大凉山的生态研究破“圈”试验

编者按：

数亿年前的岩石会影响山坡上的玉米产量；土壤不只“土黄”，它的丰富多彩远超你的想象；地下水资源分布不均，越过一个山头，庄稼长势就会完全不同；看不见的微生物，正在塑造全球碳循环……
 

我们生活的大自然是岩石圈、土壤圈、水圈、大气圈、生物圈等相互作用的结果，每一个圈都自成体系，又和其他圈发生着千丝万缕的联系。

单一圈的研究，科学家们做过很多，但想要系统集成为“连环圈”，打破现有的闭环，破“圈”再融合，还属于跨界研究的热点领域。

2019年，自然资源部中国地质调查局在全国不同区域分别选择了五个代表性点位，开展生态地质调查，其中西南地区的代表就是四川的大凉山区。

时隔三年，大凉山区生态研究破“圈”了吗？有哪些研究新发现？近日，记者来到负责大凉山区生态地质调查项目的中国地质调查局成都地质调查中心(以下简称“成都地调中心”)一探究竟。

破什么圈？

打破单一要素圈，串成生态系统圈

如果把生态环境当成一个人，山、水、林、田、湖、草、沙、冰等要素就像人体的器官，当出现环境污染、生态破坏的事件，某一个要素或者某几个“器官”受伤，生态环境就会“生病”。

生态修复工作者是环境的“医生”。“现阶段，给生态环境‘治病’的主要方式还是头痛医头、脚痛医脚。”大凉山区生态地质调查项目负责人、成都地调中心高级工程师欧阳渊说。

但这次调查项目则不同，它并非一次“治疗”，而是一次“体检”，对土壤、岩石、水等生态要素分别进行评估，然后给出生态环境的健康体检报告。

此次“体检”还吸取了中医诊疗思路，将单一要素整合起来，比如中医所讲的经络，一条脉络涉及多个穴位，“我们也是一样，比如研究水循环系统对生态环境的影响，我们既要看地表水，还要看地下水，更要看岩石的岩性，了解水在地下的运行状态。”生态修复就从“治病”变成了“治未病”。

在业内，生态地质学仍是一门新兴学科。它是以地球系统科学为指导，揭示各种生态格局和生态过程的地质学影响机制，特别是生态环境演替的地质背景、地质作用过程及相互作用机理，并从地质学角度提出相应的生态保护措施。具体来说，生态地质调查主要的任务是查清植被与地质体的成生联系，分析生态系统演化的地质学机理，提出生态保护与修复措施。

地球上的土壤，实际上是岩石风化的结果，经过数亿年的洗礼，逐渐从坚硬变得柔软细腻，成为人类耕种生活的重要基础。

水如同人体的血液，带着物质在生态系统中循环，血液的通路在岩石之间，如果地下通路断了，丰沃的良田可能会在数年之内变成不毛之地。

水土在变化，受其影响，植被也以波动和演替的形式不断发展变化，塑造了我们赖以生存的多样世界……

地质学者正在从他们熟悉的地质领域出发，搭出一条条桥梁，把岩石、水、土壤、气候、生物等圈层连接起来，寻找他们之间的关系，找出生态系统的运行规律，为生态保护与修复、生态农业、大气环境、地质灾害防治等提供地学基础数据。

怎么破圈？

“三步走”从粗到细新手段参与调查

破“圈”第一步，先做融合研究。大凉山区项目开始前，成都地调中心拉起一个10余人的小团队，分头收集资料，既有传统地质研究中的地形、地质、土壤等资料，也包括跨学科的气象、生物，甚至经济社会发展资料。

“现代地质环境是人与自然共同作用的结果，地质的作用缓慢而隐蔽，以万或亿年计数，而人类的影响则是剧烈冲动的，短短十几年甚至几年就可能完全改变一个区域。”欧阳渊介绍，通过收集近40年的遥感影像资料，他们发现大凉山地区的植被覆盖率在短短几十年出现一个“V”翻转，从多到少再到多。与经济社会资料相印证发现，这里经历了毁林开荒再到退耕还林、飞播造林的过程。“森林之所以能够在短时间内快速恢复，跟这里的气候、水源、地质条件等多种因素密切相关，这是大自然对人类的慷慨和馈赠。”

遥感影像和历史资料，架构起大凉山区生态地质调查工作的思路雏形，要搞清楚具体哪些要素发挥作用，互相之间如何影响，还需到现场进行调查研究判断和验证。

破“圈”第二步，现场采样。项目组成员分成若干小组，穿越不同成土母质、水文条件、地形地貌单元、土壤类型、植被覆盖区，试图从时间、空间两个维度，了解各类生态要素的相互作用情况。

大自然给人类出了难题：大凉山区山高坡陡、林深路远，土壤厚薄程度不一，最厚的地方土层超过10米，光靠人工，深部的岩石信息根本没办法获取。项目组请来“CT”机帮忙。这是专门用来给土地做“CT”的便携式物探仪，它在地面发出声波，通过接收反射信号来判断地下不同的岩石岩性，能够“一眼看穿”地下50米。

破“圈”第三步，回到实验室，对土壤、岩石、生物等各类样品做化学分析。“跟以往找矿不同，我们会重点研究土壤和岩石中的各类元素，寻找他们之间的一致性。”欧阳渊举例说，通过分析发现，大凉山区土壤的性质明显受基岩制约。据此，研究团队创建了土壤地质单元概念，将土壤和岩石“二圈”合一，编制土壤地质单元图谱，将其作为生态地质脆弱的重要评价指标之一。

破圈之后

创建生态评价新指标，为产业发展“把脉”

在打破单一圈层调查的基础上，研究人员建立了一套全新的生态健康评价体系——生态地质脆弱性评价指标体系。

大凉山区的生态体检报告同步出炉：大凉山区生态地质脆弱性存在不脆弱、轻度脆弱、中度脆弱和高度脆弱4个等级。从空间分布来看，轻度脆弱主要分布于大凉山区中部的越西—喜德—昭觉—普格一带和西部的安宁河谷一带。

欣慰的是，研究结果显示，大凉山区的生态底子好，“就像身体强健的人，生了病能够快速恢复。”从1990年至2018年，通过退耕还林、退耕还草、湿地保护恢复等一系列生态恢复措施的实施，大凉山区生态环境呈逐步向好的趋势，生态地质脆弱性等级也逐步降低。“也就是说，如果修复和保护措施持续到位，可实现整体由中度脆弱向轻度脆弱转变。”欧阳渊说，当然也不能掉以轻心，如果保护不当或者产生了新的破坏，可能会往高度脆弱区偏转。

不同等级，指示未来不同的开发能级，凉山州政府相关负责人说，今后基础设施、重大项目会规避高度脆弱区，优先选择不脆弱和轻度脆弱区。

在昭觉县，评价结果已经开始小范围试用。项目团队筛选了坡度、坡向、断层、地质灾害、土地利用、灌溉、交通、自然保护区等8个因子，对该县即将建设的涪昭现代农业产业园进行了评价，得出结论：拟建园区土地适宜性较高、且空间上连片分布，适合建设标准化蔬菜温室大棚和露地蔬菜种植基地。如今，该项目已经成为当地乡村振兴示范项目。

虽然这次生态地质调查取得了一些开创性的成果，但距离圈层完全“突破”还有一定距离。记者了解到，研究团队人员多数是地质背景，跨学科方面仍有短板。比如在土壤研究中，可以说清楚土从哪里来，土里有哪些好坏元素，但土壤里的微生物如何影响环境，就没有办法获取详细数据。“这次项目只是一个开头。”成都地调中心相关负责人说，希望今后与其他学科开展跨界研究，不断丰富评价指标体系，形成可以推广复制的生态评价新模式。(四川日报全媒体记者 寇敏芳)