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生态地球化学研究总评述报告

发布时间: 2019-08-20

张洪涛研究员作了《生态地球化学沿革与发展》的综述报告,强调了生态地球化学研究的意义。他指出人类生存环境正面临一系列前所未有的重大而紧迫的生态环境问题,如土地荒漠化、资源短缺、环境污染加剧等。人类活动诱发的全球性环境问题的发生频率和强度已接近甚至超过自然因素引发的环境变化, 有可能对人类生存环境产生不可逆转的后果。生态环境问题已经从局部演变为全球性的问题,并危及人类健康和生存。化学元素与人类生存密切相关,其在地球表层系统中的分布分配,集中分散、迁移转化规律,对生态环境的影响致关重要。生态地球化学是以地球科学为基础,研究地球表层元素的分布特征,进而全面评估人类生存环境的质量及探索治理环境途径是近二十年来兴起的一门新的边缘学科。

生态地球化学研究的特点包括:1. 研究对象的广泛性与复杂性:生态地球化学以地壳表层系统为研究对象, 涉及岩石圈、大气圈、生物圈, 以及人类活动的参与, 使之变成一个十分复杂的系统。2. 研究方法的综合性:生态地球化学是一个跨学科研究领域,需要多学科综合研究与技术融合。3 点面结合的长效性:生态环境状况的变化既具有累积性,又具有突发性;生态环境状况变化既有局部性,又有区域性。

阐述生态地球化学研究工作今后的工作重点、工作延伸和展望,今后工作重点:1、查明我国重要经济区带的地球化学分布; 2、全面查明由人类引起的污染源区与环境保护客体;3、对缓冲带内所形成的土地利用结构进行分析;4、确定实施土地利用类型给相邻地区造成的潜在生态危害;5、土地利用类型及自然地球化学趋势;6、自然环境状况的生态地球化学评价及建议;7、多方位应用延拓到农业、城市、医学、环境、水利等领域。

多目标区域地球化学调查和评价工作的延伸和展望:1、以生态地球化学调查为基础,以多目标应用服务为目标,着眼于国家经济社会发展实际,解决生态系统中的各种地球化学问题,服务国土、农业、环保等方方面面。2、与边缘学科紧密对接,融通土地学、土壤学、生物学、环境学、农学等综合效应,发展河流生态地球化学、农田生态地球化学、海域生态地球化学、城市生态地球化学、森林生态地球化学、草原生态地球化学、营养生态地球化学、地方病生态地球化学等。3、采用生态地球化学方法,建立地球化学监测、预警系统。4、发挥地质工作基础性作用,进一步为农业部、环保部、卫生部、水利部、发改委等部门服务。

奚小环教授以《生态地球化学:重大科学问题与研究方向》为题作了总评述报告,他系统的介绍了多目标区域地球化学调查和评价的工作部署、发现的问题、目前的工作重点、重大科学问题和今后研究方向。

生态地球化学是在多目标区域地球化学调查基础上产生的研究地球表层系统元素循环规律及其生态效应的科学。生态地球化学可以表述为:依据地球化学循环理论,采取多目标区域地球化学调查方法和地球系统评价技术路线,研究元素地球化学分布、分配状态与生态环境之间关系的科学。

生态地球化学的调查方法是多目标区域地球化学填图,研究对象是地球系统或生态系统中的地球化学问题,理论基础是元素地球化学循环原理,技术路线是以土壤圈为中心评价地球系统,应用领域是土地利用规划及农业、环境等。

按照元素地球化学空间分布、循环规律和影响范围,在全球、区域和局部尺度上进行生态地球化学研究。对调查发现地球化学问题,生态地球化学重点研究主要元素成因来源、迁移转化、生态效应、变化趋势全过程。

全国多目标区域地球化学调查基本覆盖我国平原盆地、湖泊湿地、近海滩涂、低山丘陵及黄土高原等广大地区。采用目前国际先进的无机元素分析方法和精密仪器测试样品中54项元素指标。以全国监控方法严格控制分析质量,分析元素检出限接近或低于地壳元素丰度值,准确度(ΔIgC)控制在0.10-0.12,精密度(RSD)控制在10%-20%,要求报出率达到98%以上。保证地区间、省区间和流域间地球化学图的高精度拼接,使元素空间分布最大限度逼近实际分布状态。

通过调查发现我国生态地球化学环境主要存在以下问题

1.长江流域Cd(镉)等重金属异常成带状分布。异常面积大,异常含量高,覆盖洞庭湖流域、江汉平原及南方一些地区,农作物可食部分发生重金属超标。

2.黄河流域存在高砷、高氟、低碘和高碘等地球化学疾病问题,严重危害人民健康,各种地方病的地学成因不清。

3.城市及周边地区汞、铅等异常普遍存在,在城市中心地带形成异常富集区,部分城市放射性异常明显,广东省珠海、新会、江门一带铀、钍总量高于全国土壤平均铀钍总量。

4.全国各大湖泊呈现有害元素污染汇集趋势。鄱阳湖、洞庭湖、洪泽湖、巢湖、滇池等湖泊出现以镉、铅、汞、砷、硫等为主的污染,富营养化问题突出。

5.西南碳酸岩区镉、砷等重金属背景普遍较高。分布面积广泛,主要农业经济区均存在这一问题。

6.土壤酸化问题严重。两广、两湖及长江三角洲地区酸性土壤广泛分布,土壤pH值在5.53.5之间,具有继续酸化之势,加速这些地区重金属趋向活化,促进有害物质生态化和进入食物链循环。

7.各种肥力元素与有益元素分布存在较大差异。根据国家土壤肥力分级标准,我国土壤中NPK等肥力组分不同程度缺乏,P为普遍性缺失元素。微量营养元素呈多样性分布特点,有利于生产特色农产品,提高土地利用价值和促进农业经济全面发展。

8.全国土壤有机碳储量分布不均。对比各地区平均土壤有机碳储量,由高至低依次为四川24813t/Km2湖南18171t/Km2吉林14473t/Km2江苏13802t/Km2陕西12124t/Km2河北10525t/Km2推算全国平均土壤有机碳储量为15339t/Km2

论述了目前生态地球化学研究7个方面的进展和成果,提出了三个重大科学问题和今后研究方向供与会专家讨论