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地质环境是支撑人类生存和发展的重要基础，人类活动也深刻地影响了地质环境（张永双等，2017），认识地质环境的变化规律，维护好地球的生态平衡，是人类生存发展面临的重大课题（Trofimov et al.，2010; 吴中海等，2021）。新时代新职责赋予了地质工作新使命和新定位，也拓展了地质调查工作的新内涵，促使了地质工作与生态保护的融合（李金发等，2014; 殷志强等，2018; 张永双等，2021）。地球表层系统是生态地质调查的主要对象，它是由岩土圈表层、土壤圈、水圈、生物圈、大气圈和人类活动圈所构成的开放系统（李廷栋，1999; 马震等，2021; 图1a），是地球圈层结构中的特定部分，并与周围的地球圈层其他部分存在物质能量交换关系（黄润秋，2001; 胥勤勉等，2014; 石建省等，2019）。该系统是人类活动与生态-地质环境相互作用最直接、最显著的地域（杨建锋等，2014），对于生态环境自我调节、支撑人类活动和经济发展等具有至关重要的作用。传统的地质调查工作以向地下探索，开展矿产资源勘查，服务国民经济建设为工作方向（图1b）。当前，我国生态文明建设已进入新的阶段，以地球表层系统为调查研究对象，服务生态保护修复和宜居地球建设的生态地质调查成了地质调查工作新拓展的领域（图1b）。生态地质学是研究生态与地质环境相互关系及作用机理的科学（何泽新等，2020; 王京彬等，2020），而生态地质调查是指以地球系统科学理论为指导，调查研究各种生态问题或生态过程的地学机理、地质作用过程及其环境条件（聂洪峰等，2021），其调查对象是一定的自然空间内生态与浅表地质环境构成的统一整体——地球表层系统（图1c），即是岩石圈（表层）-水圈-土壤圈-大气圈-生物圈相互作用的地球表层系统（Goldhaber et al.，2014）。
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图1 生态地质系列图件编制和服务内容
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Fig.1 Compilation and service contents of ecological geology series maps
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（a）—地球表层系统模式图（据Kretzschmar et al.，2007 修改）;（b）—生态地质编图服务内容;（c）—地球表层系统研究的主要图层（据Miller，2006修改）
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(a) —diagrammatic sketch of surface-earth system (modified after Kretzschmar et al., 2007) ; (b) —service content of ecological geology series maps compilation; (c) —main layers of surface-earth system (modified after Miller, 2006)
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目前，生态地质调查尚在起步阶段，迫切需要地质工作者深入实践和探索。生态地质系列图件是生态地质调查成果的主要载体，而已有的区域地质、矿产地质、水文地质、环境地质、地震地质、地球化学、地球物理、地形地貌、气象水文、土壤、林业、农业、土地利用状况等大量的已有成果资料，是生态地质图件编制的基础。本文在全国尺度生态地质调查以及重点地区生态地质调查研究成果的基础上（何政伟，2003; 殷志强等，2020a; 张连凯等，2021）通过地质条件生态环境的制约作用研究，以邛海—泸山地区为例，探索提出了适合西南山区的生态地质系列图件的编制方法，对生态地质调查方法体系的建立具有一定参考价值。
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1 研究区生态地质背景
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1.1 自然地理条件
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研究区位于西昌市中部，根据中国地质环境监测院（2019）编制的《中国地质环境分区图》，研究区属于滇中-川西高原山地亚区（图2），地貌类型主要为中山宽谷平原（安宁河谷、邛海盆地）和构造侵蚀剥蚀中山（泸山），最低海拔处为安宁河谷（图3），约1500 m，最高海拔泸山主峰约2320 m。山脉走向呈南北向。研究区的西部为安宁河谷，中部为泸山，东部为邛海盆地。研究区属于亚热带高原季风气候，由于地势高峻，山脉水系呈南北向延伸，北部有东西向群山所阻，这使东、西两个方向的冷空气不能长驱直入，而南部暖空气则可以直达西昌盆地。全年干湿季分明，具有冬暖夏凉、四季如春，日照充足，降雨充沛（张景华等，2020）。
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研究区内属于金沙江流域的三级支流——安宁河流域。区内水系发达，水资源丰富，主要的次级支流有鹅掌河、清水河、官坝河、东河、西河和海河等，流量随季节变化较大，雨季时山洪暴发，洪水、泥石流常见，旱季时河床裸露甚至断流。研究区内的邛海是四川省第二大淡水湖，位于市区东南约1 km，邛海是由地质构造运动而形成，南北长11.5 km，东西宽5.5 km，湖周长35 km，水面面积31 km2，平均水深14 m，最大水深34 m，蓄水量3.2亿m3，常年水面海拔高1507.14 m，水位变幅0.41~1.69 m。邛海周边支流如鸟爪状注入其中，以官坝河、鹅掌河为大，汇流面积307 km2，多年平均径流量1.2亿m3（张景华等，2020）。
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Fig.2 Geological environment zoning location map of Qionghai-Lushan area, Sichuan Province (a, modified after Xu Huizhen et al., 2019; Zhang Yongshuang et al., 2016) and geotectonic location map of Qionghai-Lushan area (b, modified after Pan Guitang et al., 2009; Zhang Yongshuang et al., 2016)
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Ⅰ—上扬子陆块构造区; Ⅰ1—龙门山基底逆冲带; Ⅰ2—盐源-丽江逆冲带; Ⅰ3—楚雄中生代前陆盆地; Ⅰ4—康滇基底断隆带; Ⅰ5—四川中生代前陆盆地; Ⅰ6—上扬子陆块南部碳酸盐岩台地; Ⅱ—甘孜-松潘构造区; Ⅱ1—若尔盖中生代前陆盆地; Ⅱ2—雅江中生代残余盆地; Ⅲ—三江弧盆系; Ⅲ1—义墩岛弧; ①—甘孜-理塘断裂带; ②—鲜水河断裂带; ③—龙门山断裂带; ④—小金河断裂带; ⑤—金河-菁河断裂带; ⑥—安宁河断裂带; ⑦—小江断裂带; ⑧—大凉山断裂带; ⑨—小江断裂带; ⑩—华蓥山断裂带
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Ⅰ—Upper Yangtze block tectonic area; Ⅰ1—Longmenshan basement thrust zone; Ⅰ2—Yanyuan-Lijiang thrust zone; Ⅰ3—Chuxiong Mesozoic foreland basin; Ⅰ4—Kangdian basement fault uplift zone; Ⅰ5—Sichuan Mesozoic foreland basin; Ⅰ6—Carbonate platform in the south of Upper Yangtze block; Ⅱ—Ganzi-Songpan structural area; Ⅱ1—Ruoergai Mesozoic foreland basin; Ⅱ2—Yajiang Mesozoic residual basin; Ⅲ—Sanjiang arc basin system; Ⅲ1—Yidun island arc; ①—Ganzi-Litang fault zone; ②—Xianshuihe fault zone; ③—Longmenshan fault zone; ④—Xiaojinhe fault zone; ⑤—Jinhe-Jinghe fault zone; ⑥—Anning River fault zone; ⑦—Xiaojiang fault zone; ⑧—Daliangshan fault zone; ⑨—Xiaojiang fault zone; ⑩—Huayinshan fault zone
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1.2 区域地质背景
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研究区位于上扬子陆块构造区（Ⅰ）中的康滇基底断隆带（Ⅰ4）中北部（图3）（潘桂棠等，2009），包括安宁河谷断陷盆地、泸山褶皱-断块山和邛海断陷盆地等地质地貌单元。该地区构造演化复杂，自古太古代以来，经历多期次的构造活动，形成了前震旦纪基底，震旦纪—古近纪沉积盖层（泸山和川兴一带，图4）和第四纪断陷盆地（安宁河谷和邛海盆地，图4）（张腾蛟等，2020; 李桃等，2021; 李樋等，2021; 王保弟等，2021; 杨平等，2021; 王立全等，2021; 张景华等，2021; 朱弟成等，2021）。区内主要出露地层（图4、图5）有:震旦系—寒武系灯影组二段（）浅灰色白云岩，上三叠统白果湾组二段（T3bg2）浅灰色石英杂砂岩加粉砂岩、泥质岩，下—中侏罗统益门组（J1-2y）灰色、黄绿色泥质岩夹砂岩和页岩，中侏罗统新村组一段（J2x1）紫红色、杂色粉砂岩、页岩夹砂岩（底部为砂岩），新村组二段（J2x2）紫红色、杂色粉砂岩、页岩，牛滚凼组一段（J2n1）紫红色粉砂岩与泥质岩互层，牛滚凼组二段（J2n2）紫红色粉砂岩与泥质岩互层，上侏罗统官沟组一段（J3g1）砖红色泥质岩夹砂岩，官沟组二段（J3g2）紫红色、灰绿色泥质岩夹砂岩，下白垩统飞天山组（K1f）紫红色泥质岩夹粉砂岩，下—中白垩统小坝组一段（K1-2x1）砖红色泥质岩夹粉砂岩（底部为砂岩），小坝组二段（K1-2x2）砖红色、暗红色泥质岩夹粉砂岩，小坝组三段（K1-2x3）砖红色泥质岩夹砂岩，白垩系—古近系雷打树组一段（KEl1）砖红色石英砂岩、粉砂岩夹泥质岩，上新统—更新统昔格达组（N2Qpx）浅灰色、深灰色黏土岩、粉砂岩，更新统冲洪积物（Qpapl），全新统冲洪积物（Qhapl）等。
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图3 四川省邛海—泸山地区地理简图
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Fig.3 Geographical sketch of Qionghai-Lushan area, Sichuan Province
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更新世以来，青藏高原的强烈隆升，高原物质向东和南东逃逸，使得地处青藏高原东南缘的川滇菱形块体构造活动强烈、高程变化剧烈、深大断裂纵横展布、强震频发。在邛海—泸山地区发育有大型走滑活动构造带、断块山地和断陷盆地。其中，断裂带主要有安宁河断裂带（F1）、则木河断裂带（F2）（图4），它们具有左旋走滑和压扭的特征，是康滇断隆带的重要活动断裂。安宁河断裂沿安宁河谷发育，它以近南北的走向贯穿研究区，断面以西倾为主，倾角约70°，则木河断裂带呈北西—南东向贯穿研究区，由多条次级剪切断层组成，主要断面南西西倾斜，倾角50°~70°。震旦纪—古近纪沉积盖层主要分布在泸山和螺髻山北麓，受构造作用的影响，地层的走向与近南北向的区域性断裂走向基本一致，并存在一系列近南北向褶皱构造。其中泸山向斜（图5）北起西昌市区北部，经过泸山，南至经久。该向斜由核部向两翼依次出露雷打树组（KEl）、小坝组（K1-2x）、飞天山组（K1f）和官沟组（J3g）。
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2 生态地质系列图件编制基础
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2.1 地质条件对生态环境的制约因素分析
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生态地质学理论的核心是地球表层系统中地质环境效应与以人类为中心的生态系统动态平衡（王长生等，1997）。岩石圈表层是土壤圈、水圈、大气圈和生物圈的载体，它对其他各因子的平衡起着重要的作用。地质环境变化必然会影响生态系统，生态系统也反作用于地质环境。地质条件是制约山水林田湖草湿生态系统和生态环境形成和发展的基础因素之一（刘洪等，2020; 王京彬等，2020），这个制约作用可从地质建造和地质构造两个方面来解读。
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地质建造是指同一时代、同一构造环境、同一地质作用下形成的，宏观上可识别填绘的一套岩石组合，包括地质构造作用和岩石类型组合两个要素，它是地质环境的物质载体。首先，岩石风化作用为生物生产提供土壤，土壤中的原生矿物风化和次生矿物的进一步风化向土壤释放植物可利用的养分，为土壤和生物提供丰富的矿质营养元素，最终为生态系统提供必要的物质基础。因此地质建造的地球化学属性，直接影响土壤元素在不同空间上的分布（吴次芳，1992; 严明书等，2018; 刘孜等，2020），从而对地域性植被、特色农产品、道地药材（卫晓锋等，2020a，2020b; 孙厚云等，2020; 殷志强等，2020b）具有重要的影响。此外，一个地区在一定气候带或者相近的气候条件下，地质建造的矿物组成、结构构造和风化程度，决定着生态系统发育的工程岩组条件、水土条件、地形地貌条件以及破坏性的致灾条件（金卫根等，2007; 苗文韬等，2013; Hahm et al.，2014; Lukasz et al.，2016; Hahm et al.，2018; 李长志等，2019; 方正等，2020）。
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在另一方面，生态环境变迁和地质灾害与构造活动，尤其是新构造活动密切相关。地质构造是指在地球的内、外应力作用下，岩层或岩体发生变形或位移而遗留下来的形态。具体表现为岩石的褶皱、断裂、劈理以及其他面状、线状构造等。地质构造对岩石的风化、地貌的形成、地球表层系统的稳定性和地质灾害的发育等方面具有显著的影响。邛海—泸山地区新近纪以来的5阶段新构造运动造成了该地区普遍褶皱和断裂（刘洪等，2021），表现出强烈性、差异性、振荡性、继承性和新生性等特征。构造运动形成了该区现今地貌格局，控制了山河湖泊的分布，形成了独特的局部气候。地质构造直接或间接地制约着研究区土壤、植被等生态环境的分布、地质环境的演化、以及地质灾害和地震的发育。
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图4 四川省邛海—泸山地区地质简图
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Fig.4 Geological map of Qionghai-Lushan area, Sichuan Province
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Zd2—灯影组二段; T3bg2—白果湾组二段; J1-2y—益门组; J2x1—新村组一段; J2x2—新村组二段; J2n1—牛滚凼组一段; J2n2—牛滚凼组二段; J3g1—官沟组一段; J3g2—官沟组二段; K1f—飞天山组; K1-2x1—小坝组一段; K1-2x2—小坝组二段; K1-2x3—小坝组三段; KEl1—雷打树组一段; N2Qpx—昔格达组; Qpapl—更新统冲洪积物; Qhapl—全新统冲洪积物; F1—安宁河断裂带; F2—则木河断裂带
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Zd2—Second Member of Dengying Fm.; T3bg2—Second Member of Baiguowan Fm.; J1-2y—Yimen Fm.; J2x1—First Member of Xincun Fm.; J2x2—Second Member of Xincun Fm.; J2n1—First Member of Niugundang Fm.; J2n2—Second Member of Niugundang Fm.; J3g1—First Member of Guangou Fm.; J3g2—Second Member of Guangou Fm.; K1f—Feitianshan Fm.; K1-2x1—First Member of Xiaoba Fm.; K1-2x2—Second Member of Xiaoba Fm.; K1-2x3—Third Member of Xiaoba Fm.; KEl1—First Member of Leidashu Fm.; N2Qpx—Xigeda Fm.; Qpapl—Pleistocene alluvial diluvium; Qhapl—Holocene alluvial diluvium; F1—Anninghe fault zone; F2—Zemuhe fault zone
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因此，基于地质条件的生态地质调查和评价，从地球系统科学的角度研究地质效应与生态系统的动态平衡，开展调查区生态地质分区和评价，有助于在自然资源开发利用全过程中，实现源头保护、利用节约和破坏修复，保持山水林田湖草系统功能稳定，促进自然资本保值增值，为调查区的国土空间用途管制和生态保护修复提供重要的科学依据。
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2.2 地质建造单元划分
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土壤是地球关键带的重要组成部分，土壤-植物系统是连接岩石圈、生物圈、大气圈和水圈的纽带，在地球表层生物地球化学过程中担负重要的作用（Zhu Yongguan et al.，2014）。土壤和植被的分布特征是地质大循环和生物小循环的矛盾统一，地质条件与海拔、地貌、气候和人类活动等其他生态环境条件共同塑造了邛海—泸山地区现今生态地质特征。从土壤层（A+B）→母质层（C）→基岩层（R）的系统取样分析表明（图6），土壤成分与下伏基岩（成土母岩）地质建造具有组分特征的一致性。相同地质建造下，基岩样品、母质样品和土壤层样品的营养元素和稀土元素分布模式基本一致，而不同地质建造中的基岩层、母质层和土壤层间元素组成存在差异（图6）。因此，基于生态环境适宜性的地质建造单元的划分与研究，是生态地质调查的重要基础内容，有利于快速了解不同建造单元的生态地质背景特征，便于开展针对性的生态地质调查和生态脆弱性评价工作（何政伟等，2002; 李绪谦等，2002; Du Jing et al.，2013）。
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图5 四川省邛海—泸山地区三维地质剖面图
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Fig.5 3D geological profile of Qionghai-Lushan area, Sichuan Province
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J3g1—官沟组一段; J3g2—官沟组二段; K1f—飞天山组; K1-2x1—小坝组一段; K1-2x2—小坝组二段; K1-2x3—小坝组三段; KEl1—雷打树组一段; N2Qpx—昔格达组; Qpapl—更新统冲洪积物; Qhapl—全新统冲洪积物; F1—安宁河断裂带; F2—则木河断裂带
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J3g1—First Member of Guangou Fm.; J3g2—Second Member of Guangou Fm.; K1f—Feitianshan Fm.; K1-2x1—First Member of Xiaoba Fm.; K1-2x2—Second Member of Xiaoba Fm.; K1-2x3—Third Member of Xiaoba Fm.; KEl1—First Member of Leidashu Fm.; N2Qpx—Xigeda Fm.; Qpapl—Pleistocene alluvial diluvium; Qhapl—Holocene alluvial diluvium; F1—Anninghe fault zone; F2—Zemuhe fault zone
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传统地质建造按岩石成因类型，划分为沉积建造、岩浆建造和变质建造，而生态系统的发育与第四纪地质作用所形成的松散沉积物分布区密切相关（王京彬等，2020），因此，在生态地质调查的地质建造划分中，应该把第四纪沉积物从沉积建造中剥离出来，我们称为“松散堆积建造”。岩石的岩性通常是依据主要造岩矿物的组成来划分的，而造岩矿物的组成决定岩石的主量元素含量范围，因此在一定的区域内，不同时代形成的相似岩性，具有相似的造岩矿物组成，这就决定其主量元素的组成是相似的（王京彬等，2020）。然而，不同时代不同大地构造单元地质体具有不同的建造环境，在不同的建造环境下形成的岩石，其微量元素含量具有明显的差异，而某些微量元素则可能是植物生长需要的重要元素（严明书等，2018）。因此，适用于生态地质调查的地质建造的划分方案，应以“成土母岩-成土母质-土壤-植被”的联系为依据，从地球系统科学的角度，突出地质条件对成土过程的控制作用，进而反映地质建造单元的生态地质背景和生态功能特征。
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以大凉山区1∶25万和1∶5 万区域地质调查资料为基础，合并相似的岩石单元，考虑到成图精度要求和实用性，将出露较小的地质单元与附近的地质单元进行归并处理。以服务生态地质调查和评价为目的，将邛海—泸山地区划分为以下地质建造单元（表1）。第四纪陆相松散堆积建造、新近纪—第四纪陆相碎屑岩建造、侏罗纪—白垩纪陆相碎屑岩建造、三叠纪陆相碎屑岩建造和震旦纪—寒武纪海相碳酸盐岩建造等5个地质建造类型。
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2.3 土壤分布特征
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根据本区分布的土壤种类主要有紫色土、红壤、黄棕壤以及人为土等（据国家地球系统科学数据中心，1995; 表2）。其中紫色土和人为土为本区最主要的土壤类型。人为土是自然和人为耕作因素共同作用下，而形成的特殊土壤类型，主要分布在西部的安宁河谷盆地和中部邛海盆地，成土母岩主要为第四纪陆相松散堆积建造中的冲洪积物; 紫色土属于初育土纲，大面积分布在热量丰富，降雨量充沛的泸山、北山-川西等中低海拔山区，成土母岩为侏罗纪—白垩纪陆相碎屑岩建造中的紫红色砂泥岩，土层浅薄、易成土、易流失; 红壤属于铁铝土纲，小面积分布在泸山山麓和北山-川兴山麓区，是亚热带地区铁铝质岩石风化而成的土壤，抗旱蓄水力弱，酸性强，含有大量氢离子、铝离子; 成土母岩为泸山山麓的新近纪—第四纪陆相碎屑岩、三叠纪陆相碎屑岩和震旦纪—寒武纪海相碳酸盐岩; 黄棕壤属于淋溶土纲，小面积主要出露在螺髻山的高山林区（图7）。
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图6 四川省邛海—泸山地区不同建造单元的营养元素和稀土元素分布特征（a~k）（地壳丰度据黎彤，1976; 球粒陨石数据据Boynton，1984）
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Fig.6 Distribution patterns of plant nutrient elements and REEs in bedrock-weathered layer-soil layer in different geological formations in Qionghai-Lushan area, Sichuan Province (a~k) (crustal abundance after Li Tong, 1976; chondrite abundance after Boynton, 1984)
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图7 四川省邛海—泸山地区土壤类型简图（a）（据国家地球系统科学数据中心，1995修改）和成土母质图（b）
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Fig.7 Distribution of soil types (a) (modified from National Science &Technology Infrastructure of China, 1995) and soil parent material (b) of Qionghai-Lushan area, Sichuan Province
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3 生态地质系列图件编制讨论
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3.1 成土母质单元的建立与成土母质图的编制
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成土母质是地表岩石经长期的风化作用形成的松散风化物，是土壤的初始状态。它在气候与生物的作用下，经过漫长的成土过程，成土母质逐渐转变成可生长的土壤（Zhu Yongguan et al.，2014）。在土壤学中，根据搬运的关系，将成土母质分为残坡积物、冲积物、洪积物、海积物、风积物等类型（王果，2009）。邛海—泸山地区属于亚热带季风气候区，植被整体长势较好，不存在成规模的裸岩区。其河谷盆地区的成土母质为物源较为复杂的冲洪积物，山区的成土母质则为下伏基岩原地风化或者就近风化形成的残坡积物。由于山区的土壤是下伏基岩原地或就近风化而成的，地球化学元素亲缘性强，基岩建造影响土壤营养元素的原生背景，存在着元素在岩石圈表层-成土母质层-土壤圈-生物圈的垂向传导继承性规律（王京彬等，2020）。因此，山区的成土母质分类应依据成土母岩的岩石性质，才能体现成土母质特征与其形成土壤的性状关联，除了考虑搬运关系，还应该考虑成土母岩的岩性和建造环境，并兼顾地质地貌、构造等因素。基于地质建造和地表基质层的研究，考虑成图的用途和精度，将邛海—泸山地区的成土母质按照小流域/图幅尺度可分为:第四纪冲洪积物、新近纪—第四纪砂泥岩类残坡积物、侏罗纪—白垩纪泥质岩类残坡积物、三叠纪砂岩类残坡积物、震旦纪—寒武纪碳酸盐岩类残坡积物（表3，图7b）。
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3.2 土壤地质单元的建立与土壤地质图的编制
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土壤是由岩石风化和成土作用形成的，其形成过程包括“地质大循环”和“生物小循环”两个阶段，气候、生物、地形地貌、地质建造、时间是土壤形成的五大因素。在不同因素的综合影响下，形成不同类型的土壤（Coleman et al.，2004; Brady et al.，2017; 刘洪等，2020）。在气候上，研究区属于中亚热带湿润气候，区内各个部分，整体气候条件相似。在地形上，研究区主要分为山区和盆地区。山区地质建造单元主要为侏罗纪—白垩纪陆相碎屑岩建造、三叠纪陆相碎屑岩建造和震旦纪—寒武纪海相碳酸盐岩建造，主要为林业区; 盆地区则主要为第四纪陆相松散堆积建造和新近纪—第四纪陆相碎屑岩建造，主要为农业区、湿地旅游区和城镇开发区。成土母岩是土壤形成的物质基础，山区土壤的形成过程中，成土母岩的许多特性（如质地、颜色、矿物成分等）都被不同程度的继承下来。通过分析地质建造（成土母岩）的化学成分可以预测土壤的养分含量，尤其是微量元素的含量变化特征（土壤元素本底），可以为生态地质区划提供地球化学依据（王京彬等，2020）。土壤地质单元是根据地质资料、结合成土特征提出的一种新型土壤分类方法，其实质就是在充分考虑气候、生物、地形、时间等成土因素的同时，抓住成土基岩-母质-土壤三者之间的成因联系，找出成土母岩岩性、矿物成分、结构构造、地球化学特征对土壤结构、质地、厚度、微量营养元素的制约关系，为生态地质调查提供科学的依据（刘洪等，2020）。与地质建造单元和成土母质单元一致，结合地质建造单元、地表基质层类型和土壤类型，将研究区的土壤地质单元分为:第四纪冲洪积人为土、侏罗纪—白垩纪泥质岩类紫色土、新近纪—第四纪砂泥岩类红壤、三叠纪砂岩类红壤、震旦纪—寒武纪碳酸盐岩类红壤、侏罗纪—白垩纪泥质岩类黄棕壤、三叠纪砂岩类黄棕壤和震旦纪—寒武纪碳酸盐岩类黄棕壤等8个（图8，表4）。
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图8 四川省邛海—泸山地区土壤地质简图
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Fig.8 Soil geological map of Xichang, Sichuan Province
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1 —第四纪冲洪积人为土; 2—侏罗纪—白垩纪泥质岩类紫色土; 3—新近纪—第四纪砂泥岩类红壤; 4—三叠纪砂岩类红壤; 5—震旦纪—寒武纪碳酸盐岩类红壤; 6—侏罗纪—白垩纪泥质岩类黄棕壤; 7—三叠纪砂岩类黄棕壤; 8—震旦纪—寒武纪碳酸盐岩类黄棕壤; F1—安宁河断裂带; F2—则木河断裂带
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1 —anthrosols formed by Quaternary alluvial proluvial; 2—purple soil formed by Jurassic-Cretaceous mudstone; 3—purple soil formed by Neogene-Quaternary sandy mudstone; 4—red soil formed by Triassic sandstone; 5—red soil formed by Sinian-Cambrian carbonate; 6—yellow brown soil formed by Jurassic-Cretaceous mudstone; 7—yellow brown soil formed by Triassic sandstone; 8—yellow brown soil formed by Sinian-Cambrian carbonate; F1—Anninghe fault zone; F2—Zemuhe fault zone
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3.3 生态地质剖面图编制
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生态地质路线的调查和生态地质路线剖面图是生态地质调查的基础工作，也是生态地质调查的重要内容和技术手段。通过生态地质路线剖面图的编制，可直观的刻画典型地段的地质体结构、岩石性质、整体构造特征、风化壳结构、土壤分布和植被分布情况等多要素信息，以及岩石圈-土壤圈-植物圈多圈层关系，植物的立地条件和空间展布情况等信息，有利于总结地质背景对生态环境的制约作用，分析岩石-土壤-水-植被多圈层交互作用。主要编制思路如下:
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（1）剖面位置的选择。尽量选择地质单元、地貌单元、土壤类型、土地利用类型和植被发育完好并各具特点，已有气象水文、地形地貌、地质环境、土壤、生态环境和农林业资料丰富，且交通条件相对便利的地段。
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（2）野外一手资料的采集。路线剖面调查中，除应观察和记录剖面上的地质信息外，还要在路线及两侧一定范围内，详细观察并记录地形地貌、风化壳结构和土壤层位厚度（O层、A层、B层、E层、C层和R层等）、土壤属种、土壤性质（颜色、质地、结构、干湿度和紧实度等）、地表水和地下水情况、土地利用类型、植被种类、植被长势、人类活动情况、影像记录和样品采集登记等信息。
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（3）由于生态地质调查目前正处于探索阶段，没有一个可借鉴的生态地质剖面图编制方法。本文基于岩石圈-土壤圈-植物圈多圈层交互作用机制，将成土母质层、土壤类型层、植被层等信息融入到传统地质剖面图中，剖面图的下部为地质剖面，往上依次为成土母质层、土壤层、土地覆被层和生态景观照片，中部以“开天窗”的素描图和照片形式表达调查点上地质特征、土壤结构及物化探信息。这样形成的生态地质剖面图能直观的刻画生态地质结构和各生态地质要素的空间展布情况（图9、图10）。
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图9 泸山响水东支沟生态地质剖面图（据铁永波等，2020修改）
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Fig.9 Ecological geological profile of Xiangshuidonggou in Lushan area (modified after Tie Yongbo et al., 2020)
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J3g1—官沟组一段; J3g2—官沟组二段; K1f—飞天山组; K1-2x1—小坝组一段; K1-2x2—小坝组二段; K1-2x3—小坝组三段; KEl1—雷打树组一段; N2Qpx—上新统—更新统昔格达组; Qpapl—更新统冲洪积物; Qhdl—全新统坡积物; Qhel—全新统残积物; Qhapl—全新统冲洪积物
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J3g1—First Member of Guangou Fm.; J3g2—Second Member of Guangou Fm.; K1f—Feitianshan Fm.; K1-2x1—First Member of Xiaoba Fm.; K1-2x2—Second Member of Xiaoba Fm.; K1-2x3—Third Member of Xiaoba Fm.; KEl1—First Member of Leidashu Fm.; N2Qpx—Pliocene-Pleistocene Xigeda Fm.; Qpapl—Pleistocene alluvial diluvium; Qhdl—Holocene slope deposit; Qhel—Holocene eluvial deposit; Qhapl—Holocene alluvial diluvium
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图10 四川省邛海—泸山地区生态地质剖面图
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Fig.10 Ecological geological profile of Qionghai-Lushan, Sichuan Province
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J3g1—官沟组一段; J3g2—官沟组二段; K1f—飞天山组; K1-2x1—小坝组一段; K1-2x2—小坝组二段; K1-2x3—小坝组三段; KEl1—雷打树组一段; N2Qpx—昔格达组; Qpapl—更新统冲洪积物; Qhapl—全新统冲洪积物; F1—安宁河断裂带; F2—则木河断裂带
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J3g1—First Member of Guangou Fm.; J3g2—Second Member of Guangou Fm.; K1f—Feitianshan Fm.; K1-2x1—First Member of Xiaoba Fm.; K1-2x2—Second Member of Xiaoba Fm.; K1-2x3—Third Member of Xiaoba Fm.; KEl1—First Member of Leidashu Fm.; N2Qpx—Xigeda Fm.; Qpapl—Pleistocene alluvial diluvium; Qhapl—Holocene alluvial diluvium; F1—Anninghe fault zone; F2—Zemuhe fault zone
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3.4 生态地质图的表达
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目前对于生态地质系列图件的内容和分类还没有形成一致的观点，在这种情况下，各个生态地质调查团队探索制定生态地质图的编制方法具有很大的自主性。通过三年来的积极探索，初步形成了西南山区生态地质图的编制方法（图11）。我们认为生态地质图应是岩石圈-土壤圈-生物圈等多圈层融合的地球表层系统在图上的反映，一是要表达作为生态环境物质基础的地表基质层（岩石圈和土壤圈）的分布和特征; 二是要表达地表覆盖的生态系统和人类活动的现状和展布; 三是要表达各生态地质单元的生态功能属性，服务不同生态功能区的国土空间用途管制。因此，通过探索和尝试，我们采用土壤地质单元图来表征地表基质层（岩石圈和土壤圈）的现状和展布，用生态系统分类图来表征生态现状和展布，用脆弱性评价角图、生态功能区划角图、生态地质分区图和生态地质单元评价表等来服务不同生态功能区的国土空间用途管制，所有平面图件均叠加地形阴影，表达地形起伏的特征。此外还将建造构造图、第四纪地质图、土地利用类型图、营养元素地球化学图、水文地质图、环境地质图、活动构造和地质灾害图、流域分布图、遥感影像图和图切生态地质剖面图等生态地质要素图件一并以角图或脚图的形式表达在图面上，形成岩石圈-土壤圈-水圈-生物圈等多圈层融合的地表与地下一体化的综合图件，系统地反映研究区地球表层系统中各生态地质要素的现状、特征、展布和交互关系（图11）。生态地质系列图件的编制，赋予已有地质调查成果资料新的生命力，为生态保护修复、国土空间用途管制提供地球科学依据。
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图11 四川省邛海地区生态地质图示意图
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Fig.11 Diagram of eco-geological map of Qionghai, Sichuan Province
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J3g1—官沟组一段; J3g2—官沟组二段; K1f—飞天山组; K1-2x1—小坝组一段; K1-2x2—小坝组二段; K1-2x3—小坝组三段; KEl1—雷打树组一段; N2Qpx—昔格达组; Qpapl—更新统冲洪积物; Qhapl—全新统冲洪积物; F1—安宁河断裂带; F2—则木河断裂带
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J3g1—First Member of Guangou Fm.; J3g2—Second Member of Guangou Fm.; K1f—Feitianshan Fm.; K1-2x1—First Member of Xiaoba Fm.; K1-2x2—Second Member of Xiaoba Fm.; K1-2x3—Third Member of Xiaoba Fm.; KEl1—First Member of Leidashu Fm.; N2Qpx—Xigeda Fm.; Qpapl—Pleistocene alluvial diluvium; Qhapl—Holocene alluvial diluvium; F1—Anninghe fault zone; F2—Zemuhe fault zone
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4 结论
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（1）地质作用形成的岩石圈表层地质建造是土壤圈、水圈、大气圈和生物圈的载体，地质条件制约着地形地貌、水文地质、土壤物理化学性质以及地质灾害等生态地质条件，进而对整体的生态平衡起着重要的作用。
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（2）生态地质调查搭建生态环境与地质条件之间的桥梁，从地质学的视角，探寻生态系统运行与演化的机制。
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（3）生态地质系列图件应是岩石圈-土壤圈-生物圈等多圈层融合的地球表层系统在地质图上的反映:一是要表达作为生态环境物质基础的地表基质层（岩石圈和土壤圈）的分布和特征，二是要表达地表覆盖的生态系统和人类活动的现状和展布，三是要表达各生态地质单元的生态功能属性。
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（4）基于地质建造和地表基质层的生态地质系列图件的编制，能系统地反映地球表层系统中各生态地质要素的现状、特征、展布和交互关系，它是地质调查成果服务领域的拓展，它赋予已有地质调查成果资料新的生命力，为生态保护修复提供地球科学依据。
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致谢:中国地质调查局西安地质调查中心李建星教授级高级工程师，中国自然资源航空物探遥感中心聂洪峰教授级高级工程师、肖春蕾高级工程师和郭兆成高级工程师，中国地质环境监测院殷志强正高级工程师，中国地质科学院水文地质环境地质研究所张永双研究员，中国地质调查局成都地质调查中心铁永波教授级高级工程师、杨剑高级工程师、张伟正高级工程师、王乔高级工程师、高慧高级工程师、李华正高级工程师和廖国忠高级工程师，广东省地质调查院窦磊教授级高级工程师、张伟正高级工程师、刘子宁高级工程师和贾磊高级工程师，中国地质大学（北京）张振杰副教授，四川省地质矿产勘查开发局攀西地质队谢恩顺正高级工程师、李雁龙高级工程师、肖启亮高级工程师、曾建高级工程师、文登奎高级工程师和侯谦工程师，成都理工大学赵银兵副教授，中国地质大学（北京）邵璐硕士生，中国地质大学（武汉）高文龙硕士生，以及华东冶金地质勘查局测绘总队段声义助理工程师对本研究的开展和本文的撰写提供了无私的帮助，国家地球系统科学数据中心（http://www.geodata.cn）提供了土壤类型数据支撑，在此一并表示衷心的感谢。
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摘要
地质作用是形成区域生态环境格局的重要驱动力之一,岩石圈表层地质建造是土壤圈、水圈、大气圈和生物圈的载体,制约着地形地貌、水文地质、土壤物理化学性质以及地质灾害等生态地质条件,进而对整体的生态平衡起着重要的作用。生态地质研究在于探索生态环境与地质条件之间的联系,从地质学的视角,探寻生态系统运行与演化机制。本文在四川邛海—泸山地区生态地质调查实践中,探索了一套适用于西南山区的土壤地质图、生态地质剖面和生态地质图等生态地质系列图件的编制方法。研究认为,生态地质系列图件应是岩石圈-土壤圈-生物圈等多圈层融合的地球表层系统在地质图上的反映,其表达内容主要包括:作为生态环境物质基础的地表基质层(岩石圈和土壤圈)的生态功能属性、地表覆盖的生态系统和人类活动的现状和展布、生态地质单元的生态功能属性等。基于地质建造和地表基质层的生态地质系列图件,能系统地反映研究区地球表层系统中各生态地质要素的现状、特征、展布和交互关系,为生态保护修复及国土空间用途管制提供地球科学依据。
Abstract
The geological action and its evolution are important driving forces for the formation of regional ecological environment pattern. The surface geological constructions of lithosphere formed by geological action is the carrier of soil circle, water circle, atmosphere and biosphere. Geological construction restricts geological disasters and topography, hydrogeological conditions, soil physical and chemical properties, and thus plays an important role in the overall ecological balance. The ecological geology survey, which takes geological construction as the research unit, returns to the foundation, traces the origin, builds the bridge between ecological environment and geological conditions, and explores the mechanism of ecosystem operation and evolution from the perspective of geology. In the practice of ecological geological survey based on geological construction in the Daliangshan area, this paper explored a set of compilation methods of soil geological maps, ecological geological profile maps, and ecological geological maps, other ecological geology series maps based on the study of formations, which are suitable for southern mountainous areas. It is considered that the ecological geological series maps should be the reflection of the earth's surface system with the integration of lithosphere, pedosphere and biosphere: one is to express the distribution and characteristics of the surface matrix layer (lithospheric surface and pedosphere) as the material basis of the ecological environment; the second is to express the current situation and distribution of the ecosystem and human activities covered by the surface; the third is to express the ecological function attributes of each ecological geological unit. The compilation of ecological geological series maps based on the study of geological formations can systematically reflect the current situation, characteristics, distribution and interaction of ecological geological elements in the earth surface system in the study area. It is an expansion of the service field of geological survey results, endows the existing geological survey results with new life, and provides a geoscience basis for ecological protection and restoration and land and space use control.
Keywords
ecological geology ； earth critical zone ； surface-earth system ； habitable earth ； Daliangshan
