劉嘉麒

（中國科學院地質與地球物理研究所，北京 100029）

很高興能來參加這次“院士講地質——2021京津冀地質生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展高峰論壇”，今天主要給大家講一講地質工作在區(qū)域協(xié)調發(fā)展中的作用。在京津冀的發(fā)展中，地質工作是相當重要的，將發(fā)揮重大的作用。

1 京津冀的自然背景

京津冀地處華北地區(qū)，第二與第三地勢梯度過渡帶，東臨大海，西接高原（黃土高原、蒙古高原），有山、有水、有平原，自然環(huán)境優(yōu)越。地質上，京津冀是一個古老地塊——華北克拉通，華北凹陷，資源豐富。氣候為北溫帶，比較適宜，但是霧、霾、沙塵相對較多。京津冀處在這樣一個環(huán)境當中，其實地質工作可以發(fā)揮方方面面的作用，我今天著重提兩個方面：一是把太行山打造成為綠水青山和金山銀山；二是促進產(chǎn)業(yè)升級、經(jīng)濟轉型。

2 把太行山打造成綠水青山和金山銀山

在華北地區(qū)，太行山是比較重要的。太行山對于河北，乃至華北氣候環(huán)境和經(jīng)濟社會發(fā)展有著重要影響，它猶如一垛墻擋在華北的西部，阻擋大氣環(huán)流，阻擋空氣擴散，這個地區(qū)霧、霾天氣多，除了人為因素以外，與它的存在不無關系。因此在生態(tài)環(huán)境、“雙碳”建設和水文地質方面，都將起到至關重要的作用。因此在京津冀資源環(huán)境方面，必須要將太行山考慮進去。如何把太行山打造成綠水青山和金山銀山，考慮有以下幾方面工作。

（1）建立地質大剖面、大峽谷，提升科學價值

太行山從南到北上百萬米，有數(shù)百千米的大峽谷。我曾去世界聞名的美國科羅拉多大峽谷考察過，它的剖面比較完整，但是它的地質時代沒有太行山大峽谷的地質時代完整，太行山大峽谷的地質時代，從太古宙開始一直到第四紀，幾乎涵蓋了所有地質層位，遠遠超過了科羅拉多大峽谷，后者幾乎沒有古生代和前古生代的層位。從時代的連續(xù)性上來說，太行山從25億年～27億年的層位上很連續(xù)，而且層位基本保持水平，盡管隆升，但是構造活動不算強烈。層位水平對于地質工作來講非常有利，如果太多褶皺、斷裂或者遭到破壞，對于層序研究會有諸多的麻煩，所以不管在空間上和時間上、巖石類型上和地層層序上，太行山既可以做地質工作的大型野外教科書，還可以做一個大的自然遺產(chǎn)，太行山地質大剖面的研究，對科學、經(jīng)濟發(fā)展都會有很大作用。太行山是京津冀地區(qū)一個很重要的地質體，故提出的第一點工作就是把太行山地質大剖面、大峽谷能夠很好地建立起來。

（2）發(fā)揮自然資源優(yōu)勢

京津冀地區(qū)的礦產(chǎn)資源和能源、生物資源和旅游資源都比較豐富。

第一、礦產(chǎn)資源和能源。在京津冀地區(qū)，礦產(chǎn)資源和能源比較豐富，有煤、石油、天然氣以及地熱資源。雄安一帶主要開發(fā)地熱資源，另外鐵礦、銅礦、鉬礦、金礦等礦產(chǎn)資源也相對比較豐富。

第二、生物資源。京津冀地區(qū)森林、草原、植物、動物和藥材等資源也很豐富。

第三、旅游資源。我們國家在地質公園建設、地質遺跡建設方面做了大量的工作，推動了很多地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和旅游發(fā)展，這方面應歸功于地質工作。以前大家對地質工作不甚了解，但是地質公園和地質旅游工作開展以后，大家都見到了實效，所以對地質工作更加支持，更加認可它的重要性。在旅游資源方面，如果將北京、河北、河南、山西整合成一條旅游線，將有十幾個國家級以上的地質公園，然后再聯(lián)合一些文化遺產(chǎn)，將是一條非常精彩的旅游熱線，但是目前都比較分割。因此，提出的第二點工作就是京津冀地區(qū)的地質工作應該在自然資源方面發(fā)揮作用。

（3）構建生態(tài)保護的天然綠化帶

把太行山脈作為一個整體，統(tǒng)籌進行生態(tài)建設，使之成為綠水青山，成為華北地區(qū)的綠色屏障。在實現(xiàn)碳達峰、碳中和過程中發(fā)揮重要作用，減少乃至避免霾天氣發(fā)生。

在生態(tài)建設方面，山區(qū)的生態(tài)建設比平原的生態(tài)建設更能發(fā)揮效益。因為山區(qū)是立體的，相同的土地面積下，山區(qū)的立體平面面積遠遠超過平原的平面面積。它可以有不同的植被帶和生態(tài)帶，這對于生態(tài)的發(fā)展十分重要。華北地區(qū)東邊是平原，西邊是太行山，如果做好太行山剖面的生態(tài)建設，將對京津冀地區(qū)的生態(tài)建設發(fā)揮重要的作用。碳中和、碳達標最終目的，主要是靠生態(tài)系統(tǒng)吸收碳的排放，那么做好生態(tài)建設還是依靠植物和生物；而京津冀地區(qū)正好具備一個天然屏障，需要將它綠化好，將它真正變成綠水青山，考慮將山區(qū)和平原的生態(tài)建設有效地結合起來，那么它將在生態(tài)環(huán)境和“雙碳”方面發(fā)揮主要作用。

另外還涉及水的問題。華北地區(qū)相對缺水，而且部分地區(qū)地下水過度開采，因此將來的工作調整，應考慮如何將地表水，包括湖泊、河流和大氣降水很好地利用起來，以及做好地下水開發(fā)利用規(guī)劃，再加上南水北調的輔助作用，避免出現(xiàn)過度開采地下水造成的塌陷、漏斗、地面沉降等問題。

在京津冀地區(qū)的綠色生態(tài)建設方面，除了自然環(huán)境的建設，還包括城市建設。2021年6月，在天津召開的中國海綿城市國際交流大會中，多位專家也都提出，現(xiàn)在除了要做好智慧城市建設，更加重要的是要做好海綿城市和立體城市建設，但是這些都需要對自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境進行更加完善的規(guī)劃和設計。在這些方面，我們的地質工作應該也必須發(fā)揮更大作用。將京津冀的生態(tài)環(huán)境建設好，這不僅是對本地區(qū)，對國家也有突出的貢獻。

（4）將自然景觀與歷史、文化有機地結合在一起，發(fā)展旅游事業(yè)，發(fā)展低碳經(jīng)濟，推動地方經(jīng)濟發(fā)展

太行山受拒馬河、滹沱河、漳河、沁河、丹河等切割，多橫谷，當?shù)胤Q為“陘”，為東西交通重要通道，古有“太行八陘”：軹關陘、太行陘、白陘、滏口陘、井陘、蒲陰陘、飛狐陘、軍都陘。太行山脈西翼連接山西高原，東翼由中山、低山、丘陵過渡到平原。山中多雄關，著名的有位于河北的紫荊關，山西的娘子關、虹梯關、壺關、天井關、平型關等。

京津冀地區(qū)自然景觀、文化和歷史遺跡都是非常精彩、非常豐富的，包括長城、故宮、天壇等，河北、天津也有多處文化古跡，如果能夠將這些歷史文化古跡和自然環(huán)境有機結合起來，就能夠對地方經(jīng)濟的發(fā)展發(fā)揮很大的作用。這些地方資源很豐富，但是有點分散，資源沒有很好地整合起來，就不能發(fā)揮整體的作用。所以像今天這個京津冀地質生態(tài)環(huán)境協(xié)調發(fā)展的會議一樣，打破行政界限，真正地把京津冀一體化，這樣才能發(fā)揮更大的作用。

（5）將太行山作為一個整體，使之成為國家和世界自然遺產(chǎn)

太行山作為中華民族重要的發(fā)祥地之一，擁有大量獨一無二的有形和無形的文化遺產(chǎn)、自然遺產(chǎn)。推動太行山申報世界遺產(chǎn)，是一項功在當代，利在千秋的事業(yè)。太行山符合多條世界遺產(chǎn)申報的自然和文化標準。它不僅擁有25億年以上代表亞洲東部典型山脈形態(tài)地質地貌價值的地質發(fā)展史，還被國際生物學界認定為一個重要的全球生物多樣性地理單元，包含了突出的生物多樣性價值。

京津冀地區(qū)文化遺產(chǎn)已經(jīng)很多了，但是自然遺產(chǎn)相對還比較少。截至2021年7月，我國共有56個世界遺產(chǎn)，其中文化遺產(chǎn)38個，文化和自然遺產(chǎn)4個，自然遺產(chǎn)僅有14個。如果以太行山為主體，要打造成一個世界遺產(chǎn)，它既可以作為自然遺產(chǎn)，也可以作為文化遺產(chǎn)，可以成為雙遺產(chǎn)，這對整個京津冀地區(qū)和華北地區(qū)將會發(fā)揮重要作用。并且太行山作為革命老區(qū)，樹立了“太行精神”，豐富了太行文化內涵。太行文化是中華傳統(tǒng)文化的典范，中華民族的偉大復興需要太行精神。

綜合來說，太行山地區(qū)要打造出一個整體的世界自然和文化遺產(chǎn)，需要各地方政府和有關部門很好的支持和協(xié)同。太行山跨越4個省市，其主體在河北，河北應主動率先把太行事業(yè)抓起來，協(xié)調兄弟省市，共同把太行山打造成綠水青山和金山銀山的典范。

3 促進產(chǎn)業(yè)升級、經(jīng)濟轉型

京津冀地區(qū)有著悠久的歷史，為中國的發(fā)展作出了卓越貢獻。除了高度發(fā)達的高科技產(chǎn)業(yè)，也有相當廣泛的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，如煤炭、鋼鐵、化工等占據(jù)很大比重，但是這些傳統(tǒng)行業(yè)，耗能量和排放量均比較大，這給節(jié)能減排，實現(xiàn)“雙碳”目標增加很大壓力，因此必須促進產(chǎn)業(yè)升級、經(jīng)濟轉型。

京津冀地區(qū)存在豐富的玄武巖，因此綠色高新產(chǎn)業(yè)——玄武巖纖維材料產(chǎn)業(yè)，可作為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的一個美好選項。玄武巖纖維材料是以火山噴發(fā)形成的玄武巖為原料，經(jīng)過一定的工藝流程制作成的纖維、巖棉、鱗片等復合材料和定型產(chǎn)品，展現(xiàn)出綜合性能好、性價比高、產(chǎn)業(yè)鏈長、用途廣等優(yōu)勢，使點石成金變?yōu)楝F(xiàn)實。在正常生產(chǎn)加工過程中不產(chǎn)生有毒物質，無廢氣、廢水、廢渣排放，是20世紀末剛剛興起的新型綠色高性能無機非金屬工業(yè)材料。2009年玄武巖纖維被列為國家重點發(fā)展的四大纖維之一，與碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維這些高級纖維并列；2016年，工信部、發(fā)改委、科技部、財政部聯(lián)合出臺的《關于加快新材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的指導意見》，玄武巖纖維被列入新型無機非金屬功能材料名單；2020年初，再次將玄武巖纖維列入關鍵戰(zhàn)略材料。因此，我認為玄武巖纖維的發(fā)展前景更好，發(fā)展空間更大，甚至可能替代它們。

（1）玄武巖纖維的類型

玄武巖纖維可以分為3種類型：纖維（Continue Basalt Fiber，CBF）、巖棉（Basalt Wool）和鱗片（Basalt Scale）。

（2）玄武巖纖維材料的主要特征

玄武巖纖維用途廣泛，其具有抗拉強度高，力學性能好；介電系數(shù)高，絕緣性能好；熱傳導系數(shù)低，阻燃性能好，既耐高溫又耐低溫；既耐酸又耐堿，化學穩(wěn)定性好，抗腐蝕性能強；與水泥相容性好，握裹力強，對增強水泥混凝土結構具有無可替代的優(yōu)勢；優(yōu)良的透波性能和一定的吸波性能，適宜做隱形材料；吸音系數(shù)高，抗電磁輻射功能強等優(yōu)越性，更重要的是它無污染，易降解回收。

（3）玄武巖纖維復合材料和應用領域

玄武巖纖維可以做成多種復合材料，如棒、板、筋、管、網(wǎng)、繩和布等，用途廣泛，在航天、航空、軍事、石油、海洋、建筑和交通方方面面都有應用，每個方面都有很大的發(fā)展空間。例如從立體交通方面來說，包括飛機、無人機、高速公路、橋梁、涵洞、碼頭和輪船這些方面都有很好的應用。產(chǎn)業(yè)升級轉型使得礦產(chǎn)資源和自然資源的應用，既可以提高性價比，又可以減少環(huán)境污染、提升資源利用率，為國家創(chuàng)造更大的價值。

4 結語

（1）京津冀是我國的政治中心、文化中心，是全國最重要的地區(qū)，由于它的特殊社會地位和輻射作用，該地區(qū)必須協(xié)同發(fā)展，能夠對全國產(chǎn)生積極影響。

（2）政治是社會發(fā)展的引擎，科技是第一生產(chǎn)力；人類生存所依賴的資源、能源、氣候和生態(tài)環(huán)境，樣樣都與地球科學密切相關。地球科學是養(yǎng)育人類的科學，在區(qū)域乃至整個社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。

（3）相信地球科學會在京津冀地區(qū)，在整個中國的經(jīng)濟發(fā)展當中，在人類命運共同體的建設當中都能發(fā)揮更大的作用。