1、1湖北省科学技术奖励推荐书一、项目基本情况奖种：科技进步奖 学科（专业） 17030 评审组代码： 省成果登记编号： EK2015A010300000795中文 湖北省江汉流域经济区农业地质调查项目名称 英文 General report of agricultural geological survey in Jianghan Basin Economic Zone of Hubei Province主要完成人 张德存;杨 军;李定远;胡绍祥; 祁士华;杨明银; 李金平;项剑桥;徐宏林;胡以铿; 李方林;申锐莉;龙 昱;胡瑞春;周小娟主要完成单位湖北省地质调查院；中国地质大学（武汉）；湖北省
2、地质局地球物理勘探大队（原湖北省地球物理勘察技术研究院）；湖北省地质实验测试中心项目名称可否公布 是项目简介可否公布 是推荐单位（或专家）（盖章）湖北省国土资源厅密级及保密期限 否主题词 江汉流域；土壤；地球化学；富硒；沿江镉；农业地质；土地质量学科（专业）分类名称代码 地球化学 17030 所属国民经济行业（N）科学研究和综合技术服务业所属科学技术领域 水和矿产资源、环境、农业任务来源 B；C计划( 基金)名称和编号 多目标生态农业地球化学调查，工作项目编码：200414200009，1212010511214。项目起止时间 起始：2004 年 6 月 17 日 完成：2011 年 8 月
3、16 日湖北省科学技术奖励工作办公室制2二、项目简介1、项目所属科学技术领域：项目来源于国土资源部中国地质调查局；所属计划项目：多目标生态农业地球化学调查。工作性质：基础调查。2、主要内容：区域生态地球化学调查。总面积约 3.5 万 Km2，实测工作以 125 万多目标区域地球化学调查为主，区域环境地质及遥感调查为辅。区域生态地球化学评价。在区域性调查基础上，对呈区域分布的重要有毒有害元素或有益元素组成、分布特征与成因来源、迁移转化过程及影响机制等进行研究，建立宏观地质地球化学评价指标，从整体上进行农村与城市区域生态环境、区域农业地质环境适宜性及区域农业种植（养殖）业安全性评价，并进行防治和防
4、护对策研究，提出规划性建议。局部生态地球化学评价。选择局部地球化学异常或特殊生态环境区、包括农业经济区、名优特农作物产地及城镇工矿、地方病分布区等进行调查评价，研究特定地质地球化学环境与生物之间元素交换、转化和作用方式等，建立地质地球化学模式和评价标准，为保护、保持生态地球化学环境和污染治理提供依据。总体综合评价。对湖北省江汉流域经济区进行生态地球化学环境总体综合评价，研究地质地球化学生态效应，为农村、城市生态地球化学环境规划提供科学依据，研究优质高效农业及其发展战略，进行农业生态地球化学环境区划，研究有益与有害元素分布规律和作用机制，提出保护和治理方案，同时制定一整套合适的工作方法技术，包括
5、评价指标、评价标准、综合技术及信息系统、及成果表达方式等。建立科普化、网络化、社会化服务系统。3、特点及应用推广情况：该项目立足于地球化学调查，是基础性的服务和研究项目，成果能为国土资源、环境评价、基础地质、地质矿产服务,为该地区社会经济发展和规划提供依据。项目成果得到了广泛应用和推广，引起了媒体的广泛关注，已由中国农业地学网、地质勘查导报、湖北日报、长江商报、湖北电视台新闻频道、新华网、凤凰网报导，反应强烈；湖北省政府高度重视该项成果，赵斌副省长对其中富硒资源开发建议作出了重要批示；省委副书记张昌尔亲临地勘局听取汇报，对富硒资源开发作出具体工作部署；湖北省政府利用 2014-2016 年三年
6、世间在该项目成果基础上投资了 1.2 亿元推进全省富硒产业发展。2014 年，全省富硒产业销售收入 226.9 亿元，同比增长 15.1%；富硒资源成果运用覆盖了全省 21 个县市，例如，仙桃市政府依据富硒土壤资源分布，已对全市富硒农产品开发做作出了详细规划。仙桃市以中粮米业（仙桃）有限公司为主体，通过土地流转，在三伏潭镇建设富硒稻米核心种植基地 2000 亩、订单基地 5000 亩，2014 年已有 5000 吨天然富硒大米上市。湖北省国土厅已初步将土地质量地球化学评价纳入了高标准农田建设工作中，旨在查明农用地质量现状、查明优质土地特性、查明土地质量变化情况和对农产品生产安全的保证程度，建立
7、土地地球化学监测动态数据库。武汉市政府以本调查成果为基础，系统开展了中大比例尺的生态环境地质-地球化学调查。项目中有关江汉平原隐伏矿产资源的信息已为省地质局地球物理勘查大队所采用，布置了物探工作对洪湖- 石首一带进行深部勘查评价工作。3三、主要科技创新主要科技创新：摸清了江汉流域土、水环境与资源“家底“完成了江汉流域经济区 1：25 万区域表层（020cm）、深层（150200cm）土壤地球化学调查面积44960km2，区域地表水和浅层地下水地球化学调查面积 36160 km2，区域遥感生态地质调查面积 4.5 万km2，土壤样品测定 54 种分析指标，地表水调查分析水化学指标 23 项；包括
8、调查、评价两大阶段共分析样品 28437 件，各类分析指标共计达 168 项，在此基础上系统编制了区域表层与深层土壤、地表水和浅层地下水地球化学图件，编制了全区土地利用、土水污染、土壤湿度与相对地温温差等遥感生态地质调查解译图件、编制了与生态资源与环境相关的系列综合解释推断图件，图件共分七大系列 420 余张。这些图件以 GIS 信息系统为平台，蕴含了江汉流域农业地质和生态环境的丰富信息，为区域农业发展和生态环境保护提供了可靠的地球化学依据。全面科学评价了土、水环境质量在土壤环境质量方面，发现全区土壤重金属污染异常面积占总面积的 10.98%，但按照土壤环境质量标准，区域内类和土壤占总面积的
9、99.55%，由此说明江汉流域土壤环境质量总体较好。根据无公害农产品产地标准，全区无公害水稻达标区占总面积的 95.26%；按照土壤养分丰缺标准，评价了调查区基本农田土壤养分地力适宜性。其中高度、中等、一般适宜区占 86.48%；利用环境、地力综合指标进行土地质量地球化学分等评估，其中一四等（优质较好等）共计面积占总面积的 88.15%；按照绿色农产品产地标准，全区 AA 级绿色大米产地占总面积的 25.34%，A 级绿色大米产地占总面积的 68.54%。总体分析认为，本区农业安全指数较高，土壤优质资源丰富，农业发展具有较大潜力和空间。在全区水质调查方面，全区地表水类水+类水+劣类水占一半以上
10、（55.9%），其中劣类水占25.61%，水质较差；全区地下水按照 地下水质量标准评价表明，江汉流域影响地下水质量的前 10 项指标是：Fe、锰、高锰酸钾指数、总硬度、P、Ba、Cr、N、溶解性总固体、NO3-，其中铁、锰指标影响最大，在铁、锰指标参加评价情况下区内极差水质达到 94%。调查中并获取了江汉盆地深部埋藏着丰富的矿产资源地球化学信息。本次通过表深层土壤区域地球化学测量，比较全面地提取了江汉流域隐伏矿产资源的地球化学异常，盆地内共圈出氯异常 13 处，多金属综合异常 28 处，膏盐预测区 4 处。其中，位于盆地南缘构造边坡带的松滋-公安膏盐预测区具有良好的找矿潜力。查明了江汉流域区土
11、、水环境污染物质来源，揭示了其迁移转化规律调查证实，江汉流域冲积带镉主要来自长江、汉水、湘江上游的黑色地层、矿冶活动及富镉岩石、矿石。概略计算，长江宜昌截面每年以底沙推移质、悬浮质、溶解态向下总迁移量为 339.133 吨；长江武汉截面总迁移量为 511.562 吨。其中推移质和悬移质是河流水体镉的主要迁移形式。发现长江、汉江冲积带中镉富集于细粒级中，在低能滞流的湖沼淤积体内更为富集。研究认为区内主要为城镇生态环境以及部分小流域受到污染。污染区分受大气干湿沉降、工业废水和生4活污水排放和污灌、固形污染物排放等多种因素影响。其中大气干湿沉降是农田、城区重金属、有机污染物的重要来源。依据监测数据计
12、算，江汉流域每年接受大气干沉降量为： 镉 3387.43kg，汞 392.03kg，铅264.33 吨，锌 4683.2 吨。大气湿沉降量分别为：镉 42614.5kg，汞 9099.94kg，铅 279.07 吨，锌 2166.4 吨，氢离子 3.847108mol。其沉降规律为：大气干沉降（颗粒物）春秋沉降量高，夏冬沉降量低、城区沉降量大，农田区沉降量低、近源区沉降量高，重金属沉降量与钙镁钾沉降量协同变化的分布模式。大气湿沉降（降水）表现为监利-石首-公安、仙桃是区域内两大酸雨区，并形成重金属镉、锌、铅、汞离子沉降浓集带。评价发现城集区气态汞、铅污染是重金属污染的最主要方式。其中，武汉市土
13、壤汞异常区大气汞浓度平均为 14.7ng/m3，高于上海 7.82ng/m3 近两倍，说明土壤汞呈气态迁移扩散进入大气，对人类健康构成了潜在危害。调查证实，江汉流域大小湖泊水体化学组成完全受“源“控制。鉴于洪湖、长湖、梁子湖以及武汉城区湖群普遍存在污水和工业废水汇入之现实，湖泊污染及其生态风险具有逐步加剧的趋势。重点对农产品中重金属含量与土质关系进行了研究。发现江汉平原周缘酸性土壤区大米中存在镉的超标率约在 10%左右，而木兰山一带变质岩母质土壤区大米镉超标率超过 10%。然长江、汉水冲积带的碱性土壤区抽查的大米样品中未出现任何镉超标，这一成果表明江汉平原冲积带内存在着生态安全优质的水稻种植区
14、域。地氟病区水土环境调查认为，江汉盆地边缘外源性渗入的高氟地下水是地氟病的致病原因。通过武汉、荆州老工业区人体尿铅、尿砷、尿镉、尿汞、发铅、发镉、发汞含量调查，证实城市重金属污染已影响到人体健康。针对生态安全，开展了流域生态地球化学预警、预测。依据不同污染源分别圈出了若干预警区。认为污水排放是江河生态的主要隐患，枯水季节湘江来水风险很大。通过研究，建立了不同的生态环境预测模型，其中建立了酸雨影响下区域土壤酸化演化模型，预测了土壤酸化后盐基养分的流失情况；建立了土壤酸化作用下土壤退化模型，预测了土壤退化情景；建立了区域土壤重金属累积模型，采用环境容量法预测了土壤重金属达到允许容量的时间；重点研究
15、设计了以减排-污水处理和增加碳汇为手段的污染治理修复模型。开展了流域区优质土壤资源以及大宗农产品种植适宜性地球化学评价首次精确地建立了江汉流域土壤碳汇基本模型，发现江汉平原土壤有机碳储量丰富。江汉流域标准土层（01m）平均有机碳密度 11.33kg/m2，高于全国平均值 9.6kg/m2；且 2005 年江汉冲湖积区表层有机碳密度相对于 1985 年增加了 22%，认为这种土壤有机碳的增加是近年的秸秆大量还田的结果。首次在江汉冲积带内圈出富硒土壤区 6900km2，且在富硒土壤区协同产出有天然富硒稻米和富硒小麦粉（硒平均 73 g/kg），为富硒健康食品开发提供了地球化学依据。依据土壤养分调查
16、成果，结合测土配方施肥原则，从全区养分丰缺差异提出了不同单元肥料的普施种类和施肥水平，在宏观上提出了调查区科学施肥建议。5通过评价研究，建立了江汉平原优质水稻、优质小麦、优质蔬菜、优质棉花产地地球化学模型。并依据模型对优质品种植区进行了分级优选，初步优选结果是，一级高品质水稻产地 10352km2，一级高品质小麦产地 5984km2；一级高品质蔬菜种植产地 13676km2；一级高品质棉花产地 6156km2。由此可见，江汉平原具备发展优质高效生态大农业的土地资源优势。提出了农业、水资源、城市环境保护和发展的地球化学区划系列建议。包括，设立江汉流域生态区，围绕发展生态农业、生态养殖业、建设生态
17、城市进行高起点的统筹规划。建议湖北省人大和省政府尽快启动两江和十大湖群的立法保护工作，按照自然生态保护带、或自然生态保护区的模式保护两江、多湖及农田生态环境质量。在区域农业发展方面，建议以大宗农产品优化种植和优化农产品质量为目标，积极推进富硒农产品的开发，专项发展优质水稻、优质小麦、优质棉花、优质蔬菜、优质油菜种植，通过种植结构的调整，着力提高汉流域农业经济效益。在城市化及工业化发展方面，本次调查成果提供了省政府提出的一个城市中心、两个副中心的城市化规划的科学依据。但从控制工业污染源的思路出发，提出了污染产业以工业园式集中建设以便污染物集中处理的模式，而一些绿色产业可适当转移到中小城市。面对江
18、汉流域湖泊生态变化趋势，建议尽快实行退田扩湖、通湖达江工程，实行平原区以湖为储的水资源保护方案。2.局限性：该项工作有海量的数据，有待进一步加强研究和挖掘数据内涵。该项目的有些成果运用有待于进一步推广。6四、第三方评价2016 年 3 月 30 日，湖北省国土资源厅组织有关专家，在武汉召开了“湖北省江汉流域经济区农业地质调查”项目成果鉴定会，鉴定专家听取了项目汇报，经专家质询、答疑、讨论，形成鉴定意见如下：一、项目提交的鉴定材料齐全，符合鉴定要求。二、本项目完成江汉流域经济区多目标区域地球化学调查、区域生态地球化评价、局部生态地球化学评价和总体综合评价，取得如下主要创新性成果。1、首次获得了江
19、汉流域经济区表层和深层土壤中 54 项元素及指标、地表水和浅层地下水、农作物中近百余项指标的高精度地球化学数据，查清了该地区元素区域地球化学特征，编制了区域地球化学调查与评价图件，建立了数据库与信息系统，为江汉流域经济社会发展提供了基础地球化学资料。2、进行土地质量地球化学评估，全区土壤环境质量总体良好，基本满足了无公害农产品和绿色农产品产地要求。调查成果为江汉流域的无公害、绿色农业规划、土地科学管护、土地整理和修复提供了科学依据。3、深入分析和系统研究了江汉流域经济区存在的重大生态地球化学问题。重点研究了河流、湖泊、农田和城市镉、汞等重金属异常的成因来源及其迁移转化，表明沿江镉异常主要来源于
20、河流悬浮物，城市汞异常主要来源于工业排放。土壤中镉、汞等重金属元素含量总体偏低，稻米等农作物总体安全。4、准确获得了江汉流域土壤有机碳和全碳数据，研究了土壤有机碳变化趋势，该成果为土壤固碳潜力和全球变化研究提供了重要基础数据。5、开展名优特农产品产地地球化学评价。查明了部分农产品产地地球化学背景，建立了地球化学模型，提出了名优特农产品种植规划建议。6、利用多目标地球化学数据，首次发现江汉平原长江冲积带和汉水冲积带元素组成差异，空间上存在明显的钼、钡、铅、钠沉积分界，为第四纪地质研究提供全新的地球化学证据。7、开展了经济区矿产资源潜力地球化学评价。圈定 Au、As、Sb 等多金属异常 28 处，
21、Cl 元素异常 13处，为江汉流域寻找隐伏矿产资源提供重要的地球化学信息。三、在江汉流域圈定富硒土地面积 6892km2，发现天然富硒稻米和小麦。该项成果得到了省委省政府的高度重视，制定了全省富硒产业发展规划，启动了以富硒农产业为主要目标的 “金土地”工程，已在十余个县市展开，已产生了重要的社会和经济效益。综合上述，鉴定委员会一致认为，项目整体达到国际先进水平。鉴定委员会主任： 鲍征宇 副主任： 黄开勋 、 杨晓君 2016 年 3 月 30 日7五、推广应用81、该项目成果为全省富硒产业发展的规划和实施提供了依据；推动了湖北省“金土地”工程-高标准基本农田地球化学调查的实施，湖北省政府在该项
22、目成果基础上投资了 1.2 亿元推进全省富硒产业发展。2014 年，全省富硒产业销售收入 226.9 亿元，同比增长 15.1%；富硒资源成果运用覆盖了全省 21 个县市，例如，仙桃市政府依据富硒土壤资源分布，已对全市富硒农产品开发做作出了详细规划。仙桃市以中粮米业（仙桃）有限公司为主体，通过土地流转，在三伏潭镇建设富硒稻米核心种植基地 2000 亩、订单基地5000 亩，2014 年已有 5000 吨天然富硒大米上市。2、该项目的数据和成果在武汉市测绘研究院实施的“武汉城市地质调查项目环境地质调查专项武汉市地球化学调查分项”项目中得到应用。3、项目成果被湖北省国土资源厅地质环境处采纳应用。成
23、果为省国土厅地质环境处在 2010-2011 年开展的地质环境治理和环境地质管理等方面提供了科学依据，是实施湖北省土壤污染治理与修复的重要资料依据之一。4、项目成果在中国地质大学（武汉）环境学院 2009-2010 年实施的“湖北省大冶市重点区域土壤污染状况调查与评价”项目中得到应用。是该项目实施和成果报告编写中重要参考资料。5、项目区域生态地球化学评价成果在洪湖生态环境改善中得到应用。中国地质大学（武汉）环境学院2005 年实施的“洪湖湿地生态系统地球化学评价”成果通过湖北新闻联播宣传，在洪湖生态环境修复中得到应用。6、项目成果在中国地质大学（武汉）环境学院 2011 年为湖北省环境保护厅编
24、制的湖北省环境保护“十二五”规划中的“湖北省重金属污染防治规划”、“湖北省土壤环境功能区划（2011-2015 年）”、“湖北省土壤环境保护规划（2011-2015 年）”等系列规划和区划项目中得到采纳应用，为该区划和规划提供了科学依据。7、项目成果在湖北省地质调查院为湖北省国土资源厅实施的湖北省地质找矿“十二五”规划中得到采纳应用，是“湖北省地勘局十二五地质勘查规划”、 “2011-2015 年湖北省地质勘查规划”和“湖北省地质找矿战略行动-358计划 ”等规划项目中的重要参考资料；项目成果在“1:5 万宋埠幅、新洲县幅、淋山河幅、团风镇幅区域地质调查”项目中被采纳应用，主要应用于该项目矿产
25、资源预测、环境质量评价等方面。是项目野外调查研究的重要参考资料；项目成果在“湖北蕲春县狮子口地区铜钼矿远景调查”项目中得到采纳应用，主要应用于寻找铜钼矿靶区，是铜钼矿异常评价的重要参考资料。项目成果在“湖北省洪湖市乌林地区矿产预查”项目中得到采纳应用。是该项目设计书、野外调查和成果编写的重要参考资料。92、主要应用单位情况表应用单位名称 应用技术 应用的起止时间 应用单位联 系人/电话 应用情况 应用单位名称湖北省委农办 成果 2014-2016 湖北省委农办湖北省国土资源厅 成果 2013-2016 湖北省国土资源厅武汉市测绘研究院 成果 2012-2015 武汉市测绘研究院武汉地质调查中心
26、 成果 2016 武汉地质调查中心湖北省国土资源厅地质环境处 成果 2010-2011湖北省国土资源厅地质环境处中国地质大学（武汉）环境学院 成果 2009-2011中国地质大学（武汉）环境学院湖北省地质调查院 成果 2009-2015 湖北省地质调查院中粮米业（仙桃）有限公司 成果 2014-2016中粮米（仙桃）有限公司(表中所列应用单位一般不超过15 个)10六（一）、经济与社会效益情况1、经济效益（单位：万元人民币）完成单位 其他应用单位新增销售额 新增利润 新增销售额 新增利润自然年省内 省外 省内 省外 省内 省外 省内 省外2013 年2014 年 499.8 2002015 年
27、 1485 600累 计 1984.8 800主要经济效益指标的有关说明：2014-2016 年,湖北省政府在该项目成果基础上投资了 1.2 亿元推进全省富硒产业发展。2014 年，全省富硒产业销售收入 226.9 亿元，同比增长 15.1%；富硒资源成果运用覆盖了全省 21 个县市，例如，仙桃市政府依据富硒土壤资源分布，已对全市富硒农产品开发做作出了详细规划。其他经济效益指标的有关说明：仙桃市以中粮米业（仙桃）有限公司为主体，通过土地流转，在三伏潭镇建设富硒稻米核心种植基地 2000 亩、订单基地 5000 亩，2014 年已有 5000 吨天然富硒大米上市。2、社会效益项目首次获得了江汉流
28、域经济区土壤中 54 项元素及指标的高精度地球化学数据，为江汉流域经济社会发展提供了基础地球化学资料。全面评价了江汉流域经济区土壤，进行土地质量地球化学评估，为江汉流域的无公害、绿色农业规划、土地科学管护、土地整理和修复提供了科学依据。研究评价了江汉平原地区存在着若干农业及人居生态环境问题。以流域经济区生态环境质量较好为前提，前瞻性地提出建设江汉流域生态区的规划建议，对流域区“两型”社会建设具有重要科学指导价值。培养了地球化学人才，共培养了 2 名在职硕士，中国地质调查局技术专家 1 名，湖北省地质调查院技术专家 1人，培养了项目负责人 6 人。同时推动了地质科学服务于农业等民生事业的热潮。目成果应用带动了湖北省的富硒产业和特色农业发展，服务三农产生了良好的经济和社会效益。
