生态环境变化地质指标体系研究

一、内容概述

（一）项目背景

在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）。

我国复杂、多变、脆弱的地质生态环境以及经济发展和人为活动加剧了生态环境地质问题的危害，研究产生这些生态环境地质问题的原因、自然作用与人为影响之间的关系以及对生态经济和人类健康的影响，建立快速评价生态环境变化的指标体系具有十分重要的意义。我国的管理者和环境地质工作者高度关注国际地质指标工作组的研究成果，并试图引入到我国环境地质调查和管理中。同时，也认为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，在2004年9月中国地质调查局启动了“生态环境变化地质指标体系研究”立项论证工作，并于2005年正式开展工作。

（二）取得的主要成果

项目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。

（三）主要创新点

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）和以此为依据构建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

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

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

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。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

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

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。

二、应用范围及应用实例

（一）成果应用范围

项目成果可应用于国土、环保等相关部门的规划和技术标准的起草和制定，可服务于地质环境管理和地质环境保护，完善地质环境调查监测体系，并能在相关领域的科学研究中得以推广应用。

（二）成果推广应用实例

1.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

项目成果在编制《国土资源调查评价“十二五”规划》和起草修订环境地质调查评价技术标准中被引用，为国土资源部部署环境地质调查评价工作、履行国土资源和地质环境管理职能提供了重要的参考依据和技术支撑。

2.项目成果在生态建设规划、环境规划及环境保护中发挥了科技支撑作用，环境效益及社会效益明显

中国地质科学院环境工程技术设计研究院在组织开展的地学及生态系统污水处理技术研发，城市生态环境规划及新农村建设城镇环境规划，工业园区规划及大型矿山生态环境影响评价中均不同程度利用了“生态环境变化地质指标体系研究”成果。

3.项目成果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

内蒙古地质环境监测院在编制“十二五”内蒙古自治区地质环境防治规划、内蒙古自治区重点生态功能区划等相关规划的前期研究工作中及2011年完成的“河套平原地下水资源及其环境问题调查”中，引用了“生态环境变化地质指标体系研究”项目成果，为规划的编制和项目的研究提供了技术支撑。

4.项目成果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

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，所建立的环境地质调查和监测指标体系，为实施环境地质调查监测工作，可提供很好的借鉴及理论依据。目前，在我国华北平原开展的水土环境地质监测工作，已应用该体系实施监测网络建设。

三、推广转化方式

媒体宣传、会议交流、咨询服务、技术培训等。

技术依托单位：中国地质环境监测院

联系人：褚洪斌　李瑞敏

通讯地址：北京市海淀区大慧寺20号

邮政编码：

1、00081

联系电话：010-62179611

电子邮件：chuhb@mail.cigem.gov.cn，lirm@mail.cigem.gov.cn

一、内容概述

制约西北地区资源开发和经济发展的诸多因素中，水资源总量少且时空分布不均和生态环境脆弱是最重要的两个方面，前者在很大程度上决定了后者。处理好水资源开发利用与生态环境保护的关系，是决定西北地区可持续发展成败的关键。

西北地区可持续发展地下水资源和生态环境战略研究是中国地质环境监测院与西安地质矿产研究所、甘肃省地质环境监测院、宁夏回族自治区地质环境监测总站、青海省地质调查院、新疆维吾尔自治区地质调查院和内蒙古自治区地质环境监测院等于2004～2005年合作完成的研究项目，形成的主要认识如下：

1.西北内流区水资源开发利用中存在的主要问题及其对生态环境的影响

主要体现在3个方面：①上游过度引用地表径流，区域地下水位下降，泉水枯竭，景观破坏；

②中游灌区水资源低效利用，水资源浪费惊人，大面积土地次生盐渍化；

③下游水量减少，植被衰退，土地沙化，过度开发深层承压水。

2.中游地区水资源开发利用问题的主要原因分析

主要由于理念、政策、技术和经济四个方面的原因，造成了中游地区地表水过度开发利用、地下水开发利用不足；中游农业区大量水资源的低效利用、下游水资源严重短缺；下游河道断流、湖泊萎缩干枯、植被衰退与土地退化产生了互为关联共存的负效应局面。

内流盆地水资源开发利用存在的主要问题及其对生态环境造成的影响，以及造成这些问题的主要原因如图1所示。

3.西北内流盆地水资源合理开发利用与生态环境保护的战略对策

（1）尊重客观规律，树立科学的水资源开发利用与生态环境保护理念

气候干旱，水资源少且时空分布不均，生态环境脆弱是西北内流盆地的基本特征。从盆地边缘到中心，高山、戈壁、绿洲、沙漠（盐漠）的规律性分布，每一片绿洲、每一个湖泊（湿地）、每一座城镇，都对应着一条或几条河流，是中国西北内流盆地独有的雄伟壮观的自然地理地质和生态环境格局。流域是内流盆地的基本水文单元，河流主要靠山区降水补给，出山口径流量决定了平原区的水资源丰富程度；进入盆地平原区后，地表水与地下水多次转化，相互依存、相互补充，形成一个不可分割的整体，共同支撑着脆弱的绿洲生态环境，这是西北内流盆地水资源的显著特点。树立与戈壁、沙漠和谐共存的发展理念；正视干旱区的水资源条件，减少不必要的争论；改变中游农灌区过分依赖地表水的传统习惯。

图1 西北内流盆地水资源开发利用存在的问题、对生态环境的影响及其原因关系示意图

（2）完善农业水利工程投资政策，促进和引导水资源的合理开发

政策，特别是投资政策，对水资源开发利用具有决定性的导向作用。在西北内流盆地，农业灌溉用水占80%以上，因此，完善水利工程投资政策的重点是农业水利基础设施建设。针对西北内流盆地水资源的特点，以充分发挥地表水和地下水的优势、促进合理开发利用为目的，在农业水利工程建设投资政策方面提出两个方面的建议：改变重地表水水利工程、轻地下水水利工程建设的投资政策：改变重干支渠建设、轻斗毛渠建设的农业水利建设投资政策。

（3）充分利用山前地下水库，合理开发中游地区地下水，严格限制开发下游地区深层承压水，实现水资源的合理调控与优化利用

西北内流盆地河流的上游地区是指山区部分，中游一般包括浅山带的山间盆地（河谷平原）和冲洪积扇及其前缘的绿洲区，下游包括河流末端的冲积平原和荒（沙）漠。水资源合理调控与优化利用的对象主要是指中下游平原区的地表水和地下水。在正确的理念指导下，针对西北内流盆地水资源开发利用中存在的问题，根据地表水和地下水的特点及其对生态环境的支撑作用，从充分发挥各自优势出发，提出水资源合理调控和优化利用的具体措施：充分利用山前地下水库调蓄水资源；合理开发中游地下水浅埋区的地下水资源；严格限制开发下游地区深层承压水；下游有限的地表径流应重点保证河流两岸的天然绿洲生态环境用水。

（4）加强土地整理是有效降低农业灌溉定额的重要举措

农业灌溉定额高是内流盆地水资源利用中存在的另一突出问题。我们在野外调查过程中看到，许多地区（特别是塔里木盆地、柴达木盆地等）耕地平整度非常差，且灌溉方式以大水漫灌、串灌方式为主，田间灌溉渠系的跑漏水问题也十分突出，造成水资源的巨大浪费，灌溉定额居高不下。受经济、技术条件限制，全面推行喷灌、滴灌等节水灌溉方式有很大难度，是需要长期解决的问题。因此，当前和今后相当长一段时期内，在严格控制甚至压缩中游地区农业种植规模的基础上，大力加强土地（耕地）整理，平整土地（耕地），化零为整，完善田间灌溉渠系，改漫灌、串灌为畦灌、沟灌等，是西北地区提高水资源利用水平，降低农业灌溉定额，大量节省水资源的重要举措，也是能最快见效的重要手段。

二、应用范围及应用实例

项目成果可以为广大西北地区的地下水资源合理开发利用与生态环境保护提供政府决策技术支持。

三、推广转化方式

该成果为公益性研究成果，主要以会议交流、成果展示、发表文章等方式进行推广。

技术依托单位：中国地质环境监测院

联系人：褚洪斌　李亚民

通讯地址：北京市海淀区大慧寺20号

邮政编码：

1、00081

联系电话：010-62179611

电子邮箱：chuhb@mail.cigem.gov.cn，liym@mail.cigem.gov.cn