劉嘉麒
(中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所,北京 100029)
很高興能來參加這次“院士講地質(zhì)——2021京津冀地質(zhì)生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展高峰論壇”,今天主要給大家講一講地質(zhì)工作在區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展中的作用。在京津冀的發(fā)展中,地質(zhì)工作是相當(dāng)重要的,將發(fā)揮重大的作用。
京津冀地處華北地區(qū),第二與第三地勢(shì)梯度過渡帶,東臨大海,西接高原(黃土高原、蒙古高原),有山、有水、有平原,自然環(huán)境優(yōu)越。地質(zhì)上,京津冀是一個(gè)古老地塊——華北克拉通,華北凹陷,資源豐富。氣候?yàn)楸睖貛?,比較適宜,但是霧、霾、沙塵相對(duì)較多。京津冀處在這樣一個(gè)環(huán)境當(dāng)中,其實(shí)地質(zhì)工作可以發(fā)揮方方面面的作用,我今天著重提兩個(gè)方面:一是把太行山打造成為綠水青山和金山銀山;二是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。
在華北地區(qū),太行山是比較重要的。太行山對(duì)于河北,乃至華北氣候環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展有著重要影響,它猶如一垛墻擋在華北的西部,阻擋大氣環(huán)流,阻擋空氣擴(kuò)散,這個(gè)地區(qū)霧、霾天氣多,除了人為因素以外,與它的存在不無關(guān)系。因此在生態(tài)環(huán)境、“雙碳”建設(shè)和水文地質(zhì)方面,都將起到至關(guān)重要的作用。因此在京津冀資源環(huán)境方面,必須要將太行山考慮進(jìn)去。如何把太行山打造成綠水青山和金山銀山,考慮有以下幾方面工作。
太行山從南到北上百萬米,有數(shù)百千米的大峽谷。我曾去世界聞名的美國(guó)科羅拉多大峽谷考察過,它的剖面比較完整,但是它的地質(zhì)時(shí)代沒有太行山大峽谷的地質(zhì)時(shí)代完整,太行山大峽谷的地質(zhì)時(shí)代,從太古宙開始一直到第四紀(jì),幾乎涵蓋了所有地質(zhì)層位,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了科羅拉多大峽谷,后者幾乎沒有古生代和前古生代的層位。從時(shí)代的連續(xù)性上來說,太行山從25億年~27億年的層位上很連續(xù),而且層位基本保持水平,盡管隆升,但是構(gòu)造活動(dòng)不算強(qiáng)烈。層位水平對(duì)于地質(zhì)工作來講非常有利,如果太多褶皺、斷裂或者遭到破壞,對(duì)于層序研究會(huì)有諸多的麻煩,所以不管在空間上和時(shí)間上、巖石類型上和地層層序上,太行山既可以做地質(zhì)工作的大型野外教科書,還可以做一個(gè)大的自然遺產(chǎn),太行山地質(zhì)大剖面的研究,對(duì)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展都會(huì)有很大作用。太行山是京津冀地區(qū)一個(gè)很重要的地質(zhì)體,故提出的第一點(diǎn)工作就是把太行山地質(zhì)大剖面、大峽谷能夠很好地建立起來。
京津冀地區(qū)的礦產(chǎn)資源和能源、生物資源和旅游資源都比較豐富。
第一、礦產(chǎn)資源和能源。在京津冀地區(qū),礦產(chǎn)資源和能源比較豐富,有煤、石油、天然氣以及地?zé)豳Y源。雄安一帶主要開發(fā)地?zé)豳Y源,另外鐵礦、銅礦、鉬礦、金礦等礦產(chǎn)資源也相對(duì)比較豐富。
第二、生物資源。京津冀地區(qū)森林、草原、植物、動(dòng)物和藥材等資源也很豐富。
第三、旅游資源。我們國(guó)家在地質(zhì)公園建設(shè)、地質(zhì)遺跡建設(shè)方面做了大量的工作,推動(dòng)了很多地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和旅游發(fā)展,這方面應(yīng)歸功于地質(zhì)工作。以前大家對(duì)地質(zhì)工作不甚了解,但是地質(zhì)公園和地質(zhì)旅游工作開展以后,大家都見到了實(shí)效,所以對(duì)地質(zhì)工作更加支持,更加認(rèn)可它的重要性。在旅游資源方面,如果將北京、河北、河南、山西整合成一條旅游線,將有十幾個(gè)國(guó)家級(jí)以上的地質(zhì)公園,然后再聯(lián)合一些文化遺產(chǎn),將是一條非常精彩的旅游熱線,但是目前都比較分割。因此,提出的第二點(diǎn)工作就是京津冀地區(qū)的地質(zhì)工作應(yīng)該在自然資源方面發(fā)揮作用。
把太行山脈作為一個(gè)整體,統(tǒng)籌進(jìn)行生態(tài)建設(shè),使之成為綠水青山,成為華北地區(qū)的綠色屏障。在實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和過程中發(fā)揮重要作用,減少乃至避免霾天氣發(fā)生。
在生態(tài)建設(shè)方面,山區(qū)的生態(tài)建設(shè)比平原的生態(tài)建設(shè)更能發(fā)揮效益。因?yàn)樯絽^(qū)是立體的,相同的土地面積下,山區(qū)的立體平面面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過平原的平面面積。它可以有不同的植被帶和生態(tài)帶,這對(duì)于生態(tài)的發(fā)展十分重要。華北地區(qū)東邊是平原,西邊是太行山,如果做好太行山剖面的生態(tài)建設(shè),將對(duì)京津冀地區(qū)的生態(tài)建設(shè)發(fā)揮重要的作用。碳中和、碳達(dá)標(biāo)最終目的,主要是靠生態(tài)系統(tǒng)吸收碳的排放,那么做好生態(tài)建設(shè)還是依靠植物和生物;而京津冀地區(qū)正好具備一個(gè)天然屏障,需要將它綠化好,將它真正變成綠水青山,考慮將山區(qū)和平原的生態(tài)建設(shè)有效地結(jié)合起來,那么它將在生態(tài)環(huán)境和“雙碳”方面發(fā)揮主要作用。
另外還涉及水的問題。華北地區(qū)相對(duì)缺水,而且部分地區(qū)地下水過度開采,因此將來的工作調(diào)整,應(yīng)考慮如何將地表水,包括湖泊、河流和大氣降水很好地利用起來,以及做好地下水開發(fā)利用規(guī)劃,再加上南水北調(diào)的輔助作用,避免出現(xiàn)過度開采地下水造成的塌陷、漏斗、地面沉降等問題。
在京津冀地區(qū)的綠色生態(tài)建設(shè)方面,除了自然環(huán)境的建設(shè),還包括城市建設(shè)。2021年6月,在天津召開的中國(guó)海綿城市國(guó)際交流大會(huì)中,多位專家也都提出,現(xiàn)在除了要做好智慧城市建設(shè),更加重要的是要做好海綿城市和立體城市建設(shè),但是這些都需要對(duì)自然環(huán)境和生態(tài)環(huán)境進(jìn)行更加完善的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。在這些方面,我們的地質(zhì)工作應(yīng)該也必須發(fā)揮更大作用。將京津冀的生態(tài)環(huán)境建設(shè)好,這不僅是對(duì)本地區(qū),對(duì)國(guó)家也有突出的貢獻(xiàn)。
太行山受拒馬河、滹沱河、漳河、沁河、丹河等切割,多橫谷,當(dāng)?shù)胤Q為“陘”,為東西交通重要通道,古有“太行八陘”:軹關(guān)陘、太行陘、白陘、滏口陘、井陘、蒲陰陘、飛狐陘、軍都陘。太行山脈西翼連接山西高原,東翼由中山、低山、丘陵過渡到平原。山中多雄關(guān),著名的有位于河北的紫荊關(guān),山西的娘子關(guān)、虹梯關(guān)、壺關(guān)、天井關(guān)、平型關(guān)等。
京津冀地區(qū)自然景觀、文化和歷史遺跡都是非常精彩、非常豐富的,包括長(zhǎng)城、故宮、天壇等,河北、天津也有多處文化古跡,如果能夠?qū)⑦@些歷史文化古跡和自然環(huán)境有機(jī)結(jié)合起來,就能夠?qū)Φ胤浇?jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮很大的作用。這些地方資源很豐富,但是有點(diǎn)分散,資源沒有很好地整合起來,就不能發(fā)揮整體的作用。所以像今天這個(gè)京津冀地質(zhì)生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的會(huì)議一樣,打破行政界限,真正地把京津冀一體化,這樣才能發(fā)揮更大的作用。
太行山作為中華民族重要的發(fā)祥地之一,擁有大量獨(dú)一無二的有形和無形的文化遺產(chǎn)、自然遺產(chǎn)。推動(dòng)太行山申報(bào)世界遺產(chǎn),是一項(xiàng)功在當(dāng)代,利在千秋的事業(yè)。太行山符合多條世界遺產(chǎn)申報(bào)的自然和文化標(biāo)準(zhǔn)。它不僅擁有25億年以上代表亞洲東部典型山脈形態(tài)地質(zhì)地貌價(jià)值的地質(zhì)發(fā)展史,還被國(guó)際生物學(xué)界認(rèn)定為一個(gè)重要的全球生物多樣性地理單元,包含了突出的生物多樣性價(jià)值。
京津冀地區(qū)文化遺產(chǎn)已經(jīng)很多了,但是自然遺產(chǎn)相對(duì)還比較少。截至2021年7月,我國(guó)共有56個(gè)世界遺產(chǎn),其中文化遺產(chǎn)38個(gè),文化和自然遺產(chǎn)4個(gè),自然遺產(chǎn)僅有14個(gè)。如果以太行山為主體,要打造成一個(gè)世界遺產(chǎn),它既可以作為自然遺產(chǎn),也可以作為文化遺產(chǎn),可以成為雙遺產(chǎn),這對(duì)整個(gè)京津冀地區(qū)和華北地區(qū)將會(huì)發(fā)揮重要作用。并且太行山作為革命老區(qū),樹立了“太行精神”,豐富了太行文化內(nèi)涵。太行文化是中華傳統(tǒng)文化的典范,中華民族的偉大復(fù)興需要太行精神。
綜合來說,太行山地區(qū)要打造出一個(gè)整體的世界自然和文化遺產(chǎn),需要各地方政府和有關(guān)部門很好的支持和協(xié)同。太行山跨越4個(gè)省市,其主體在河北,河北應(yīng)主動(dòng)率先把太行事業(yè)抓起來,協(xié)調(diào)兄弟省市,共同把太行山打造成綠水青山和金山銀山的典范。
京津冀地區(qū)有著悠久的歷史,為中國(guó)的發(fā)展作出了卓越貢獻(xiàn)。除了高度發(fā)達(dá)的高科技產(chǎn)業(yè),也有相當(dāng)廣泛的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),如煤炭、鋼鐵、化工等占據(jù)很大比重,但是這些傳統(tǒng)行業(yè),耗能量和排放量均比較大,這給節(jié)能減排,實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)增加很大壓力,因此必須促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。
京津冀地區(qū)存在豐富的玄武巖,因此綠色高新產(chǎn)業(yè)——玄武巖纖維材料產(chǎn)業(yè),可作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)美好選項(xiàng)。玄武巖纖維材料是以火山噴發(fā)形成的玄武巖為原料,經(jīng)過一定的工藝流程制作成的纖維、巖棉、鱗片等復(fù)合材料和定型產(chǎn)品,展現(xiàn)出綜合性能好、性價(jià)比高、產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、用途廣等優(yōu)勢(shì),使點(diǎn)石成金變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。在正常生產(chǎn)加工過程中不產(chǎn)生有毒物質(zhì),無廢氣、廢水、廢渣排放,是20世紀(jì)末剛剛興起的新型綠色高性能無機(jī)非金屬工業(yè)材料。2009年玄武巖纖維被列為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的四大纖維之一,與碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維這些高級(jí)纖維并列;2016年,工信部、發(fā)改委、科技部、財(cái)政部聯(lián)合出臺(tái)的《關(guān)于加快新材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的指導(dǎo)意見》,玄武巖纖維被列入新型無機(jī)非金屬功能材料名單;2020年初,再次將玄武巖纖維列入關(guān)鍵戰(zhàn)略材料。因此,我認(rèn)為玄武巖纖維的發(fā)展前景更好,發(fā)展空間更大,甚至可能替代它們。
玄武巖纖維可以分為3種類型:纖維(Continue Basalt Fiber,CBF)、巖棉(Basalt Wool)和鱗片(Basalt Scale)。
玄武巖纖維用途廣泛,其具有抗拉強(qiáng)度高,力學(xué)性能好;介電系數(shù)高,絕緣性能好;熱傳導(dǎo)系數(shù)低,阻燃性能好,既耐高溫又耐低溫;既耐酸又耐堿,化學(xué)穩(wěn)定性好,抗腐蝕性能強(qiáng);與水泥相容性好,握裹力強(qiáng),對(duì)增強(qiáng)水泥混凝土結(jié)構(gòu)具有無可替代的優(yōu)勢(shì);優(yōu)良的透波性能和一定的吸波性能,適宜做隱形材料;吸音系數(shù)高,抗電磁輻射功能強(qiáng)等優(yōu)越性,更重要的是它無污染,易降解回收。
玄武巖纖維可以做成多種復(fù)合材料,如棒、板、筋、管、網(wǎng)、繩和布等,用途廣泛,在航天、航空、軍事、石油、海洋、建筑和交通方方面面都有應(yīng)用,每個(gè)方面都有很大的發(fā)展空間。例如從立體交通方面來說,包括飛機(jī)、無人機(jī)、高速公路、橋梁、涵洞、碼頭和輪船這些方面都有很好的應(yīng)用。產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型使得礦產(chǎn)資源和自然資源的應(yīng)用,既可以提高性價(jià)比,又可以減少環(huán)境污染、提升資源利用率,為國(guó)家創(chuàng)造更大的價(jià)值。
(1)京津冀是我國(guó)的政治中心、文化中心,是全國(guó)最重要的地區(qū),由于它的特殊社會(huì)地位和輻射作用,該地區(qū)必須協(xié)同發(fā)展,能夠?qū)θ珖?guó)產(chǎn)生積極影響。
(2)政治是社會(huì)發(fā)展的引擎,科技是第一生產(chǎn)力;人類生存所依賴的資源、能源、氣候和生態(tài)環(huán)境,樣樣都與地球科學(xué)密切相關(guān)。地球科學(xué)是養(yǎng)育人類的科學(xué),在區(qū)域乃至整個(gè)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。
(3)相信地球科學(xué)會(huì)在京津冀地區(qū),在整個(gè)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展當(dāng)中,在人類命運(yùn)共同體的建設(shè)當(dāng)中都能發(fā)揮更大的作用。