流域地球关键带调查理论方法:以长江中游江汉平原为例

围绕如何运用地球关键带理论解决巨型流域生态环境保护问题,在总结国内外地球关键带研究进展的基础上,结合在长江中游开展的地球关键带调查实践,将流域侵蚀基准面定义为流域地球关键带底边界,建立了流域生态环境问题库、地球四大圈层变量库和人类活动变量库;构建了以典型生态环境问题为导向的、基于地球系统四大圈层、人类活动和时间的六维环境变量矩阵;提出了流域地球关键带横向三断面和垂向五界面的结构概化模型,识别了各断面和界面的共性变量和特征变量.有效突破了传统地球关键带研究局限于小流域、环境变量梯度和生态环境问题相对单一的不足,科学回答了流域地球关键带“在哪里调查”、“调查什么”和“监测什么”的问题,初步构建了流域地球关键带调查理论方法体系,并在江汉平原进行了示范性研究.本文为长江流域地球关键带调查以及长江大保护战略的实施提供了科学依据,并为我国流域地球关键带调查理论方法体系的建立提供探索性经验.      

地球系统科学时代的区域地质调查应更加重视古生物资源调查

地球科学研究已进入地球系统科学时代,地球系统科学逐渐成为地球科学各分支学科重要的指导思想。本文论述了古生物资料在地质学诞生和发展中的重要作用及地球系统科学时代古生物资源调查的重要意义,分析了我国目前区域地质调查中存在的问题及其影响,对我国在区域地质调查中加强古生物资源调查提出了具体建议。     

冲-洪积平原1:5万区域地质调查技术方法探索

首都地区规划建设工作主要分布于平原松散地层之上,第四纪地质研究显得尤为重要。依托近几年来在北京地区开展的平原覆盖区1:5万区域地质调查和活动断裂专项调查项目成果,系统总结了平原区第四纪区域地质调查与评价的主要工作手段和技术方法,及其在解决第四纪基础地质问题及生态环境中所起的作用。通过平原区区域地质调查工作,可查明第四纪精细地质结构、含水层分布特征,精确厘定活动断裂位置及其活动时限,探讨自然环境演化序列与人类活动关系等,为城市规划、重大工程建设和应急水源地水资源合理开采提供基础地学数据。研究成果对首都城市减灾防灾、生态环境演变研究具有重要地学支撑作用。     

基于地质建造的生态地质调查方法——以河北省承德市国家生态文明示范区综合地质调查为例

生态地质（学）是研究生态与地质环境相互关系及作用机理的科学。通过“承德市国家生态文明示范区综合地质调查”项目的实践，探索总结出一套适合山区、基于地质建造的生态地质调查思路和技术方法框架。按照全域背景（基准）调查—重点小流域调查—生态关键带解剖3个层次开展工作，逐步深化对承德市生态地质特征和作用规律的认知。通过全域1：25万地质建造分析与编（填）图，查明生态地质背景，划分生态地质单元，快速筛选生态资源优势区和生态环境问题区；针对筛选出的生态资源优势区和生态环境问题区，开展以小流域为单元的重点区1：5万调查，以查明优势资源特征，评价生态环境风险；开展重要地质建造典型生态关键带1：1万调查与研究，揭示生态地质系统三维结构特征和相互作用机理，为综合监测和生态系统演变趋势预测提供依据。构建了生态地质调查“需求—调查—转化”体系框架，依据生态地质调查成果，为承德市国土空间规划、生态产业发展和生态保护修复，提出了相应的地学建议。     

浅谈固体地球科学与地球系统科学

地球科学在20世纪的诸多进展中,对后来科学发展具有深远影响的基本认识之一是地球演化的行为具有整体性,其不同的圈层确实通过多种途径相互作用,且人类活动已成为地球演化的重要营力之一。这些认识导致地球系统科学思想的产生和发展,并使不同圈层相互作用的过程和机理、人与环境的相互作用研究成为21世纪基础科学研究的前沿。地球系统科学强调地球不同圈层、不同单元相互作用的整体性和关联性,因而科学研究必须从"整体地球系统"的视野出发,但研究过程又必须从关键区域入手。我国是地球系统科学研究的关键地区之一,未来研究应立足地域优势和特色,攻克全球性重大科学问题,解决社会对地球科学的知识需求。     

地球关键带:地质环境研究的新框架

当今经济社会所面临的资源、环境和生态问题相互关联、相互耦合,迫切需要打破传统的学科界限,搭建一个新的技术框架,进行跨学科、多领域系统研究。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,为这种需求提供了一个完整的系统框架。本文在界定地球关键带内涵与特征的基础上,分析了关键带科学研究的DPSIR(驱动力-压力-状态-影响-响应)体系框架和3M(填图-监测-建模)循环体系框架,从填图、监测、建模三个方面总结了关键带研究进展。通过将地质学、水文学、土壤学、生态学等学科进行融合,关键带科学为气候变化、生态管护、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。在此基础上,提出了对我国地质调查工作的建议:将地球关键带作为重点靶区开展基础地质和水工环地质综合调查,建立三维地质框架;选择基础条件较好的小流域建设关键带观测站,为地质学与其他学科的融合搭建一个开放平台。     

地球的多圈层相互作用

地球科学的发展已逐渐进入对地球进行多圈层相互作用研究的新阶段。如大气中温室气体浓度剧变的天然原因何在 ;海水缺氧、厄尔尼诺和成烃极盛期由什么引起 ;什么因素导致生物的俱生与俱灭等人类社会和地学发展所需解决的一些难题 ,只有开展地球多圈层相互作用研究才能深入解决。在白垩纪中期发生了一系列相互关联的地学现象 ,可以作为研究地球多圈层相互作用和地球系统科学的切入口。     

基于地质建造的西南山区生态地质编图探索与实践——以邛海—泸山地区为例

地质作用是形成区域生态环境格局的重要驱动力之一,岩石圈表层地质建造是土壤圈、水圈、大气圈和生物圈的载体,制约着地形地貌、水文地质、土壤物理化学性质以及地质灾害等生态地质条件,进而对整体的生态平衡起着重要的作用。生态地质研究在于探索生态环境与地质条件之间的联系,从地质学的视角,探寻生态系统运行与演化机制。本文在四川邛海—泸山地区生态地质调查实践中,探索了一套适用于西南山区的土壤地质图、生态地质剖面和生态地质图等生态地质系列图件的编制方法。研究认为,生态地质系列图件应是岩石圈- 土壤圈- 生物圈等多圈层融合的地球表层系统在地质图上的反映,其表达内容主要包括：作为生态环境物质基础的地表基质层（岩石圈和土壤圈）的生态功能属性、地表覆盖的生态系统和人类活动的现状和展布、生态地质单元的生态功能属性等。基于地质建造和地表基质层的生态地质系列图件,能系统地反映研究区地球表层系统中各生态地质要素的现状、特征、展布和交互关系,为生态保护修复及国土空间用途管制提供地球科学依据。     

内蒙古自治区包头市土壤地球化学特征与环境评价

[摘 要] 包头市是内蒙古自治区境内最大的工业城市,随着工业生产的迅速发展,生态环境问题 日益突出,本文利用近年来在本区开展的多目标区域生态地球化学调查成果,依托多目标生态地球化学 调查提供的土壤元素指标的含量值、背景值及区域空间分布图等丰富的地球化学资料,重点对包头市生 态环境进行调查,对包头市土壤元素地球化学特征进行统计分析研究,通过研究土壤中镉、汞等重金属 元素的空间分布特征、物质来源, 运用内梅罗指数法对包头市土壤环境质量及环境污染状况进行了评 价。结果表明,除以冶炼为主的局部地段受到明显的人为污染外,其余地区环境质量总体良好。评价结 果对包头市今后的环境规划和环境治理提供了科学依据。     

喀斯特地区地球关键带科学与生态水文学发展综述

针对我国西南喀斯特地区生态环境演变历史及新的形势下面临的挑战问题,系统地总结了植被退化、人工恢复、自然演替三个阶段植被、水文、土壤和溶蚀等观测实验得出的成果,阐述了喀斯特生态水文模型的发展及存在的问题。以地球关键带科学系统思维和多学科综合研究范式,提出了喀斯特地区大气－植被－土壤－岩石系统结构和组成以及协同演变理念;从多学科交叉、系统观测、模型集成视角,探讨了生态水文与碳、水、钙循环协同演变的研究途径,并以此提出推动喀斯特生态水文学发展的建议,为全球气候变化和绿色发展形势下喀斯特地区生态环境恢复提供科学支撑。