生态退化是一个全球性问题，对人类生存和经济可持续发展造成了严重威胁。生态系统服务功能的退化、非线性变化的风险正在增加，人类对生态系统保护修复已经存在较多欠账。我国同样也面临着资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势。近年来，我国对生态环境保护与治理十分重视，党的十九大更是把坚持人与自然和谐共生、解决生态环境问题纳入党和国家发展战略目标，彰显了党对生态环境保护与治理的坚定决心。“双碳”目标背景下，生态修复已经成为生态文明建设的重要抓手，同时也是实现“美丽中国”发展目标的关键举措，生态修复工作被赋予了更深层次的任务和使命，对促进人与自然和谐共生具有重要的理论和现实意义。
近几年，许多发达国家的地质调查机构意识到了地质调查工作在强化人地关系、支撑可持续发展中扮演的重要作用，逐步打破侧重资源勘探开发、防灾减灾等为主责的传统定位及发展模式，开始以地球系统科学的视角探索人类在生态环境中的作用及二者的耦合关系。美国地质调查局（United States Geological Survey，USGS）推动的“整合科学”研究范式，跨越了传统的科学界线和学科门类，着手布局解决地球系统整体可持续发展亟待解决的重大科学问题。英国地质调查局（British Geological Survey，BGS）着眼于联合国可持续发展目标（Sustainable Development Goals，SDGs）中与人类福祉与生态安全相关的目标，提出的新一轮发展战略将聚焦碳减排、环境适应及灾害风险防范这三大全球性挑战。俄罗斯自然资源部地质调查机构较早形成了较为完善的生态地质调查理论和方法，并在政府、调查机构等层面构建了系统的技术和组织保障体系，推出了地质调查服务于生态保护的“俄罗斯地质生态计划”。这些国家的举措和布局清晰反映出，服务支撑生态保护与修复已经成为当前地质工作新需求的一项重要内容。对于我国地质调查机构而言，基于生态文明和“美丽中国”建设需求构建全新地质调查体系和工作范式，支撑和服务重要生态屏障和生态敏感脆弱区域的生态保护修复工作，保障“双碳”目标的顺利实现，已经成为未来地质工作的重要服务方向。
日本地质调查局（Geological Survey of Japan，GSJ）近年来在生态保护修复领域开展了大量的研究和实践工作，尤其在组织机制调整、专门性机构组建、评估系统建设、中长期战略计划布局等方面特色鲜明，这些举措对我国具有重要的启示借鉴意义。本文梳理并分析了这些举措和布局的重点细节，以期为我国相关工作提供支撑和借鉴。
1、 GSJ概况
GSJ成立于1882年，隶属于日本产业技术综合研究所（National Institute of Advanced Industrial Science and Technology，AIST），是日本专门开展各种地质调查和研究的公共机构。GSJ的主要目标是建立安全可靠的地质信息公共基础设施，能够提供服务于人类社会可持续发展的地质信息，从而减轻自然灾害，保护全球环境，同时开展地球科学相关数据和成果的社会传播，提高公众对地球科学问题的认知，积极促进国际合作活动等。GSJ由三个研究所、两个中心以及一个实验室组成（图1）。
2、 支持生态保护修复工作的主要举措
2.1 成立专门生态保护修复研究部门
2.1.1 地球资源和环境研究所
地球资源和环境研究所（Research Institute for Geo-Resources and Environment，GREEN）主要围绕自然资源的定量评估、勘探以及地下环境的利用和保护方面进行技术开发，以促进自然资源和能源的正确决策以及工业领域的可持续发展。GREEN将研究成果反馈给政府决策机构，从而为解决社会问题做出贡献。GREEN还开发了与水文地质环境、矿产资源、能源资源和土壤污染有关的地球科学地图数据库，并将其作为知识基础设施信息向全世界共享。
1）研究内容
①对自然资源进行定量评估，如矿产和天然气资源（包括甲烷水合物）以及深层和浅层地热资源；②二氧化碳地质封存与地质建模技术开发；③制定与自然资源开发等工业活动相关的土壤和地下水环境污染风险评估方法；④与福岛可再生能源研究所（Fukushima Renewable Energy Institute，FREA）密切合作，推动深层地热资源和地源热泵系统的研究；⑤在上述研究成果的基础上，对水文地质环境、矿产资源、能源资源和土壤污染开展研究。
2）研究优势及未来任务展望
3）GREEN的研究小组及优先研究职能矩阵
GREEN建立了9个核心研究小组，并围绕自然资源、地理环境利用以及地质环境保护三个优先领域及下属的6个子领域，建立了矩阵式的研究组织机制，为相关研究的顺利实施提供了组织机制和制度上的保障（表2）。
① 地下水研究小组
该研究小组研究旨在阐明地下水循环的机制。为了让公众都能轻松获得相关信息，该项目目前还在实施包括水环境地图项目、东亚东南亚地学计划协调委员会（Coordinat-ing Committee for Geo-science Programmes in East and Southeast Asia，CCOP）合作项目和高放废物（High Level Waste，HLW）等多个项目。
② 矿产资源研究小组
该研究组主要对矿物资源潜力进行评价，并研究金属矿床（如贱金属、关键金属）和非金属矿床的成因。此外，还关注矿产资源的信息收集和先进的分析技术和地球化学勘查方法的发研发工作。
③ 能源资源地质研究小组
该小组进行常规（如石油、天然气、煤）和非常规（如甲烷水合物）能源资源研究。参与了与石油公司的合作项目，以评估烃源岩和储层的潜力。
④ 地球微生物研究小组
该小组通过估算地下微生物的分布、多样性、功能和活性，从而更好地理解元素的生物地球化学循环。这将有助于有效开发能源资源，以及保护和利用地球微生物资源。
⑤ 资源地球化研究小组
该小组主要开展地壳流体（如石油、天然气、温泉水）和非金属矿物（如粘土）的研究，阐明其成因和地球化学、地质、矿物学特征。此外，该小组还研究了这些资源的利用和生产方法，并制定了标准化方法。
⑥ 勘探地球物理研究小组
该小组从事地球物理勘探、可视化和成像技术的研究和开发。这些方法使研究地球内部各种地质目标的结构成为可能，例如评价资源和相关环境，以及减轻地质灾害。
⑦ CO2地质封存研究小组
该小组的目标是阐明地下流体的行为，并开发与地下二氧化碳捕获和封存技术（CCS）有关的监测和建模技术。在苫小牧（Tomakomai）的大规模CCS示范基地开展重力监测研究。
⑧ 地球环境风险研究小组
该研究小组专注于与土壤和地下水污染的表征、修复和风险评估技术相关的先进研究和开发。此外，该小组还推动了地下土壤地球化学和风险评估图的出版，以及工业标准的制定。主要研究方向为地质环境风险评价与风险管理。在应用方面，研究小组一直在不断改进名为“地球环境风险评估系统”（Geo-Environmental Risk Assessment System，GERAS）的专门软件工具包，用于定量风险评估，调查出版地下土壤地球化学和风险评估地图，以及开发低成本、环保的修复技术，以修复受污染的土壤。此外，研究小组一直努力通过向发展中国家提供技术培训和技术支持、国际合作和参与委员会制定内部标准的活动，为国际社会做出贡献。
⑨ 地质力学研究小组
该小组利用多种方法（实验室实验、现场调查和数值模拟）在多尺度（岩心和现场尺度，以及自然模拟）进行综合研究，研究领域包括CO2和其他废弃物的地质处理、页岩气和增强型地热系统。这些方法也可应用于地下空间的利用和钻井技术。
2.1.2 环保发展与科技研究实验室
2020年4月1日，GSJ与AIST联合成立了环保发展与科技研究实验室（Research Laboratory on Environmentally-conscious Developments and Technologies，E-CODE）合作研究小组，旨在解决社会可持续发展问题。E-CODE将开发环境影响测量、评估和修复技术，用于地球、沿海和海洋的各种开发用途、开发数据库和地图等基础信息，并结合风险评估和社会经济影响分析，促进社会基础设施的综合研究。其任务包括六个具体领域，即地质调查、能源与环境、实验计量标准、材料与化学、电子与制造、信息与人机工程。这些领域分别由地球资源与环境研究组、地球微生物研究组、环境功能利用研究组等40余个小组分别承担不同领域的研究任务。E-CODE具体的研究内容有三个：1）环境基础信息的开发，将通过建立自然重金属数据库、废弃矿山数据库、自然辐射图以及沿海地区地下水和卫星数据库共四个数据库，构建一个综合性系统，能够预先评估各种发展情景对环境的影响。2）在环境影响评价技术方面，将根据目标，提高测量监测技术、开发和净化技术。3）在社会上实施这些基础信息和技术所需的风险评估和社会经济影响分析也要组合在一起，这些研究课题将与各种机构，特别是相关政府职能部门合作共同推进。
为了定量评估由重金属、挥发性有机化合物、农药和矿物油等有害物质造成的土壤和地下水污染以及与废物填埋处理相关的各种风险，GSJ开发了GERAS。根据不同阶段的评估目的共发布了三个版本。GERAS-1是风险评估的概念模型，用于筛选评估的简单模型，可根据该模型评估的人类健康风险程度来确定清理污染场地的必要性。GERAS-2是一种特定地点的现场评估模型，可同时模拟地下水在地下的流动和地下物质迁移的二维近似值，了解污染物质的行为并评估污染物带来的风险。GERAS-3是处理复合污染的详细分析模型，可以通过输入现场调查测得的土壤和地下水数据，模拟和评估污染物质在土壤和地下水中的时空分布和未来迁移情况（如，GERAS-3能够模拟污染物质从土壤层到含水层的迁移现象，并能根据流动分析，考虑污染物质通过挥发和扩散、溶解到地下水和吸附在土壤上的成分变化，量化人类风险随时间和空间的变化）。因此，该模型不仅可以应用于土壤污染的后期清理行动，还可以用于设计预防措施。未来，GSJ希望从使用过GERAS-3的个人和组织处获得对评价数据的反馈，用于提高土壤和地下水环境污染分析的准确性。
GSJ发布的《2020—2024年优先战略纲要》（Outline of Priority Strategies 2020–2024）的主要内容包括：1）调查获取和管理地理信息。根据国家智力基础设施项目，将系统地创建和完善陆地、邻近海域的地质地图和其它专题地图，并分发有助于保护海洋矿产资源和城市防灾的地理信息资源。2）开展地理信息和地质现状评估，以建设强大的灾害抵御能力。利用最新的科学知识，不断更新活跃断层、海啸和火山的地理信息数据，并开发评估和预测地震与火山活动以及长期地球动力学的方法，以便为抵御灾害做出贡献。3）评估岩石圈以在工业中利用其资源和环境功能。开发有助于评估自然资源和地下环境利用的技术，包括地球物理勘探、化学分析、年代测定、微生物分析、物理性质测量、钻探技术、岩石属性评估、建模、模拟等。4）地理信息管理及其在社会中的应用。收集和管理地理信息数据库和地质标本，并促进相关研究成果在社会中的应用。5）环境评价、整治和管理的技术开发，实现与环境的和谐开发利用。开发并合并了环境影响评估和监测、修复和管理技术，不仅使支持工业和人类活动的不同类型的开发和利用过程与环境保护目标相互协调，而且能够提高环境质量。6）促进标准化。开发和标准化高度可重复的测试方法，以促进土壤污染的评估和修复。
2.3.2 《第五期中长期计划》
2020年4月，AIST发布《第五期中长期计划》（The Fifth Medium to Long-term Plan），主要目标是：1）解决社会挑战、2）扩展桥接研究、3）建立基础科学信息、4）激发开创性成就。
GREEN参与了该计划中多项生态保护和修复相关的任务，并以“可持续研究地圈的可持续利用和保护的研究与研究”为使命，主要专注于“协调环境保护和开发/利用的环境评估、修复和管理”。GREEN的重点研究内容包括：1）地质资源调查、研究与应用；2）地质环境利用与保护调查研究；3）地质勘探和地质分析技术的开发和应用。
此外，GREEN研究小组参与了GSJ的领域融合项目，旨在开发环境评估、修复和管理技术，以实现环境保护与开发和利用之间的协调。该类项目的研究目标包括：
1）以环境保护和开发利用为目标的环境评价、恢复和管理。为了在环境保护的范围内协调环境的开发/利用，支持工业/社会的活动，并提高整个社会公众的生活质量，GREEN发展了各种评价、修复和管理环境影响的技术。主要包括：与自然资源开发以及岩石圈和生物圈中受污染环境的恢复和管理相关的环境影响的评估技术；开展与水资源保护、海洋资源开发等相关的环境影响的调查、分析、评价和管理的研究；开展环境监测与分析，协调环境保护的风险评估以及与社会科学相结合的资源开发/利用，促进环境保护和发展利用的协调。
2）开发可大幅减少温室气体的基础技术。为实现温室气体减排目标，GREEN与国际合作开展环保创新技术基础研究，并通过可再生能源实证研究助力实现零排放社会。
3）高效材料回收社会的技术发展，包括评价体系。为了从以材料消耗为基础的社会向以材料回收为基础的社会转变，GREEN对功能材料的开发和回收，以及这些基础材料制造过程中产生的CO2、NOx等的回收和评估技术进行了研究。
4）开发用于评估基础设施完整性和延长基础设施寿命的创新诊断方法的技术开发，以构建可持续和安全的社会。开发评估完整性和延长基础设施寿命的创新技术。这些技术是与公共和私营部门合作开发的，已应用于现有的基础设施。此外，GREEN还通过研发碳捕获、利用与封存（CCUS）技术，解决社会挑战，支持“全球零排放研究中心”（Global Zero Emission Research Center，GZR）的相关研究活动。开发的相关技术将通过“产业—学术—政府合作”的示范测试，实现早期社会实施推广。
5）推动地球圈层在工业应用中的研究。主要包括：①为评价地下资源（如常规/非常规燃料资源、金属/非金属矿产资源、矿物、地质微生物资源和深部地热资源/地源热泵系统）进行技术开发和信息收集；②为评价和评估地下处置或储存、地下水或土壤地质环境保护等地质环境利用应用而进行的技术开发和资料收集；③开发适应各种工业用途需要的地下地层测量和理化特征地质调查技术；④实现评价受污染土壤的试验方法的标准化，促进对土壤和水污染进行合理和影响最小的环境评价；⑤根据政府的知识基础设施计划出版陆地和海洋地区的地下水、地质和地球科学地图。
3、 启示与建议
第一，重视组织机制建设，理顺生态保护修复机构的相关权责体系。生态保护修复是自然资源统一管理的重要职责之一。我国生态保护修复管理层级较多，关系复杂，部分地区存在权责不清，部分任务存在自然区域交叉、治理目标重叠等问题。为此，我国地质调查机构应分层布局，系统搭建面向服务于国家生态保护修复工作的专门组织以及地方工作组，系统内部管理实现“一盘棋”的全局意识，建立高效的联动机制，通过组织机制建设，赋能对不同级别的生态保护修复任务的支撑水平。此外，在生态保护修复具体实践工作中涉及多方利益主体，因此在权责体制划分时，应充分考虑利益攸关方的权利与义务，引导培育生态修复产业，充分激活市场活力，从而大力提升生态修复的有效性、经济性和可持续性。
第二，加强对连续性战略规划的设计与部署，充分考虑我国特色和生态保护修复需求，分级制定适用于不同层级机构的“长—中—短”期计划举措。2020年，我国已经出台了十九大之后首个生态保护修复领域综合性规划。生态修复是一个持续的过程，“双碳”目标也对生态修复工作提出了更深层次的要求，需要将其纳入生态修复的关键目标之中。因此，我国地质调查机构应深刻理解国家总体规划相关需求，结合不同级别机构自身的特色和优势，重点布局设计与机构中长期发展战略目标一致的具有连续性和稳定性的生态修复战略规划与举措，制定完善总体纲领和目标，并基于相关工作实际，灵活补充中—短期的修复专项和规划举措，从而构建生态保护修复工作多层次的发展战略与规划，引导不同层级地质调查机构的生态保护修复工作的高质量发展。
第三，加强技术突破攻关，提升我国生态修复内生动力，构建生态修复标准体系，强化绩效考核。虽然当前我国生态保护修复工作正在稳步推进，但是由于起步较晚，导致仍然存在理念滞后、理论基础体系欠缺、技术支撑相对薄弱等突出问题。我国地质调查机构在新兴技术研发、知识数据平台搭建、基础资料掌握方面具有突出优势，但是，对支撑生态保护和修复的调查、监测、评价和预警能力方面发挥的作用有限。因此，建议我国地质调查机构在未来工作中能够继续结合生态保护修复工作中的急难问题，主动出击，加强重点难点技术攻关，按照区域特色与生态保护修复现实需求，积极探索构建生态保护修复支撑调查方法体系，形成特殊地球生态修复和支撑调查的评价技术和方法指南，提出具有针对性对策建议与实施方案，从而为我国生态保护修复工作提供内在发展动力。此外，当前生态保护修复各个阶段亟需更为详细明确的技术规范，不同层级地调机构活跃在生态保护和修复任务的第一线，在生态修复标准体系构建方面大有可为。在保护修复任务实施中，应强化绩效考核，建立全过程、标准化的绩效评价体系，设立专门监督组织，确保生态保护修复工程的长效管理。
第四，拓展国际合作，积极参与生态保护修复区域性和全球性的计划与项目，提升我国生态保护修复能力和成效影响力。生态保护和修复工作具有全球共通性、区域特殊性性和技术方法的相似性等明显特征。当前，国外地质调查机构在该领域的进步与成绩值得学习借鉴。建议我国地质调查机构需要积极设计、布局、拓宽国际合作网络和交流渠道，积极参与到国际性和区域性的生态保护修复大计划、大项目中去，建立我国地质调查机构在生态保护修复领域内的国际影响力，展示我国生态保护修复的能力和成效。
