华北平原水土环境研究与编图示范

一、内容概述

水、土是陆地生态系统中最基本的要素和介质，是人类赖以生存和发展不可替代的物质基础，水、土又可作为与人类息息相关的环境要素。水土地质环境组成的系统具有水、土、环境三者各自的动态变化特征。人类在可持续发展过程中的自然作用和社会作用深刻影响着水土地质环境并引发了一系列的环境问题。特别是全球气候变化已成为世界广泛和共同关注的议题，更备受地球科学家的高度重视，水土（岩）地质环境已成为地壳表生作用带及其表层系统研究的前沿和热点命题。华北平原是我国极为重要的经济、社会可持续发展的地区，在我国乃至全球极具典型代表性。特别在我国改革开放以来工程建设日益增多、经济技术社会活动日趋加剧的背景下，华北平原水土地质环境究竟处于何种状态、朝向哪方演化、发展趋势若何，就成为影响华北平原可持续发展的重大科学研究的命题。“华北平原水土环境研究与编图示范”项目正是在这样的背景下，由中国环境地质监测院和合作方立项开展工作。水土地质环境是本项目研究的主题内容，通过系统分析华北平原水土地质环境特征，探索编制形成文图并茂的水土地质环境系列图。完成的主要成果如下：

（1）数据源为调查获取的最新数据与搜集筛选的数据，其中潜水以现今地下水实际监测的新数据与20世纪80年代初地下水筛选的监测数据为数据源，潜水水位、20 余项水质指标的现状和20世纪80年代初历史数据1700余组共13401个。土壤地球化学环境图组数据源，其中豫北平原9100km²、34项土壤地球化学指标为实测数据源，表层土壤（调查精度为1个/4km×4km，样品测试按照1组/8km×8km）143组，深层（调查精度为1个/8km×8km，样品测试按照1组/16km×16km）计38组，共6154个地球化学数据；其他地区以处理稀化的1∶25万多目标土壤地球化学调查均值数据为土壤环境数据源，研发高效实用的土壤地球化学数据处理程序软件，获取土壤表层数据2927组99518个、深层数据827组28118个，数据总量达133790个。大批量实际资料数据为编制优质的系列图件提供了坚实可靠的保证。

（2）在编制华北平原地形地貌、行政区划、气象水文、土壤植被以及第四纪地质等背景条件的基础图组的基础上，将水土地质环境划分为土壤和地下水两大系统，分别编制土壤地球化学环境图组和潜水环境图组，编制能综合反映该区水土地质环境规律的综合性图组。以“基础图组-潜水环境图组-土壤地球化学环境图组-综合性图组”为目标的编图体系，充分利用GIS技术，统一编图平台，规范图式图例，主图与镶图、图文结合，梳理、固化和科学表达华北平原水土地质环境特征及其规律。

（3）厘定了2个主要对比研究时段，以土壤深层所代表的地质历史时期与土壤表层所代表的现今时期、20世纪80年代初地下水监测与现今监测为对比研究基准，分析水、土地质环境动态演化特征。辅以唐宋时期、20世纪50年代、70年代、80年代以及21世纪初为代表，综合分析华北平原主要水土地质环境演化趋势。

（4）首次将潜水作为独立的研究、评价、编图单元，采用数据累积频率分级方法与国家环境标准相结合，系统分析水环境基础信息、基本组分、污染组分、与地方病相关组分和水环境综合信息，借鉴国际地下水水环境质量、风险研究最新方法，力图揭示20世纪80年代初和现今的潜水环境特征、质量现状，以及探索研究未来的水环境风险程度。

（5）以地质环境为主要考量，兼顾生物生命健康，筛选了反映水土环境变化、植物必需元素和生命健康相关的34项地球化学指标，数据累积频率分级方法与国家环境标准相结合，系统分析土壤常量元素、微量元素、能量元素和卤族元素等时空分布规律性，探索赋予生命健康指数、重金属安全指数与养分指数等新内涵并综合评价，力图揭示土壤介质的空间异质性规律与时间动态性特征，增强综合研究评价结果的实用性。

（6）以不同时段重要水土地质环境问题为着力点，探索提出了华北平原土地沙化、土地盐渍化敏感性指数，探索评价了土地沙化、盐渍化的敏感性；分析20世纪70年代、21世纪初盐渍化演化特征，剖析唐宋时期、20世纪50年代与21世纪初3个时段湿地分布特征；分析20世纪80年代、21世纪初以地甲病、地氟病为主的地方病演化趋势，探索水与土地质环境的系统耦合，揭示华北平原近代以来水土地质环境现状、演化动力以及未来趋势。

（7）编制了《华北平原水土地质环境图集》。图集共分为4个图组，17个亚组，共123幅图件（其中1∶1200万图件1幅，1∶160万图件67幅，1∶320万图件4幅，1∶400万图件51幅），约9.0万字的文字说明，组成了一个有逻辑关系、相互补充、反映时代主题的有机整体。

二、应用范围及应用实例

项目成果可应用于国土、环保等相关部门的规划和技术标准的起草和制定，可服务于地质环境管理和地质环境保护，完善地质环境调查监测体系，并能在相关领域的科学研究中得以推广应用。

项目成果应用系统论思想、方法与技术，在全球气候变化的大背景下，集成、综合研究华北平原水土地质环境内在特征规律、演化趋势，为社会、经济可持续发展、为区域国土规划管理提供了科学支撑和依据，具有重大的现实与理论意义。

三、推广转化方式

媒体宣传、会议交流、咨询服务、技术培训等。

技术依托单位：中国地质环境监测院

联系人：褚洪斌　李瑞敏

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