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土地質量地球化學調查工程主要進展與成果

2022-02-02 07:05:14成杭新
物探化探計算技術 2022年6期

彭 敏, 成杭新

(1.中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所,廊坊 065000;2.中國地質調查局土地質量地球化學調查評價研究中心,廊坊 065000;3.中國地質科學院地球表層碳-汞地球化學循環重點實驗室,廊坊 065000)

0 引言

“土地質量地球化學調查工程”源于中國地質調查局1999年啟動實施的“多目標區域地球化學調查計劃”[1-2]。2015年,隨著中國地質調查局職能定位的調整,原“多目標區域地球化學調查”更名為“土地質量地球化學調查”并設立“土地地球化學調查工程”,由中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所牽頭組織南京地質調查中心、西安地質調查中心、沈陽地質調查中心等10余家單位實施。2019年“土地地球化學調查工程”更名為“土地質量地球化學調查工程”(工程)并延續至今。工程2015年下設二級項目6個,2016年~2018年下設二級項目11個,2019年~2021年下設二級項目7個。

2015年以來,工程對照“服務方向、指導理論和發展動力”三個根本轉變的要求,全面審視面臨的國家需求變化,認真分析勘查地球化學學科已有的基礎和優勢、存在的差距和問題,順時應勢提出:①以國民經濟和社會發展重大需求作牽引,以服務耕地保護、脫貧攻堅等國家戰略和自然資源管理為依托,實現土地質量地球化學評價理論創新和調查方法技術進步;②發展土壤重金屬污染風險評價方法體系;③立足揭示土壤元素區域宏觀分布規律的驅動機理或過程;④開拓表生地球化學元素遷移理論研究的新局面。

經過7年的努力,土地質量地球化學評價理論和調查方法技術自主創新能力顯著增強;調查成果在脫貧攻堅、土壤污染防治、生態文明建設和自然資源管理等領域得到廣泛應用,帶動產生巨大經濟社會效益;在發展創新調查工作的理論方法和拓展延長服務領域發揮引領作用,為全面實現勘查地球化學轉型發展打下了堅實的基礎。筆者在系統梳理土地質量地球化學調查工程眾多成果的基礎上,簡要概述了2015年以來工程在基礎調查、科學理論創新、方法技術進步及成果服務應用等方面取得的部分新進展和標志性成果,并提出了未來的工作展望。

1 基礎調查進展

1.1 查明我國主要農耕區土地質量地球化學狀況

2015年以來,工程在原“多目標區域地球化學調查計劃”的基礎上,持續推進全國主要農耕區1∶250 000土地質量地球化學調查。2015年~2021年間,完成滇西邊境地區、烏蒙山區、成渝地區、西北耕地區、東北黑土區、海峽西岸、珠江下游、淮河皖江經濟區、滇黔桂巖溶區、京津冀魯地區、粵桂湘鄂地區、南陽盆地1∶250 000土地質量地球化學調查近8×105km2。至2021年底,全國累計完成1∶250 000土地質量地球化學調查2.7×106km2(圖1),獲得超過80余萬件土壤樣品54項元素指標(Ag、As、Au、B、Ba、Be、Bi、Br、Cd、Ce、Cl、Co、Cr、Cu、F、Ga、Ge、Hg、I、La、Li、Mn、Mo、N、Nb、Ni、P、Pb、Rb、S、Sb、Sc、Se、Sn、Sr、Th、Ti、Tl、U、V、W、Y、Zn、Zr、SiO2、Al2O3、TFe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O、TC、Corg、pH)分析測試數據超過4×107個。

圖1 全國土地質量地球化學調查工作程度圖(截至2021年底)Fig.1 Area already covered by the land quality geochemical survey project in China(by the end of 2021)

2015年工程建立了全國和31個省(區、市)土地質量地球化學調查數據庫,在全面分析超過3×107條調查數據的基礎上,對我國耕地地球化學總體狀況形成初步認識,支撐中國地質調查局向社會公開發布《中國耕地地球化學調查報告(2015年)》[3]。2021年工程進一步補充和更新了全國土地質量地球化學調查數據庫,參照《土地質量地球化學評價規范(DZ∕T 0295-2016)》[4],以2 km×2 km方里網格作為基本評價單元,基于土壤氮、磷、鉀、鎘、汞、砷、鉛、鉻、銅、鎳和鋅11種化學元素含量,開展了土地養分、環境及地球化學綜合質量評價,形成了“我國主要農耕區土地地球化學綜合等以質量總體較好,中上的土地占比超90%”的總體認識和基本判斷,編制了《中國土地地球化學狀況報告2021》,為土地資源保護和利用、農業生產布局優化、國家糧食安全保障等提供了重要的基礎國情數據。

1.2 構建重點區域土地質量地球化學監測網

1992年~1995年,在原地質礦產部“八五”重大基礎研究項目的支持下,中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所謝學錦院士牽頭構建“中國土壤環境質量地球化學監控網絡”[5],建立監測點位843個,獲得了20世紀90代初全國土壤環境質量總體狀況,為掌握我國土壤環境地球化學總體狀況及動態變化奠定了重要參照基準。2015年~2016年,土地質量地球化學調查工程對“中國土壤環境質量地球化學監控網絡”的監測點進行了重訪采樣,并補充部分空白區監測樣點,總監測點數增至995個,全國平均監控密度約1×104km2/1個點。2017年~2018年,以2002年~2005年1:250 000多目標區域地球化學調查點位為基礎,在長江三角洲、湘江流域、珠江三角洲、京津冀和東北地區,建立了重點區域級土地質量地球化學監測網絡(圖2),共建立監測點6 000余個,覆蓋面積約54×104km2,平均監控密度約80×104km2/1個點。基于多期監測數據的綜合研究分析,對我國土地質量地球化學狀況總體變化趨勢及局部地區存在的生態環境問題形成了初步認識和基本判斷。與1992年~1995年相比,我國土壤環境質量狀況總體較穩定,南方局部地區存在土壤酸化和鎘等重金屬元素含量升高的風險,北方局部地區存在土壤沙化和營養元素流失的現象。

圖2 國家及重點區域級土地地球化學監測網絡(截至2021年底)Fig.2 National and key regional land geochemical monitoring network in China(by the end of 2021)

1.3 獲得中國土壤元素地球化學背景值與基準值

土壤元素地球化學背景值與基準值是科學評價土壤元素環境狀況、持續監測和預測未來變化趨勢的重要基礎[6-7]。工程系統梳理了20余年來通過規范采樣和嚴格分析質量控制獲得的高精度表深層土壤元素含量數據,根據土壤元素地球化學背景值與基準值主要影響因素,分別按照成土母巖、大地構造單元、地理景觀、降雨帶、氣溫帶、土壤類型、用地類型、行政區、流域、農業區對土壤元素地球化學數據進行分區分類統計,采用科學嚴謹的分析統計方法,計算獲得了中國土壤元素地球化學背景值與基準值。該成果將以公開出版的形式向社會發布,可為自然資源、生態環境、農業農村等政府部門制定相關管理決策提供詳實的基礎信息,同時為相關科學研究提供重要參考。

1.4 編制全國和重點區域以及典型地區等不同層級的系列地球化學成果圖集

工程系統整合了全國已有土地質量地球化學調查與監測數據,編制完成《全國土地質量地球化學圖集》、《全國土地質量地球化學監測圖集》、《長江經濟帶土地資源地球化學專題圖集》、《烏蒙山區土地質量地球化學調查成果圖集》、《新疆耕地區土地質量地球化學調查成果圖集》、《贛州市土地質量地球化學調查成果圖集》等系列地球化學成果圖集(包含基礎圖、元素地球化學圖、地球化學評價等級圖和成果應用圖等各類圖件),為全國-重點區域-典型地區不同層級的國土空間規劃、土地資源管理、土壤污染防控、農業生產及應對全球氣候變化等提供了重要基礎國情數據。

1.5 調查圈定一大批富硒土地資源

硒是人體必需的微量元素之一,具有增強人體免疫力、抗氧化、預防癌癥等重要保健功效[8-9]。國內、外大量臨床實驗證實,人體缺硒易導致重要器官的功能失調、免疫力下降,從而誘發克山病、大骨節病等疾病[10-11]。我國是一個土壤硒含量缺乏國家,全國A層土壤Se背景值為0.21 mg/kg[12],顯著低于美國A層土壤背景值(0.39 mg/kg)和全球土壤硒含量中值(0.40 mg/kg)[13]。有機硒具有安全、生物活性好、吸收利用率高的優點,對人體的保健作用優于無機硒。植物中的硒主要以有機硒的形態存在[14-16],從天然富硒農產品中攝取有機硒,是人體補硒的最優途徑。土壤硒是植物硒的主要物質來源,因此,精準圈定富硒土地,因地制宜開發天然富硒農產品,是全面提高國民硒攝入量和健康水平,服務健康中國戰略的有效途徑。

1∶250 000土地質量地球化學調查結果顯示,全國硒含量達到《天然富硒土地劃定與標識(試行)(DZ / T 0380-2021)》[17]規定閾值且8項重金屬(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)含量均小于GB15618-2018[18]風險篩選值的富硒土地為29.8×104km2。如圖3所示,我國富硒土地資源空間分布不均,南方顯著優于北方,其中廣西、廣東、福建、湖南、湖北、浙江和江西富硒土地面積均大于2×104km2,7省(區)合計面積達17.6×104km2,占全國總面積的59.0%;西藏、北京、吉林、上海、寧夏富硒土地面積均小于0.1×104km2。

圖3 各省(市、區)1∶250 000土地質量地球化學調查發現的富硒土地面積Fig.3 The area of selenium-rich land discovered by land quality geochemical survey in different provinces of China

為精確查明可供直接開發利用的富硒地塊邊界,土地質量地球化學調查工程在江西贛州市、黑龍江海倫市、四川沐川縣、新疆焉耆縣等地重點地區實施1∶50 000及以上比例尺的高精度“訂單式”土地質量地球化學調查,圈定可供直接開發利用的富硒地塊超過200×104畝。此外,調查還發現符合國家食品安全標準且富硒率較高的水稻、玉米、茶葉等特色農產品20余種。為調查區地方政府因地制宜開發富硒土地資源,發展特色生態農業,提高農產品附加值,促進農民穩定增收,服務鄉村振興提供了有力支撐。

2 理論創新與方法技術進步

2.1 提出了表生地球化學動力學元素遷移理論

表生地球化學動力學是研究化學元素及同位素在地球表層巖石、水、土壤、生物、大氣等介質或圈層中分布、分配、遷移及演化規律的驅動機制、動力學

過程和分餾機理的學科[19]。土壤圈處于巖石圈、水圈、生物圈和大氣圈的交換地帶,與各圈層不斷進行物質循環和能量交換,是元素發生重新分配的重要場所。通過對我國西南典型山區1:250 000土地質量地球化學調查表深層土壤數據與氣候、地形地貌和地質背景的綜合研究,揭示了土壤常量元素、親生物元素、鹵族元素和重金屬元素宏觀分布規律的驅動機制和互動過程。成土母質決定了土地資源中化學元素的自然狀況,表生地球化學動力學過程重塑了表層土壤中元素分布模式,生物地球化學過程驅動了土地質量的演化趨勢,強烈的人類活動破壞了元素分布的自然演化規律。基于以上認識初步提出了表生地球化學動力學元素遷移理論,為山水林田湖草生命共同體知識體系構建和土地資源地球化學綜合調查技術的革新指引了方向。

2.2 揭示土壤汞和硒等元素區域宏觀分布規律及其驅動機制

將元素地球化學行為與生物地球化學循環的驅動因素相結合,從宏觀尺度揭示了土壤汞、硒等元素區域宏觀分布規律及其控制因素。圍繞汞的大規模遷移過程開展基礎與應用基礎研究,在闡釋汞時空分布變化的驅動機制方面取得重大成果。在深入分析23年來我國土壤汞含量變化的基礎上,揭示了我國土壤汞以氣態形式從東南沿海土壤中釋放,在東南季風驅動和青藏高原及秦嶺等高山阻滯作用下沉降,通過森林和草原汞生物地球化學循環作用,在高山迎風坡累積。相關研究成果對支撐服務生態系統保護和修復具有重要的指導意義。通過分析全國1:250 000土地質量地球化學調查和環境地球化學監測網數據,對譚見安等[11]提出的中國東北-西南土壤缺硒帶進行了驗證和分析,重識了我國土壤硒地球化學宏觀分布模式,同時揭示了風成沙稀釋作用、成土母質巖性、氣候條件、風化程度等因素的相互作用是區域尺度土壤硒貧化與富集的主要驅動機制。

2.3 建立典型地質高背景區土壤重金屬風險評價指標體系

土壤中重金屬的來源主要包括自然來源(地質高背景)和人為來源(工、農業活動等)兩大類[20-21]。我國西南玄武巖區、碳酸鹽巖區、黑色頁巖區及低溫礦床區發育的土壤重金屬含量顯著高于全國背景值,屬于典型的重金屬地質高背景區[22-26]。相關研究表明,地質成因的重金屬主要以穩定的殘渣態賦存于土壤礦物晶格中,可被植物吸收利用的活動態(生物有效態)占比較低[27-29]。因此,僅根據土壤中的重金屬含量進行污染風險劃分和分類、分級管理具有很大的局限性。尤其在以自然來源為主的地質高背景區,很大程度上高估了其實際污染風險。相當大比例的耕地將被劃入風險區,部分甚至被歸為嚴格管控區,從而被迫休耕或者調整土地用途,造成寶貴耕地資源不必要的浪費,給國家和地方糧食(農產品)生產帶來巨大壓力,不利于國家糧食安全戰略。

工程通過開展典型碳酸鹽巖區和峨眉山玄武巖區重金屬在農田土壤-作物系統中遷移富集特征及影響因素研究,查明了土壤重金屬的實際生態風險,確定了Cd等主要超標金屬元素的有效性控制因素。在農田土壤-作物生態風險協同分析的基礎上,提出了碳酸鹽巖區及玄武巖區土壤Cd的風險篩選值,初步建立了典型碳酸鹽巖區及玄武巖區Cd等主要污染重金屬元素生態風險評價指標體系。為典型地質高背景區土壤污染防控、土地資源合理利用及農產品安全生產提供了科學依據。

2.4 研制發布了《天然富硒土地劃定與標識》

研究發現以土壤0.40 mg/kg7.5)中總硒含量≥0.30 mg/kg,并在全國13省進行了可行性檢驗,以此為基礎,先后發布《天然富硒土地劃定與標識(試行)》和《天然富硒土地劃定與標識》(DZ / T 0380-2021),結束了長期以來全國缺乏統一的天然富硒土地劃定標準和官方標識的局面,為指導全國富硒土地有序開發利用,促進農業經濟發展和生態文明建設具有重要的科學意義和實用價值。該標準已經成為中國地質調查局和中國地質學會開展天然富硒土地認定的根本技術遵循,自2019年發布實施以來,在全國行業內持續發揮示范引領作用,已經帶動河北、河南、廣東等7省(區)出臺相關地方標準7項。

2.5 推動土地質量地球化學調查評價方法技術進步

通過開展不同地區調查試點和方法技術研究,對土地質量地球化學評價工作涉及的采樣密度、點位布設、等級劃分方法等進行了系統修訂,研究制定了地塊賦值方法、誤差控制與成果表達等關鍵方法技術,為《土地質量地球化學評價技術要求(試行)》升級為《土地質量地球化學評價規范》(DZ/T 0295-2016)行標提供了關鍵技術支撐。為滿足土地地塊級精細化管理需求,通過全國不同地區的試點研究,提出地塊尺度的土地質量地球化學調查方法,以土地二調圖斑為基礎,根據耕地、園地、林地、草地、建設用地等不同的土地利用類型,建立了差異化布點方法。該調查方法技術應用于雄安新區重點調查區地塊尺度地球化學調查工作中,已獲得良好的調查成果,為全國地塊尺度土地質量地球化學調查與評價工作提供了方法技術引領。

3 成果服務應用

3.1 有力支撐不同層級國土空間規劃和土地資源管理

編制并提交了《全國土地質量地球化學調查監測工作情況報告》和《地質高背景區土壤與作物籽實中重金屬含量協同調查情況報告》,為自然資源部領導參加全國人大常委會聯組審議土壤污染防治法執法檢查報告專題詢問會議提供了重要支撐。開展了我國高速公路兩側耕地及永久基本農田環境質量狀況評價,研究結論為自然資源部領導和耕地保護監督司制定“干線公路兩側耕地保護”有關政策決策提供了科學依據。

全面評價和總結了福建省土壤養分狀況、環境質量狀況、有機污染物分布狀況、水源重點保護區土壤環境質量狀況和土地沙化風險區狀況,提出了富硒富鋅土地和緩坡地開發利用建議,向福建省自然資源廳提交了《福建省土地質量地球化學報告》、分析數據和系列圖件,為福建省國土空間規劃提供了有力的科學支撐。

基于泉州市土地質量地球化學調查成果,提出了基本農田調出與調入建議,調入基本農田20個區塊,面積約1.56×106m2,調出土地區塊50個,面積約2.63×105m2。并編制了泉州市基本農田適宜區建議圖,開展了永久基本農田、生態紅線劃定、城市邊界劃定試點,為泉州“紅線”劃定提供了強有力的科學支撐。

在嘉興市秀洲區油車港鎮,將1:50 000土地質量地球化學調查成果與全國第二次土地調查圖斑結合,形成可供規劃直接使用的成果,圍繞優質富硒土地保護利用和污染土地合理利用的具體規劃,改變了土地利用規劃思路和流程,明確了富硒土地和污染土地的用途調整原則。按照建設用地在同等區位條件下向低質量土地布局,永久基本農田向高質量耕地劃定的原則,提出了油車港鎮的土地利用總體規劃調整建議。

針對浙江省村級土地利用規劃編制試點工作需要,部署開展了嘉善縣繆家村大比例尺土地質量地球化學調查試點,在繆家村土地利用規劃編制過程中,根據土地質量地球化學調查評價取得的富硒土壤分布資料,調整了高標準基本農田建設的區域,優化提升了建設用地規劃布局和土地整治效益,使耕地質量水平得到提升。

3.2 有效服務全國農用地土壤污染狀況詳查

工程團隊利用長期積累的調查數據成果和人才技術優勢,為全國農用地土壤污染狀況詳查提供了全流程技術支撐服務。全面參與《全國土壤污染狀況詳查總體方案》編制,提供全國土地質量地球化學數據超過2.5×107條,協助圈定全國農用地土壤污染狀況詳查工作區域,參與制定《農用地土壤污染狀況詳查點位布設技術規定》等10余項技術要求。累計配制提供各類分析質量監控標準樣品1.1×105件,為評估各實驗室分析數據質量提供了衡量標準;完成13個省24個實驗室的現場審核,對山西、遼寧、吉林、浙江、安徽、西藏、甘肅、青海、寧夏等9省(區)的土壤污染詳查開展全流程質量監督和技術指導。全程參與《全國農用地土壤污染狀況詳查成果集成總報告》編寫及《全國農用地土壤污染狀況公報》起草,完成典型地質高背景區土地重金屬污染風險評價與專題研究,相關研究結果為總報告相關結論的形成提供了重要科學依據。團隊20余人被生態環境部、自然資源部、農業農村部三部委聯合表彰為“全國農用地土壤污染詳查表現突出優秀個人”。

3.3 有力支撐全國兩批60處超過108m2天然富硒土地認定和發布

為規范和加強天然富硒土地認定管理,中國地質調查局和中國地質學會精心組織、統籌推進全國天然富硒土地申報認定工作。土地質量地球化學調查工程團隊作為核心技術支撐團隊,牽頭研制并發布了《天然富硒土地劃定與標識》行業標準,為科學評選認定天然富硒土地提供了根本的技術遵循。在《天然富硒土地認定和標識管理辦法(試行)》制定、申報培訓、宣傳推廣、技術咨詢、專家評審及審核把關等方面提供了全流程技術服務。支撐中國地質學會先后于2021年8月(圖4)和2022年10月認定和發布兩批次共60處超過6×108m2天然富硒地塊,為推動全國天然富硒土地高效開發利用,加快富硒農業產業轉型升級,服務鄉村振興戰略奠定了重要的基礎。

圖4 全國首批30處通過認定的天然富硒土地示意圖Fig.4 The location of 30 natural selenium-rich lands certificated by geological society of China

3.4 示范引領全國富硒土地高效利用為服務脫貧攻堅和鄉村振興取得實效

工程團隊充分利用富硒土地資源調查成果,通過建立富硒地塊信息檔案、提出產業布局建議、召開成果發布及經驗交流會、助推富硒示范園區建設等方式,積極推進全國富硒土地資源高效開發利用。組織完成各類成果移交60余次,向贛南、烏蒙山區、西藏七縣、四川阿壩州、南疆四洲地、滇黔桂巖溶區、黑龍江海倫市、河北順平、湖北仙桃等地區地方政府、自然資源和農業農村等相關管理部門移交各類調查成果報告和特色土地資源開發利用建議報告100余份,累計提交富硒等優質特色土地資源600余處。

支撐四川沐川縣“烏蒙硒都”、新疆焉耆縣“西域硒都”、江西于都縣“紅色硒都”及海倫市“黑土硒都”建設,助推建成一批富硒農業示范園,促進地方富硒特色農業產業發展和農民穩定增收,取得良好經濟社會效益。支撐四川省沐川縣規劃建設富硒農業產業園區10個,建成茶葉、水稻、柑橘、獼猴桃等富硒農產品種植基地超過4×107m2,惠及農戶2 691戶,并初步實現畝均增收5 000元以上。支撐新疆巴州富硒產業轉型升級和高質量發展,建成富硒農產品種植示范園5 處,建成全疆首個富硒食品加工產業園區1 處,在建巴州硒友現代農業產業園項目1 項,總計吸引投資達4.55×108元。支撐江西省于都縣以“硒+X”的布局重點打造富硒蔬果、富硒大米等示范基地2.7×107m2,富硒產業集群產值達30×108元。支撐湖南新田縣發展富硒農產品種植示范基地面積達5.3×107m2,形成了46家富硒農產品生產企業和合作社,帶動2.18×104農戶種養增收,全縣富硒產業年生產總值超過20×108元。

工程在支撐脫貧攻堅、服務鄉村振興和生態農業發展等方面取得的顯著成效,受到了中央領導人和各級地方政府的高度認可。2019年5月20日,習近平總書記在江西贛州考察時,在基于中國地質調查局土地質量地球化學調查成果建成的于都縣梓山富硒蔬菜產業園(南區)考察調研產業扶貧情況時作出重要指示,“這里有豐富的富硒土壤資源,一定要打好這個品牌,讓富硒農產品在市場上更加暢銷”。

4 下一步工作部署與研究展望

4.1 下一步工作部署

持續推進全國主要農耕區土地質量地球化學調查,開展東北黑土區及西南、華南、西北等重點耕地區1∶250 000土地質量地球化學調查和東北平原、華北平原、長江中下游平原等重點農產品主產區1∶50 000土地質量地球化學調查。全面掌握我國耕地地球化學質量狀況,為國家糧食安全保障、生態農業發展和自然資源管理中心工作提供科學數據和基礎支撐。

開展國家-重點區域-典型地區三級土地質量地球化學監測,建立國家級監測點4 000個,平均監測密度達每2 500 km21個點;重點區域級監測點20 000個,平均監測密度達100 km21個點;典型地區級監測點總6 000個,平均監測密度達1個點/km2。形成完善的監測方法技術和指標體系,掌握全國土地地球化學質量狀況及變化趨勢。

開展優質特色土地資源高效利用專題調查研究,在前期1∶250 000或1∶50 000土地質量地球化學調查圈定的富硒、富鋅等優質特色土地資源開發潛力區,結合地方需求及特色農業產業發展規劃,選擇典型農業種植園(區)開展優質特色土地資源高效利用專題調查,精準查明可供直接開發利用的優質土地地塊空間分布,支撐天然富硒土地申報和認定。研究不同地質、土壤、氣候條件下硒、鋅等有益元素在土壤-作物系統遷移轉化規律及其控制因素,開展農作物品種(類)篩選,因地制宜提出優質特色土地資源高效利用和農作物種植建議,支撐特色農業園區建設。

4.2 研究展望

堅持“山水林田湖草是一個生命共同體”理念,順應自然資源統籌管理新需求,研究土地資源數量、質量、生態“三位一體”綜合調查監測和評價方法技術,建立涵蓋自然地理要素、氣候要素、物理要素、化學要素和生態要素的土地資源綜合調查監測和評價指標體系,構建土地資源大數據智慧服務框架,創新成果表達形式,研制智慧服務產品,為國土空間規劃、生態修復與用途管制等自然資源管理中心工作提供基礎支撐。

以地球系統科學理論為指導,構建地球表層系統元素地球化學遷移循環理論。研究化學元素在地球表層系統及不同圈層間的分散、富集、遷移、循環規律和生態環境效應,揭示影響元素遷移循環過程的微觀機理和驅動因素,預測未來變化趨勢,為生態系統整體保護和修復治理提供理論依據。

研究不同氣候帶、不同地理景觀、不同土壤類型的土壤碳庫特征及空間分布規律,估算土壤生態系統碳庫儲量;揭示土壤有機碳、無機碳成因來源、賦存狀態,研究不同類型土壤固碳作用與源匯轉換的驅動機制,構建土壤碳庫動態變化預測模型,為深化認識土壤生態系統在全球碳循環中的作用,服務國家“雙碳”戰略提供科學依據。

致謝

本文是對土地質量地球化學調查工程2015年以來取得的部分新進展與標志性成果的簡要概述,工程團隊大量科研人員及土地質量地球化學調查工作人員為此付出了辛勤的勞動,作者在此一并表示衷心的感謝。謹以此文慶祝中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所成立65周年。

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