应对气候变化 地质责任与担当

　　11月30日，《联合国气候变化框架公约》第21次缔约方会议，在法国巴黎正式拉开帷幕。按照计划，一项新的全球气候协议将在气候大会上达成，为2020年后全球应对气候变化行动作出安排。而在今年6月，中国政府提交的《强化应对气候变化行动——中国国家自主贡献》文件中，早已确定了中国2020年和2030年的行动目标：2020年，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%；2030年，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%～65%，2030年左右二氧化碳排放达到峰值并争取尽早达峰。

　　为应对气候变化，我国在多个方面开展了积极行动。当记者与中国地质调查局水环部主任文冬光谈起这个话题，他首先向记者展示了最新编制完成的《中国主要沉积盆地二氧化碳地质储存潜力与适宜性评价》图集，里面集中展示了我国417个盆地二氧化碳地质储存条件及储存潜力分析结果。而这项成果，在最新公布的《中国应对气候变化的政策与行动2015年度报告》中，赫然在册。

　　“这才只是我们应对气候变化开展的工作之一。”文冬光指着手中的图集说。在他提供给记者的《应对全球气候变化地质调查报告（2015年）》中，我们看到国土资源部、中国地质调查局近年来为应对全球气候变化部署开展了多项地质调查研究，以及所取得的可喜进展。

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　　全球气候变化地质记录研究，提升对现代气候变化的认识，为未来极端气候事件预测提供了可能

　　全球气候正在变暖。这是不争的事实。

　　近百年来，人类活动加剧、化石燃料使用和温室气体排放导致全球气候变化是国际社会和科学家的主流共识，但影响程度、地区差异、未来预测等方面的研究还存在很大不足。地球究竟处于变暖过程中的哪一阶段？全球气候变化有无规律？ 整个地球和各地区分别将受什么影响？

　　2010年，国土资源部启动了《应对全球气候变化地质响应与对策》研究与调查工作。如今，其中一项重要工作——全球气候变化地质记录研究，已就上述问题给出了答案。

　　研究成果显示，从地质气候演变历史看，全球气候变化受太阳轨道周期辐射强度的控制，全球气候存在冰期（气候变冷）—间冰期（气候变暖）交替出现的自然变化过程。研究发现，距今13万年以来，地球经历了间冰期—冰期—间冰期的变化。

　　目前，全球正处于间冰期，而且已经持续了1.15万年。上一次间冰期的开始，要追溯到距今12.93万年，在其后的250年中气温快速回升，平均气温由7.5摄氏度增加到17.3摄氏度，之后呈小幅波动状态，直至距今11.76万年结束。调查结果显示，在距今10万～15万年的气候演变中，由冰期向间冰期转化时间为200年，相反的转化时间为2700年。这说明人类和生态系统需要加快适应气候变暖过程。

　　地质记录研究的主要目标，是重建过去全球气候变化过程，特别要关注历史上的极端气候事件及其与气候系统变化规律、与过去大气二氧化碳浓度变化的关系。文冬光特别提到，目前我国的岩溶石笋气候变化地质记录已达到年际精度。

　　目前，湖南龙山洞穴石笋调查获得了500年以来年际变化：距今500～150年存在5个冷期，每冷事件持续时间约为20～30年；对应5个温暖期，1500年、1575年、1770年、1875年为极端干旱年。150年以来，石笋记录了可与仪器记录对应的极端气候事件。在现代升温期间，夹有1个短暂的冷事件，为1925～1930年；1950～1952年为极端降水事件，1954～2000年干旱频率增加。该研究成果对于未来气候预测具有重要意义。

　　关于气候变化对我国的影响，调查表明，5000年以来暖气候时期，往往对应着经济社会发展的兴旺发展，而快速变冷则产生明显的制约，距今4200年、2800年、1800年和450年左右的快速变冷事件，分别对应着龙山文化末期、西周末年、西汉末年和明朝晚期。

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　　地质碳汇研究发现，岩溶碳循环在中国地质碳循环过程中起主导作用，为人为增加碳汇提供技术途径

　　在地质学家看来，地球上的碳元素分别以不同的形态分布于地球表层的大气圈、生物圈、水圈和岩石圈系统中。碳循环就是发生在四个圈层之间碳元素的相互转换、运移的过程。在四个圈层中，岩石圈是最大的碳库，其中的碳元素主要以碳酸盐岩形式存在。

　　中国地质科学院岩溶地质研究所在典型小流域开展的调查与监测结果显示，我国碳酸盐岩的分布面积达344万平方千米，占全球的16%，占我国土地面积的1/3，其中裸露碳酸盐岩面积为90.7万平方千米。碳酸盐岩风化溶解对大气产生的碳汇量是砂岩区的4～6倍。我国入海河流所携带的无机碳通量占全球的16.1%，其中碳酸盐岩的贡献率达78%，长江、黄河和珠江3条河流流域碳酸盐风化消耗的大气二氧化碳量则占全国河流的90%，足以显示岩溶作用在地质碳循环过程中的主导地位。

　　文冬光指出，地质碳汇一直以来被视为一种自然过程，不受人类活动所干扰。在2009年的哥本哈根气候大会上，人们讨论的是人类如何影响、控制自然进程，那时，地质碳汇自然也不在人们的视野里。“而我们开展的研究表明，通过人为干预，是可以增加岩溶碳汇的。而且这一研究成果也已得到国际业界的认可。”

　　对岩溶碳循环过程的调查追踪发现，岩溶碳循环及碳汇效应发生的驱动力是水和二氧化碳，流域尺度岩溶碳循环过程主要包括3个部分：水和二氧化碳（包括生物作用）对碳酸盐岩溶解、生成水体中的无机碳；水流与无机碳的迁移与转化；水生植物与无机碳—有机碳之间的转化。这3个过程中，都可通过人为干预增加碳汇效应。比如：人工选择和培育陆地植物，可增加岩溶碳汇发生强度；让来自硅酸盐岩地区、具有侵蚀力的外源水流经岩溶区，可产生碳酸盐岩溶解，增加碳汇量；通过土壤改良，可增加土下岩溶碳汇发生强度；水生植物的选择和培育，可提高岩溶碳汇的稳定性。

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　　石漠化综合治理，增加地表生物碳汇和地下岩溶碳汇通量，提高岩溶地区适应气候变化的能力

　　岩溶作用过程对气候环境、土地利用方式等响应敏感，尤其目前正在实施的国家重点工程“岩溶区石漠化综合治理工程”中涉及的林地、草地恢复、土壤改良、坡改梯及水资源开发利用，都将对岩溶作用产生巨大影响。“岩溶地区土地利用方式调整，一方面有利于岩溶石漠化的生态恢复，增加地表生物碳汇，同时增加地下岩溶碳汇通量；另一方面，生态系统的恢复、服务功能的提高，也将提高岩溶地区适应气候变化的能力。”文冬光表示。

　　广西平果县果化乡，位于桂西的斜坡地带，地形崎岖不平、土地资源分散、承载力低、生态环境脆弱。自2001年以来，国土资源部在该乡成功实施了1000平方千米的峰丛洼地石漠化综合治理示范区，根据当地的地质地貌的实际情况，封山育林约300 平方千米，人工造林100平方千米，植被覆盖率由2001年10%提高到现在的70%，每年可利用岩溶地下水资源1万多立方米。结合土地整理、土壤改良和坡改梯水保工程，使得土壤有效氮、磷、钾及有机质含量增加31.5%、43.7%、32.9%、27.3%，土地单位面积产值显著提高。

　　为了将峰丛洼地破碎的坡耕地退下来，探索了利用石旮旯地种植火龙果。试验结果显示，在裸露的石峰中，每填上5～10千克的土壤，即可种植火龙果2株，2年后就可挂果，成活率达80%，并成功地试验了优质火龙果嫁接技术，其种植直接经济效益可以达到1.1万元/亩，成功构建了沼气—火龙果为龙头的种植—养殖低碳生态农业模式，有效遏制了石漠化扩展，成功抵御了2010年西南地区特大旱灾，提高了脆弱岩溶区适应气候变化的能力，使得“大旱之年，无旱象”。

　　在广西恭城县开展的石漠化综合治理、退化生态系统恢复，逐渐形成以沼气为纽带， “养殖—沼气—种植—加工—旅游”为一体，集聚各种生产要素，让农民有稳定多元的收入渠道的低碳农村循环经济。该模式的建成，不仅促进农村经济发展，也大大改善了生态环境，森林覆盖率超过77%；无公害农产品开发率达82%，形成“十里桃花长廊和万亩月柿基地”生态农业旅游景点，提高了农村生态经济系统对气候变化的适应能力。

　　2013年11月，我国出台《国家适应气候变化战略》，将广西石漠化防治工程作为提高适应气候变化能力试点示范工程。

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　　摸清417个盆地的二氧化碳地质储存潜力，开展示范工程建设及二氧化碳资源化利用研究

　　二氧化碳捕集与储存技术能够有效减少碳排放，因而受到了许多国家的重视。中国地质调查局于2010年设立了《全国二氧化碳地质储存潜力评价与示范工程》项目，组织中国地质调查局水环地调中心、吉林大学等20余家专业调查队伍与科研院所的近300名专业技术人员联合攻关，结合我国地质条件，全面评价了我国面积超过200平方千米的共计417个主要沉积盆地的二氧化碳地质储存潜力与适宜性。

　　评价结果显示，按储存介质评价，深部咸水层的储存潜力占95.6%，油气藏及深部不可采煤层储存潜力占4.4%，并圈定出了341处二氧化碳地质储存目标靶区。

　　位于内蒙古鄂尔多斯的神华二氧化碳捕集与封存示范工程是我国第一个煤基全流程深部咸水层二氧化碳地质储存示范工程。至今年4月，累计注入二氧化碳30万吨，圆满完成10万吨/年的灌注目标。

　　“目前，进行二氧化碳地质储存，是为了减少二氧化碳排放，将其收集、储存起来。今后，随着科学技术的发展，二氧化碳有可能作为一种资源被加以利用。”文冬光说。

　　中国地质调查局已经在这方面开始了尝试。

　　2013年以来，以二氧化碳资源化利用为主题的《二氧化碳地质储存调查与资源化利用示范》项目的实施，取得了二氧化碳地质储存与资源化利用储存工程选址、灌注示范实施、数值模拟、环境影响与安全评价、监测技术研发等一系列成果。与纯粹的二氧化碳深部咸水层储存相比，将二氧化碳地质储存与开采石油、煤层气、天然气、页岩气、地热、咸卤水、砂岩型铀矿相结合，在储存二氧化碳产生环境效益的同时，还可以增加能源矿产产量，将带来显著的经济效益。

　　位于山东高青的中石化二氧化碳提高石油采收率储存示范工程，是国内第一个电厂二氧化碳捕集、管道运输和提高石油采收率储存的示范项目。该项目从2008年开始实施，累计注入二氧化碳20余万吨。地调局水环中心深入研究二氧化碳提高石油采收率开采可能引发的地表变形等地质环境问题，甄别出二氧化碳注入及封存行为对地面形变的影响，为中石化百万吨每年大规模燃煤电厂烟气二氧化碳捕集纯化、驱油与封存项目实施及环境影响评价提供了可靠依据。

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　　地热资源、浅层地温能、干热岩等清洁能源调查评价取得重要进展和成果，为低碳排放助力

　　应对气候变化，发展清洁能源是必由之路。

　　“我们开展的《全国地热资源调查评价》项目，目前在高温地热资源及干热岩勘查、水热型地热资源调查评价、省会城市及地级市浅层地温能调查评价等多个方面取得了重要进展和成果。”文冬光表示。

　　通过对各省（区、市）地热资源分布、开发利用现状及开发利用潜力的评估分析，完成了区域地热资源开发利用区划，提出了地热资源可持续开发利用和保护的意见，建立了各省地热资源数据库和信息系统。

　　调查结果显示，全国现有温泉2334个，地热井5818个，31个省（区、市）沉积盆地型中低温地热资源量折合2.21×1012吨标准煤；地热资源可采量折合2.82×1011吨标准煤；地热流体可开采量为每年3.72×1011立方米。

　　在西藏自治区措美县古堆高温地热显示区实施的地热钻探，400米深度的温度达204.5摄氏度，为我国目前地热勘探中同深度温度最高的钻井，初步估算其地热发电潜力远大于羊八井地热电站的发电规模。

　　全国31个省会城市浅层地温能调查评价已完成，其开发利用总能量折合标准煤4.67亿吨。以浅层地温能开发利用能效率取35%计算，可节约标准煤1.63亿吨，约是我国目前实际能源消耗的10%，是目前建筑物供暖制冷消耗的1.42倍。

　　有关我国干热岩资源的评估显示，在3～10千米深的干热岩总量相当于860万亿吨标准煤。2013年以来，中国地质调查局和青海国土资源厅共同组织开展的地热（含干热岩资源）调查，于2014年，在青海共和与贵德盆地3000米深钻探发现了温度达180摄氏度和150摄氏度的干热岩。2014年开始，中国地质调查局启动东南沿海地区干热岩资源调查，2015年5月21日，我国第一口4000米干热岩科学钻探孔在福建漳州开钻，目前钻探深度达到2800米。

　　据文冬光介绍，计划到2020年，初步完成我国干热岩资源潜力评估，并在典型地区钻探验证干热岩资源，圈定一批远景区，初步建成1～2个干热岩示范研究基地。到2030年，基本建立干热岩勘查开发关键技术体系，实现干热岩发电。希望到2040年，中国能实现干热岩开发商业化。

　　气候变化是当今人类社会面临的共同挑战。积极应对气候变化，既是中国广泛参与全球治理、构建人类命运共同体的责任担当，更是我们实现可持续发展的内在要求。在应对气候变化这条路上，地质工作永远不会缺席。因为，这是地质工作者的责任担当。

　　文冬光表示，今后将着重开展几个方面的工作：

　　以流域为尺度，开展地质碳循环、碳汇效应综合环境地质调查。重点关注我国岩溶作用对地质碳循环的贡献、碳汇发生的地质条件和主控因素，开展人工干预增汇技术示范，编制利用流域地质环境、土地利用方式调整实施大气二氧化碳减排、增汇的区划。

　　以石笋、湖泊为主要载体，针对不同气候区开展2万年以来气候变化地质记录综合环境地质调查。开展过去年际尺度气候变化过程调查、揭示极端气候事件规律；重建2万年以来（以1000～500年以来为重点）水文—生态格局对气候变化的响应。

　　以碳源排放集中的盆地为重点，开展二氧化碳深部储存综合地质调查。加强二氧化碳深部咸水层储存条件调查，评价其稳定性和安全性；构建二氧化碳深部地质储存示范工程，探索二氧化碳深部储存及资源化利用的技术途径。