生態(tài)保護(hù)與修復(fù)是自然資源統(tǒng)一管理的重要職責(zé)之一。落實(shí)生態(tài)保護(hù)與修復(fù)新職責(zé),需要在自然資源開(kāi)發(fā)利用全過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)源頭保護(hù)、利用節(jié)約和破壞修復(fù),保持山水林田湖草系統(tǒng)功能穩(wěn)定,促進(jìn)自然資本保值增值。服務(wù)支撐生態(tài)保護(hù)與修復(fù)是自然資源統(tǒng)一管理對(duì)地質(zhì)工作新需求的一項(xiàng)重要內(nèi)容。新時(shí)代新職責(zé)賦予了地質(zhì)工作新使命和新定位,也拓展了基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作新內(nèi)涵。促進(jìn)地質(zhì)工作與生態(tài)保護(hù)的融合,迫切需要地質(zhì)工作者深入思考與系統(tǒng)謀劃。
現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)的新領(lǐng)域
生態(tài)地質(zhì)學(xué)是傳統(tǒng)地質(zhì)學(xué)的一個(gè)新分支,是研究地球表層生態(tài)變化特征及發(fā)展規(guī)律的新興學(xué)科。生態(tài)地質(zhì)學(xué)理論的核心是地質(zhì)效應(yīng)與生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡,主要是對(duì)巖石圈上層進(jìn)行調(diào)查,研究對(duì)象涉及地球表層的巖石圈、土壤圈、水圈、大氣圈及生物圈。重點(diǎn)研究巖石圈的生態(tài)功能及其形成規(guī)律,以及在地球內(nèi)、外動(dòng)力影響下生態(tài)功能的時(shí)空變化規(guī)律。隨著區(qū)域性及全球性資源與環(huán)境問(wèn)題的日益加劇,生態(tài)地質(zhì)逐漸成為現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)的新領(lǐng)域。
生態(tài)地質(zhì)調(diào)查是系統(tǒng)性的多學(xué)科調(diào)查,內(nèi)容豐富,服務(wù)對(duì)象多樣化、公益化,其重點(diǎn)是對(duì)巖石圈上層的調(diào)查。生態(tài)地質(zhì)調(diào)查要以區(qū)域地質(zhì)調(diào)查為基礎(chǔ),查明不同地質(zhì)單元邊界、地層、巖石、構(gòu)造、隆升差異、第四系結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)地質(zhì)背景要素;查明生態(tài)地質(zhì)現(xiàn)狀、主要生態(tài)地質(zhì)問(wèn)題及與基礎(chǔ)地質(zhì)背景的控制關(guān)系,實(shí)現(xiàn)生態(tài)地質(zhì)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。為自然資源合理利用、生態(tài)保護(hù)與修復(fù)、政府決策等提供基礎(chǔ)保障。
國(guó)外生態(tài)地質(zhì)調(diào)查發(fā)展?fàn)顩r
人類生存環(huán)境惡化和生態(tài)問(wèn)題已成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大課題。各國(guó)地質(zhì)調(diào)查機(jī)構(gòu)紛紛調(diào)整自己的工作任務(wù)和方向,將生態(tài)環(huán)境問(wèn)題作為服務(wù)社會(huì)需求和保證自身生存的機(jī)遇,迎接地質(zhì)工作在新形勢(shì)下的新挑戰(zhàn)。近年來(lái),歐美發(fā)達(dá)國(guó)家及俄羅斯等國(guó)地質(zhì)調(diào)查機(jī)構(gòu)加大了地球系統(tǒng)科學(xué)的調(diào)查與研究,并在地質(zhì)調(diào)查相關(guān)計(jì)劃中和行動(dòng)上采取了有整體戰(zhàn)略觀點(diǎn)的實(shí)際行動(dòng)。
俄羅斯生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作走在世界前列,自20世紀(jì)80年代起不僅將其列為“國(guó)家地質(zhì)圖”的構(gòu)成部分,還進(jìn)行了農(nóng)業(yè)生態(tài)地質(zhì)、城市生態(tài)地質(zhì)、大江大河及大型湖泊的生態(tài)地質(zhì)、大型工程的生態(tài)地質(zhì)等專項(xiàng)地質(zhì)調(diào)查。重點(diǎn)體現(xiàn)了資源、地球動(dòng)力學(xué)、生態(tài)地球化學(xué)、生態(tài)地球物理學(xué)4個(gè)基本屬性。至目前,已形成了較為完善的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查理論和方法,在政府、調(diào)查機(jī)構(gòu)等層面形成了系統(tǒng)的技術(shù)和組織保障體系,并制定“俄羅斯地質(zhì)生態(tài)計(jì)劃”。政府在研究制定國(guó)家生態(tài)政策的同時(shí),同步開(kāi)展國(guó)家生態(tài)政策的發(fā)展戰(zhàn)略和組織實(shí)施計(jì)劃,并引導(dǎo)全社會(huì)共同解決民生環(huán)境,提高全民生態(tài)意識(shí),把維護(hù)環(huán)境的良好狀況放在優(yōu)先地位,形成了生態(tài)安全和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的新理念。
我國(guó)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查現(xiàn)狀
我國(guó)區(qū)域生態(tài)地質(zhì)填圖工作起步較晚,尚處于探索試驗(yàn)階段,目前還沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)范和要求,調(diào)查內(nèi)容與方法主要借鑒俄羅斯生態(tài)地質(zhì)調(diào)查經(jīng)驗(yàn)。
1994年首次在大巴山地區(qū)開(kāi)展了1∶5萬(wàn)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查試點(diǎn)以來(lái),我國(guó)正式邁出了探索步伐。并于2001年,發(fā)布《1∶25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要求DD2001-02(暫行)》,對(duì)生態(tài)地質(zhì)學(xué)概念、研究領(lǐng)域及生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的內(nèi)容等進(jìn)行了概略說(shuō)明。
2003年,中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局部署實(shí)施了“1∶25萬(wàn)鐵嶺市幅生態(tài)地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目,并與俄羅斯合作開(kāi)展了系統(tǒng)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查與研究。在區(qū)域地質(zhì)與第四系地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上,綜合運(yùn)用地質(zhì)學(xué)、生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)、植物學(xué)與地球化學(xué)理論,構(gòu)建了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查與區(qū)域生態(tài)環(huán)境研究之間的橋梁。重點(diǎn)調(diào)查了植被分布與氣候、地貌及地質(zhì)體和土壤之間的關(guān)系,并進(jìn)行了水資源、生態(tài)環(huán)境調(diào)查與綜合評(píng)價(jià),編制了地質(zhì)圖、第四系地質(zhì)圖等系列專題圖件。在此基礎(chǔ)上,建立了基于“土壤、植被、水文及地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度”等評(píng)價(jià)指標(biāo)的生態(tài)地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)方法,劃分了“生態(tài)地質(zhì)景觀區(qū)”,提出了資源開(kāi)發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)建議,為區(qū)域資源開(kāi)發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供了翔實(shí)的科學(xué)依據(jù),初步形成了生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作方法。
生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的基本思路
生態(tài)地質(zhì)調(diào)查是服務(wù)于自然資源安全保障與管理、生態(tài)保護(hù)與修復(fù)的基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作。根據(jù)俄羅斯和我國(guó)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn),不同地區(qū)研究?jī)?nèi)容和調(diào)查重點(diǎn)存在很大區(qū)別,但總體以生態(tài)地質(zhì)背景、土壤、植被為生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的主要內(nèi)容,水文、地質(zhì)環(huán)境方面以選點(diǎn)取樣分析為主,氣候、地貌、人類狀況、地質(zhì)災(zāi)害等方面以資料分析為主。(下轉(zhuǎn)第2版) (上接第1版)
但也可根據(jù)不同地區(qū)地質(zhì)與地貌、生態(tài)狀況選擇不同的工作重點(diǎn)內(nèi)容。研究?jī)?nèi)容主要包括區(qū)域地質(zhì)背景對(duì)生態(tài)系統(tǒng)控制作用、生態(tài)地質(zhì)脆弱帶調(diào)查研究、巖-土-水-植物生態(tài)系統(tǒng)的地質(zhì)控制作用、生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查與研究、生態(tài)地球物理數(shù)據(jù)應(yīng)用與研究等方面:
(1)區(qū)域地質(zhì)背景對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的控制作用
生態(tài)地質(zhì)調(diào)查要以區(qū)域地質(zhì)調(diào)查為基礎(chǔ),探索地質(zhì)因素與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系及控制作用。通過(guò)對(duì)地質(zhì)因素與生態(tài)環(huán)境的綜合研究,將基礎(chǔ)地質(zhì)理論拓展為地質(zhì)-生態(tài)系統(tǒng)研究,將生態(tài)地質(zhì)調(diào)查納入到地球系統(tǒng)科學(xué)范疇,從四維空間認(rèn)識(shí)生態(tài)地質(zhì)作用過(guò)程的控制機(jī)制,深化對(duì)巖石圈、土壤圈、生物圈、水圈的認(rèn)識(shí)及內(nèi)在聯(lián)系。
調(diào)查中要全面開(kāi)展區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作,獲取巖石物理性質(zhì)、新老構(gòu)造活動(dòng)、第四系、地球動(dòng)力學(xué)等基礎(chǔ)背景數(shù)據(jù),研究其與生態(tài)系統(tǒng)的制約關(guān)系,探索地質(zhì)背景與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系。
(2)巖-土-水-植物生態(tài)系統(tǒng)的地質(zhì)控制作用
研究不同氣候條件下巖-土轉(zhuǎn)化機(jī)制及動(dòng)力學(xué)背景,研究土壤、水對(duì)植被的控制作用,探索生態(tài)環(huán)境恢復(fù)與重建的地學(xué)因素。
在生態(tài)地質(zhì)調(diào)查過(guò)程中,要注重:查明巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物質(zhì)組成及區(qū)域構(gòu)造背景,查明土壤類型、分布狀況和土種物理化學(xué)性質(zhì),掌握土壤及其環(huán)境特征、污染物特征、土壤背景值等基礎(chǔ)資料,確立土壤評(píng)價(jià)因子和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),建立評(píng)價(jià)模型;查明水質(zhì)背景值及環(huán)境特征、污染類型,自然污染和人為污染的強(qiáng)度與途徑,建立水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)模式;查明植被空間分布格局及組合,植被與氣候、地貌、土壤、母巖、水影響因素關(guān)系,以及小氣候和地形海拔引起的垂直分帶和坡向分異等,進(jìn)行植被區(qū)劃劃分。
(3)生態(tài)地質(zhì)脆弱帶的調(diào)查研究
我國(guó)自然地理與地質(zhì)構(gòu)造情況復(fù)雜,不同地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類型復(fù)雜多樣,尤其在地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈、陡峻山區(qū)、礦業(yè)開(kāi)發(fā)、地下水資源超采等地區(qū),地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)且難恢復(fù)。因此,調(diào)查中要查明地質(zhì)災(zāi)害類型、時(shí)空分布、規(guī)模和危害程度,以及形成的基礎(chǔ)地質(zhì)背景和控制作用。
(4)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查與研究
地球化學(xué)指標(biāo)是生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的重要內(nèi)容,巖石作為土壤的母體,直接影響土壤類型,同時(shí)對(duì)植物類型、密度、分布、生長(zhǎng)和生物地球化學(xué)具有控制作用。開(kāi)展巖石地球化學(xué)、土壤地球化學(xué)、生物地球化學(xué)、水地球化學(xué)、環(huán)境地球化學(xué)等的樣品采集與測(cè)試,在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上,研究多目標(biāo)地球化學(xué)相互關(guān)系與成因機(jī)制。通過(guò)研究巖石和土壤結(jié)構(gòu)地球化學(xué)背景,以及水質(zhì)和地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià),可以為生態(tài)保護(hù)與修復(fù)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、大氣環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害防治等提供地學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
(5)生態(tài)地球物理數(shù)據(jù)應(yīng)用與研究
利用已有地球物理數(shù)據(jù),結(jié)合區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果、生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查和遙感數(shù)據(jù)、鉆探資料,開(kāi)展巖石圈(視對(duì)生態(tài)地質(zhì)作用產(chǎn)生影響的深度)和第四系地質(zhì)結(jié)構(gòu)研究,建立一定尺度(包括深度、范圍、比例尺等)生態(tài)地質(zhì)三維結(jié)構(gòu);研究重力、磁、電、放射性、地溫等地球物理場(chǎng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。
(6)成果表達(dá)與數(shù)據(jù)“云服務(wù)”
依據(jù)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略、地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀等需求,結(jié)合地質(zhì)、地貌背景等,編制系列生態(tài)地質(zhì)圖。根據(jù)需求可編制多種多樣生態(tài)地質(zhì)圖,主要包括:區(qū)域地質(zhì)圖、生態(tài)地質(zhì)圖、生態(tài)-地球物理系列圖、生態(tài)-地球化學(xué)系列圖及相關(guān)三維結(jié)構(gòu)圖件,還應(yīng)包括與生態(tài)地質(zhì)息息相關(guān)的土壤、植被、土地、水、災(zāi)害等相關(guān)圖件,分別建立原始資料數(shù)據(jù)庫(kù)和成果空間數(shù)據(jù)庫(kù),并通過(guò)“地質(zhì)云”實(shí)現(xiàn)社會(huì)化服務(wù)。
促進(jìn)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的工作建議
由于不同調(diào)查區(qū)地質(zhì)背景、生態(tài)背景和地方需求等多因素差異,生態(tài)地質(zhì)調(diào)查具有復(fù)雜性和多樣性。自然資源統(tǒng)一管理、生態(tài)保護(hù)與修復(fù)總體需求對(duì)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查提出了新要求。因此,要在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查體系基礎(chǔ)上,充分利用“地質(zhì)云”平臺(tái)及自然資源大數(shù)據(jù),應(yīng)用地球系統(tǒng)科學(xué)理論,通過(guò)新技術(shù)、新方法應(yīng)用,構(gòu)建新型生態(tài)地質(zhì)調(diào)查體系。
1. 創(chuàng)新系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,形成適合我國(guó)國(guó)情的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)體系
生態(tài)地質(zhì)調(diào)查是一項(xiàng)新型基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作,其推進(jìn)必須要有科學(xué)、統(tǒng)一的技術(shù)要求指導(dǎo)。要制定一系列的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)要求或指南,明確生態(tài)地質(zhì)調(diào)查任務(wù)和工作程序,包括基礎(chǔ)資料的收集與整理、地球物理和遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用與信息提取、野外調(diào)查內(nèi)容與方法、樣品采集與測(cè)試、數(shù)據(jù)融合與處理、資料綜合研究、生態(tài)地質(zhì)狀況分級(jí)評(píng)價(jià)原則、成果表達(dá)與提交、多功能圖件編制與數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、圖示圖例與用色等,為生態(tài)地質(zhì)調(diào)查提供技術(shù)保障。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和技術(shù)要求的制定是生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作理論和技術(shù)創(chuàng)新過(guò)程,通過(guò)試點(diǎn)試驗(yàn)形成相應(yīng)的技術(shù)系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)體系,并形成可供推廣應(yīng)用的工藝流程。
2. 遙感技術(shù)應(yīng)用要貫穿于整個(gè)調(diào)查過(guò)程的始終
全方位應(yīng)用遙感技術(shù),利用同時(shí)相遙感數(shù)據(jù)分析與劃分地質(zhì)解譯單元、生態(tài)地質(zhì)單元、水文網(wǎng)、植被、土地利用、地貌、海岸線、海洋環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境與災(zāi)害的分布及其動(dòng)態(tài)變化情況等,為野外調(diào)查提供指導(dǎo)。
3. 依托“地質(zhì)云”平臺(tái),應(yīng)用“智能地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)”開(kāi)展野外生態(tài)地質(zhì)調(diào)查
通過(guò)自然資源大數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用與融合,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)挖掘與處理、成果圖件制作、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)一體化管理。
4. 通過(guò)數(shù)據(jù)集成與綜合,建立生態(tài)地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型
以地貌與區(qū)域地質(zhì)、遙感地質(zhì)、生態(tài)地球化學(xué)、生態(tài)地球物理數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),結(jié)合“地質(zhì)云”大數(shù)據(jù)、鉆探等資料,應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù),開(kāi)展巖-土-水-植物生態(tài)系統(tǒng)的地質(zhì)控制作用研究,建立生態(tài)地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型,劃分生態(tài)地質(zhì)分區(qū),探索生態(tài)恢復(fù)與重建的地學(xué)因素。
5. 建立三維生態(tài)地質(zhì)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)生態(tài)地質(zhì)三維可視化評(píng)價(jià)與管理
基于“地質(zhì)云”平臺(tái),綜合新獲取的各類數(shù)據(jù),建立區(qū)域地質(zhì)三維地質(zhì)結(jié)構(gòu),通過(guò)成果集成與數(shù)據(jù)融合,構(gòu)建三維生態(tài)地質(zhì)模型,模擬仿真地質(zhì)生態(tài)動(dòng)態(tài)變遷過(guò)程,建立生態(tài)地質(zhì)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)與管理決策信息系統(tǒng),為區(qū)域自然資源開(kāi)發(fā)、生態(tài)保護(hù)與修復(fù)提供決策依據(jù)。
(作者單位:中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心)