生物周圍所有的因素均是其環(huán)境因子，如水、氣，其中地球化學(xué)環(huán)境是最基本的因子。一方面地球化學(xué)環(huán)境為生物的生存發(fā)展提供了必須的礦質(zhì)元素；另一方面，生物或人類的活動亦改變和影響了地球化學(xué)環(huán)境。

地球化學(xué)指導(dǎo)實踐源于19世紀(jì)

早在1910年，動物地理學(xué)的奠基人，與達爾文共同提出自然選擇學(xué)說的英國博物學(xué)家A.R.華萊士就指出，地殼變動是生物進化的誘因和沖動力，其中化學(xué)元素含量的變化是根本的動因。更早于1870年，法國的J.Raulin首次發(fā)現(xiàn)了Zn可促進植物的生長，從此以后，人們陸續(xù)確認了生命必需的各種微量元素。1916年，В.И.維爾納茨基認識到有機體和地殼的化學(xué)元素之間的聯(lián)系，認為地球化學(xué)異常將導(dǎo)致動植物及人類的某些病癥的發(fā)生或變異，并于1927年組建了世界上第一個生物地球化學(xué)實驗室。

進入20世紀(jì)50年代，世界人口及工業(yè)快速增長，大量廢物排放到水體和農(nóng)田，一些元素通過食物鏈對人產(chǎn)生毒害，如日本因鉛鋅礦開采的鎘污染引起的骨痛病和氮肥廢水排放汞引起的水俁病，以及加拿大、挪威和美國的汞中毒等一系列事件，推動了以研究人為因素引起元素遷移及其環(huán)境效應(yīng)的環(huán)境地球化學(xué)的發(fā)展。1988年實施的國際地球化學(xué)填圖IGCP259計劃，以人為重點，預(yù)測未來環(huán)境的變化，開展跨國界的區(qū)域c2bc557a228211c6669340f548a1f8b04debf7f1c82bcfce7838fbd6ad768992地球化學(xué)調(diào)查，開始了用地球化學(xué)眼光研究全球環(huán)境問題。我國環(huán)保部門則在“七五”期間開展的全國土壤背景值調(diào)查中進行了包鎘、鉛、銅、砷等對水稻、玉米等大宗作物的生物效應(yīng)專題研究。

80年代中期，我國地學(xué)界興起了地質(zhì)與農(nóng)學(xué)結(jié)合的農(nóng)業(yè)地質(zhì)研究，主要從名特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品分布與地層巖石背景的相關(guān)性出發(fā)討論農(nóng)業(yè)地質(zhì)背景問題。國家層面還開展了一項跨學(xué)科、跨部門的聯(lián)合科技攻關(guān)——“區(qū)域地球化學(xué)在農(nóng)業(yè)和生命科學(xué)上的應(yīng)用研究”，項目將巖石圈、水圈、土壤圈、生物圈研究系列中的主要環(huán)節(jié)連接起來，反映出營養(yǎng)元素通過水載體，從巖石到土壤經(jīng)農(nóng)作物到人體的整個遷移、轉(zhuǎn)化歷程，提供了較完整的環(huán)境地球化學(xué)素材。

湖南率先命名“生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查”

世紀(jì)之交，多目標(biāo)地球化學(xué)填圖列入了國家地質(zhì)大調(diào)查計劃，中國地質(zhì)調(diào)查局于2002年啟動了部省合作形式的農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查項目，湖南是我國東、中、西部先期展開的三個試點省份之一，并率先以涵蓋面更廣、表述更精準(zhǔn)的“生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查”為名。生態(tài)地球化學(xué)是以元素及其化合物在生物-地質(zhì)復(fù)合系統(tǒng)中的循環(huán)為基礎(chǔ)，以元素對人的影響為核心，研究元素在系統(tǒng)中的分布分配、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，評價其生態(tài)效應(yīng)的新興邊緣學(xué)科。為正確認識資源環(huán)境本底，全面評價生態(tài)環(huán)境問題，科學(xué)規(guī)劃資源利用與保護提供了科學(xué)依據(jù)。國家因此于2007年啟動了“全國土壤現(xiàn)狀調(diào)查及污染防治”專項。

在與環(huán)保部聯(lián)合實施的該專項中，國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局開展了“土地質(zhì)量地球化學(xué)評估與監(jiān)測”，旨在以地球化學(xué)元素貧富為標(biāo)識，將其與此前完成的基于土地物理產(chǎn)能的“農(nóng)用地分等定級”成果對接，查明土地綠色產(chǎn)能、有害產(chǎn)能的空間分布，為土地資源數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)綜合管護提供依據(jù)。筆者主持完成了“湖南省洞庭湖區(qū)土地質(zhì)量地球化學(xué)評估”和“湖南省典型市縣級土地質(zhì)量地球化學(xué)評估”，對因地制宜，保護優(yōu)質(zhì)農(nóng)用地，科學(xué)治理和再利用污染土地，提高土地綜合效益，確保人民生命健康安全，建立和諧社會意義重大。亦基于此，國土資源部于2011和2012年先后啟動了兩個公益性行業(yè)科研專項項目“典型工業(yè)區(qū)重金屬污染場地再利用技術(shù)與示范”和“中部兩型社會建設(shè)土地利用管理關(guān)鍵技術(shù)研究”，以期在污染土地科學(xué)利用和土地綜合監(jiān)管等方面取得新突破。

（作者系湖南省地質(zhì)研究所國土資源基礎(chǔ)研究部主任）