中国经济的战略意义。就在决定全面开放国内包裹快递市场的那场常务会上,他讲起自己一周前在上海自贸区考察时的经历。他强调,中国未来发展必须进一步扩大开放,“要用开放倒逼改革,促进国内企业在国际上转型升级,提高竞争力”。 

     

    “中国人勤劳、有智慧,也有自信。在新业态快速发展的情况下,既要促进我们的企业与外国企业在国内同一起跑线上公平竞争,也要支持我们的企业走出国门与外国企业公平竞争。”李克强语重心长地说道,“中国经济长期保持中高速增长、迈向中高端水平,必须统筹国际国内两个大局,利用好国际国内两个市场。” 

    国务院常务会议回顾解读(二):开启新一轮高水平对...

    (一)自主成功研发深海浅软地层大口径水平井技术

    深海浅软地层完成水平井建井

    该成果由中国地质调查局广州海洋地质调查局牵头,中国地质调查局勘探技术研究所、中国石油集团海洋工程有限公司等单位共同参与完成。牵头完成人为叶建良、秦绪文、谢文卫、刘春生。其主要进展及创新:

    1.创造了深海浅软未固结地层17-1/2″井眼造斜率>15°/30米的世界造斜新纪录。研发了专用大直径高造斜钻具,创新软弱未固结地层的水平井定向钻进工艺,经过4个试验场累积12824米试验,在水深大于1200米的试采井现场施工中实现连续8个靶点高精度中靶,确保了井身轨迹精准穿越储层地质甜点。

    2.首次采用开路钻完井技术钻开储层,大幅度拓宽了钻井液安全密度窗口,有效解决了未固结浅部地层易破裂等问题。综合优化利用施工平台双井架同时作业,实现浅软地层水平井安全高效建井。

    3.创新研发了动力导向下套管技术,攻克浅软地层中高造斜率大直径套管下入难题。利用动力导向工具引导套管下入,大幅度降低管柱下入摩阻,减少粘附卡钻风险,避免新井眼的产生,创造深水浅软地层套管下入纪录。

    4.研发全球领先的第四代“慧磁”高精度中靶系统,拓展了姿态测量模式,并提高了仪器的探测距离和测量精度,精准控制监测井与试采井间距,为实现储层精确监测提供了技术保障。

     

    (二)干热岩高效控缝控震压裂和高温硬岩多靶点精准定向钻井技术取得突破

    青海共和 GH-01 井压裂现场

    该成果由青海共和盆地干热岩勘查与试采科技攻坚战指挥部牵头,中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等单位共同参与完成。牵头完成人为叶成明。其主要进展及创新:

    1.自主攻关形成干热岩裂缝定向控制压裂技术,以裂缝系统净压力控制为关键手段,调整工艺和参数,研发应用超高温、长效封堵暂堵转向剂促使裂缝向高应力方位延伸,达到有效控制裂缝走向和延展距离的目的。

    2.基本掌握干热岩压裂高效控震技术,建立多场耦合三维地质模型,评价诱发地震风险。采取填砂封堵敏感结构面、无级变速压裂缓停泵、中小排量连续泵注等工艺,减缓压裂诱发地震。实时获取诱发地震信息,动态评价诱发地震风险,指导压裂参数调整。

    3.创新建立微地震-时频电磁高精度裂缝联合观测系统,实时获取微震响应和裂缝延展特征,形成了适合干热岩压裂微震监测的高精度微地震监测技术,支撑压裂工艺参数调整和诱发地震风险管控。

     

    (三)新发现和厘定鲜水河木格措南全新世活动断层与色拉哈挤压阶区并有效服务重大工程规划论证(略)

     

     (四)智能滑坡监测预警系统研发与地质灾害隐患遥感识别技术取得突破并成功应用

    滑坡仪-GNSS位移监测设备

    该成果由中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局地质力学研究所等单位共同参与完成。牵头完成人为邢丽霞、殷跃平。其主要进展及创新:

    1.第Ⅰ代滑坡仪定型试制。融合应用新型微机电传感、北斗高精定位、天-地窄带物联、人工智能等多学科技术,突破低耗采集、变频监测、组网定位与多模通信等关键技术瓶颈,可靠性不断提升,达到95%优秀级;集成度大幅提高,实现多测项按需集成。

    2.智能预警系统多级应用成效显著。系统实现“建设-运行-维护”全流程在线管理,并构建了“人机结合”决策模式与技术流程,初步实现人机综合研判。

    3.“1+4”监测预警技术标准体系初步形成。构建1总4分技术标准体系,其中《地质灾害专群结合监测预警技术指南》《地质灾害监测数据通讯技术要求》已印发执行。

    4.隐患识别方法体系初步建成。提出融合多源、遥感观测,涵盖形态、形变、形势的隐患识别技术方法,形成专题信息提取、隐患特征识别、野外核查验证的业务流程。

     

    (五)深部地热系统成因理论及模式支撑找热取得新成效

    “同源共生-壳幔生热-构造控热”成因模式示意图

    该成果由中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局地质科学院、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心、中国地质调查局北京探矿工程研究所等单位共同参与完成。牵头完成人为王贵玲。其主要进展及创新:

    1.建立了深部水热型和干热岩型地热资源系统的成因理论,从地热系统的角度阐释了两种类型地热资源的关联和差异,统一了地热找矿新思路。提出不同构造区水热与岩热相伴生的“同源共生-壳幔生热-构造聚热”的成因理论,进一步完善了地热资源研究的基础理论。

    2.将深部地热系统划分为沉积盆地古潜山复合型、沉积盆地深坳陷层控型、断陷盆地地压型、陆陆碰撞板缘型、板缘俯冲带热控构造型、隆起山地深循环型以及近代火山型七种类型,为区域地热资源勘查开发提供了理论依据。

    3.基于此理论,相继在雄安新区、东南沿海、江西宁都等地区实现找热突破。在雄安新区钻获华北迄今温度最高的地热井,在广东惠州钻获东南沿海迄今温度最高、流量最大的地热井,在江西宁都小布镇钻获了当地第一口可供商业开发的地热井。

     

    (六)航磁超导全张量梯度测量系统研发成功

    低温超导(左)和高温超导(右)航磁全张量梯度测量系统试飞团队

    该成果由中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国科学院空天信息创新研究院、吉林大学等单位共同参与完成。牵头完成人为刘浩军、郭华、郭子祺。其主要进展及创新:

    1.对无磁杜瓦进行小型化、轻量化设计,并通过电磁屏蔽技术保证杜瓦低涡流噪声性能,提高系统稳定性。设计高、低温超导系统通用的读出电路和惯导系统匹配的主测控装置,实现了多通道SQUID测控系统工作点自动调节技术,以及八通道磁测数据和姿态数据的同步采集、存储和上传;设计并研制水滴形吊舱及配套吊缆,通过空气动力学、电磁兼容性等分析测试,解决水滴形吊舱研制和飞行姿态控制等关键技术问题。

    2.高温超导测量系统采用全新探头结构设计,通过增加芯片基线距离,提高磁梯度灵敏度。

    3.低温超导测量系统采用六棱台绝对对称结构设计,通过多芯片设计增加磁测数据冗余度,结合磁通变换器,提高磁测数据质量和稳定性。

     

    七)中国东部克拉通古陆核形成与大陆演化研究取得重大进展

    该成果由中国地质调查局武汉地质调查中心、中国地质调查局成都地质调查中心、中国地质调查局南京地质调查中心、中国地质调查局天津地质调查中心、中国地质调查局地质研究所共同参与完成。牵头完成人为邓新。其主要进展及创新:

    1.在黄陵古陆核发现扬子克拉通已知最古老的(29.5亿年)表壳岩系、华南最古老的(33亿年)TTG岩系,发现迄今扬子克拉通最古老的冥古宙(40亿年)继承锆石,在云南元江地区查明存在扬子克拉通南部最古老的(31~28亿年)结晶基底。

    2.在胶北发现27亿年富钾花岗岩,指示该区太古宙地壳在27亿年时已完成由不成熟的TTG片麻岩向成熟的壳熔花岗岩转变,限定华北克拉通吕梁群的时代为新太古代(25亿年),改写了华北古元古代BIF成矿历史。

    3.重塑了华南元古宙弧盆系演化格局,为深化认识显生宙战略性矿产区域成矿规律提供了基底构造信息。

    4.深化了中国东部克拉通古陆核地壳演化的认识,为探索全球早期陆壳形成及其与板块构造体制的关系提供了新资料,相关成果发布后引起了地学界广泛关注,实现了基础地质理论创新。

     

     

    (八)大陆碰撞成矿理论指导成功实施青藏高原首个3000米固体矿产科学深钻并揭露巨厚铜金矿体

    甲玛矿区推-滑覆构造控矿体系

    该成果由以中国地质调查局矿产资源研究所唐菊兴为首的科研团队牵头完成。其主要进展及创新:

    1.在青藏高原甲玛矿区成功实施了固体矿产首个3000米科学深钻,精细揭示斑岩成矿系统结构,实现地质信息“透明化”,累计揭示584.36米铜钼(金、银)矿体,建立了完备的高原科学深钻施工工艺,也为构建3000米以浅的资源勘查和预测技术方法奠定了坚实基础。

    2.创建了斑岩成矿系统“多中心复合”成矿作用模型,丰富和完善了碰撞造山成矿理论,并依此新发现则古朗北矿段的巨厚斑岩和矽卡岩矿体。在矿区深部及外围取得重大找矿突破,据最新估算成果,甲玛矿区累计探获资源量铜882.5万吨(Cu 0.7%以上 392.8万吨),钼85.6万吨,铅111万吨,锌63.8万吨,伴生金244吨,伴生银13000吨,当量铜1814.8万吨。

    3.通过“产、学、研、用”技术理念以及科技成果转化,项目成果直接应用于矿山深部和外围找矿,并取得重大找矿突破。

     

    (九)望谟生物群首次发现并揭示三叠纪早期海洋生命复苏与演化

     

    望谟生物群化石类型

    该成果由以中国地质调查局成都地质调查中心的周长勇、张启跃为首的科研团队牵头完成。其主要进展及创新:

    1.在南盘江盆地首次发现早三叠世海洋生物化石群落,初步鉴定包括6门14纲,命名为“望谟生物群”。其丰富的化石门类展示出从初级消费者到顶级捕食者的复杂食物链,表明在早三叠世一个复杂的海洋生态系统已经形成,海洋生态系统恢复时间小于5百万年,是研究早三叠世海洋生态快速复苏机制的窗口。

    2.填补了南盘江盆地早三叠世海生爬行动物演化空白,与之后的罗平生物群、兴义动物群、关岭生物群形成了华南三叠纪海洋生态演化的完整系列,对深入研究二叠纪末生物大灭绝后海洋生态系统复苏、辐射具有重大意义。

    3.地方政府和相关部门高度重视望谟生物群化石保护和研究,已协调黄百铁路等基础建设改线避让以促进妥善保护化石产地。

     

    (十)水平衡理论与北方生态水文演变研究取得新认识

    坝上高原及察汗淖尔流域盐尘空间分布

    该成果由中国地质调查局水文地质环境地质研究所、中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心、中国地质调查局地质环境监测院、中国地质调查局水文地质环境地质调查中心等单位共同参与完成。牵头完成人为石建省、吴爱民、聂振龙、张光辉。其主要进展及创新:

    1.构建水平衡理论体系,提出水平衡区域控制、水平衡问题响应、水平衡危机预警等水平衡“红线”指标。从技术逻辑出发,对多尺度自然单元进行水平衡分析研究,提出水平衡关键要素发生重大变化的指标界限,再以行政逻辑为着眼点,按多级行政单元对技术型结论进行管控分配,形成在生态系统合理维持前提下,水平衡状态满足经济社会发展需求的可调节指标、范围和途径。

    2. 提出了内蒙古高原萎缩型湖泊与青藏高原扩张型湖泊的水平衡模式,揭示内蒙古高原察汗淖尔、达里诺尔、岱海等湖泊萎缩的主要原因是干旱气候背景下地表水过度开发和地下水超采;查明了盐湖流域四湖水源构成,定量识别了冰川冻土融水及地下水补给量,精准预测了盐湖水位的溢出时间,实现了高寒湖泊水平衡分析理论方法创新。

    3. 创建了西北干旱区地下水生态功能渐变-质变-灾变识别理论方法,揭示了西北干旱区地下水生态危机形成机制。

     
    2020年度地质科技十大进展公布

    天更蓝 山更绿 水更清

    本报记者 寇江泽 孙秀艳

    第二轮第二批中央生态环境保护督察正紧锣密鼓开展。生态环境部近日公布的第一批警示案例中,中铝广西稀土公司及其下属企业严重污染当地环境,中国建材集团浩源水泥有限公司污染物长期超标排放。中央生态环境保护督察对两家央企毫不留情,表明了中央坚持绿色发展的坚定决心。

    “十三五”期间,面对错综复杂的国内外形势,以习近平同志为核心的党中央带领全国人民保持加强生态文明建设的战略定力,坚定不移走生态优先、绿色发展之路,全力以赴建设人与自然和谐共生的现代化。

    ——建制度,立规章,搭建“四梁八柱”,最严密法治护航绿色发展。

    环境有价,损害担责。浙江平湖一印染公司因私设暗管排污、篡改监测数据,去年底被判生态环境损害赔偿,缴纳罚款24万余元,用于当地生态环境修复。

    从生态环境损害赔偿到中央生态环境保护督察,从监测监察执法垂直管理到生态文明建设目标评价考核,从大气污染防治法修订到民法典充分体现绿色发展理念……近年来,生态文明建设顶层设计逐步完善,聚焦47项具体改革任务,出台60多项相关配套制度,搭建起生态文明制度的“四梁八柱”,构建起最严格的生态环境法律制度,为绿色发展提供有力支撑。

    ——治污染,调结构,紧盯问题攻坚,坚决打好污染防治攻坚战。

    由于生产工艺落后、污染严重,今年4月,山西太原港源焦化有限公司运行20年的焦炉被关停。攻坚结构性污染,太原市10月底前将完成全市4.3米焦炉和热回收焦炉淘汰压减任务。

    5年来,我国坚决向污染宣战,相继实施大气、水、土壤污染防治三大攻坚战。从末端治理转向源头防控,污染防治方式不断创新、领域不断拓展、力度不断加大。我国成为全世界污水处理、垃圾处理能力最大的国家。2019年,全国重点城市PM2.5和二氧化硫平均浓度,分别比2013年下降43%和73%,重污染天数下降81%。蓝天越来越多,水质越来越好,生态越来越美。

    ——划红线,拉清单,筑牢生态屏障,夯实高质量发展绿色根基。

    为守护官厅水库一泓清水,建设好首都水源涵养功能区和生态环境支撑区,河北怀来主动把水库旁的建设红线,从原来的海拔482米等高线,又向四周后退了30米到100米,远高于水库建设边界的479米高程要求。

    前不久,继重庆、浙江、上海后,江苏、四川、安徽和湖南发布“三线一单”(生态保护红线、环境质量底线、资源利用上线及生态环境准入清单)生态环境分区管控方案,初步建立起生态环境分区管控体系。我国着力扩大环境容量,筑牢生态安全屏障,约25%陆地国土面积被划入生态保护红线;建立各级各类自然保护地1.18万处,占陆地国土面积18%。

    既要绿水青山,也要金山银山。“十三五”以来,经济社会发展和生态环境保护逐步走向共赢。环境质量显著改善的同时,产业结构调整升级,高技术制造业实力增强,发展质量不断提高。国家统计局数据显示,2019年,生态保护和环境治理业、环境监测及治理服务投资分别增长37.2%、33.4%,分别快于全部投资31.8、28.0个百分点;万元国内生产总值能耗比上年继续下降,降幅达2.6%。

    绿色发展成就举世瞩目,但面临的形势依然严峻。“我国以重化工为主的产业结构和以煤为主的能源结构,没有根本改变。”生态环境部环境与经济政策研究中心主任吴舜泽表示,我们要紧密围绕污染防治攻坚战阶段性目标任务,为全面建成小康社会和“十三五”规划圆满收官奠定坚实基础。同时,谋划好“十四五”污染防治攻坚战,协同推动经济高质量发展和生态环境高水平保护,充分发挥生态环境保护对产业结构优化升级和发展方式绿色转型的倒逼作用,推动形成绿色发展方式和生活方式。

    极高海拔生态搬迁,多桑——

    看到雪山下藏羚羊回来了

    本报记者 徐驭尧

    从老家搬到拉萨,多桑最初有些不适应。

    曾经,他的家在那曲市尼玛县荣玛乡——海拔超过5000米,属于羌塘草原核心区。在那里,多桑是一个赛马能手,总被挑去参加乡里的赛马活动。当马儿奔驰,看着成群的牛羊、辽阔的草原,他的心里踏实而满足。

    2018年,西藏实施极高海拔生态搬迁项目。6月,多桑和家人搬到拉萨市堆龙德庆区古荣乡。搬迁了,生活也变好了。有崭新的房子、更好的基础设施和医疗条件。

    第二年夏天回到老家,多桑发现家乡也发生了许多可喜变化。原先的围栏被拆除,曾经的牧场被废弃,过去需要多桑牧养的牛羊已入股合作社,为减轻草场压力,牲畜量不断减少。取而代之的,是藏羚羊、岩羊、野牦牛、野驴、野兔。

    “很多我小时候常见、后来却逐渐稀少的野生动物,如今又在玛依雪山下奔跑了。”多桑说。随着乡亲们搬离,这里的467.79万公顷土地被腾退,其中草场面积17.82万公顷,通过深入实施退牧还草、清退围栏等工作,羌塘草原将再度成为野生动物的乐园。

    在拉萨,政府帮助多桑找到一份新工作,在“象雄美朵”生态旅游文化产业园表演马术——这里山清水秀,是拉萨周边郊游度假的好去处。在园区,多桑熟练地表演着各种高难度动作,仿佛又回到当年那个驰骋草原的少年。

    多桑说:“能骑马,收入还能更多,这份工作我很满意。其实靠山不用‘吃山’。”在新的赛场上,他信心十足。

    和煤打交道十多年,赵路航——

    感受着绿色生产的舒适

    本报记者 乔 栋

    13年前,赵路航每天的工作苦又脏。

    他原来是山西晋城一家煤化工厂的原料操作工。“每天和煤打交道,”赵路航说:“开铲车把煤运到车间,一个班下来,一身煤灰、一张黑脸。”车间里上千个阀门全靠手动,还要清理皮带、打扫卫生……

    最难闻的,是弥漫在车间里的臭鸡蛋味。老师傅们说,这是硫化氢。他特意上网查询,发现对人体的中枢神经、眼、呼吸道有危害。

    3年前,当晋煤集团新建的华昱煤化工厂向他发出邀请时,他没有犹豫。

    这里,2200亩的厂区,整齐的厂房,宽敞的道路,还有绿树、红花。川流不息的运煤大卡车不见了,取而代之的是一条8.5公里长、直接连接矿井与车间的运煤“空中走廊”。

    现在,赵路航每天仍然和煤打交道。但和之前却有天壤之别,绿色生产带来的舒适让他感受很深。

    “每天坐在操作室内,动一动手指,就能操控高40多米,长100多米,每小时堆取1500吨煤的设备,给气化车间源源不断输送燃料。”赵路航说:“现在不像过去一身灰一脸黑,衬衣穿几天还挺干净。”

    和更清洁工作环境、更智能作业方式一起改变的,还有更科学的循环利用模式。

    4台航天粉煤加压气化炉是核心设备,通过这里,煤经过气化进入下一步工艺流程,最终变为甲醇,实现化石能源的清洁高效利用。

    同时,以前被用来掩埋、制作煤球的废渣,也得以重新进入循环流化床锅炉,为全厂车间设备运转提供动力热能。整个过程中,废渣能得到最大程度利用。

    最近,已是熟练工的赵路航被公司提拔为车间班长,干得更有劲头了。

    数据来源:国家统计局

    版式设计:蔡华伟

    本期策划:吴 燕 黄 超 郭雪岩

    《 人民日报 》( 2020年10月17日 02 版)

     
    美丽中国建设?五年再上台阶
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