歐陽(yáng)淵 ，劉洪,2，* ，張景華 ，唐發(fā)偉 ，張騰蛟 ，黃勇 ，黃瀚霄 ，李富 ，陳敏華 ，宋雯潔

（1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，四川 成都 610200；2.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610059；3.防災(zāi)科技學(xué)院地質(zhì)工程學(xué)院，河北 廊坊 430074）

從地球系統(tǒng)多圈層交互作用角度，認(rèn)識(shí)地質(zhì)環(huán)境的變化規(guī)律（孫樞等，2005；任紀(jì)舜等，2019；朱日祥等，2021），研究人—地相互關(guān)系、促進(jìn)人類(lèi)與地質(zhì)環(huán)境協(xié)調(diào)共處，維護(hù)好地球的生態(tài)平衡，是人類(lèi)生存發(fā)展面臨的重大課題（張永雙等, 2017；吳中海等，2021）。新時(shí)代自然資源工作的新職責(zé)賦予了地質(zhì)調(diào)查工作新使命和定位（李仰春等，2018），促使了地質(zhì)調(diào)查工作與生態(tài)保護(hù)修復(fù)和國(guó)土空間用途管制的結(jié)合（李金發(fā)等，2014，2016；殷志強(qiáng)等，2018；張永雙等，2021）。生態(tài)地質(zhì)學(xué)是研究生態(tài)與地質(zhì)環(huán)境相互關(guān)系及作用機(jī)理的科學(xué)（聶洪峰等，2019），調(diào)查及研究對(duì)象是巖石圈—水圈—土壤圈—大氣圈—生物圈相互作用的地球表層系統(tǒng)（楊巍然，2006；丁永建等，2013；楊建鋒等，2014；石建省等，2019；侯紅星等，2021；劉媛媛等，2021；張甘霖等，2021）。生態(tài)地質(zhì)調(diào)查是基于區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果的綜合性地質(zhì)調(diào)查工作，調(diào)查的目的是服務(wù)于國(guó)土空間用途管制和生態(tài)保護(hù)與修復(fù)（袁國(guó)禮等，2023）。

中國(guó)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作起步較晚，迫切需要地質(zhì)工作者通過(guò)深入實(shí)踐和探索來(lái)總結(jié)適用于不同地區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)方法。為更好地支撐西南地區(qū)生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)屏障建設(shè)，探索總結(jié)一套適用于西南山區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)方法，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心選擇大涼山區(qū)和三峽庫(kù)區(qū)開(kāi)展生態(tài)地質(zhì)調(diào)查調(diào)查和研究生態(tài)地質(zhì)分區(qū)和評(píng)價(jià)，提出了區(qū)域生態(tài)保護(hù)與修復(fù)和國(guó)土空間用途管制的對(duì)策建議。在大涼山區(qū)和三峽庫(kù)區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查及方法探索的基礎(chǔ)上，筆者系統(tǒng)總結(jié)了適用于西南山區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)思路和方法，以期為其他地區(qū)的工作提供借鑒案例。該思路和技術(shù)方法可進(jìn)一步推廣到全國(guó)亞熱帶、溫帶山區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查與評(píng)價(jià)工作中，對(duì)全國(guó)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查方法體系的完善和生態(tài)地質(zhì)學(xué)科的建設(shè)也具有一定支撐作用。

1 生態(tài)地質(zhì)調(diào)查現(xiàn)狀

1.1 國(guó)際現(xiàn)狀

20 世紀(jì)30 年代，前蘇聯(lián)學(xué)者Troll 首次提出地質(zhì)學(xué)與生態(tài)學(xué)交叉學(xué)科——“地質(zhì)生態(tài)學(xué)（Geoecology）”概念（Trofimov et al.，1994a；何政偉等，2003）。俄羅斯學(xué)者Trofimov 等（1994b）進(jìn)一步建立了“生態(tài)地質(zhì)學(xué)（Eco—Geology）”的概念，把生態(tài)地質(zhì)學(xué)定義為地質(zhì)學(xué)的分支學(xué)科，并認(rèn)為生態(tài)地質(zhì)學(xué)是把地質(zhì)環(huán)境（巖石圈表層）作為生態(tài)系統(tǒng)的組成部分進(jìn)行研究。此外，比利時(shí)、英國(guó)、印度和新西蘭等國(guó)家的學(xué)者先后撰文從不同角度闡述了有關(guān)生態(tài)地質(zhì)學(xué)的定義、理論和研究?jī)?nèi)容（Swennen et al.，1994；Kellaway，1995；Panda et al.，1995；Williams et al.，1995；Dickinson et al.，1996；Kucha et al.，1996）。20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，面對(duì)人與地球可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題，許多國(guó)家都開(kāi)始生態(tài)地質(zhì)相關(guān)的調(diào)查和研究工作。其中，俄羅斯的先后出版了1∶20 萬(wàn)、1∶10 萬(wàn)、1∶5 萬(wàn)和1∶2.5 萬(wàn)等各類(lèi)比例尺 的 生 態(tài) 地 質(zhì) 調(diào) 查 相 關(guān) 規(guī) 范（Trofimov， 2008；Dmitrievich et al.，2012），還進(jìn)行了諸如農(nóng)業(yè)生態(tài)地質(zhì)、城市生態(tài)地質(zhì)、大江大河及大型湖泊的生態(tài)地質(zhì)、大型工程的生態(tài)地質(zhì)等專(zhuān)項(xiàng)地質(zhì)調(diào)查（李瑞敏等，2004；李仰春等，2018）。

進(jìn)入21 世紀(jì)以來(lái)，美國(guó)科學(xué)家提出“地球關(guān)鍵帶（Earth Critical Zone）”的 概 念（National Research Council，2001），以地球關(guān)鍵帶這一概念對(duì)地球表層系統(tǒng)進(jìn)行了具有操作意義上的劃分（Lin，2010；Giardino et al.，2015；Zhang et al.，2019；張麗等，2021），也更加具體化了生態(tài)地質(zhì)學(xué)的調(diào)查和研究對(duì)象。目前，俄羅斯已經(jīng)建立了生態(tài)地質(zhì)學(xué)研究體系開(kāi)展了一系列生態(tài)地質(zhì)調(diào)查及填圖+生態(tài)地質(zhì)監(jiān)測(cè)（國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）+生態(tài)地質(zhì)模擬和生態(tài)地質(zhì)功能分析評(píng)價(jià)等工作（聶洪峰等，2021a）。各國(guó)學(xué)者從各自的角度進(jìn)一步撰文陳述了各自對(duì)生態(tài)地質(zhì)學(xué)的理解，將生態(tài)地質(zhì)的概念進(jìn)一步擴(kuò)展（Vartanyan et al.，2006；Trofimov，2009，2010，2013；Trofimov et al.，2010；Korolev et al.，2012；Kumar et al.，2015；Ulrikh et al.，2016）。然而，國(guó)際上對(duì)生態(tài)地質(zhì)學(xué)的定義和認(rèn)識(shí)至今尚不統(tǒng)一。

1.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀

20 世紀(jì)50～90 年代，中國(guó)老一輩科學(xué)家就提出了與社會(huì)經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)的“地球表層系統(tǒng)（Surface-Earth System）”的概念（錢(qián)學(xué)森，1994；李廷棟，1999），認(rèn)為地球表層研究是“跨地理學(xué)、氣象學(xué)、地質(zhì)學(xué)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)和國(guó)土經(jīng)濟(jì)的新學(xué)科”（錢(qián)學(xué)森，1994；黃潤(rùn)秋，2001；胥勤勉等，2014）。20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，中國(guó)學(xué)者也開(kāi)始涉足生態(tài)地質(zhì)調(diào)查研究領(lǐng)域（陶于祥等，1998；盧耀如，1998；林景星等，1999，2003；朱裕生，1999）。1994 年，中國(guó)首次在大巴山地區(qū)開(kāi)展了1∶5 萬(wàn)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查試點(diǎn)，并對(duì)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行了總體評(píng)價(jià)（王長(zhǎng)生等，1997）。20 世紀(jì)90 年代末，原地質(zhì)礦產(chǎn)部部署實(shí)施了“1∶5 萬(wàn)四平幅生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查”試點(diǎn)項(xiàng)目，評(píng)價(jià)了調(diào)查區(qū)自然生態(tài)質(zhì)量，提出了區(qū)域國(guó)土資源開(kāi)發(fā)利用規(guī)劃和建議（蔣惠忠等，2002）。

21 世紀(jì)以來(lái)，中國(guó)學(xué)者從地質(zhì)條件對(duì)土壤及生態(tài)環(huán)境的制約機(jī)制（汪振立等，2009；張騰蛟等，2020; 李樋等，2021a；張慈等，2021）、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)（劉洪等，2021）、地層巖性對(duì)植物群落分布的影響（張戀等，2021）、巖石-土壤-植物的元素傳導(dǎo)過(guò)程（李樋等，2022，2023）、成土母質(zhì)及土壤地質(zhì)單元分類(lèi)（劉洪等，2020；歐陽(yáng)淵，2021）、土壤厚度調(diào)查（李富等，2021a，2021b）、巖石-土壤-植被一體化數(shù)據(jù)系統(tǒng)（何政偉，2002）、地質(zhì)背景與生態(tài)系統(tǒng)演化（張景華等，2021c）、地質(zhì)背景與農(nóng)業(yè)種植（張振平，2004；馮乃琦等，2022）、生態(tài)地球化學(xué)（金雄偉等，2020；姬華偉等，2021；于俊博等，2021；王喬林等，2021；曾琴琴等，2021；張亞麗等，2021；居字龍等，2022）、生態(tài)地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)（謝亞軍等，2018；Sun et al.，2019；彭建兵等，2022；王穎維等，2023）、巖溶區(qū)生態(tài)地質(zhì)（曹建華等，2004；郭純青等，2005；張連凱等，2021）、荒漠區(qū)生態(tài)地質(zhì)（古琴等，2007；劉建宇等，2021）、人類(lèi)世生態(tài)地質(zhì)學(xué)（孫立廣等，2017）、小流域生態(tài)地質(zhì)（許向?qū)幍龋?004；韓玉等，2020；杜尚海等，2022；王堯等，2023）、生態(tài)地質(zhì)編圖方法（劉洪等，2023）、生態(tài)環(huán)境演化與監(jiān)測(cè)（程朋根等，2015；方正等，2020；黃振興等，2022）、礦山生態(tài)修復(fù)（李保杰等，2015；朱鵬等，2016；徐嘉興等，2017；楊志，2019；張昊等，2021；胡振琪等，2022；馮立等，2023）、生態(tài)地質(zhì)評(píng)價(jià)與區(qū)劃（王寧濤等，2012；李萬(wàn)鈺等，2020；張景華等，2020，2021a；杜華明，2021；王鵬等，2021；劉子金等，2022；張林等，2022）、生態(tài)環(huán)境地質(zhì)承載力（趙銀兵，2009；倪忠云，2011；趙銀兵等，2022；王化齊等，2023；張景華等，2023）和生態(tài)地質(zhì)教育（汪振立等，2012）等不同方面對(duì)生態(tài)地質(zhì)學(xué)進(jìn)行了相關(guān)論述。

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局先后開(kāi)展了多項(xiàng)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作。例如，2001 年在“1∶25 萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”工作中增加生態(tài)地調(diào)查內(nèi)容；2003 年開(kāi)展“1∶25 萬(wàn)鐵嶺市幅生態(tài)地質(zhì)調(diào)查”，并與俄羅斯相關(guān)機(jī)構(gòu)合作開(kāi)展了系統(tǒng)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查與研究，探索以城鎮(zhèn)阿赫農(nóng)林規(guī)劃為中心的生態(tài)調(diào)查方法的體系（陳樹(shù)旺等，2012）。2017 年開(kāi)展“承德市國(guó)家生態(tài)文明示范區(qū)綜合地質(zhì)調(diào)查” ，探索基于地質(zhì)建造適用于華北淺山區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查方法（王京彬等，2020；殷志強(qiáng)等，2020a）；2019 年以來(lái)實(shí)施新一輪生態(tài)地質(zhì)調(diào)查計(jì)劃和工程（聶洪峰等，2019；肖春蕾等，2021b），在全國(guó)層次、西南大涼山區(qū)、東北大興安嶺林區(qū)、黃河源高原寒區(qū)、華南贛南山地丘陵區(qū)和滇西北山區(qū)，以及《全國(guó)重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃（2021～2035 年）》中的“三區(qū)四帶”，包括高原生態(tài)屏障區(qū)、黃河重點(diǎn)生態(tài)區(qū)（含黃土高原生態(tài)屏障）、長(zhǎng)江重點(diǎn)生態(tài)區(qū)（含川滇生態(tài)屏障）、東北森林帶、北方防沙帶、南方丘陵山地帶和海岸帶等地區(qū)（聶洪峰等，2021a；肖春蕾等，2021a；李文明等，2022），部署了多個(gè)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查試點(diǎn)項(xiàng)目，目的在于初步探索不同尺度、不同地質(zhì)背景和不同地理景觀地區(qū)和不同生態(tài)功能區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查、評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)技術(shù)方法。此外，廣東、浙江、寧夏、湖北、河南、廣西、河北、重慶和陜西等地也陸續(xù)開(kāi)展了省級(jí)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目的探索。這些工作將生態(tài)保護(hù)修復(fù)和國(guó)土空間用途管制列為生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的新使命，將中國(guó)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作推向一個(gè)新的高潮。

1.3 生態(tài)地質(zhì)調(diào)查方向評(píng)述

目前來(lái)看，雖然各個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了一些生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)方法的初步探索，逐漸豐富了生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的定義。但還有一些諸如定義不夠準(zhǔn)確、研究?jī)?nèi)容不夠明晰、成果的表達(dá)也不夠統(tǒng)一和學(xué)科體系和人才團(tuán)隊(duì)亟須構(gòu)建等問(wèn)題，適用于不同地質(zhì)—地理?xiàng)l件的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)方法也需進(jìn)一步探索和規(guī)范。

生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)工作仍需在以下4 個(gè)方面突破：①開(kāi)展生態(tài)地質(zhì)關(guān)鍵理論和技術(shù)問(wèn)題攻關(guān)，加強(qiáng)典型地段多圈層交互作用分析，揭示大氣圈、生物圈、土壤圈、巖石圈、水圈等多圈層各相關(guān)要素間的相互作用過(guò)程，分析生態(tài)系統(tǒng)演化的地質(zhì)學(xué)機(jī)理。②創(chuàng)新地球關(guān)鍵帶（生態(tài)地質(zhì)交互帶）生態(tài)地質(zhì)調(diào)查技術(shù)方法 ，研發(fā)土壤礦物質(zhì)組分、土壤含水量、森林覆蓋度、生態(tài)問(wèn)題等生態(tài)地質(zhì)調(diào)查要素智能化提取、生態(tài)空間變化趨勢(shì)模擬等方法，建立生態(tài)地質(zhì)單元類(lèi)分級(jí)指標(biāo)體系，劃分生態(tài)地質(zhì)單元，形成生態(tài)地質(zhì)適宜性評(píng)價(jià)、生態(tài)地質(zhì)分區(qū)評(píng)價(jià)、重大生態(tài)地質(zhì)問(wèn)題評(píng)估、生態(tài)修復(fù)效果評(píng)估等方法。③建立星空地網(wǎng)一體化的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)體系。④探索綠色礦山勘查、礦山生態(tài)修復(fù)治理地復(fù)墾方法技術(shù)。

2 西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)特征

2.1 西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)背景

文中所定義的“西南山區(qū)”，是指生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工程劃分的全國(guó)生態(tài)地質(zhì)分區(qū)（聶洪峰等，2021b）中“西南生態(tài)地質(zhì)大區(qū)（Ⅲ）”（圖1），除去平原農(nóng)業(yè)區(qū)和淺丘農(nóng)業(yè)區(qū)以外的山區(qū)部分。該區(qū)域主要包括四川盆地生態(tài)地質(zhì)區(qū)（Ⅲ1）、秦巴山地生態(tài)地質(zhì)區(qū)（Ⅲ2）、三峽水庫(kù)生態(tài)地質(zhì)區(qū)（Ⅲ3）、武陵-雪峰山生態(tài)地質(zhì)區(qū)（Ⅲ4）、云貴高原生態(tài)地質(zhì)區(qū)（Ⅲ5）、滇中西山地生態(tài)地質(zhì)區(qū)（Ⅲ6）和滇桂南部生態(tài)地質(zhì)區(qū)（Ⅲ7）等7 個(gè)Ⅱ級(jí)生態(tài)地質(zhì)分區(qū)（圖1），以及四川盆地西部岷山-邛崍褶斷低山云杉冷杉林常綠闊葉林生態(tài)地質(zhì)亞區(qū)（Ⅲ1-a）、四川盆地北部褶斷低山農(nóng)林復(fù)合生態(tài)地質(zhì)亞區(qū)（Ⅲ1-c）、 四川盆地南緣巖溶常綠-落葉闊葉林生態(tài)地質(zhì)亞區(qū)（Ⅲ1-e）等42 個(gè)三級(jí)生態(tài)地質(zhì)分區(qū)（圖1，表1）。

表1 西南地區(qū)生態(tài)地質(zhì)分區(qū)表（據(jù)聶洪峰等，2021b 修改）Tab.1 Eco-geological division mountains region in SW China

圖1 西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)分區(qū)簡(jiǎn)圖（據(jù)聶洪峰等，2021b 修改）Fig.1 Eco-geological division of mountainous region in SW China

西南山區(qū)在一級(jí)大地構(gòu)造劃分上，主體屬揚(yáng)子陸塊區(qū)（YZ）（圖2），北緣屬秦祁昆造山系（QK）和華北陸塊區(qū)（NC）小部分，西南角為西藏-三江造山系（XS）（圖2）（潘桂棠等，2009；尹福光等，2021）?？缭降亩?jí)大地構(gòu)造分區(qū)主要包括豫皖陸塊（YW）、秦嶺弧盆系（QL）、上揚(yáng)子陸塊（UY）、三江弧盆系（SJ）、羌塘-保山地塊（QB）和拉薩-騰沖地塊（LT）（圖2）。三級(jí)構(gòu)造分區(qū)包括川中前陸盆地（UY3）、揚(yáng)子陸塊南部碳酸鹽巖臺(tái)地（UY4）和上揚(yáng)子?xùn)|南緣被動(dòng)邊緣盆地（UY5）等24 個(gè)分區(qū)（圖2）。該地區(qū)屬于特提斯-喜馬拉雅與濱太平洋兩大全球巨型構(gòu)造域結(jié)合部位，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、沉積建造多樣、變質(zhì)作用強(qiáng)烈、陸塊周緣巖漿活動(dòng)頻繁（江新勝等, 2020；王立全等，2021）。特殊的地質(zhì)條件制約了西南山區(qū)地形地貌、氣候環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)形成和發(fā)展。

圖2 西南山區(qū)大地構(gòu)造分區(qū)簡(jiǎn)圖（據(jù)潘桂棠等，2009 修改）Fig.2 Geotectonic division of mountainous region in SW China

西南山區(qū)主要為海拔1 000～3 500 m 的山地、高山地，局部地區(qū)海拔在1 000 m 以下，同時(shí)也存在少量4 000 m 以上的雪山。整體為亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，局部為熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候和溫帶濕潤(rùn)-半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候；地貌上包括起伏山地、低山嶺谷、丘陵、盆地和巖溶石山區(qū)等；土壤類(lèi)型主要為紅壤、黃壤、紫色土、淋溶土和水稻土，局部為磚紅壤和高山地土；植被分帶上主要為熱帶常綠闊葉林，局部為熱帶常綠季雨林、溫帶落葉櫟林。西南山區(qū)自然條件的復(fù)雜性，生態(tài)環(huán)境存在一定的脆弱性，同時(shí)具有環(huán)境變化的敏感性和影響范圍的廣泛性（李文華等，2000）。

2.2 地質(zhì)條件對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

地質(zhì)條件是地質(zhì)環(huán)境的物質(zhì)載體，地質(zhì)環(huán)境則深刻地影響著其上發(fā)育的生態(tài)系統(tǒng)（圖3）。一個(gè)地區(qū)在相近的氣候條件下，地質(zhì)建造條件和地質(zhì)構(gòu)造條件的不同會(huì)直接導(dǎo)致區(qū)內(nèi)土壤性質(zhì)、水文條件、地形地貌和地球表層系統(tǒng)穩(wěn)定性等環(huán)境要素的不同，而這些環(huán)境要素的不同又會(huì)引起熱量、空氣、水分、養(yǎng)分和空間等生態(tài)因子的變化，從而造成生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境的差異（Gruber et al.，2019；Wilson，2019；張騰蛟等，2021；周愛(ài)國(guó)等，2021；Li et al.，2022）。因此，地質(zhì)條件與生態(tài)環(huán)境之間有著密切的聯(lián)系（圖3）。地質(zhì)條件對(duì)生態(tài)環(huán)境的制約可以從地質(zhì)建造和地質(zhì)構(gòu)造2個(gè)方面來(lái)解讀。

2.2.1 地質(zhì)建造條件對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

巖石的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、礦物組成影響土壤的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、厚度等物理特征，從而產(chǎn)生不同的植物立地條件。例如，在大涼山區(qū)，牦牛山區(qū)等地的中酸性巖建造區(qū)，因巖石含有大量的石英顆粒，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，形成的土壤質(zhì)地普遍較粗；而普格、雷波等碳酸鹽巖建造區(qū)土壤黏粒含量高而砂粒含量低（圖4）；安寧河谷等經(jīng)河流沖積形成的沖積建造區(qū)上發(fā)育的土壤多是砂黏土層相間；而山麓洪積巖石碎屑（洪積母質(zhì)）上發(fā)育的土壤常會(huì)有粗大的角礫石。

圖4 雷波地區(qū)碳酸鹽巖風(fēng)化殼剖面圖Fig.4 Carbonate weathering crust in Leibo area

巖石的礦物組成、化學(xué)成分影響土壤的化學(xué)性質(zhì)，直接影響生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)。例如，中酸性巖風(fēng)化形成的土壤含石英多，含鐵錳礦物少，土壤鹽基離子少，土壤往往偏酸；由中性巖或基性巖風(fēng)化形成的土壤，一般富含豐富的鈣和磷，鹽基含量較為豐富，土壤多為中性；碳酸鹽巖風(fēng)化形成的土壤，因其鹽基含量十分豐富，土壤多為堿性。

地質(zhì)建造的化學(xué)組成影響其形成土壤的元素含量（劉洪等，2015，2019；嚴(yán)明書(shū)等，2018），尤其是營(yíng)養(yǎng)元素和重金屬元素的含量水平（Bonfatti et al.，2020；李樋等，2021b；劉洪等，2023），從而對(duì)地域性植被、特色農(nóng)產(chǎn)品、道地藥材（衛(wèi)曉鋒等， 2020）具有重要的影響。

巖石的類(lèi)型、礦物組成、化學(xué)成分對(duì)土壤形成發(fā)育的方向和速率也有決定性的影響，從而影響穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的形成速率。在相似的氣候條件下，疏松質(zhì)軟的砂泥巖風(fēng)化成土的速率更快，而堅(jiān)硬固結(jié)的花崗巖風(fēng)化成土的速率就慢得多。

不同巖石風(fēng)化破碎后形成的成土母質(zhì)的透水性對(duì)成土作用和植被生長(zhǎng)有顯著影響。砂性母質(zhì)透水性強(qiáng)，水分易于通過(guò)，其化學(xué)風(fēng)化作用弱，可淋溶物質(zhì)少，剖面分異不明顯。碎屑巖和巖漿巖形成壤質(zhì)母質(zhì)有適當(dāng)?shù)耐杆?，在水分下滲的影響下，母質(zhì)易發(fā)生化學(xué)風(fēng)化，風(fēng)化產(chǎn)物又能隨水下移淀積，較易發(fā)生層次分化。泥質(zhì)巖形成的黏質(zhì)母質(zhì)由于透水不良，水分在土壤中移動(dòng)緩慢，土壤物質(zhì)由上向下的垂直移動(dòng)慢，剖面發(fā)生分異慢。

2.2.2 地質(zhì)構(gòu)造條件對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

在地質(zhì)構(gòu)造條件方面。生態(tài)環(huán)境變遷和地質(zhì)災(zāi)害與構(gòu)造活動(dòng)，尤其是新構(gòu)造活動(dòng)密切相關(guān)（劉洪等，2023）。巖石的褶皺、斷裂、劈理以及其他面狀、線狀構(gòu)造等。地質(zhì)構(gòu)造對(duì)巖石的風(fēng)化成土、宏觀地貌的形成、水文條件、地球表層系統(tǒng)的穩(wěn)定性等環(huán)境要素方面都具有顯著的影響（劉洪等，2023），進(jìn)而引起生態(tài)因子的變化，造成生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境的差異。

地質(zhì)構(gòu)造條件對(duì)土壤的形成和保存具有顯著的影響。在構(gòu)造破碎帶上，巖石往往更容易風(fēng)化形成更厚的土壤，水平或低角度巖層地區(qū)，土壤分布一般較為穩(wěn)定，而在高角度或者陡立巖層地區(qū)，土壤往往更難保存。

全球尺度的板塊俯沖碰撞和拉張的大地構(gòu)造作用可分別形成巨大的構(gòu)造山系和大陸裂谷盆地。區(qū)域尺度的褶皺構(gòu)造可以形成褶皺山地、擠壓盆地、穹窿等原生褶皺地貌，還可以形成向斜山、背斜谷、單面山、豬背脊等次生褶皺地貌。區(qū)域尺度的斷層作用可以形成斷塊山地、斷陷盆地、斷層崖、斷裂谷地貌以及一些錯(cuò)斷地貌和派生地貌。局部性的火山活動(dòng)可以形成火山地貌和熔巖丘、熔巖壟崗、熔巖湖等火山熔巖地貌。

地質(zhì)構(gòu)造作用可造成巖石破裂形成斷裂和裂隙，如褶皺構(gòu)造中的縱裂隙、橫裂隙、斜裂隙、層面裂隙和斷裂構(gòu)造中的斷裂帶及其次生斷裂。這些斷裂和裂隙常具有良好的導(dǎo)水和儲(chǔ)水功能, 尤其是張性情況下，常形成裂隙網(wǎng)絡(luò)和裂隙含水系統(tǒng)，成為地下水的重要儲(chǔ)集空間和運(yùn)移通道。

地球表層系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接與構(gòu)造活動(dòng)尤其是新構(gòu)造活動(dòng)密切相關(guān)，構(gòu)造活動(dòng)直接或間接地控制著當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境演化、地質(zhì)災(zāi)害和地震的發(fā)育，進(jìn)而影響生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。

2.3 地形條件對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

地形地貌景觀是地球構(gòu)造動(dòng)力學(xué)過(guò)程和氣候相互作用的產(chǎn)物，前者使地表形態(tài)直接發(fā)生變化，后者通過(guò)流域系統(tǒng)沉積物遷移，使地貌形態(tài)發(fā)生變化。地貌形態(tài)還是研究地質(zhì)作用、氣候變化和生物過(guò)程等其他過(guò)程關(guān)鍵邊界條件（Tristan et al.，2023）。

地形地貌包括海拔、坡度和景觀等，這些對(duì)巖石的風(fēng)化成土過(guò)程，以及土壤的組成、結(jié)構(gòu)和厚度均有影響。在一定的區(qū)域內(nèi)，海拔的不同會(huì)直接影響局部的氣溫、降雨等小氣候因素及地形地貌的差異，從而導(dǎo)致土壤和植被出現(xiàn)明顯的垂直分帶現(xiàn)象（圖5）。

地形地貌條件可能會(huì)加速或延遲氣候?qū)︼L(fēng)化作用的影響，從而影響土壤和巖石風(fēng)化層的厚度和結(jié)構(gòu)。陡坡通常會(huì)加速水土流失，導(dǎo)致植被覆蓋較少，使該地區(qū)難以形成較厚的土壤，甚至形成裸巖區(qū)。因此，在相同氣候、地質(zhì)和植被條件，與更平坦的場(chǎng)地相比，陡峭地形區(qū)土壤和巖石風(fēng)化層往往較薄，土壤成熟度也較低。在緩坡區(qū)或者洼地，通常風(fēng)化作用的深度更深，風(fēng)化物的厚度通常會(huì)更大。在低洼地區(qū)，由于水的飽和，一些礦物的風(fēng)化和有機(jī)物的分解可能會(huì)延緩，而鐵和錳的流失則會(huì)加速，最終形成特有的濕地型土壤，如沼澤地、泥炭地和黑土地。在山地-平原過(guò)渡帶，樹(shù)木通常很難生長(zhǎng)在高度飽水的洼地，而被限制在靠山區(qū)一側(cè)，低洼地區(qū)可能會(huì)形成草地或者泥炭沼澤，因?yàn)樯角?平原過(guò)渡帶通常也是森林-草原過(guò)渡區(qū)。同時(shí)，坡向和地形的起伏情況可能影響光照條件。地形還可影響可溶性鹽的積累，山地斜坡上部的溶解鹽可通過(guò)地下水位移動(dòng)到低洼地區(qū)，隨著水分蒸發(fā)，低洼處的溶解鹽含量會(huì)增高。不同的地形區(qū)，巖石風(fēng)化成土過(guò)程、物質(zhì)繼承關(guān)系、元素遷移往往有所不同。山區(qū)斜坡的上部或者鞍部，其成土母質(zhì)類(lèi)型為殘積母質(zhì)，物質(zhì)來(lái)源于下伏基巖的風(fēng)化；斜坡的中下部及山麓，母質(zhì)類(lèi)型為坡積母質(zhì)，由基巖風(fēng)化后通過(guò)近距離搬運(yùn)沉積形成，物源的建造類(lèi)型可能與下伏基巖相同；河谷等低洼地區(qū)母質(zhì)類(lèi)型為沖洪積母質(zhì)，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)距離的搬運(yùn)，其物質(zhì)來(lái)源就較為復(fù)雜，與下伏基巖并無(wú)直接的物質(zhì)繼承關(guān)系（圖6）。

2.4 地質(zhì)-地形地貌-氣候條件制約下的生態(tài)系統(tǒng)分帶性案例

以四川西昌牦牛山為例，受氣候、地質(zhì)條件、地形地貌等因素的影響，大涼山區(qū)土壤類(lèi)型和植被具有明顯的垂向分帶和橫向分帶的特征（圖5）。從高到低，由于海拔引起的局部小氣候和人類(lèi)活動(dòng)強(qiáng)度的差異，導(dǎo)致土壤和植被具有垂向分帶性（歐陽(yáng)淵等，2021）。土壤類(lèi)型由高山/亞高山土壤→淋溶土→紅壤、紫色土、石灰土變化，植被類(lèi)型由高寒草甸→灌木→針葉林→闊葉林→旱地農(nóng)作物→水田農(nóng)作物變化。從東向西，由于海拔、氣候、地質(zhì)條件等差異，導(dǎo)致土壤和植被也出現(xiàn)橫向分帶性（歐陽(yáng)淵等，2021）：黃壤和石灰土帶→黃棕壤、紫色土帶和紅壤帶→棕壤、紅壤帶和石灰土帶，黃茅埂以東為偏濕性常綠闊葉林，以西為偏干性常綠闊葉針葉林。

3 討論

3.1 西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的主要思路

3.1.1 調(diào)查層次

圍繞調(diào)查區(qū)生態(tài)文明建設(shè)和國(guó)土空間規(guī)劃與管制對(duì)地質(zhì)工作的重要需求，在詳細(xì)分析已有資料的基礎(chǔ)上，開(kāi)展區(qū)域性林地、草地、濕地、耕地和建設(shè)用地動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和重點(diǎn)地區(qū)生態(tài)地質(zhì)詳細(xì)調(diào)查。在此基礎(chǔ)上開(kāi)展生態(tài)研究工作，為解決生態(tài)地質(zhì)問(wèn)題提供地質(zhì)資料支撐。

第一層次為市域或完整地理區(qū)域全域綜合研究與評(píng)價(jià) （1∶25 萬(wàn)）。選縣市域（如涼山彝族自治州、廣安市等）或者完整的地理單元（如岷江上游流域、大涼山區(qū)、大婁山區(qū)等）開(kāi)展全域的1∶25 萬(wàn)林草濕地歷史空間動(dòng)態(tài)變化解譯和1∶25 萬(wàn)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查與評(píng)價(jià)，分析調(diào)查區(qū)全域的生態(tài)地質(zhì)背景?；诘刭|(zhì)建造的分析和研究，劃分調(diào)查區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元（成土母質(zhì)單元和土壤地質(zhì)單元等），并在全國(guó)三級(jí)生態(tài)地質(zhì)分區(qū)基礎(chǔ)上進(jìn)行生態(tài)地質(zhì)分區(qū)和評(píng)價(jià)。

第二層次為以典型小流域或者標(biāo)準(zhǔn)圖幅為調(diào)查對(duì)象的重點(diǎn)調(diào)查（1∶5 萬(wàn)）。前人在承德地區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查探索中指出：小流域具有相對(duì)獨(dú)立的生態(tài)地質(zhì)（子）系統(tǒng)，為人類(lèi)提供了豐富的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能（陳莉薇等，2014；蔣洪強(qiáng)等，2015；王京彬等，2020）。因此，可把小流域作為對(duì)象，開(kāi)展生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)工作。同時(shí)，為了更好的和全國(guó)1∶5 萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查、水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查等各類(lèi)調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)匹配，需要選擇標(biāo)準(zhǔn)圖幅開(kāi)展生態(tài)地質(zhì)調(diào)查。為更好地建設(shè)全國(guó)層次完整的生態(tài)地質(zhì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)，便于地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目和資料的管理與使用，1∶5 萬(wàn)尺度的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查工作還可以以重點(diǎn)調(diào)查區(qū)所在的標(biāo)準(zhǔn)圖幅范圍來(lái)開(kāi)展地面調(diào)查，以調(diào)查區(qū)覆蓋的小流域范圍來(lái)開(kāi)展綜合評(píng)價(jià)，以調(diào)查區(qū)覆蓋的行政區(qū)域（縣域、鄉(xiāng)域）進(jìn)行成果集成，提供應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)品（王京彬等，2020）。主要工作包括：分析生態(tài)地質(zhì)背景，劃分成土母質(zhì)單元、土壤地質(zhì)單元等生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元，編制生態(tài)地質(zhì)系列圖件；有針對(duì)性、目的性地確定實(shí)地調(diào)查內(nèi)容、路線以及重點(diǎn)區(qū)段開(kāi)展生態(tài)地質(zhì)路線調(diào)查，查明調(diào)查區(qū)的生態(tài)地質(zhì)條件和生態(tài)地質(zhì)要素，識(shí)別主要的生態(tài)地質(zhì)問(wèn)題。

第三層次為典型地段生態(tài)地質(zhì)交互帶剖析。選擇各個(gè)生態(tài)地質(zhì)分區(qū)內(nèi)的典型地段，以生態(tài)地質(zhì)垂向剖面測(cè)制為主要調(diào)查手段，深入了解不同地貌，不同地質(zhì)背景條件下的巖、土、生物（覆被）關(guān)系及其縱橫向變化規(guī)律，查明各個(gè)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元（成土母質(zhì)單元和土壤地質(zhì)單元等）的生態(tài)地質(zhì)屬性，編制主要單元的生態(tài)地質(zhì)圖譜。

3.1.2 工作思路

西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查對(duì)象包括氣候、地貌、地質(zhì)體、土壤、植被、水文、地質(zhì)災(zāi)害及人類(lèi)工程活動(dòng)等諸多方面。從實(shí)際情況出發(fā)，地質(zhì)體、土壤、植被作為調(diào)查工作的對(duì)象；氣候、地貌、地質(zhì)災(zāi)害、人類(lèi)工程活動(dòng)等方面以資料收集與分析為主?？傮w上主要包括巖石-土壤-植被的地球關(guān)鍵帶結(jié)構(gòu)、地質(zhì)建造、地質(zhì)構(gòu)造、土壤、植被、生態(tài)系統(tǒng)、水文、氣象、地貌、人類(lèi)活動(dòng)、地質(zhì)災(zāi)害等方面，其中巖石-土壤-植被的地球關(guān)鍵帶結(jié)構(gòu)和各層位的特征以實(shí)地調(diào)查為主，巖石、土壤、植被、水的理化性質(zhì)以采樣和測(cè)試分析為主，生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型分布的歷史及現(xiàn)狀以遙感解譯和資料收集整編為主，地質(zhì)建造、地質(zhì)構(gòu)造、土壤類(lèi)型、水文條件、氣象條件、地貌類(lèi)型、人類(lèi)活動(dòng)和地質(zhì)災(zāi)害以資料收集整編為主。重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容為巖石-土壤-生態(tài)系統(tǒng)（植物）之間的相互作用，區(qū)域地質(zhì)條件對(duì)生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀和演化的制約機(jī)制。

具體步驟可分為：資料收集整理、長(zhǎng)時(shí)序遙感解譯、野外調(diào)查和綜合評(píng)價(jià)。總體思路可概括為“背景分析、現(xiàn)狀調(diào)查、機(jī)理剖析、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和綜合評(píng)價(jià)”5個(gè)方面（圖7）。

圖7 西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)一般技術(shù)路線圖Fig.7 General technical roadmap for eco-geological survey and evaluation, mountainous region in SW China

（1）背景分析：系統(tǒng)收集區(qū)內(nèi)的地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、地震、氣象、水文、植被、土壤、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、區(qū)劃、生態(tài)環(huán)境和國(guó)土空間規(guī)劃等資料，對(duì)研究區(qū)開(kāi)展預(yù)研究，總結(jié)工作區(qū)的氣候條件、降雨的時(shí)空分布規(guī)律、主要的土壤類(lèi)型、植被類(lèi)型、國(guó)土空間規(guī)劃和生態(tài)問(wèn)題等生態(tài)地質(zhì)背景，編制工作區(qū)相應(yīng)的生態(tài)地質(zhì)圖件。

（2）現(xiàn)狀調(diào)查：以遙感解譯和典型地段生態(tài)地質(zhì)路線調(diào)查作為工作手段，輔以地球化學(xué)和地球物理手段，結(jié)合收集的各類(lèi)自然資源數(shù)據(jù)開(kāi)展各類(lèi)生態(tài)地質(zhì)要素的調(diào)查。查明調(diào)查區(qū)典型的巖土-土壤風(fēng)化殼的結(jié)構(gòu)、地質(zhì)建造、地質(zhì)構(gòu)造、地球化學(xué)場(chǎng)背景和地球物理場(chǎng)背景等要素特征。查明調(diào)查區(qū)土壤及成土母質(zhì)的類(lèi)型、分布、厚度、肥力、理化性質(zhì)、土地質(zhì)量等要素特征。查明調(diào)查區(qū)植被的組合、分布現(xiàn)狀及歷史變化情況；查明調(diào)查區(qū)主要生態(tài)地質(zhì)問(wèn)題的分布和典型特征。總結(jié)海拔、小氣候、地質(zhì)條件和地形地貌等引起的垂直分帶、橫向分帶和坡向分異等特征。

（3）機(jī)理剖析：在調(diào)查的基礎(chǔ)上，針對(duì)典型地段開(kāi)展生態(tài)地質(zhì)剖析。通過(guò)生態(tài)地質(zhì)剖面調(diào)查和生態(tài)地質(zhì)垂向剖面調(diào)查調(diào)查編測(cè)等手段，剖析巖石-成土母質(zhì)-土壤-植被之間的關(guān)系，研究植被類(lèi)型和質(zhì)量與氣候、地貌、土壤、地質(zhì)和水等因素的關(guān)系。研究不同氣候、不同地理和地形地貌條件下巖石風(fēng)化形成土壤過(guò)程的物質(zhì)轉(zhuǎn)化機(jī)制。研究主要營(yíng)養(yǎng)元素和重（內(nèi)）金屬元素在巖石-土壤-植被中的遷移過(guò)程。研究地質(zhì)條件對(duì)生態(tài)環(huán)境演化的制約機(jī)理，認(rèn)識(shí)地質(zhì)-生態(tài)作用的過(guò)程和制約因素。分析每個(gè)生態(tài)地質(zhì)單元的生態(tài)功能屬性，建立各生態(tài)地質(zhì)單元的生態(tài)地質(zhì)圖譜。

（4）動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)：通過(guò)人工和自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)水文、土壤、植被和氣象條件的變化，分析變化趨勢(shì)和規(guī)律，研究背后的制約機(jī)理，設(shè)置閾值，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)預(yù)警。

（5）綜合評(píng)價(jià)：將“山水林田湖草”等自然資源各個(gè)要素，視作一個(gè)生態(tài)共同體。在地質(zhì)作用過(guò)程和地質(zhì)條件對(duì)生態(tài)系統(tǒng)分布和演化機(jī)制研究的基礎(chǔ)上，提取生態(tài)地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。采用相應(yīng)的數(shù)學(xué)地質(zhì)定量化分析技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行生態(tài)地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)，并預(yù)測(cè)演化趨勢(shì)。利用生態(tài)地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)成果，開(kāi)展生態(tài)功能分區(qū)，為生態(tài)系統(tǒng)管理、保護(hù)與修復(fù)、國(guó)土空間用途管制、農(nóng)業(yè)林業(yè)種植布局和地質(zhì)災(zāi)害防治等提供和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)地球系統(tǒng)科學(xué)解決方案。

3.2 西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)方法

3.2.1 生態(tài)地質(zhì)調(diào)查及評(píng)價(jià)方法總結(jié)

（1）生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)序遙感解譯

采用多源、多時(shí)空分辨率遙感數(shù)據(jù)，通過(guò)遙感解譯獲取區(qū)內(nèi)的自然地理、地質(zhì)環(huán)境和自然資源等各種專(zhuān)題信息。主要解譯內(nèi)容應(yīng)包括土地利用類(lèi)型、生態(tài)地質(zhì)問(wèn)題（水土流失、石漠化等）、植被覆蓋度、生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型。開(kāi)展長(zhǎng)時(shí)序遙感解譯，獲得調(diào)查區(qū)生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型/質(zhì)量動(dòng)態(tài)變化信息，分析生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)量結(jié)構(gòu)特征與變化方向，研究生態(tài)系統(tǒng)變化的生態(tài)環(huán)境效益。

以大涼山區(qū)為例（圖8），通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)與土地覆被長(zhǎng)時(shí)序遙感解譯得出以下信息。大涼山區(qū)的耕地在1990～2018 年具有面積持續(xù)減少的變化趨勢(shì)。大涼山區(qū)除安寧河谷外，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，其主要的、分布最廣的人類(lèi)工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)為墾殖（耕種），受環(huán)境限制和傳統(tǒng)觀念影響，以坡地旱作耕種為主，且生產(chǎn)方式較落后，帶來(lái)植被破壞、水土流失等生態(tài)問(wèn)題，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國(guó)家實(shí)施退耕還林、還草，耕地面積持續(xù)減少。林地在1990～2018 年整體持續(xù)增加。隨著天保工程、退耕還林工程的實(shí)施，大涼山區(qū)在1990～2000 年和2000～2010 年2 個(gè)階段的森林生態(tài)系統(tǒng)有所恢復(fù)，森林的面積持續(xù)增加，而耕地的面積的有所下降，相關(guān)一部分的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)向森林和草地生態(tài)系統(tǒng)演化（圖8）（張景華等，2020）。1990～2018 年，草地生態(tài)系統(tǒng)面積變化趨勢(shì)為減少→增加。隨著植樹(shù)造林活動(dòng)的其加強(qiáng)，部分草地轉(zhuǎn)變?yōu)榱值?，相?dāng)一部分人工林由于不適應(yīng)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)地質(zhì)條件，又逆演化為草地，導(dǎo)致草地面不斷的增加。1990～2018 年，增加的草地主要還是由耕地轉(zhuǎn)化而來(lái)。水域和濕地出現(xiàn)快速增長(zhǎng)，陸地水生生態(tài)系統(tǒng)得到進(jìn)一步的發(fā)展和保護(hù)。其原因主要有2 個(gè)方面：①近些年在大涼山區(qū)修建了大量的水利工程（張景華等，2021b）。②隨著濕地保護(hù)得到社會(huì)的重視，區(qū)內(nèi)一些重要濕地得到更好的保護(hù)和修復(fù)，濕地的面積不斷擴(kuò)大（張景華等，2021b）。

圖8 大涼山1990～2018 年生態(tài)系統(tǒng)變化示意圖Fig.8 Schematic diagram of ecosystem changes in Daliang Mountain from 1990 to 2018

（2）生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元?jiǎng)澐?/p>

技術(shù)方法成熟的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查以地層巖組和巖漿巖單元為基本調(diào)查單元。不同于區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的概念、工作內(nèi)容還沒(méi)有較為統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致不同項(xiàng)目不同團(tuán)隊(duì)對(duì)生態(tài)調(diào)查單元認(rèn)識(shí)差別很大。筆者認(rèn)為生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元指的是成土母質(zhì)單元和土壤地質(zhì)單元等調(diào)查和成圖的單元。地質(zhì)條件通過(guò)制約土壤、水文、地形地貌、動(dòng)力作用、地質(zhì)災(zāi)害等的生態(tài)地質(zhì)要素的性質(zhì)和分布，而制約生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境的差異（劉洪等，2020；張騰蛟等，2021）。西南山區(qū)成土母質(zhì)主要是下伏基巖原地風(fēng)化或風(fēng)化后近距離遷移形成的，存在明顯的巖石-土壤-植被物質(zhì)傳導(dǎo)鏈條，地質(zhì)條件是制約該地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要因素。因此，對(duì)地質(zhì)建造和地質(zhì)構(gòu)造的分析和研究，是進(jìn)行生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元?jiǎng)澐趾蜕鷳B(tài)地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)（劉洪等，2023）。

成土母質(zhì)是巖石經(jīng)過(guò)初步風(fēng)化后形成的疏松堆積物（劉洪等，2023），是巖石→土壤的中間產(chǎn)物，可以理解為“未成熟的土壤” ，它具有發(fā)育成成熟土壤的潛力。不同學(xué)科不同團(tuán)隊(duì)對(duì)成土母質(zhì)的分類(lèi)有不同的方案，土壤學(xué)中往往按照成因類(lèi)型開(kāi)展，如殘積母質(zhì)、坡積母質(zhì)、沖積母質(zhì)、洪積母質(zhì)、湖積母質(zhì)等（王果等，2009）。地質(zhì)學(xué)家則更重視成土母巖對(duì)成土母質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì)的制約（王京彬等，2020；殷志強(qiáng)等，2020b），因而提出了巖性和成因類(lèi)型結(jié)合的成土母質(zhì)劃分方案。相似巖性的巖石具有相似的造巖礦物組成和主量元素組成，但不同地質(zhì)建造條件下形成的相似巖性巖石的微量元素組成差別卻可能很大，而這些微量元素中的一部分對(duì)上覆植被的生長(zhǎng)和生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)育具有重要作用。成土母質(zhì)的劃分除了考慮母巖的巖性意外還應(yīng)該考慮母巖的建造環(huán)境，并提出了基于地質(zhì)建造的成土母質(zhì)單元?jiǎng)澐址桨福▌⒑榈龋?020；歐陽(yáng)淵等，2021）。以大涼山區(qū)為例，基于地質(zhì)建造單元研究，劃分出了“侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)泥質(zhì)巖類(lèi)殘坡積物”13 個(gè)成土母質(zhì)單元（歐陽(yáng)淵等， 2021）。具體劃分方案、命名方式和編圖方式可相關(guān)參考文獻(xiàn)（劉洪等，2021，2023；歐陽(yáng)淵等，2021）的相關(guān)論述。

為區(qū)別同一地質(zhì)建造上的不同土壤類(lèi)型和不同地質(zhì)建造上的同一土壤類(lèi)型，筆者在大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查探索中，參考前人思路（朱朝暉等，2004），提出了基于地質(zhì)建造和土壤類(lèi)型研究的“土壤地質(zhì)單元”概念（劉洪等，2020）。土壤地質(zhì)單元是成土母質(zhì)單元（基于地質(zhì)建造劃分）和土壤類(lèi)型相結(jié)合而成，其分類(lèi)和命名表達(dá)成土母巖形成的時(shí)代和地質(zhì)環(huán)境、成土母質(zhì)類(lèi)型、土壤類(lèi)型等多重信息（劉洪等，2020）。以大涼山區(qū)為例，共劃分出了“侏羅紀(jì)—白堊紀(jì)泥質(zhì)巖類(lèi)紫色土”等27 個(gè)土壤地質(zhì)單元。具體劃分方案、命名方式和編圖方式可參考文獻(xiàn)（劉洪等, 2020）及《大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查成果報(bào)告》（中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，2022）的相關(guān)論述。

（3）地面調(diào)查

通過(guò)地面調(diào)查查清區(qū)域的地貌形態(tài)、成因和微地貌與土壤、植被的組合規(guī)律，為生態(tài)地質(zhì)評(píng)價(jià)分區(qū)提供依據(jù)。野外調(diào)查主要分為遙感解譯驗(yàn)證和生態(tài)地質(zhì)路線調(diào)查（圖9）。

圖9 長(zhǎng)江巫峽生態(tài)地質(zhì)綜合剖面圖Fig.9 Eco-geological profile of Wuxia on the Yangtze River

遙感野外驗(yàn)證主要針對(duì)遙感解譯中不確定的圖斑開(kāi)展野外核查，對(duì)可解譯程度高的地區(qū)隨機(jī)抽取圖斑開(kāi)展驗(yàn)證調(diào)查，以確定遙感解譯的準(zhǔn)確度。

生態(tài)地質(zhì)路線調(diào)查在充分收集已有資料和遙感解譯的基礎(chǔ)上，劃分成土母質(zhì)單元、土壤地質(zhì)單元、生態(tài)地質(zhì)單元等，有針對(duì)性、目的性地確定實(shí)地調(diào)查內(nèi)容、路線以及重點(diǎn)區(qū)段的生態(tài)地質(zhì)條件和主要生態(tài)問(wèn)題。野外調(diào)查的工作方法主要有GPS 定點(diǎn)、填卡式調(diào)查、代碼化調(diào)查、實(shí)地影像資料數(shù)碼化、現(xiàn)場(chǎng)勘查、樣品采集、土壤垂向剖面測(cè)制和信手剖面編制等。野外調(diào)查內(nèi)容主要包括：地形地貌、植被情況、土地利用類(lèi)型、地球關(guān)鍵帶結(jié)構(gòu)、土壤性質(zhì)、成土母質(zhì)特征、地質(zhì)條件、水文地質(zhì)和地質(zhì)災(zāi)害等。典型調(diào)查段采用穿越和追蹤觀測(cè)路線布置觀測(cè)點(diǎn)，調(diào)查路線和觀測(cè)點(diǎn)的布置不宜平均布置，充分考慮調(diào)查單元內(nèi)備生態(tài)地質(zhì)環(huán)境系統(tǒng)的特征及相互聯(lián)系。在地質(zhì)路線信手剖面的基礎(chǔ)上，編制代表調(diào)查區(qū)典型生態(tài)地質(zhì)特點(diǎn)的生態(tài)地質(zhì)剖面圖（圖9）。具體的調(diào)查記錄表格可查閱《西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)方法總結(jié)專(zhuān)題報(bào)告》（中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，2022）的相關(guān)論述。

生態(tài)地質(zhì)垂向剖面測(cè)量的目的是調(diào)查各個(gè)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元（成土母質(zhì)單元和土壤地質(zhì)單元等）的生態(tài)地質(zhì)屬性。剖面測(cè)制地段應(yīng)選擇巖石類(lèi)型、地貌單元和土壤種類(lèi)相對(duì)齊全，構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，巖、土、水、生觀測(cè)條件良好，森林植被（包括農(nóng)作物）發(fā)育完好的各具特點(diǎn)而又通行便利的典型地區(qū)。剖面應(yīng)遠(yuǎn)離各生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元的界線，代表本單元的基本特征，優(yōu)先選取殘積物剖面。為便于反映地質(zhì)特征，剖面方向盡可能垂直與地層走向。為刻畫(huà)每個(gè)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元典型地段的巖、土、水、生的相互關(guān)系，剖面長(zhǎng)度應(yīng)選擇30～60 m，比例尺以1∶100～1∶500 為宜。每條生態(tài)地質(zhì)垂向剖面應(yīng)配套2～5 條土壤垂向剖面（圖10）。

3.2.2 生態(tài)地質(zhì)脆弱性評(píng)價(jià)方法總結(jié)

基于大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)探索，筆者總結(jié)了基于生態(tài)地質(zhì)條件，針對(duì)主要生態(tài)地質(zhì)問(wèn)題開(kāi)展的生態(tài)地質(zhì)脆弱性評(píng)價(jià)方法，主要包括以下幾個(gè)方面。

（1）評(píng)價(jià)因子

從地球系統(tǒng)科學(xué)和多圈層交互作用來(lái)看，影響西南山區(qū)生態(tài)環(huán)境的因素主要為氣象、水文、地形地貌、地質(zhì)環(huán)境、人類(lèi)活動(dòng)，作為一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)；二級(jí)指標(biāo)需要依據(jù)實(shí)際情況確定，一般選取最為關(guān)鍵和敏感的因素。西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)脆弱性評(píng)價(jià)的二級(jí)指標(biāo)可參考大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)脆弱評(píng)價(jià)確定的二級(jí)指標(biāo)（圖11）（張景華等，2021b）。

圖11 大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)脆弱性評(píng)價(jià)因子Fig.11 Evaluation factors of eco-geological vulnerability in Daliangshan Area

（2）主要評(píng)價(jià)方法

生態(tài)地質(zhì)脆弱性評(píng)價(jià)是用地質(zhì)、地理、生態(tài)、環(huán)境、生物、水文、土壤、農(nóng)業(yè)和林業(yè)等多學(xué)科的知識(shí)，采用合適的數(shù)學(xué)地質(zhì)定量化分析技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行生態(tài)地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)，并預(yù)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)地質(zhì)問(wèn)題的演化趨勢(shì)（張景華等，2021b）。通過(guò)在大涼山區(qū)的探索實(shí)踐，認(rèn)為以圖層疊置法和脆弱性函數(shù)模型評(píng)價(jià)法較為適用于西南山區(qū)（張景華等，2021b）。由于在開(kāi)展生態(tài)地質(zhì)脆弱性評(píng)價(jià)前，通常會(huì)開(kāi)展大量的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查和綜合研究工作，分析各個(gè)生態(tài)地質(zhì)要素，并在GIS 中編制生態(tài)地質(zhì)系列圖件。因此，可將圖層疊置法和脆弱性函數(shù)模型評(píng)價(jià)法結(jié)合起來(lái)，開(kāi)展西南山區(qū)生態(tài)地質(zhì)脆弱性評(píng)價(jià)。

（3）評(píng)價(jià)流程

生態(tài)地質(zhì)評(píng)價(jià)工作步驟主要包括指標(biāo)篩選、特征抽取與量化、數(shù)據(jù)預(yù)處理、單要素生態(tài)地質(zhì)脆弱性評(píng)價(jià)、生態(tài)地質(zhì)脆弱性綜合評(píng)價(jià)、生態(tài)地質(zhì)脆弱性分區(qū)和保護(hù)修復(fù)建議提出。具體的評(píng)價(jià)過(guò)程可參考文獻(xiàn)（張景華等，2021b）的相關(guān)論述。

（4）評(píng)價(jià)結(jié)果

對(duì)研究區(qū)開(kāi)展氣象、水文、地形地貌、地質(zhì)環(huán)境、土壤和生態(tài)環(huán)境等多因子指標(biāo)生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評(píng)價(jià)，形成調(diào)查評(píng)價(jià)區(qū)生態(tài)地質(zhì)脆弱性評(píng)價(jià)圖（圖12a）和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)重要性評(píng)價(jià)圖（圖12b）。根據(jù)生態(tài)地質(zhì)脆弱性等級(jí)與空間分布的相似性與差異性，并盡可能保持研究區(qū)地域和自然地理單元的完整性，開(kāi)展了生態(tài)地質(zhì)脆弱性分區(qū)。已川南西昌地區(qū)為例，將調(diào)查評(píng)價(jià)區(qū)劃分為了3 個(gè)生態(tài)脆弱性分區(qū)（圖12c），5 個(gè)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分區(qū)（圖12d），為生態(tài)保護(hù)與修復(fù)、國(guó)土空間規(guī)劃提供了科學(xué)依據(jù)，并為環(huán)境管理和決策提供了資料，也為下一步生態(tài)功能區(qū)劃提供依據(jù)。

圖12 西昌地區(qū)生態(tài)地質(zhì)評(píng)價(jià)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分區(qū)圖Fig.12 Ecological geological evaluation and ecosystem service functional district maps in Xichang, Sichuan

3.3 推廣意義

地質(zhì)條件是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)和孕育環(huán)境，地質(zhì)條件通過(guò)制約土壤、水文、地形地貌、動(dòng)力作用、地質(zhì)災(zāi)害等生態(tài)地質(zhì)條件，從而制約生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境發(fā)展差異。因此，查明一個(gè)地區(qū)的生態(tài)地質(zhì)背景、研究生態(tài)地質(zhì)系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)特征和相互作用機(jī)理、開(kāi)展生態(tài)地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)，對(duì)這個(gè)地區(qū)生態(tài)保護(hù)修復(fù)和國(guó)土空間用途管制非常重要。前文已敘述，目前生態(tài)地質(zhì)調(diào)查處于探索階段，針對(duì)不同尺度、不同地質(zhì)背景和地理景觀地區(qū)系統(tǒng)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查方法總結(jié)還相對(duì)缺乏。文中提出了基于地質(zhì)建造研究的成土母質(zhì)單元和土壤地質(zhì)單元等生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元的概念，為生態(tài)地質(zhì)調(diào)查和成圖指出了基本調(diào)查單元和基本成圖單元；探索了基于地質(zhì)建造的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的層次、思路和方法，探索了基于生態(tài)地質(zhì)條件的脆弱性評(píng)價(jià)方法。在西南山區(qū)開(kāi)展生態(tài)地質(zhì)調(diào)查和評(píng)價(jià)工作提供了借鑒思路和案例范本，同時(shí)該思路和技術(shù)方法也可進(jìn)一步推廣到全國(guó)亞熱帶、溫帶山區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查與評(píng)價(jià)工作中，對(duì)全國(guó)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查方法體系的完善和生態(tài)地質(zhì)學(xué)科的建設(shè)也具有一定支撐作用。

4 結(jié)論

（1）西南山區(qū)成土母質(zhì)主要是下伏基巖原地風(fēng)化或風(fēng)化后近距離遷移形成的，存在明顯的巖石-土壤-植被物質(zhì)傳導(dǎo)鏈條，地質(zhì)條件是制約該地區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重要因素。因此，對(duì)地質(zhì)建造和地質(zhì)構(gòu)造的分析與研究，是進(jìn)行生態(tài)地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)。

（2）文中提出了基于地質(zhì)建造研究的成土母質(zhì)單元和土壤地質(zhì)單元等生態(tài)地質(zhì)調(diào)查單元的概念，為生態(tài)地質(zhì)調(diào)查和成圖指出了基本調(diào)查單元和基本成圖單元。

（3）利用大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查探索的經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)的總結(jié)了適用于西南山區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)思路和方法，該思路和技術(shù)方法也可進(jìn)一步推廣到全國(guó)亞熱帶、溫帶山區(qū)的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查與評(píng)價(jià)工作中，對(duì)全國(guó)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查方法體系的完善和生態(tài)地質(zhì)學(xué)科的建設(shè)也具有一定支撐作用。

致謝：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心李建星正高級(jí)工程師，中國(guó)自然資源航空物探遙感中心聶洪峰正高級(jí)工程師、肖春蕾高級(jí)工程師，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心王寧濤高級(jí)工程師，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局昆明自然資源綜合調(diào)查中心張連凱研究員、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心張建龍正高級(jí)工程師、周清研究員、曹華文副研究員，中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)院李瑞敏正高級(jí)工程師，中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所夏日元研究員，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）張振杰副教授、吳君毅碩士生和邵璐碩士生，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）孫自永教授、高文龍碩士生，四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局攀西地質(zhì)隊(duì)謝恩順高級(jí)工程師、李雁龍高級(jí)工程師、肖啟亮高級(jí)工程師、曾建高級(jí)工程師、文登奎高級(jí)工程師和侯謙工程師，成都理工大學(xué)趙銀兵副教授，以及華東冶金地質(zhì)勘查局測(cè)繪總隊(duì)段聲義助理工程師對(duì)本研究的開(kāi)展和本文的完善提供了無(wú)私的幫助和中肯的建議，在此一并表示衷心的感謝。