西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查技術(shù)方法研究

歐陽淵 ，劉洪,2，* ，張景華 ，唐發(fā)偉 ，張騰蛟 ，黃勇 ，黃瀚霄 ，李富 ，陳敏華 ，宋雯潔

（1.中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川 成都 610200；2.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610059；3.防災(zāi)科技學(xué)院地質(zhì)工程學(xué)院，河北 廊坊 430074）

從地球系統(tǒng)多圈層交互作用角度，認識地質(zhì)環(huán)境的變化規(guī)律（孫樞等，2005；任紀舜等，2019；朱日祥等，2021），研究人—地相互關(guān)系、促進人類與地質(zhì)環(huán)境協(xié)調(diào)共處，維護好地球的生態(tài)平衡，是人類生存發(fā)展面臨的重大課題（張永雙等, 2017；吳中海等，2021）。新時代自然資源工作的新職責(zé)賦予了地質(zhì)調(diào)查工作新使命和定位（李仰春等，2018），促使了地質(zhì)調(diào)查工作與生態(tài)保護修復(fù)和國土空間用途管制的結(jié)合（李金發(fā)等，2014，2016；殷志強等，2018；張永雙等，2021）。生態(tài)地質(zhì)學(xué)是研究生態(tài)與地質(zhì)環(huán)境相互關(guān)系及作用機理的科學(xué)（聶洪峰等，2019），調(diào)查及研究對象是巖石圈—水圈—土壤圈—大氣圈—生物圈相互作用的地球表層系統(tǒng)（楊巍然，2006；丁永建等，2013；楊建鋒等，2014；石建省等，2019；侯紅星等，2021；劉媛媛等，2021；張甘霖等，2021）。生態(tài)地質(zhì)調(diào)查是基于區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果的綜合性地質(zhì)調(diào)查工作，調(diào)查的目的是服務(wù)于國土空間用途管制和生態(tài)保護與修復(fù)（袁國禮等，2023）。

中國生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作起步較晚，迫切需要地質(zhì)工作者通過深入實踐和探索來總結(jié)適用于不同地區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評價技術(shù)方法。為更好地支撐西南地區(qū)生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)屏障建設(shè)，探索總結(jié)一套適用于西南山區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評價方法，中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心選擇大涼山區(qū)和三峽庫區(qū)開展生態(tài)地質(zhì)調(diào)查調(diào)查和研究生態(tài)地質(zhì)分區(qū)和評價，提出了區(qū)域生態(tài)保護與修復(fù)和國土空間用途管制的對策建議。在大涼山區(qū)和三峽庫區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查及方法探索的基礎(chǔ)上，筆者系統(tǒng)總結(jié)了適用于西南山區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評價思路和方法，以期為其他地區(qū)的工作提供借鑒案例。該思路和技術(shù)方法可進一步推廣到全國亞熱帶、溫帶山區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查與評價工作中，對全國生態(tài)地質(zhì)調(diào)查方法體系的完善和生態(tài)地質(zhì)學(xué)科的建設(shè)也具有一定支撐作用。

1 生態(tài)地質(zhì)調(diào)查現(xiàn)狀

1.1 國際現(xiàn)狀

20 世紀30 年代，前蘇聯(lián)學(xué)者Troll 首次提出地質(zhì)學(xué)與生態(tài)學(xué)交叉學(xué)科——“地質(zhì)生態(tài)學(xué)（Geoecology）”概念（Trofimov et al.，1994a；何政偉等，2003）。俄羅斯學(xué)者Trofimov 等（1994b）進一步建立了“生態(tài)地質(zhì)學(xué)（Eco—Geology）”的概念，把生態(tài)地質(zhì)學(xué)定義為地質(zhì)學(xué)的分支學(xué)科，并認為生態(tài)地質(zhì)學(xué)是把地質(zhì)環(huán)境（巖石圈表層）作為生態(tài)系統(tǒng)的組成部分進行研究。此外，比利時、英國、印度和新西蘭等國家的學(xué)者先后撰文從不同角度闡述了有關(guān)生態(tài)地質(zhì)學(xué)的定義、理論和研究內(nèi)容（Swennen et al.，1994；Kellaway，1995；Panda et al.，1995；Williams et al.，1995；Dickinson et al.，1996；Kucha et al.，1996）。20 世紀90 年代以來，面對人與地球可持續(xù)發(fā)展問題，許多國家都開始生態(tài)地質(zhì)相關(guān)的調(diào)查和研究工作。其中，俄羅斯的先后出版了1∶20 萬、1∶10 萬、1∶5 萬和1∶2.5 萬等各類比例尺 的 生 態(tài) 地 質(zhì) 調(diào) 查 相 關(guān) 規(guī) 范（Trofimov， 2008；Dmitrievich et al.，2012），還進行了諸如農(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)等專項地質(zhì)調(diào)查（李瑞敏等，2004；李仰春等，2018）。

進入21 世紀以來，美國科學(xué)家提出“地球關(guān)鍵帶（Earth Critical Zone）”的 概 念（National Research Council，2001），以地球關(guān)鍵帶這一概念對地球表層系統(tǒng)進行了具有操作意義上的劃分（Lin，2010；Giardino et al.，2015；Zhang et al.，2019；張麗等，2021），也更加具體化了生態(tài)地質(zhì)學(xué)的調(diào)查和研究對象。目前，俄羅斯已經(jīng)建立了生態(tài)地質(zhì)學(xué)研究體系開展了一系列生態(tài)地質(zhì)調(diào)查及填圖+生態(tài)地質(zhì)監(jiān)測（國家環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)）+生態(tài)地質(zhì)模擬和生態(tài)地質(zhì)功能分析評價等工作（聶洪峰等，2021a）。各國學(xué)者從各自的角度進一步撰文陳述了各自對生態(tài)地質(zhì)學(xué)的理解，將生態(tài)地質(zhì)的概念進一步擴展（Vartanyan et al.，2006；Trofimov，2009，2010，2013；Trofimov et al.，2010；Korolev et al.，2012；Kumar et al.，2015；Ulrikh et al.，2016）。然而，國際上對生態(tài)地質(zhì)學(xué)的定義和認識至今尚不統(tǒng)一。

1.2 國內(nèi)現(xiàn)狀

20 世紀50～90 年代，中國老一輩科學(xué)家就提出了與社會經(jīng)濟密切相關(guān)的“地球表層系統(tǒng)（Surface-Earth System）”的概念（錢學(xué)森，1994；李廷棟，1999），認為地球表層研究是“跨地理學(xué)、氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、技術(shù)經(jīng)濟和國土經(jīng)濟的新學(xué)科”（錢學(xué)森，1994；黃潤秋，2001；胥勤勉等，2014）。20 世紀90 年代以來，中國學(xué)者也開始涉足生態(tài)地質(zhì)調(diào)查研究領(lǐng)域（陶于祥等，1998；盧耀如，1998；林景星等，1999，2003；朱裕生，1999）。1994 年，中國首次在大巴山地區(qū)開展了1∶5 萬生態(tài)地質(zhì)調(diào)查試點，并對生態(tài)地質(zhì)環(huán)境進行了總體評價（王長生等，1997）。20 世紀90 年代末，原地質(zhì)礦產(chǎn)部部署實施了“1∶5 萬四平幅生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”試點項目，評價了調(diào)查區(qū)自然生態(tài)質(zhì)量，提出了區(qū)域國土資源開發(fā)利用規(guī)劃和建議（蔣惠忠等，2002）。

21 世紀以來，中國學(xué)者從地質(zhì)條件對土壤及生態(tài)環(huán)境的制約機制（汪振立等，2009；張騰蛟等，2020; 李樋等，2021a；張慈等，2021）、新構(gòu)造運動的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)（劉洪等，2021）、地層巖性對植物群落分布的影響（張戀等，2021）、巖石-土壤-植物的元素傳導(dǎo)過程（李樋等，2022，2023）、成土母質(zhì)及土壤地質(zhì)單元分類（劉洪等，2020；歐陽淵，2021）、土壤厚度調(diào)查（李富等，2021a，2021b）、巖石-土壤-植被一體化數(shù)據(jù)系統(tǒng)（何政偉，2002）、地質(zhì)背景與生態(tài)系統(tǒng)演化（張景華等，2021c）、地質(zhì)背景與農(nóng)業(yè)種植（張振平，2004；馮乃琦等，2022）、生態(tài)地球化學(xué)（金雄偉等，2020；姬華偉等，2021；于俊博等，2021；王喬林等，2021；曾琴琴等，2021；張亞麗等，2021；居字龍等，2022）、生態(tài)地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)（謝亞軍等，2018；Sun et al.，2019；彭建兵等，2022；王穎維等，2023）、巖溶區(qū)生態(tài)地質(zhì)（曹建華等，2004；郭純青等，2005；張連凱等，2021）、荒漠區(qū)生態(tài)地質(zhì)（古琴等，2007；劉建宇等，2021）、人類世生態(tài)地質(zhì)學(xué)（孫立廣等，2017）、小流域生態(tài)地質(zhì)（許向?qū)幍龋?004；韓玉等，2020；杜尚海等，2022；王堯等，2023）、生態(tài)地質(zhì)編圖方法（劉洪等，2023）、生態(tài)環(huán)境演化與監(jiān)測（程朋根等，2015；方正等，2020；黃振興等，2022）、礦山生態(tài)修復(fù)（李保杰等，2015；朱鵬等，2016；徐嘉興等，2017；楊志，2019；張昊等，2021；胡振琪等，2022；馮立等，2023）、生態(tài)地質(zhì)評價與區(qū)劃（王寧濤等，2012；李萬鈺等，2020；張景華等，2020，2021a；杜華明，2021；王鵬等，2021；劉子金等，2022；張林等，2022）、生態(tài)環(huán)境地質(zhì)承載力（趙銀兵，2009；倪忠云，2011；趙銀兵等，2022；王化齊等，2023；張景華等，2023）和生態(tài)地質(zhì)教育（汪振立等，2012）等不同方面對生態(tài)地質(zhì)學(xué)進行了相關(guān)論述。

中國地質(zhì)調(diào)查局先后開展了多項生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作。例如，2001 年在“1∶25 萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”工作中增加生態(tài)地調(diào)查內(nèi)容；2003 年開展“1∶25 萬鐵嶺市幅生態(tài)地質(zhì)調(diào)查”，并與俄羅斯相關(guān)機構(gòu)合作開展了系統(tǒng)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查與研究，探索以城鎮(zhèn)阿赫農(nóng)林規(guī)劃為中心的生態(tài)調(diào)查方法的體系（陳樹旺等，2012）。2017 年開展“承德市國家生態(tài)文明示范區(qū)綜合地質(zhì)調(diào)查” ，探索基于地質(zhì)建造適用于華北淺山區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查方法（王京彬等，2020；殷志強等，2020a）；2019 年以來實施新一輪生態(tài)地質(zhì)調(diào)查計劃和工程（聶洪峰等，2019；肖春蕾等，2021b），在全國層次、西南大涼山區(qū)、東北大興安嶺林區(qū)、黃河源高原寒區(qū)、華南贛南山地丘陵區(qū)和滇西北山區(qū)，以及《全國重要生態(tài)系統(tǒng)保護和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃（2021～2035 年）》中的“三區(qū)四帶”，包括高原生態(tài)屏障區(qū)、黃河重點生態(tài)區(qū)（含黃土高原生態(tài)屏障）、長江重點生態(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地區(qū)（聶洪峰等，2021a；肖春蕾等，2021a；李文明等，2022），部署了多個生態(tài)地質(zhì)調(diào)查試點項目，目的在于初步探索不同尺度、不同地質(zhì)背景和不同地理景觀地區(qū)和不同生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查、評價和監(jiān)測技術(shù)方法。此外，廣東、浙江、寧夏、湖北、河南、廣西、河北、重慶和陜西等地也陸續(xù)開展了省級生態(tài)地質(zhì)調(diào)查項目的探索。這些工作將生態(tài)保護修復(fù)和國土空間用途管制列為生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的新使命，將中國的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作推向一個新的高潮。

1.3 生態(tài)地質(zhì)調(diào)查方向評述

目前來看，雖然各個團隊開展了一些生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評價方法的初步探索，逐漸豐富了生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的定義。但還有一些諸如定義不夠準(zhǔn)確、研究內(nèi)容不夠明晰、成果的表達也不夠統(tǒng)一和學(xué)科體系和人才團隊亟須構(gòu)建等問題，適用于不同地質(zhì)—地理條件的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評價方法也需進一步探索和規(guī)范。

生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評價工作仍需在以下4 個方面突破：①開展生態(tài)地質(zhì)關(guān)鍵理論和技術(shù)問題攻關(guān)，加強典型地段多圈層交互作用分析，揭示大氣圈、生物圈、土壤圈、巖石圈、水圈等多圈層各相關(guān)要素間的相互作用過程，分析生態(tài)系統(tǒng)演化的地質(zhì)學(xué)機理。②創(chuàng)新地球關(guān)鍵帶（生態(tài)地質(zhì)交互帶）生態(tài)地質(zhì)調(diào)查技術(shù)方法 ，研發(fā)土壤礦物質(zhì)組分、土壤含水量、森林覆蓋度、生態(tài)問題等生態(tài)地質(zhì)調(diào)查要素智能化提取、生態(tài)空間變化趨勢模擬等方法，建立生態(tài)地質(zhì)單元類分級指標(biāo)體系，劃分生態(tài)地質(zhì)單元，形成生態(tài)地質(zhì)適宜性評價、生態(tài)地質(zhì)分區(qū)評價、重大生態(tài)地質(zhì)問題評估、生態(tài)修復(fù)效果評估等方法。③建立星空地網(wǎng)一體化的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查監(jiān)測評價技術(shù)體系。④探索綠色礦山勘查、礦山生態(tài)修復(fù)治理地復(fù)墾方法技術(shù)。

2 西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)特征

2.1 西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)背景

文中所定義的“西南山區(qū)”，是指生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工程劃分的全國生態(tài)地質(zhì)分區(qū)（聶洪峰等，2021b）中“西南生態(tài)地質(zhì)大區(qū)（Ⅲ）”（圖1），除去平原農(nóng)業(yè)區(qū)和淺丘農(nóng)業(yè)區(qū)以外的山區(qū)部分。該區(qū)域主要包括四川盆地生態(tài)地質(zhì)區(qū)（Ⅲ1）、秦巴山地生態(tài)地質(zhì)區(qū)（Ⅲ2）、三峽水庫生態(tài)地質(zhì)區(qū)（Ⅲ3）、武陵-雪峰山生態(tài)地質(zhì)區(qū)（Ⅲ4）、云貴高原生態(tài)地質(zhì)區(qū)（Ⅲ5）、滇中西山地生態(tài)地質(zhì)區(qū)（Ⅲ6）和滇桂南部生態(tài)地質(zhì)區(qū)（Ⅲ7）等7 個Ⅱ級生態(tài)地質(zhì)分區(qū)（圖1），以及四川盆地西部岷山-邛崍褶斷低山云杉冷杉林常綠闊葉林生態(tài)地質(zhì)亞區(qū)（Ⅲ1-a）、四川盆地北部褶斷低山農(nóng)林復(fù)合生態(tài)地質(zhì)亞區(qū)（Ⅲ1-c）、 四川盆地南緣巖溶常綠-落葉闊葉林生態(tài)地質(zhì)亞區(qū)（Ⅲ1-e）等42 個三級生態(tài)地質(zhì)分區(qū)（圖1，表1）。

表1 西南地區(qū)生態(tài)地質(zhì)分區(qū)表（據(jù)聶洪峰等，2021b 修改）Tab.1 Eco-geological division mountains region in SW China

圖1 西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)分區(qū)簡圖（據(jù)聶洪峰等，2021b 修改）Fig.1 Eco-geological division of mountainous region in SW China

西南山區(qū)在一級大地構(gòu)造劃分上，主體屬揚子陸塊區(qū)（YZ）（圖2），北緣屬秦祁昆造山系（QK）和華北陸塊區(qū)（NC）小部分，西南角為西藏-三江造山系（XS）（圖2）（潘桂棠等，2009；尹福光等，2021）?？缭降亩壌蟮貥?gòu)造分區(qū)主要包括豫皖陸塊（YW）、秦嶺弧盆系（QL）、上揚子陸塊（UY）、三江弧盆系（SJ）、羌塘-保山地塊（QB）和拉薩-騰沖地塊（LT）（圖2）。三級構(gòu)造分區(qū)包括川中前陸盆地（UY3）、揚子陸塊南部碳酸鹽巖臺地（UY4）和上揚子?xùn)|南緣被動邊緣盆地（UY5）等24 個分區(qū)（圖2）。該地區(qū)屬于特提斯-喜馬拉雅與濱太平洋兩大全球巨型構(gòu)造域結(jié)合部位，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、沉積建造多樣、變質(zhì)作用強烈、陸塊周緣巖漿活動頻繁（江新勝等, 2020；王立全等，2021）。特殊的地質(zhì)條件制約了西南山區(qū)地形地貌、氣候環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)形成和發(fā)展。

圖2 西南山區(qū)大地構(gòu)造分區(qū)簡圖（據(jù)潘桂棠等，2009 修改）Fig.2 Geotectonic division of mountainous region in SW China

西南山區(qū)主要為海拔1 000～3 500 m 的山地、高山地，局部地區(qū)海拔在1 000 m 以下，同時也存在少量4 000 m 以上的雪山。整體為亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，局部為熱帶濕潤季風(fēng)氣候和溫帶濕潤-半濕潤季風(fēng)氣候；地貌上包括起伏山地、低山嶺谷、丘陵、盆地和巖溶石山區(qū)等；土壤類型主要為紅壤、黃壤、紫色土、淋溶土和水稻土，局部為磚紅壤和高山地土；植被分帶上主要為熱帶常綠闊葉林，局部為熱帶常綠季雨林、溫帶落葉櫟林。西南山區(qū)自然條件的復(fù)雜性，生態(tài)環(huán)境存在一定的脆弱性，同時具有環(huán)境變化的敏感性和影響范圍的廣泛性（李文華等，2000）。

2.2 地質(zhì)條件對生態(tài)環(huán)境的影響

地質(zhì)條件是地質(zhì)環(huán)境的物質(zhì)載體，地質(zhì)環(huán)境則深刻地影響著其上發(fā)育的生態(tài)系統(tǒng)（圖3）。一個地區(qū)在相近的氣候條件下，地質(zhì)建造條件和地質(zhì)構(gòu)造條件的不同會直接導(dǎo)致區(qū)內(nèi)土壤性質(zhì)、水文條件、地形地貌和地球表層系統(tǒng)穩(wěn)定性等環(huán)境要素的不同，而這些環(huán)境要素的不同又會引起熱量、空氣、水分、養(yǎng)分和空間等生態(tài)因子的變化，從而造成生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境的差異（Gruber et al.，2019；Wilson，2019；張騰蛟等，2021；周愛國等，2021；Li et al.，2022）。因此，地質(zhì)條件與生態(tài)環(huán)境之間有著密切的聯(lián)系（圖3）。地質(zhì)條件對生態(tài)環(huán)境的制約可以從地質(zhì)建造和地質(zhì)構(gòu)造2個方面來解讀。

2.2.1 地質(zhì)建造條件對生態(tài)環(huán)境的影響

巖石的類型、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物組成影響土壤的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、厚度等物理特征，從而產(chǎn)生不同的植物立地條件。例如，在大涼山區(qū)，牦牛山區(qū)等地的中酸性巖建造區(qū)，因巖石含有大量的石英顆粒，抗風(fēng)化能力強，形成的土壤質(zhì)地普遍較粗；而普格、雷波等碳酸鹽巖建造區(qū)土壤黏粒含量高而砂粒含量低（圖4）；安寧河谷等經(jīng)河流沖積形成的沖積建造區(qū)上發(fā)育的土壤多是砂黏土層相間；而山麓洪積巖石碎屑（洪積母質(zhì)）上發(fā)育的土壤常會有粗大的角礫石。

圖4 雷波地區(qū)碳酸鹽巖風(fēng)化殼剖面圖Fig.4 Carbonate weathering crust in Leibo area

巖石的礦物組成、化學(xué)成分影響土壤的化學(xué)性質(zhì)，直接影響生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)。例如，中酸性巖風(fēng)化形成的土壤含石英多，含鐵錳礦物少，土壤鹽基離子少，土壤往往偏酸；由中性巖或基性巖風(fēng)化形成的土壤，一般富含豐富的鈣和磷，鹽基含量較為豐富，土壤多為中性；碳酸鹽巖風(fēng)化形成的土壤，因其鹽基含量十分豐富，土壤多為堿性。

地質(zhì)建造的化學(xué)組成影響其形成土壤的元素含量（劉洪等，2015，2019；嚴明書等，2018），尤其是營養(yǎng)元素和重金屬元素的含量水平（Bonfatti et al.，2020；李樋等，2021b；劉洪等，2023），從而對地域性植被、特色農(nóng)產(chǎn)品、道地藥材（衛(wèi)曉鋒等， 2020）具有重要的影響。

巖石的類型、礦物組成、化學(xué)成分對土壤形成發(fā)育的方向和速率也有決定性的影響，從而影響穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的形成速率。在相似的氣候條件下，疏松質(zhì)軟的砂泥巖風(fēng)化成土的速率更快，而堅硬固結(jié)的花崗巖風(fēng)化成土的速率就慢得多。

不同巖石風(fēng)化破碎后形成的成土母質(zhì)的透水性對成土作用和植被生長有顯著影響。砂性母質(zhì)透水性強，水分易于通過，其化學(xué)風(fēng)化作用弱，可淋溶物質(zhì)少，剖面分異不明顯。碎屑巖和巖漿巖形成壤質(zhì)母質(zhì)有適當(dāng)?shù)耐杆?，在水分下滲的影響下，母質(zhì)易發(fā)生化學(xué)風(fēng)化，風(fēng)化產(chǎn)物又能隨水下移淀積，較易發(fā)生層次分化。泥質(zhì)巖形成的黏質(zhì)母質(zhì)由于透水不良，水分在土壤中移動緩慢，土壤物質(zhì)由上向下的垂直移動慢，剖面發(fā)生分異慢。

2.2.2 地質(zhì)構(gòu)造條件對生態(tài)環(huán)境的影響

在地質(zhì)構(gòu)造條件方面。生態(tài)環(huán)境變遷和地質(zhì)災(zāi)害與構(gòu)造活動，尤其是新構(gòu)造活動密切相關(guān)（劉洪等，2023）。巖石的褶皺、斷裂、劈理以及其他面狀、線狀構(gòu)造等。地質(zhì)構(gòu)造對巖石的風(fēng)化成土、宏觀地貌的形成、水文條件、地球表層系統(tǒng)的穩(wěn)定性等環(huán)境要素方面都具有顯著的影響（劉洪等，2023），進而引起生態(tài)因子的變化，造成生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境的差異。

地質(zhì)構(gòu)造條件對土壤的形成和保存具有顯著的影響。在構(gòu)造破碎帶上，巖石往往更容易風(fēng)化形成更厚的土壤，水平或低角度巖層地區(qū)，土壤分布一般較為穩(wěn)定，而在高角度或者陡立巖層地區(qū)，土壤往往更難保存。

全球尺度的板塊俯沖碰撞和拉張的大地構(gòu)造作用可分別形成巨大的構(gòu)造山系和大陸裂谷盆地。區(qū)域尺度的褶皺構(gòu)造可以形成褶皺山地、擠壓盆地、穹窿等原生褶皺地貌，還可以形成向斜山、背斜谷、單面山、豬背脊等次生褶皺地貌。區(qū)域尺度的斷層作用可以形成斷塊山地、斷陷盆地、斷層崖、斷裂谷地貌以及一些錯斷地貌和派生地貌。局部性的火山活動可以形成火山地貌和熔巖丘、熔巖壟崗、熔巖湖等火山熔巖地貌。

地質(zhì)構(gòu)造作用可造成巖石破裂形成斷裂和裂隙，如褶皺構(gòu)造中的縱裂隙、橫裂隙、斜裂隙、層面裂隙和斷裂構(gòu)造中的斷裂帶及其次生斷裂。這些斷裂和裂隙常具有良好的導(dǎo)水和儲水功能, 尤其是張性情況下，常形成裂隙網(wǎng)絡(luò)和裂隙含水系統(tǒng)，成為地下水的重要儲集空間和運移通道。

地球表層系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接與構(gòu)造活動尤其是新構(gòu)造活動密切相關(guān)，構(gòu)造活動直接或間接地控制著當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境演化、地質(zhì)災(zāi)害和地震的發(fā)育，進而影響生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。

2.3 地形條件對生態(tài)環(huán)境的影響

地形地貌景觀是地球構(gòu)造動力學(xué)過程和氣候相互作用的產(chǎn)物，前者使地表形態(tài)直接發(fā)生變化，后者通過流域系統(tǒng)沉積物遷移，使地貌形態(tài)發(fā)生變化。地貌形態(tài)還是研究地質(zhì)作用、氣候變化和生物過程等其他過程關(guān)鍵邊界條件（Tristan et al.，2023）。

地形地貌包括海拔、坡度和景觀等，這些對巖石的風(fēng)化成土過程，以及土壤的組成、結(jié)構(gòu)和厚度均有影響。在一定的區(qū)域內(nèi)，海拔的不同會直接影響局部的氣溫、降雨等小氣候因素及地形地貌的差異，從而導(dǎo)致土壤和植被出現(xiàn)明顯的垂直分帶現(xiàn)象（圖5）。

地形地貌條件可能會加速或延遲氣候?qū)︼L(fēng)化作用的影響，從而影響土壤和巖石風(fēng)化層的厚度和結(jié)構(gòu)。陡坡通常會加速水土流失，導(dǎo)致植被覆蓋較少，使該地區(qū)難以形成較厚的土壤，甚至形成裸巖區(qū)。因此，在相同氣候、地質(zhì)和植被條件，與更平坦的場地相比，陡峭地形區(qū)土壤和巖石風(fēng)化層往往較薄，土壤成熟度也較低。在緩坡區(qū)或者洼地，通常風(fēng)化作用的深度更深，風(fēng)化物的厚度通常會更大。在低洼地區(qū)，由于水的飽和，一些礦物的風(fēng)化和有機物的分解可能會延緩，而鐵和錳的流失則會加速，最終形成特有的濕地型土壤，如沼澤地、泥炭地和黑土地。在山地-平原過渡帶，樹木通常很難生長在高度飽水的洼地，而被限制在靠山區(qū)一側(cè)，低洼地區(qū)可能會形成草地或者泥炭沼澤，因為山前-平原過渡帶通常也是森林-草原過渡區(qū)。同時，坡向和地形的起伏情況可能影響光照條件。地形還可影響可溶性鹽的積累，山地斜坡上部的溶解鹽可通過地下水位移動到低洼地區(qū)，隨著水分蒸發(fā)，低洼處的溶解鹽含量會增高。不同的地形區(qū)，巖石風(fēng)化成土過程、物質(zhì)繼承關(guān)系、元素遷移往往有所不同。山區(qū)斜坡的上部或者鞍部，其成土母質(zhì)類型為殘積母質(zhì)，物質(zhì)來源于下伏基巖的風(fēng)化；斜坡的中下部及山麓，母質(zhì)類型為坡積母質(zhì)，由基巖風(fēng)化后通過近距離搬運沉積形成，物源的建造類型可能與下伏基巖相同；河谷等低洼地區(qū)母質(zhì)類型為沖洪積母質(zhì)，經(jīng)過較長距離的搬運，其物質(zhì)來源就較為復(fù)雜，與下伏基巖并無直接的物質(zhì)繼承關(guān)系（圖6）。

2.4 地質(zhì)-地形地貌-氣候條件制約下的生態(tài)系統(tǒng)分帶性案例

以四川西昌牦牛山為例，受氣候、地質(zhì)條件、地形地貌等因素的影響，大涼山區(qū)土壤類型和植被具有明顯的垂向分帶和橫向分帶的特征（圖5）。從高到低，由于海拔引起的局部小氣候和人類活動強度的差異，導(dǎo)致土壤和植被具有垂向分帶性（歐陽淵等，2021）。土壤類型由高山/亞高山土壤→淋溶土→紅壤、紫色土、石灰土變化，植被類型由高寒草甸→灌木→針葉林→闊葉林→旱地農(nóng)作物→水田農(nóng)作物變化。從東向西，由于海拔、氣候、地質(zhì)條件等差異，導(dǎo)致土壤和植被也出現(xiàn)橫向分帶性（歐陽淵等，2021）：黃壤和石灰土帶→黃棕壤、紫色土帶和紅壤帶→棕壤、紅壤帶和石灰土帶，黃茅埂以東為偏濕性常綠闊葉林，以西為偏干性常綠闊葉針葉林。

3 討論

3.1 西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的主要思路

3.1.1 調(diào)查層次

圍繞調(diào)查區(qū)生態(tài)文明建設(shè)和國土空間規(guī)劃與管制對地質(zhì)工作的重要需求，在詳細分析已有資料的基礎(chǔ)上，開展區(qū)域性林地、草地、濕地、耕地和建設(shè)用地動態(tài)監(jiān)測和重點地區(qū)生態(tài)地質(zhì)詳細調(diào)查。在此基礎(chǔ)上開展生態(tài)研究工作，為解決生態(tài)地質(zhì)問題提供地質(zhì)資料支撐。

第一層次為市域或完整地理區(qū)域全域綜合研究與評價 （1∶25 萬）。選縣市域（如涼山彝族自治州、廣安市等）或者完整的地理單元（如岷江上游流域、大涼山區(qū)、大婁山區(qū)等）開展全域的1∶25 萬林草濕地歷史空間動態(tài)變化解譯和1∶25 萬生態(tài)地質(zhì)調(diào)查與評價，分析調(diào)查區(qū)全域的生態(tài)地質(zhì)背景?；诘刭|(zhì)建造的分析和研究，劃分調(diào)查區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元（成土母質(zhì)單元和土壤地質(zhì)單元等），并在全國三級生態(tài)地質(zhì)分區(qū)基礎(chǔ)上進行生態(tài)地質(zhì)分區(qū)和評價。

第二層次為以典型小流域或者標(biāo)準(zhǔn)圖幅為調(diào)查對象的重點調(diào)查（1∶5 萬）。前人在承德地區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查探索中指出：小流域具有相對獨立的生態(tài)地質(zhì)（子）系統(tǒng)，為人類提供了豐富的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能（陳莉薇等，2014；蔣洪強等，2015；王京彬等，2020）。因此，可把小流域作為對象，開展生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評價工作。同時，為了更好的和全國1∶5 萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查、水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查等各類調(diào)查數(shù)據(jù)庫匹配，需要選擇標(biāo)準(zhǔn)圖幅開展生態(tài)地質(zhì)調(diào)查。為更好地建設(shè)全國層次完整的生態(tài)地質(zhì)空間數(shù)據(jù)庫，便于地質(zhì)調(diào)查項目和資料的管理與使用，1∶5 萬尺度的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作還可以以重點調(diào)查區(qū)所在的標(biāo)準(zhǔn)圖幅范圍來開展地面調(diào)查，以調(diào)查區(qū)覆蓋的小流域范圍來開展綜合評價，以調(diào)查區(qū)覆蓋的行政區(qū)域（縣域、鄉(xiāng)域）進行成果集成，提供應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)品（王京彬等，2020）。主要工作包括：分析生態(tài)地質(zhì)背景，劃分成土母質(zhì)單元、土壤地質(zhì)單元等生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元，編制生態(tài)地質(zhì)系列圖件；有針對性、目的性地確定實地調(diào)查內(nèi)容、路線以及重點區(qū)段開展生態(tài)地質(zhì)路線調(diào)查，查明調(diào)查區(qū)的生態(tài)地質(zhì)條件和生態(tài)地質(zhì)要素，識別主要的生態(tài)地質(zhì)問題。

第三層次為典型地段生態(tài)地質(zhì)交互帶剖析。選擇各個生態(tài)地質(zhì)分區(qū)內(nèi)的典型地段，以生態(tài)地質(zhì)垂向剖面測制為主要調(diào)查手段，深入了解不同地貌，不同地質(zhì)背景條件下的巖、土、生物（覆被）關(guān)系及其縱橫向變化規(guī)律，查明各個生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元（成土母質(zhì)單元和土壤地質(zhì)單元等）的生態(tài)地質(zhì)屬性，編制主要單元的生態(tài)地質(zhì)圖譜。

3.1.2 工作思路

西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查對象包括氣候、地貌、地質(zhì)體、土壤、植被、水文、地質(zhì)災(zāi)害及人類工程活動等諸多方面。從實際情況出發(fā)，地質(zhì)體、土壤、植被作為調(diào)查工作的對象；氣候、地貌、地質(zhì)災(zāi)害、人類工程活動等方面以資料收集與分析為主?？傮w上主要包括巖石-土壤-植被的地球關(guān)鍵帶結(jié)構(gòu)、地質(zhì)建造、地質(zhì)構(gòu)造、土壤、植被、生態(tài)系統(tǒng)、水文、氣象、地貌、人類活動、地質(zhì)災(zāi)害等方面，其中巖石-土壤-植被的地球關(guān)鍵帶結(jié)構(gòu)和各層位的特征以實地調(diào)查為主，巖石、土壤、植被、水的理化性質(zhì)以采樣和測試分析為主，生態(tài)系統(tǒng)類型分布的歷史及現(xiàn)狀以遙感解譯和資料收集整編為主，地質(zhì)建造、地質(zhì)構(gòu)造、土壤類型、水文條件、氣象條件、地貌類型、人類活動和地質(zhì)災(zāi)害以資料收集整編為主。重點研究內(nèi)容為巖石-土壤-生態(tài)系統(tǒng)（植物）之間的相互作用，區(qū)域地質(zhì)條件對生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀和演化的制約機制。

具體步驟可分為：資料收集整理、長時序遙感解譯、野外調(diào)查和綜合評價?？傮w思路可概括為“背景分析、現(xiàn)狀調(diào)查、機理剖析、動態(tài)監(jiān)測和綜合評價”5個方面（圖7）。

圖7 西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評價一般技術(shù)路線圖Fig.7 General technical roadmap for eco-geological survey and evaluation, mountainous region in SW China

（1）背景分析：系統(tǒng)收集區(qū)內(nèi)的地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、地震、氣象、水文、植被、土壤、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、區(qū)劃、生態(tài)環(huán)境和國土空間規(guī)劃等資料，對研究區(qū)開展預(yù)研究，總結(jié)工作區(qū)的氣候條件、降雨的時空分布規(guī)律、主要的土壤類型、植被類型、國土空間規(guī)劃和生態(tài)問題等生態(tài)地質(zhì)背景，編制工作區(qū)相應(yīng)的生態(tài)地質(zhì)圖件。

（2）現(xiàn)狀調(diào)查：以遙感解譯和典型地段生態(tài)地質(zhì)路線調(diào)查作為工作手段，輔以地球化學(xué)和地球物理手段，結(jié)合收集的各類自然資源數(shù)據(jù)開展各類生態(tài)地質(zhì)要素的調(diào)查。查明調(diào)查區(qū)典型的巖土-土壤風(fēng)化殼的結(jié)構(gòu)、地質(zhì)建造、地質(zhì)構(gòu)造、地球化學(xué)場背景和地球物理場背景等要素特征。查明調(diào)查區(qū)土壤及成土母質(zhì)的類型、分布、厚度、肥力、理化性質(zhì)、土地質(zhì)量等要素特征。查明調(diào)查區(qū)植被的組合、分布現(xiàn)狀及歷史變化情況；查明調(diào)查區(qū)主要生態(tài)地質(zhì)問題的分布和典型特征?？偨Y(jié)海拔、小氣候、地質(zhì)條件和地形地貌等引起的垂直分帶、橫向分帶和坡向分異等特征。

（3）機理剖析：在調(diào)查的基礎(chǔ)上，針對典型地段開展生態(tài)地質(zhì)剖析。通過生態(tài)地質(zhì)剖面調(diào)查和生態(tài)地質(zhì)垂向剖面調(diào)查調(diào)查編測等手段，剖析巖石-成土母質(zhì)-土壤-植被之間的關(guān)系，研究植被類型和質(zhì)量與氣候、地貌、土壤、地質(zhì)和水等因素的關(guān)系。研究不同氣候、不同地理和地形地貌條件下巖石風(fēng)化形成土壤過程的物質(zhì)轉(zhuǎn)化機制。研究主要營養(yǎng)元素和重（內(nèi)）金屬元素在巖石-土壤-植被中的遷移過程。研究地質(zhì)條件對生態(tài)環(huán)境演化的制約機理，認識地質(zhì)-生態(tài)作用的過程和制約因素。分析每個生態(tài)地質(zhì)單元的生態(tài)功能屬性，建立各生態(tài)地質(zhì)單元的生態(tài)地質(zhì)圖譜。

（4）動態(tài)監(jiān)測：通過人工和自動檢測設(shè)備檢測水文、土壤、植被和氣象條件的變化，分析變化趨勢和規(guī)律，研究背后的制約機理，設(shè)置閾值，實現(xiàn)監(jiān)測預(yù)警。

（5）綜合評價：將“山水林田湖草”等自然資源各個要素，視作一個生態(tài)共同體。在地質(zhì)作用過程和地質(zhì)條件對生態(tài)系統(tǒng)分布和演化機制研究的基礎(chǔ)上，提取生態(tài)地質(zhì)綜合評價指標(biāo)。采用相應(yīng)的數(shù)學(xué)地質(zhì)定量化分析技術(shù)手段來進行生態(tài)地質(zhì)綜合評價，并預(yù)測演化趨勢。利用生態(tài)地質(zhì)綜合評價成果，開展生態(tài)功能分區(qū)，為生態(tài)系統(tǒng)管理、保護與修復(fù)、國土空間用途管制、農(nóng)業(yè)林業(yè)種植布局和地質(zhì)災(zāi)害防治等提供和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)地球系統(tǒng)科學(xué)解決方案。

3.2 西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評價技術(shù)方法

3.2.1 生態(tài)地質(zhì)調(diào)查及評價方法總結(jié)

（1）生態(tài)系統(tǒng)長時序遙感解譯

采用多源、多時空分辨率遙感數(shù)據(jù)，通過遙感解譯獲取區(qū)內(nèi)的自然地理、地質(zhì)環(huán)境和自然資源等各種專題信息。主要解譯內(nèi)容應(yīng)包括土地利用類型、生態(tài)地質(zhì)問題（水土流失、石漠化等）、植被覆蓋度、生態(tài)系統(tǒng)類型。開展長時序遙感解譯，獲得調(diào)查區(qū)生態(tài)系統(tǒng)類型/質(zhì)量動態(tài)變化信息，分析生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)量結(jié)構(gòu)特征與變化方向，研究生態(tài)系統(tǒng)變化的生態(tài)環(huán)境效益。

以大涼山區(qū)為例（圖8），通過生態(tài)系統(tǒng)與土地覆被長時序遙感解譯得出以下信息。大涼山區(qū)的耕地在1990～2018 年具有面積持續(xù)減少的變化趨勢。大涼山區(qū)除安寧河谷外，經(jīng)濟欠發(fā)達，其主要的、分布最廣的人類工程經(jīng)濟活動為墾殖（耕種），受環(huán)境限制和傳統(tǒng)觀念影響，以坡地旱作耕種為主，且生產(chǎn)方式較落后，帶來植被破壞、水土流失等生態(tài)問題，隨著經(jīng)濟發(fā)展，國家實施退耕還林、還草，耕地面積持續(xù)減少。林地在1990～2018 年整體持續(xù)增加。隨著天保工程、退耕還林工程的實施，大涼山區(qū)在1990～2000 年和2000～2010 年2 個階段的森林生態(tài)系統(tǒng)有所恢復(fù)，森林的面積持續(xù)增加，而耕地的面積的有所下降，相關(guān)一部分的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)向森林和草地生態(tài)系統(tǒng)演化（圖8）（張景華等，2020）。1990～2018 年，草地生態(tài)系統(tǒng)面積變化趨勢為減少→增加。隨著植樹造林活動的其加強，部分草地轉(zhuǎn)變?yōu)榱值兀喈?dāng)一部分人工林由于不適應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)地質(zhì)條件，又逆演化為草地，導(dǎo)致草地面不斷的增加。1990～2018 年，增加的草地主要還是由耕地轉(zhuǎn)化而來。水域和濕地出現(xiàn)快速增長，陸地水生生態(tài)系統(tǒng)得到進一步的發(fā)展和保護。其原因主要有2 個方面：①近些年在大涼山區(qū)修建了大量的水利工程（張景華等，2021b）。②隨著濕地保護得到社會的重視，區(qū)內(nèi)一些重要濕地得到更好的保護和修復(fù)，濕地的面積不斷擴大（張景華等，2021b）。

圖8 大涼山1990～2018 年生態(tài)系統(tǒng)變化示意圖Fig.8 Schematic diagram of ecosystem changes in Daliang Mountain from 1990 to 2018

（2）生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元劃分

技術(shù)方法成熟的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查以地層巖組和巖漿巖單元為基本調(diào)查單元。不同于區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的概念、工作內(nèi)容還沒有較為統(tǒng)一的認識，導(dǎo)致不同項目不同團隊對生態(tài)調(diào)查單元認識差別很大。筆者認為生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元指的是成土母質(zhì)單元和土壤地質(zhì)單元等調(diào)查和成圖的單元。地質(zhì)條件通過制約土壤、水文、地形地貌、動力作用、地質(zhì)災(zāi)害等的生態(tài)地質(zhì)要素的性質(zhì)和分布，而制約生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境的差異（劉洪等，2020；張騰蛟等，2021）。西南山區(qū)成土母質(zhì)主要是下伏基巖原地風(fēng)化或風(fēng)化后近距離遷移形成的，存在明顯的巖石-土壤-植被物質(zhì)傳導(dǎo)鏈條，地質(zhì)條件是制約該地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要因素。因此，對地質(zhì)建造和地質(zhì)構(gòu)造的分析和研究，是進行生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元劃分和生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)（劉洪等，2023）。

成土母質(zhì)是巖石經(jīng)過初步風(fēng)化后形成的疏松堆積物（劉洪等，2023），是巖石→土壤的中間產(chǎn)物，可以理解為“未成熟的土壤” ，它具有發(fā)育成成熟土壤的潛力。不同學(xué)科不同團隊對成土母質(zhì)的分類有不同的方案，土壤學(xué)中往往按照成因類型開展，如殘積母質(zhì)、坡積母質(zhì)、沖積母質(zhì)、洪積母質(zhì)、湖積母質(zhì)等（王果等，2009）。地質(zhì)學(xué)家則更重視成土母巖對成土母質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)的制約（王京彬等，2020；殷志強等，2020b），因而提出了巖性和成因類型結(jié)合的成土母質(zhì)劃分方案。相似巖性的巖石具有相似的造巖礦物組成和主量元素組成，但不同地質(zhì)建造條件下形成的相似巖性巖石的微量元素組成差別卻可能很大，而這些微量元素中的一部分對上覆植被的生長和生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育具有重要作用。成土母質(zhì)的劃分除了考慮母巖的巖性意外還應(yīng)該考慮母巖的建造環(huán)境，并提出了基于地質(zhì)建造的成土母質(zhì)單元劃分方案（劉洪等，2020；歐陽淵等，2021）。以大涼山區(qū)為例，基于地質(zhì)建造單元研究，劃分出了“侏羅紀—白堊紀泥質(zhì)巖類殘坡積物”13 個成土母質(zhì)單元（歐陽淵等， 2021）。具體劃分方案、命名方式和編圖方式可相關(guān)參考文獻（劉洪等，2021，2023；歐陽淵等，2021）的相關(guān)論述。

為區(qū)別同一地質(zhì)建造上的不同土壤類型和不同地質(zhì)建造上的同一土壤類型，筆者在大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查探索中，參考前人思路（朱朝暉等，2004），提出了基于地質(zhì)建造和土壤類型研究的“土壤地質(zhì)單元”概念（劉洪等，2020）。土壤地質(zhì)單元是成土母質(zhì)單元（基于地質(zhì)建造劃分）和土壤類型相結(jié)合而成，其分類和命名表達成土母巖形成的時代和地質(zhì)環(huán)境、成土母質(zhì)類型、土壤類型等多重信息（劉洪等，2020）。以大涼山區(qū)為例，共劃分出了“侏羅紀—白堊紀泥質(zhì)巖類紫色土”等27 個土壤地質(zhì)單元。具體劃分方案、命名方式和編圖方式可參考文獻（劉洪等, 2020）及《大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查成果報告》（中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，2022）的相關(guān)論述。

（3）地面調(diào)查

通過地面調(diào)查查清區(qū)域的地貌形態(tài)、成因和微地貌與土壤、植被的組合規(guī)律，為生態(tài)地質(zhì)評價分區(qū)提供依據(jù)。野外調(diào)查主要分為遙感解譯驗證和生態(tài)地質(zhì)路線調(diào)查（圖9）。

圖9 長江巫峽生態(tài)地質(zhì)綜合剖面圖Fig.9 Eco-geological profile of Wuxia on the Yangtze River

遙感野外驗證主要針對遙感解譯中不確定的圖斑開展野外核查，對可解譯程度高的地區(qū)隨機抽取圖斑開展驗證調(diào)查，以確定遙感解譯的準(zhǔn)確度。

生態(tài)地質(zhì)路線調(diào)查在充分收集已有資料和遙感解譯的基礎(chǔ)上，劃分成土母質(zhì)單元、土壤地質(zhì)單元、生態(tài)地質(zhì)單元等，有針對性、目的性地確定實地調(diào)查內(nèi)容、路線以及重點區(qū)段的生態(tài)地質(zhì)條件和主要生態(tài)問題。野外調(diào)查的工作方法主要有GPS 定點、填卡式調(diào)查、代碼化調(diào)查、實地影像資料數(shù)碼化、現(xiàn)場勘查、樣品采集、土壤垂向剖面測制和信手剖面編制等。野外調(diào)查內(nèi)容主要包括：地形地貌、植被情況、土地利用類型、地球關(guān)鍵帶結(jié)構(gòu)、土壤性質(zhì)、成土母質(zhì)特征、地質(zhì)條件、水文地質(zhì)和地質(zhì)災(zāi)害等。典型調(diào)查段采用穿越和追蹤觀測路線布置觀測點，調(diào)查路線和觀測點的布置不宜平均布置，充分考慮調(diào)查單元內(nèi)備生態(tài)地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的特征及相互聯(lián)系。在地質(zhì)路線信手剖面的基礎(chǔ)上，編制代表調(diào)查區(qū)典型生態(tài)地質(zhì)特點的生態(tài)地質(zhì)剖面圖（圖9）。具體的調(diào)查記錄表格可查閱《西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評價技術(shù)方法總結(jié)專題報告》（中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，2022）的相關(guān)論述。

生態(tài)地質(zhì)垂向剖面測量的目的是調(diào)查各個生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元（成土母質(zhì)單元和土壤地質(zhì)單元等）的生態(tài)地質(zhì)屬性。剖面測制地段應(yīng)選擇巖石類型、地貌單元和土壤種類相對齊全，構(gòu)造較為簡單，巖、土、水、生觀測條件良好，森林植被（包括農(nóng)作物）發(fā)育完好的各具特點而又通行便利的典型地區(qū)。剖面應(yīng)遠離各生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元的界線，代表本單元的基本特征，優(yōu)先選取殘積物剖面。為便于反映地質(zhì)特征，剖面方向盡可能垂直與地層走向。為刻畫每個生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元典型地段的巖、土、水、生的相互關(guān)系，剖面長度應(yīng)選擇30～60 m，比例尺以1∶100～1∶500 為宜。每條生態(tài)地質(zhì)垂向剖面應(yīng)配套2～5 條土壤垂向剖面（圖10）。

3.2.2 生態(tài)地質(zhì)脆弱性評價方法總結(jié)

基于大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評價探索，筆者總結(jié)了基于生態(tài)地質(zhì)條件，針對主要生態(tài)地質(zhì)問題開展的生態(tài)地質(zhì)脆弱性評價方法，主要包括以下幾個方面。

（1）評價因子

從地球系統(tǒng)科學(xué)和多圈層交互作用來看，影響西南山區(qū)生態(tài)環(huán)境的因素主要為氣象、水文、地形地貌、地質(zhì)環(huán)境、人類活動，作為一級評價指標(biāo)；二級指標(biāo)需要依據(jù)實際情況確定，一般選取最為關(guān)鍵和敏感的因素。西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)脆弱性評價的二級指標(biāo)可參考大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)脆弱評價確定的二級指標(biāo)（圖11）（張景華等，2021b）。

圖11 大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)脆弱性評價因子Fig.11 Evaluation factors of eco-geological vulnerability in Daliangshan Area

（2）主要評價方法

生態(tài)地質(zhì)脆弱性評價是用地質(zhì)、地理、生態(tài)、環(huán)境、生物、水文、土壤、農(nóng)業(yè)和林業(yè)等多學(xué)科的知識，采用合適的數(shù)學(xué)地質(zhì)定量化分析技術(shù)手段來進行生態(tài)地質(zhì)綜合評價，并預(yù)測生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)地質(zhì)問題的演化趨勢（張景華等，2021b）。通過在大涼山區(qū)的探索實踐，認為以圖層疊置法和脆弱性函數(shù)模型評價法較為適用于西南山區(qū)（張景華等，2021b）。由于在開展生態(tài)地質(zhì)脆弱性評價前，通常會開展大量的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查和綜合研究工作，分析各個生態(tài)地質(zhì)要素，并在GIS 中編制生態(tài)地質(zhì)系列圖件。因此，可將圖層疊置法和脆弱性函數(shù)模型評價法結(jié)合起來，開展西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)脆弱性評價。

（3）評價流程

生態(tài)地質(zhì)評價工作步驟主要包括指標(biāo)篩選、特征抽取與量化、數(shù)據(jù)預(yù)處理、單要素生態(tài)地質(zhì)脆弱性評價、生態(tài)地質(zhì)脆弱性綜合評價、生態(tài)地質(zhì)脆弱性分區(qū)和保護修復(fù)建議提出。具體的評價過程可參考文獻（張景華等，2021b）的相關(guān)論述。

（4）評價結(jié)果

對研究區(qū)開展氣象、水文、地形地貌、地質(zhì)環(huán)境、土壤和生態(tài)環(huán)境等多因子指標(biāo)生態(tài)脆弱性評價和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評價，形成調(diào)查評價區(qū)生態(tài)地質(zhì)脆弱性評價圖（圖12a）和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評價圖（圖12b）。根據(jù)生態(tài)地質(zhì)脆弱性等級與空間分布的相似性與差異性，并盡可能保持研究區(qū)地域和自然地理單元的完整性，開展了生態(tài)地質(zhì)脆弱性分區(qū)。已川南西昌地區(qū)為例，將調(diào)查評價區(qū)劃分為了3 個生態(tài)脆弱性分區(qū)（圖12c），5 個生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分區(qū)（圖12d），為生態(tài)保護與修復(fù)、國土空間規(guī)劃提供了科學(xué)依據(jù)，并為環(huán)境管理和決策提供了資料，也為下一步生態(tài)功能區(qū)劃提供依據(jù)。

圖12 西昌地區(qū)生態(tài)地質(zhì)評價和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分區(qū)圖Fig.12 Ecological geological evaluation and ecosystem service functional district maps in Xichang, Sichuan

3.3 推廣意義

地質(zhì)條件是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)和孕育環(huán)境，地質(zhì)條件通過制約土壤、水文、地形地貌、動力作用、地質(zhì)災(zāi)害等生態(tài)地質(zhì)條件，從而制約生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境發(fā)展差異。因此，查明一個地區(qū)的生態(tài)地質(zhì)背景、研究生態(tài)地質(zhì)系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)特征和相互作用機理、開展生態(tài)地質(zhì)綜合評價，對這個地區(qū)生態(tài)保護修復(fù)和國土空間用途管制非常重要。前文已敘述，目前生態(tài)地質(zhì)調(diào)查處于探索階段，針對不同尺度、不同地質(zhì)背景和地理景觀地區(qū)系統(tǒng)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查方法總結(jié)還相對缺乏。文中提出了基于地質(zhì)建造研究的成土母質(zhì)單元和土壤地質(zhì)單元等生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元的概念，為生態(tài)地質(zhì)調(diào)查和成圖指出了基本調(diào)查單元和基本成圖單元；探索了基于地質(zhì)建造的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的層次、思路和方法，探索了基于生態(tài)地質(zhì)條件的脆弱性評價方法。在西南山區(qū)開展生態(tài)地質(zhì)調(diào)查和評價工作提供了借鑒思路和案例范本，同時該思路和技術(shù)方法也可進一步推廣到全國亞熱帶、溫帶山區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查與評價工作中，對全國生態(tài)地質(zhì)調(diào)查方法體系的完善和生態(tài)地質(zhì)學(xué)科的建設(shè)也具有一定支撐作用。

4 結(jié)論

（1）西南山區(qū)成土母質(zhì)主要是下伏基巖原地風(fēng)化或風(fēng)化后近距離遷移形成的，存在明顯的巖石-土壤-植被物質(zhì)傳導(dǎo)鏈條，地質(zhì)條件是制約該地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要因素。因此，對地質(zhì)建造和地質(zhì)構(gòu)造的分析與研究，是進行生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)。

（2）文中提出了基于地質(zhì)建造研究的成土母質(zhì)單元和土壤地質(zhì)單元等生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元的概念，為生態(tài)地質(zhì)調(diào)查和成圖指出了基本調(diào)查單元和基本成圖單元。

（3）利用大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查探索的經(jīng)驗，系統(tǒng)的總結(jié)了適用于西南山區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評價思路和方法，該思路和技術(shù)方法也可進一步推廣到全國亞熱帶、溫帶山區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查與評價工作中，對全國生態(tài)地質(zhì)調(diào)查方法體系的完善和生態(tài)地質(zhì)學(xué)科的建設(shè)也具有一定支撐作用。

致謝：中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心李建星正高級工程師，中國自然資源航空物探遙感中心聶洪峰正高級工程師、肖春蕾高級工程師，中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心王寧濤高級工程師，中國地質(zhì)調(diào)查局昆明自然資源綜合調(diào)查中心張連凱研究員、中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心張建龍正高級工程師、周清研究員、曹華文副研究員，中國環(huán)境監(jiān)測院李瑞敏正高級工程師，中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所夏日元研究員，中國地質(zhì)大學(xué)（北京）張振杰副教授、吳君毅碩士生和邵璐碩士生，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）孫自永教授、高文龍碩士生，四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局攀西地質(zhì)隊謝恩順高級工程師、李雁龍高級工程師、肖啟亮高級工程師、曾建高級工程師、文登奎高級工程師和侯謙工程師，成都理工大學(xué)趙銀兵副教授，以及華東冶金地質(zhì)勘查局測繪總隊段聲義助理工程師對本研究的開展和本文的完善提供了無私的幫助和中肯的建議，在此一并表示衷心的感謝。