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地质图是区调工作最重要的产品，直观、形象的特性使其作用胜过连篇累牍的报告，是传递地质信息最具呈现性的载体，也是推进区调改革向深向实的重要抓手。当前，重要经济区和新型城镇区是我国新一轮填图部署区块之一，为其“三区”（农业、生态、城镇）、“三生”（生产、生活、生态）划分提供基础资料，是调查的重要目标。美、加、澳等发达国家自上世纪中后期，面向地质图服务在此领域的延伸，在填图实践中进行了系列探索，值得借鉴。 一、国外地质图服务面向“三区”新需求的探索 由于经济发展先行于我国，西方发达国家的地质图服务更早面临“三区”问题。从点到面大致分为两个阶段：一是自20世纪70年代，地质图从主要支撑矿产开采、工程建设，向服务经济发展、管理决策、民众生活等方面拓展。彼时，主要为点上的尝试。如德国《联邦德国下萨森州、不来梅州区域自然资源地球科学参考图集》等。二是90年代之后，先后开展系统性填图计划，如美国全国合作地质填图计划、澳大利亚国家地质填图协议等。同时，在填图内容、方法与服务等方向上进行探索。如美国707幅1︰2.4万肯塔基州地质图系列，最初用于资源开发，之后在污染防治、城市管理、规划分区等面上应用。至今，地质图如何更贴近需求仍在完善，尚未成熟。美国《更新国家合作地质填图计划——作为国家现代地质知识的权威来源（2020—2030）》概述为“传统地质图已不能满足新形势下的自然资源管理、资源环境评价等新需求，尤其在重大决策制定和资源环境成本效益分析时，地质填图很难提供有效支撑。因此，新态势下其内涵和外延都应进行调整”。国外系列探索虽尚未形成体系，但诸多进展仍具可鉴之处。依据问题指向性、服务实用性、图件典型性、中外可比性、填图启示性原则，甄选案例（表1、2），剖析如下： （一）面向生态区生态系统服务功能的拓展 生态区划分的目的是提供生态系统服务，囊括了水源涵养、生物多样性维护、土壤保持、防风固沙、气候调节等功能，为人类生存提供食物、医药等必需原料，以及休闲、娱乐与美学感受。由于不同区域的生态功能侧重点不同，填图拓展内容也不尽相同。案例1~4中，涵盖了峡谷、冰川、流域、水库等区域，包括水源涵养、物种保护、作物种植等多样生态系统服务功能需求。通过填图思路的拓展，在地质图中反映了变质基底、冰川作用、火山机构等地质要素对土壤、水体、生物等自然资源要素的影响，直观表达了地质要素与自然资源要素的空间关系，为生态管护提供了基于地质填图空间边界，服务属地生态功能维持。 （二）面向生产-生活区生产和宜居功能的拓展 这两类区域人类活动密集，包含了农业种植、工业生产、建筑设施、生活排放、文娱旅游等。由于需求更加多样，填图拓展的内容也因地制宜（案例5~7），除通过图幅传递地质要素与河流、种植等关系，更侧重岩石滑坡、土壤液化、含水层等因素，一般作为辅图嵌合在地质图中。在填图内核上，是一种更加侧重人—地相互作用关系空间表达。特别需要关注的是，都融入了一定程度的“人类世”概念，将人类活动对表层物质造成的迁移，同样作为沉积、搬运、侵蚀的地质作用，在填图中给予反映，以体现人类活动的地质响应。 （三）调查内容、方式的探索性改进 此类对传统填图方式改进较大，但总量相对较少，是一种尝试性的实践。如案例8中澳大利亚地球科学局的风化矿物填图，主要调查基岩风化层的组分和结构，目的是为土壤性质的判断提供指标，为土地资源保育提供科学的基础地质依据。案例9中克里斯蒂娜河流域地质填图，因植被覆盖程度告，仅用了少量传统的路线地质调查方式，而以不同主题遥感、雷达调查为主。 （四）地质图服务易读性、实用性改进 为进一步适应需求，更好的对接其他层次的地质图使用者，简化了传统地质图中复杂的地质要素点、线、面表达，更加强调与用户的交互，增加地质图可读性、实用性与科普性，突出了决策层、公众等关注的地质信息。从访问量、下载量来看，增强地质图使用价值取得了较好的效果。 （五）从地质要素到“三区”管理的底层逻辑 从上述案例看，在“三区”内国土空间规划，水、土、生物等自然资源管理等新需求驱动下，国外在填图理念、内容、方法和地质图服务中进行了系列创新。路线地质调查所填绘的岩石、构造等基础地质要素是基石，其他内容皆架构于其上。即遵循一个底层逻辑：立足岩石、构造等地质要素，通过填图形成地质图产品，直观展示基岩、构造与土壤、水、生物等自然资源的时空耦合关系，为管理决策提供依据，提高地质图使用价值。换句话来讲，传统地质要素填图是“根”，拓展的内容是其上延伸的“枝”，地质图服务是“叶”，共同推动了新需求的“开花结果”。正如案例1中波托马克峡谷填图专家Denenny所述：“基岩以多种方式控制着生态属性，如耐侵蚀岩石形成特定的土壤高地，风化岩石则推动土壤发育，特定岩层为土壤提供了酸、碱性化学物质，进而划分了植物群落和动物栖息地。加之控制河流系统物理演变，基岩对流域、土壤、动植物群落产生了重大影响……地质图提供了一个框架，为预测、管理模型开发提供了基础。” 表1 地质图案例选择依据
表2 代表性案例与分析
注：浅绿：生态区-服务水、土壤、生物等自然资源管理与生态保护；浅蓝：生产-生活区→人-地关系和谐；浅红：传统调查内容、方式基础上进行了创新。 二、我国“三区”地质图服务面临问题 面向国土空间规划“三生、三区、三线”划分、生态保护与修复等新需求，我国地质图服务表现出一定的不适性。2020年期间，在与部综合司、北京城市规划院等机构对接交流时，相关领导、规划设计工作者在聆听了地质图介绍后，均表示很难从中提取可用信息。根本原因可归纳为三点： 一是地质图自身内容与新需求的脱节。从实际应用上来看，“三区”划分所需的基础地质资料要提供一种直观上的“界线”参考，即从地质角度出发，提供“那里能开发、那里要保护”的空间依据。而地质图主体是将沉积岩层、火成岩体、地质构造等的形成时代和相关等各种地质体、地质现象，用符号表示在某种比例尺地形图上表达。地层、岩体和构造等填图地质界线与管控界线难以契合。 二是标准化填图的利与弊。经过数十年实践，我国已形成系列填图、制图标准与规范。这套体系经数代地质人探索，已相对成熟、完备，可有效保障图幅产出的质量。但从另一方面讲，这种固定模式化方式，存在工作量大、周期长、人财物耗费大的特点。在具复杂性问题生态、生产、生活区，需求侧重、大小各异。传统方式的区调从开展到成果服务，至少经历四年乃至更长时间，一些需求已过时或发生了变化，使得成果难以及时转化。 三是专业知识壁垒的障碍。以往，有专业基础的地质工作者或工程、水利技术人员是主要服务对象，他们使用门槛较低。现在，政府、企业等不同层次的决策层、规划研究层，以及有地质知识需求的大众等也成为重要受体。由于图件专业知识量大，以致可读性差，“行话太浓，外行人看不懂”，新用户信息提取困难。这种知识上的“壁垒”，使地质图服务社会的基础性作用难以充分发挥，优秀成果多被束之高阁。 三、拓展“三区”填图“1+N”新范式的建议 针对上述问题，借鉴国外探索经验，在重要发展区、新型城镇区除坚持传统填图的“1”之外，面向农牧区、水源涵养区、工业园区等多样化需求，需在稳中求变，探索简易、高效、快速、经济的适用性、多元化调查方式，形成补充性的“N”，构建“三区”填图“1+N”新范式体系。建议如下： （一）拓展1个填图界线 “三区”需求虽纷繁芜杂，但万变不离其宗，从地质图使用的核心逻辑可把握落脚点：区调中地质界线是填图内容的核心。在重大地质问题研究中，通过填图界线把控洋、陆演化格架，分析其成矿效应，为资源背景研究、勘查区划分提供依据；在指导找矿中，地质界线可提供赋矿围岩、容矿构造更为详细的空间约束；在服务重大工程建设中，填绘的界线可提供物料分布、稳定性评价等关键信息；在地下水管理中，孔隙度较大的透水层岩石、张性构造的界线可为地下水循环提供指示信息。 一以贯之，“三区”自然资源管理中，各类管控“边界”是自然资源资产登记、国土空间规划、生态修复划分片区的最重要根据。那么，探寻地质边界与管控边界“两重边界”的契合即可纲举目张，为规划提供切实可操作的依据。借鉴国外填图探索及近年科学研究进展，梳理五个边界如表3。 表3 地质填图拓展调查内容以契合自然资源管理的“五边界”
根据表3整理、汇聚主要内容，实地填图中，落脚在路线地质调查中，需增加对风化较强的基岩进行识别、填绘，并研究、阐明其意义和效用。原露头调查中有风化程度描述一项，但仅以强弱区分，其重要性远未得到重视。近年，关键带因聚焦人地相互作用最强烈的区域而成为地球科学的热点。风化作用被誉为“物质活动引擎”、“物质反应堆”，扮演了地表自然资源系统形成、演化过程中的重要角色：促使岩石分解，推动次生物质、离子向土壤、水、生物群落及人类社会迁移，控制土壤、水体及生态群落的状态，促进大气碳、硫等的封存，缓解碳排放、酸雨的影响等。新界线即对这一作用过程的地质调查反馈。 以汉诺坝组（N1h）玄武岩为例。泛布蒙辽晋冀地区，具粗玄或气孔结构的岩石较致密块状的更易风化，参与了区域富硒土壤、优质饮用水的形成，上覆植被更加繁茂。因此，有此结构且风化较强的岩石是良好的土壤、水体物质来源，对于农业种植、物种分布、人类健康等影响巨大。以往填图中作为一个岩性单元并不细分，若将其依照不同结构的风化程度作为新填图边界表达在地质图中，可为优质水、耕地资源保护规划提供更加科学、精细且可落地的保育、修复边界信息，实现地质与管控“两个边界”的融合。 （二）拓展3个填图理念 上述仅是一种较简单理想化叙述。实际上，新增界线涉及面广且复杂，包括调查思路、方案编写、路线设计等野外工作体系；蚀变矿物年代学、宇宙成因核素测量等室内检测体系；风化速率指标、过程机理、数据拟合、建模、预测技术等研究、应用体系。但此之前，需在理念导引上进行拓展。 一是图幅总体认识的拓展。每张地质图就是一个“故事”，长期以来，主要讲述大洋开合过程中大陆的聚散史，以及相应的成矿效应。新填图界线的则需要讲好另一个“故事”，即那类岩石更易分解到土壤、水、生物中并产生影响。如对于一套煤系地层或基性火山岩来说，图幅主要表达了它如何在造山过程中形成并演化至今；新界线则要延伸到岩石中的硒如何流入水体、土壤中，影响农业生产、人类健康。 二是填图问题导向的拓展。问题的厘定与设置是填图工作的先导，无论是全国层面的重大地质问题，还是区域层面的填图问题预研究，除了古特提斯洋、古亚洲洋、蒙古-鄂霍次克洋的演化、白垩－第三纪界线、扬子古陆及周缘演化、青藏高原隆升等已有重大关键问题，还应拓展到制约当前水、土地等自然资源形成、变化的表生地质问题设立。 三是调查要素尺度的拓展。包括时间、空间两方面。地质时间尺度上一般以百万年为计，在新界线及需求驱动下，应与百年、十年的“人类世”等较短尺度并重；空间尺度上，“深地”探测中地下深穿透解决的是壳幔尺度的重大地质问题与能源矿产问题；而风化作用强烈部位多为露头及盖层之下中深部。因此，调查尺度应向浅-中-深全覆盖拓展。 （三）拓展“主动式”地质图服务 目前，地质图服务方式主要以检索和借阅为主，是“要什么给什么”被动式服务，借出后会不会用、如何用、能不能用好并不管。面向自然资源领域决策层、规划设计者等新用户，需进一步探索“主动式”服务，打破知识壁垒，消除地质图影响下滑的颓势。编图是破壁的有效手段，通过加强地质图产品二次开发，以简化地质学知识的方式，将复杂的地质学术语转化为通俗易懂的语言，增强地质图可用性、易读性与问题指向性。此外，进一步利用信息化技术手段，如数据可视化技术、地理信息系统等，将地质图采用更加一目了然的方式呈现，为决策层制定科学合理的管理规划提供有效支撑。 （四）中国特色的填图创新 至今，美等国家更多的是基于思维上的拓展，尚未落实到填图界线。原因可能归咎于填图体制的不同：国外是“抓两头，放过程”，野外路线调查缺少控制，不同的填图专家很难统一思想。我国则不同，从顶层部署到全国铺开，有集中力量办大事的制度优势，一旦确立并探索、完善，则更易弯道超车，首创基于我国区域地质调查特色的“三区”填图新方式。 此外，新界线如若落实，地质图可在规划、修复中发挥基础性作用。这不仅是各级决策层关注重点，也蕴含了巨大市场价值。例如，县、市级等规划按平方公里收费，仅武汉市一周期规划约1.7亿；土壤修复按亩计，我国总修复费用约20多万亿；2016—2018年，中央财政重点生态保护修复专项260亿元，仅林业转移支付2636亿元。 来源：《基础性地质调查的机遇》，2024，地质出版社 |
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