地球生命的灭绝与复苏是国际地学重大前沿科学问题。今年36岁的文芠，已经在这个领域摸爬滚打了十五年。从实习生到项目骨干、访问学者、读博到罗平生物群野外科学观测研究站副站长……一直在拼搏、一直在突破，每一次坚持都不是命运使然的随波逐流，而是文芠坚守内心作出的笃定选择。她是一位被热爱所驱动、全身心栖息于科研世界的果敢女性。 

热爱——追寻心中的理想

“让陌生的宇宙与你我息息相关，去阐释浩瀚宇宙中每个生命瞬间穿过永恒之美”，这是文芠在修化石过程中逐步萌生的理想。

古生物研究的入门任务是修理化石，这是化石研究的基础，也是一件精细活，稍有疏忽，就可能造成无可挽回的损失。在非常坚硬的灰岩盖层下，修复化石的工作十分艰难，需要借助显微镜用风笔和钢针一点点地将轮廓以外的围岩剥离。修理一块10平方厘米的化石，最少也要耗费两个星期。但文芠却十分热爱这项工作，即使由于长期弯腰导致腰椎间盘突出，也丝毫不影响她这份热爱。“因为你不知道隐藏在岩石中的化石究竟以何种形态保存着，保存的完整程度又是如何，每修一寸化石我都饱含着对未知的探索和期待，当化石完全展露的时候，成就感油然而生。”文芠这样解释。

2009年11月，文芠怀着好奇和憧憬的心情第一次踏上罗平这块神奇的土地，参与了罗平生物群门前坡采场的化石采集工作。2014年7月，她作为罗平古生物群化石采集项目负责人，和同事完成了三千余件化石采集，并在整理原有化石名录的基础上鉴定各类古生物化石标本近九千件，建立了罗平生物群化石数据库，建成罗平生物群国家地质公园化石展厅。这些为2016年罗平生物群国家地质公园的成功挂牌和罗平生物群野外科学观测研究站的评估优秀奠定了坚实的基础。

提升——积跬步以至千里

为掌握化石的分支系统学分析等前沿方法，文芠作为访问学者于2012年5月前往英国布里斯托大学进修，并与前国际古生物学会主席Michael J. Benton教授开展合作研究。一次次研讨、一篇篇文献、一摞摞报告，以及每个挑灯夜战、废寝忘食的日子，结成累累硕果。

其先后新命名鱼类化石4属5种；发现了世界上分异度最高的早三叠世陆相软骨鱼类微体化石群落，为二叠纪末生物大灭绝之后陆地生态系统的复苏研究提供了重要材料；发现空棘鱼类卵胎生最早的化石证据，为空棘鱼独特的生殖方式的演化提供了实证；首次在我国发现了扁颌鱼类化石，并重新厘定了其分类位置。其成果被应用在国际古生物学经典教科书《Vertebrate Paleontology》（古脊椎动物学）第四版第七章重要内容，得到了国内国际同行的认可。

突破——翻越自我的山丘

2020年，罗平生物群国家地质公园和罗平生物群野外科学观测研究基地已经成熟运转，研究成果在国际国内获得了广泛认可。但文芠意识到自己和这个平台的发展都到了瓶颈期，“加把劲儿”再上一层楼，“松口气”滑向另一端。此时，她已经是一位五岁孩子的母亲。是以家庭孩子为重，还是追求更高的目标？无数次的思想挣扎，以考取南京大学古生物学专业博士研究生告结。她说，想和国内最好的古生物学团队共事，是促进自我成长，也是帮助罗平生物群研究打开国内合作通道。

一边读书、一边工作、一边带娃，读博期间的辛苦可想而知。“读博这几年，很忙，为了学业、工作两不误，我的每个阶段做什么事都是卡死的。”她的工作包括科学研究、科普工作、科研平台建设工作，这些工作的核心目的都是拓宽合作、深化研究。

在文芠牵头下，罗平生物群野外科学观测研究站，先后成功申报获批中国地质学会第二批地学科普研学基地、全国科普教育基地、国家自然资源科普基地。与此同时，罗平生物群研究的合作平台进一步拓展，达成了与中科院北京古脊椎动物与人类研究所、中科院南京古生物研究所及南京大学、英国布里斯托大学、美国肯特州立大学、奥地利维也纳大学等国内外优秀院所的合作，还获得了云南省野外科学观测研究站建设专项，实现了罗平生物群研究自我造血的突破。2023年12月，我国古生物界大咖周忠和、沈树忠、徐义刚、朱敏、谢树成、徐星等6位院士在云南会泽开展联合地质考察。成都地调中心古生物团队在展示重要成果的同时，又明确了新的科研目标。

“我相信，中心古生物研究之路会越走越宽。”文芠满怀信心地说道。

感恩——是源泉更是动力

文芠从事古生物研究15年来，作为项目负责人主持国家自然科学基金、公益性地质调查项目和成果转化项目6项，在国内外学术期刊发表论文40余篇，出版专著2部，入选国家古生物化石专家库专家和云南省化石专家委员会特邀专家委员，获得全国奖1项，省部级奖项9项，国家一级学会奖1项。

面对这些荣誉，文芠心怀感激，感激成都地调中心历届领导对古生物研究的关注和支持，在项目经费极其缺乏的情况下，用中心自筹资金完成了科学研究工作。感谢团队的团结协作，感谢导师的引领帮助。最要感谢的当数她的家人，特别是她7岁的女儿。

2024年3月19日，文芠提交了2024年度自然科学基金的申报材料。当她带着女儿从办公室取了快递准备锁门时，女儿惊讶地说：“妈妈，你今天不加班吗？”文芠猛然想起，这是春节以来，她第一次准点下班。女儿已经习惯了她加班，习惯了她不在家。“为了追求自己的理想而疏忽对女儿的照顾，这是不是也是种自私？”正当她又一次陷入深深自责时，女儿忽闪着大眼睛问道：“妈妈，你是不是又完成了一个大项目又要做报告啦？”时间倒回2023年4月22日，文芠作为嘉宾在成都市自然资源博物馆作题为《探秘化石—走进罗平生物群》科普报告，女儿也在现场。散场后，女儿焦急地跑上台，逢人就说，这是我妈妈，骄傲的表情溢于言表。

“用行动给孩子树立一个榜样，也许是我这个妈妈为女儿做得最有用的事。我要加油，为自己，也为女儿。”文芠说道。

世界地质公园国际培训大会 

国际合作——联合野外考察 

莲花卡利尔足迹线条图 a-成年前足迹 b-成年后足迹 c-亚成年后足迹

老瀛山丹霞地貌

在四川盆地綦江的土地之下，埋藏着一个惊人的秘密，关于1亿多年前森林和恐龙的秘密。

2003年，工作人员在老灜山莲花堡寨考察地质灾害时，意外在一个岩腔中发现许多神秘足迹。后经国内外专家研究，结果表明这处我国西南地区白垩纪中期最大规模的恐龙足迹群，在沉醒了亿年之后重见天日。

亿万年的酷跑，绝壁上的龙迹

老瀛山，海拔1310米，綦江的名山和最高峰，得名于“老氏修炼遗址，状类蓬瀛”民间传说。如今山上的白云观，仍香火缭绕。这些恐龙足迹，发现于老瀛山一处绝壁之上的岩腔中。绝壁上不沾天，下不着地，岩腔高不过2米，深不过数米。恐龙是如何将足迹留在这盈尺之地的呢？

这得从一种赤红色的地貌说起。发现恐龙足迹的老瀛山，是典型的丹霞地貌。这里的丹霞以岩墙绝壁、穿洞孤石为典型，尤其是赤红色的岩墙绝壁往往连绵数公里，蔚为壮观。发现足迹的地方，名为莲花保寨，位于一处丹崖绝壁中央的岩腔。莲花保寨得名其实与恐龙足迹大有关系。由于这里地势险要，易守难攻，岩腔内空间开阔还极具隐蔽性。每遇战祸匪乱，当地百姓皆来些躲避。偶然间，他们发现岩腔地面有许多像莲花一样的凹坑，不知为何物，便将这里命名为莲花保寨。如今，这里还保存着寨门、寨室、石刻等古寨遗迹，以及大量石磨、石器等古人生活遗迹。亿年前的恐龙足迹和人类长期生活在一起，这也算是一种奇观。

莲花保寨恐龙足迹群，在面积不到80平方米的地面上，共有9个化石层位，已发现古脊椎动物足迹656个。足迹产出层位之多，数量之大、分布之密集、类型之齐全、保存之完美、生物多样性之丰富，在国内外均十分罕见。在足迹的保存方式上，已经发现了5种恐龙足迹化石类型，包括凹形足迹、凸形足迹、幻迹动态足迹、3D铸模足迹。不同保存方式的足迹保存于同一个化石点，无论在中国还是世界上都不多见。

更神奇的是，在一枚长60公分、宽40公分的化石标本上，居然发了9个不同种类、不同运动方向，且相互交叉重叠的恐龙足迹。这些恐龙凑在一起做什么呢？

这些远古的脚印来自于谁？据研究，它们分别是甲龙类、蜥脚类、兽脚类、鸟脚类等4种恐龙的“杰作”。除恐龙而外，还有翼龙类和古鸟类等非恐龙生物所留下的足迹。它们都来自于恐龙时代。值得一提的是，这一区域还发现了大量古鸟类足迹，这些足迹方向一致，体现了群体生活的特征。更难得的是，这批足迹与翼龙类足迹保存在一个层面上。具有竞争关系的两类飞行动物同时出现在这里，这为我们提供了诸多古生态学珍贵信息。依稀间，我们仍能想像1亿多前年，这里河湖纵横、鸟飞鱼跃、龙逐兽走，曾经是那么美丽和诗意。

留下这些脚印的恐龙呢？它们来自何方？又都到哪里去了？在綦江有没有像自贡那样的“恐龙公墓”呢？实际上，早在上世纪90年代，便不断有人挖出零星的恐龙骨骼化石。2010年，綦江开始对发现骨骼化石的区域进行系统挖掘。经过多年的挖掘、修复、装架，一只被命名为綦江龙的新种长颈龙，终于屹立在专门为它修建的展览厅。但是，綦江龙并不是莲花保寨足迹的制造者。因为，綦江龙生活在侏罗纪，而在莲花保寨留下足迹的恐龙生活在白垩纪。它们至少差了几千万年。

恐龙足迹化石，是恐龙行走于未完全固结的沉积物表面时留下来的脚印，后经成岩作用而保存下来形成的化石。因为它们是原地形成的，因而最能反映原始的沉积环境具有良好的指示湖岸和近岸古环境的作用。作为古生物学的研究对象，恐龙足迹化石也是研究恐龙生理和生活习性的重要材料。因而，恐龙足迹化石是大自然用天然的录像机为动物活动录下来的“特写镜头”，是自然历史的脚印。

形成和发现恐龙足迹化石是低概率事件，它至少满足3个条件：首先，恐龙将要经过的地面泥沙软硬适度，便于恐龙在行走之后留下足迹，并保存一段时。太硬，龙足留不下脚印；太软，脚印无法保存。其次，恐龙有幸刚好从这样的地方路过，并把脚印留在软硬适度的地面上。其三，脚印被破坏之前，迅速覆埋，形成化石。当然，更重要的是，这些埋藏在岩石的脚印还需要现代人发现的慧眼和运气。

如此众多的恐龙足迹，为何出现在这悬崖绝壁之上？恐龙是如何“爬上”绝壁，行走在逼仄的岩腔里的呢？实际上，恐龙生活的中生代，河湖纵横，土地平阔。莲花保寨所在地方，正好为湖滨带。恐龙留下的足迹，在岁月中凝固成化石，随后老瀛山在地壳运动中被抬升到高处，两种不同硬度的岩石之间因为差异风化，在绝壁上形成岩腔。岩腔中，原来覆盖在足迹上面的岩石逐渐崩解脱离并被带走，埋在岩石中的足迹化石，终于有机会重见天日。不是恐龙在酷跑，酷跑的是大自然的鬼斧神工。

四川盆地以侏罗纪的恐龙化石闻名世界。但侏罗纪之后的白垩纪，那漫长数千万年的岁月里，恐龙等古生物在此地到底如何繁衍生息，一直是个谜团。綦江莲花保寨恐龙足迹群的发现，成为揭开这个谜团的一把金钥匙。

侏罗纪的原始森林，翠屏山的木化石

恐龙是2.3亿年前到约6500万年前生活在陆地上的爬行动物，它们曾支配全球陆地生态系统超过1.6亿年之久。四川盆地作为中国四大盆地之一，如今聚居着四川省和重庆市的绝大部分人口，是中国和世界上人口最稠密的地区之一，诸葛亮曾赞其“沃野千里，天府之土”。中生代时候的四川盆地，气候温润潮湿，植物繁茂，是恐龙家园。这些不仅可以通过老瀛山的恐龙足迹化石得以验证，县城旁边的翠屏山、古剑山所发现的木化石亦是证明。

2005年，几名石匠在綦江城边一个叫翠屏山的采石场挖出一根10多米长的圆柱形“石头”，形似一棵大树，“树皮”纹理清晰。后经重庆市自然博物馆鉴定后，确定为木化石。这种木化石系松杉科裸子植物，是中生代，也就是恐龙时代生长在这一地区的大型乔木，埋藏地质年代距今超过1.4亿年。

所谓木化石，是远古时候的植物树木被埋藏在地层中，树干周围的化学物质如二氧化硅、硫化铁、碳酸钙等在地下水的作用下进入到树木内部，在保留了树木形态的条件下替换了树木原来的木质成分，经过石化作用形成的植物化石。经调查，翠屏山木化石群共发现大小木化石29根，木化石的枝条和碎块，共计60余处。

这些化石是中生代南洋杉型植物的化石—贝壳杉型木，我们可以推断，在1.5亿年前的中侏罗世，地处四川盆地边缘的綦江地区，属于亚热带—热带气候，气温较高，阳光充足，雨水充沛，土地肥沃，土壤中富含植物生长所必须的各种营养元素。这里生长着高大的南洋杉木型常绿乔木，林下有着丰富的蕨类及其他植物。这些乔木是那样的枝繁叶茂，枝头三三两两地挂着几只古蝉，树下栖息着大大小小的恐龙。

綦江，是一个地名，同时一条江名。在地学界，綦江是一个光辉的名字。早在上世纪30年代，我国老一代地质学家李四光、翁文灏、丁文江、黄汲清等都曾来到綦江，以期从地质矿产的角度，寻找实业救国的之道。进入21世纪，两次偶然的发现改变了这里的历史，老瀛山白垩纪恐龙足迹化石群、翠屏山侏罗纪木化石以及以此为基础建立的綦江国家地质公园，把我们带入一个1亿多年前的远古时代，恐龙统治的时代。物换星移、沧海桑田，虽然无数的生命出现又消失，但自然界总有神奇的方法留下这些无字天书，向我们讲述那个时代的故事。

2018年11月27-28日，由自然资源部中国地质调查局地质力学研究所主办的“特殊地区地质填图方法及成果交流会”在京召开，来自全国各地100多位代表参加了会议。此次会议旨在更好地贯彻自然资源部中国地质调查局党组关于区域地质调查改革的精神，贯彻新修订的区域地质调查标准，推动区调改革转型。同时，总结交流特殊地区地质填图方法、成果，充分发挥区域地质调查的区域优势，探索研究地表过程与圈层相互作用等重大科学问题，促进地球系统科学的发展；充分发挥区域地质调查对城市发展建设及人与自然关系等重大应用中的作用，更好地组织实施“地表作用与系统演变基础地质调查”工程。

地质力学所主要负责人指出，地球系统科学是当今重要的地球科学理论，李四光教授早在上个世纪20~30年代就已经开始研究大陆变形、中国东部第四纪冰川作用，专门建立古地磁实验室研究古大陆再造。李四光教授的“天文地质古生物”及“地质力学概论”正是当时地球系统科学理论研究的总结。

会议特邀国家自然科学基金委员会副主任侯增谦院士、中国科学院地质与地球物理研究所翟明国院士、南京大学董树文教授、中国科学院地质与地球物理研究所孟庆任研究员、中山大学张珂教授、地质力学所赵越与张拴宏研究员、云南大学冯卓教授、国家地震局地质研究所张会平研究员及自然资源部中国地质调查局成都地质调查中心李建星研究员等专家出席。专家们针对地球系统科学前沿问题与研究方向、大陆演化与成矿演化、中国岩石圈结构与浅部构造变形、我国大江大河地貌发展过程、青藏高原东北缘生长过程、岩石圈-水圈-大气圈-生物圈相互作用和演化、地球中年期大火成岩省与黑色页岩的成因联系及其古环境意义、滇东黔西二叠纪三叠纪陆地生态系统研究以及中国西部始新世古气候演化等做了大会主题报告。

特殊地区地质填图工程所属二级项目、子项目负责人共18人分别就戈壁荒漠覆盖区、长三角平原区、高山峡谷区、岩溶区、活动构造发育区等地质地貌区填图方法及试点填图过程中发现、解决的重大问题进行了交流。会议结束前陈虹副研究员代表工程所作的“大数据地质填图方法探索”引起了与会代表的极大兴趣，并就相关问题展开了热烈讨论。

会议期间同时展览了不同特殊地区地质填图成果。会议展出的这些地质图突破传统地质图表达方式，充分显示了多目标成果服务特征，也是当前覆盖区地质图成果表达方式的创新。

与会代表对会议给与了高度评价。大家一致认为，这次会议上特邀专家的报告体现了地球系统科学的前缘和趋势，对于帮助大家理解地表过程、地球圈层相互关系的理论、方法具有重要的意义，为今后在覆盖区开展区域地质调查工作提供了广阔的思维空间。

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）

初冬的北京，五彩斑斓，层林尽染，美不胜收。11月9日上午，在地调局实验测试中心和中国地质学会岩矿测试技术专业委员会的支持下，《岩矿测试》作者培训班在北京举办。《岩矿测试》主编、国家地质实验测试中心副主任罗立强研究员致欢迎词。来自中国地质调查局直属单位、中国地质科学院相关研究所、全国地质相关实验室和高等院校共80名代表参加了培训。

《岩矿测试》2017作者培训班

罗立强主编致辞

罗立强，博士生导师，地调局实验测试中心副主任，中国地质学会岩矿测试技术专业委员会主任委员。《X-Ray Spectrometry》副主编，《Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry》资深审稿人，《岩矿测试》主编，《光谱学与光谱分析》副主编。

此期培训班围绕当前地质科学领域的前沿课题和现代分析测试技术发展方向，邀请了中国科学院生态环境研究中心陈保冬研究员、中国地质大学（武汉）胡兆初教授、四川大学段忆翔教授，阐述自身重点科研领域的最新进展和发展方向，同时以不同的视角分享了科技论文的写作经验。

丛枝菌根是陆地生态系统中分布最广泛、最重要的互惠共生体之一，对提高植物抗逆性、保持生态系统稳定具有重要作用。陈保冬研究员在“逆境与共生”的报告中，呈现了一幅幅植物体内丰富多彩又错综复杂的微观画面，详细解析了丛枝菌根真菌的生理生态功能及其在生态恢复中的作用。此报告对于当前地质行业实施“三深一土”科技创新战略，开展土壤重金属污染治理和土地生态修复具有重要的启示。

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）作为近二十年来获得迅速发展的元素微区和同位素分析技术，对于推动地球化学的发展发挥了显著作用。胡兆初教授结合LA-ICP-MS技术发展的重大进程，阐述了该技术的分析难点及其在地学领域的应用进展，通过大量图例和数据，对LA-ICP-MS的关键测量参数（如激光器）优化、提高信号精密度和准确度等方面作了剖析，有助于提高相关实验室解决实际问题的能力。

近二十年来，光谱、质谱等大型科学分析仪器的研制及其相关软件技术的开发，均被列入国家重点科技攻关计划。段忆翔教授自2010年回国至今，引领课题组自主研制了多种类型具有国际先进水平的光谱仪和质谱仪，加快了分析仪器的国产化进程。段教授解释了激光诱导击穿光谱仪、微波等离子体光谱仪、高灵敏离子迁移谱仪、质子转移反应质谱仪的分析性能和应用特点，对如何突破核心部件难关给出了自己的答案。

《岩矿测试》自2011年以来，历经六年，已经举办十期作者培训班，参加培训人数近800人，受到地质系统和相关行业科技工作者的广泛关注。各期培训班上，授课专家富有真知灼见，他们对科研事业热忱，智慧充满灵动之美，思维呈现跳跃之美，所展现的探索精神和创新能力，以及对论文撰写的独到认识，对于帮助青年学者启发科研思维，构建有思想的学术论文具有深度启发和借鉴作用。

陈保冬研究员作报告“逆境与共生”

陈保冬，博士生导师，入选中国科学院“项目百人计划”，荣获国家自然科学奖二等奖、国家科学技术进步奖二等奖。《Pedobiologia》、《Plant and Soil》编委，《岩矿测试》、《生态学报》编委。

胡兆初教授作报告“LA-ICP-MS技术及其地学应用”

胡兆初，博士生导师，中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室副主任。《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》顾问编委，《Geostandards and Geoanalytical Research》编委，《岩矿测试》编委。2015年当选英国皇家化学学会会士。

段忆翔教授作报告“光谱质谱仪器的研发与应用”

段忆翔，博士生导师，四川大学分析仪器研究中心主任，四川大学生命科学学院教授，四川大学化学工程学院教授。《仪器与设备》主编，Nature出版集团《Scientific Reports》编委，《岩矿测试》、《分析化学》、《分析仪器》编委。

2021年全国科普日活动期间，中国地质调查局青岛海洋地质研究所发挥科普基地平台优势，在中国科协科普部指导下，联合青岛市市南区教育和体育局、科普中国科技前沿大师谈、新华科普、地质出版社、山东教育电视台，于9月25日共同举办了“地球之肾 湿地‘碳’究—走进自然资源部北方滨海盐沼湿地生态地质野外科学观测研究站”大型科普直播活动。活动通过科普中国、新华网、地质出版社小黑马科学、山东教育卫视、微赞等平台面向全网直播。

湿地专家和主持人在直播现场

本次科普直播活动围绕“滨海湿地碳循环研究支撑服务国家碳达峰碳中和目标”的主题，采用现场主持人与专家进行科普访谈，期间插播科技人员在湿地野外的科普讲解视频形式开展。自然资源部北方滨海盐沼湿地生态地质野外科学观测研究站站长叶思源研究员及其团队骨干裴绍峰研究员、丁喜桂正高级工程师、赵广明副研究员做客直播间，与正在山东黄河三角洲国家级自然保护区的东营湿地野外站开展碳循环调查工作的项目组成员一起，介绍水-土-气-生等生态环境要素的监测装置和技术方法，讲解湿地生态地质科学知识，展示国内外科学家依托湿地野外站的全球湿地增温网（CROWN）开展全球滨海湿地生态环境对比研究的大科学计划和科研成果，以及科技人员保护和修复湿地的科学实践。裴绍峰博士详细解读了双碳目标的内涵，介绍了碳在地球上各圈层的循环交换过程以及地球上的四大碳库：岩石圈碳库、大气碳库、陆地生态系统碳库和海洋碳库。他告诉大家，通常把海洋和海岸带所吸收捕获的碳称为“蓝碳”，其储碳周期可达数千年，在气候变化中发挥着不可替代的作用，尤其滨海湿地因具有远高于其他生态系统的固碳能力和潜力，已成为现在科学家们关注研究的重点。

直播开始，主持人从近年来全球频频出现的极端天气讲起。这些极端天气形成的原因主要在于碳排放加剧及其导致的全球变暖。为此，我国也积极采取措施，明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。那么滨海湿地碳循环研究是如何支撑服务国家碳达峰碳中和目标呢？

叶思源研究员对湿地先做了简单的介绍。湿地是位于陆生生态系统与水生生态系统之间的过渡地带，包括各种咸水淡水沼泽地、湿草甸、湖泊、河流以及洪泛平原、河口三角洲、泥炭地、湖海滩涂、河边洼地或漫滩、湿草原等。其中滨海湿地物种丰富，有很高的生态服务功能，在水土保持、岸线稳定、污染物质净化、固定大气中的二氧化碳以及为人类提供原材料和休息娱乐场所等方面具有很高的价值。 

滨海盐沼湿地是一个复杂又独特的生态系统，包含了植物、动物、微生物以及水、土壤、大气等生态要素，各要素相互协同，使湿地具备了较高的固碳效率和长期持续的储碳能力。青岛海洋所滨海湿地团队就是致力于滨海湿地基础地质、沉积环境演化、生态系统固碳功能评价、生态环境地质监测以及生态修复技术等综合调查和创新研究工作。团队依托青岛海洋所建设了自然资源部北方滨海盐沼湿地生态地质野外科学观测研究站，可以对碳在水-土-气-生多圈层中的循环过程进行长期监测。

直播中，观众通过观看湿地团队野外工作视频，观赏了滨海湿地美丽的景色，了解了科技人员艰苦的工作条件以及他们在野外站开展的调查监测任务和科研过程。

在滨海盐沼湿地生态系统中，首先要了解该区域生长的典型植物，它们可以通过光合作用吸收二氧化碳，这是最直观的固碳过程。科技人员展示了芦苇、碱蓬、柽柳和互花米草几种代表性植物，详细介绍了每种植物的特点。为了更好地向观众展示湿地植物的固碳过程和强大的固碳能力，江星浩同学在野外展示了植物光合作用的测量方法，周攀同学演示了如何通过植物的“样方调查”测量植被地面生物量。

湿地土壤不仅为湿地的生物生存提供场所，还可以涵养水源，净化水质、抵御洪水、干旱等自然灾害，更是湿地生态系统最大的碳汇。赵广明副研究员对此进行了详细介绍，何磊博士通过视频展示了湿地土壤样品，那黑色的物质就是土壤中富含的碳，来自植物根茎和残骸。土壤中的微生物可以分解碳，裴理鑫博士用生动形象的比喻讲解了湿地水淹环境下微生物是如何工作及其对土壤碳汇的影响。

除了植物和土壤，分布在湿地各处的水体的固碳情况也是很可观的。裴绍峰博士告诉大家，水中生长着大量肉眼看不到的浮游植物，它们与芦苇、碱蓬等宏观植物一样也可以进行光合作用，将水中的游离的碳转化为有机碳。水里的碳减少后，大气中的二氧化碳就会进入水体中进行补充，从而减少了大气中的二氧化碳含量，这就是水域光合固碳作用。段云莹同学在野外展示了测量水域初级生产力的仪器和方法。

储存在湿地生态系统的碳并不是100%稳定存在的，其中的一部分会通过植物的呼吸作用和土壤矿化分解作用，以二氧化碳或甲烷的形式返回到大气中，这就形成了水-土-气-生各圈层的碳循环。谢柳娟博士在野外介绍了使用涡度塔开展温室气体的长期监测工作，展示了芦苇通过通气组织传输气体的科学小实验。

水-土-气-生各圈层的碳循环过程在全球变暖条件下会发生变化。科技人员在野外站需要借助一些试验装置来研究湿地碳汇过程对全球变暖的响应。赵广明副研究员在野外展示了能实时监测46个环境因子的增温模拟试验装置——增温箱。该装置现已布设在辽河三角洲、黄河三角洲和盐城三个湿地，覆盖了两种植被，三个纬度带，并与欧美国家同等的增温站联网，全球科学家共享数据，开展合作研究，预测不同纬度、不同生境、不同地质演化阶段的滨海湿地在未来气候变暖情况下固碳能力的变化，为应对全球变暖提出科学建议。

滨海湿地团队在东营湿地野外站 

百年征程波澜壮阔，百年初心历久弥坚。从建党的开天辟地，到新中国成立的改天换地，到改革开放的翻天覆地，再到党的十八大以来党和国家事业取得历史性成就、发生历史性变革，中国共产党始终坚守为中国人民谋幸福、为中华民族谋复兴的初心和使命，始终保持永不懈怠的精神状态和一往无前的奋斗姿态。

2021年，中国共产党迎来百年华诞。为隆重庆祝建党100周年，充分展现百年来中国共产党不断推进马克思主义中国化的理论成果，宣传报道党中央治国理政新理念新思想新战略，中国自然资源报推出“奋斗百年路 启航新征程”专栏，跟随记者走进历史深处，走进人民心间，走进奋斗一线，用鲜活的语言和生动的故事，全方位、多角度、深层次地展现在中国共产党领导下自然资源事业的历史变迁和重大成就，凝聚起立足新阶段、奋进新征程的强大力量。

时值仲冬，位于甘肃省兰州市七里河区阿干镇的石佛沟国家森林公园里，积雪没过脚踝。“距离4521号样地向东还有500米，大家加把劲！”在北斗的精确指引下，自然资源部中国地质调查局乌鲁木齐自然资源综合调查中心森林资源调查项目负责人王龙龙正带领调查工组赶往任务样地。同行的还有甘肃省自然资源厅自然资源调查监测处、甘肃省林业和草原局资源处、甘肃省林业调查规划院办公室的相关负责人和专家。

这是2020年度全国森林资源外业调查的一个缩影。

此次外业调查自2020年12月全面启动以来，中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心及各专业调查中心共派出342个调查工组奔赴26个省（区、市）的调查样地。如今，外业调查已完成过半，但仍有140个调查工组奋战在崇山峻岭、雪域高原和茫茫林海中。

一项重大基础性自然资源调查

森林，不仅是陆地生态系统的主体，还是人类社会发展不可或缺的物质基础和重要资源。我国拥有生物种类繁多、植被类型多样的森林资源。丰富的森林资源，是生态良好的重要标志，是经济社会发展的重要基础，更是美丽中国建设的重要内容。

2020年6月11日，全国生态保护和修复领域的第一个综合性规划《全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划（2021-2035年）》发布。其中明确要求，到2035年全国森林覆盖率达到26%、森林蓄积量达到210亿立方米、天然林面积保有量稳定在2亿公顷左右。党的十九届五中全会提出了“十四五”期间生态文明建设实现新进步、到2035年美丽中国建设目标基本实现等重大战略目标。这些目标的实现，都需要森林资源调查工作及时、动态提供基础数据。此外，“三条控制线”划定、国土空间规划、生态保护修复和自然资源确权登记等，也都需要准确的森林资源调查数据。

自然资源部将全国森林资源调查列为一项重大基础性自然资源调查工作，目标是准确查清全国及各省（区、市）森林资源现状数据，为自然资源部履行“两统一”职责提供支撑，为生态文明建设目标评价考核提供科学依据。

调查由自然资源部自然资源调查监测司、国家林业和草原局森林资源管理司共同组织，中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心负责具体实施，国家林业和草原局6个直属院提供技术支撑，各地自然资源主管部门、林草主管部门和相关调查单位配合开展。

342个调查工组挺进崇山峻岭

森林资源调查工作，是自然资源综合调查指挥中心成立后承担的一项重大任务。该中心由原武警黄金部队转隶组建，是中央公益性地质调查队伍的一支“新兵”，被赋予了自然资源综合调查这一全新职能。2019年，根据部局的部署要求，该中心与国家林草局6个直属院共同实施完成了全国森林蓄积量调查工作，探索实践了森林资源调查年度出数、协同实施等工作机制，培养打造了一支由1000多人组成、配备2000余台（套）装备的新生森林资源调查队伍。通过1年多的技术培训和实践锻炼，这支队伍基本具备了森林资源调查能力。

“我们一定要锁定目标任务，以‘奋战大考’的必胜决心如期提交优质答卷。”中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心副主任沈运华在全国森林资源调查工作部署会上表示。

自2020年11月受领任务以来，自然资源综合调查指挥中心党委提高工作站位、锁定目标任务、树牢融合理念、科学组织实施，有力有效推进森林资源调查工作顺利开展。

指挥中心党委把完成这项调查工作作为服务支撑生态文明建设和自然资源管理的重大政治任务、改革任务，进行了广泛动员，统一思想、凝心聚力。

指挥中心紧盯按时提交高质量合格成果目标，严格全程质量控制，严格三级质量管理，严格“谁调查谁负责、谁检查谁负责”质量管理责任，持续抓好业务培训。各单位在指挥中心开展理论培训和示范性培训的基础上，还针对各自承担任务省份的森林特点，组织开展了相关省份的主要树种识别培训，并编制了各省主要树种图册。同时，要求每名调查人员必须经过培训并考核合格后才能持证上岗。

按照“由北向南、从西向东”的工作部署，指挥中心全面收集调查资料、精准分析研判形势，视不同片区、不同省份的气候情况，分步骤、分阶段组织开展调查工作。

在自然资源部自然资源调查监测司、国家林业和草原局森林资源管理司的共同组织，以及中国地质调查局水环部的工作指导下，指挥中心和各专业中心积极与各实施单位对接协调、密切配合、寻求支持、形成合力，建立起联合实施、合作调查的工作机制，为本次调查工作开展打下了坚实基础。

本次调查采用“图斑+抽样”方式，在全国乔木林范围内布设约2.2万个样地，开展样地外业实地调查。样地调查内容主要包括树种、胸径、树高等林木因子，以及乔木林类型、起源、优势树种、郁闭度、每公顷株数、平均胸径、平均树高、平均年龄等林分因子。外业调查的工作量之大可想而知。

为打好这场攻坚战，自然资源综合调查指挥中心及所属专业调查中心共派出342个调查工组、计1200余人，挺进全国的雪域高原、崇山峻岭、深山密林，拉开了全国森林资源调查的大幕。

攻坚克难迎战寒风冬雪

森林资源外业调查工作启动正值寒冬时节，而森林资源调查样地，要么在峡谷里，要么在高山上。通往样地的路，要么是荆棘遍地，要么是岩陡壁峭。只有抵达样地后，调查工作才真正开始。样地复位或定位、周界复位或测量、样木复位、固定标志复位、每木检尺、影像采集等一系列细致严谨的操作流程，一步都不能少。

对342个调查工组来说，这注定是一场对体力和脑力的双重考验。

“670样地海拔1429米，路线情况非常复杂，今天的任务很艰巨，大家动作都麻利点。”2021年1月1日凌晨4点半，中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心森林调查8组组长朱晓军带着组员们出发了。抵达山脚下，大家发现实际情况比想象的更要复杂。670样地位于峰顶另一侧向下500米的山谷里，受客观条件制约，调查工组无法直接进入山谷，只能先攀到山顶，再下到谷里。大家顾不上山陡路滑，人搭人、人拉人、走三步滑一跤，跌跌撞撞走了整整5个小时，终于到达样地位置。

自森林资源外业调查工作启动以来，类似的场景几乎每天都在上演。有的调查工组要穿越密林杂灌，有的要攀爬陡峭岩壁，有的要迎着寒风冬雪……只为如期完成调查任务。

针对四川山地地形复杂，部分山区网络、卫星信号不好的问题，中国地质调查局应用地质研究中心在2019年森调工作的经验基础上，确定了“人跟点走”的作业方式——调查样地的点位在哪里，人就住到距离点位最近的地方。各调查工组有的住车上、有的住山上老乡家，通过平板电脑和北斗手机导航软件先期规划好路线，再与熟悉当地情况的向导一同分析调整路线，不仅使调查工组少走弯路，而且避免了走险路，节省了工作时间，提高了工作效率。

由于调查作业点多面广，转场赶路是常事。让乌鲁木齐自然资源综合调查中心各调查工组暖心的是，调查工组一到达甘肃省内，省自然资源厅相关处室就与项目负责人、各工组长建立了微信工作群。群内汇集了各市、州、县、区样地所属管理单位负责人。群内每日进行工作调度、安全提醒和关系协调，让每一个调查工组无论走到哪里都有对接点、帮助站、联系人。

针对作业高度流动分散，昆明自然资源综合调查中心有关领导多次随组指导作业，中心自然资源监测室主任及项目负责、片区负责人坚持跟班作业，给调查人员注入了动力，形成了“工组分散、精力不散，条件艰苦、作风严实，作业复杂、标准不降”的良好氛围。

为高标准完成调查把好质量关

此次森林资源调查拓展了调查内容，需要做到一次外业调查获取多项森林资源指标，综合反映森林资源状况，工序繁琐，技术要求高。要高标准完成调查任务，必须严把质量关。

自然资源综合调查指挥中心要求，要严格全程质量控制，严格三级质量管理，严格质量责任，外业调查展开后要及时跟进抓好质量自检和问题整改。

昆明自然资源综合调查中心在外业调查中全程坚持调查与检查双管齐下，先后邀请云南省林业调查规划院和国家林草局昆明勘察设计院的专家进行跟班指导检查，边作业、边指导、边检查、边整改。第一阶段外业调查，跟班检查覆盖9个州市、35个调查工组，使各调查工组在外业调查过程中遇到的新问题得到及时解决，助推外业调查质量不断提升。

“一株都不能多，也不能少。不管树木长在何处，都不能放过，必须让每一株达到检尺要求的样木进入我们的掌控中。”这是昆明中心样地调查中片区负责人李俊材常挂在嘴边的一句话。此次外业调查工作量最大的是样地周界复位测量，其次是每木检尺。每木检尺，是一种最基本的测树调查方法，通过测定样地内每一株树木的胸高直径，进而求得材积。尤其在树种复杂、树木数量多的阔叶混交林，开展每木检尺最能考验调查员的综合能力。

为进一步解决各类技术难题，抓好调查质量管控，2020年12月25日～28日，自然资源综合调查指挥中心在湖南长沙组织召开2020年度全国森林资源外业调查技术研讨会。与会人员围绕样地、周界、样木、检尺四复位等外业调查关键技术问题进行了研讨，并进一步明确了外业调查技术方法和操作规则，以及项目成果验收程序和标准。

截至目前，已完成12893个样地外业调查，占计划工作量58.5%，在已开展调查工作的26个省份中，25个省份已全部通过首件必检、1个省份正同步进行，23个省份已完成指导性检查、3个省份正按计划进行。

日前，自然资源部中国地质调查局滨海湿地生物地质重点实验室在国际Top学术期刊《Catena》上发表了题为《Historical change of carbon burial in Late Quaternary sediments of the ancient Yellow River Delta on the west coast of Bohai Bay》（渤海湾西岸古黄河三角洲晚第四纪沉积物碳埋藏记录）的最新研究成果。该成果由滨海湿地生物地质重点实验室赵广明副研究员为第一作者，叶思源研究员为文章的通讯作者，青岛海洋所荣誉教授，中国政府友谊奖获得者美国路易斯安娜州立大学Edward Laws为该文章的合著者的科研团队共同完成。《Catena》期刊2020年1月中科院分区为1区Top,影响因子为3.851。

图1 研究区位置图及海岸线变化 

近年来，对气候变化有重要影响的碳循环研究是科学研究的热点问题之一，河口三角洲连接陆地和海洋两大碳库，每年大量陆地侵蚀的有机物经河流汇入海洋，是陆地侵蚀物质输入海洋的最终通道，许多大河三角洲已成为重要的碳埋藏区（汇），并且其沉积物中大量存在SO42-离子，阻碍了甲烷的产生量，相比陆地生态系统，释放更少量的温室气体，在单位体积内埋藏的有机碳量在减少全球气候变暖发挥着巨大的作用。但目前从地学角度研究其碳汇作用的成果较少。 

本文是利用2016年大地调项目在渤海湾西岸老黄河三角洲获得的一口30.76m的岩心（图1），重建了古黄河三角洲晚更新世以来沉积有机碳埋藏历史，研究结果表明海平面稳定后，三角洲湿地C3植被逐渐发育，距今6500年开始至今，陆源有机碳呈逐渐减少趋势（图2）。

各沉积环境中三角洲前缘碳埋藏能力最高，浅海沉积环境最低，研究区全新世以来沉积物碳埋藏通量平均值为20.76 g/(m2 yr)，远小于位于山东东营的现代黄河三角洲地区，反映出上游黄土高原水土流失加重及后期黄河沿岸筑坝等人类活动的影响作用。这项研究成果将为解决在海洋中找不到足够的陆源碳踪迹，即所谓的“丢失的碳”科学问题提供一些科学的参考。

据了解，这项成果是在中国地质调查局二级项目“江苏滨海湿地多圈层交互带综合地质调查”和“渤海湾西部等重点海岸带综合地质调查”以及国家自然科学基金（41406082, 41240022, 41706057），科技部国家重点研发计划（2016YFE0109600）联合资助下完成的。研究团队近年来一直专注于中国北方大河河口三角洲湿地不同时间尺度的碳循环研究，先后在黄河三角洲，辽河三角洲，渤海湾西岸古黄河三角洲、江苏沿岸古黄河三角洲等河口湿地开展土壤-水-植物-大气综合调查，探寻碳在不同圈层之间的迁移转化规律及对气候变化和人类活动的响应机制。