《Ecological Geology and Eco-geological Environment System》

摘要:生态地质学是一门新兴交叉学科，研究在地球表层多圈层互馈作用和人类活动驱动下，地质环境-生态环境-灾害环境之间的相互作用与协调平衡的交叉学科。在生态文明建设的大背景下，生态环境系统、地质环境系统与灾害环境系统三者相互耦合、共同作用，融合构成生态地质环境系统架构。生态地质学的核心问题是生态地质环境系统平衡与灾害安全防控。因此，本文提出了生态地质学与生态地质环境系统研究的四大方面内容：(1)生态地质环境系统构成及相互作用机制；(2)生态地质环境系统动态平衡机制与模式；(3)生态损害-水土灾害-地质灾害共生互馈机制与递进演化过程；(4)生态地质环境风险动态识别、监测预警与调控保护。这四大方面逐步递进并相互支撑融合，共同解决生态地质学的核心问题。生态地质学的发展应把握生态优先绿色发展内涵，聚焦于生态地质安全和灾害环境系统问题，并贯彻“先要牢固生态屏障，再加速高质量发展，后引领世界发展格局”的战略主线，从而为美丽中国生态保护建设等国家战略决策和执行起到科技支撑作用。

图1 重大国家战略聚焦生态地质安全

图2“十四五”规划重大国家战略

图3 川藏铁路面临生态环境脆弱、重大灾害隐患挑战

图4 黄河流域面临灾害与生态脆弱挑战

图5“一带一路”倡议沿线地区面临灾害频发与生态环境脆弱挑战

图6 生态地质环境系统组成

图7 生态地质环境系统架构

图8 生态地质学学科框架

图9 生态地质学与生态地质环境主要研究内容

图10 水体-林体-土体-岩体-山体等五体互馈关系

图11 生态地质环境系统动态平衡过程

图12 生态损害-水土灾害-地质灾害的共生和递进演化过程

图13 生态地质环境风险动态识别、监测预警与调控保护综合管理

3 结论及展望

生态地质学是一门新兴交叉学科，研究在地球表层多圈层互馈作用和人类活动驱动下，地质环境-生态环境-灾害环境之间的相互作用与协调平衡的交叉学科。在生态文明建设的大背景下，生态地质学被赋予了新的科学内涵，其核心问题是生态地质环境系统平衡与灾害安全防控。基于此，本文提出了生态地质学与生态地质环境系统研究的四大方面内容，这四大方面逐步递进并相互支撑融合，共同解决生态地质学的核心问题。生态地质学的未来发展应把握生态优先绿色发展内涵，聚焦于生态地质安全和灾害环境系统问题，并贯彻“先要牢固生态屏障，再加速高质量发展，后引领世界发展格局”的战略主线，从而为美丽中国生态保护建设等国家战略决策和执行起到科技支撑作用。具体来讲，有以下6个方面的展望。

(1)明晰生态地质环境系统组成，探究生态地质环境要素相互作用机制。生态地质环境系统是生态环境系统、地质环境系统和灾害环境系统的综合，包括山体(骨)、岩体(肉)、土体(皮)、植被(毛)、水体(血)和气候(气)等生态地质环境要素。生态地质环境是一个复杂开放的体系，时时刻刻处于演化状态。当这种演化超出生态环境与地质环境的承受能力，必然会出现自然、人为和自然-人为的生态地质环境问题。为此，需要探究山体、岩体、土体、植被、水体和气候等之间的相互作用关系，阐明生态过程、水文过程、地质过程、灾害过程、气候演化过程、人类活动之间的互馈作用机制。

(2)加强地质灾害-生态环境互馈机理与动力学过程研究，建立生态地质环境保护与地质灾害风险防控理论与方法。地质灾害孕育过程是复杂地球内外动力作用的结果，又与生态环境系统进行着强烈的互馈，影响着人-地协调关系。基于对地质灾害与生态系统之间复杂的“双向”互馈认识，亟需开展生态地质环境系统各组成部分之间的链接关系、重大灾害与生态环境的互馈关系研究，揭示地球多圈层相互作用下“大区域范围、长流域跨度、多时间序列”的地质灾害效应与生态安全互馈机制，探索复杂艰险条件下区域地质-生态环境的联合调控及协调保护机制，建立多灾种生态损伤和地质灾害韧性防控理论与方法，支撑复杂场景下的生态地质环境保护与地质灾害风险防控，确保国家经济社会可持续发展。

(3)加强生态损伤与地质灾害的长期智能化监测研究，揭示生态与地质相互联动规律和模式。早期识别、实时监测和精准预警生态损害和地质灾害是生态安全与地质安全防控必不可少的关键环节。目前仍普遍存在监测识别率低、监测装备智能化弱、预警准确性低等技术瓶颈，亟需研究基于多源遥感融合的智能识别技术，研发智能化实时监测终端，构建大数据驱动预警模型，开展生态损害与地质灾害精准识别和预警，揭示生态与地质相互联动规律和模式。

(4)完善生态地质学结构体系，培养更多复合型人才，服务国家重大战略和工程切实需求。国家经济的快速发展导致人-地相互作用愈加强烈，进而致使人类活动与生态环境和地质环境之间的制约关系日渐凸显。生态地质学应通过研究自然环境与人为扰动影响下生态作用、地质作用和灾害效应的时空转变，解决人类活动与生态环境和地质环境之间的制约难题。但目前生态地质学仍存在研究范围不具体、相关学科间存在脱节与成果表达不统一、生态环境深层致灾机理不明、生态响应规律不清与资源调控配置不合理等问题，难以为国家重大战略实施与行业发展提供切实可行的理论支撑与技术保障。为此，要不断完善生态地质学结构体系，积累更加系统性的生态地质学研究成果，培养更多复合型人才，服务国家重大战略和工程建设的切实需求。

(5)探索生态地质学多学科交叉融合方法，高效开展生态地质学研究工作。岩体、土体、植被、水体和气候是控制生态地质环境的重要因素，多学科背景是开展生态地质学研究的必要条件。在此过程中，生态地质学需要交叉融合生态学、地质学、工程地质学、水文地质学、地貌学、灾害学、环境学、土壤学、植物学、水文学、地理学、遥感地学、自然资源学、社会学及其分支学科(如环境地质学与人类生态学等)等，以地球系统科学为大框架，研究各种生态环境控制因素作用下的生态地质问题与对策。生态地质学的多学科交叉融合反映了生态地质问题中包含着多种矛盾，注意识别主要矛盾和类型将有助于多学科良好且高效的交叉融合。

(6)加强生态地质学研究团队建设，强化合作交流，集思广益并力求创新。生态地质学涉及的学科领域广、交叉融合需求度高，势必要求研究团队的成员在研究方向上存在差异并各有侧重。在此情况下，应强化研究团队内部成员之间以及国内外不同研究团队之间的合作交流，增进对不同学科背景的了解，在深化生态地质学认识的过程中不断寻求创新。此外，为了形成更强大的科技攻关能力和创新合力，应鼓励跨单位成立相关研究团队，同时充分利用各类型的国际合作与交流平台，打破地域界限和学科限制，融合国际前沿的理论与技术，建设跨国家、跨学科的高水平研究群体，打造国际化的生态地质学研究范式，引领生态地质学学科创新发展。

值此我国工程地质学科奠基人之一、区域工程地质学理论体系的创始人刘国昌先生诞辰110周年之际，为了纪念先生为我国工程地质事业做出的重要贡献，谨以此文向刘国昌先生致以崇高的敬意，也愿我们工程地质界在先生开拓进取精神的指引下，薪火相传，勇攀科技高峰，不断取得新的更大成就!

[1]彭建兵,兰恒星.略论生态地质学与生态地质环境系统[J].地球科学与环境学报,2022,44(06):877-893.DOI:10.19814/j.jese.2022.06006.