解读中国地质环境10-3-1.doc

人类的变迁，自然的变迁 解读中国地质环境 中国国土资源报 雨季，人们开始为了此起彼伏的地质灾害而奔忙。一时间，一个不为普通人所熟知的名词频频出现在公众面前。它就是地质环境。 因为灾难而与人拉近了距离，不知道是不是地质环境的悲哀。毕竟，作为由岩、土、水等自然要素组成的地壳表层地质系统，它是人类经济社会发展离不开的依托为人类生存发展提供了基本场所，承载着经济社会的生活和生产活动；为人类生活生产提供了包括地下水、矿产、土壤等地质资源在内的生活和生产资料，构成了经济社会发展的物质基础。 皮之不存，毛将焉附 离开了地质环境，人类的生存也许只能是一个神话。 健康的大自然能够孕育蓬勃的生命；健康的地质环境能够让人类更加安康富足。不幸的是，我国偏偏是世界上地质环境问题最严重的国家之一。据介绍，我国约50以上的国土面积受崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害的影响。除了地震、火山、崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝、水上流失、土地荒漠化、土地盐渍化、海水入侵它们分布在全国各个省市区，狰狞的爪牙或隐或显，随时可能吞噬人们的健康、安宁甚至生命。 一、巨大的变迁 把半个世纪以来的中国地质环境分为4个阶段，其地质灾害发生的次数呈递增趋势。 人们用沧海桑田形容大自然的巨大变迁。这样的形容，同样适用于属于自然环境的地质环境。 杨建锋和冯艳芳是中国地质调查局发展研究中心的研究人员。他们为记者讲述了新中国成立以来地质环境变迁的历史。 总体说来，我国地质环境变迁分为4个阶段上世纪60年代以前的原生地质环境相对稳定阶段，60年代初～70年代末的地质环境问题孕育发展阶段，80年代初～90年代末的地质环境急剧恶化阶段和21世纪以来的地质环境与经济发展矛盾凸显阶段。 日趋恶化，这显然是我国地质环境的变化趋势。 上世纪60年代以前，我国经济建设活动处于初始阶段，地质环境主要受自然力的作用、受经济活动干扰很小，地质资源开发利用规模也很小，地质环境以土壤盐碱化、水土流失等原生地质环境问题为主，原生地质环境质量相对稳定。地质灾害主要分布在地质环境脆弱的山地丘陵区，发生濒次较少，规模一般不大。虽然在1954～1960年形成了一个地质灾害高发期、但是最严重的1958年发生重大崩塌、滑坡、泥石流的频次也没有超过15次。 进人60年代、随着经济缓慢增长、经济活动尤其是各种水利和交通工程建设，对地质环境的扰动逐渐增强地下水开始大规模开发，引发了地面沉降、海水入侵等地质环境问题；煤炭等矿产资源开发规模加大，矿山地质环境问题相伴而生。当时，因为大规模开发利用地下水，全国出现了多处大面积地下水超采区，上海、天津、河北沧州、陕西西安、安徽阜阳等地出现地面沉降，大连、莱州湾、山东半岛沿海地区则在70年代后出现海水人侵。地质灾害比50年代有所增加，并在1963～1975年形成了一个地质灾害高发期。 杨建锋说，从1961年到1979年，每年发生重大崩塌、滑坡、泥石流的频次平均在10次以上，1979年最为频繁，发生频次超过20次。 如果说在上世纪70年代之前地质环境的变化尚显平静，那么进人80年代中国经济的高速发展期后，平静被打破了。由于经济活动日趋活跃，部分地区接近或超过了地质环境容量，地质环境遭到了前所未有的改变甚至破坏，不仅突发性地质灾害发生频次显著增加，缓变性地质灾害负效应也逐渐加剧。 比如地下水开采量的不断增加，致使在上世纪90年代末全国已形成地下水区域性降落漏斗区100余个，40多个城市发生地面沉降，上海、天津、太原等城市的累计最大沉降量甚至超过2米；渤海、黄海沿岸不少地区的海水入侵现象加剧，土壤不同程度盐渍化，大批机井变咸报废。这还只是不完全统计的结果。 农业的大规模发展造成了土壤污染，土地荒漠化、水上流失、土壤肥力衰退等地质环境问题。据统计，1999年我国土壤荒漠化面积达到267万平方公里，比1992年增加了114万平方公里。 水利、交通、能源、建筑等重大工程建设引发的地质灾害也逐年递增。到90年代末，重大崩塌、滑坡和泥石流地质灾害发生频次超过120次，平均每年发生60次以上。 进入21世纪，地质环境与经济发展的矛盾进一步凸显。同时，地质环境变化表现为两个相反的趋势负效应明显、直接影响经济活动的浅层次地质环境问题得到有效治理，恶化趋势有所减缓；发展缓慢、直接破坏力小的深层次地质环境问题经过漫长时间的量变后开始加剧恶化，对经济活动的影响力逐渐加大。对于前者，例如经过长时间的努力，土地荒漠化面积从1999年的267万平方公里下降为2004年的263万平方公里，水土流失面积也呈现减少的态势，地质灾害死亡人数由2000年的1080入下降为2005年的578人。但总体看，地质环境质量仍在继续下降，人为诱发的崩塌、骨坡、泥石流等突发性地质灾害仍处于快速上升阶段，地面沉降、地裂缝等缓变性地质灾害仍呈不断扩大的趋势，城市和矿区成为地质灾害高发区。 二、是谁动了地质环境“奶酪” 农业活动、资源开发、城市建设人类强大的推动着地质环境的变迁。 地质环境在不断变迁，谁才是最主要的推动力是大自然的翻云覆雨，还是人类的推波助澜 “两者都有。”杨建锋和冯艳芳认为。比如自然因素。近年来趋于频繁的极端天气，频频引发各类地质灾害，已成为全球共同面对的棘手难题。但总结半个多世纪的中国地质环境变迁史，他们认为，气候、内动力地质作用和外动力地质作用等自然因素所引发的地质环境变化极其缓慢而不明显。他们举了一个例子。在1910～1953年地下水未被大量开采之前，天津大沽原点趋势性下沉速率为5.6毫米／年，天津市区下，沉速率为4毫米／年，而1959～1996年37年间，累计最大沉降量已超过2.7米。可见，地下水开采所引发的地面沉降远远大于构造运动引起的自然地面沉降。 因此，我固近半个多世纪以来地质环境所发生的显著变化以及地质环境问题的频繁发生主要是由农业活动、地质资源开发、城市化、工程建设等人类活动所引发的。 农业活动对地质环境变化的驱动作用明显。 这源于我国耕地面积日趋减少，开发利用强度日益加大。水土流失、土地荒漠化等一系列地质环境问题相继出现。 土地和水等自然资源开发强度持续增大，在一些地区逼近或超过资源承载力。由于长期采用传统的铧式犁翻地、土壤裸露休闲的耕作方法，我国30％左右的耕地不同程度地发生了水土流失，土壤肥力下降。为了满足粮食需求的不断增长，农田灌溉有效面积不断增加。1978～2005年，我国农田有效灌溉面积从4497万公顷增长到5503万公顷，增长了22％。与此同时，农业对水资源的开发利用强度越来越大。1965年我国农业配套机井数量为15万眼，20世纪80年代末增长为273万眼,90年代末则超过343万眼。农业用水量从1965年的2545亿立方米增长为20世纪90年代末的4165亿立方米。 农业化肥、农药、污水施用量不断增加，造成土壤和地下水污染。1978～2005年，我国农业化肥施用量从884万吨增长到4766万吨，增长了4.4倍。2002年第二轮全国地下水资源评价结果表明农业开发中大量施用化肥、农药，导致地下水产生面状污染，河北平原和长江三角洲地区最为严重。据调查，在约140万公顷的污水灌区中，遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8％。我国每年因重金属污染而减产粮食1000多万吨，被重金属污染的粮食每年多达1200万吨，合计经济损失至少200亿元。 地质资源开发对地质环境变化的驱动作用显著。 新中国成立后，我国矿产资源开发规模迅速扩大。1949年中国保留比较完整的矿山仅300多座，到2005年全国共有各类非油气矿山126695座。矿产资源开发给我国的经济建设提供了充足的资源保障，但同时也对地质环境造成了破坏。 占用和破坏了大量的土地资源。据国土资源部2005年统计，因采矿及各类废渣、废石堆置等，全国累计侵占土地达586万公顷，破坏森林106万公顷，破坏草地26.3万公顷。地表植被破坏和大量堆放的尾矿，导致严重的水土流失和土地荒漠化。如准格尔煤田土地沙化面积已占煤田面积的21％。 改变了原来的水文循环过程，浪费水资源。我国矿产以井工开采为主，为了确保井下安全生产，必须排出大量的矿井水。据统计，目前全国煤矿矿井每年涌水量在42亿立方米左右，利用率仅为26％左右，造成水资源的极大浪费。同时，由于采矿疏干深度很大，致使矿区及其周围地区地下水位大幅度下降。 采矿活动对地质体进行开挖和破坏，改变了地质过程均衡，引发地质环境问题甚至地质灾害。目前，全国因采矿引起的塌陷180余处，塌陷坑1600多个，塌陷面积1150平方公里。全国发生采矿塌陷灾害的城市近40个，造成严重破坏的25个，每年因采矿地面塌陷造成的损失在4亿元以上。 矿山开采形成的废水、废石等废弃物污染了矿区的水土环境。大量矿业废水未经达标外理就任意排放，甚至直接排入地表水体中，使土壤、地表水和地下水受到污染。矿区长期堆放的采矿废石、尾矿、煤矸石，经风化淋滤，释放出有害物质，对水土环境形成污染。 城市化对地质环境变化的驱动作用不容忽视。 改革开放以来，我国城市化进程不断加快。城市化地区是经济活动对地质环境影响最强烈和最集中的地区。 城市化改变了原来地质环境的上界面，地质体所承受的荷载加大。城市建设使连片的地面为建筑物和水泥、沥青路面所覆盖，原来的大片自然景观变成由各种城市功能区、建筑物、街道、交通干线等组成的城市人工景观，地质体所承受的荷载加大，如果超过地质体的承载力，可能引起地质环境问题。例如，上海浦东地区第四纪由大面积的区域软土组成，成片的建筑物导致软土承受超负荷作用。超负荷建筑物成为上海地面沉降的动力源之一。 城市化改变了水循环的下垫面，打破了原来的水均衡。大量人工建筑物使透水地面减少，不透水地面增加，截断了雨水通过地表下渗土壤的途径，从而导致城市集水区天然调蓄能力减弱，汇流速度明显加快，径流系数也明显加大。城市中的天然河道被裁弯取直、疏浚和整治，使河槽流速增大，导致径流量和洪峰流量加大。实测资料表明洪峰流量增大，洪峰出现时间提前是城市化对暴雨径流的影响特征。 人口与工业高度集中导致水资源过度开发，引发地面沉降和地裂缝等问题。北京市由于地下水长期超采，形成了以朝阳区为中心，西到石景山、东至顺义、南至南苑、北到昌平山前约1600平方公里的漏斗区；同时引起了地面沉降，城区的东部和东北部，八里庄－大郊亭一带，沉降幅度最大，沉降点最大累积幅度达850毫米。 城市排放大量的废弃物造成了水土污染。我国城市垃圾的产生量每年以8～10％的速度递增，全国城市垃圾产生量已超过1亿吨。大城市的生活垃圾构成中有机物成分占总量的31％～36％以上，无机物成分约占60％；中小城市的生活垃圾有机成分约占其总量的20％、无机物约占5％。 工程建设对地质环境变化的驱动作用日趋显著。 近年来，我国兴建了大批水利工程、交通工程、能源工程产生了显著的经济效益和社会效益。但工程建设活动特别是大型工程活动常常对地质环境产生强烈和深远的影响。 大型工程建设改变了区域水文和水力条件，易于诱发地质环境问题。大型水库建设一般要淹没大片的耕地，极大地改变了原来的水文条件和生态条件，从而使地质环境要素发生变化，易于诱发地震、岸边再造、水库淤积等问题。例如，广东新丰江水库于1962年蓄水接近最高水位时，诱发了6.1级地震。例如，20世纪60年代初完成的三门峡工程由于设计不合理，造成库区淤积严重，上游的潼关站水位大幅度上升，到1964年汛后，淤积已使335米以下库容损失40％，位于大坝上游的渭河河床不断增高，洪水泛滥，造成关中平原50多万亩农田盐咸化，其发显趋势严重威胁关中地区以西安为中心的农业基地。 大型工程建设改变了地质体应力平衡，易于诱发地质灾害。我国多条铁路，如宝成铁路、成昆铁路、鹰厦铁路等，大部分路段在山区穿越，山地岩石强烈风化、裂隙发育、山坡陡峻，沿线进行了大量的切坡和隧洞开挖工程。铁路建成后，每年都遭受塌方、滑坡、泥石流灾害的侵扰，造成路基破坏，交通中断，经济损失十分严重。 三、地质环境的未来变好变坏 若不加治理，中国地质环境将走向死胡同。 显然，如果不加以控制，未来我国地质环境的恶化将更为严重。杨建锋和冯艳芳在研究中对此进行了分析。 我国是13亿人口的大国，超过发达国家人口总和，未来人口总数还会有所增加；我国正处在加快工业化和城市化的进程中，并且将持续很长时间；我国长期以来高投入、高消耗、高排放、低效率的粗放型经济增长方式在短时间内难以根本扭转。以上基本国情决定了我国地质环境压力将不断加大，地质环境保护面临着巨大的挑战。 人为诱发的崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害呈上升态势。引发突发性地质灾害的主要人类活动包括切坡建房、采石采矿、修路、开挖水渠和乱垦乱伐等， 地面沉降、海水入侵等缓变性地质灾害发展难以在短期内扭转。不合理开采地下水是造成这些问题的主要原因。但由于我国水资源条件及供需现状很难在短期内得到根本改观，地面沉降此消彼长、连片发展的趋势还将持续相当长一段时间。20世纪90年代，我国开始在一些海水入侵比较严重的地区采取综合防治措施，效果显著。但局部地区的防治难以解决区域性海水入侵问题。总体来说，我国海水入侵仍在继续发展，而且呈现从点状入侵向面状入侵发展的趋势。 城市区和矿区仍将是地质环境问题集中发生区。一是城市建设规模的扩大，地面荷载大量增加；二是资源开发利用集中程度不断增强，土地利用强度加大；三是城市所排出的废物垃圾不断增长，对环境构成严重威胁。 水土流失、荒漠化等土壤环境问题将缓慢好转，但水上污染难以遏制。由于我国已进入重化工业阶段，工业“三废”对水上污染将由局部向外蔓延。由于污染问题的时滞性，水土污染问题将不断显现出来。 四、拯救地质环境，就是拯救我们自己 我国地质环境管理工作还存在很多漏洞。 越来越多的人正在意识到地质环境的重要性，但杨建锋说，专门以地质环境为研究对象的环境地质学从创立迄今只有20多年的历史，形成完善成熟的地质环境理论体系尚需时日；而且我国地质环境管理工作非常薄弱，不仅相关法规体系不健全，还存在着管理体制不顺、职责交叉不清的问题。 如何解决这些问题杨建锋和冯艳芳提出了建议。 加强地质环境调查和研究，完善地质环境调查监测体系和理论体系。近几十年我国地质环境恶化的一个重要原因是对地质环境的认识不成熟，虽然对岩、土、水等要素有了成熟的理论，但是整个地质环境的理论体系至今尚在探索之中。与需要调查和研究的地质环境问题相比较，目前在地质环境调查和研究方面的投入力度偏小，这对地质环境理论体系的快速发展是不利的。 完善地质环境管理体系，加大地质环境保护力度。未来5～15年我国地质环境面临着前所未有的严峻形势，亟待尽早未雨绸缪，进一步完善地质环境管理体系，提高地质环境管理水平，以地质环境要素为着眼点，规范与地质环境密切相关的行业和产业经济活动，加大地质环境保护力度。 提高地质资源利用效率，加快节约型社会建设。近年来我国经济与国外先进水平的差距在逐步缩小。但是粗放型的经济增长方式并没有从根本上转变，经济增长在相当程度上仍然是主要依赖资源的高投入来实现的，能源、淡水、土地、矿产等资源不足的矛盾越来越突出。如果不改变传统的高投人、高消耗、低效率的粗放型增长方式，如果不强化节约资源的意识，经济的发展必然会越来越多地受到资源的制约，地质环境会越来越恶化。 8