生态地质学论文

目前，农业生态地质研究主要集中在以下七个方面。

1.名优特农林作物的生态地质环境的评价与开发

名优特农林产品产出的最佳农业生态地质环境勘查研究方面，有四川柑橘，涪陵榨菜，广西沙田柚，浙江玉环文旦，山东肥城桃，新疆吐鲁番葡萄，河北沧州金丝小枣、元氏石榴，广西荔枝，云南、贵州、河南和山东的烟草，滇西和浙东的茶叶，广西柳江的甘蔗，南宁的香蕉以及山东泰山（东北麓）、河北迁安、北京昌平的板栗、安徽砀山梨等等约40～50种，通过对广大经济农林作物的农业生态地质评价，有力地推动了当地名优特产经济；并且各地已积累了大量资料数据，总结了不少理论认识，利用这些数据资料及其规律，人们正在寻找或发现了许多新的农林优势区，扩大种植，以及用以推动改造当地劣势区的农林业发展。

2.中低产田及牧区草埸的生态地质环境的研究与改造

对中低产田及牧区草埸的改造，地质和农业部门近年来积累了许多经验，如在宁夏的银川平原（低洼盐碱地），河南平原商丘地区沙僵黑土，河北平原的黑龙港地区（低洼盐碱地）等，人们为了提高作物产量，改善质量，从改良土壤、地质环境的角度入手，在系统研究区域生态地质结构及进行了农业环境地球化学调查和生态水文地质结构调查的基础上，通过井灌、井排，井渠结合方式排盐，降低地下水位或施加岩矿添加剂（如河北农业大学用沸石等）改良土壤，效果显著。前地质矿产部物化探研究所通过1∶20万区域化探扫面资料，研究了Zn、Cu、Co、Mo、B等在不同地区的含量与作物产量的对应关系，总结分析元素含量与标准值的对比，寻找产生生物生长缺陷和低产原因，总结提出当地某些元素与相应作物生长的正常、过量或缺乏的阈值，类似研究的进展为微肥配制与田间投放提供了技术依据，有力地促进了当地中低产田及草埸的改造。

此外，在控制水位，充分利用浅层地下水与水资源的持续发展利用方面，如中国地质大学（武汉）和河北地勘局在河北衡水地区开展了“农业—水资源—地质环境”系统工程技术方法的研究，为提高海河平原中部广大中低产区产量及水资源的有效利用率，开展节水农业提供了示范，效果比较明显。

3.农业地质环境的调查与保护

由于农业地质灾害原因或人为活动影响，各地尚有不少废旧矿坑和塌陷区、平原区的砖坑地以及干涸坑塘，此外，还有一些荒山、荒坡、荒地。对此，近年来已引起山东、河北、湖南等地农业地质研究的重视。

许多单位对有关区域的水土流失、土地沙化（荒漠化）、沼泽化、盐碱化、冷浸田、岩土崩塌、泥石流与洪泛淤积，以及工业三废与生活污水及化肥和农药投放过量对土地的污染等等，进行了大量的农业生态地质调查和分析评价，其中值得指出的是中国地质大学（武汉）、湖北省第二水文地质工程地质队及武汉水利水电大学三家合作，成功地研究了洞庭湖区洪涝灾害的防治问题，正确指出地质构造沉降、泥沙淤积与筑堤围堰是造成渍涝严重、洪灾频繁、生态环境全面恶化的主导因素，建议实行“淤陆扩湖”的方法顺应自然，采取相关工程措施营造新的协调发展的“人工-自然复合地质环境系统”，为有关方面提供了必要的决策依据。

4.农业生态地质区划与农业生态地质调查

近年来，各地农业生态建设的形势大大促进了当地农业生态地质区划研究的开展，先后有四川、广西、湖北、山东、河北、河南、江西、广东、安徽、江苏、吉林、浙江、云南、贵州、辽宁等省（区）进行了不同级别的农业生态地质区划。主要以行政区划为基础，以涉及气候、地形地貌及岩土结构（个别以地球化学和水资源环境）等影响开发利用农林牧土地资源（特别是有关农业生物生产适宜性）的因素作为区划依据，为科学地调整农业结构合理利用区域水土资源提供决策依据，如四川盆地植棉的调整和河北献县枣林种植区划，都曾产生了极大经济效益。

原地质矿产部为促进我国农业及农村经济的可持续发展，“九五”期间专门在1∶5万区域地质调查中开展了农业生态地质调查，并在东部地区对低山丘陵、山前平原和中部平原直到滨海平原地区开展了专门的调查试点。目前，也已取得很好的成效，如中国地质科学院水文地质环境地质研究所在河北中部平原测区，填制了十分富有创意的农业生态地质图，探索了一条与基础性、公益性区域地质调查相结合的调查路子，总结了一套调查内容、方法以及工作具体部署。

5.岩矿的农业利用

由于农业经济的发展，农用岩矿资源的开发利用已达到了前所未有的水平。

目前国内常用的农用岩矿有沸石、蒙脱石、伊利石、高岭石、凹凸棒石粘土、海泡石、海绿石、蛭石、石灰石、白云岩、石膏、麦饭石、磷灰石、硅藻土、菱镁矿、蛇纹石、褐煤、草炭、绿豆岩、珍珠岩、凝灰岩、火山渣、浮石、火山熔岩等20多种。分别选作矿物肥料、饲料、农药及其载体，或用于改良土壤。

河南、云南、山东、浙江等地矿局，中国地质科学院和中国地质大学开发的沸石粉肥及其他专用岩矿微肥，使玉米、烟草、辣椒等作物增产，同时提高了产品质量；使金丝小枣及烟台苹果，玉环柚等提高了产量及糖度，减少了病害。

岩矿饲料的研制近年来进展较大，浙江、江苏、湖南、河南、山东、四川等地矿局利用沸石、海泡石、麦饭石、粘土等非金属岩矿研制猪、鸡、鸭、水貂、牛等饲料及对虾、鱼饵料的添加剂，大大提高了产量和质量，并缩短了饲养期。

中低温地热水的利用，与其他农用岩矿一样，已被广大有关农业部门所认同。地矿部门协助有关农业单位在华北地区初步建立了20多个蔬菜种植、水产养殖和禽蛋孵化育雏为主的地热农业基地。河北沧州用地热水成功解决鱼、虾、蟹越冬问题，并用4口热水井建立越冬大棚35个，每年催育上百万斤食用菌进入国际市埸；雄县、高阳、固安、河间共建220个地热温室、120多个大棚，其中河间市据粗略统计每年冬春供应200多万斤蔬菜、5万多斤食用菌；天津建立地热孵化鸡埸近万平方米，北京也用来建立大面积农业温室和地热养鱼，获得可观经济效益。

6.农业生态地质工程设计与实践

在农业生态地质调查的基础上，以促进区域农业及农村经济可持续发展为宗旨，综合开展农业生态地质工程设计，促使农业生态地质研究成果更加具有针对性、实用性和可操作性，如中国地质科学院水文地质环境地质研究所在河北元氏地区开展了农业生态地质工程设计的探索，取得了可喜的成效和经验。这是一个值得关注的领域。

7.农业生态地质的理论研究与新技术应用

十多年来，农业生态地质研究已使人们深刻认识到：①这个研究领域是地学和农学各自延伸而交叉的结合部，它蕴育有极大生产潜力。它研究“人调控下农业生态系统与地质环境系统间的关系”。研究区域生物生产对地球表生带的最佳改造、利用以及对生物生产的保障和促进关系。②系统论、信息论等现代科学技术理论，以及生态学和生态经济学原理和法则正深刻影响着传统地质学与农学的研究内容和方法，产生、发展和丰富了农业生态地质学或农业生态地学的概念、内涵。③其研究内容包括生态地质结构、生态地球化学和生态水文地质以及生态经济地质的研究。与过去的侧重点不同，它强调可持续发展的环境开发利用，是最好的环境保护。④大量的农林名优特产地的生态地质规律的总结认识，以及对已有地质资料的再认识和国家对农业生态地质调查的重视，这些极大地推动和丰富了地学与农学的交叉渗透及其内涵，并促进了农业地学理论研究的广度和深度。一批专著陆续出版，如《新疆塔里木盆地西部平原生态环境地质综合研究》（林年丰等，吉林大学出版社，1992）；《云烟生产的土壤地质背景》（曾群望等，云南科技出版社，1993）；《果林农业生态地质研究——金丝小枣农业生态地质环境》（邵时雄和侯春堂等，科学出版社，1995）；《区域地球化学在农业和生命科学上的应用研究论文集》（李家熙，地质出版社，1996）；《岩土-植物大系统研究》（李正积等，科学出版社，1996）；《元素生态地球化学及其应用》（商翎等，辽宁大学出版社，1997），邵时雄、侯春堂主编（1999）的《中国农业地学研究新进展》（Scientist Press International Inc.）等等。

在研究的新技术手段方面，值得注意的是遥感技术在农业地学中的应用已收到极大效果。其中有北京地矿局应用具有经济、快捷、精度高特点的彩红外航片在北京地区进行1∶2.5万土地利用现状调查，水文地质工程地质研究所利用遥感技术在黄土高原研究了水土流失规律，岩溶地质研究所采用陆地卫星TM资料和计算机技术在黔东南苗族、侗族自治州岩溶地区进行土地资源调查及农业地质研究等技术，在研究水土流失、宜农草地及再生稻资源的开发、茶园和柑橘等经济作物的选区方面显示了强大的功能，引起国外同行注目，在维也纳召开的国际会议上获奖。河北遥感中心利用遥感技术对河北地区进行了农业地质背景调查，山西、天津、江西结合扶贫工作都曾利用遥感技术进行了类似的农业地质等调查，都收到了很好的效果。

利用计算机技术在农业地质的地球化学调查中，处理有关的图象及化学元素数据（如在河北承德地区），研究稀土元素丰度（吐鲁番盆地），枣果、枣树叶等元素与土壤元素对应关系等等（河北献县），又如1∶20万区域地球化学调查资料在农业科学上的应用研究（中国地质科学院测试所）以及建立相应的农业生态地质环境数据库，也都收到良好的效果，正在积极推广应用。

此外，中子水分仪在地下水动态中的观测，利用稳定同位素15N技术观测肥料吸收效果等技术，正在有关农业及地质科研部门逐渐应用、推广。

另外可喜的是，农业生态地质研究也逐渐建立了野外试验基地，如河北景县王瞳水资源农业综合利用试验埸、沧州献县枣林生态地质试验埸、中国地质科学院水文地质环境地质研究所试验埸等。

被“逼”出来的南极研究 记者：“最近国家自然科学基金委员会专门资助您出版专著，肯定了您提出的“南极无冰区生态地质学”的新方向。而几年前，“粪土层研究”并不被看好，当时您为什么会选择这一研究？ ”孙立广：“这也是被“逼”出来的。我原先是搞地质化学研究的，在新疆、庐江等地搞过矿产、酸雨等的研究，但在国内从事相关研究的人很多，很难出什么大的成果。恰好有个机会能去南极，我就积极争取去了。 但进行南极研究也有很大的问题，我参加的南极科考队已经是第15次了，之前有很多中国科学家都去过南极，也取得了很多可喜的成果。要想有突破，就必须要选择新的途径。我就选择了国内外南极文献研究极少关注的企鹅粪土层。”记者：您是怎么想到这样一个奇特角度的呢？听说这一研究差一点就“夭折”了？孙立广：我们在环境研究中，主题是认识水、土、气和生物圈面上的物质循环。在过去的南极研究中，人类上世纪50年代以来的大气层核试验的放射尘埃都可以在南极冰盖中找到，那在更加精细的研究中，能不能将200年以来人类的进程对环境的影响在冰雪、在湖泥、在企鹅粪土层中反演出来呢？理论上应该是可行的。 不过，等我们到了南极企鹅岛以后，经过千辛万苦，却始终没有找到粪土层。我们看到企鹅们向外强劲地喷射出粉红泛白的粪流，但很快就被雨雪冲刷干净了，根本就找不到沉积下来的粪土层。我是在到了南极1个多月以后才找到企鹅粪的。粪土里“藏”着人类未来 记者：可是，也有不少人认为，你们研究的对象是南极，这与我们生活太遥远了。孙立广：这是一种误解。就拿我们正在进行的人类文明历史记录的研究来说，人类文明对南极的影响并不仅仅是从人类登陆南极大陆开始的，而是早在古埃及文明和中国的龙山文化时期，青铜器的加工冶炼活动就在南极的粪土沉积物被保存了下来。 这就说明人类生活对于环境的影响是巨大的，对于当代人来说，也是一种提醒。由于南极自然界面对于人类文明与全球变化的响应非常敏感，有时候甚至连人类自己都没有感觉到的环境危害，却会在南极的沉积物中被记录下来。记者：在外界看来，你们关注的还是千年尺度上的全球气候、环境等的变化，这对于今天的人类生活有怎样的意义？孙立广：“认识历史时期南极无冰区的生态记录，可以帮助我们反演曾经发生的物种迁移过程、数量变化、生态系统和景观的演化，使我们认识到南极无冰区现代生物物种、群落、生态系统和景观的空间格局的来源。更重要的是，我们的目标不止于此，只有在这个基础上，对未来不同时空尺度上气候变化所会产生的影响，我们才有可能作出理性的预测。目前还没有可靠的科学预测能说明人类造成的温室效应完全不可能被另一次自然的变冷过程所平衡或削弱，实际上，75万年来的冰芯记录标志着气候变化给生态造成的负面影响，比起全球变暖给生物界带来的危害毫不逊色。从这个意义上，我们所做的研究还仅仅只是开始。”人类历史或许就在泥土中 记者：秦大河院士在给您新书写的序言中说，您在《自然》杂志上发表了中国人在南极研究方面的第一篇论文，是“大器晚成”，您如何看待这一评价？孙立广：这是秦院士的肯定和鼓励，我们也没想到会在一堆粪土里掘出个“国内第一”来。在南极研究方面，我们做了一些努力，也开辟了一些新的途径，如企鹅粪、海豹毛研究等，但与国际新成果相比，还是有差距的。 不过，值得欣慰的是，我们开辟的这个新方向，已被延伸到了北极等更多区域的生态地质学的研究上。国家自然科学基金委员会这次在决定资助出版我们的专著前，专门邀请4位国内专家对之进行了评议，大家也肯定认为其“展示了我国极地研究在最近几年所取得的高水平、原创性的研究成果”。记者：这几年，你不仅在关注南极、北极，还在关注西沙群岛甚至安徽等地的生态地质研究，是不是想将“粪土研究”推向更广的领域，包括考古？孙立广：是的，我们希望今后能形成一门相对比较独立的学科，但“粪土研究”不是唯一。这种方法有一定的新颖性，但其实我们可以将之推演到更广的研究领域中，比如我在蒙城尉迟寺搞的研究，就是采用类似的方法，也印证了一些新的人类历史，但所研究的样本就不是粪土，而是考古挖掘出的沉积层。 人类的历史往往就藏在不起眼的地方，包括泥土中。我希望在将来能找到更多的证据，找到千年人类文明的历史信息，真正找回许多“失落的文明”。