生态地质调查工程进展与主要成果

为全面支撑山水林田湖草整体保护、系统修复和综合治理,中国地质调查局部署了“生态地质调查工程”。该工程自2019年以来,以地球系统科学理论为指导,重点开展了我国北方林草湿分布区1∶50万生态地质调查以及黄河源区、大凉山区等重点生态功能区1∶5万生态地质调查,采用“空-天-地”一体化调查技术,获取了不同尺度森林、草原、湿地等生态类型分布与变化,成土母岩、水文地质要素、土壤、地形地貌等生态地质条件,以及荒漠化、湖泊萎缩等生态问题分布数据,分析了生态-地质之间相互制约影响关系,剖析了主要生态问题的成因机理,划分了生态地质单元,建立了生态地质图谱,提出了基于地球系统科学的国土空间生态保护修复对策建议,为我国北方地区生态保护与系统修复工作提供了基础数据与技术支撑。     

基于主导生态功能的江西省国土空间生态修复分区研究

以地域分异特征、主导生态功能、典型生态问题为基础依据,探讨江西省国土空间生态修复分区,为江西省编制和实施生态修复规划、实现国土空间管控提供科技支撑。在研究方法上,以“生命共同体理论”“三生协调理论”“适宜性管理”等理论为指导,基于主体功能区划和生态功能区划,综合“三生”空间实际生态问题及综合整治需求,采用多因素综合空间分析法,“自上而下”和“自下而上”相结合,实现国土空间生态修复三级分区。研究结果表明,可将江西省国土空间生态修复区域划为赣北平原湖泊生态修复区、赣中丘陵盆地生态修复区、赣西山地丘陵生态修复区、赣南山地丘陵生态修复区、赣东丘陵山地生态修复区5个大区及24个亚区和42个修复小区。通过江西省国土空间生态修复三级分区,摸清国土空间地域特征,明确生态主导功能,确定生态修复重点区域,承上启下,为实施生态修复工程和国土空间管治提供决策依据,为实现国土空间整体保护、系统修复、综合治理提供科技途径。     

国土整治生态修复中的农业景观生物多样性保护策略

随着生态文明建设成为国家发展战略,国土整治修复需要更多生态科学和技术的支撑。农业景观生物多样性是重要的自然资源,为人类可持续发展提供了重要的生态系统服务,并提供了应对气候变化等风险的途径。本文分析了我国农业景观生物多样性保护及其对国土整治生态修复的重要性,国土整治生态修复中农业景观生物多样性保护面临的挑战,并总结了欧盟在农业景观生物多样性保护方面的经验和方法。最后,文章提出了将农业景观生物多样性保护整合到国土整治生态修复的四项策略,包括生态空间的“生态修复和管护-生态补偿-民生改善”策略、农业空间的“生态基础设施-生态系统服务提升-绿色发展”策略、城乡生活空间的“多功能景观-绿色宜居空间营造”策略、国土全域“生物多样性保护网络”策略,为生态文明背景下的国土整治生态修复提供参考。     

承德自然资源综合地质调查工程进展与主要成果

为积极探索地质调查支撑服务生态文明建设和自然资源管理的新举措、新机制,丰富地质调查工作转型升级的实践经验,2017年以来,中国地质调查局先后组织实施了“承德市生态文明示范区自然资源综合地质调查” 项目和工程。通过需求对接、野外调查与勘察、室内评价与编图等系列工作,初步取得了一批重要成果和认识: ①基本查清了承德市水、土、地质遗迹、生态等自然资源禀赋特征和环境本底条件,提出了矿山地质环境、林草湿地等地质问题及潜在风险; ②从自然资源与历史文化综合调查评价、全域生态文化旅游新格局打造和林果业种植结构优化等方面,探索了自然资源综合调查的地质支撑服务模式; ③基本查明了地质建造对农业和生态格局的控制关系,据此提出了耕地资源和植树造林的优选区域; ④以双滦区为例,探索了地表基质层的分布特征,为宜林、宜耕、宜草提供了理论基础; ⑤提出了基岩山区矿泉水成因模型和土地资源数量、质量、生态“三位一体”的调查评价工作方法。该工程取得的初步进展及成果为承德市国土空间规划和用途管制、生态保护与系统修复、生态文明建设和自然资源管理等提供了科技支撑。     

国土空间生态修复若干重大问题研究

国土空间生态保护与修复是实现美丽中国、关系中华民族永续发展的根本大计。本文采用文献资料综合分析法、系统回顾法、实证分析法、类比分析法、趋势外推法、政策环评等相结合的方法开展了一系列工作:从国家方略、顶层设计两个方面,梳理了国土空间生态保护与修复的脉络;从国土空间生态修复规划、技术路经与方法、野外台站和科研样地等角度,阐明了国土空间生态保护与修复研究的方法论;举例辨析了国土空间生态保护与修复的若干“伪生态”和“假技术问题”;指出了国土空间生态保护与修复发展的战略方针、战略目标、战略方向、战略原则、战略重点、战略对策;从生态保护与修复的重大科学问题和热点、语境分析、分区分类、差异化、生态补偿机制等5个方面,提出了助推中国国土空间生态保护与修复需要的科技支撑;讨论了“两屏三带”、科学推进生态修复,以及管理逻辑与技术逻辑融合问题。研究结果为破解国土空间“整体保护、系统修复与综合治理”过程中生态要素的综合性与管理事权的部门化、生态空间的连续性与区域的政区化、生态工程的长期性与行政管理的届次化三大矛盾,提供了科学依据。     

长江经济带地质环境综合调查工程进展与主要成果

为保护长江生态环境,近年来,中国地质调查局组织实施了“长江经济带地质环境综合调查工程”。通过采用环境地质调查、评价、监测以及专题研究和综合研究相结合等方法,取得了一批重要成果和认识: ①初步构建了长江经济带地质资源环境综合信息管理与服务平台,系统梳理了长江经济带与重点区域的资源环境条件和重大地质问题,提出相关建议; ②创新地将“光纤技术”应用于地面沉降和地裂缝监测,相关成果引领了光纤监测技术发展; ③编制了1:5万比例尺的环境地质调查技术标准和要求; ④创新形成了3个层次环境地质调查合作机制,探索建立了3种尺度资源环境承载能力评价方法体系和大流域环境地质工作模式; ⑤建立了江汉平原地球关键带监测网络,编制了平原区地球关键带调查技术方法指南; ⑥提出了长江流域重大水利工程与生态地质环境多元响应研究思路,创新构建了一套多模态传感器调查系统,提出了重大水利工程对地质环境影响新判断; ⑦建立了长江中下游不同沉积单元区第四纪地层多重划分对比序列,构建了重点地区第四系三维地质结构模型,提出了长江贯通时限和演化新认识; ⑧编制了流域、经济区和城市系列地质调查报告和图集,成果转化与服务成效显著。该工程进展及成果提升了长江经济带地质调查工作水平,可为区域国土空间规划、绿色生态廊道打造、立体交通走廊建设、产业转型升级、新型城镇化建设以及脱贫攻坚工作等提供科技支撑。     

中国湖泊分布特征及典型流域生态保护修复建议

湖泊是地球关键带的重要组成部分,是水循环、物质循环和能量循环的重要环节。为了解我国湖泊分布现状,依托中国地质调查局“生态地质调查工程”及其所属二级项目“全国地球关键带遥感地质调查”,利用Landsat8 OLI 等卫星影像数据,通过遥感解译等技术方法,识别了2018年我国境内(不包括香港、澳门与台湾地区)面积大于1.0 km²的湖泊2 780个,总面积78 727.9 km²; 研究统计并分析了我国各省/自治区、五大湖区、主要流域的湖泊数量、面积和分布特征; 针对典型区域的湖泊存在的生态问题进行分析,提出相关湖泊生态保护修复的相关建议。其中,北方农牧交错带湖泊大量萎缩干涸,主因是农业和畜牧业的发展,地下水超采严重,应着力减少地下水开采; 黄河流域人工湖建设存在无序发展、过度追求景观水面扩张等问题,应遵从水循环与水平衡自然规律,针对全流域水资源配置进行调控; 长江源区湖泊水面整体处于扩张状态,应以自然因素为主、人类活动干扰触发为辅,加强冻土变化过程以及主要河流的水生态、水环境监测,综合提高源区整体监测水平。研究成果为后续湖泊生态保护修复研究工作提供了参考。     

长江经济带地质环境综合调查工程进展与主要成果

为保护长江生态环境,近年来,中国地质调查局组织实施了“长江经济带地质环境综合调查工程”。通过采用环境地质调查、评价、监测以及专题研究和综合研究相结合等方法,取得了一批重要成果和认识: ①初步构建了长江经济带地质资源环境综合信息管理与服务平台,系统梳理了长江经济带与重点区域的资源环境条件和重大地质问题,提出相关建议; ②创新地将“光纤技术”应用于地面沉降和地裂缝监测,相关成果引领了光纤监测技术发展; ③编制了1:5万比例尺的环境地质调查技术标准和要求; ④创新形成了3个层次环境地质调查合作机制,探索建立了3种尺度资源环境承载能力评价方法体系和大流域环境地质工作模式; ⑤建立了江汉平原地球关键带监测网络,编制了平原区地球关键带调查技术方法指南; ⑥提出了长江流域重大水利工程与生态地质环境多元响应研究思路,创新构建了一套多模态传感器调查系统,提出了重大水利工程对地质环境影响新判断; ⑦建立了长江中下游不同沉积单元区第四纪地层多重划分对比序列,构建了重点地区第四系三维地质结构模型,提出了长江贯通时限和演化新认识; ⑧编制了流域、经济区和城市系列地质调查报告和图集,成果转化与服务成效显著。该工程进展及成果提升了长江经济带地质调查工作水平,可为区域国土空间规划、绿色生态廊道打造、立体交通走廊建设、产业转型升级、新型城镇化建设以及脱贫攻坚工作等提供科技支撑。     

生态地质研究进展与展望

生态地质学是研究生态系统与地质环境之间关系的一门交叉学科,对国土空间生态保护修复工作有重要理论支撑作用。我国生态地质研究工作虽然经过了多年的发展与积淀,但时至今日生态地质学仍然处于研究和探索阶段。鉴于此,基于前人的大量研究,总结了国内外生态地质研究进展: 国际上,俄罗斯建立了生态地质学研究体系,美国发起的地球关键带研究是与生态地质研究十分契合的主题; 在国内,生态地质研究主要着眼于”生态-地质”相互作用过程与机理以及地质环境影响下的系统性生态修复研究。在此基础上,提出了生态地质学涵义及其研究内容、方法技术创新及学科体系构建思路,以期为服务山水林田湖草沙整体保护、系统修复、综合治理和生态地质系统深化研究提供借鉴。     

钦杭成矿带斑岩铜矿知识图谱构建及应用展望

知识图谱使用人与机器能共同理解的语言,以“图”的方式来描述真实世界,是人工智能研究的重要方向之一。本研究是构建单体矿床、成矿系列和重要成矿区(带)的知识图谱实验的一部分,收集了钦杭成矿带6个较为典型的斑岩铜矿、斑岩-夕卡岩型铜矿的原始文本数据,参照斑岩铜矿床概念模型进行知识获取,标注、抽提文本中的实体、关系、属性,构建了具备基本应用功能的斑岩铜矿床知识图谱。基于未来矿产资源预测评价应充分理解地球系统、成矿系统、勘查系统、预测评价系统相互关系的认识,讨论了建立“地球系统-成矿系统-勘查系统-预测评价系统”关联知识图谱体系需要解决的关键科学技术问题,包括“地-矿-勘-评系统”领域本体及知识图谱递进关联体系,大规模“地-矿-勘-评系统”领域本体及知识图谱的自动构建技术,基于多模态关联数据嵌入“地-矿-勘-评系统”知识图谱自演化、补全技术以及基于知识图谱、大数据挖掘和人工智能的地球系统资源预测理论与方法。     

重要生态功能区土壤化学元素的空间分布模式——以大兴安岭松岭区为例

大兴安岭森林带是我国“两屏三带”生态安全战略格局中的重要一环,其北段松岭区目前是生态地质调查的空白区,查明区内土壤中的元素含量以及空间分布模式,可以为该区生态保护与修复提供基础支撑。以松岭区表层土壤和深层土壤为研究对象,利用多目标区域地球化学采样及分析方法,探讨了各元素指标的地球化学特征及分布模式。研究区土壤的元素分布模式有以下特征: 全C、N、P、S在表层土壤中显著富集; K₂O、CaO、Na₂O、SiO₂在表层土壤中明显贫化; F、Cl、Br、I在表层土壤中高值区的分布受深层土壤影响,同时Br和I在表层土壤中的富集与有机质关系密切; 内梅罗综合指数显示As、Cd、Hg、Ni、Pb、Zn等重金属元素在土壤中轻微超标。     

华南西部滨海湿地调查及主要成果

通过遥感、单波束测量、地质取样、海水取样、钻探、地下水采集与监测等多种调查手段及工作方法,首次在我国华南西部开展1∶10万滨海湿地地质调查与生态环境评价工作,对滨海湿地类型及分布、滨海海域地形地貌、沉积物环境质量、海水环境质量、生态地质演化、地下水化学要素进行综合分析与研究。项目系统查明了该区滨海湿地类型、分布、生态环境现状及其主要影响因素,对湿地生态地质环境质量进行了综合评价,构建了华南西部滨海湿地地质调查技术方法体系和生态地质环境综合评价体系,提出了滨海湿地保护和恢复的建议,为后续我国南方滨海湿地调查提供了示范。     

陆地生态系统碳汇在实现“双碳”目标中的作用和建议

2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和(简称“双碳”)是我国对国际社会的庄严承诺,已被纳入生态文明建设的总体布局。生态系统碳汇是实现“双碳”目标的重要手段,也是林业和草原实现高质量发展的必然要求。国际有关机构对全球森林、草地和湿地生态系统的碳储量和碳循环进行了评估。自1990年以来,附件一国家(指《联合国气候变化框架公约》附件一列出的经济合作发展组织中所有发达国家和经济转型国家)对本国的碳排放和碳汇进行估算,编制了年度温室气体清单; 我国也编制了5次国家温室气体清单。这些工作对我国开展应对气候变化的研究提供了基础。提出了如下建议: 在编制“双碳” 路线图和时间表时,既要考虑我国生态系统碳汇与能源和工业领域碳排放在区域空间分布和时间维度上的差异性,也要考虑生态系统同时所具有的碳汇和碳排放的特殊性; 生态系统碳汇是碳达峰的非选项,是碳中和的必选项; 生态系统碳汇要遵循国家实现“双碳”目标的基本原则,要将生态系统碳汇作为国家生态建设和保护工程的主要目标,提高碳汇计量和监测能力,完善市场和融资机制。     

美国海岸带自然资源与生态损害评估及修复工作对中国的启示

海岸带是位于海陆结合部的复杂环境系统,是人类活动最集中的地区。中国大陆海岸线约18000km,涉及沿海11个省,由于经济社会高速发展,海岸带地区的人口、资源、环境矛盾日益突出,面临海岸带资源无序开发、水土污染、滨海湿地退化、海岸侵蚀、地面沉降等一系列生态环境与灾害地质问题,已成为影响生态文明建设的主要问题之一。因此中国持续加大海岸带生态环境保护力度,并提出实施重要生态系统保护和修复重大工程、强化湿地保护和修复等政策措施。美国国家海洋和大气管理局主导的海岸带损害评估及修复计划已实施了近30年,并取得了显著效果,其完善的法律制度体系、规范的损害评估和修复程序、数据集成管理和共享应用等成功经验值得学习借鉴。建议加快完善中国海岸带生态环境损害评估与修复的技术方法体系和制度体系、有序开展海岸带自然资源和生态环境调查、加强海岸带及滨海湿地等重要生态系统的演化和修复技术研究与示范,并构建统一的海岸带基础调查数据库、建立海岸带监测预警体系。     

西昌市1989—2018年林地草地湿地动态变化特征分析

遥感技术已被广泛应用于生态环境调查与研究。为获取西昌市近30 a生态环境演化趋势,利用1989年、2000年、2010年的专题绘图仪(Thematic Mapper,TM)遥感影像和2018年的陆地成像仪(Operational Land Imager,OLI)遥感影像,通过图像处理、目视解译和野外验证等方法,获得了西昌市1989—2018年的土地利用/覆盖数据,并对林地、草地和湿地的动态变化特征进行了研究。结果表明: 1989—2018年,西昌市林地、湿地和草地面积持续增加,生态环境持续向好; 林地主要分布于安宁河谷和邛海盆地四周山地,在牦牛山、螺髻山一带形成主要林区; 草地主要呈星岛状分布于牦牛山、螺髻山一带林地之间; 湿地以河流湿地与湖泊湿地为主,主要沿安宁河及邛海分布。但仍存在一些问题: 森林存在针叶化现象较普遍、树种单一等问题,需要重点加强林区火灾防范; 草地多数呈零星片状分布,不具有完整的系统结构和良好的功能,多数草地承载力和生产力较低,不宜大规模开发利用,应通过封山育林促使其向森林转化; 湿地分布也比较局限,需要着力予以保护。研究成果可为西昌市生态保护修复措施的制定及经济社会可持续发展提供科学依据。     

甘南大夏河流域生态环境问题识别与修复措施研究

本文对甘南大夏河流域现存的生态环境问题进行了识别与诊断,对其生态问题成因进行了剖析,提出了相应的修复措施。研究显示,矿山环境破坏、草地退化沙化、水土流失、湿地萎缩和生物多样性减少是甘南大夏河流域目前主要的生态环境问题。针对这些主要问题,基于山水林田湖草沙一体化生态修复理念,划分了三个生态修复单元,确立了自然恢复、保护保育、辅助再生、生态重塑四种生态修复模式,提出了以水源涵养为核心的区域生态保护与修复策略,重点布设与实施矿山生态修复、草原生态保护修复、小流域生态保护修复、湿地和生物多样性保护修复、生态环境监测预警与评价系统等五大生态保护与修复工程。该研究可为甘南大夏河流域生态保护与修复提供借鉴与参考。     

地层岩性对植物群落分布特征的影响

地层岩性是生态地质环境条件的重要组成部分,查明不同岩性对生长在其上植物群落的影响,对生态保护和生态修复具有重要意义。以江西赣州市相同地貌条件和气候条件下的岩石、土壤、植物群落为研究对象,通过对植被和土壤开展全面调查与采样分析,探索了岩石-土壤-植物群落间的对应关系。分析了不同成土母岩衍生的土壤在粒度组成、化学成分、物理性质等方面的特征,揭示了地质背景条件与植物群落分布的关系。结果表明: ①成土母岩岩性、土壤质地、土壤pH值、土壤养分、土壤中主量和微量元素含量的差异是影响植物群落分布的重要因素; ②研究区各岩性区的土壤养分含量从高到低为变余杂砂岩区土壤>粉砂岩区土壤>砂砾岩区土壤>长石石英砂岩区土壤>花岗岩区土壤。