產生背景：源于部省合作新形式的農業(yè)地質調查項目

根據溫家寶總理關于“地質工作要更加緊密地與國民經濟和社會發(fā)展相結合，更加主動為地方經濟發(fā)展服務”的指標精神，中國地質調查局于2002年啟動了部省合作新形式的農業(yè)地質調查項目，湖南是在我國東、中、西部先期開展的3個試點省份之一，并率先以“生態(tài)地球化學調查”為名展開。2002年9月中國地質調查局與湖南省人民政府簽署了項目合作協議，協議工作面積3.96萬平方公里，共同出資3500萬元，目標是通過項目實施，為區(qū)域及湖南省的生態(tài)建設、農業(yè)結構調整、國土規(guī)劃、地方病防治、礦產資源勘查等提供科學依據，為加快現代化建設步伐，實現農業(yè)大省向經濟強省轉變的目標服務。

成果豐碩：是湖南迄今為止獲得的數據信息最豐富、研究最深入、應用最廣泛的一次高精度的調查評價工作

項目歷時六年，對包括長株潭城市群在內的洞庭湖區(qū)，通過1∶25萬多目標區(qū)域地球化學調查、區(qū)域生態(tài)地球化學評價、局部生態(tài)地球化學評價、生態(tài)地球化學調查總體綜合評價等4個二級項目，及農業(yè)、城市、濕地、地質環(huán)境、流域、糧油、蔬菜、茶葉、湖泊種養(yǎng)、第四紀地球化學環(huán)境、地球化學環(huán)境與人體健康、清水塘工業(yè)區(qū)等12個三級專題評價研究，系統查明了項目區(qū)、不同生態(tài)系統、重要工農業(yè)基地和經濟區(qū)的元素分布的地球化學特征和資源環(huán)境特征，取得了一批基礎性、應用性和創(chuàng)新性成果，獲國土資源部2011年國土資源科學技術二等獎。

主要成果有：一是以高精準方法調查實測了區(qū)內土壤54種、水33種元素（指標）的含量，獲取了100萬余個測試數據，編制了區(qū)域性基礎和應用圖件1000余張，建立了系列基準值，為資源環(huán)境領域相關工作提供了珍貴的基礎資料。二是首次發(fā)現沿湘江連續(xù)分布、強度和規(guī)模居全國之最、世之罕見的以鎘為主的多元素組合異常帶，從流域系統對鎘等異常的來源與遷移的評價預警，為湘江重金屬污染治理提供了科學依據。三是分別從農田、城市、濕地等對重要異常元素的來源、途徑、效應和趨勢進行的系統評價研究，及從區(qū)域土地質量進行的地球化學初步評估，提出了富硒和綠色農產品開發(fā)、科學平衡施肥、城市規(guī)劃、濕地保護利用、土地規(guī)劃等建議。四是評價了金、錳、釩礦等礦產資源的找礦潛力，劃分了多個找礦潛力遠景區(qū)，提供了多處礦產普查地。五是發(fā)現區(qū)域生態(tài)地球化學環(huán)境現狀對人體健康有影響，局部地區(qū)的癌發(fā)病率高與土壤鎘高、冠心病與土壤鈣鎂低關系密切。六是開展了系列基礎性研究，如建立了農田及湖泊生態(tài)系統的鎘遷移預警模型、土地資源環(huán)境評價與規(guī)劃模型，與考古學結合的地球化學環(huán)境歷史演化研究等，成功實現了科學研究目標。被部評為優(yōu)秀成果，認為“是湖南迄今為止獲得的數據信息最豐富、研究最深入、應用最廣泛的一次高精度的調查評價工作”。

科技創(chuàng)新點一：開辟地調服務農業(yè)環(huán)境先河，實踐一場地質理念革命

湖南是全國最早以部省合作形式將大規(guī)?？辈榈厍蚧瘜W應用于服務于農業(yè)與環(huán)境的省份之一。在中國地質調查局指導下，項目按生態(tài)系統分農田、城市、濕地、流域等設置課題，后來這成為了一種模式應用于全國各省。在技術上，以元素在土壤中的分布為主線，探索性地提出了“八字方針”技術路線；在組織上，湖南省國土資源廳及其下屬地質研究所與省地勘局地質調查院緊密合作組成項目部，省內外26家科研、生產、教學單位的產學研緊密結合，使大面積、多介質、多參數的生態(tài)地球化學調查評價不僅在湖南得以順利實施，而且通過示范效應使生態(tài)地球化學調查工作得以在全國迅速展開，大大擴大了地質工作的內涵，延長了地質工作的服務鏈，是傳統地質工作在新形勢下服務于多目標的科學創(chuàng)舉。

科技創(chuàng)新點二：首次全面系統獲取多介質高精度數據，為多學科應用提供生態(tài)地球化學基礎

通過洞庭湖區(qū)多目標區(qū)域地球化學調查，獲得了表層（0～20cm）和深層（150～200cm）土壤中鎘等54項元素和指標，地表及淺層地下水34項指標，近地表大氣塵、大宗及名特優(yōu)農產品中的硒等5～20余種元素和有機氯農藥殘留指標，總共獲得各類地球化學分析數據100萬余個，查明了這些元素和指標的含量水平、空間分布、分配和組合特征，建立了洞庭湖區(qū)土壤地球化學基準值和背景值，填補了生態(tài)地球化學空白，為多學科研究及湖南社會經濟可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃提供了高精度地學基礎數據。

調查結果顯示洞庭湖區(qū)土壤元素分布總體特征主要反映了流域地質背景條件，其次反映了人類活動：湘江下游重金屬元素富集與中上游區(qū)的超大型有色多金屬礦有關，資江下游的Sb、Hg、As與錫礦山銻礦等有關；沅江下游的Hg、Cd等與汞銻金礦帶有關，區(qū)域土壤總體上顯著富集鐵、錳、鎢、釩、錫、鉍和鎘、砷、鉛、汞、銅、鋅等元素，反映出有色金屬之鄉(xiāng)的特征；相對富集有機質、氮、鉀、硫、硼、硒、硅、鈷等植物必需元素，反映出農業(yè)大省特色。

科技創(chuàng)新點三：系統查明區(qū)域土壤資源環(huán)境特征，全面提升土壤科學利用價值

調查查明了土壤的肥力特征、環(huán)境質量特征和富硒等有益元素優(yōu)勢土壤資源特征，對區(qū)域土壤資源環(huán)境性狀有了全新認識。調查認為土壤質量總體良好，淺層地下水環(huán)境質量總體優(yōu)良，絕大部分地區(qū)的居民飲水安全，有利發(fā)展無公害農業(yè)、特色農業(yè)；通過變盲目種植為科學種植、盲目施肥為配方施肥，可提高農作物的產量和品質，為農業(yè)發(fā)展規(guī)劃、農業(yè)結構調整及選擇優(yōu)質綠色農產品基地提供了科學依據。

發(fā)現了近萬平方公里的富硒土壤，及較大面積的富硼、富鍺土壤。圈定了多種有益元素豐富區(qū)19處，總面積16000平方公里，其中洞庭湖中央平原富含鈣、鎂、鈉、磷、鐵、鉀、硒、碘等有益元素，環(huán)境質量良好，是適合于發(fā)展綠色名優(yōu)特農產品區(qū)域；

圈定了5000多平方公里的優(yōu)質茶葉、較大面積的優(yōu)質柑橘種植區(qū)域，5000多平方公里的綠色土壤資源。

科技創(chuàng)新點四：首次圈定舉世矚目異常區(qū)帶，生態(tài)環(huán)境建設建立不朽奇功

區(qū)域調查層次發(fā)現了區(qū)域性土壤（沉積物）元素異常分布；區(qū)域評價層次探討了異常元素的遷移轉化規(guī)律，揭示了有益有害元素的生物效應和生態(tài)作用；局部評價層次根據地球化學環(huán)境與疾病調查結果的類比，對區(qū)內可能的元素型地方病進行了預測；綜合評價層次敲響了保護環(huán)境、防止污染的警鐘。

調查發(fā)現湘江沿岸重金屬異常帶，被稱為迄今為止全國開展多目標區(qū)域地球化學調查以來發(fā)現的規(guī)模最大、強度最高、元素最復雜、以鎘為主的多種元素異常帶。該帶呈南北向帶狀貫穿工作區(qū)，全長240公里，面積達2058平方公里。評價認為該異常帶已對生態(tài)和人體健康產生危害：異常區(qū)稻谷和蔬菜的重金屬超標嚴重，東洞庭湖受湘江洪道影響的局部地段蘆葦筍、螺、蚌和枯水期魚的Cd等重金屬超標，湘江下游局部地區(qū)癌癥病人尿和血液中Cd含量是正常值的6和3倍。與20年前的區(qū)域化探資料對比，湘江下游的長株潭區(qū)土壤重金屬超標面積增加了824km2，7個百分點。

湘江如今被稱為中國重金屬污染最嚴重的河流，雖有各種監(jiān)測和科研數據為證，但除本項目外，20余年來，至今無一資料顯示其污染沿湘江連續(xù)的狀況。以專題匯報等多種形式向省委省政府及有關部門報告的本項目成果顯示，鎘異常濃集中心在株洲清水塘的株洲冶煉廠至湘江一帶，2011年3月獲國務院批準總投資達595億元的《湘江流域重金屬污染治理實施方案》即將清水塘列為7大重金屬污染治理區(qū)之首；國土資源部2011年公益性行業(yè)科研專項《典型工業(yè)區(qū)重金屬污染場地再利用技術與示范》項目由湖南省地質研究所牽頭，其1號課題“長株潭有色工業(yè)區(qū)重金屬污染場地修復生態(tài)地球化學技術與示范”亦設清水塘示范，深刻表明本項目成果的科學性、創(chuàng)新性和實用性。

有益元素缺乏對人體健康同樣有影響，汨羅弼時鎮(zhèn)等地冠心病高發(fā)，發(fā)病率1.05%，可能由水土中Ca、Mg含量低引起。

經濟、社會效益“雙豐收”：潛在價值突破百億元

經濟效益方面，據農業(yè)部門估計，僅洞庭湖區(qū)水稻和玉米推廣測土配方施肥技術累計節(jié)本增收20億元，氮磷肥的年投入量減少8%—9%。洞庭湖盆地周緣金、釩、錳礦勘查及其他地勘項目取得了上億元的經濟效益和社會效益。隨著項目成果的進一步應用，潛在的經濟價值將突破百億元。

社會效益方面，通過應用于主體功能區(qū)劃、城市群空間開發(fā)與布局規(guī)劃及新一輪各級土地利用總體規(guī)劃中，增強了規(guī)劃的科學性，有效保護了優(yōu)質農用地資源，提高了資源的科學利用水平。

通過農業(yè)應用，為科學平衡施肥，因地制宜發(fā)展特色農業(yè)，實現大面積平衡增產，幫助農民增效發(fā)揮了重要作用，為無公害、綠色、有機農產品生產奠定了基礎，為現代農業(yè)發(fā)展提供了科學依據。

通過污染調查及治理中的應用，直接或間接促成了國家《湘江流域重金屬污染治理實施方案》出臺，為地方病防治、改善人居環(huán)境、保障人民生產生活安全、維護社會穩(wěn)定發(fā)揮了重大作用。

為基礎地質、水工環(huán)地質、礦產勘查等調查、勘查和規(guī)劃提供了依據，找礦效果明顯；通過新農村建設中的安全供水、核電廠選址中的放射性本底調查、土地整理項目中維持耕地質量平衡等延長了地質工作服務鏈。

實踐總結提出的技術方法和將生態(tài)、環(huán)境、農業(yè)、城市、考古等與地球化學相結合的探索，促進了學科發(fā)展，推動了學術交流與基礎性研究。

通過產學研結合，培養(yǎng)了上百名國土資源基層人才和研究生，發(fā)表了上百篇論文和專著，提升了國土資源科技水平。

（作者單位：湖南省國土資源規(guī)劃院）