1、地質(zhì)生態(tài)學(xué)研究的難題及發(fā)展 作者：張寄丹單位：黑龍江省第六地質(zhì)勘察院 雖然地質(zhì)-生態(tài)學(xué)作為一門獨(dú)立存在的學(xué)科尚未成立,但作為一種學(xué)科交叉現(xiàn)象具有很大的發(fā)展空間,將來能否產(chǎn)生獨(dú)立的地質(zhì)生態(tài)學(xué)科,取決于能不能取得合理的、有廣泛認(rèn)可的學(xué)科定位。 1地質(zhì)-生態(tài)理論認(rèn)識和體系的形成 國際上現(xiàn)階段地質(zhì)-生態(tài)學(xué)研究與環(huán)境地質(zhì)研究有相當(dāng)程度上的相似性,但已經(jīng)逐步體現(xiàn)其研究特色,并有逐漸強(qiáng)化地質(zhì)生態(tài)研究的發(fā)展趨勢。但到目前為止相關(guān)研究成果還不夠豐富,還不能認(rèn)為系統(tǒng)的地質(zhì)生態(tài)學(xué)作為獨(dú)立學(xué)科已經(jīng)建立。許多理論問題和應(yīng)用技術(shù)方法尚不夠完善。由于社會需要的推動,地質(zhì)-生態(tài)學(xué)作為新興的交叉學(xué)科發(fā)展方向,正在逐步成為研究熱

2、點(diǎn)和活躍點(diǎn)。雖然地質(zhì)-生態(tài)學(xué)作為一門獨(dú)立存在的學(xué)科尚未成立,但作為一種學(xué)科交叉現(xiàn)象具有很大的發(fā)展空間,將來能否產(chǎn)生獨(dú)立的地質(zhì)生態(tài)學(xué)科,取決于能不能取得合理的、有廣泛認(rèn)可的學(xué)科定位。但無論形成獨(dú)立學(xué)科,還是保持學(xué)科交叉的混合特色,都需要就其理論基礎(chǔ)、研究范疇取得一定的共識。因此,需要對地質(zhì)-生態(tài)理論認(rèn)識和學(xué)科體系進(jìn)行研究和討論。盧耀如先生將地質(zhì)-生態(tài)環(huán)境的研究方向根據(jù)目的的不同分成如下幾個方向:綜合性研究方向:該方向主要研究地質(zhì)-生態(tài)環(huán)境的演變,需要在探索自然界存在的有利與不利這兩方面的條件與因素的基礎(chǔ)上,密切結(jié)合人類活動影響與工程效應(yīng),而加以綜合的研究,這是研究地質(zhì)-生態(tài)環(huán)境的最基本的準(zhǔn)則與最

3、重要的研究方向。全球性的研究方向:地質(zhì)-生態(tài)環(huán)境問題涉及到地球的自然演化、各種災(zāi)害的發(fā)生與發(fā)展,以及人類活動對環(huán)境的效應(yīng),這樣,就需全球性的研究方向。宇宙性的研究方向:對地球這一生態(tài)系統(tǒng)的演化與起源還不很了解,所以應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)以研究宇宙中星球,特別是太陽系的起源和演化,這對探索和研究地球自身的形成與演化,也是非常主要的研究途徑。 2地質(zhì)環(huán)境-生態(tài)系統(tǒng)相互關(guān)系研究和剖析 水-土-生態(tài)三大要素(三個子系統(tǒng))的存在形式、利用現(xiàn)狀、形成演化規(guī)律、要素之間的相互作用以及對人類社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約和影響是地質(zhì)-生態(tài)研究的主要對象。但目前對地質(zhì)要素的生態(tài)意義和生態(tài)保護(hù)的地質(zhì)依據(jù)都缺乏系統(tǒng)和科學(xué)的認(rèn)識。地質(zhì)

4、環(huán)境-生態(tài)系統(tǒng)的相互作用應(yīng)是地質(zhì)-生態(tài)學(xué)研究的重要內(nèi)容。以地下水為例,以往的水文地質(zhì)研究主要揭示地下水的來源、運(yùn)移演化規(guī)律,地質(zhì)-生態(tài)學(xué)研究則要探討水對生態(tài)系統(tǒng)的控制,即“生態(tài)水位”的問題。“生態(tài)水位”是維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定所需的地下水位區(qū)間,高于這個水位區(qū)間上限臨界值,地表土壤就會發(fā)生鹽漬化,低于這個水位區(qū)間下限臨界值,就很容易觸發(fā)沙漠化。但這一水位區(qū)間又是一個復(fù)雜要素集合的函數(shù),同時是一個時空動態(tài)變化的函數(shù),它受到地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地貌單元、氣候條件、土壤類型、種植結(jié)構(gòu)、植物種群特性、人為影響程度等的影響,需要進(jìn)行系統(tǒng)相應(yīng)分析。 3地質(zhì)-生態(tài)指標(biāo)體系研究 脆弱性判別的實(shí)施是建立在利用科學(xué)的指標(biāo)體系

5、對脆弱地質(zhì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行結(jié)構(gòu)表述的基礎(chǔ)上的。指標(biāo)體系選取指標(biāo)的原則是以最少指標(biāo)達(dá)到完整描述系統(tǒng)特征的目的,既要謀求科學(xué)性原則、完備性原則和獨(dú)立性原則,地質(zhì)-生態(tài)指示性指標(biāo)體系的篩選是進(jìn)行地質(zhì)-生態(tài)分析的基礎(chǔ)和關(guān)鍵,也是目前研究較少,需要予以重視的主要方面。國外曾經(jīng)組織過國際間合作計劃,集中探討了為多目標(biāo)可持續(xù)發(fā)展服務(wù)的“地質(zhì)指示指標(biāo)”篩選問題,并認(rèn)真分析了這一問題的復(fù)雜性和深入研究的必要性。 4尺度問題和時空演化研究(古地質(zhì)-生態(tài)學(xué)研究) 由于地質(zhì)-生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜動態(tài)特征,在研究中必須注意其尺度效應(yīng),重視時空演化分析,加強(qiáng)對古地質(zhì)-生態(tài)特征的研究,用地質(zhì)歷史演化的眼光看待我們目前的地質(zhì)-生態(tài)狀況

6、。 4.1尺度效應(yīng)問題自然過程和人為作用,都是在一定的空間和時間尺度內(nèi)發(fā)生的,在不同的尺度上,其表現(xiàn)和描述的特征具有明顯差異,描述其特征的指標(biāo)也不一定一致。所以必須注意尺度問題。在上述分析中,曾論述過在不同區(qū)域尺度上控制地質(zhì)-生態(tài)脆弱性的主導(dǎo)要素的不同,如在大的區(qū)域范圍內(nèi),主導(dǎo)要素是大地構(gòu)造單元,而在局部區(qū)域范圍內(nèi),主導(dǎo)因素可能是氣候條件和地貌單元等。同樣,由于幾十年來地質(zhì)-生態(tài)環(huán)境的巨大變化,其時間尺度的對比也應(yīng)高度重視,把不同年代的資料混合起來作為現(xiàn)狀分析是不科學(xué)的。 4.2時空演化研究方法動態(tài)復(fù)雜系統(tǒng)的研究,要立足于幾個基本觀點(diǎn):系統(tǒng)的觀點(diǎn),綜合的觀點(diǎn),信息的觀點(diǎn)。采取如下策略:抓住時空

7、演變中有限個特征時期的靜態(tài)狀態(tài),達(dá)到系統(tǒng)描述其動態(tài)特征的目的;突出深入研究空間中具有典型意義和帶動作用的若干個點(diǎn)上的特征,來刻劃面上的輪廓和規(guī)律;通過系統(tǒng)研究地質(zhì)時期的地質(zhì)-生態(tài)演化,認(rèn)識當(dāng)前所處演化階段,推測其自然發(fā)展趨勢,結(jié)合人為影響的強(qiáng)度,預(yù)測系統(tǒng)的變化趨勢;將時間上的認(rèn)識和空間上的認(rèn)識集合起來,利用現(xiàn)代信息處理技術(shù),進(jìn)行時空總和分析和建模研究。 4.3古地質(zhì)-生態(tài)分析的重要性“將古論今”是地質(zhì)-生態(tài)研究的重要手段。由于我們所處的自然環(huán)境是地質(zhì)演化過程的階段性表現(xiàn),其今后發(fā)展趨勢必然首先受制于地質(zhì)演化規(guī)律,我們對現(xiàn)今地質(zhì)-生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識也是非常零散的,很難形成時間序列,從而建立演化規(guī)律的認(rèn)識。因此,開展古地質(zhì)-生態(tài)研究顯得格外重要。 5脆弱帶地質(zhì)-生態(tài)系統(tǒng)研究 對地質(zhì)-生態(tài)環(huán)境的認(rèn)識是復(fù)雜的系統(tǒng)科學(xué)問題,涉及具有動態(tài)結(jié)構(gòu)的多維信息體,尤其是脆弱地質(zhì)生態(tài)環(huán)境的敏感性特征,決定了需要對多因素關(guān)系及其易變性進(jìn)行研究,這種多因素關(guān)系構(gòu)成“鏈?zhǔn)健苯Y(jié)構(gòu),一種因素的變化可以觸發(fā)相關(guān)聯(lián)的其他因素發(fā)生變化,并且具有明顯的臨界值。認(rèn)識地質(zhì)生態(tài)環(huán)境的復(fù)雜性、“鏈狀”關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)是對其特征進(jìn)行表述的重要前提。確定描述這些內(nèi)容的指標(biāo)體系、分類標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)獲取方法和精度控制要求是重要的前期工作,需要專門開展研究。趙躍龍認(rèn)為,脆弱生態(tài)環(huán)境的成因,