地表基质：连接生态与资源的桥梁

地表基质是中国科学家提出的自然资源领域新概念。本书阐明了地表基质和地表基质层的科学内涵，并从支撑植被生态科学绿化和耕地保护等方面进行了应用示范。全书共11章，内容涉及地表基质分类与编图、地表基质层构型及深度划分、地表基质的理化与微生物性质、地表基质异质性对植被生态约束过程研究、地表基质调查成果支撑耕地保护与生态修复等方面。

欣闻殷志强博士等撰写的《地表基质的概念内涵及示范应用研究》一书即将付梓，我深感欣慰并乐于为之作序。作为地球表层支撑自然资源赋存、生态系统演替和人类活动的基础物质载体，地表基质（层）这一创新概念于2020年由我国研究人员首次提出并阐释，其系统性的理论框架构建与实践探索标志着我国在深化认识地球表层系统、服务生态文明建设和农业高质量发展方面迈出了坚实而重要的一步。

殷志强博士以高度的学术敏锐性和强烈的实践导向，牵头开展此项具有开创意义的研究，实属难能可贵。书中数据翔实、分析严谨、建议务实，是我国地表基质基础理论研究与应用示范方面的一项重要成果，不仅填补了地表基质理论框架研究空白，还精心选取了北方关键生态功能区、东北黑土区、南方高沙土区等六大典型区域，开展了深入细致的示范应用研究，为国土空间生态保护修复和耕地保护等提供了精准的“地质处方”，彰显了地表基质调查的巨大应用潜力。

相信本书出版，必将有力推动地表基质这一中国原创概念的广泛认知与应用，为构建统一的自然资源调查监测体系、服务国家粮食安全和生态安全等提供重要的科学支撑。期待未来有更多专家学者和管理人员关注地表基质调查研究，不断深化理论认知，拓展应用场景，共同书写服务美丽中国建设的新篇章。

中国科学院院士

2025年8月

研究背景

自然资源部组建后，为了落实“统一行使全民所有自然资源资产所有者职责，统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复”职责，经过地质、水文、土壤、林草、测绘、海洋等领域的科学家深入研讨，综合考虑土壤层、立地条件（立地层）、包气带、地球关键带等相关学科术语，提出了地表基质（ground substrate）和地表基质层（layer of ground substrate）的概念，构建了由管理层、地表覆盖层、地表基质层和地下资源层组成的自然资源立体时空模型框架，为各类自然资源数据的空间组织提供了基本遵循，但对地表基质和地表基质层的科学内涵和基本属性特征并没有进行深入阐释。

近年来，关于地表基质的概念内涵、类型划分、调查监测指标体系及支撑服务植被生态和耕地保护案例等，进行了许多有益探索。多数研究者认为应将表层地球与上覆植被生态和下伏地下水等传统上相对独立的研究领域联系起来开展研究。一些研究者发现，表层岩土物质（即地表基质层）是联系上层植被和下层地下水补给的关键区域，不同类型岩土物质的粒度组分、持水性、元素成分、孔隙结构、分层结构、厚度变化相差悬殊，导致适宜生长的植被类型、盖度及生长状况等存在明显差异；同一地区相似微地貌环境下植物群落的差异，主要因地表基质异质性所造成，即不同的地表基质类型可以具有不同的生态服务功能；乔木林在干旱环境下，仅仅依靠大气降水和土壤水是无法支撑其生长的，还需要利用风化壳、岩石的裂隙水和地下水。过去由于对表层岩土体（地表基质层）的物质结构、矿物元素成分、成因等性质的差异性未能很好地定量刻画，生态重建过程中常常出现人工林与地表基质不匹配的错位问题，山区土地整治和高标准农田建设也出现过典型失败案例。

在地表基质调查方面，中国地质调查局组织完成了东北地区83个黑土保护重点县的1︰25万地表基质调查，同时在燕山-坝上高原过渡带、西北黄土区、南方丘陵风化壳区和高沙土区等地开展了1︰25万～1︰5万调查试点，探索了地表基质调查支撑服务耕地保护和生态重建的技术方法，取得了初步阶段成果；河北、江苏、广东等省也在积极推进典型地区的试点工作。

总体来说，由于地表基质概念提出时间短，有关术语定义、属性特征指标及其分类分级、调查研究的目的和主要内容等尚未达成共识，目前处于百家争鸣状态。本专著是在中国地质调查局地表基质调查项目、国家自然科学基金委重点项目以及科技部新疆第三次科学考察项目等支持下，通过实践基础上的深入思考，借鉴地学领域相关学科理论的构建模式，对地表基质和地表基质层的科学内涵及其与相关学科术语的关系、地表基质分类、地表基质层构型、地表基质的物理、化学（理化）性质等进行了较为系统的总结提升，同时将多个项目的实践成果作为支撑服务生态修复和耕地保护的典型案例进行详细剖析。

主要研究内容

本书研究内容主要分为两大部分。

第一部分为理论研究部分，包含第1～4章。重点阐述了地表基质与地表基质层的概念、科学内涵和调查评价总体思路，具体包括地表基质分类与地表基质层构型研究、地表基质编图、地表基质的理化和微生物性质研究、地表基质调查评价总体思路等内容。

第二部分为地表基质调查研究成果示范应用部分，包含第5～11章。其中，第5～7章为支撑服务国土空间科学绿化部分，包括河北承德燕山山地-坝上高原、陕北黄土沙漠过渡区地表基质异质性对植被生态约束过程研究，坝上高原如意河流域林水关系和碳分布特征研究，黄土高原南缘韩城地区地表基质与植被耦合关系研究等。第8～10章为地表基质支撑耕地保护部分，包括支撑服务东北地区海伦黑土地保护、江苏泰兴高沙土区耕地保护与国土空间优化、云南干热河谷区特色农业高质量发展等。第11章为地表基质调查和探测技术方法示范应用部分。

创新点

（1）本书丰富和完善了地表基质术语定义及其科学内涵，厘定了地表基质层与土壤层、立地条件、包气带和地球关键带等相关学科术语的关系。依据地表基质的生态服务功能和物质类型、成因类型、特征理化性质，提出了地表基质的5类3级分类方案。

（2）基于地下变温带下限深度，农作物、植被根系最大深度，表生岩溶发育带深度，风化壳厚度，潜水埋深和元素地球化学循环等特征因素，将地表基质深度自上而下分为浅层、中深层、深层和超深层4层；并根据地表基质层的功能作用和特点，将地表基质层构型分为单一结构型、双层结构型、多层结构型和风化壳型4种类型。

（3）提出地表基质调查是一项新的基础性国情国力调查，调查数据可为耕地保护、高标准农田建设、国土整治、生态保护与修复、积极应对全球气候变化等提供多方位科学支撑，具有广泛的应用价值，并从支撑生态修复和耕地保护等方面提供了典型案例。

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本书可供从事地表基质调查研究的专业技术人员使用，也可为从事地球关键带、生态地质学、环境地质学、土壤学等相关领域专家学者提供借鉴，同时还是自然资源、生态环境、农业农村和林草等领域管理人员有价值的参考资料。

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本文摘自科学出版社2025年6月出版《地表基质的概念内涵及示范应用研究》一书，内容有删节。标题为编者所加。

（本文编辑：韦沁weiqin@cspm.com.cn)

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