全球气候变暖,如何开展环境地质工作
来源:2010-01-08 来源:中国国土资源报 作者: 更新日期:2010-01-12 21:46:00 点击:6982

主讲人 国土资源部信息中心研究员 张丽

    问:全球气候变暖主要表现在哪些方面?

    答:全球气候变暖趋势勿庸置疑,对全球环境产生深远影响;人类活动是主要驱动力。主要表现在:一是全球气候变暖趋势在过去的50年异乎寻常,全球增温速率明显加快。20世纪可能是最近1000年以来增温最明显的一个世纪。未来100年的增温幅度将达到1.4~5.8℃,海平面将上升9~88厘米;二是全球表面温度升高,导致平均降雨量和地表径流增加、冰川融化和海平面上升。三是人类活动是当今全球气候变暖的主要驱动因素。全球二氧化碳浓度的增加主要是由人类使用化石燃料以及土地利用的变化引起的。

    问:全球气候变化对我国地质和生态环境的影响主要体现在哪些方面?

    答:干旱与土地退化趋于扩大发展趋势;水资源短缺,形势严峻;水生生态环境恶化;洪涝灾害、水土流失、滑坡、泥石流等灾害有增加趋势;海平面上升,海岸带灾害加剧;气候变暖对青藏高原和三江产生重大影响。

    问:目前二氧化碳地质埋存体包括哪些?

    答:开采的和不经济的或耗竭的油气储集层;深部不可开采的甲烷煤层;陆上/海上深部咸水含水层;低热比的地热储。前两种二氧化碳地质埋存方式是“增值”的直接埋存方式。即通过向耗竭的油气储和不可开采的煤层注入二氧化碳,可以提高油气储和煤层气的回采率。

    问:如何加快地质灾害应急指挥系统建设?

    答:为加快地质灾害应急指挥系统建设,建议加强以下几方面的工作:谋划国土资源应急平台体系的规划;编制国土资源部应急平台总体设计方案;加强网络基础支撑平台建设,提高灾情速报能力;重视基础数据库和信息管理系统建设;加强地质灾害多源遥感信息数据库建设,提高运用遥感技术手段进行地质灾害灾情快速评估和预报能力;加强地震灾区的地质灾害危险性评估和汛期降水诱发滑坡泥石流的预报预警工作;加强野外现场数据的采集与传输能力,提高应急指挥与应急处置能力;加强组织保障体系的建立。

    问:如何进行地下水饮用水源区划定与井源保护?

    答:应采取源导向战略,即对供水水源区进行保护。圈定的地下水饮用水源保护区是地下水资源保护和地下水水质加强监测的重点地区。在这些敏感地区,应避免较强烈的土地利用活动;对区域内的污染排放应严加控制;在土地利用规划和城市发展规划中,应该对地下水污染高风险区设立林地和绿化缓冲带等措施。在地下水饮用水源保护的核心区,应禁止一切有污染潜力的土地利用活动。对任何新建建设项目不予以发放取水许可。对现有的污染提出治理方案。

第一节

气候变暖对我国地质环境的影响

    中国是世界上受自然灾害危害最严重的国家之一,每年因各种自然灾害造成的直接经济损失达数百至上千亿元。全球气候变暖引发和加剧了自然灾害,威胁到我国的国家安全。2007年《气候变化中国国家报告》指出,随着地球变暖导致较高的蒸发和降水速率,未来50年中国年平均降水量呈增加趋势。其中东南沿海增幅最大。高温、台风、风暴等极端气候将变得更为频繁。一方面,南方部分地区大雨日数将有显著增加,特别是东南沿海地区、福建和江西西部,以及西南的贵州、四川、云南部分地区。由于海平面上升,海岸带灾害主要是风暴潮呈现加剧趋势。极端降雨频发也将导致洪涝灾害、滑坡与泥石流、水土流失加剧。另一方面,中国干旱区的面积也可能扩大,北方干旱趋势仍将延续,干旱强度加剧。全球气候变化对我国的地质和生态环境的影响主要体现在以下方面:

    一是干旱与土地退化趋于扩大发展趋势。我国是世界上土地荒漠化程度较深的国家之一,据前几年统计,荒漠化土地面积约262.2万平方公里,占国土面积的27.3%;并且每年以2460平方公里的速度扩展,现状已由“破坏大于治理”进入“治理与破坏相持”的阶段。但专家认为治理后的荒漠化地区生态系统未达到稳定状态,可能出现逆转。近三成土地受到了荒漠化危害,我国有4亿人生活在荒漠化的威胁之中。全球气候变暖将进一步使我国北方增温,南方降温,南北温差减小,使冬夏季风减弱,导致中纬度地区降水减少,干旱化与荒漠化呈现扩大发展趋势。影响最显著的地区是我国西北和华北地区以及东北地区。20世纪我国旱灾的发生频率是前500年的6倍。

    二是水资源短缺形势严峻,水生生态环境恶化。全球增暖带来气候带北移,尽管我国北方部分降水量有所增加,但蒸发和蒸腾量也相应增加,中国干旱区范围将扩大,进一步加剧我国干旱和缺水,使我国华北、西北大部分地区的干旱形势难以缓解,水资源短缺形势严峻,特别是黄淮海流域水资源短缺形势最为突出。研究表明,未来全球气候变暖将导致我国北旱南涝的发生概率大大增加。气候变暖还将促使水体污染加剧。气候变暖后,水体温度的上升,会促使河流中沉积的污染物重新溶解释放,使底泥中各种废弃物分解,进而使水质下降。同时,一些地区由于蒸发量加大,河水中污染物得到“浓缩”,从而加重河流原有的污染程度,特别是在枯水季节。此外,气候变暖后,由于土壤微生物活动加强,造成肥力下降,促使大量施用氮、磷等化肥。过量施用的氮、磷等化肥淋失而进入水体的数量增加。水体富营养化已成为水污染的重要原因。

    三是洪涝灾害、水土流失、山体滑坡、泥石流等灾害有增加趋势。近10年来我国洪水灾害的特征是:流域性大洪水频发;极端暴雨现象明显增加;超强台风频繁出现。未来全球变暖将会使极端降水事件有增多趋势,从而导致突发性地质灾害呈加剧趋势。特别是,我国东南沿海地区也将由于台风、热带风暴、风暴潮等灾害性天气的增多,使低山丘陵区的水土流失、滑坡和泥石流等地质灾害呈增多的趋势。我国永久冻土约占国土面积的18%。据专家研究,如果未来10~20年间全球平均温度升高0.5℃,将会造成5%的我国永久冻土融化;若平均温度上升2℃,将导致10%~15%的永久冻土融化,永久冻土融化将导致滑坡、泥石流等地质灾害的发生频率和强度。

    四是海平面上升,海岸带灾害加剧。全球变暖使海洋热膨胀和冰川扩大融化,导致海平面上升,导致发生台风、风暴潮、洪水等灾害的几率增大,造成海岸侵蚀及致灾程度加重。有关研究表明,20世纪50年代以来,中国沿海海平面每年上升了1.4~3.2毫米,其中渤海海面平均上升5厘米,东海平均上升19厘米,南海平均上升20厘米。上升量超过20厘米的省(市)有天津、江苏、上海和广东。从地区分布看,未来海平面上升引发海岸带灾害将影响从辽宁至海南岛的所有滨海地带。而华北平原东部、长江三角洲和珠江三角洲可能是主要受灾区,因为这些地区3~4米高程地区占了很大面积,加之城市集中,人口稠密,经济发达,工农业等用水量大,地下水过度超采,形成大面积的地下漏斗,海岸带灾害在这些地区发生将会给本区和国家造成极大的损失。海平面上升不仅导致许多海岸区遭受洪水泛滥的机会增大、遭受风暴潮影响的程度加重,严重影响沿海地区的防洪形势,也会引起大规模的海水倒灌,导致地下水水质恶化。

    五是气候变暖对青藏高原和三江产生重大影响。保护青藏高原江河源区的生态环境,对于我国这样一个水资源严重缺乏的国家来说至关重要。近40年来,受全球气温升高的影响,青藏高原气温平均上升了0.45℃,气温呈上升趋势。20世纪90年代以后,干旱化趋势加剧,湖水下降速率明显加快。气候变暖还使黄河源区多年冻土明显退化,这在青藏高原东南的黄河源区尤显突出,造成大量湖泊干涸、湿地逐渐消失、多年冻土退化、区域水位下降,引起沼泽草甸大面积沙化和黑土滩化,裸地荒漠面积大幅增加,生态环境恶化趋势明显,不仅危害源区牧民的生存,而且还危及黄河源区的生态安全。

第二节

加强海岸带地质调查评价工作

    我国改革开放30年的成就很大程度上体现在沿海城市的飞速发展,形成了珠江三角洲、长江三角洲、京津冀沿海三大经济区和山东半岛、苏北沿海、闽中南、北部湾四小经济区。辽宁沿海经济带发展正在谋划上升国家战略,起势良好。当前,我国进入新一轮重化工业化时期,掀起新一轮经济布局沿海化浪潮,在这种大背景下,我国沿海经济带的未来发展恰逢机遇与挑战并存的时机。如何增强我国沿海经济带在国际上的竞争实力,保证我国经济社会的稳定增长,意义非常。我国沿海经济的发展资源环境的代价是巨大的。未来的发展必须走新型工业化道路,必须考虑资源环境的约束条件和适宜性。因此,海岸带的资源环境地质调查十分重要,是未来我国沿海经济带发展的基础条件。

    自1999年“国土资源地质调查”国家专项实施以来,中国地质调查局组织实施了环渤海地区、长江三角洲、珠江三角洲、北部湾和海南岛等沿海地区的环境地质调查评价工作。取得了一批丰硕的成果,在前人工作的基础上,更新了一批海岸带及沿海城市环境地质调查资料。现已完成了全国海岸带和沿海城市1∶25万区域环境地质调查工作。一些沿海省(市)也不同程度地开展了海岸带地质调查工作。

    海岸带地质调查是以地质、第四纪地质、构造活动性等区域基础性地质评价研究工作基础,选择港口建设、填海工程、城市重大基础工程建设以及城市空间发展的地质环境适宜性评价因子,如表层地壳结构与岩土力学性质、深部地壳结构构造与深断裂、地块升降与现今地壳活动速率、断裂及活动性、现今地应力与能量、主要内动力地质灾害等评价因子,进行地质环境的综合评价,将综合评价成果纳入沿海经济带发展规划之中。在未来气候变化的背景研究基础上,重点关注淡水资源和土地资源承载能力、活动断裂及地壳不稳定地区、软土和岩溶塌陷等不良地质体分布区、海水入侵和地面沉降、海岸带岸线变化与主要河口区沉积速率变化、重点地段的工程地质稳定性、地下水资源潜力调查和地下水库地质勘查以及海岸带水土污染调查与评价。

第三节

开展碳地下埋存调查评价

加强土壤/岩石—水循环中无机碳对全球气候的“碳汇”作用研究,为荒漠化治理提供科学依据

    地下水及其沉积物的物理、化学指标,诸如地下水水位、宏量组分、微量组分、同位素、惰性气体等可以用作不同时间尺度上环境变化的指示剂。从地下水及其沉积物中识别和提取高分辨率的环境变化信息。作为全球水循环的重要部分——地下水是全球环境变化的受体和信息载体,在受环境变化影响的同时,它也会影响环境。当前全球性地下水水位的降低对环境的影响是一个不容忽视的因素。

    全球二氧化碳的源汇不平衡是当前世界碳循环研究的重点内容之一。然而,关于全球二氧化碳汇的位置、大小、变化和机制目前仍不确定。目前的研究主要集中在有机碳循环,而对无机部分关注较少。中国科学院地球化学研究所刘再华与德国专家合作,基于广西和贵州10余年的野外观测数据,经过理论计算探讨了全球水循环中溶解无机碳形式对全球碳循环的贡献。全球水循环、碳酸盐(岩)的风化溶解和水生植物的光合作用,三者共同构成了对大气二氧化碳的调节。物理、化学和生物作用过程共同提供了一个负的气候反馈机制,降低了大气二氧化碳增加对气候的影响。该研究发现对碳汇的理论计算作出了一个示范,为寻找遗失的碳汇提出了一个新的方向。这一研究被评为2007年度中国基础研究十大新闻——发现全球水循环中的溶解无机碳可能是一个重要的碳汇。

二氧化碳的地质埋存场所调查评价,减缓全球变暖进程

    为应对全球气候变暖和温室效应各国可持续发展面临的共同挑战是,寻求成本低且有效的方案来减少二氧化碳的排放。其中,二氧化碳捕集和地质埋存是重要手段之一。从全球主要类型的二氧化碳埋存能力来看,地质埋存要比森林和土地捕获二氧化碳的潜力大,而且后者需要紧缺土地和森林资源的支撑。

    为实现东京议定书的承诺目标,各国积极开展二氧化碳地质埋存的调查评价工作。欧盟启动了《欧洲地质埋存化石燃料排放的二氧化碳的潜力评价》项目。德国、英国、比利时、希腊、荷兰、法国、丹麦与格陵兰以及挪威等国家地质调查机构以及荷兰能源与环保局参加了该项目的研究工作。该项目的总目标是,评价欧洲地质埋存二氧化碳的潜力,为降低二氧化碳向大气的排放量而作出重大贡献,确保欧洲在环境和价格可接受的条件下得到稳定的能源供给。加拿大地质调查局实施了沉积盆地煤层埋存二氧化碳的潜力评价计划。美国能源部与化石能源办公室和科学技术委员会在1999年4月联合拟定了“碳埋存科学计划”。该计划旨在到2030年,二氧化碳埋存方案将使美国每年减少1.45亿吨的碳排放,使世界每年减少2.7亿吨的碳排放。从20世纪90年代初日本就一直进行有关深海封存二氧化碳的技术试验研究。日本的二氧化碳地质埋存方案是世界上最先进的。到2020年,二氧化碳地质埋存的费用将减少一半,每年掩埋的二氧化碳数量争取达到2亿吨,这将减少日本1/6的大气二氧化碳的排放量。

    2005年9月召开的中欧峰会确定了到2020年在中国及欧盟建立碳近零排放的煤发电项目的合作目标。设立了“英国—欧盟—中国燃煤近零排放项目”,该项目总目标是到2020年在中国及欧盟建设示范发电厂并实现碳的近零排放。2005年12月,由中国华电等能源、投资国有大企业联手组建的以研发、建设、运营我国第一个拥有自主知识产权的近零排放的“绿色煤电”示范电站为最终目标的绿色煤电有限公司宣告成立。新公司计划对二氧化碳进行收集和封存的煤基能源系统进行研究。我国目前二氧化碳减排形势严峻,应大力提倡二氧化碳的地质埋存,尽快开展碳排放源周围的二氧化碳埋存地质场所潜力评价,早日使二氧化碳捕集和地质埋存技术在我国步入实用阶段,为全球环境的改善发挥作用。

第四节

提高地质灾害风险防治水平

加大地质灾害调查填图工作力度,为地质灾害风险区划奠定坚实基础

    全球气候变暖必将导致我国地质灾害风险的加大,政府和社会各界对地质灾害相关信息的需求越来越迫切。提供地质灾害风险管理决策信息的最主要和最直接的手段是开展地质灾害编目和填图工作。通过编制地质灾害危险性图或敏感性图以及风险区划图,将这些信息传递给有关政府部门和社会,以供决策之用。中国地质调查局自1999年通过地质大调查计划部署的1000多个县(市)地质灾害调查与区划工作已经取得了重要进展。重点调查了威胁群众生命财产安全的地质灾害隐患点和危险点,基本摸清了地质灾害发育、分布规律。这项工作为滑坡灾害风险评价与区划奠定了扎实的基础。当前紧要的任务是查漏补缺滑坡灾害调查信息,特别是滑坡灾害影响的社会经济属性信息。然而,除了有少部分地区在当地政府的资金支持下开展大比例尺滑坡灾害填图外,大部分地区由于资金缺乏,滑坡灾害调查精度并不能满足社会发展的需求。

将地质灾害区划纳入土地利用规划,实施地质灾害风险地带管理

    将地质灾害调查与区划成果用最通俗的、最实用的表征方式向土地规划和开发等部门用户提供有价值的地质灾害风险信息,用于土地利用规划与审批的地质灾害调查与区划成果表征。为了强制实施地质灾害风险地带管理,防患于未然,避免不合理的土地开发利用行为加大地质灾害发生的风险。国际上一般做法是,开展滑坡灾害风险区划,将土地划定不同的土地利用地带,规定不同地带的不同土地利用行为,并通过立法将之纳入土地利用规划中加以实施。

    目前,我们还没有制定出滑坡灾害危险性评估的国家指南,滑坡风险评估刚刚开始进行试点研究,地方政府缺少国家层面上的技术规范/标准的指导,加上各地地质条件的不同,导致其使用的地质灾害危险性评估的技术方法差异很大。因此,最终的滑坡危险性/风险评价与区划的结果必将是概略性的成果,与社会经济发展对滑坡风险管理的期待相比还相差甚远。当前的重要任务是,制作高质量、实用的滑坡灾害评价与区划信息产品,将其转化为经济发展规划、土地利用规划、城乡建设规划和地质灾害防治规划等的编制依据。

完善《地质灾害防治条例》相关土地规划的配套规章及实施细则

    2003年5月12日国务院颁布的《地质灾害防治条例》是我国第一部关于地质灾害防治的行政法规,确定了在建设用地审批和土地规划中开展地质灾害评估制度的法律地位。《条例》不仅要求在建设项目审批中开展地质灾害危险性评估,还要在土地利用规划中重点考虑地质灾害风险问题。这样可以避免因工程选址不当或不恰当的工程活动诱发地质灾害,这是预防地质灾害发生最有效的手段。

    然而,《地质灾害防治条例》是原则性、纲领性文件,如何落实《条例》还有很多工作要做。这就需要借鉴国外在滑坡灾害土地区划、滑坡灾害风险区土地开发利用限制、滑坡灾害信息管理以及滑坡灾害保险等方面经验,进一步完善《地质灾害防治条例》相关规章和制度以及实施细则,提升其可操性。目前急需开展的研究包括:一是如何在城市规划和城镇规划中开展地质灾害评估制度,并将其纳入土地利用总体规划、城市规划、城镇规划、交通规划等各种土地利用规划中并加以实施;二是将滑坡灾害风险区划的成果尽快落实在《地质灾害防治规划》和《地质灾害应急预案》中,在减少人民生命财产损失、构建和谐社会方面发挥作用;三是要充分考虑《条例》与其他现行国家环境法律法规的衔接和融合。

加快地质灾害应急指挥系统建设进程

    进入21世纪后,以风险管理为指导,对自然灾害预防、准备、响应和恢复进行全流程的风险管理战略,已成为世界灾害管理主流,正在从灾后反应型向灾前防御型的综合减灾战略转变。构建基于现代通信技术、集现场灾害信息采集传送和后方信息分析预测与决策的地质灾害应急指挥系统是进行科学决策支持的关键,它可以大大提高地质灾害应急处置能力,更能为灾后重建以及地质灾害的防治提供最有力的支撑。

开展基于全流程风险管理的地质灾害管理体系建设,实施综合管理战略

    灾害风险全流程管理是联合国、世界银行以及一些国家政府积极倡导的最新的灾害管理理念和方式。在这种理念指导下,一些国家调整灾害管理的相关法律,完善管理运行体制和机制,适应新形势下灾害管理需求。我国还没有建立起灾害风险综合管理体系,因此,建议今后加强以下几方面工作:引入先进的风险管理理念,建立我国地质灾害风险管理体系;建立地质灾害管理的垂直组织体系,完善横向协调机制;加强基层地质灾害防御能力建设,完善地质灾害群测群防体系,提高群测群防体系的防灾水平。

第五节

加大地下水资源勘查力度

    地表水库的弊端越来越受到世界各国的关注,许多国家放弃了修建地表水库的做法,越来越多地利用地下含水层广阔的空间,来调节和缓解供水的紧张局面并恢复生态环境,这是21世纪水资源开发利用的发展趋势。在全球变暖趋势下,我国水资源短缺形势更加严峻,凸显了地下水资源在我国国民经济建设中具有不可替代的作用。

加大地下水勘查力度,积极开展水的地下储备,控制地面沉降

    国外经验表明,含水层人工补给和地下水库建设是21世纪水资源调控、增大水资源供给、控制地面沉降等环境问题的重要手段。经测算,将地表水转入地下水库调蓄,一般条件下能增加30%~40%的地下水资源开采量。目前,建设地下水库的技术条件已经成熟。因此,我国应借鉴世界上的先进经验,积极推进含水层的人工补给和地下水库建设工作,建议重点加强以下几方面的工作: “天然储存空间”和因地下水过量开采而“腾出的地下空间”开展地下水库库址的勘查和库容潜力评价;加紧制定修建地下水库的相关政策,积极推进地下水库建设的步伐,缓解供水紧张局势;控制深层水的开采,开展含水层人工补给,防治地面沉降,尽快出台有关深层地下水限采和禁采的政策法规和经济激励措施;开展深层地下水的战略储备,应对突发水污染事件。开展“水银行”试点,为含水层人工补给和水的地下储备建立合理的水权分配和管理机制。

开展地下水资源污染脆弱性评价和风险区划工作,加强地下水资源保护

    国际经验表明,合理解决未来不断出现的地下水污染问题以及因地下水开采造成的环境负效应,应采取“以防为主、防治结合、防重于治”的方针。地下水资源保护战略主要包括地下水水质保护与管理、地下水开采环境负效应防治以及地下水资源涵养等。为此,应加强以下两方面工作。

    一是地下水饮用水源区划定与井源保护。显然,对整个含水层进行保护是不经济的。应采取源导向战略,即对供水水源区进行保护。

    二是农业面源地下水污染防治。调查表明,地下水污染的主要威胁来自农业化学品的施用(如化肥和杀虫剂)带来的面源污染。其次是来自局部污染的威胁(如来自工业场所、垃圾填埋场等),针对这种广域的农业面源污染,场地尺度的污染物治理办法是不现实的。因此,采取区域地下水保护方针才是防治地下水污染经济有效的办法


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