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名称 自然资源调查监测工作新领域:地表基质调查
发布机构 科技外事处 索引号 2189234/2020-00302
主题分类 科技发展 文号
发布日期 2020-12-28 主题词

自然资源调查监测工作新领域:地表基质调查

发布日期:2020-12-28 17:48 信息来源:科技外事处 访问量:? 字体 :[ 大 ][ 中 ][ 小 ]

自然资源调查监测工作新领域:地表基质调查

0引言

2020118日,自然资源部发布《自然资源调查监测体系构建的总体方案》(以下简称《方案》),作为我国自然资源调查监测工作的指导性文件,该《方案》的发布对于加快建立自然资源统一调查、监测、评价制度,健全自然资源监管体制,组织实施自然资源调查监测工作,切实履行自然资源统一管理职责具有重大意义。《方案》在自然资源的分层分类模型中,首次提出“地表基质层”概念,并明确要开展地表基质调查工作。这是我国自然资源综合调查业务体系重构中的一个重要创新,既体现了自然资源部相关部门在构建新时代自然资源统一调查业务体系、支撑服务自然资源部自然资源“两统一”职能上所具有的前瞻性、战略性和系统性视野,也体现了对新时代生态文明建设思想、山水林田湖草是一个生命共同体理念和自然资源科学规律的深刻认识和全面理解。但《方案》对地表基质层的具体指向和科学内涵,地表基质层调查在自然资源调查监测体系中的地位、意义以及如何开展调查工作等阐述得比较简要。作者有幸参加了自然资源部组织的关于地表基质层定名及意义的讨论,作为自然资源综合调查工作的具体实践者,有责任对此开展更加深入的研究和探讨。本文即针对上述问题提出初步思考和想法,以期为地表基质层调查工作的部署和开展提供参考。

1地表基质层及地表基质调查概述

《方案》将地表基质层作为自然资源分层分类模型的第一层,并指出地表基质是地球表层孕育和支撑森林、草原、水、湿地等各类自然资源的基础物质,海岸线向陆一侧(包括海岛)分为岩石、砾石、沙和土壤等,向海一侧则包括不同类型的底质。由此可见,《方案》将位于地球表层的这些基础物质看成是自然资源的一部分,且将由它们组成的资源层确定为地表基质层。从地表基质层的客观指向看,它并不是一个新事物。在已有单门类自然资源的学科体系和地球科学相关研究领域中,实际都涉及到这一层物质。例如:林草学中的“立地”或“立地条件”;在农学中的“土壤”;江河湖海的“底质”;基础地质学中的地表基岩、松散沉积物,或第四纪沉积物以及“风化壳”或“古风化壳”;水文地质学中的包气带及部分饱和的含水层(视厚度不同);工程地质学中的岩土层或地基层;地理学中的“土地”,尽管地理学的不同分支对“土地”含义的理解并不完全相同。而在地球系统科学研究领域,通常所称的“地球关键带”或“临界带”也包括这一层在内。对比研究表明,上述这些概念,都无法准确反映或全面涵盖地表基质层在多门类自然资源统一调查监测业务体系中的确切含义:要么内容不全,要么范围过广。现有自然资源知识体系无法实现对地表基质层科学意义的完全、准确理解。因此,在新的自然资源统一调查监测体系中,明确提出地表基质层十分必要。从这个角度看,地表基质层实质上是一个新概念。结合《方案》对地表基质层含义的理解,本文将地表基质层定义为:当前出露于地球陆地地表浅部或水体底部,由天然物质经自然作用形成,孕育和支撑(但不一定或不限于)森林、草原、水、生物等各类自然资源的基础物质层。组成地表基质层的基础物质就是地表基质。

所谓地表基质调查就是针对地表基质层开展的调查工作。其目的是通过调查,,查清一定区域范围内地表基质类型、基本状态、物质组成、理化性质及地表景观属性等,及时掌握地表基质层时空分布、数量质量、利用状况和动态变化,研究地表基质层自身变化发展及其与其他自然资源和环境要素的相互关系和作用机理,为自然资源统一管理、国土空间整体规划和生态环境保护修复提供详实资料支撑和信息服务。

2地表基质调查的重要意义和基本定位

在新时代生态文明建设大背景下,着眼于自然资源统一管理和科学研究、国土空间统一规划和用途管制以及生态环境整体保护修复和综合治理,开展地表基质调查工作意义重大、地位重要。

(1)地表基质层在自然资源分层分类模型中的位置及其本身的自然资源属性,决定了地表基质调查是自然资源调查监测体系中不可或缺的重要内容。《方案》给出的自然资源分层分类模型,是以地球系统为空间参考系,所有自然资源均在参考系中占有一定空间的自然实体为理论基础而提出的。空间上,地表基质层是联接地下资源和地上覆盖层的纽带,由此形成了一个完整的支撑生产、生活、生态的自然资源立体空间模型。此外,地表基质本身也是一种自然资源,例如岩石、粘土、沙石等是重要的建材资源、陶瓷原料、装饰材料,高质量的砂矿是不可多得的非金属原料,冰川、冻土则是世界关注的重要自然生态资源。如不对地表基质层开展系统调查,构建全新的自然资源立体调查监测体系本身将不完整,也必将影响和制约这层资源的管理、开发、利用和保护。

(2)地表基质层对其他相关资源孕育和支撑的关键作用,决定了地表基质调查对于全面系统研究、控制、改善、调整其他自然资源结构、状态至关重要。地表基质层作为森林、草、农作物等资源的生长或支撑层,其地表景观特征和自身物理化学状态及其变化控制了相应资源的生息状态和生长趋势,可以看成是资源的资源;作为地表水体的支撑层和地下水体或气的赋存空间,其内部结构构造等决定了地表水体稳定性和地下水体饱和度;作为地下生物体或微生物、细菌等的生活或活动层,决定了相应生物的生境状态;作为地球关键带的重要组成部分,它与人类活动关系最密切,相互作用最频繁,是“关键的关键”。可以看出,地表基质层在自然资源状态秉赋和生长演化中占有根、源、储、汇地位,对其开展系统调查十分必要。

(3)地表基质层具有作为多门类自然资源相互作用和密切联系纽带的独特功能,决定了地表基质调查是自然资源系统管理、国土空间统一规划和生态文明建设的重要支撑。自然资源领域很多现实问题,形在地上,根在地下;标在地上,本在地下;果在地上,因在地下。正如习近平所指出的,人的命脉在田,田的命脉在水,水的命脉在山,山的命脉在土,土的命脉在树”。不同类型自然资源之间是相互关联的,而这种联系主要是通过地表基质层实现的。该层情况不清,状态不明,从学科理论上看,不同类型自然资源相互作用、互馈机理及综合效应研究就难以深化,对其孕育和支撑的自然资源进行整体评估和趋势预测工作就无法开展。最近监测发现,三北防护林中某地的杨树林发生大面积死亡或退化,其原因众说纷纭,如树种、干旱、地下水、土质、养分问题,或者各种因素都有。这些问题都与地表基质层密切相关,从根本上说,是地表基质层问题。从决策管理上看,不能满足自然资源科学统一管理和推动区域高质量发展的因地制宜、分类施策和精准管制需求,难以实现高水平国土空间规划编制和综合利用。在这方面,雄安新区为我们提供了一个生动的实例。正是深度融合了地表基质层相关要素、属性的地质调查数据和成果,对雄安新区建设规划提供了强有力的支撑。

(4)地表基质层集复杂物质组成和多样化属性指标于一体,其工作特点决定了地表基质调查是带有强烈基础调查色彩的专项调查工作,在自然资源调查体系中具有基础性、公益性和战略性地位。地表基质层中的基础物质,主要包括各种类型的岩土体以及赋存于其间或依附其存在的水、微生物、细菌等有机或无机组分,具有多样化的存在状态和复杂的时间、空间、物理、化学属性指标体系,涉及到支撑和孕育其他自然资源的复杂过程和内在机理。虽然《方案》将地表基质调查归属为专项调查,但其孕育和支撑其他自然资源基础物质的特殊地位、全国无缝覆盖的系统调查模式和涉及学科内容广泛的调查指标体系,显然区别于其他专项调查工作,具有明显的基础调查特点,在自然资源调查监测体系中,具有支撑服务其他自然资源调查工作的基础性地位。

(5)地表基质调查作为新时代自然资源调查监测体系中的新领域,以前关注不足,应该引起高度重视,抓住机遇,加快推进。长期以来,我国不同类型自然资源分属不同部门管理,调查工作也由不同部门组织实施,或多或少都涉及到地表基质层。如林业部门在森林资源调查时,会对某些特定区域的立地情况进行评估和研究;农业部门开展的土壤普查,本身就涉及地表基质的某些要素;自然资源部门开展的不同比例尺区域地质调查和地球化学调查,以及水文地质、工程地质、第四纪地质等专项调查,虽然主要服务于地质找矿和地质科学研究,也不同程度涉及到地表基质。特别是21世纪以来部署的15万多目标地球化学调查,因服务领域从矿产勘查拓展到农业、旅游、水、城市地下空间、生态、灾害与环境等领域,涉及到地表基质层的要素和属性也逐渐增多。此外,国家组织的三次土地调查,对地表基质层的部分信息也进行了采集,特别是将第三次土地调查更名为国土调查后,涉及到地表基质的内容更多。但总体看,由于调查范围各自部署、部门壁垒没有打破,重叠留白或重复工作现象十分普遍。相对于陆域,地表基质层中的海洋底质调查工作程度更低。由此造成权属边界不清晰、空间交叉重叠多、数据标准不统一、要素属性不系统、综合研究层次低、成果集成应用难等现实问题。国家对国土空间范围内地表基质层的总体情况、本底特征、支撑和孕育其他自然资源的能力潜力不能完全掌握,不同层次的城乡国土空间规划和生态环境整体保护、修复治理也得不到足够和精确的地表基质层数据和信息保障,距离新时代高质量生态文明建设要求有相当大的距离。随着国家改革的逐步深入,亟需在习近平新时代生态文明建设思想指导下,深入贯彻“山水林田湖草是一个生命共同体”理念,充分利用自然资源部组建和自然资源管理职能重组的难得机遇,面向国家战略,整合相关力量,加强基础研究,搞好顶层规划,高起点、体系化启动并推进地表基质调查工作。

3地表基质调查总体规划设计

在自然资源调查监测体系中,地表基质调查是一项全新和开创性工作,具有很强的探索性和实践性。虽然以前开展的自然资源和生态环境等专项调查或多或少涉及到地表基质的某些方面,但将其独立出来,从自然资源调查监测体系的角度进行全域部署、系统开展、整体推进,目前没有成熟的经验可供借鉴。有关地表基质调查的总体目标和具体任务,科学部署和组织实施,调查内容和工作重点,技术流程和方法体系,成果集成和服务应用等,既是业务管理部门要认真考虑的问题,也是自然资源学者需要深入研究的课题。在前人开展的各门类自然资源调查研究成果基础上,结合《方案》对新时代自然资源调查监测体系构建的总体设计,针对上述相关问题提出初步思考如下:

(1)科学确定总体目标与具体任务。认真贯彻《方案》宗旨、意图,本着需求牵引、问题导向,科学确定地表基质调查工作目标,系统规划工作任务十分重要。应致力于通过开展系统调查,努力实现如下总体目标:全面了解和准确掌握国土空间范围内地表基质层的本底性状和基本特征,深化研究地表基质层对多门类自然资源产生、形成、发育、演化的孕育和支撑作用;着力查清自然资源生态退化、环境变化等制约因素和内在原因,以及不同类型自然资源之间相互作用和互馈机理;有效支撑自然资源部“两统一”职责;提升自然资源综合利用和国土空间规划科学化、体系化、规范化水平,为生态环境整体保护、系统修复和综合治理提供基本依据。当前,急需组织相关领域专家成立攻关小组,研究制定地表基质调查总体实施方案,分阶段细化总体目标任务,尽快启动相关工作。

相应确定的工作任务主要是:依据《方案》,深化研究地表基质层科学内涵和基本外延,科学界定地表基质调查在自然资源学科体系、管理体系、调查监测体系中的地位和作用;不断完善调查和监测要素与属性指标体系,制定并发布系列规章制度、标准规范和技术要求,完善和创新技术方法体系;全面调查覆盖整个国土空间地表基质层时空分布、物质成分、数量质量、开发利用现状等基本特征,建立并及时完善、更新地表基质层数据库,同时丰富国家自然资源数据库;充分鼓励科技创新,配套开展基于需求牵引、问题导向的重大科学问题和关键技术攻关,构建服务支撑调查数据处理解释、综合集成业务平台;建立基于调查监测数据的地表基质层孕育、支撑多门类自然资源产生、形成、发育、演化和趋势预测、场景评估、分析评价的科学模型;形成或定制服务自然资源管理和开发利用、因地制宜制定国土空间规划、多要素一体开展生态环境保护、修复与治理的多样化、系统化成果产品体系,向相关行业、部门、领域、社会和公众提供多方位应用服务。

(2)体系规划总体设计与组织实施。地表基质调查是带有强烈基础调查色彩的专项调查工作,调查区覆盖全部陆地海洋国土空间。应将其纳入国家基础性、公益性工作范畴,按照整体规划、体系设计、急区先调、试点先行、分阶段推进原则,工程化、体系化规划和组织实施。工作区域上,瞄准国家重大战略、重大需求和重点工程,先行开展试点,同步开展标准规范制定,不断积累经验,逐步实现整体目标。精度要求上,应该按照突出重点、兼顾一般原则,借鉴国家基础地质调查和自然资源专项调查工作经验。全国尺度上,根据国际标准分幅或国家行政区划,组织开展1100—1:25万的区域地表基质调查工作,称为概查;重要工程区、城市群、功能区和流域尺度上,采用规则边界和自由边界相结合方法,组织开展110-1:5万比例尺的调查工作,称为调查;根据需要,可组织某些特定区域1:1万甚至更大比例尺的调查工作,称为精查。从小比例尺到大比例尺,工作逐步深入,精度逐步提高,以满足不同层次需要;工作周期上,全国性小比例尺调查工作可参照国土三调模式,合理设置工作周期,集中力量、全面部署、整体推进,一次性完成,以利于形成全国统一的调查成果;区域性大比例尺调查,则根据具体需求确定项目周期,以保征足够精度和及时提供服务保障。在此基础上,构建与自然资源调查监测相配套的一体化数据平台,按照自然资源立体化时空数据模型,统一管理和使用调查数据。对地表基质调查中易于变化的动态指标,结合自然资源多要素监测观测,在全国性和区域性调查成果基础上,进行必要的补充调查和更新。

(3)认真把握调查内容与工作重点。在调查内容方面,重点是将与地表基质层有关的调查要素和时空—物质属性结构搞清搞透,科学构建地表基质调查的要素—属性结构模型和指标体系,这是实施地表基质调查工作的前提和基础。

一是厘清时间结构,即组成地表基质层的地质实体和物质在地球演化过程的不同时间尺度上形成、就位和变化情况。地表基质层本质上是由岩石、矿物、元素组成的地质层,是地球演化不同历史时期内外生地质作用综合形成的产物。其最初形成和最终在地表就位时间决定于相关区域大地构造环境演化及在相关环境中发生的地质作用类型、频率和过程,此外,也与相应地区地理位置、气候气象及其变化相关。通常情况下和大多数区域,地表基质层形成过程漫长,自然变化也缓慢。但在特殊情况(如地质灾害发生时)和特殊地区(如人类活动影响明显时),其形成和就位时间也可以很短,变化很快。地表基质层的时间属性指标,如形成的地质年代、就位时代等,主要由基础地质调查工作来解决,并从区域地质调查资料中获取,而不必在地表基质层调查中专门部署。但其变化情况,应纳入自然资源监测体系中,以相关指标的变化范围、速度、方向、强度、大小、频率等进行定性或定量描述。

二是明确空间结构,即组成地表基质层的地质实体和物质在地球表层(陆地浅表层和水体底层)空间的分布、状态和特征。本文建议,将地表或水底向下50m(特殊情况下可以更浅或更深)的空间作为地表基质层调查的基本范围,它可能是前述各单门类自然资源相关层的部分、全部或超越其范围。之所以确定50m厚,是因为它作为孕育和支撑其他自然资源的基础物质层,已经足够了,并且与《方案》中提出的地表覆盖层和地下资源层有效区分。这是一个着眼于调查工作需要而划定的边界,而非自然物理边界。它虽只是地壳浅表的极薄层,但物质组成复杂、物质和能量交换剧烈、存在状态和结构构造多样、与人类相互作用频繁。地质背景上,它处于一定地质构造单元内,形成、演化与区域地质活动相关;地理表观上,呈现出高山、平原、峡谷、盆地、丘陵不同的地貌形态和阴坡阳坡、坡度坡向、坡形坡位等不同地形特征。不同类型地质体内部结构和相互之间在平面、垂向上,呈现出不相同的空间形态、产出状态、组合关系和构造样式,由此衍生出各种物理属性指标,如连通性、渗透性、膨胀性、压塑性等。地表基质层空间结构的地理表观部分,属于测绘学和地形地理学内容,可直接从测绘、高精度遥感图像中读取或解译得到;而空间形态和内部结构特征有些可以从地质调查资料中得到,有些需要通过开展现场调查获取。

三是确立物质结构,即组成地表基质层的物质成分类型、含量、质量及其存在状态等,它们是地表基质层调查的核心内容。可将地表基质层的物质组成划分为主体物质和附属物质两部分。主体物质是指构成地表基质主体的不同类型岩石、土体或岩土混合体,以及组成岩土体的矿物、元素或它们的化合物(化学成分)。这些成分在岩土体内呈不同的状态存在,其中元素种类、分布及含量等是关注重点。可以参照多目标地球化学调查规范,确定拟调查元素种类,并根据需要进行集中归类。附属物质指包含或附着于主体成分之内的其他物质成分。最重要的是水,既包括包气带内的吸着水、薄膜水、毛管水、气态水以及暂时存在的重力水,也包括赋存于岩土体中的裂隙水、孔隙水和缝隙水。这些水可统称为“地表基质水”。由于水对于孕育和支撑其他自然资源具有不可替代的作用,因此,它是与主体成分同等重要的调查内容。其次是有机质、生物、微生物和细菌等。它们是否存在以及数量多少直接与地表基质层的环境状况相关。一般情况下,地表基质层的主体物质相对稳定,随时间变化缓慢。主要由基岩岩石组成的地表基质层更是如此,但是由土体或岩土混合组成的地表基质层,因其不断孕育和生长植被、草、农作物等,易于与大气、降雨和地下上升的流体等发生物质交换,其成分及含量则较易发生变化,在受到人类活动影响或干扰的情况下更是如此。因此,加强地表基质的物质成分的动态监测是十分必要的。

四是构建完整的要素—属性结构模型。以上述讨论为基础,初步构建地表基质调查的要素—属性结构模型。必须指出的是,这个模型只是一个总体框架,虽然吸收了以前各门类自然资源调查所涉及的地表基质层的有关认识和成果,但没有考虑具体工作区特色性差异。由于地表基质调查工作尚未实施,因此没有经过实践的检验,需要在以后的实践中不断修订、丰富和完善,甚至重构。

在工作重点把握上,既要完成国家要求的法定指标调查,满足国家需求,也要充分考虑不同地域特色,兼顾地方、行业和部门需求;既要调查了解一般性指标内容,更要深入研究和致力于解决相关科学问题。要素属性上,应重点关注岩土水生要素和空间、物质成分属性;工作区域上,应重点聚焦国家重大战略涉及到的地区;工作内容上,应重点攻关解决制约经济社会发展、普惠民生和生态文明建设的现实问题。

(4)逐步完善技术流程和方法体系。作为自然资源调查监测体系的专项调查工作,地表基质调查应符合专项调查要求的一般工作流程。同时,由于其又具有基础调查性质,因此在调查工作中需要兼顾基础调查工作的流程和方法。总体上,应按照调研立项—论证设计—组织实施—质量监控—数据处理—分析评价—综合集成—成果生产—服务应用—验收归档的项目管理程序进行组织。其中中小比例尺覆盖全国的地表基质调查(概查)工作,建议参照目前“国土三调”技术流程进行;中小比例尺的区域性或局域性调查和精查工作,建议按照一般性调查项目技术流程实施。

地表基质调查涉及到的要素、属性指标多元复杂,而且主要埋于地下。既要对调查对象的物理状态进行观察测量,又要对其组成进行测试分析。因此,要根据不同调查阶段的精度需要,配套不同的调查方法技术,形成体系化的技术方法组合。在地理表观特征调查方面,应突出空天遥感和现场地形测绘应用;在物理状态调查方面,主要通过地面实地测量、路线剖面测量、代表性定点观测等方法进行,充分利用自然露头、剖面进行观测比对和推演分析。对地表基质层地下结构状态的观测,可充分运用磁法、电法、电磁法、重力等地球物理的技术和方法,必要时需施工浅钻、浅槽或浅井辅助观测和验证;鼓励开展绿色调查。在物质成分调查方面,应充分结合野外现场快速测试和室内实验室系统分析方法技术,重点是岩石矿物、元素、水地球化学和生物地球化学成分类型的确定和含量的分析,其重要前提是在野外获取具有代表性和保证足够精度及其数量的样品;在数据处理、管理和集成分析应用方面,要高度重视传统的数据库建设、管理和依托成熟数据模型的处理分析技术,同时不断探索大数据挖掘、互联网十、云计算、物联网、区块链和人工智能等现代信息技术在地表基质调查相关工作中的应用。

(5)高度重视成果集成和服务应用。地表基质调查的数据资料是国家宝贵资源,应聚焦政府宏观决策、国家重大战略和支撑服务生态文明建设等多样化应用服务需求,加强调查数据管理、成果集成工作。一方面,要面向自然资源统一管理要求,按照地表基质时空—要素—属性结构模型,科学设计地表基质调查数据库结构,确保相关调查数据能够及时入库、存储、查询和更新;充分兼容自然资源领域内已有历史数据和成果,实现对相关数据的统一组织、统一管理、集成调用和进一步的分类整理、专业处理、统计分析、集成创新和综合评价等工作。另一方面,坚持公共财政支撑开展的地表基质调查资料与成果,在遵守保密及相关法律法规前提下,无偿提供政府部门、企事业单位、科研机构和社会公众共享使用,形成对不同层次、不同产业、不同单位有关自然资源管理、研究,国土空间规划和生态文明建设等的管理应用支撑。应以地表基质调查资料为基础,创新开发数、库、图、文和报告相配套的多样化成果产品形式,形成专业性、学术性、大众性、通俗性、特色性兼具的体系化成果产品体系,不断提升信息化服务水平,满足多行业、多领域广泛需求。

4地表基质调查支撑体系建设

地表基质调查作为新时代自然资源调查监测体系中的全新领域,既是自然资源传统调查业务的继承发展,又是面向自然资源部两统一职能的实践创新。有效保障和顺利推进地表基质调查工作,应从自然资源调查监测体系构建的全局性、系统性、整体性和科学性角度,深入探索并顶层规划其业务支撑体系,主要包括标准规范建设、科技创新工作、信息化建设、质量保证体系、人才队伍和装备建设、完善体制机制等内容,促进其健康可持续发展。

(1)超前谋划标准规范体系建设。地表基质调查工作业务新、范围广、内容杂,跨学科、跨领域特色鲜明。应在充分借鉴已有各专项调查工作标准规范基础上,按照“统一标准制定和指标设定”要求和在自然资源调查监测标准体系框架范围内,构建全新的支撑地表基质调查工作的标准规范体系和相应技术要求,为工作的统一组织实施和质量管控提供依据。总纲性规范和原则性标准,应提前谋划和制定;一般性规范标准和技术要求可结合项目实施,分步制定、先试先用、逐步推广,并随着工作的推进和拓展,不断修改、补充、完善。

(2)牢固确立科技创新鲜明导向。科技创新应贯穿于地表基质调查的全流程。应瞄准地表基质调查及其数据成果在支撑自然资源统一管理、高效利用,地表基质各要素相互作用及对不同类型自然资源的孕育支撑机理,国土空间整体规划和综合利用,生态环境综合修复与治理等领域内的重大科学问题和关键技术,重点在基础理论、基本原理、科学模型、数据处理、分析评价、综合集成、技术装备等方面开展研究,鼓励创新。建议根据工作需求和进展情况,适时建设支撑地表基质调查的重点实验室或工程技术中心等科研平台,力争结合调查工作推进,逐渐形成一批具有重大影响的科技成果,更好地服务支撑自然资源研究、管理、应用等领域相关工作。

(3)加快理顺地表基质调查与其他相关调查业务关系。地表基质调查本身是一项新业务,但并不意味着其具体工作内容都是全新的,恰恰相反,其涉及到的各要素属性调查,都具有一定的工作基础。从这个角度看,它是以前各单一门类自然资源调查中涉及地表基质层相关工作的统一和集成。因此,要进一步理顺其与自然资源基础调查和专项调查工作之间的关系。第一,要厘清地表基质调查与其他相关工作的业务边界。根据《方案》的总体部署,可将基础调查和其他专项调查中涉及地表基质的相关内容,统一到地表基质调查中进行部署。第二,要明确地表基质调查不能完全代替各门类自然资源调查中涉及地表基质的具有明确目的指向的专业调查工作。如水资源调查中的水文地质调查、基础地质调查中的第四纪地质调查、支撑找矿的勘查地球化学调查,以及服务工程建设的工程地质调查等,仍需要开展专业而深入的调查工作。第三,地表基质调查需充分利用和借鉴其他各类调查工作的数据、资料和成果。包括遥感图像和解译、地质地球化学调查、国土空间布局规划、生态地质调查、森林草原调查、土地调查和地理国情监测、湿地调查资料、数据、成果等等,它们是开展地表基质调查的重要基础。应在开展地表基质调查之前,广泛收集和系统分析。第四,是要做好地表基质调查成果与其他调查成果的有效衔接和综合集成。例如建立统一的空间坐标系统和地理信息框架、统一的数据建库结构和处理集成平台等,真正实现《方案》中规划的自然资源管理“一张底版、一套数据、一个平台”的目标。

(4)切实加强体制机制建设。《方案》明确,地表基质调查由自然资源主管部门负责,地调部门组织实施,条件成熟时,择时择机开展。相对于基础调查和各单门类自然资源的专项调查而言,地表基质调查工作刚刚提出,这与其在新时代自然资源综合调查监测和支撑生态文明建设背景下所具有的地位和意义是不相称的。当务之急是针对地表基质调查的性质、定位、目标、作用,在现有法规制度体系基础上,加速构建支撑和保障地表基质调查持续、稳定、健康和高质量发展的体制机制,出台配套的政策规章。充分利用自然资源管理体系改革、部门职能整合难得机遇,统筹使用涉地表基质调查领域的人力、物力、财力,加强相关人才队伍培养和建设,强化分工协作,使地表基质调查工作尽快跟上时代发展步伐。

5结论

基于对自然资源部《自然资源调查监测体系构建的总体方案》内容解读和初步理解,结合自然资源调查工作现状和研究基础,就地表基质调查工作形成如下认识和初步成果。相信随着地表基质调查工作的启动与持续开展,必将进一步丰富自然资源调查监测体系,在提升我国自然资源管理能力和国土空间整体规划科学水平,支撑解决制约生态环境修改治理关键问题方面发挥重要作用。

(1)地表基质层是一个跨越多门类自然资源业务体系和学科体系的新概念,其基本含义是当前出露于地球陆地地表浅部或水体底部,由天然物质经自然作用所形成,孕育和支撑(但不一定或不限于)森林、草原、水、生物等各类自然资源的基础物质层。针对地表基质层开展的调查工作即地表基质调查。

(2)地表基质调查是新时代自然资源调查监测体系不可或缺的组成部分,其数据与成果,在自然资源统一管理和科学研究、国土空间综合利用和科学规划、生态环境保护修复和综合治理等方面的支撑服务领域十分宽广,作用突出、意义重大。

(3)地表基质调查是明显带有强烈基础调查色彩的专项调查工作,在自然资源综合调查体系中具有基础性、公益性和战略性地位。亟需充分利用自然资源部组建和自然资源管理职能重组的难得机遇,面向国家战略,整合相关力量,加强基础研究,搞好顶层规划,高起点、体系化启动并推进地表基质调查工作。

(4)针对地表基质调查探索性和创新性特点,结合已开展的自然资源调查工作成果和经验,通过构建地表基质调查的时空—物质—属性结构模型,对其总体目标和具体任务,科学部署和组织实施,调查内容和工作重点,技术流程和方法体系,成果集成和服务应用,以及支撑体系和保障机制措施等问题提出了初步建议。

摘自《中国国土资源经济》2020年第9

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自然资源调查监测工作新领域:地表基质调查

科技外事处 2020-12-28

自然资源调查监测工作新领域:地表基质调查

0引言

2020118日,自然资源部发布《自然资源调查监测体系构建的总体方案》(以下简称《方案》),作为我国自然资源调查监测工作的指导性文件,该《方案》的发布对于加快建立自然资源统一调查、监测、评价制度,健全自然资源监管体制,组织实施自然资源调查监测工作,切实履行自然资源统一管理职责具有重大意义。《方案》在自然资源的分层分类模型中,首次提出“地表基质层”概念,并明确要开展地表基质调查工作。这是我国自然资源综合调查业务体系重构中的一个重要创新,既体现了自然资源部相关部门在构建新时代自然资源统一调查业务体系、支撑服务自然资源部自然资源“两统一”职能上所具有的前瞻性、战略性和系统性视野,也体现了对新时代生态文明建设思想、山水林田湖草是一个生命共同体理念和自然资源科学规律的深刻认识和全面理解。但《方案》对地表基质层的具体指向和科学内涵,地表基质层调查在自然资源调查监测体系中的地位、意义以及如何开展调查工作等阐述得比较简要。作者有幸参加了自然资源部组织的关于地表基质层定名及意义的讨论,作为自然资源综合调查工作的具体实践者,有责任对此开展更加深入的研究和探讨。本文即针对上述问题提出初步思考和想法,以期为地表基质层调查工作的部署和开展提供参考。

1地表基质层及地表基质调查概述

《方案》将地表基质层作为自然资源分层分类模型的第一层,并指出地表基质是地球表层孕育和支撑森林、草原、水、湿地等各类自然资源的基础物质,海岸线向陆一侧(包括海岛)分为岩石、砾石、沙和土壤等,向海一侧则包括不同类型的底质。由此可见,《方案》将位于地球表层的这些基础物质看成是自然资源的一部分,且将由它们组成的资源层确定为地表基质层。从地表基质层的客观指向看,它并不是一个新事物。在已有单门类自然资源的学科体系和地球科学相关研究领域中,实际都涉及到这一层物质。例如:林草学中的“立地”或“立地条件”;在农学中的“土壤”;江河湖海的“底质”;基础地质学中的地表基岩、松散沉积物,或第四纪沉积物以及“风化壳”或“古风化壳”;水文地质学中的包气带及部分饱和的含水层(视厚度不同);工程地质学中的岩土层或地基层;地理学中的“土地”,尽管地理学的不同分支对“土地”含义的理解并不完全相同。而在地球系统科学研究领域,通常所称的“地球关键带”或“临界带”也包括这一层在内。对比研究表明,上述这些概念,都无法准确反映或全面涵盖地表基质层在多门类自然资源统一调查监测业务体系中的确切含义:要么内容不全,要么范围过广。现有自然资源知识体系无法实现对地表基质层科学意义的完全、准确理解。因此,在新的自然资源统一调查监测体系中,明确提出地表基质层十分必要。从这个角度看,地表基质层实质上是一个新概念。结合《方案》对地表基质层含义的理解,本文将地表基质层定义为:当前出露于地球陆地地表浅部或水体底部,由天然物质经自然作用形成,孕育和支撑(但不一定或不限于)森林、草原、水、生物等各类自然资源的基础物质层。组成地表基质层的基础物质就是地表基质。

所谓地表基质调查就是针对地表基质层开展的调查工作。其目的是通过调查,,查清一定区域范围内地表基质类型、基本状态、物质组成、理化性质及地表景观属性等,及时掌握地表基质层时空分布、数量质量、利用状况和动态变化,研究地表基质层自身变化发展及其与其他自然资源和环境要素的相互关系和作用机理,为自然资源统一管理、国土空间整体规划和生态环境保护修复提供详实资料支撑和信息服务。

2地表基质调查的重要意义和基本定位

在新时代生态文明建设大背景下,着眼于自然资源统一管理和科学研究、国土空间统一规划和用途管制以及生态环境整体保护修复和综合治理,开展地表基质调查工作意义重大、地位重要。

(1)地表基质层在自然资源分层分类模型中的位置及其本身的自然资源属性,决定了地表基质调查是自然资源调查监测体系中不可或缺的重要内容。《方案》给出的自然资源分层分类模型,是以地球系统为空间参考系,所有自然资源均在参考系中占有一定空间的自然实体为理论基础而提出的。空间上,地表基质层是联接地下资源和地上覆盖层的纽带,由此形成了一个完整的支撑生产、生活、生态的自然资源立体空间模型。此外,地表基质本身也是一种自然资源,例如岩石、粘土、沙石等是重要的建材资源、陶瓷原料、装饰材料,高质量的砂矿是不可多得的非金属原料,冰川、冻土则是世界关注的重要自然生态资源。如不对地表基质层开展系统调查,构建全新的自然资源立体调查监测体系本身将不完整,也必将影响和制约这层资源的管理、开发、利用和保护。

(2)地表基质层对其他相关资源孕育和支撑的关键作用,决定了地表基质调查对于全面系统研究、控制、改善、调整其他自然资源结构、状态至关重要。地表基质层作为森林、草、农作物等资源的生长或支撑层,其地表景观特征和自身物理化学状态及其变化控制了相应资源的生息状态和生长趋势,可以看成是资源的资源;作为地表水体的支撑层和地下水体或气的赋存空间,其内部结构构造等决定了地表水体稳定性和地下水体饱和度;作为地下生物体或微生物、细菌等的生活或活动层,决定了相应生物的生境状态;作为地球关键带的重要组成部分,它与人类活动关系最密切,相互作用最频繁,是“关键的关键”。可以看出,地表基质层在自然资源状态秉赋和生长演化中占有根、源、储、汇地位,对其开展系统调查十分必要。

(3)地表基质层具有作为多门类自然资源相互作用和密切联系纽带的独特功能,决定了地表基质调查是自然资源系统管理、国土空间统一规划和生态文明建设的重要支撑。自然资源领域很多现实问题,形在地上,根在地下;标在地上,本在地下;果在地上,因在地下。正如习近平所指出的,人的命脉在田,田的命脉在水,水的命脉在山,山的命脉在土,土的命脉在树”。不同类型自然资源之间是相互关联的,而这种联系主要是通过地表基质层实现的。该层情况不清,状态不明,从学科理论上看,不同类型自然资源相互作用、互馈机理及综合效应研究就难以深化,对其孕育和支撑的自然资源进行整体评估和趋势预测工作就无法开展。最近监测发现,三北防护林中某地的杨树林发生大面积死亡或退化,其原因众说纷纭,如树种、干旱、地下水、土质、养分问题,或者各种因素都有。这些问题都与地表基质层密切相关,从根本上说,是地表基质层问题。从决策管理上看,不能满足自然资源科学统一管理和推动区域高质量发展的因地制宜、分类施策和精准管制需求,难以实现高水平国土空间规划编制和综合利用。在这方面,雄安新区为我们提供了一个生动的实例。正是深度融合了地表基质层相关要素、属性的地质调查数据和成果,对雄安新区建设规划提供了强有力的支撑。

(4)地表基质层集复杂物质组成和多样化属性指标于一体,其工作特点决定了地表基质调查是带有强烈基础调查色彩的专项调查工作,在自然资源调查体系中具有基础性、公益性和战略性地位。地表基质层中的基础物质,主要包括各种类型的岩土体以及赋存于其间或依附其存在的水、微生物、细菌等有机或无机组分,具有多样化的存在状态和复杂的时间、空间、物理、化学属性指标体系,涉及到支撑和孕育其他自然资源的复杂过程和内在机理。虽然《方案》将地表基质调查归属为专项调查,但其孕育和支撑其他自然资源基础物质的特殊地位、全国无缝覆盖的系统调查模式和涉及学科内容广泛的调查指标体系,显然区别于其他专项调查工作,具有明显的基础调查特点,在自然资源调查监测体系中,具有支撑服务其他自然资源调查工作的基础性地位。

(5)地表基质调查作为新时代自然资源调查监测体系中的新领域,以前关注不足,应该引起高度重视,抓住机遇,加快推进。长期以来,我国不同类型自然资源分属不同部门管理,调查工作也由不同部门组织实施,或多或少都涉及到地表基质层。如林业部门在森林资源调查时,会对某些特定区域的立地情况进行评估和研究;农业部门开展的土壤普查,本身就涉及地表基质的某些要素;自然资源部门开展的不同比例尺区域地质调查和地球化学调查,以及水文地质、工程地质、第四纪地质等专项调查,虽然主要服务于地质找矿和地质科学研究,也不同程度涉及到地表基质。特别是21世纪以来部署的15万多目标地球化学调查,因服务领域从矿产勘查拓展到农业、旅游、水、城市地下空间、生态、灾害与环境等领域,涉及到地表基质层的要素和属性也逐渐增多。此外,国家组织的三次土地调查,对地表基质层的部分信息也进行了采集,特别是将第三次土地调查更名为国土调查后,涉及到地表基质的内容更多。但总体看,由于调查范围各自部署、部门壁垒没有打破,重叠留白或重复工作现象十分普遍。相对于陆域,地表基质层中的海洋底质调查工作程度更低。由此造成权属边界不清晰、空间交叉重叠多、数据标准不统一、要素属性不系统、综合研究层次低、成果集成应用难等现实问题。国家对国土空间范围内地表基质层的总体情况、本底特征、支撑和孕育其他自然资源的能力潜力不能完全掌握,不同层次的城乡国土空间规划和生态环境整体保护、修复治理也得不到足够和精确的地表基质层数据和信息保障,距离新时代高质量生态文明建设要求有相当大的距离。随着国家改革的逐步深入,亟需在习近平新时代生态文明建设思想指导下,深入贯彻“山水林田湖草是一个生命共同体”理念,充分利用自然资源部组建和自然资源管理职能重组的难得机遇,面向国家战略,整合相关力量,加强基础研究,搞好顶层规划,高起点、体系化启动并推进地表基质调查工作。

3地表基质调查总体规划设计

在自然资源调查监测体系中,地表基质调查是一项全新和开创性工作,具有很强的探索性和实践性。虽然以前开展的自然资源和生态环境等专项调查或多或少涉及到地表基质的某些方面,但将其独立出来,从自然资源调查监测体系的角度进行全域部署、系统开展、整体推进,目前没有成熟的经验可供借鉴。有关地表基质调查的总体目标和具体任务,科学部署和组织实施,调查内容和工作重点,技术流程和方法体系,成果集成和服务应用等,既是业务管理部门要认真考虑的问题,也是自然资源学者需要深入研究的课题。在前人开展的各门类自然资源调查研究成果基础上,结合《方案》对新时代自然资源调查监测体系构建的总体设计,针对上述相关问题提出初步思考如下:

(1)科学确定总体目标与具体任务。认真贯彻《方案》宗旨、意图,本着需求牵引、问题导向,科学确定地表基质调查工作目标,系统规划工作任务十分重要。应致力于通过开展系统调查,努力实现如下总体目标:全面了解和准确掌握国土空间范围内地表基质层的本底性状和基本特征,深化研究地表基质层对多门类自然资源产生、形成、发育、演化的孕育和支撑作用;着力查清自然资源生态退化、环境变化等制约因素和内在原因,以及不同类型自然资源之间相互作用和互馈机理;有效支撑自然资源部“两统一”职责;提升自然资源综合利用和国土空间规划科学化、体系化、规范化水平,为生态环境整体保护、系统修复和综合治理提供基本依据。当前,急需组织相关领域专家成立攻关小组,研究制定地表基质调查总体实施方案,分阶段细化总体目标任务,尽快启动相关工作。

相应确定的工作任务主要是:依据《方案》,深化研究地表基质层科学内涵和基本外延,科学界定地表基质调查在自然资源学科体系、管理体系、调查监测体系中的地位和作用;不断完善调查和监测要素与属性指标体系,制定并发布系列规章制度、标准规范和技术要求,完善和创新技术方法体系;全面调查覆盖整个国土空间地表基质层时空分布、物质成分、数量质量、开发利用现状等基本特征,建立并及时完善、更新地表基质层数据库,同时丰富国家自然资源数据库;充分鼓励科技创新,配套开展基于需求牵引、问题导向的重大科学问题和关键技术攻关,构建服务支撑调查数据处理解释、综合集成业务平台;建立基于调查监测数据的地表基质层孕育、支撑多门类自然资源产生、形成、发育、演化和趋势预测、场景评估、分析评价的科学模型;形成或定制服务自然资源管理和开发利用、因地制宜制定国土空间规划、多要素一体开展生态环境保护、修复与治理的多样化、系统化成果产品体系,向相关行业、部门、领域、社会和公众提供多方位应用服务。

(2)体系规划总体设计与组织实施。地表基质调查是带有强烈基础调查色彩的专项调查工作,调查区覆盖全部陆地海洋国土空间。应将其纳入国家基础性、公益性工作范畴,按照整体规划、体系设计、急区先调、试点先行、分阶段推进原则,工程化、体系化规划和组织实施。工作区域上,瞄准国家重大战略、重大需求和重点工程,先行开展试点,同步开展标准规范制定,不断积累经验,逐步实现整体目标。精度要求上,应该按照突出重点、兼顾一般原则,借鉴国家基础地质调查和自然资源专项调查工作经验。全国尺度上,根据国际标准分幅或国家行政区划,组织开展1100—1:25万的区域地表基质调查工作,称为概查;重要工程区、城市群、功能区和流域尺度上,采用规则边界和自由边界相结合方法,组织开展110-1:5万比例尺的调查工作,称为调查;根据需要,可组织某些特定区域1:1万甚至更大比例尺的调查工作,称为精查。从小比例尺到大比例尺,工作逐步深入,精度逐步提高,以满足不同层次需要;工作周期上,全国性小比例尺调查工作可参照国土三调模式,合理设置工作周期,集中力量、全面部署、整体推进,一次性完成,以利于形成全国统一的调查成果;区域性大比例尺调查,则根据具体需求确定项目周期,以保征足够精度和及时提供服务保障。在此基础上,构建与自然资源调查监测相配套的一体化数据平台,按照自然资源立体化时空数据模型,统一管理和使用调查数据。对地表基质调查中易于变化的动态指标,结合自然资源多要素监测观测,在全国性和区域性调查成果基础上,进行必要的补充调查和更新。

(3)认真把握调查内容与工作重点。在调查内容方面,重点是将与地表基质层有关的调查要素和时空—物质属性结构搞清搞透,科学构建地表基质调查的要素—属性结构模型和指标体系,这是实施地表基质调查工作的前提和基础。

一是厘清时间结构,即组成地表基质层的地质实体和物质在地球演化过程的不同时间尺度上形成、就位和变化情况。地表基质层本质上是由岩石、矿物、元素组成的地质层,是地球演化不同历史时期内外生地质作用综合形成的产物。其最初形成和最终在地表就位时间决定于相关区域大地构造环境演化及在相关环境中发生的地质作用类型、频率和过程,此外,也与相应地区地理位置、气候气象及其变化相关。通常情况下和大多数区域,地表基质层形成过程漫长,自然变化也缓慢。但在特殊情况(如地质灾害发生时)和特殊地区(如人类活动影响明显时),其形成和就位时间也可以很短,变化很快。地表基质层的时间属性指标,如形成的地质年代、就位时代等,主要由基础地质调查工作来解决,并从区域地质调查资料中获取,而不必在地表基质层调查中专门部署。但其变化情况,应纳入自然资源监测体系中,以相关指标的变化范围、速度、方向、强度、大小、频率等进行定性或定量描述。

二是明确空间结构,即组成地表基质层的地质实体和物质在地球表层(陆地浅表层和水体底层)空间的分布、状态和特征。本文建议,将地表或水底向下50m(特殊情况下可以更浅或更深)的空间作为地表基质层调查的基本范围,它可能是前述各单门类自然资源相关层的部分、全部或超越其范围。之所以确定50m厚,是因为它作为孕育和支撑其他自然资源的基础物质层,已经足够了,并且与《方案》中提出的地表覆盖层和地下资源层有效区分。这是一个着眼于调查工作需要而划定的边界,而非自然物理边界。它虽只是地壳浅表的极薄层,但物质组成复杂、物质和能量交换剧烈、存在状态和结构构造多样、与人类相互作用频繁。地质背景上,它处于一定地质构造单元内,形成、演化与区域地质活动相关;地理表观上,呈现出高山、平原、峡谷、盆地、丘陵不同的地貌形态和阴坡阳坡、坡度坡向、坡形坡位等不同地形特征。不同类型地质体内部结构和相互之间在平面、垂向上,呈现出不相同的空间形态、产出状态、组合关系和构造样式,由此衍生出各种物理属性指标,如连通性、渗透性、膨胀性、压塑性等。地表基质层空间结构的地理表观部分,属于测绘学和地形地理学内容,可直接从测绘、高精度遥感图像中读取或解译得到;而空间形态和内部结构特征有些可以从地质调查资料中得到,有些需要通过开展现场调查获取。

三是确立物质结构,即组成地表基质层的物质成分类型、含量、质量及其存在状态等,它们是地表基质层调查的核心内容。可将地表基质层的物质组成划分为主体物质和附属物质两部分。主体物质是指构成地表基质主体的不同类型岩石、土体或岩土混合体,以及组成岩土体的矿物、元素或它们的化合物(化学成分)。这些成分在岩土体内呈不同的状态存在,其中元素种类、分布及含量等是关注重点。可以参照多目标地球化学调查规范,确定拟调查元素种类,并根据需要进行集中归类。附属物质指包含或附着于主体成分之内的其他物质成分。最重要的是水,既包括包气带内的吸着水、薄膜水、毛管水、气态水以及暂时存在的重力水,也包括赋存于岩土体中的裂隙水、孔隙水和缝隙水。这些水可统称为“地表基质水”。由于水对于孕育和支撑其他自然资源具有不可替代的作用,因此,它是与主体成分同等重要的调查内容。其次是有机质、生物、微生物和细菌等。它们是否存在以及数量多少直接与地表基质层的环境状况相关。一般情况下,地表基质层的主体物质相对稳定,随时间变化缓慢。主要由基岩岩石组成的地表基质层更是如此,但是由土体或岩土混合组成的地表基质层,因其不断孕育和生长植被、草、农作物等,易于与大气、降雨和地下上升的流体等发生物质交换,其成分及含量则较易发生变化,在受到人类活动影响或干扰的情况下更是如此。因此,加强地表基质的物质成分的动态监测是十分必要的。

四是构建完整的要素—属性结构模型。以上述讨论为基础,初步构建地表基质调查的要素—属性结构模型。必须指出的是,这个模型只是一个总体框架,虽然吸收了以前各门类自然资源调查所涉及的地表基质层的有关认识和成果,但没有考虑具体工作区特色性差异。由于地表基质调查工作尚未实施,因此没有经过实践的检验,需要在以后的实践中不断修订、丰富和完善,甚至重构。

在工作重点把握上,既要完成国家要求的法定指标调查,满足国家需求,也要充分考虑不同地域特色,兼顾地方、行业和部门需求;既要调查了解一般性指标内容,更要深入研究和致力于解决相关科学问题。要素属性上,应重点关注岩土水生要素和空间、物质成分属性;工作区域上,应重点聚焦国家重大战略涉及到的地区;工作内容上,应重点攻关解决制约经济社会发展、普惠民生和生态文明建设的现实问题。

(4)逐步完善技术流程和方法体系。作为自然资源调查监测体系的专项调查工作,地表基质调查应符合专项调查要求的一般工作流程。同时,由于其又具有基础调查性质,因此在调查工作中需要兼顾基础调查工作的流程和方法。总体上,应按照调研立项—论证设计—组织实施—质量监控—数据处理—分析评价—综合集成—成果生产—服务应用—验收归档的项目管理程序进行组织。其中中小比例尺覆盖全国的地表基质调查(概查)工作,建议参照目前“国土三调”技术流程进行;中小比例尺的区域性或局域性调查和精查工作,建议按照一般性调查项目技术流程实施。

地表基质调查涉及到的要素、属性指标多元复杂,而且主要埋于地下。既要对调查对象的物理状态进行观察测量,又要对其组成进行测试分析。因此,要根据不同调查阶段的精度需要,配套不同的调查方法技术,形成体系化的技术方法组合。在地理表观特征调查方面,应突出空天遥感和现场地形测绘应用;在物理状态调查方面,主要通过地面实地测量、路线剖面测量、代表性定点观测等方法进行,充分利用自然露头、剖面进行观测比对和推演分析。对地表基质层地下结构状态的观测,可充分运用磁法、电法、电磁法、重力等地球物理的技术和方法,必要时需施工浅钻、浅槽或浅井辅助观测和验证;鼓励开展绿色调查。在物质成分调查方面,应充分结合野外现场快速测试和室内实验室系统分析方法技术,重点是岩石矿物、元素、水地球化学和生物地球化学成分类型的确定和含量的分析,其重要前提是在野外获取具有代表性和保证足够精度及其数量的样品;在数据处理、管理和集成分析应用方面,要高度重视传统的数据库建设、管理和依托成熟数据模型的处理分析技术,同时不断探索大数据挖掘、互联网十、云计算、物联网、区块链和人工智能等现代信息技术在地表基质调查相关工作中的应用。

(5)高度重视成果集成和服务应用。地表基质调查的数据资料是国家宝贵资源,应聚焦政府宏观决策、国家重大战略和支撑服务生态文明建设等多样化应用服务需求,加强调查数据管理、成果集成工作。一方面,要面向自然资源统一管理要求,按照地表基质时空—要素—属性结构模型,科学设计地表基质调查数据库结构,确保相关调查数据能够及时入库、存储、查询和更新;充分兼容自然资源领域内已有历史数据和成果,实现对相关数据的统一组织、统一管理、集成调用和进一步的分类整理、专业处理、统计分析、集成创新和综合评价等工作。另一方面,坚持公共财政支撑开展的地表基质调查资料与成果,在遵守保密及相关法律法规前提下,无偿提供政府部门、企事业单位、科研机构和社会公众共享使用,形成对不同层次、不同产业、不同单位有关自然资源管理、研究,国土空间规划和生态文明建设等的管理应用支撑。应以地表基质调查资料为基础,创新开发数、库、图、文和报告相配套的多样化成果产品形式,形成专业性、学术性、大众性、通俗性、特色性兼具的体系化成果产品体系,不断提升信息化服务水平,满足多行业、多领域广泛需求。

4地表基质调查支撑体系建设

地表基质调查作为新时代自然资源调查监测体系中的全新领域,既是自然资源传统调查业务的继承发展,又是面向自然资源部两统一职能的实践创新。有效保障和顺利推进地表基质调查工作,应从自然资源调查监测体系构建的全局性、系统性、整体性和科学性角度,深入探索并顶层规划其业务支撑体系,主要包括标准规范建设、科技创新工作、信息化建设、质量保证体系、人才队伍和装备建设、完善体制机制等内容,促进其健康可持续发展。

(1)超前谋划标准规范体系建设。地表基质调查工作业务新、范围广、内容杂,跨学科、跨领域特色鲜明。应在充分借鉴已有各专项调查工作标准规范基础上,按照“统一标准制定和指标设定”要求和在自然资源调查监测标准体系框架范围内,构建全新的支撑地表基质调查工作的标准规范体系和相应技术要求,为工作的统一组织实施和质量管控提供依据。总纲性规范和原则性标准,应提前谋划和制定;一般性规范标准和技术要求可结合项目实施,分步制定、先试先用、逐步推广,并随着工作的推进和拓展,不断修改、补充、完善。

(2)牢固确立科技创新鲜明导向。科技创新应贯穿于地表基质调查的全流程。应瞄准地表基质调查及其数据成果在支撑自然资源统一管理、高效利用,地表基质各要素相互作用及对不同类型自然资源的孕育支撑机理,国土空间整体规划和综合利用,生态环境综合修复与治理等领域内的重大科学问题和关键技术,重点在基础理论、基本原理、科学模型、数据处理、分析评价、综合集成、技术装备等方面开展研究,鼓励创新。建议根据工作需求和进展情况,适时建设支撑地表基质调查的重点实验室或工程技术中心等科研平台,力争结合调查工作推进,逐渐形成一批具有重大影响的科技成果,更好地服务支撑自然资源研究、管理、应用等领域相关工作。

(3)加快理顺地表基质调查与其他相关调查业务关系。地表基质调查本身是一项新业务,但并不意味着其具体工作内容都是全新的,恰恰相反,其涉及到的各要素属性调查,都具有一定的工作基础。从这个角度看,它是以前各单一门类自然资源调查中涉及地表基质层相关工作的统一和集成。因此,要进一步理顺其与自然资源基础调查和专项调查工作之间的关系。第一,要厘清地表基质调查与其他相关工作的业务边界。根据《方案》的总体部署,可将基础调查和其他专项调查中涉及地表基质的相关内容,统一到地表基质调查中进行部署。第二,要明确地表基质调查不能完全代替各门类自然资源调查中涉及地表基质的具有明确目的指向的专业调查工作。如水资源调查中的水文地质调查、基础地质调查中的第四纪地质调查、支撑找矿的勘查地球化学调查,以及服务工程建设的工程地质调查等,仍需要开展专业而深入的调查工作。第三,地表基质调查需充分利用和借鉴其他各类调查工作的数据、资料和成果。包括遥感图像和解译、地质地球化学调查、国土空间布局规划、生态地质调查、森林草原调查、土地调查和地理国情监测、湿地调查资料、数据、成果等等,它们是开展地表基质调查的重要基础。应在开展地表基质调查之前,广泛收集和系统分析。第四,是要做好地表基质调查成果与其他调查成果的有效衔接和综合集成。例如建立统一的空间坐标系统和地理信息框架、统一的数据建库结构和处理集成平台等,真正实现《方案》中规划的自然资源管理“一张底版、一套数据、一个平台”的目标。

(4)切实加强体制机制建设。《方案》明确,地表基质调查由自然资源主管部门负责,地调部门组织实施,条件成熟时,择时择机开展。相对于基础调查和各单门类自然资源的专项调查而言,地表基质调查工作刚刚提出,这与其在新时代自然资源综合调查监测和支撑生态文明建设背景下所具有的地位和意义是不相称的。当务之急是针对地表基质调查的性质、定位、目标、作用,在现有法规制度体系基础上,加速构建支撑和保障地表基质调查持续、稳定、健康和高质量发展的体制机制,出台配套的政策规章。充分利用自然资源管理体系改革、部门职能整合难得机遇,统筹使用涉地表基质调查领域的人力、物力、财力,加强相关人才队伍培养和建设,强化分工协作,使地表基质调查工作尽快跟上时代发展步伐。

5结论

基于对自然资源部《自然资源调查监测体系构建的总体方案》内容解读和初步理解,结合自然资源调查工作现状和研究基础,就地表基质调查工作形成如下认识和初步成果。相信随着地表基质调查工作的启动与持续开展,必将进一步丰富自然资源调查监测体系,在提升我国自然资源管理能力和国土空间整体规划科学水平,支撑解决制约生态环境修改治理关键问题方面发挥重要作用。

(1)地表基质层是一个跨越多门类自然资源业务体系和学科体系的新概念,其基本含义是当前出露于地球陆地地表浅部或水体底部,由天然物质经自然作用所形成,孕育和支撑(但不一定或不限于)森林、草原、水、生物等各类自然资源的基础物质层。针对地表基质层开展的调查工作即地表基质调查。

(2)地表基质调查是新时代自然资源调查监测体系不可或缺的组成部分,其数据与成果,在自然资源统一管理和科学研究、国土空间综合利用和科学规划、生态环境保护修复和综合治理等方面的支撑服务领域十分宽广,作用突出、意义重大。

(3)地表基质调查是明显带有强烈基础调查色彩的专项调查工作,在自然资源综合调查体系中具有基础性、公益性和战略性地位。亟需充分利用自然资源部组建和自然资源管理职能重组的难得机遇,面向国家战略,整合相关力量,加强基础研究,搞好顶层规划,高起点、体系化启动并推进地表基质调查工作。

(4)针对地表基质调查探索性和创新性特点,结合已开展的自然资源调查工作成果和经验,通过构建地表基质调查的时空—物质—属性结构模型,对其总体目标和具体任务,科学部署和组织实施,调查内容和工作重点,技术流程和方法体系,成果集成和服务应用,以及支撑体系和保障机制措施等问题提出了初步建议。

摘自《中国国土资源经济》2020年第9