Discussion on connotation and survey strategy of the ground substrate
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摘要:
地表基质是近年来自然资源管理领域的新概念，当前关于地表基质概念的内涵、全国地表基质调查如何开展还存有一定争议。通过辨析概念原义认为，地表基质垂向下限应为潜水层底板，是地球关键带中地表以下物质和功能的载体。地表基质分类中的岩石、砾质、土质、泥质与地质学中的岩石、第四纪沉积物存在“同物异名”情况，2套分类系统具备相互转化的条件。地表基质调查应采用“综合研究为主、补充调查为辅”的总路线，可充分利用区域地质调查、水文地质调查、土地质量地球化学调查、土壤普查等调查的成果获取物质属性数据，需针对潜水层以上的数据空白区和未测数据项补充数据采集工作，关键要加强地表基质对自然资源的孕育、支撑等功能属性的研究工作。全国地表基质调查应按自然资源综合区划体系部署，建议按3个层次展开，一是优先围绕生态功能区，聚焦草地退化、森林衰减、水土流失等突出问题开展中比例尺(1:25万)调查，为发现问题、诊断问题和修复治理提供依据；二是稳步推进全国Ⅱ级综合自然区划单元代表性区域的中比例尺调查，支撑“以点带面”，编制所在Ⅱ级单元的小比例尺图件(1:50万—1:100万)；三是适时启动编制区域性、全国性地表基质小比例尺图件(1:100万—1:250万)，服务于不同级别国土空间规划。
Abstract:The ground substrate is a new concept in the natural resource management area, and there are also controversies on that's connotation and how to plan the national survey.We defined it as the sub-ground material and function carrier of the Earth's Critical Zone, and believed it's lower boundary as the bottom of the phreatic layer.The rock, Quaternary sediments in geological fields and rock-, gravel-, soil-, mud-ground substrates can be composed by the same materials with different name.The investigated results of rock and Quaternary sediments can be transferred into different kinds of ground substrate.The ground substrate survey should be conducted on the basis of regional geological survey, hydrogeology survey, geochemical survey of land quality, soil general survey of soil to achieve the data of compositions, spatial distribution, physical and chemical characteristics of ground substrate.Moreover, the datas of ground substrate between the surveyed zone and the lower boundary of the phreatic layer, and some other unanalyzed data should be added.Furthermore, the research related to the function how the ground substrate affects the upper forest, grass and wetland needs to be strengthened.We supposed that the ground substrate survey should be deployed according to the comprehensive natural resource factors regionalization system in three steps.The first batch should focus on the areas with ecological problems such as grassland degradation, forest attenuation, soil erosion, to locate the problems and provide suggestions for ecological protection and restoration.The second batch should concentrate on key classic area of each Ⅱ grade regionalization area, conduct limited and necessary ground substrate of the scale of 1:250, 000 to map the Ⅱ grade area.The third batch should conduct compiling the national and regional map after the second batch, to provide some basic data and documents for territorial spatial planning.
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Key words:
- ground substrate /
- Quaternary sediments /
- soil /
- survey strategy /
- geological survey engineering
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表 1 第四纪沉积物与砾质、土质、泥质的一般性对应关系
Table 1. A coarse corresponding relationship between Quaternary sediments and gravel-, soil-and mud-ground substrate
第四纪沉积物 砾质 土质 泥质 备注 坡积物 √ √ 以砂、粉砂、粘土为主 冲洪积物 √ √ 以砾石、砂、粘土为主，常有旋回 风积物 √ 冰碛物 √ √ 以砾为主 重力堆积物 √ √ 以砾为主 化学沉积物 √ √ 洞穴沉积物 √ √ 以砾石、粘土和化学沉积物为主 湖积物 √ 海相沉积物 √ √ 以泥为主 
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表 2 相关基础性调查的调查对象和调查指标
Table 2. Main investigated subject and key factors of some basic survey related to ground substrate
工作类别 调查对象 相关调查指标 地表基质调查 潜水层底板以上的地球表层物质 1.物质组分：岩石、矿物等物质的成分、含量和分布等
2.理化性质：颜色、结构、粒度、质地、厚度、密度等物理特征，化学组成、酸碱度等化学特征
3.地表景观：地形地貌，孕育的森林、草地、湿地、水等类型和状态等区域地质调查 地下的岩石、地层、构造等地质作用产物 1.基岩：岩石、地层、构造等地质要素的类型、特征、性质、空间分布等
2.第四纪沉积物：沉积物的厚度、类型、组成、性质、结构、粒度、空间分布等全国土地调查 耕地、园地、林地、草地、商服、住宅等类型土地 1.耕地、园地、林地、草地等地类的分布、面积、权属等
2.与耕地质量等级评价相关的自然地理格局、作物熟制、地形条件、土壤条件(厚度、质地、有机质含量、pH值)、生态环境条件(生物多样性、土壤重金属污染状况)、耕地利用现状等属性土壤普查 耕地、园地、林地、草地等农用地和盐碱地等部分未利用地的土壤(1 m以浅) 1.性状: 颜色、质地、有机质、酸碱度、养分情况、容重、孔隙度、重金属等理化指标，植物根系、动物活动和微生物数量、类型、分布等生物学指标
2.类型: 亚类、颗粒大小、矿物成分等
3.立地条件: 地形地貌、植被类型、水文地质、气候等
4.利用状况：基础设施条件、种植制度、耕作方式、植物生长及作物产量水平等基础信息，肥料、农药等投入品使用情况，土壤培肥改良、农作物秸秆还田等做法土地质量地球
化学调查第四纪覆盖层(2 m以浅) 养分元素(N、P、K、Ca、Fe等)、生命健康元素(Se、Sr、F、I等)、重金属污染元素(Hg、Cd、Pb、Cr、As)和有机污染物含量 水文地质调查 地下水、含水层、包气带 1.地下水：水位、水量、水质、水温、水化学等特征
2.含水层：岩性、岩相、厚度、产状、分布范围、埋藏深度等，富水性及入渗系数、渗透系数、导水系数、给水度、贮水系数等水文地质参数
3.包气带：岩性、结构、厚度、产状、分布等特征，入渗率、含水率、岩土化学特征等参数生态地质调查 生态功能区的生态地质条件 1.风化壳的分布、风化程度、厚度、垂直分带等
2.成土母质的分布、厚度、结构、组分等
3.土壤的类型、厚度、结构、粒度、容重、组分等
4.包气带的渗透性能、水分盐分垂向分布及动态、蒸发影响带深度、毛细水上升高度等
5.森林、草原、湿地等的分布和变化，植被类型及其分带、覆盖度、净初级生产力、叶面积指数、生物量及其变化、根系分布、发育深度等
6.积温、湿度、日照、风速、风向、降水等气象要素
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