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产生背景：源于部省合作新形式的农业地质调查项目
根据温家宝总理关于“地质工作要更加紧密地与国民经济和社会发展相结合，更加主动为地方经济发展服务”的指标精神，中国地质调查局于2002年启动了部省合作新形式的农业地质调查项目，湖南是在我国东、中、西部先期开展的3个试点省份之一，并率先以“生态地球化学调查”为名展开。2002年9月中国地质调查局与湖南省人民政府签署了项目合作协议，协议工作面积3.96万平方公里，共同出资3500万元，目标是通过项目实施，为区域及湖南省的生态建设、农业结构调整、国土规划、地方病防治、矿产资源勘查等提供科学依据，为加快现代化建设步伐，实现农业大省向经济强省转变的目标服务。
成果丰硕：是湖南迄今为止获得的数据信息最丰富、研究最深入、应用最广泛的一次高精度的调查评价工作
项目历时六年，对包括长株潭城市群在内的洞庭湖区，通过1∶25万多目标区域地球化学调查、区域生态地球化学评价、局部生态地球化学评价、生态地球化学调查总体综合评价等4个二级项目，及农业、城市、湿地、地质环境、流域、粮油、蔬菜、茶叶、湖泊种养、第四纪地球化学环境、地球化学环境与人体健康、清水塘工业区等12个三级专题评价研究，系统查明了项目区、不同生态系统、重要工农业基地和经济区的元素分布的地球化学特征和资源环境特征，取得了一批基础性、应用性和创新性成果，获国土资源部2011年国土资源科学技术二等奖。
主要成果有：一是以高精准方法调查实测了区内土壤54种、水33种元素（指标）的含量，获取了100万余个测试数据，编制了区域性基础和应用图件1000余张，建立了系列基准值，为资源环境领域相关工作提供了珍贵的基础资料。二是首次发现沿湘江连续分布、强度和规模居全国之最、世之罕见的以镉为主的多元素组合异常带，从流域系统对镉等异常的来源与迁移的评价预警，为湘江重金属污染治理提供了科学依据。三是分别从农田、城市、湿地等对重要异常元素的来源、途径、效应和趋势进行的系统评价研究，及从区域土地质量进行的地球化学初步评估，提出了富硒和绿色农产品开发、科学平衡施肥、城市规划、湿地保护利用、土地规划等建议。四是评价了金、锰、钒矿等矿产资源的找矿潜力，划分了多个找矿潜力远景区，提供了多处矿产普查地。五是发现区域生态地球化学环境现状对人体健康有影响，局部地区的癌发病率高与土壤镉高、冠心病与土壤钙镁低关系密切。六是开展了系列基础性研究，如建立了农田及湖泊生态系统的镉迁移预警模型、土地资源环境评价与规划模型，与考古学结合的地球化学环境历史演化研究等，成功实现了科学研究目标。被部评为优秀成果，认为“是湖南迄今为止获得的数据信息最丰富、研究最深入、应用最广泛的一次高精度的调查评价工作”。
科技创新点一：开辟地调服务农业环境先河，实践一场地质理念革命
湖南是全国最早以部省合作形式将大规模勘查地球化学应用于服务于农业与环境的省份之一。在中国地质调查局指导下，项目按生态系统分农田、城市、湿地、流域等设置课题，后来这成为了一种模式应用于全国各省。在技术上，以元素在土壤中的分布为主线，探索性地提出了“八字方针”技术路线；在组织上，湖南省国土资源厅及其下属地质研究所与省地勘局地质调查院紧密合作组成项目部，省内外26家科研、生产、教学单位的产学研紧密结合，使大面积、多介质、多参数的生态地球化学调查评价不仅在湖南得以顺利实施，而且通过示范效应使生态地球化学调查工作得以在全国迅速展开，大大扩大了地质工作的内涵，延长了地质工作的服务链，是传统地质工作在新形势下服务于多目标的科学创举。
科技创新点二：首次全面系统获取多介质高精度数据，为多学科应用提供生态地球化学基础
通过洞庭湖区多目标区域地球化学调查，获得了表层（0～20cm）和深层（150～200cm）土壤中镉等54项元素和指标，地表及浅层地下水34项指标，近地表大气尘、大宗及名特优农产品中的硒等5～20余种元素和有机氯农药残留指标，总共获得各类地球化学分析数据100万余个，查明了这些元素和指标的含量水平、空间分布、分配和组合特征，建立了洞庭湖区土壤地球化学基准值和背景值，填补了生态地球化学空白，为多学科研究及湖南社会经济可持续发展规划提供了高精度地学基础数据。
调查结果显示洞庭湖区土壤元素分布总体特征主要反映了流域地质背景条件，其次反映了人类活动：湘江下游重金属元素富集与中上游区的超大型有色多金属矿有关，资江下游的Sb、Hg、As与锡矿山锑矿等有关；沅江下游的Hg、Cd等与汞锑金矿带有关，区域土壤总体上显著富集铁、锰、钨、钒、锡、铋和镉、砷、铅、汞、铜、锌等元素，反映出有色金属之乡的特征；相对富集有机质、氮、钾、硫、硼、硒、硅、钴等植物必需元素，反映出农业大省特色。
科技创新点三：系统查明区域土壤资源环境特征，全面提升土壤科学利用价值
调查查明了土壤的肥力特征、环境质量特征和富硒等有益元素优势土壤资源特征，对区域土壤资源环境性状有了全新认识。调查认为土壤质量总体良好，浅层地下水环境质量总体优良，绝大部分地区的居民饮水安全，有利发展无公害农业、特色农业；通过变盲目种植为科学种植、盲目施肥为配方施肥，可提高农作物的产量和品质，为农业发展规划、农业结构调整及选择优质绿色农产品基地提供了科学依据。
发现了近万平方公里的富硒土壤，及较大面积的富硼、富锗土壤。圈定了多种有益元素丰富区19处，总面积16000平方公里，其中洞庭湖中央平原富含钙、镁、钠、磷、铁、钾、硒、碘等有益元素，环境质量良好，是适合于发展绿色名优特农产品区域；
圈定了5000多平方公里的优质茶叶、较大面积的优质柑橘种植区域，5000多平方公里的绿色土壤资源。
科技创新点四：首次圈定举世瞩目异常区带，生态环境建设建立不朽奇功
区域调查层次发现了区域性土壤（沉积物）元素异常分布；区域评价层次探讨了异常元素的迁移转化规律，揭示了有益有害元素的生物效应和生态作用；局部评价层次根据地球化学环境与疾病调查结果的类比，对区内可能的元素型地方病进行了预测；综合评价层次敲响了保护环境、防止污染的警钟。 调查发现湘江沿岸重金属异常带，被称为迄今为止全国开展多目标区域地球化学调查以来发现的规模最大、强度最高、元素最复杂、以镉为主的多种元素异常带。该带呈南北向带状贯穿工作区，全长240公里，面积达2058平方公里。评价认为该异常带已对生态和人体健康产生危害：异常区稻谷和蔬菜的重金属超标严重，东洞庭湖受湘江洪道影响的局部地段芦苇笋、螺、蚌和枯水期鱼的Cd等重金属超标，湘江下游局部地区癌症病人尿和血液中Cd含量是正常值的6和3倍。与20年前的区域化探资料对比，湘江下游的长株潭区土壤重金属超标面积增加了824km2，7个百分点。
湘江如今被称为中国重金属污染最严重的河流，虽有各种监测和科研数据为证，但除本项目外，20余年来，至今无一资料显示其污染沿湘江连续的状况。以专题汇报等多种形式向省委省政府及有关部门报告的本项目成果显示，镉异常浓集中心在株洲清水塘的株洲冶炼厂至湘江一带，2011年3月获国务院批准总投资达595亿元的《湘江流域重金属污染治理实施方案》即将清水塘列为7大重金属污染治理区之首；国土资源部2011年公益性行业科研专项《典型工业区重金属污染场地再利用技术与示范》项目由湖南省地质研究所牵头，其1号课题“长株潭有色工业区重金属污染场地修复生态地球化学技术与示范”亦设清水塘示范，深刻表明本项目成果的科学性、创新性和实用性。
有益元素缺乏对人体健康同样有影响，汨罗弼时镇等地冠心病高发，发病率1.05%，可能由水土中Ca、Mg含量低引起。
经济、社会效益“双丰收”：潜在价值突破百亿元
经济效益方面，据农业部门估计，仅洞庭湖区水稻和玉米推广测土配方施肥技术累计节本增收20亿元，氮磷肥的年投入量减少8%—9%。洞庭湖盆地周缘金、钒、锰矿勘查及其他地勘项目取得了上亿元的经济效益和社会效益。随着项目成果的进一步应用，潜在的经济价值将突破百亿元。
社会效益方面，通过应用于主体功能区划、城市群空间开发与布局规划及新一轮各级土地利用总体规划中，增强了规划的科学性，有效保护了优质农用地资源，提高了资源的科学利用水平。
通过农业应用，为科学平衡施肥，因地制宜发展特色农业，实现大面积平衡增产，帮助农民增效发挥了重要作用，为无公害、绿色、有机农产品生产奠定了基础，为现代农业发展提供了科学依据。
通过污染调查及治理中的应用，直接或间接促成了国家《湘江流域重金属污染治理实施方案》出台，为地方病防治、改善人居环境、保障人民生产生活安全、维护社会稳定发挥了重大作用。
为基础地质、水工环地质、矿产勘查等调查、勘查和规划提供了依据，找矿效果明显；通过新农村建设中的安全供水、核电厂选址中的放射性本底调查、土地整理项目中维持耕地质量平衡等延长了地质工作服务链。
实践总结提出的技术方法和将生态、环境、农业、城市、考古等与地球化学相结合的探索，促进了学科发展，推动了学术交流与基础性研究。
通过产学研结合，培养了上百名国土资源基层人才和研究生，发表了上百篇论文和专著，提升了国土资源科技水平。
（作者单位：湖南省国土资源规划院）
根据温家宝总理关于“地质工作要更加紧密地与国民经济和社会发展相结合，更加主动为地方经济发展服务”的指标精神，中国地质调查局于2002年启动了部省合作新形式的农业地质调查项目，湖南是在我国东、中、西部先期开展的3个试点省份之一，并率先以“生态地球化学调查”为名展开。2002年9月中国地质调查局与湖南省人民政府签署了项目合作协议，协议工作面积3.96万平方公里，共同出资3500万元，目标是通过项目实施，为区域及湖南省的生态建设、农业结构调整、国土规划、地方病防治、矿产资源勘查等提供科学依据，为加快现代化建设步伐，实现农业大省向经济强省转变的目标服务。
成果丰硕：是湖南迄今为止获得的数据信息最丰富、研究最深入、应用最广泛的一次高精度的调查评价工作
项目历时六年，对包括长株潭城市群在内的洞庭湖区，通过1∶25万多目标区域地球化学调查、区域生态地球化学评价、局部生态地球化学评价、生态地球化学调查总体综合评价等4个二级项目，及农业、城市、湿地、地质环境、流域、粮油、蔬菜、茶叶、湖泊种养、第四纪地球化学环境、地球化学环境与人体健康、清水塘工业区等12个三级专题评价研究，系统查明了项目区、不同生态系统、重要工农业基地和经济区的元素分布的地球化学特征和资源环境特征，取得了一批基础性、应用性和创新性成果，获国土资源部2011年国土资源科学技术二等奖。
主要成果有：一是以高精准方法调查实测了区内土壤54种、水33种元素（指标）的含量，获取了100万余个测试数据，编制了区域性基础和应用图件1000余张，建立了系列基准值，为资源环境领域相关工作提供了珍贵的基础资料。二是首次发现沿湘江连续分布、强度和规模居全国之最、世之罕见的以镉为主的多元素组合异常带，从流域系统对镉等异常的来源与迁移的评价预警，为湘江重金属污染治理提供了科学依据。三是分别从农田、城市、湿地等对重要异常元素的来源、途径、效应和趋势进行的系统评价研究，及从区域土地质量进行的地球化学初步评估，提出了富硒和绿色农产品开发、科学平衡施肥、城市规划、湿地保护利用、土地规划等建议。四是评价了金、锰、钒矿等矿产资源的找矿潜力，划分了多个找矿潜力远景区，提供了多处矿产普查地。五是发现区域生态地球化学环境现状对人体健康有影响，局部地区的癌发病率高与土壤镉高、冠心病与土壤钙镁低关系密切。六是开展了系列基础性研究，如建立了农田及湖泊生态系统的镉迁移预警模型、土地资源环境评价与规划模型，与考古学结合的地球化学环境历史演化研究等，成功实现了科学研究目标。被部评为优秀成果，认为“是湖南迄今为止获得的数据信息最丰富、研究最深入、应用最广泛的一次高精度的调查评价工作”。
科技创新点一：开辟地调服务农业环境先河，实践一场地质理念革命
湖南是全国最早以部省合作形式将大规模勘查地球化学应用于服务于农业与环境的省份之一。在中国地质调查局指导下，项目按生态系统分农田、城市、湿地、流域等设置课题，后来这成为了一种模式应用于全国各省。在技术上，以元素在土壤中的分布为主线，探索性地提出了“八字方针”技术路线；在组织上，湖南省国土资源厅及其下属地质研究所与省地勘局地质调查院紧密合作组成项目部，省内外26家科研、生产、教学单位的产学研紧密结合，使大面积、多介质、多参数的生态地球化学调查评价不仅在湖南得以顺利实施，而且通过示范效应使生态地球化学调查工作得以在全国迅速展开，大大扩大了地质工作的内涵，延长了地质工作的服务链，是传统地质工作在新形势下服务于多目标的科学创举。
科技创新点二：首次全面系统获取多介质高精度数据，为多学科应用提供生态地球化学基础
通过洞庭湖区多目标区域地球化学调查，获得了表层（0～20cm）和深层（150～200cm）土壤中镉等54项元素和指标，地表及浅层地下水34项指标，近地表大气尘、大宗及名特优农产品中的硒等5～20余种元素和有机氯农药残留指标，总共获得各类地球化学分析数据100万余个，查明了这些元素和指标的含量水平、空间分布、分配和组合特征，建立了洞庭湖区土壤地球化学基准值和背景值，填补了生态地球化学空白，为多学科研究及湖南社会经济可持续发展规划提供了高精度地学基础数据。
调查结果显示洞庭湖区土壤元素分布总体特征主要反映了流域地质背景条件，其次反映了人类活动：湘江下游重金属元素富集与中上游区的超大型有色多金属矿有关，资江下游的Sb、Hg、As与锡矿山锑矿等有关；沅江下游的Hg、Cd等与汞锑金矿带有关，区域土壤总体上显著富集铁、锰、钨、钒、锡、铋和镉、砷、铅、汞、铜、锌等元素，反映出有色金属之乡的特征；相对富集有机质、氮、钾、硫、硼、硒、硅、钴等植物必需元素，反映出农业大省特色。
科技创新点三：系统查明区域土壤资源环境特征，全面提升土壤科学利用价值
调查查明了土壤的肥力特征、环境质量特征和富硒等有益元素优势土壤资源特征，对区域土壤资源环境性状有了全新认识。调查认为土壤质量总体良好，浅层地下水环境质量总体优良，绝大部分地区的居民饮水安全，有利发展无公害农业、特色农业；通过变盲目种植为科学种植、盲目施肥为配方施肥，可提高农作物的产量和品质，为农业发展规划、农业结构调整及选择优质绿色农产品基地提供了科学依据。
发现了近万平方公里的富硒土壤，及较大面积的富硼、富锗土壤。圈定了多种有益元素丰富区19处，总面积16000平方公里，其中洞庭湖中央平原富含钙、镁、钠、磷、铁、钾、硒、碘等有益元素，环境质量良好，是适合于发展绿色名优特农产品区域；
圈定了5000多平方公里的优质茶叶、较大面积的优质柑橘种植区域，5000多平方公里的绿色土壤资源。
科技创新点四：首次圈定举世瞩目异常区带，生态环境建设建立不朽奇功
区域调查层次发现了区域性土壤（沉积物）元素异常分布；区域评价层次探讨了异常元素的迁移转化规律，揭示了有益有害元素的生物效应和生态作用；局部评价层次根据地球化学环境与疾病调查结果的类比，对区内可能的元素型地方病进行了预测；综合评价层次敲响了保护环境、防止污染的警钟。 调查发现湘江沿岸重金属异常带，被称为迄今为止全国开展多目标区域地球化学调查以来发现的规模最大、强度最高、元素最复杂、以镉为主的多种元素异常带。该带呈南北向带状贯穿工作区，全长240公里，面积达2058平方公里。评价认为该异常带已对生态和人体健康产生危害：异常区稻谷和蔬菜的重金属超标严重，东洞庭湖受湘江洪道影响的局部地段芦苇笋、螺、蚌和枯水期鱼的Cd等重金属超标，湘江下游局部地区癌症病人尿和血液中Cd含量是正常值的6和3倍。与20年前的区域化探资料对比，湘江下游的长株潭区土壤重金属超标面积增加了824km2，7个百分点。
湘江如今被称为中国重金属污染最严重的河流，虽有各种监测和科研数据为证，但除本项目外，20余年来，至今无一资料显示其污染沿湘江连续的状况。以专题汇报等多种形式向省委省政府及有关部门报告的本项目成果显示，镉异常浓集中心在株洲清水塘的株洲冶炼厂至湘江一带，2011年3月获国务院批准总投资达595亿元的《湘江流域重金属污染治理实施方案》即将清水塘列为7大重金属污染治理区之首；国土资源部2011年公益性行业科研专项《典型工业区重金属污染场地再利用技术与示范》项目由湖南省地质研究所牵头，其1号课题“长株潭有色工业区重金属污染场地修复生态地球化学技术与示范”亦设清水塘示范，深刻表明本项目成果的科学性、创新性和实用性。
有益元素缺乏对人体健康同样有影响，汨罗弼时镇等地冠心病高发，发病率1.05%，可能由水土中Ca、Mg含量低引起。
经济、社会效益“双丰收”：潜在价值突破百亿元
经济效益方面，据农业部门估计，仅洞庭湖区水稻和玉米推广测土配方施肥技术累计节本增收20亿元，氮磷肥的年投入量减少8%—9%。洞庭湖盆地周缘金、钒、锰矿勘查及其他地勘项目取得了上亿元的经济效益和社会效益。随着项目成果的进一步应用，潜在的经济价值将突破百亿元。
社会效益方面，通过应用于主体功能区划、城市群空间开发与布局规划及新一轮各级土地利用总体规划中，增强了规划的科学性，有效保护了优质农用地资源，提高了资源的科学利用水平。
通过农业应用，为科学平衡施肥，因地制宜发展特色农业，实现大面积平衡增产，帮助农民增效发挥了重要作用，为无公害、绿色、有机农产品生产奠定了基础，为现代农业发展提供了科学依据。
通过污染调查及治理中的应用，直接或间接促成了国家《湘江流域重金属污染治理实施方案》出台，为地方病防治、改善人居环境、保障人民生产生活安全、维护社会稳定发挥了重大作用。
为基础地质、水工环地质、矿产勘查等调查、勘查和规划提供了依据，找矿效果明显；通过新农村建设中的安全供水、核电厂选址中的放射性本底调查、土地整理项目中维持耕地质量平衡等延长了地质工作服务链。
实践总结提出的技术方法和将生态、环境、农业、城市、考古等与地球化学相结合的探索，促进了学科发展，推动了学术交流与基础性研究。
通过产学研结合，培养了上百名国土资源基层人才和研究生，发表了上百篇论文和专著，提升了国土资源科技水平。
（作者单位：湖南省国土资源规划院）