西北生態(tài)地質(zhì)調(diào)查研究進(jìn)展與展望

李文明，李健強(qiáng)，徐永，劉拓，曹佰迪，陳霄燕，李天虎，喬耿彪，楊陽(yáng)，閆瑞，易歡，張轉(zhuǎn)

（中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心/西北地質(zhì)科技創(chuàng)新中心，陜西 西安 710054）

生態(tài)地質(zhì)調(diào)查是支撐國(guó)家生態(tài)屏障體系建設(shè)和實(shí)施國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作，也是促進(jìn)全國(guó)地質(zhì)調(diào)查工作轉(zhuǎn)型升級(jí)的一個(gè)重要發(fā)展方向。隨著人類不斷從自然界中獲取可以利用的自然資源，自然生態(tài)系統(tǒng)正發(fā)生著深刻變化，地質(zhì)環(huán)境的自然演變也不斷影響著自然生態(tài)系統(tǒng)。如今，隨著人類活動(dòng)和自然條件的共同作用，地球表面資源不斷稀缺，自然生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化，土地、水、礦產(chǎn)、森林等不可再生的自然資源也在持續(xù)減少（汪振立，2010）。這就勢(shì)必要搞清自然和人類活動(dòng)雙重作用條件下整個(gè)自然生態(tài)系統(tǒng)的變化情況，查明生態(tài)環(huán)境惡化的地質(zhì)原因，了解古生態(tài)環(huán)境地質(zhì)演變，預(yù)測(cè)自然生態(tài)環(huán)境的發(fā)展趨勢(shì)和地質(zhì)控制作用與機(jī)理，使國(guó)家制定生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃有據(jù)可依。因此，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在重點(diǎn)地區(qū)先后部署了生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查和生態(tài)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目，在不斷探索實(shí)踐中，初步建立了生態(tài)地質(zhì)調(diào)查技術(shù)方法體系，目前正在進(jìn)行全國(guó)推廣和實(shí)踐；不斷地完善生態(tài)地質(zhì)調(diào)查、評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)方法體系，同時(shí)也在引領(lǐng)地方單位進(jìn)行探索實(shí)踐，為國(guó)家山水林田湖草整體保護(hù)與系統(tǒng)修復(fù)、自然資源管理、國(guó)土空間規(guī)劃與用途管制等提供決策依據(jù)。

1 生態(tài)地質(zhì)發(fā)展的歷史及作用

1.1 生態(tài)地質(zhì)學(xué)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

生態(tài)地質(zhì)學(xué)（ecological geology）是研究各種生態(tài)問(wèn)題或生態(tài)過(guò)程產(chǎn)生的地質(zhì)學(xué)機(jī)理、地質(zhì)作用過(guò)程及其背景的一門學(xué)科，是地質(zhì)科學(xué)的一門新興的分支學(xué)科，它以生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)與地質(zhì)科學(xué)相結(jié)合為特點(diǎn)，采用植被地理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)的方法和遙感技術(shù)研究植物（生物）與地質(zhì)因子之間的相互作用。生態(tài)地質(zhì)學(xué)不僅研究自然環(huán)境自身變化所引起的次生環(huán)境問(wèn)題，也研究人類活動(dòng)作用于周圍環(huán)境所引起的次生環(huán)境問(wèn)題。

在國(guó)際生態(tài)地質(zhì)學(xué)的發(fā)展史上，前蘇聯(lián)學(xué)者較早提出了生態(tài)地質(zhì)有關(guān)概念并展開了相應(yīng)的研究，其研究為生態(tài)地質(zhì)的學(xué)科發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)30年代以來(lái)，Troll K首次提出“地質(zhì)生態(tài)學(xué)”這一術(shù)語(yǔ)，目前這一概念通常被理解為研究作為環(huán)境系統(tǒng)構(gòu)成部分和生物圈物質(zhì)基礎(chǔ)的地質(zhì)圈及其內(nèi)在自然和人類活動(dòng)成因因素影響下所發(fā)生變化的科學(xué)（何政偉等，2003），是生態(tài)學(xué)和地質(zhì)學(xué)之間的新興邊緣科學(xué)（Trofimov V T，2001，2004）。其主要任務(wù)是：對(duì)地質(zhì)圈在自然和人類活動(dòng)成因因素作用下發(fā)生的變化進(jìn)行分析；合理利用地球的水、土地、礦產(chǎn)和能源資源；減輕地質(zhì)環(huán)境受自然和自然—人類活動(dòng)成因?yàn)?zāi)害所造成的損失，保障人類生存安全（何政偉等，2003）。

在第28屆國(guó)際地質(zhì)學(xué)大會(huì)上， Koziovsky Y A（1989）認(rèn)為“地質(zhì)生態(tài)學(xué)”是新的學(xué)科趨勢(shì)，其核心問(wèn)題是生物地球化學(xué)元素的遷移行為（何政偉等，2003）。21世紀(jì)初，Trofimov又進(jìn)一步指出在地質(zhì)學(xué)的4大研究任務(wù)中，為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行作地質(zhì)論證是生態(tài)地質(zhì)的主要任務(wù)，即論證在維持生態(tài)系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)前提下的巖石圈資源合理利用，確定巖石圈近地表的人為污染對(duì)生態(tài)系統(tǒng)群落的影響，針對(duì)生物群落或整體生態(tài)系統(tǒng)的管理，為制定和調(diào)整解決方案進(jìn)行地質(zhì)論證（Trofimov，2001，2004）。2006年，俄羅斯學(xué)者Vartanyan（2006）出版了《The Geological Environment and Ecosystems》一書，進(jìn)一步論述了地質(zhì)環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)之間的相互關(guān)系。之后，以Trofimov和Korolev等為代表的俄羅斯學(xué)者對(duì)生態(tài)地質(zhì)學(xué)的研究?jī)?nèi)容+系統(tǒng)類型+學(xué)科分類+學(xué)科地位以及與工程地質(zhì)+環(huán)境地質(zhì)等相似學(xué)科之間的關(guān)系與區(qū)別展開了研究，為生態(tài)地質(zhì)學(xué)的學(xué)科建立與發(fā)展提供了寶貴的基礎(chǔ)與先驗(yàn)資料（Trofimov，2010；Korolev，2012）。

此外，其他國(guó)家許多學(xué)者也就生態(tài)地質(zhì)學(xué)的相關(guān)概念和內(nèi)容展開了研究和探索，比利時(shí)學(xué)者Kucha H（1999）和印度學(xué)者Panda D（1995）等的研究都涉及到生態(tài)地質(zhì)學(xué)中的相關(guān)問(wèn)題。在這一發(fā)展階段，盡管相關(guān)的術(shù)語(yǔ)稱謂、概念尚不夠統(tǒng)一，但各國(guó)學(xué)者在研究中都是將巖石、土壤、生物、水和人類活動(dòng)甚至氣候系統(tǒng)等要素作為相互作用與擾動(dòng)的生命支持系統(tǒng)，生態(tài)地質(zhì)學(xué)學(xué)科的發(fā)展提供了一種應(yīng)用于協(xié)調(diào)自然資源有效利用與維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)整體性之間矛盾的途徑，為生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)管理構(gòu)筑了強(qiáng)有力的科學(xué)基礎(chǔ)。

中國(guó)在生態(tài)地質(zhì)學(xué)方面的研究起步較晚，陳夢(mèng)熊（1999）和林景星（1999）先后發(fā)表了“論生態(tài)地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)與綜合性生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”和“生態(tài)環(huán)境地質(zhì)學(xué)概述”，初步總結(jié)了當(dāng)時(shí)在生態(tài)地質(zhì)學(xué)和環(huán)境地質(zhì)領(lǐng)域研究的現(xiàn)狀。目前生態(tài)與地質(zhì)之間的相互關(guān)系是中國(guó)生態(tài)地質(zhì)學(xué)范疇內(nèi)最主要的研究?jī)?nèi)容，包括研究生態(tài)-地質(zhì)的相互作用機(jī)理、地球化學(xué)特性和地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生的生態(tài)作用與生態(tài)功能等（王長(zhǎng)生，1998；汪振立，2012）。其中，李正積（1996）通過(guò)對(duì)巖-土-植物系統(tǒng)的研究分析，重點(diǎn)闡述了巖石-土壤-果樹互作特征，形成了“地質(zhì)-生態(tài)系統(tǒng)-作物”應(yīng)用方向研究的新認(rèn)識(shí)；汪振立（2002）較系統(tǒng)地研究總結(jié)了自然植被、作物、微生物、動(dòng)物以及人為活動(dòng)等要素與地質(zhì)環(huán)境的相互作用和響應(yīng)關(guān)系；何政偉（2002）運(yùn)用系統(tǒng)工程、信息科學(xué)的理論對(duì)巖石、土壤、植被信息進(jìn)行了科學(xué)管理和綜合分析，采用遙感、地理信息系統(tǒng)和多學(xué)科的交叉與綜合等手段，采集氣候信息、地形地貌信息、水資源信息、地質(zhì)背景信息、土壤信息、植被信息等要素建立了空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)，研究了巖石、土壤、植被信息之間的信息流關(guān)系，為規(guī)劃、管理、決策和研究所需信息提供了技術(shù)系統(tǒng)支持；孫立廣（2017）在第四紀(jì)全新世地質(zhì)學(xué)和生態(tài)地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展了南極無(wú)冰區(qū)生態(tài)地質(zhì)學(xué)，以糞土層為過(guò)去生態(tài)環(huán)境信息的載體，運(yùn)用微觀生物地球化學(xué)記錄來(lái)探索極地的生態(tài)、環(huán)境與氣候變化的主題，并區(qū)分人為因素和自然因素對(duì)全球變化的影響，為生態(tài)地質(zhì)學(xué)拓展了一個(gè)全新的研究領(lǐng)域；在農(nóng)業(yè)生態(tài)領(lǐng)域，曾銳（2020）等從云南蒙自斷陷盆地地質(zhì)環(huán)境基礎(chǔ)出發(fā)，從巖溶斷陷盆地地區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)需水問(wèn)題著手，研究劃定了不同需水量地區(qū)適宜發(fā)展的作物類型與種植模式，研究結(jié)果為當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)結(jié)構(gòu)改善與規(guī)范耕作模式提供了參考；遙感技術(shù)運(yùn)用方面，張慈（2022）等基于MODIS數(shù)據(jù)（2003～2018年）研究了青藏高原東部地區(qū)地質(zhì)環(huán)境與地表植被覆蓋之間的關(guān)系，結(jié)果顯示地形起伏、坡向坡度和地質(zhì)條件復(fù)雜度等因素對(duì)植被覆蓋與變化狀況具有顯著影響。

目前，中國(guó)還有大量針對(duì)脆弱區(qū)生態(tài)修復(fù)與地質(zhì)環(huán)境相互關(guān)系的研究，尤其是關(guān)于區(qū)域石漠化的研究，是脆弱生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)治理的重要先驗(yàn)理論。這一系列研究結(jié)果表明了地質(zhì)條件與生態(tài)系統(tǒng)之間的雙向作用，說(shuō)明生態(tài)-地質(zhì)系統(tǒng)是一個(gè)深度耦合的復(fù)雜系統(tǒng)。生態(tài)脆弱地區(qū)的生態(tài)環(huán)境相對(duì)惡劣，在地質(zhì)環(huán)境與氣候環(huán)境的綜合影響下更容易導(dǎo)致生態(tài)問(wèn)題惡化，基于區(qū)域地質(zhì)條件的生態(tài)修復(fù)措施研究能夠?yàn)楫?dāng)?shù)厝嗣竦纳畎l(fā)展提供幫助與指導(dǎo)（段華超等，2022）。肖林穎（2021）等以云南省2個(gè)典型巖溶斷陷盆地地區(qū)為對(duì)象，基于2007～2017年Landsat系列影像數(shù)據(jù)，對(duì)石漠化盆地的治理效果進(jìn)行研究分析，發(fā)現(xiàn)不同石漠化程度的區(qū)域采取的生態(tài)治理措施均取得了明顯成效；段華超（2022）等根據(jù)石漠化地區(qū)的地質(zhì)條件、氣候條件、生物活動(dòng)等要素的空間異質(zhì)性對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行區(qū)劃，并針對(duì)不同區(qū)域特征分析適宜的生態(tài)修復(fù)方法，提出了4類23種治理模式，生態(tài)地質(zhì)學(xué)研究成果及理論越來(lái)越廣泛地服務(wù)于生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)治理中。

1.2 國(guó)內(nèi)外生態(tài)地質(zhì)調(diào)查發(fā)展歷史回顧

生態(tài)地質(zhì)調(diào)查自20世紀(jì)30年代由學(xué)者Troll K提出定義后，經(jīng)歷了萌芽和探索階段，從俄、美、加、澳、英等國(guó)開始進(jìn)行生態(tài)地質(zhì)專項(xiàng)調(diào)查起進(jìn)入了逐步的成熟的階段。20世紀(jì)80年代起，世界許多國(guó)家都重視生態(tài)地質(zhì)的調(diào)查研究工作，如俄、美、加、澳、英等國(guó)不僅將其列為國(guó)家級(jí)中、大比例尺地質(zhì)圖的構(gòu)成部分，還進(jìn)行了諸如農(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（Bisset R，2004）。世界一些大國(guó)對(duì)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查也紛紛制訂全國(guó)性大型計(jì)劃，強(qiáng)調(diào)擴(kuò)大地質(zhì)圖件的功能，使其服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)更廣泛的領(lǐng)域（何政偉等，2003）。例如，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局于1995年實(shí)施了生態(tài)系統(tǒng)計(jì)劃，該計(jì)劃強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)問(wèn)題是區(qū)域或亞區(qū)域的環(huán)境資源問(wèn)題（如水、礦物和土地）、水質(zhì)和水供給、礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的環(huán)境效應(yīng)、土地利用或土地覆蓋的變化效應(yīng)；俄羅斯從20世紀(jì)90年代開展了系統(tǒng)的區(qū)域生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作。區(qū)域生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作以俄羅斯（前蘇聯(lián)）做的比較系統(tǒng)，至20世紀(jì)80年代末，俄羅斯1∶20萬(wàn)和1∶5萬(wàn)生態(tài)地質(zhì)制圖每年分別達(dá)到18萬(wàn)～19萬(wàn)km2和6.5萬(wàn)～7萬(wàn)km2，1990年批準(zhǔn)出版了《1∶20萬(wàn)～1∶10萬(wàn)地質(zhì)生態(tài)調(diào)查和制圖的要求》、《1∶5萬(wàn)～1∶2.5萬(wàn)地質(zhì)生態(tài)調(diào)查和制圖的要求》等多項(xiàng)規(guī)范（吳傳璧等，2003）。俄羅斯對(duì)中、大比例尺生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作的目的、對(duì)象和任務(wù)調(diào)查方法及方式、試樣的制備、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和分析方法、必須制圖的圖件種類和內(nèi)容總結(jié)報(bào)告大綱等都作了明確的規(guī)定。至1997年完成了1∶500萬(wàn)比例尺的生態(tài)-地質(zhì)圖集、1∶400萬(wàn)和1∶250萬(wàn)比例尺的俄羅斯和鄰國(guó)的地質(zhì)生態(tài)圖、冰巖區(qū)1∶250萬(wàn)～1∶1 000萬(wàn)比例尺的地質(zhì)生態(tài)系列圖等（危泉香等，1999）。

中國(guó)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作始于20世紀(jì)80年代，提出了“巖石-土壤-植被-大氣-人為”大系統(tǒng)理論（李正積，1986），其核心內(nèi)容是地質(zhì)環(huán)境對(duì)生態(tài)環(huán)境的支配作用。1994 年起，原地礦部四川省地礦局開展了中國(guó)首個(gè)1∶5萬(wàn)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查試點(diǎn)項(xiàng)目——1∶5萬(wàn)大巴山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查，較為全面地調(diào)查了巖石圈、土壤圈、水圈、大氣圈及生物圈的狀況及相互作用，突出了巖石圈在生態(tài)環(huán)境中的制約性作用，認(rèn)為人類與地球表面物質(zhì)和生物直接作用進(jìn)行著廣泛的以化學(xué)元素為基礎(chǔ)的物質(zhì)交換（王長(zhǎng)生等，1997，1998）。1999 年國(guó)土資源大調(diào)查實(shí)施以來(lái)，中國(guó)開展了一系列以沿海地區(qū)、大江大河流域及部分生態(tài)地質(zhì)環(huán)境“敏感區(qū)”為重點(diǎn)區(qū)域的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查工作（虞孝感，2002；張森琦等，2002，2003，2004，2009；于軍，2002；許向?qū)幍龋?004；姚磊，2016）。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（李仰春等，2018）。2019年以來(lái)，為全面支撐山水林田湖草沙整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)和綜合治理，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局設(shè)立了“生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工程”。重點(diǎn)開展了中國(guó)北方林草濕分布區(qū)1∶50萬(wàn)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查以及黃河源區(qū)、大涼山區(qū)等重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)1∶5萬(wàn)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查，采用“空-天-地”一體化調(diào)查技術(shù)，獲取了不同尺度森林、草原、濕地等生態(tài)類型分布與變化，成土母質(zhì)、水文地質(zhì)要素、土壤、地形地貌等生態(tài)地質(zhì)條件，以及荒漠化、湖泊萎縮等生態(tài)問(wèn)題分布數(shù)據(jù)，分析了生態(tài)-地質(zhì)之間相互制約影響關(guān)系，剖析了主要生態(tài)問(wèn)題的成因機(jī)理，劃分了生態(tài)地質(zhì)單元，建立了生態(tài)地質(zhì)圖譜，提出了基于地球系統(tǒng)科學(xué)的國(guó)土空間生態(tài)保護(hù)修復(fù)對(duì)策建議，為中國(guó)北方地區(qū)生態(tài)保護(hù)與系統(tǒng)修復(fù)工作提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與技術(shù)支撐（聶洪峰等，2021）。

2 西北地區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查實(shí)踐與應(yīng)用進(jìn)展

2.1 主要調(diào)查工作

西北地區(qū)地處干旱-半干旱區(qū)域，降雨量較低，生態(tài)環(huán)境脆弱，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題較為突出，由于經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，資源投入較大和全球氣候變化等因素，西北的生態(tài)平衡受到了一定程度的威脅。另外，西北地區(qū)不僅擁有青藏高原生態(tài)屏障區(qū)、黃河重點(diǎn)生態(tài)區(qū)（含黃土高原生態(tài)屏障）以及北方防沙帶等重要國(guó)家生態(tài)安全屏障，也是長(zhǎng)江、黃河等大江大河的發(fā)源地，在中國(guó)國(guó)家生態(tài)安全和國(guó)家戰(zhàn)略中具有較重要的地位，這就引起了西北地區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作的興起和發(fā)展。雖然在試點(diǎn)探索后，未引來(lái)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作的全面鋪開，但對(duì)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作的持續(xù)發(fā)展具有積極的推動(dòng)作用。西北的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作經(jīng)歷了探索和發(fā)展2個(gè)階段，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局在每個(gè)階段都起著主導(dǎo)作用，為突出地質(zhì)工作對(duì)國(guó)家重大戰(zhàn)略的生態(tài)支撐做出了積極的貢獻(xiàn)。

（1）探索階段（1999～2015年）。20世紀(jì)90年代末，西北地區(qū)局部范圍內(nèi)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題頻發(fā)。為解決黃河源區(qū)區(qū)域地下水水位下降與水資源減少引起源區(qū)黃河頻繁斷流、土地資源超載過(guò)牧、鼠蟲害猖獗和荒漠化土地?cái)U(kuò)大等現(xiàn)象，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局于1999年設(shè)立“黃河源區(qū)1∶25萬(wàn)生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目，開展了為期3年的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作，通過(guò)調(diào)查，查明黃河源頭地區(qū)黃河斷流和生態(tài)環(huán)境惡化的地質(zhì)原因和發(fā)展演化趨勢(shì)，探討了黃河源頭地區(qū)黃河斷流和區(qū)域地下水位下降對(duì)中下游水資源和地質(zhì)環(huán)境變化的影響，為黃河源區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和治理黃河提供了科學(xué)依據(jù)，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧業(yè)布局和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供了決策依據(jù)（張森琦等，2004）。為查明長(zhǎng)江源區(qū)土地資源退化、生態(tài)環(huán)境變化等生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局于2005年設(shè)立“長(zhǎng)江源區(qū)1∶25萬(wàn)生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目，詳細(xì)論述了冰川、凍土、水環(huán)境及沼澤濕地的演化特征及其發(fā)展趨勢(shì)，闡明了引起地面變形、巖土位移地質(zhì)、土地退化和地下水變異等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的原因。通過(guò)探索，為生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的新一輪發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

（2）發(fā)展階段（2016～2021年）。2016年起，為積極推進(jìn)新時(shí)期地質(zhì)調(diào)查支撐生態(tài)文明建設(shè)，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局組織專家進(jìn)行了生態(tài)地質(zhì)調(diào)查技術(shù)要求的編制，并積極部署了生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工程，其中，在西北地區(qū)布設(shè)了“黃河源地區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查”、“黃河中游生態(tài)地質(zhì)調(diào)查”和“南水北調(diào)漢江流域陜西段水生態(tài)修復(fù)支撐調(diào)查”項(xiàng)目，旨在推動(dòng)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展、南水北調(diào)中線工程和國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)等國(guó)家戰(zhàn)略，促進(jìn)全國(guó)地質(zhì)調(diào)查工作的轉(zhuǎn)型升級(jí)，為國(guó)家山水林田湖草整體保護(hù)與系統(tǒng)修復(fù)、自然資源管理、國(guó)土空間規(guī)劃與用途管制等提供技術(shù)支撐。通過(guò)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的引領(lǐng)，地方政府也根據(jù)當(dāng)?shù)氐男枨?，積極推進(jìn)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作。以服務(wù)“南水北調(diào)中線工程重要水源涵養(yǎng)區(qū)”和“秦巴生物多樣性生態(tài)功能區(qū)”生態(tài)保護(hù)與修復(fù)為宗旨，圍繞丹江源地區(qū)生態(tài)發(fā)展對(duì)地質(zhì)工作的重大需求，陜西省部署了“南水北調(diào)中線工程重要水源涵養(yǎng)區(qū)丹江源地區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查（試點(diǎn)）”陜西省公益性地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目（2020～2022年），旨在查明生態(tài)地質(zhì)問(wèn)題類型及其分布，劃分區(qū)域內(nèi)的生態(tài)地質(zhì)系統(tǒng)單元并評(píng)價(jià)其適宜性，為丹江流域生態(tài)功能區(qū)劃、生態(tài)保護(hù)與修復(fù)提供地質(zhì)建議。這一階段，在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的積極引領(lǐng)下，地方政府也積極開展了省公益性生態(tài)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目試點(diǎn)，為地質(zhì)調(diào)查工作支撐國(guó)土空間保護(hù)修復(fù)起到了積極的推動(dòng)作用。

2.2 實(shí)踐與應(yīng)用成效

2.2.1 生態(tài)地質(zhì)調(diào)查服務(wù)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展

黃河中上游流域能源資源豐富，但氣候干旱，降水稀少，生態(tài)脆弱區(qū)分布面積較大，作為黃河流域和“兩屏三帶”中的黃土高原生態(tài)屏障所在區(qū)域，既是中華文明發(fā)祥地，也是天然生態(tài)屏障，對(duì)于維護(hù)中國(guó)生態(tài)安全具有重要意義。近些年來(lái)雖已取得顯著的治黃成就，但保護(hù)和治理黃河仍存在不少問(wèn)題，需要查明黃河上中游區(qū)域生態(tài)本底狀況、生態(tài)系統(tǒng)的類型功能現(xiàn)狀、并預(yù)測(cè)其演變趨勢(shì)，為西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)安全做出積極支撐?；诖?，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局于2019～2021年先后設(shè)立“黃河源地區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查”和“黃河中游生態(tài)地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目，由西安地質(zhì)調(diào)查中心部署實(shí)施以積極支撐黃河中上游區(qū)域國(guó)土空間生態(tài)保護(hù)與修復(fù)。

（1）建立高寒生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)方法體系，服務(wù)黃河源區(qū)生態(tài)保護(hù)。在源區(qū)開展生態(tài)地質(zhì)調(diào)查應(yīng)用實(shí)踐，總結(jié)建立了高寒生態(tài)過(guò)程和以遙感為先導(dǎo)的高寒區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查技術(shù)，通過(guò)調(diào)查掌握了黃河源地區(qū)13.2萬(wàn)km2范圍內(nèi)的生態(tài)格局，形成了生態(tài)地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集。同時(shí)利用遙感技術(shù)對(duì)源區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)演化規(guī)律進(jìn)行了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，掌握了生態(tài)脆弱區(qū)域的分布特征及變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，利用重點(diǎn)地區(qū)的調(diào)查研究成果，建立了生態(tài)地質(zhì)單元分類指標(biāo)體系，劃分了黃河源區(qū)的生態(tài)地質(zhì)單元，進(jìn)行生態(tài)地質(zhì)分區(qū)評(píng)價(jià)，提出了生態(tài)保護(hù)區(qū)劃方案和建議，對(duì)下一步開展高寒生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)具有較好的借鑒意義。

（2）研究主要生態(tài)地質(zhì)問(wèn)題，服務(wù)黃河源區(qū)生態(tài)修復(fù)需求。黃河源屬于高寒生態(tài)系統(tǒng)，由于全球氣候變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了較大的影響，引發(fā)了區(qū)內(nèi)一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，如徑流量減少、水源涵養(yǎng)功能下降、土壤侵蝕加劇、草地退化、沙化、濕地萎縮、冰川和凍土消融等。針對(duì)以上問(wèn)題，筆者團(tuán)隊(duì)對(duì)區(qū)內(nèi)凍土變化、冰川消融等主要生態(tài)地質(zhì)問(wèn)題進(jìn)行了研究。黃河源鄂陵湖北岸沖洪積扇永久凍土埋藏深度為0.6～3.5 m，凍土厚度為20～35 m，含冰量為20%～50%，此處為多年凍土和季節(jié)凍土邊界，多年凍土已產(chǎn)生不同程度的融貫；在對(duì)多年凍土廣泛分布的“兩湖地區(qū)”進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)上，建立了“雷達(dá)加高密度電法”的凍土探測(cè)技術(shù)，并聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)資源環(huán)境所在鄂陵湖北岸建立了“黃河源地區(qū)凍土生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)站”。另外，對(duì)阿尼瑪卿山分布的74條冰川進(jìn)行了遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，重點(diǎn)對(duì)2018年后重新活躍的唯格勒當(dāng)雄冰川進(jìn)行了實(shí)地調(diào)查監(jiān)測(cè)。唯格勒當(dāng)雄冰川多年來(lái)變化劇烈，冰川長(zhǎng)度從1987年的9.59 km增加到2000年的10.14 km，末端前進(jìn)約500 m；而后冰川逐漸萎縮，2008～2018年10年時(shí)間萎縮486.1 m；2018年后又重新活躍，2018～2020年冰川增長(zhǎng)約97 m，對(duì)下游新修建的花久高速公路產(chǎn)生了一定程度的威脅。

（3）探索生態(tài)地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)方法，為源區(qū)生態(tài)修復(fù)提供理論支撐。生態(tài)地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)是生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作應(yīng)用于規(guī)劃區(qū)劃的重要途徑，評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立和評(píng)價(jià)方法的選擇一直是評(píng)價(jià)工作的難點(diǎn)。筆者團(tuán)隊(duì)以黃河源國(guó)家生態(tài)功能保護(hù)區(qū)和若爾蓋—瑪曲生態(tài)功能保護(hù)區(qū)為試點(diǎn)，進(jìn)行了生態(tài)地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)和水源涵養(yǎng)功能評(píng)價(jià)探索，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取在考慮溫度、降雨量、植被覆蓋度等主要生態(tài)因素的基礎(chǔ)上，結(jié)合土壤類型、地形地貌、水文、構(gòu)造等地質(zhì)因素，嘗試從地學(xué)的角度開展評(píng)價(jià)工作。利用生態(tài)地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)和水源涵養(yǎng)功能評(píng)價(jià)的結(jié)果（圖1、圖2），依據(jù)《全國(guó)重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃（2021～2035年）》，按“堅(jiān)持保護(hù)優(yōu)先，自然恢復(fù)為主”的生態(tài)保護(hù)與修復(fù)基本原則，堅(jiān)持青藏高原生態(tài)屏障區(qū)以自然恢復(fù)為導(dǎo)向、增強(qiáng)流域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性為重點(diǎn)，依據(jù)各生態(tài)單元水資源、土壤、光熱、原生物種等自然稟賦條件，提出了在生態(tài)敏感脆弱區(qū)以封育保護(hù)、自然恢復(fù)為主，重點(diǎn)區(qū)精準(zhǔn)實(shí)施少量人工干預(yù)修復(fù)為輔；在生態(tài)穩(wěn)健區(qū)以人工干預(yù)修復(fù)為主，封育保護(hù)、自然恢復(fù)為輔的生態(tài)保護(hù)修復(fù)策略。

（4）研發(fā)高寒泥炭碳庫(kù)調(diào)查技術(shù)，為國(guó)家“碳達(dá)峰、碳中和”評(píng)估提供數(shù)據(jù)支持。西安地質(zhì)調(diào)查中心首次優(yōu)選了泥炭沼澤碳庫(kù)鉆探、物探調(diào)查方法，建立了泥炭層探測(cè)技術(shù)，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了青海省和甘肅省大厚度泥炭碳庫(kù)調(diào)查。這項(xiàng)工作是高寒地區(qū)首次開展的大規(guī)模、系統(tǒng)性的泥炭調(diào)查，研發(fā)形成的“遙感解譯-地面調(diào)查-物探-鉆探”相結(jié)合的高原沼澤泥炭快速探測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)也具有創(chuàng)新性的意義，有效解決了高寒地區(qū)0～30 cm松軟、高含水泥炭層鉆探及原狀樣的取樣難題，為國(guó)家林草局開展全國(guó)泥炭沼澤碳庫(kù)調(diào)查提供技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)支持。

（5）調(diào)查黃河中游水土流失特征，為保障黃土高原水土保持工作持續(xù)健康發(fā)展提供支持。對(duì)黃河中游水土流失的范圍及類型進(jìn)行調(diào)整與劃分，對(duì)產(chǎn)沙區(qū)范圍做了一定的修改，結(jié)合最新水土流失數(shù)據(jù)，進(jìn)一步完善了水土流失嚴(yán)重程度的分區(qū)。同時(shí)，從地質(zhì)角度調(diào)查并定義砒砂巖，查明重點(diǎn)區(qū)砒砂巖地層、巖性特征及其分布，結(jié)合地層組合、水文地質(zhì)特征、植被、氣候數(shù)據(jù)等，初步開展砒砂巖區(qū)水土流失現(xiàn)狀調(diào)查。在此基礎(chǔ)上，對(duì)黃河中游開展了生態(tài)地質(zhì)分區(qū)，支撐區(qū)域生態(tài)地質(zhì)區(qū)劃和國(guó)土空間規(guī)劃。

2.2.2 生態(tài)地質(zhì)調(diào)查服務(wù)西北地區(qū)荒漠化治理

西北地區(qū)由于降雨量少、干旱等原因，是中國(guó)風(fēng)沙危害和荒漠化問(wèn)題最為突出的地區(qū)。其中，榆林地區(qū)生態(tài)脆弱，荒漠化嚴(yán)重，近幾十年來(lái)因各種治理措施效果顯著，植被覆蓋度大幅度增加，生態(tài)環(huán)境明顯好轉(zhuǎn)。但生態(tài)環(huán)境持續(xù)變好，植被生長(zhǎng)對(duì)水資源的需求相應(yīng)增加，面臨著新的水資源平衡問(wèn)題。因此，西安地質(zhì)調(diào)查中心在榆林地區(qū)進(jìn)行了荒漠化區(qū)生態(tài)地質(zhì)綜合調(diào)查技術(shù)、生態(tài)地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)等方法的探索，利用地質(zhì)工作積極支撐當(dāng)?shù)貒?guó)土空間生態(tài)保護(hù)與修復(fù)，促進(jìn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

（1）榆林地區(qū)荒漠化演化、治理方法及優(yōu)化措施調(diào)查研究為荒漠化治理提供技術(shù)支撐。榆林市在近年來(lái)降雨量有保障的條件下，經(jīng)過(guò)三北防護(hù)林、退耕還林、天然林保護(hù)、京津風(fēng)沙源治理等國(guó)家重點(diǎn)工程，“三年植綠大行動(dòng)”、“全面治理荒沙行動(dòng)”、“林業(yè)建設(shè)五年大提升”和“‘塞上森林城’提質(zhì)增效行動(dòng)”等造林綠化活動(dòng)，生態(tài)環(huán)境明顯改善，沙漠化和水土流失程度明顯減輕。據(jù)西安地質(zhì)調(diào)查中心調(diào)查，榆林市沙質(zhì)荒漠化土地面積明顯減少，水蝕荒漠化土地面積輕微減少，重度沙質(zhì)荒漠化面積減少最為明顯，減少了63%。榆林市退耕還林還草效果顯著，耕地和未利用地明顯減少，林、草地呈增加的趨勢(shì)，區(qū)域年NDVI均值呈增加趨勢(shì)，顯示榆林市植被覆蓋度越來(lái)越高，整體向好。通過(guò)荒漠化調(diào)查研究，為該地區(qū)荒漠化防治做出了重要的貢獻(xiàn)。另外，針對(duì)榆林地區(qū)位于森林草原-草原-荒漠草原過(guò)渡帶、風(fēng)蝕和水蝕交錯(cuò)帶、農(nóng)牧交錯(cuò)帶等特點(diǎn)，從地質(zhì)角度入手，以生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)先發(fā)展為準(zhǔn)則，梳理了不同地貌區(qū)，生態(tài)優(yōu)先條件下的主要治理方法，并提供了優(yōu)化建議。依據(jù)荒漠化成因，綜合考慮地質(zhì)地貌條件，將榆林市劃分了西北部風(fēng)沙灘地區(qū)、西南部梁狀丘陵區(qū)、東南部峁?fàn)钋鹆陞^(qū)、東部煤礦集中開采區(qū)和東北部砒砂巖區(qū)5個(gè)生態(tài)恢復(fù)治理區(qū)；基于對(duì)原位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和治理措施現(xiàn)狀分析，提出了毛烏素沙地和黃土高原過(guò)渡區(qū)荒漠化科學(xué)防治建議；按照“生境越相似的區(qū)域，植被恢復(fù)潛力越接近”原則，依據(jù)水分條件，評(píng)價(jià)了陜北黃土丘陵溝壑區(qū)植被恢復(fù)潛力。

（2）荒漠化區(qū)生態(tài)地質(zhì)綜合調(diào)查方法探索服務(wù)荒漠化區(qū)生態(tài)保護(hù)與修復(fù)。在黃土高原與毛烏素沙地過(guò)渡區(qū)魏家峁、雷龍灣和哈兔灣開展了生態(tài)地質(zhì)綜合調(diào)查，查明了區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件、主要植被類型及群落、土地利用現(xiàn)狀及生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，獲取了典型區(qū)域地層結(jié)構(gòu)和包氣帶巖性信息，掌握了黃土高原與毛烏素沙地過(guò)渡區(qū)植被群落特征、包氣帶結(jié)構(gòu)、植物耗水及土壤水特征，進(jìn)行了黃土高原小流域降水-土壤水-地下水文過(guò)程的研究，探討了黃土高原小流域不同生態(tài)建設(shè)條件下三水轉(zhuǎn)化效率。在此基礎(chǔ)上，總結(jié)了荒漠化地區(qū)綜合地質(zhì)調(diào)查的技術(shù)方法，為該地區(qū)進(jìn)行綜合地質(zhì)調(diào)查開啟了成功的經(jīng)驗(yàn)。

（3）黃土高原淤地壩調(diào)查研究為淤泥壩治理提供科學(xué)依據(jù)。黃土高原淤地壩主要分布在陜北地區(qū)，又以榆林市密度最大。在榆林市橫山區(qū)選擇了元坪流域進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，元坪流域目前淤地壩鹽堿化現(xiàn)象普遍，29.1%的淤地壩均存在不同程度的鹽堿化，較橫山區(qū)其他地區(qū)（10.6%）鹽堿化現(xiàn)象較為嚴(yán)重，主要是由于排水系統(tǒng)不良和泉水的不斷滲出導(dǎo)致常流水漫溢，加之元坪流域溝道比降小，工程密度大，加劇了壩地鹽堿化現(xiàn)象。根據(jù)陜北地區(qū)地形條件和筑壩材料限制，圈定出陜北黃土丘陵溝壑區(qū)適宜修建淤地壩的面積為4.3萬(wàn)km2，并提出了榆林地區(qū)淤泥壩建設(shè)建議。

（4）榆林市“雙評(píng)價(jià)”和主要生態(tài)功能區(qū)生態(tài)功能評(píng)價(jià)服務(wù)國(guó)土空間規(guī)劃。根據(jù)《資源環(huán)境承載能力和國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)技術(shù)指南》，系統(tǒng)梳理了榆林市國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)的因子，篩選了評(píng)價(jià)方法技術(shù)體系，完成了榆林市雙評(píng)價(jià)。通過(guò)評(píng)價(jià)，對(duì)毛烏素沙地沙漠化敏感性、陜北黃土丘陵溝壑區(qū)水土保持功能重要性和水土流失敏感性進(jìn)行梳理總結(jié)，提出了國(guó)土空間規(guī)劃建議，為進(jìn)一步開展區(qū)域的規(guī)劃提供參考。

3 西北地區(qū)生態(tài)安全的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

3.1 需求方向

2020年6月，國(guó)家發(fā)展改革委和自然資源部聯(lián)合印發(fā)《全國(guó)重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃（2021～2035年）》，提出了今后一個(gè)時(shí)期實(shí)施全國(guó)重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程的總體布局，即將重大工程重點(diǎn)布局在青藏高原生態(tài)屏障區(qū)、黃河重點(diǎn)生態(tài)區(qū)（含黃土高原生態(tài)屏障）、長(zhǎng)江重點(diǎn)生態(tài)區(qū)（含川滇生態(tài)屏障）、東北森林帶、北方防沙帶、南方丘陵山地帶和海岸帶等“三區(qū)四帶”，根據(jù)各區(qū)域的自然生態(tài)狀況、主要生態(tài)問(wèn)題，研究提出了主攻方向。黃河重點(diǎn)生態(tài)區(qū)不僅是國(guó)家重要生態(tài)屏障，也是黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的重要實(shí)踐地?！饵S河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》指出，“黃河是中華民族的母親河，要把黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展作為事關(guān)中華民族偉大復(fù)興的千秋大計(jì)，貫徹新發(fā)展理念，遵循自然規(guī)律和客觀規(guī)律，統(tǒng)籌推進(jìn)山水林田湖草沙綜合治理、系統(tǒng)治理、源頭治理，改善黃河流域生態(tài)環(huán)境，優(yōu)化水資源配置，促進(jìn)全流域高質(zhì)量發(fā)展，改善人民群眾生活，保護(hù)傳承弘揚(yáng)黃河文化，讓黃河成為造福人民的幸福河”?！澳纤闭{(diào)工程”也是國(guó)家戰(zhàn)略性工程，事關(guān)戰(zhàn)略全局、長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和人民福祉，扎實(shí)推進(jìn)南水北調(diào)工程高質(zhì)量發(fā)展，需要加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，而“南水北調(diào)工程”的核心水源區(qū)位于秦嶺丹江口，承擔(dān)著“一江清水向北送”的圣神使命。另外，西北地區(qū)地處干旱-半干旱區(qū)域，降雨量較低，生態(tài)環(huán)境十分脆弱，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題也較為突出，其分布有河西走廊、塔里木周緣等生態(tài)脆弱區(qū)。基于此，在西北地區(qū)開展生態(tài)地質(zhì)綜合調(diào)查，對(duì)構(gòu)建國(guó)家生態(tài)安全屏障體系和支撐國(guó)家重大戰(zhàn)略意義重大。

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局自1999年起先后開設(shè)了黃河源、長(zhǎng)江源等生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目，旨在解決重點(diǎn)地區(qū)的生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，取得了較好的成果成效。同時(shí)，為推動(dòng)黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展、南水北調(diào)中線工程和國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)等國(guó)家戰(zhàn)略，自2019年以來(lái)布設(shè)了生態(tài)地質(zhì)綜合調(diào)查項(xiàng)目，對(duì)青藏高原、黃土高原等生態(tài)屏障區(qū)域進(jìn)行了生態(tài)地質(zhì)調(diào)查研究，取得了一系列的新進(jìn)展。但受氣候變化和人類作用的雙重影響，整個(gè)西北地區(qū)林、草、濕等自然資源在一定程度上趨于退化趨勢(shì)，這些變化過(guò)程的主導(dǎo)作用因素以及相關(guān)控制機(jī)制尚不清楚，生態(tài)環(huán)境未來(lái)演變的趨勢(shì)也不明晰，這些都將影響整個(gè)西北地區(qū)的生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展，迫切需要對(duì)西北地區(qū)的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行更深入的調(diào)查研究，全面掌握西北的生態(tài)格局和生態(tài)地質(zhì)問(wèn)題分布特征、變化規(guī)律，建立地上、地下一體化的生態(tài)地質(zhì)監(jiān)測(cè)體系，全面保障西北地區(qū)的生態(tài)安全與高質(zhì)量發(fā)展。

3.2 主要問(wèn)題與挑戰(zhàn)

通過(guò)開展西北典型地區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查，筆者團(tuán)隊(duì)積累了寶貴的工作經(jīng)驗(yàn)，綜合西北地區(qū)生態(tài)本底特征和生態(tài)安全保障的需求，筆者認(rèn)為西北地區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查目前面臨著4個(gè)方面的問(wèn)題與挑戰(zhàn)。

（1）生態(tài)問(wèn)題本底不清。西北地區(qū)面積廣大，干旱缺水，荒漠廣布，自然生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱，生態(tài)承載力和環(huán)境容量不足，經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的生態(tài)保護(hù)壓力較大。西北分布有“三區(qū)四帶”中的青藏高原生態(tài)屏障區(qū)、黃河重點(diǎn)生態(tài)區(qū)和北方防沙帶，其中，青藏高原生態(tài)屏障區(qū)受全球氣候變化和人類活動(dòng)共同影響，面臨著冰凍圈退縮、土地沙化、草地退化等生態(tài)問(wèn)題，高寒生態(tài)系統(tǒng)較不穩(wěn)定，約70%的草原存在不同程度的退化問(wèn)題，草原鼠害也較為嚴(yán)重，在強(qiáng)盛風(fēng)力和氣候干旱共同作用下，土地沙化也逐步加劇；黃河重點(diǎn)生態(tài)區(qū)有生態(tài)敏感區(qū)和脆弱區(qū)面積大、類型多、程度深的特點(diǎn)，是全國(guó)水土流失最嚴(yán)重的地區(qū)，生態(tài)系統(tǒng)不穩(wěn)定，上游局部地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化、濕地萎縮、土地荒漠化等問(wèn)題突出，中游水土流失嚴(yán)重；北方防沙帶包含西北地區(qū)阿爾泰山地森林草原和塔里木河荒漠化防治國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)，區(qū)內(nèi)有草原退化、土地沙化、濕地萎縮等生態(tài)問(wèn)題。雖然西北地區(qū)生態(tài)問(wèn)題突出，但生態(tài)問(wèn)題的分布范圍和特征，生態(tài)問(wèn)題的變化規(guī)律和趨勢(shì)仍不清楚，需要開展進(jìn)一步工作。

（2）生態(tài)問(wèn)題地質(zhì)成因機(jī)理不明。西北生態(tài)脆弱敏感，局部地區(qū)土地荒漠化、草地退化較為嚴(yán)重，但已有調(diào)查以林草濕等類型、面積、覆蓋情況等為主，未對(duì)地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查研究，而地質(zhì)環(huán)境在不同程度影響或制約著生態(tài)問(wèn)題的發(fā)展演化，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的地質(zhì)成因也決定著其未來(lái)發(fā)展演化的趨勢(shì)。因此，下一步應(yīng)開展生態(tài)環(huán)境問(wèn)題地質(zhì)機(jī)理研究，為生態(tài)環(huán)境問(wèn)題提出更有針對(duì)性的、長(zhǎng)期的地學(xué)防治措施與建議。

（3）生態(tài)地質(zhì)調(diào)查技術(shù)方法體系急需完善。生態(tài)地質(zhì)學(xué)研究?jī)?nèi)容廣泛，需強(qiáng)化生態(tài)系統(tǒng)時(shí)空演替規(guī)律與內(nèi)在機(jī)理研究。目前，對(duì)于生態(tài)地質(zhì)調(diào)查監(jiān)測(cè)、定量評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)預(yù)警以及生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力與適應(yīng)性評(píng)價(jià)方法等尚未建立一個(gè)系列的技術(shù)方法體系，需要持續(xù)的進(jìn)行調(diào)查研究示范，讓生態(tài)地質(zhì)工作有據(jù)可依（聶洪峰等，2021）。西北地區(qū)包含青藏高原、黃土高原及荒漠綠洲等多個(gè)生態(tài)功能區(qū)，區(qū)內(nèi)生態(tài)與地質(zhì)間的相互作用關(guān)系不同，生態(tài)環(huán)境問(wèn)題差異也較大，需要以地球系統(tǒng)科學(xué)理論為指導(dǎo)，建立不同區(qū)內(nèi)的調(diào)查監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)方法體系，服務(wù)于不同尺度山水林田湖草沙整體保護(hù)與系統(tǒng)修復(fù)。

（4）基于自然恢復(fù)的科學(xué)生態(tài)治理模式尚需探索。目前，在國(guó)家的大力保護(hù)和整治之下，西北自然生態(tài)系統(tǒng)總體穩(wěn)定向好，但仍然較為脆弱，對(duì)于山水林田湖草沙作為生命共同體的內(nèi)在機(jī)理和規(guī)律認(rèn)識(shí)不夠，在落實(shí)“整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)、綜合治理”的理念和要求還有很大差距，生態(tài)保護(hù)的壓力依然很大，生態(tài)保護(hù)和修復(fù)的任務(wù)十分復(fù)雜。而且以往開展的修復(fù)治理也僅僅體現(xiàn)在地表層，對(duì)于生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的演變規(guī)律、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)、生態(tài)與地質(zhì)的演化關(guān)系等未開展系統(tǒng)性的調(diào)查研究，形成的各類調(diào)查研究數(shù)據(jù)也缺少地上、地下一體化多門類全要素?cái)?shù)據(jù)，尚不能全面支撐不同尺度國(guó)土空間規(guī)劃、生態(tài)保護(hù)與系統(tǒng)修復(fù)的切實(shí)需求。因此，應(yīng)依據(jù)《全國(guó)重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃（2021～2035年）》的總體要求，統(tǒng)籌山水林田湖草沙整體保護(hù)和修復(fù)的思想，“堅(jiān)持保護(hù)優(yōu)先，自然恢復(fù)為主”，開展地上、地下相結(jié)合的多門類綜合地質(zhì)調(diào)查，建立基于自然恢復(fù)的、科學(xué)的生態(tài)治理模式。

4 未來(lái)展望

西北地區(qū)占地面積大，自然資源豐富，同時(shí)也是中國(guó)兩大重要河流長(zhǎng)江和黃河的發(fā)源地，是實(shí)施“南水北調(diào)工程”和“黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展”等國(guó)家重大工程或戰(zhàn)略的重要地段，肩負(fù)著青藏高原生態(tài)屏障區(qū)、黃河重點(diǎn)生態(tài)區(qū)及北方防沙帶等生態(tài)屏障區(qū)的建設(shè)。為推進(jìn)國(guó)家重大戰(zhàn)略的順利實(shí)施和構(gòu)建西北生態(tài)安全屏障，需開展生態(tài)地質(zhì)綜合調(diào)查研究，為國(guó)家重大工程或戰(zhàn)略提供地質(zhì)決策依據(jù)。

（1）西北地區(qū)是全國(guó)重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程實(shí)施的重要場(chǎng)所?！度珖?guó)重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃（2021～2035年）》明確提出了包含西北地區(qū)青藏高原生態(tài)屏障區(qū)、黃河重點(diǎn)生態(tài)區(qū)（含黃土高原生態(tài)屏障）、北方防沙帶等在內(nèi)的“三區(qū)四帶”，地質(zhì)工作未來(lái)需長(zhǎng)期支撐服務(wù)重要生態(tài)屏障和生態(tài)敏感脆弱區(qū)域的生態(tài)保護(hù)修復(fù)工作（施俊法，2021）。建議下一步，針對(duì)青藏高原生態(tài)屏障區(qū)，應(yīng)全面保護(hù)草原、濕地、荒漠等生態(tài)系統(tǒng)，加強(qiáng)生態(tài)地質(zhì)狀況調(diào)查監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，提出科學(xué)的自然的生態(tài)修復(fù)措施，優(yōu)選人工輔助措施，提升高原生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整性和功能穩(wěn)定性；針對(duì)黃河重點(diǎn)生態(tài)區(qū)，應(yīng)以增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性為重點(diǎn)，上游加強(qiáng)水源涵養(yǎng)能力建設(shè)，中游加強(qiáng)水土保持，開展中上游生態(tài)地質(zhì)綜合調(diào)查監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，全面掌握區(qū)域內(nèi)生態(tài)本底狀況、生態(tài)地質(zhì)問(wèn)題類型及其分布，加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)與系統(tǒng)修復(fù)，提高植被覆蓋度，完善生態(tài)功能區(qū)和自然保護(hù)地建設(shè)；針對(duì)北方防沙帶，應(yīng)以荒漠生態(tài)系統(tǒng)的綜合整治和自然恢復(fù)為導(dǎo)向，全面保護(hù)荒漠、濕地等生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)一步增加林草植被蓋度，增強(qiáng)防風(fēng)固沙、水土保持等功能，提高自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性。

（2）西北地區(qū)是國(guó)家重大戰(zhàn)略的重要實(shí)踐地。位于西北地區(qū)的黃河中上游是黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的重要場(chǎng)所，其貢獻(xiàn)著黃河大部分的徑流量。目前，黃河中上游正在開展的生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作取得了一定的成果，但研究集中于重點(diǎn)地段，如黃河源及黃土高原等，未從整體考慮去調(diào)查研究上游水資源、生態(tài)環(huán)境等變化對(duì)中下游乃至整個(gè)流域的影響，需持續(xù)深入的進(jìn)行生態(tài)地質(zhì)調(diào)查研究。黃河中上游面積較大，雖然生態(tài)系統(tǒng)整體向好，但局部地區(qū)凍土消融、冰川退化、荒漠化等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題仍較為突出，需要持續(xù)進(jìn)行深入調(diào)查研究。建議下一步，完成黃河中上游區(qū)域生態(tài)地質(zhì)背景調(diào)查，查明黃河中上游地區(qū)、中游煤炭基地等典型區(qū)域的生態(tài)地質(zhì)條件、主要生態(tài)地質(zhì)問(wèn)題及其發(fā)育分布規(guī)律，形成生態(tài)狀況評(píng)估本底，構(gòu)建生態(tài)地質(zhì)調(diào)查監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)體系，編制黃河流域生態(tài)保護(hù)修復(fù)區(qū)劃，同時(shí)研究重大生態(tài)問(wèn)題區(qū)的形成機(jī)制，提出基于自然恢復(fù)的黃河流域生態(tài)保護(hù)修復(fù)地學(xué)解決方案。另外，位于秦嶺丹江口的水源區(qū)是“南水北調(diào)中線工程”的核心水源區(qū)，但其區(qū)域性重要生態(tài)地質(zhì)問(wèn)題機(jī)理不明，水源區(qū)礦山環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題、地下水污染問(wèn)題、河湖濕地富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題在局部地段仍然突出，土地退化、地質(zhì)災(zāi)害等也多發(fā)，一定程度上影響了庫(kù)區(qū)及源區(qū)生態(tài)安全，為確保丹江口水庫(kù)的入庫(kù)水量和水質(zhì)安全，亟需開展生態(tài)地質(zhì)工作，以水為重點(diǎn)，查清影響生態(tài)環(huán)境的地質(zhì)因素。建議完成南水北調(diào)中線水源區(qū)生態(tài)環(huán)境背景分析，基本查明生態(tài)環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)變化情況，同時(shí)，進(jìn)行礦山開發(fā)對(duì)地表水、地下水的污染調(diào)查研究，開展水源區(qū)土壤可侵蝕性特征和水土流失現(xiàn)狀調(diào)查評(píng)價(jià)，建立地表-地下一體化水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，開展水源區(qū)水源涵養(yǎng)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)和礦山生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，提出礦山生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃和水污染防治區(qū)劃建議。

（3）西北地區(qū)是推進(jìn)生態(tài)退化地區(qū)綜合治理和生態(tài)脆弱地區(qū)保護(hù)修復(fù)的主戰(zhàn)場(chǎng)。西北大部分地區(qū)為中國(guó)干旱-半干旱地區(qū)，綠洲為主要農(nóng)業(yè)區(qū)和城市區(qū)。隨著氣候變化，沙漠化和荒漠化情況日益嚴(yán)重，急需查明綠洲荒漠化情況及生態(tài)特征，提出綠洲區(qū)荒漠化治理和應(yīng)對(duì)措施方案，為綠洲區(qū)長(zhǎng)期發(fā)展提供地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境的依據(jù)。建議完成西北綠洲區(qū)區(qū)域生態(tài)地質(zhì)背景調(diào)查，基本查明西北綠洲分布特征、演化趨勢(shì)、土地覆蓋變化及人類活動(dòng)影響，查清河西走廊、塔里木及柴達(dá)木等典型綠洲區(qū)生態(tài)與地質(zhì)要素間的相互作用，查明綠洲區(qū)濕地萎縮、土地沙化、鹽漬化、植被退化等重大生態(tài)問(wèn)題分布規(guī)律、影響因素、形成機(jī)制及潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，建立綠洲脆弱帶生態(tài)監(jiān)測(cè)體系，研究氣候變化等因素對(duì)主要生態(tài)系統(tǒng)的控制作用，提出綠洲脆弱區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)措施和模式，為國(guó)土空間生態(tài)保護(hù)與修復(fù)提供支撐。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）前期的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作取得了一定的成果成效，但由于調(diào)查方法技術(shù)體系不完善，西北生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題復(fù)雜多樣，許多重要的生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題機(jī)理尚未明晰等原因，需要進(jìn)一步對(duì)西北重要地區(qū)進(jìn)行長(zhǎng)期的生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查研究，持續(xù)深入調(diào)查研究青藏高原、黃土高原等多樣獨(dú)特的生態(tài)系統(tǒng)，逐步厘清西北地區(qū)的生態(tài)地質(zhì)本底狀況，建立系統(tǒng)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)方法體系，為西北地區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)提供技術(shù)支撐。

（2）在西北地區(qū)開展生態(tài)地質(zhì)調(diào)查，對(duì)構(gòu)建國(guó)家生態(tài)安全屏障體系和實(shí)施國(guó)家重大戰(zhàn)略意義重大，下一步應(yīng)繼續(xù)以地球系統(tǒng)科學(xué)理論為指導(dǎo)，在重要的生態(tài)功能區(qū)和脆弱區(qū)開展生態(tài)地質(zhì)綜合調(diào)查研究，查明重要生態(tài)問(wèn)題的地質(zhì)成因機(jī)理，建立基于自然恢復(fù)的科學(xué)生態(tài)治理模式，探索驅(qū)動(dòng)生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展的地學(xué)機(jī)理，為保障西北地區(qū)的生態(tài)安全，實(shí)現(xiàn)西北可持續(xù)發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

致謝：謹(jǐn)以此文慶祝中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心成立60周年。本文中應(yīng)用的調(diào)查研究成果是西安地質(zhì)調(diào)查中心的集體成果，撰寫過(guò)程中得到了中心領(lǐng)導(dǎo)、各業(yè)務(wù)處室及孫萍萍、張俊、韓海輝、陳華清等同事的大力支持和幫助，朱樺等專家給予了精心指導(dǎo)，同時(shí)也得到了中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局兄弟單位聶洪峰、肖春蕾等專家的悉心指導(dǎo)，在此向大家表示衷心感謝！生態(tài)地質(zhì)是一門新型學(xué)科，調(diào)查研究尚屬探索階段，因此本文撰寫內(nèi)容難免存在著諸多的疏漏和錯(cuò)誤，敬請(qǐng)各位同行批評(píng)指正！