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履行时代使命,开辟生态地质调查新战场

——中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心主任助理聂洪峰谈生态地质调查总体思路

来源: 中国矿业报 发布时间:2019-03-15 浏览量: 字号:T|T

当前,地质事业正处于大变革、大调整、大转型的关键时期。自然资源部统一行使生态保护修复职责,那么地质调查工作如何发挥好先行性、基础性作用,更好地与生态保护相融合,亟待地质工作者深入思考与系统谋划。本报记者日前就相关问题采访了自然资源部中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心主任助理聂洪峰。

中国矿业报:作为新时代赋予的新使命,生态地质调查的内涵是什么?包括哪些内容?

聂洪峰:生态地质调查是我国生态文明建设的必然要求,是新时代地质调查工作的重要拓展领域之一,主要调查研究各种生态问题或生态过程的地学机理、地质作用过程及背景条件,形成岩石-风化壳-土壤-水-生态完整的地表与地下一体化的权威数据,为生态系统整体保护修复、国土空间用途管制等工作提供地球系统科学解决方案。我们认为,生态地质调查应该重点调查风化壳、包气带的结构、物理化学特征与演化,因为这部分是地球表层系统中最活跃、最富有活力的部分,是大气圈、生物圈、岩石圈和水圈相互作用的最关键地带,它决定了生态系统的运行与演化。

中国矿业报:关于生态地质调查,我们之前有没有相关工作基础,目前是一个怎样的现状,还存在哪些亟待解决的问题?

聂洪峰:与生态地质调查有关的工作基础还是比较扎实的,我国完成了覆盖全国与部分地区的1∶20万、1∶25万与1∶5万系列比例尺的区域地质调查、环境地质调查、水文地质调查等工作;全国开展了2次土壤普查、9次森林资源调查、2次草地资源调查、2次湿地资源调查、2次土地利用详查、1次地理国情普查,以及多尺度自然地理、农业、林业、国土资源等的综合区划与生态功能划分。近年来,中国地质调查局部署实施了生态环境地质调查、农业地质调查、土地质量地球化学调查和全国自然资源遥感综合调查等项目,以及借鉴俄罗斯生态地质调查工作经验,完成了“1∶25万铁岭市幅生态地质调查”和大巴山地区1∶5万生态地质调查试点,构建了地质调查与区域生态环境研究之间的桥梁。可以说,以往的地质调查、土壤调查、生态调查取得了丰硕成果,为开展全国生态地质调查奠定了坚实的基础,但已往对生态系统赋存的地质条件尤其是风化壳、包气带的调查比较少,对生态空间格局的制约影响分析研究程度也比较低,因此未形成岩石-风化壳-土壤-水-生态完整的地表与地下一体化数据,尚不能满足生态系统整体保护修复、国土空间用途管制对地质调查工作的新需求。

中国矿业报:鉴于以上问题,您认为下一步我国生态地质调查将如何开展?

聂洪峰:我国独特的自然地理地质背景决定着生态环境格局,受地质构造、地层岩性、地形地貌、气候、水文等条件影响,不同的生态系统都存在脆弱性和敏感性的一面。生态地质调查需回归基础,追溯本源,调查生态赋存地质背景条件的同时,将地质作用过程和生态的空间分布、变化规律作为整体进行调查研究,注重生态系统的整体性与系统性,具体可概括为四项主要任务:一是调查生态地质条件的现状分布及历史演化过程,分析相关要素间的相互作用过程;二是调查生态地质问题类型及其分布,分析其控制与影响因素,预测发展趋势;三是开展生态地质系统综合评价,提出国土空间利用与生态系统保护修复建议;四是建立生态地质数据库,编制生态地质系列图件。

关于生态地质调查工作的实施,我们目前形成了这样的工作思路:遵循山水林田湖草生命共同体理念,“地上与地下”统筹考虑,数量、质量、生态“三位一体”,以地球系统科学为指导,综合应用高分辨率遥感、生态地质剖面调查、多目标地球化学分析测试、大数据分析等新技术新方法,分全国-重点地区-典型地段3个层次开展不同尺度的生态地质调查工作,且注重这三个层面工作的相互衔接,加强关键带岩石圈、土壤圈、水圈、大气圈和生物圈等多圈层交互作用研究。

中国矿业报:不同尺度、不同地区,不同地段开展调查在内容和方法上有何差异?

聂洪峰:由于不同尺度、不同地区的调查目标不同,因此内容和方法就会有所差异。在全国层面上,主要是为了基本查清我国生态空间格局与主要生态地质问题,分析生态地质条件基本状况,形成宏观尺度国土空间利用、生态保护与修复地学对策与建议。因此,全国层面的生态地质调查,要利用星载多源多时相遥感地质解译、生态信息提取和动态变化综合分析技术方法,一方面需要开展全国宏观尺度的生态地质条件补充调查,整理汇编地质背景、地形地貌、土壤类型等基础资料;另外一方面要调查分析全国宏观尺度的生态系统空间分布格局、演变规律。在此基础上,划分全国生态地质系统单元,进行生态地质分区评价,分析全国地质环境与生态空间格局动态变化内在关系,提出生态系统整体保护与修复的对策与建议。形成的成果主要包括全国1∶50万成土母岩分布图、地貌形态类型图、全国森草湿分布及其重要历史节点变化图,以及中国生态地质问题分布图、全国生态地质单元图、全国生态分区评价结果等。

对重点地区,应该在全国宏观调查的基础上,侧重在重要生态功能区、生态环境敏感区和脆弱区及重要生态地质问题区开展调查,一是重点查明区域(流域/二级或三级生态地质单元)生态变化和生态地质条件(1∶25万),分析生态-地质特征、生态资源优势,进行生态地质分区评价。二是查明生态地质问题类型、分布、程度、控制与影响因素以及与生态问题相关的地质要素分布(1∶5万),进行生态地质脆弱性评价。另外,在特殊地区调查内容有所差异,如在岩溶石山区,主要调查表层岩溶带发育特征及其与植被分布的相互关系;在北方干旱半干旱区,调查偏重成土母质结构、地下水位动态变化与植被生态的关系;在黄土高原区,调查内容主要是水土流失自然成生条件,以及土地利用、植被破坏等人为影响因素;在青藏高原,偏重调查构造隆升条件下的植被垂直分带以及冻融性荒漠化分布、现状、演化;在滨海湿地,则主要调查滨海湿地类型、分布、现状、演化及其与水文地质条件、海岸带变迁关系。我们要达到的预期目标:一是形成1∶5万生态地质调查成果数据及图件,包括成土母岩分布图、土壤地质图、土壤地球化学分布图、生态地质图、生态地质脆弱性评价图、生态地质问题修复监测图等;二是形成一批服务国土空间规划、生态整体保护修复、乡村振兴需要的应用成果,如区域林草湿生态地质脆弱性评价成果、区域石漠化综合治理区划、北方土地荒漠化修复防治区划以及政府关心的特定地区/问题专报、成果图集等。与全国层面相比,重点区的调查方法更多源化、精细化,主要调查方法有多时相高分辨率卫星遥感(空间分辨率优于2米),无人机、航空遥感(多、高光谱、机载LiDAR)动态监测,生态地质条件地面调查,系统采集成土母岩、成土母质、土壤、地下水、地表水、植被等的样品并进行测试分析;根据需要,可适当采用地球物理方法和钻探方法。

典型地段是反映生态地质状况或生态地质问题的代表性样区,全国和重点地区都离不开第三个层面典型地段的重点剖析,主要目标是揭示大气圈、生物圈、土壤圈、岩石圈、水圈等多圈层各相关要素间的相互作用过程,分析生态系统演化的地质学机理,尤其是各圈层交互带水分、盐分、碳氮元素等的循环过程和演化机制。探究风化壳、包气带结构与垂直分带特征,元素迁移富集特征,生态问题地学响应机理及生态修复技术等。采取的调查方法:一是生态地质剖面测量,采用浅井、浅钻等形式予以揭露,观察、测量生态地质现象,进行岩石-风化壳-土壤-水体-植被系统采样。二是测试分析,包括岩矿分析、成土母质分析、土壤分析、水测试分析、植被测试分析等。三是动态监测,包括地下水监测、土壤和成土母质监测、植物监测、气象监测等。

中国矿业报:为保障生态地质调查顺利推进,有没有相关技术标准?

聂洪峰:为规范和指导生态地质调查工作,自然资源部中国地质调查局组织有关单位编制形成了《生态地质调查技术要求(1∶50000)(征求意见稿)》,提出了生态地质调查的工作流程,规定了生态地质调查的内容、方法、成果编制与数据库建设等,并按照地质、地形地貌、气候等主要生态地质控制条件的差异,分简单、中等、复杂三种地质条件复杂程度给出了技术定额。

中国矿业报:作为遥感地质专家,您认为遥感技术在生态地质调查领域有哪些应用,能够发挥怎样的作用?

聂洪峰:生态地质调查以地球系统科学为指导,涵盖了系统性的多学科调查,包括生态、环境、地质等诸多内容,需要综合应用遥感、地球化学、地球物理、大数据分析等诸多技术。遥感技术是生态地质调查的不可替代的技术手段之一,它不仅能够获取生态要素的类型、分布、面积、质量及动态变化信息,还可以获取地层岩性、断裂构造、水文地质要素等地质环境信息。遥感地质技术应用要想贯穿于整个生态地质调查全过程,需要创新发展遥感地质新技术新方法及其应用深度,为生态地质调查提供技术保障。