河南省洛阳市尾矿库闭库后铺设光伏电站。卢邦稳 摄
矿业是公认的高碳行业。以前，矿山之所以被称为“碳排放大户”，是因为它排得多、排得久，还破坏了原本能吸碳的自然系统。
从排放总量看，矿业每年产生的碳排放约占全国工业总排放的10%。从流程上看，碳排放几乎贯穿整个矿产开发过程：勘探阶段依赖柴油动力设备，是初始碳源；开采阶段，大型机械长时间运转，加上频繁爆破，是排放最密集的环节；运输阶段，重型卡车往返频繁，耗能巨大；加工和冶炼阶段耗能高，碳排放尤为突出。
此外，矿山开发还造成了矿区生态系统碳汇功能下降。植被破坏、土壤扰动、水土流失等问题，导致矿区原有森林、草地、土壤吸碳能力大幅削弱，甚至转为碳源，构成隐性排放。
破解矿山“高碳困局”，科技创新是关键。目前，矿山绿色转型的核心路径可归纳为“减排、提效、控碳、增汇”四大类。
传统矿山多以煤电和柴油为主力能源，碳排放强度高，能源结构单一。近年来，随着光伏、风电、氢能等清洁能源的发展，越来越多矿区通过在边坡、排土场和厂房屋顶铺设光伏板，引入风电场，配合储能系统，基本满足白天主要作业区的电力需求；在运输方面，用氢能车辆代替柴油卡车，实现零碳运输。
此外，借助物联网、大数据、人工智能等技术，矿山建设也从粗放式向精细化、智能化跃升。例如，智能化的矿山通过三维地形识别和路径规划系统，让矿车少跑冤枉路，提升燃油效率。智能能源平台能根据用电高峰、设备负载自动调节供电时机，做到“该用时用、该省则省”。井下作业区的通风系统引入智能传感器，根据人员和气体分布调整风力，避免不必要的能耗。
碳捕捉、利用与封存（CCUS）技术的利用，则是建设“负碳矿山”的潜力路线之一。一些矿山通过化学吸收或膜分离技术捕集工业废气中的二氧化碳，用于驱油增产、化工合成或注入地下岩层永久封存，让“零碳”乃至“负碳”变成现实。例如，磷矿企业将二氧化碳与尾矿反应生成碳酸盐，用于绿色建材生产，实现减排+循环；煤矿将压缩后的二氧化碳注入深层采空区，形成长期封存。
除了减碳，绿色矿山建设正通过系统性生态修复，使土地重新具备碳储能力，实现“增汇”。比如，一些退役矿区布局的“光伏+林业”“农业+湿地”等复合系统，兼顾生态屏障与经济价值，每年可吸收数百吨二氧化碳。新建矿山则将绿色理念贯穿生命周期：从开采布局、道路设置到封场退出，强调“最小扰动、最大恢复”，让矿山由“资源耗竭地”转型为“生态贡献地”。
绿色矿山的未来值得期待。随着清洁能源、智能系统、碳捕捉技术的逐步应用，矿山从“碳排放大户”向“低碳先锋”转变已见雏形。未来的矿山，不仅要提供资源，更要承担生态修复与碳汇功能，成为人与自然和谐共处的空间。这一转型需要科研人员、管理者与公众共同努力，推动绿色愿景在矿山落地生根、开花结果。
（本文为2025年地球科学科普作品大赛二等奖作品，略有修改。作者单位：中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所）
在地球的广袤陆地上，存在着一种脆弱却重要的生态系统——高寒草甸。
它是中国主要的草地类型之一，主要分布于青藏高原、天山山脉等海拔3000米~5500米的高原寒冷地区，是青藏高原生态系统的基石，维系着亚洲水塔的命脉。这里年平均气温不到1℃，昼夜温差较大，紫外线强度是平原地区的2~3倍，高海拔地区空气稀薄，氧气含量仅为平原的50%，降水稀少且多以降雪为主。
高寒草甸不仅是地球上重要的生态屏障之一，还是生物多样性的重要宝库，生长着耐寒的多年生草本植物，常见的植物种类包括莎草科、禾本科等。在高海拔严酷的生存环境下，植物演化出令人惊叹的生存策略。广泛分布于青藏高原的高山嵩草是高寒草甸的主要建群种，属于优质的牧草。为了减少热量散发，高山嵩草的株高仅3厘米~5厘米，并且叶片卷成管状。垫状雪灵芝的半球形结构也是为了抗寒保暖形成的，这样能让植物内部的温度变化幅度明显小于其表面的温度变化幅度。
高寒草甸植物普遍低矮而密集，它们的地下根系纵横交错，构建出厚达40厘米的“草毡层”，成为野牦牛、旱獭等野生动物的食物基地和栖息场所。
除了为高海拔地区动植物提供容身之处，高寒草甸还是重要的水源涵养地。草甸植被能够有效减缓地表径流，增加地下水补给。在干旱季节，高寒草甸能够释放储存的水分，维持河流流量，植物根系与土壤还能够净化水质。同时，草甸植被和土壤能够储存大量的碳，草甸植物通过光合作用还能将大气中的二氧化碳转化为有机质，实现固碳。
高寒草甸对维系地球环境有着不可替代的重要性。近年来，全球气候变化和人类活动给这片脆弱的生态系统带来了巨大压力。全球气候变暖导致冰川融化，改变了高寒草甸的水文环境，严重影响动植物的生长；过载放牧使得高寒草甸退化、沙化，总体面积减少，土壤裸露；工程开发给高寒草甸带来了垃圾污染和植被结构破坏；同时鼠害与毒害草也带来了一定威胁。
2023年9月1日起实施的《中华人民共和国青藏高原生态保护法》让保护高寒草甸有法可依。但要想通过建立完善自然保护区等方式确保高寒草甸得到有效保护，还需要组织专项地质调查，通过地表基质剖面探查等工作，查明基岩类型与土壤理化性质等核心指标，厘清地表基质层与草甸退化之间的内在联系，以揭示成土母质、水文条件及地质过程对生态系统的控制机理，为草甸修复与人工种草提供科学依据；结合地质环境敏感性评价，精准识别生态脆弱区，进而优化人类活动空间布局，实现资源开发与生态保护的协调统一；根据高寒草甸的承载能力，制定合理的放牧计划，实行轮牧、休牧制度，避免过度放牧对草甸造成破坏；同步进行类似青海省“林（草）长制”的监测工作，形成一套行之有效的草地资源保护管理发展模式，建立草原生态环境保护制度和草原管护网格化制度。此外，通过科普教育活动唤起大家的保护意识也很关键。
让我们共同努力，使这片高原上的绿色奇迹永远绽放。
（本文为2025年地球科学科普作品大赛三等奖作品，略有修改。作者单位：中国地质调查局军民融合地质调查中心）
泥炭地被称为地球上的“固碳海绵”。它仅占陆地3%~4%的面积，却储存着30%的土壤碳。然而，人类过度的开垦利用正在破坏泥炭地的生态平衡。
泥炭，别称泥煤或者草炭，是一种由不同分解程度的植物残体堆积形成的松软有机沉积物，其主要组成包括有机残体、腐殖质和矿物质。泥炭地的孕育与成长是一个复杂又缓慢的生物地球化学过程，其堆积速率每年不足1毫米。
除了被冰川覆盖的南极洲之外，世界各地都有泥炭地的踪迹。总体而言，大约80%的泥炭地位于高纬度地区，北半球分布广泛且类型多样，南半球相对较少。我国的泥炭地面积约为12.9万平方千米。其中，分布面积最大的地区是若尔盖湿地，这里也是世界上面积最大、保存最完整的高原泥炭湿地。
近年来，全球范围内的泥炭地都面临着来自人类活动的巨大威胁。一些泥炭地被抽干，被转用于农业生产、基础设施建设、采矿等。据统计，在过去200年里全球泥炭地的碳储量已减少了约41亿吨，其中60%的减少归因于人为开发。
泥炭地退化不仅造成特有生物群和生物多样性丧失，还削弱了其供水与气候调节功能，使得碳汇功能减弱甚至转变为碳源。此外，退化还可能引发频繁且难以控制的泥炭地（阴燃）火灾，释放出大量的二氧化碳和有毒烟雾。同时，泥炭的氧化过程引起的氮矿化会增加下游河流、湖泊的硝酸盐排放和富营养化，最终加剧海洋富营养化。泥炭地地表下陷还会进一步增加洪水风险和沿海地区海水入侵风险。
中国在泥炭地保护方面已逐步建立起法律与生态保护实践相结合的系统化框架，将泥炭沼泽湿地纳入法律保护范围，明确规定禁止在泥炭沼泽区域进行泥炭开采。2023年，中国科学院成都生物研究所研究员陈槐创新性提出了“碳湿地（C-wetland）”概念，将其定义为土壤有机碳不低于12%的湿地生态系统。基于该定义，研究团队初步构建了全球未退化碳湿地分布图，提出了富碳湿地土壤碳保护的新范式。
地质工作在泥炭地保护中发挥着关键作用。通过遥感解译、野外采样、地质雷达探测等技术手段，地质工作者能够精准查明泥炭地的分布范围、厚度、有机碳储量及其演化过程，为科学保护提供数据支撑。2023年，中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心组织实施了我国重点海岸地质环境调查与监测项目，围绕重点河口地区开展地质环境调查与监测，为湿地与泥炭资源的保护、管理和合理利用提供了科学依据。
泥炭地是生态“活化石”，维系着人与自然的平衡。守护泥炭地，就是守护更稳定、可持续的未来。
（本文为2025年地球科学科普作品大赛优秀奖作品，略有修改。作者单位：中国地质调查局烟台海岸带地质调查中心）
渤海湾海洋生态平衡示意图
渤海湾有三种特殊的生态自然景观—海草床、牡蛎礁和贝壳堤。它们是渤海湾生态系统的关键组成部分，在维护海洋生物多样性、净化水质、抵御海岸侵蚀等方面发挥着重要作用。
海草是一种高等开花植物，能够扎根于海底泥沙中，形成茂密的“海底草原”—海草床。海草床除了可以为鱼、虾、蟹、贝类等提供栖息地和繁殖场所，还因其沉积物埋藏的有机碳约占海洋年埋藏量的10%，被称为“固碳高手”。海草的根系可以稳定海底沉积物，同时吸收水体中的氮、磷等物质，净化水质。茂密的海草还能减弱波浪能量，保护海岸线免受侵蚀。渤海湾唐山曹妃甸区海域现存有全国面积最大的海草床。
牡蛎礁是由成千上万的牡蛎层层堆积形成的生物礁体。作为滤食性动物，一只牡蛎每天可过滤200升海水。结构复杂的牡蛎礁除了能为鱼类、蟹类、蠕虫等提供庇护所，形成小型生态群落，维持海区生物多样性，还能够削弱波浪能量，减少风暴潮对海岸的冲击。此外，牡蛎壳的主要成分是碳酸钙，可以长期储存碳。渤海湾西岸和北岸均分布有牡蛎礁。其中，大神堂牡蛎礁是迄今发现的我国北方纬度最高的现代活牡蛎礁。
贝壳堤是由海浪和潮汐作用将贝壳、砂砾堆积形成的沿岸堤坝，能够像天然防波堤一样减少海水侵蚀陆地。堤身的堆积层能反映不同历史时期的海平面变化和气候变迁；贝壳堤上的植被可以为鸟类和小型动物提供栖息地。渤海湾西岸（如天津、河北黄骅、山东无棣）分布着多条古贝壳堤。其中，滨州沿岸的贝壳堤岛是世界上保存最完整的贝壳堤岛，其典型的贝壳滩脊—湿地是珍贵的海洋自然遗产。
然而，因为沿海开发、污染、过度捕捞和海底拖网作业等人类活动，渤海湾的海草床面积在过去几十年大幅减少，曾拥有的大片天然牡蛎礁正在逐渐消失，滨州贝壳堤成了整个渤海湾最后一处较为完整的贝壳堤。
近年来，自然资源部门在曹妃甸海区开展了多项海草床的保护修复工作，恢复了大面积海草床生态系统；天津、河北等地通过设立保护区、人工投放礁体和牡蛎苗等方式，促进了礁体自然恢复；滨州贝壳堤岛与湿地国家级自然保护区也在采取有效措施保护无棣贝壳滩脊海岸。
地质工作者除了利用遥感、物探等技术摸清这些生态系统“家底”，还通过基底修复、生境营造等工程技术直接参与生态修复工程。
比如，河北省地质矿产勘查开发局第二地质大队近年来基于差异化分类修复模式和海草床智能监视监测平台调查数据，创新应用泥坯法、网袋法固定种子，以及配重直插法移植种苗，成功恢复了曹妃甸的近千公顷海草床。中国地质调查局天津地质调查中心的项目团队利用旁侧声呐、浅地层剖面仪等物探手段，查明大神堂区域牡蛎礁礁体的分布、范围、厚度和现状，为后续的“天津市海洋生态保护修复项目”提供了有效的数据支撑。他们还发挥专业技术优势，查明滨州贝壳堤岛与湿地国家级自然保护区内贝壳堤障壁岛—潟湖湿地分布范围、形成过程及现代贝壳堤蚀退的影响因素，揭示了古贝壳堤海岸线自然演化的机制，并为现代生态修复提供了一定的启示。
未来，我们希望渤海湾生态“三宝”能得到更好的保护，继续发挥它们的生态魔力，让这片海域永葆生机。
（本文为2025年地球科学科普作品大赛三等奖作品，略有修改。作者单位：中国地质调查局天津地质调查中心）
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