为完善地质环境监测预警体系和地质环境管理工作提供技术支撑——“生态环境变化地质指标体系研究”成果展示

2013-04-27

“生态环境变化地质指标体系研究”项目由中国地质环境监测院、中国地质科学院岩溶地质研究所、中国地质科学院水文地质环境地质研究所等单位共同参与实施。项目组历时三年，吸收借鉴了国际地质指标研究成果和理念，对国际地质指标研究成果进行系统地研读、译校和综述。在全面分析国内外地质指标研究进展和存在问题的基础上，确定了我国环境地质指标体系构建和应用的基本思路和框架，形成了以“影响–状态–后果”模型和“压力–状态–响应”模型为理论框架分别构建调查指标体系和监测指标体系的基本思路，并结合我国主要生态环境问题和社会经济发展需求，针对石漠化、沙漠化、草地退化、湿地退化、海岸线变化、城市水土环境变化等6大类生态环境问题，分别构建了环境地质调查指标体系和环境地质监测指标体系，为科学评价地质环境变化和完善环境地质调查监测体系提供了技术支撑。

一、项目背景

1987年和1992年两次地球环境峰会之后，世界各国相继建立了“环境状况公报体系”，包括大气、水和生物指标在内的生态环境指标，用于监测环境变化，保障可持续发展。但其中普遍忽视了土壤、基岩、地下水等各种地质因素。为此，国际地科联（IUGS）通过其地学为环境规划服务委员会（COGEOENVIRONMENT）建立了一个专门机构――国际地质指标工作组（IWGEOIN），负责研究和编制用于环境公报或报告和生态系统管理的地质指标（Geoindicator），并于1996年发布了包括27个地质指标在内的地质指标清单（Geoindicators Checklist）。

国际地质指标工作组规定：用于环境公报或报告和生态系统管理的地质指标，应是在环境与地质监测计划中可以测量和评价的，并且可以反映环境的快速变化，这种变化在100年之内可以观测和监测。在上述理念指导下，国际地质指标工作组确定了27个地质指标予以公布和推荐。但国际地质指标工作组所建立的地质指标都是分散的、独立的，未构成统一的体系，这在某种程度上也阻碍了地质指标的推广和应用，因此国际地质指标工作组的这一成果在概念、体系和推广应用等方面值得进一步研究。20世纪80年代，我国就出现并形成了环境地质学的雏形。经过20多年的发展，我国环境地质工作取得了长足的进步，但与传统的地质调查工作相比，仍然具有研究性强、规范性差、系统性不够等特点。

二、主要科技创新

为了规范我国环境地质调查监测工作，迫切需要建立环境地质指标体系。因此，在引入国际地质指标研究成果的同时，项目组结合我国地质环境状况和社会经济发展需求，研究建立了环境地质指标体系构建思路，丰富了地质指标的内容，同时为地质指标的应用探索了有效途径。项目在研究、借鉴国际地质指标研究成果的基础上，结合我国的实际，从各种生态环境问题的形成和演化规律出发，首次提出了“影响–状态–后果”模型（CSR模型），以此为依据构建了环境地质调查指标体系框架，为环境地质调查工作规范了科学基础；进而从地质环境管理的视角出发，以国际广泛应用的“压力–状态–响应”模型（PSR模型）为基础，建立了环境地质监测指标体系的构建框架，并应用该体系框架针对我国石漠化、沙漠化、草地退化、湿地退化、海岸线变化和城市水土环境变化等6种典型生态环境问题研究建立了环境地质指标体系，极大地提升了地质指标的推广和应用，为我国地质环境规划与管理提供了扎实的基础。

1．首次深入介绍了国际地质指标研究成果，提出了环境地质指标的概念

通过对国际地质指标概念和27个地质指标的分析，将地质指标表述为在百年或更短尺度上描述地球表层地质作用和现象的变化幅度、频度、速率和发展趋势的一系列参数。借鉴国际地质指标研究成果，结合我国地质环境状况和社会经济发展需求，提出了环境地质指标的概念。环境地质指标是在百年或更短尺度上描述地球表层地质作用和现象的形成条件和影响因素、发育分布状态和变化（形态、规模、尺度、幅度、频度、速率和发展趋势）以及产生的后果和给人类造成的危害的一系列地质环境参数。

2．研究建立了环境地质指标体系构建思路，丰富了地质指标的内容，同时为地质指标的应用探索了有效途径

在研究、借鉴国际地质指标研究成果的基础上，结合我国的实际，从各种生态环境问题的形成和演化规律出发，首次提出了“影响–状态–后果”模型（CSR模型），并以此为依据构建了环境地质调查指标体系框架，进而从地质环境管理的视角出发，以国际广泛应用的“压力–状态–响应”模型（PSR模型）为基础，建立了环境地质监测指标体系框架。

3．构建了石漠化环境地质指标体系，提出了石漠化治理技术和模式

开展了四川—贵州—广西典型地区石漠化的过程和规律研究，在统一的CSR模型和PSR模型框架下，建立了石漠化环境地质调查和监测指标体系。通过对石漠化环境地质响应指标研究，提出了石漠化治理技术和模式，为石漠化治理提供了科学的地质标准。

4．构建了沙漠化环境地质指标体系，弥补了沙漠化指标体系中缺乏地质指标的不足

通过对陕西、宁夏、内蒙和新疆代表性沙漠化地区的野外考察调研，分析和研究了沙漠化的形成条件、存在状态及引起的环境变化，依据CSR模型建立了沙漠化环境地质调查指标体系，依据PSR模型建立了沙漠化环境地质监测指标体系，弥补了沙漠化指标体系中缺乏地质指标的不足，为今后沙漠化评价提供了更为科学的地质标准和监测依据。

5．构建了草地退化环境地质指标体系，深入分析筛选了草地退化重要环境地质指标

选择锡林郭勒草原作为重点研究区，在对草地退化生态环境问题的形成条件、发育分布现状、发展趋势、后果与危害等进行系统分析的基础上，深入分析了造成草地退化的主控因子，在统一的CSR模型和PSR模型框架下，建立了草地退化环境地质调查和监测指标体系并进行了实地考察校验。从草地赖以生存的地质环境角度，全面地分析和研究了表征草地退化的各种环境地质指标，对于评价我国草地资源的安全性，制定合理的区域生态保护和经济开发决策，保护和恢复草地资源效用具有重要意义。

6．构建了湿地退化环境地质指标体系，遴选了出不同湿地退化类型的环境地质指标

根据对太湖、白洋淀、青藏高原泥炭沼泽等典型湿地的实地考察，掌握了我国各种类型湿地的分布、动态变化特点及其退化过程、退化原因和机制。在 CSR模型和PSR模型框架下，构建了湿地退化的环境地质指标体系框架，并遴选出不同湿地退化类型的环境地质指标。系统研究了湿地退化的过程和机制、湿地演化规律，建立的湿地退化的地质指标可为湿地管理以及湿地恢复和重建提供理论依据。

7．构建了海岸线变化环境地质指标体系，研究了不同海岸带类型的环境地质指标

通过对天津、山东、广东和海南岛沿海不同海岸带类型典型地区的野外考察调研，研究了南、北方海岸的形态与特征、海滩的形态和沉积特征等，分析了造成海岸线变化的主要环境地质因子。应用CSR模型和PSR模型，建立了海岸线变化环境地质调查和监测指标体系，并进行了实地考察校验。成果可应用于海岸带地质环境调查与监测，为政府制定政策和科学管理服务。

8．构建了城市水土环境变化环境地质指标体系，形成了典型城市地质环境调控方案

针对当前国际环境地质指标研究缺乏系统性以及在我国适用性不强的特点，根据CSR模型，提出了一套描述城市水土环境变化的地质环境调查指标体系；在此基础上，从演化趋势和防治对策中抽取主控因子，以PSR模型框架为主线构建监测指标体系。选择能源矿产典型城市大庆市进行指标敏感性计算，对指标进行赋权和瓶颈因子的识别，确定了引起大庆市水土环境变化的主要驱动因子，确定了大庆市地质环境调控方案。

三、应用情况及社会效益

项目成果为国土资源部履行地质环境管理职责提供了参考依据和技术支撑，为各省地质环境管理和地质环境保护提供了重要技术支撑，为完善我国环境地质调查监测体系提供了技术参考和科学借鉴，在科学研究、教学、人才培养方面得到广泛应用，在生态建设规划、环境规划及环境保护中发挥了科技支撑作用。

项目所建立的环境地质调查和监测指标体系，可针对我国生态环境变化显著且与人类生存生活密切相关的各类生态环境问题，系统评价和监测地质环境变化，为完善地质环境监测预警体系和我国的地质环境管理工作提供技术支撑。