本報記者 柏樺 曹瑞 

為深入貫徹習近平總書記“山水林田湖草是一個生命共同體”理念和落實新發(fā)展新理念，探索系統(tǒng)科學、材料工程在山水林田湖草綜合治理中的創(chuàng)新應用，共商綠色發(fā)展大計，11月8日，以“材料工程與山水林田湖草”為主題的第三屆麻省理工學院ILP全球創(chuàng)新（西安）論壇在西安召開。 

本屆論壇由陜西省國土資源廳、陜西省人民政府國有資產(chǎn)監(jiān)督管理委員會、陜西省外國專家局、西安浐灞生態(tài)區(qū)管理委員會主辦，美國麻省理工學院全球產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、陜西省土地工程建設集團（簡稱陜西地建）、西安交通大學、長安大學承辦。省國資委主任任國，中國科學院院士安芷生，中國工程院院士湯中立、孫九林、李佩成、康振生，自然資源部科技發(fā)展司代表單衛(wèi)東，美國麻省理工學院企業(yè)關(guān)系辦公室項目主任趙曉宏等出席了本次會議。陜西省國土資源廳黨組成員、副廳長雷鳴雄主持大會開幕式。麻省理工學院有關(guān)專家、教授，國家自然資源督察西安局、省級相關(guān)部門及省內(nèi)外國有企業(yè)領(lǐng)導、有關(guān)高校專家教授、承擔土地領(lǐng)域國家重大研發(fā)項目負責人、有關(guān)?。▍^(qū)、市）國土資源系統(tǒng)代表等300余人參加了會議。 

本次論壇探討山水林田湖草整體保護、系統(tǒng)修復、綜合治理的新思路，為學術(shù)思想激蕩碰撞、科學技術(shù)互聯(lián)互通提供了一個高水準的交流平臺，為生態(tài)文明建設注入新動力、增添新活力，應該鼓勵陜西地建等省屬國有企業(yè)打頭陣、當先鋒，用實際行動積極踐行“兩山”理論，陜西地建實施的富平石川河綜合治理、渭東新城污損土地修復等工程，已經(jīng)成為全省生態(tài)修復治理的樣板工程，希望陜西地建以此為契機，充分發(fā)揮鐵軍擔當精神，全面加快高精尖技術(shù)創(chuàng)新速度，為促進陜西追趕超越作出更大的貢獻。任國表示，近年來陜西地建積極響應國家號召，在創(chuàng)新驅(qū)動、綠色發(fā)展方面取得積極成效，尤其是在土地綜合整治和山水林田湖草修復治理方面取得了良好的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益，為陜西國有企業(yè)踐行創(chuàng)新驅(qū)動、綠色發(fā)展的新發(fā)展理念發(fā)揮了骨干和表率作用，希望陜西地建繼續(xù)履行好國有企業(yè)職責，繼續(xù)堅持科技創(chuàng)新，提升科研水平，為三秦大地天更藍、山更綠、水更清作出應有的貢獻?？嫡裆谥v話中指出，山水林田湖草生命共同體的核心要義是樹立自然價值理念，確保生態(tài)系統(tǒng)健康和可持續(xù)發(fā)展，要從過去的單一要素保護修復，轉(zhuǎn)變?yōu)橐远嘁厣鷳B(tài)系統(tǒng)服務功能提升為導向的保護性修復；要統(tǒng)籌考慮自然生態(tài)的整體性、系統(tǒng)性及其內(nèi)在規(guī)律，進行系統(tǒng)保護、宏觀管控，因地制宜、綜合治理，分類施策、標本兼治；要充分發(fā)揮國內(nèi)外科研機構(gòu)、高等院校、權(quán)威智庫和企業(yè)等創(chuàng)新平臺的作用，開展山水林田湖草系統(tǒng)治理技術(shù)集成與推廣應用。單衛(wèi)東在講話中提到，加強山水林田湖草各類自然資源的整體保護、系統(tǒng)修復和綜合整治是自然資源部的一項重要職責，希望與會專家攜起手來，聚焦山水林田湖草綜合整治的知識創(chuàng)新和前沿技術(shù)，特別是圍繞山水林田湖草的材料工程技術(shù)深入探討，為不斷提升自然資源保護和利用水平，為建設富饒美麗和諧的人類家園作貢獻。趙曉宏表示，創(chuàng)新論壇已經(jīng)成功舉辦了兩屆，希望各方能挖掘更多的潛力，充分利用麻省理工學院在相關(guān)領(lǐng)域的最新、最先進研究成果，開展富有開創(chuàng)性的合作研究，來解決當下的挑戰(zhàn)和未來可預測的需求。 

中國科學院院士安芷生，奧地利科學院院士、美國國家發(fā)明科學院院士張曙光，陜西地建土地工程技術(shù)研究院副院長張揚等11位中外專家學者圍繞山水林田湖草綜合治理途徑、材料科學應用、土地整治與土壤污染修復、區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)治理修復等主題作了精彩報告。本屆論壇通過探討新材料在自然資源、生態(tài)系統(tǒng)保護、修復和利用中的發(fā)展和應用，探索引領(lǐng)山水林田湖草綜合整治的技術(shù)、模式，恢復和提升自然資源對人類生存和發(fā)展的服務功能，搭建國內(nèi)外專家深化合作的廣闊平臺，拓展土地工程領(lǐng)域創(chuàng)新共進渠道，將為全球生態(tài)文明建設和人類命運共同體建構(gòu)提供源源不斷的內(nèi)生動力。

黃土高原生態(tài)環(huán)境綜合治理方略

中國科學院院士 安芷生

 

黃土高原經(jīng)過百萬年氣候、地形和人類活動的相互作用，形成了當今的復雜地形。 

黃土高原生態(tài)環(huán)境治理歷史可分為四個階段。第一階段為20世紀50年代到60年代，注重坡面治理，以修建梯田、植樹造林等措施為主；第二階段是20世紀60年代到70年代，注重溝坡的聯(lián)合治理，以修建淤地壩為主；第三階段是20世紀80年代到90年代，以小流域綜合治理為主；第四階段是本世紀初的退耕還林還草工程。 

現(xiàn)在我們注重對塬面、坡面、溝道、沙區(qū)進行保護，提出了“塬區(qū)固溝保塬，坡面退耕還林草，溝道攔蓄整地，沙區(qū)固沙還灌草”新時代黃土高原生態(tài)環(huán)境綜合治理方略。陜西地建在總結(jié)群眾經(jīng)驗基礎(chǔ)上，提出了針對該地區(qū)的截水溝、灌排兩用渠等技術(shù)，有效解決了壩上部的來水造成下部耕地鹽堿化這一問題。今后，我們希望能把工程與生物治理結(jié)合起來進行綜合整治。

 

統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理加快新材料研發(fā)應用

中國工程院院士 康振生

 

 “山水林田湖草生命共同體”的核心要義是樹立自然價值理念，確保生態(tài)系統(tǒng)健康和可持續(xù)發(fā)展，要求從過去的單一要素保護修復，轉(zhuǎn)變?yōu)橐远嘁厣鷳B(tài)系統(tǒng)服務功能提升為導向的保護性修復；要統(tǒng)籌考慮自然生態(tài)的整體性、系統(tǒng)性及其內(nèi)在規(guī)律，進行系統(tǒng)保護、宏觀管控，因地制宜、綜合治理，分類施策、標本兼治；要充分發(fā)揮國內(nèi)外科研機構(gòu)、高等院校、權(quán)威智庫和企業(yè)等創(chuàng)新平臺的作用，開展山水林田湖草系統(tǒng)治理技術(shù)集成與推廣應用。

 近年來，生物降解材料、高分子材料、仿生材料等在礦山修復、生態(tài)系統(tǒng)與生物多樣性保護、土壤修復等方面得到了廣泛的應用。在山水林田湖草治理材料選擇方面，要充分考慮人類、社會、自然三者之間的相互關(guān)系，開展資源能耗少、環(huán)境污染小、再生循環(huán)利用高的新型材料的研發(fā)和應用。

 

好奇心驅(qū)動的研究促進了新的商業(yè)和知識經(jīng)濟

奧地利科學院院士、美國國家發(fā)明科學院院士 張曙光

 

 愛因斯坦曾說：“想象力遠比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切并推動著進步。想象才是知識進化的源泉。”萊納斯·鮑林把歐洲的量子力學引到美國，這就是好奇心帶來的重大變化。大家可以想象，如果沒有這些成果，今天的世界會是什么樣？

 我在與陜西專家的交流中了解到，陜西的土地工程也是在總結(jié)理論和實踐的基礎(chǔ)上，以問題為導向，以土地工程技術(shù)為重點，大力發(fā)展土地科技創(chuàng)新，取得了顯著成效。所以說，提出問題對創(chuàng)新而言是最重要的。人類社會發(fā)展的每一步都離不開創(chuàng)新。創(chuàng)新始于思維改變，因此在創(chuàng)新的道路上，我們決不能忽略那些與眾不同者，因為是這些創(chuàng)新者改變了現(xiàn)狀，推動了人類進步。

 

解決多要素系統(tǒng)治理技術(shù)難題

自然資源部科技發(fā)展司調(diào)研員 單衛(wèi)東

 

 近年來，中國政府高度重視山水林田湖草生命共同體的修復治理工作，已開展了三批山水林田湖草生態(tài)保護修復工作試點，探索解決山水林田湖草自然資源的整體保護、系統(tǒng)修復和綜合治理問題。新組建的自然資源部的一項重要職責就是要加強山水林田湖草各類自然資源的整體保護、系統(tǒng)修復和綜合整治。

 中國正在大力推進生態(tài)文明建設，我們要按照生態(tài)系統(tǒng)的整體性、系統(tǒng)性和內(nèi)在規(guī)律性，解決水土資源約束條件下田、水、土、氣等多要素系統(tǒng)治理技術(shù)的難題，研究構(gòu)建山水林田湖草生命共同體自然——人工生態(tài)系統(tǒng)技術(shù)；打造一批自然資源生態(tài)系統(tǒng)綜合整治科技創(chuàng)新人才，建設若干自然資源生態(tài)系統(tǒng)科技創(chuàng)新平臺；盡早構(gòu)建自然資源生態(tài)系統(tǒng)的主體知識和支撐山水林田湖草綜合整治的主要技術(shù)，形成自然資源生態(tài)系統(tǒng)完整理論和引領(lǐng)山水林田湖草綜合整治的技術(shù)體系，為建設富饒美麗和諧的人類家園作出貢獻。

 

有效應對氣候變化

麻省理工學院土木與環(huán)境工程系教授 埃爾法蒂·埃爾塔希爾

 

 麻省理工學院通過區(qū)域氣候模型模擬氣候變化，模擬結(jié)果顯示，灌溉對于氣候的作用效果明顯。中國灌溉面積以及退耕還林面積的增加對于氣候變化起到了積極作用。

 二氧化碳和二氧化氮等溫室氣體的排放與溫度變化有著非常緊密的聯(lián)系。相對于中國、歐盟來說，美國能源消費總量比中國、歐盟總和還高；在可持續(xù)能源發(fā)電及可再生能源的使用方面，中國和歐盟比美國做得更好。同時，中國也在不斷改進提高發(fā)電效率。區(qū)域氣候模型能夠成功地模擬我們所觀測到的氣候變化，我們需要制定有效的解決方案來應對這些變化，中國也需要繼續(xù)解決煤電所產(chǎn)生的溫室氣體排放問題，或使用其他清潔能源進行發(fā)電。

 

進行可替代性鉀肥研究

麻省理工學院材料科學與工程系副教授 安托萬·阿拉諾

 

 作為全球貿(mào)易和化學產(chǎn)業(yè)的重要產(chǎn)品，鉀肥的消耗量非常大，并且仍在不斷增長。

 在可持續(xù)發(fā)展理念下，我們要關(guān)注在本土加工處理原材料而獲得鉀肥的能力。我們通過礦石浸提性能研究，分析了礦石的化學和物理特性，通過數(shù)據(jù)對比，判斷其是否能成為有效的鉀肥，并進行改良，使之成為有效鉀肥。我們采取不同方式對礦石進行測試分析，了解它的浸提析出性能、毒性和液化情況，同時要明確植物根莖和浸提性能之間的關(guān)系。我們在室溫條件下使用濕熱法對礦石進行處理，加入水使其發(fā)生化學反應，暴露的時間越長，獲取的鉀肥含量就越高。

 面對不同土地、不同限制情況時，我們都會探索不同的技術(shù)、材料或其他解決措施。

 

動力學在土地改良（復墾）和清淤實施中的應用

麻省理工學院土木與環(huán)境工程系高級研究員 埃里克·亞當斯

 

近幾年，我們團隊就沉積物云團、塊狀物和羽狀物的動力學應用開展了深入的研究。我們開發(fā)出了循環(huán)模型，來探究不同質(zhì)量的云狀物是如何進行流動的。通過實驗，發(fā)現(xiàn)沉積云可以通過波浪進行傳輸，受波形變化的影響不大，反而強烈的流動和細小的沉積物可能會對循環(huán)模型造成一些影響，沉積物會沉積在目標地點的外部。為了進一步研究強水流和弱水流對于沉積物形成的影響，我們通過流動循環(huán)實驗發(fā)現(xiàn)，塊狀物和云狀物的形狀取決于顆粒的大小?？傊覀兿Ｍㄟ^相關(guān)模型的建立，可以為中國和其他國家的土地改良提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)參考。

 

重大生態(tài)功能區(qū)建設路徑探索

上海市建設用地和土地整理事務中心副主任 劉偉

 

 良好的生態(tài)環(huán)境是廣大人民群眾高品質(zhì)生活的現(xiàn)實需要，上海市委、市政府創(chuàng)新性提出在全市生態(tài)網(wǎng)絡重要空間節(jié)點規(guī)劃建設郊野公園。

 在綜合分析郊野公園功能定位、土地利用特征、資金需求及建設路徑的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)構(gòu)建以規(guī)劃國土政策為核心的制度體系，實踐形成了以郊野公園為代表的重點生態(tài)空間修復與功能重塑實施模式；探索編制土地整治生態(tài)景觀概念規(guī)劃，將土地整治對象由土地單元調(diào)整為生態(tài)景觀單元，堅持農(nóng)地農(nóng)用和生態(tài)空間修復并舉，通過環(huán)境友好型設計技術(shù)、綠色施工技術(shù)和低碳材料綜合應用，實現(xiàn)了農(nóng)地復合利用和重大生態(tài)空間功能重塑。

 

元素活化助推土體生態(tài)化發(fā)展

陜西地建土地工程技術(shù)研究院副院長 張揚

 

 土地承載著人類活動和全部生態(tài)要素，土地生態(tài)化是生態(tài)環(huán)境持續(xù)穩(wěn)定的基本前提。我們的祖先總結(jié)出“換炕積肥”“剝離土埝”等傳統(tǒng)方法，用于補充土體中所需的磷、鉀等大量元素及鈣、硫、鎂等中微量元素。這兩種方法都是在不施用化肥的情況下，激活土體中的惰性元素，實現(xiàn)元素活化，提高土地生產(chǎn)力，避免面源污染等問題。陜西地建集團進行了大量的實驗研究，利用光能、熱能等可控能源作用于土體，找到了土體中氮、磷、鉀能夠被快速高效激活的能量閾值。這一結(jié)論是土體有機重構(gòu)理論的組成部分，將為開發(fā)土體元素活化技術(shù)提供理論支撐，為人類的生存和發(fā)展提供潔凈、健康的居住環(huán)境，促進人與自然和諧發(fā)展。

 

中國棕地治理現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢淺析

西安交通大學人居學院教授 王文東

 

 棕地的概念最早由美國國會頒布的《環(huán)境應對、賠償和責任綜合法》提出。按照污染物類別，可以將棕地分為物理性棕地、化學性棕地和生物性棕地，對人體健康、局部生態(tài)平衡和經(jīng)濟發(fā)展存在諸多不利影響。

為解決棕地污染問題，合理利用土地資源，我國從2004年開始陸續(xù)出臺了一系列法律和政策。在我國2008-2016年八年間實施的150項有統(tǒng)計的棕地治理項目中，砷、鉻、鉛等重金屬污染棕地的治理以采用固化穩(wěn)定化技術(shù)為主，對于石油烴等揮發(fā)性不大的有機污染棕地的治理以采用生物修復技術(shù)為主，對于揮發(fā)或半揮發(fā)有機污染棕地則以采用氣相抽提和熱解吸技術(shù)為主，但總體發(fā)展緩慢。限制棕地治理工作開展的主要因素包括調(diào)查評估技術(shù)力量薄弱、缺乏成熟的棕地治理技術(shù)、治理設備和藥劑的國產(chǎn)化、市場化率低等。