气候与环境研究杂志投稿好吗_气候与环境研究是几区

1.第四纪地质环境

2.环境与工程地球物理

3.北京地区近51年来蒸发降水趋势的研究

4.杭嘉湖平原第四纪地层对比与环境变迁

5.典型地区环境地质指标研究

6.自然地理学 考研方向 及院校选择

7.罗湖区最严重的环境污染

8.请问目前研究气候变化的主要方法有哪些？能详细就详细点~谢谢

(一)环境及其分类

1.环境含义

环境是指以人为中心的周围事物。1989年12月26日公布的《中华人民共和国环境保护法》明确规定:“本法所称环境是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总和,包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。”

2.环境分类

环境可分为天然环境和人工环境两类。

天然环境是直接或间接影响人类生活、生产的生物有机体、无机体(大气、海洋、岩石、水、土壤等)。

人工环境是由于人类活动而形成的各种事物。它包括由人工形成的物质、能量和精神产品,以及人类活动中所形成的人间关系。这种活动正是人类区别于动物之处。如:动植物的培育与驯化、人工森林、绿化草地、住房、城市、交通工具、工厂、场所等。

(二)环境问题及其分类

1.环境问题

环境问题指由于自然和人类活动使环境发生的不利于人类的变化。

2.环境问题分类

环境问题可分为两类。第一类是因工农业生产和人类生活向环境排放过量污染物质而造成环境污染;第二类是人们不合理地开发利用资源、破坏自然生态,而产生的生态效应。这两类环境问题往往是同时存在,但在局部地区表现上可能以某一类环境问题为主。

目前,国际社会最为关注,同时对人类生产、生活影响较大的几个环境问题有:人口、资源、生态破坏和环境污染等问题。

(1)水体污染

水是人类和一切生物赖以生存的物质基础,与人类的关系最密切,并且具有经济利用价值。随着世界人口的高速增长以及工农业生产的发展,水资源的消耗量越来越大,世界用水量每年以3%～5%的速率递增。目前,世界上有43个国家和地区缺水,占全球陆地面积的60%。约有20亿人用水紧张,10亿人得不到良好的饮用水。

除了自然条件影响以外,水体污染破坏了水资源是造成水资源危机的重要原因之一。水体污染是指进入水体的有害物质超过了水体的自净能力,使水体的生态平衡遭到破坏。目前全世界每年约有超过4200×108m3的污水排入江河湖海,污染了5500×108m3的淡水,约占全球径流量的14%以上。估计今后30年内,全世界污水量将增加14倍。特别是第三世界国家,污水、废水基本不经处理即排入水体更为严重,造成世界的一些地区有水但严重缺乏可用水的现象。水资源短缺已成为许多国家经济发展的障碍,成为全世界普遍关注的问题。当前,水资源正面临着水资源短缺和用水量持续增长的双重矛盾。正如联合国早在1977年所发出的警告:“水不久将成为一项严重的社会危机,石油危机之后的下一个危机是水。”

(2)大气污染

大气是多种气体的混合物,按其组成类型分为恒定、可变和不定组分。大气的恒定成分是指大气中的N2、O2、Ar及微量的Ne、He、Kr、Xe等稀有气体,其中N、O、Ar三种组分共占大气总量(体积)的99.96%。可变组分是大气中的CO2和水蒸气等,这些气体的含量是受地区、季节、气象以及人类生活、生产活动等因素的影响而有所变化的。不定组分是自然界和人类活动两方面产生的。自然界的火山爆发、森林火灾、海啸、地震等暂时性灾害所产生的尘埃、硫、硫化氢、硫氧化物、碳氧化物及恶臭气体等进入大气中,人类社会的活动、交通、工农业生产排放的废气也进入大气中,使得干净的大气中出现组成成分没有的物质或者是一些组分的浓度超过正常的大气含量,对人们的生活、工作、健康、精神状态、设备财产以及生态环境等产生恶劣影响和破坏,称之为大气污染。

大气污染已成为严重的环境问题。据不完全统计,全球大气每年遭受到超过7×108t多种有害物质的污染,在主要的7种有害物的污染中,颗粒物约占15%,SO2约占22%,CO约占40%,NO2约占8%,碳氧化物约占14%,H2S和NH3约占1%。目前大气污染所造成的全球性环境问题,包括温室效应、酸雨、臭氧层破坏等,引起人们的普遍关注。

1)酸雨。酸雨是指pH值小于5.6的雨雪或其他方式形成的大气降水(如雨、雾、露、雹等),是一种大气污染现象。由于人为向大气中排放SO2和NO2等酸性物质,使得雨水pH值降低,当pH值低于5.6时,便发生了酸雨。大气中不同的酸性物质所形成的各类酸,都对酸雨的形成起作用,但它们作用的贡献不同,一般说来,对形成酸雨的作用,硫酸占60%～70%,硝酸占30%,盐酸占5%,有机酸占2%。所以,人为排放的SO2和NO2是形成酸雨的两种主要物质。酸雨的危害主要是破坏森林生态系统,改变土壤性质与结构,破坏水生生态系统,腐蚀建筑物和损害人体的呼吸道系统和皮肤。当酸雨降到地面后,导致水质恶化,各种水生动植物都会受到死亡的威胁。植物叶片和根部吸收了大量的酸性物质后,引起枯萎死亡。酸雨进入土壤后,使土壤肥力减弱。人类长期生活在酸雨中,饮用酸性的水质,都会引发呼吸器官、肾病和癌症等一系列疾病。酸雨的危害比较普遍,酸雨问题已不仅被视为区域性环境污染问题,而且有时也被列入全球性环境问题。1998年,中国降水年均pH值低于5.6的城市占统计城市数的52.8%,73.03%的南方城市降水年均pH值低于5.6,降水pH值低于4.5的城市有株洲、益阳、韶关、清远、南昌、鹰潭和长沙等。北方城市中的图们、青岛、西安和铜川降水年均pH值低于5.6。

2)温室效应。由于近地面空气中水蒸气与CO2的增加,加大了对地面长波辐射的吸收,从而导致在地面与大气之间形成一个绝热层,使近地面的热量得以保持,这种造成全球气温升高的现象称为温室效应。能导致温室效应的气体称为温室气体。温室效应分为自然温室效应和人为温室效应。由自然因素导致的温室效应称为自然温室效应,由于人类大量使用化工燃料,工业高度发展,砍伐森林等原因,破坏自然热平衡,而引起气候变暖称人为温室效应。通常温室效应是指后者,又称地球变暖。经研究发现,目前大气中能产生温室效应的气体约有30种,其中CO2对温室效应的贡献大约为66%,CH4为16%,CFCs为12%,由此可见CO2是造成温室效应的最重要的气体。联合国组织的政府间气候变化专业委员会(IPCC)在1990年气候变化第一次评估报告中指出,过去100多年中,全球平均地面温度上升了0.3～0.6℃。英国对全球2000多个陆地观测站的大约1×108个数据以及6000×104个海洋观测数据的分析结果表明;1981～1990年全球平均气温比100年前的1861～1880年上升了0.48℃。100年来地球上的冰川大部分后退,海平面上升了14～25cm。据预测,到21世纪中叶,世界能源消费的总格局不会发生根本性变化,人类将继续以矿物燃料作为主要能源,而且对能源的需求还将增加。据推测,21世纪中叶全球人口将达90亿左右,大气中CO2的体积分数将在560×10-6以上,地球温度将以每10年增加0.3℃的速度上升,全球平均海平面每10年将升高6cm。在世界范围内影响区域可达500×104km2,占全球土地面积3%,将使10亿人的生存受到威胁。

3)臭氧层空洞。臭氧(O3)是空气中的痕量气体组分。据估计,若将自地球表面至60km高处的所有臭氧皆集中在地球表面上,也仅有3mm厚,总质量为30×108t左右。空气中的臭氧主要集中在平流层中,并形成臭氧层,其距地面20～30km。臭氧层在保护生态环境方面起着十分重要的作用。它具有强烈吸收紫外线的功能,是太阳辐射的一种过滤器。臭氧对紫外线的总吸收率为70%～90%。所以臭氧可保护地球上所有的生物与人类免遭紫外线的伤害。由于人类活动使臭氧层遭到破坏而变薄使臭氧层损耗,即所谓“臭氧层空洞”。20世纪70年代初,美国环境科学家最先观察到臭氧层受损。1985年,英国科学家证实南极上空的臭氧层出现“空洞”,即臭氧层被破坏,变得稀薄。到1994年,南极上空的臭氧层破坏面积已经达2400×104km2。南极上空的臭氧层是在20亿年里形成的,可是在20世纪一个世纪里就被破坏了60%;北半球上空的臭氧层比以往任何时候都薄;欧洲和北美洲的臭氧层平均减少了10%～15%;西伯利亚减少35%。臭氧层破坏造成的严重后果有:①危害人体健康,使晒斑、角膜炎、皮肤癌、免疫系统等疾病增加。据UNEP1986年报道,若臭氧总量减少1%,皮肤癌变率将增加4%,扁平细胞癌变率增加6%,白内障患者增加0.2%～0.6%。②破坏生态系统、影响植物光合作用,导致农作物减产。紫外线还导致某些生物物种突变,实验表明,人工照射280～320nm紫外线后使200种植物中的2/3受损。若空气中臭氧减少10%,将使许多水生生物变畸率增加18%,浮游植物光合作用减少5%。③过量紫外线照射,将使塑料、高分子材料容易老化和分解。

(3)土壤污染

土壤污染是指人们在生产和生活中产生的废弃物进入土壤,当其数量超过土壤的自净能力时,土壤即受到了污染,从而影响植物的正常生长和发育,以致造成有害物质在植物体内的积累,使作物的产量和质量下降,最终影响人体健康。利用工业废水和城市污水进行灌溉,堆放废渣和固体废物,施用大量化肥和农药,都有可能使土壤遭到污染。

(4)生态环境恶化

全球性的生态环境恶化问题,从广义讲,包括人口、粮食、资源的矛盾;从环境角度看主要包括森林减少、土地退化、水土流失、沙漠化、物种消失等多个方面。

土地退化是当代最为严重的生态环境问题之一,它正在削弱人类赖以生存和发展的基础。土地退化的根本原因在于人口增长、农业生产规模扩大和强度增加、过度放牧以及人为破坏植被,从而导致水土流失、沙漠化、土地贫瘠化和土地盐碱化。

水土流失是当今世界上一个普遍存在的生态环境问题。据最新估计,全世界现有水土流失面积2500×104km2,占全球陆地面积的16.8%,每年流失高达257×108t,高出世界土壤再造速度数倍。全世界每年损失土地600×104～700×104km2,受土壤侵蚀影响的人口80%在发展中国家。

土地沙漠化是指非沙漠地区出现的风沙活动、沙丘起伏为主要标志的沙漠景观的环境退化过程。目前全球有36×108hm2干旱土地受到沙漠化的直接危害,占全球干旱土地的70%。沙漠化的扩展使可利用的土地面积缩小,土地产出减少,降低了养育人口的能力。中国荒漠化也很严重,全国约1.7亿人口受到荒漠化的危害和威胁,每年因荒漠化造成的经济损失约20亿～30亿美元。

生物物种消失是全球普遍关注的重大生态环境问题。物种濒危和灭绝一直呈发展趋势,而且越到近代,物种灭绝的速度越快。据粗略估计,从公元前8000年至1975年,哺乳动物和鸟类的平均灭绝速率大约增加了1000倍。生物学家警告说,如果森林砍伐、沙漠化及湿地等的破坏按目前的速度继续下去,那么到2025年将会有100万种生物物种从地球上永远消失。

(三)环境科学

随着环境问题的出现,人们开始关注环境问题,环境科学是以“人类和环境”这对矛盾体为研究对象的科学,环境科学是一个多学科到跨学科的庞大体系组成的一门边缘学科。它的主要任务是:揭示人类活动同自然生态之间的对立统一关系;探索全球范围内环境演化的规律;探索环境变化对人类生存的影响;研究区域环境污染综合防治的技术措施和管理措施。

在现阶段,环境科学主要是运用自然科学和社会科学的有关学科的理论、技术和方法来研究环境问题,形成与其有关的学科相互渗透、交叉的许多分支学科。

属于自然科学方面的有:环境工程学、环境地学、环境生物学、环境化学、环境物理、环境数学、环境水利学、环境系统工程、环境医学等。

属于社会科学方面的有:环境社会学、环境经济学、环境法学、环境管理学等。

环境工程学是指运用工程技术的原理和方法,防治环境污染,合理利用自然资源,保护和改善环境质量。主要研究内容有大气污染防治工程、水污染防治工程、固体废物的处理和资源化、噪声控制等,同时研究环境污染综合防治,运用系统分析和系统工程的方法,从区域环境的整体上寻求解决环境问题的最佳方案。地勘钻探环境工程属于环境工程的一个分支。

第四纪地质环境

环境地质学属地球科学，是应用地质学和地理学原理，合理利用地质资源，改善人类生存环境的一门学科，是一门介于地质学、地理学和环境科学之间的科学。

环境地质学具有广泛的研究领域，它包括这样一些研究内容：

①区域地质环境研究，为区域规划、经济发展、国土整治及资源开发等提供科学依据。

②地质灾害的环境地质问题的研究，为预报地质灾害提供依据，为减免灾害提出防范措施。

③地球化学环境对人类的影响问题。研究不同地区地球化学背景，各种元素丰度及其分布特点；研究空气、水体、土壤和矿物原料中有益、有害元素及致病物质富集、迁移规律；研究地质环境与人畜健康关系，防治某些地方病和职业病，最大限度地减轻由于某些元素的天然富集或短缺对人畜健康和植物生长带来的不良影响。一些城市饮用水水质恶化问题也是当前亟需研究的问题。

④古气候的变化规律，主要利用地质环境中沉积物反映气候变化的标志，研究地质历史时期特别是第四纪以来气候变化的情况、原因和规律，预测今后气候变化趋势可能产生的危害和提出防范措施。

⑤工程建设中可能引起的环境恶化问题。大量的工程活动，如城市建设、水利工程、道路建设、矿山、海港工程、电站建设等常常引起人为地质作用，在兴利的同时往往造成地质环境的破坏，引起环境恶化。对人为地质作用及其地质环境可能产生的影响做出评价和预测，为区域经济建设规划和大型工程设计提出科学论证。

⑥自然资源开发中的环境地质问题。水资源、能源和矿产资源的开发可以造福人民，但同时又往往引起地质环境的改变，甚至导致人为的地质灾害。地下水过量开采常常引起地面沉降，在沿海地区常常导致海水入侵和土地盐碱化；矿山开采往往引起地面塌陷、山崩和人工滑坡；某些矿产，特别是放射性矿产的勘探和开采往往引起环境污染。环境地质工作就是要在自然资源的开发过程中详细研究导致环境恶化原因，提出防止减轻地质环境恶化的措施。

环境与工程地球物理

(一)早更新世地质环境

1.构造环境及其变迁

本区早更新世构造环境由上新世构造环境演变而来。区内的地貌及第四纪地质研究结果可以看出，早更新世构造轮廓继承了新近纪早期构造轮廓。嫩江断裂、伊－舒断裂的东支断裂和西支断裂、四平－长春－德惠断裂、营口断裂、长胜－养畜牧河－法库断裂等再度发生继承性的差异升降运动，东部和西部山岳丘陵以及大黑山地垒继续断块上升，伊舒断陷平原和松辽断坳平原继续下降。本区当今的构造轮廓进一步显现。

2.气候环境及其变迁

第四纪气候的研究常常是通过对第四纪生物(特别是植被)、地貌和堆积物的研究来完成的。其中由于植被对气候的变化极为敏感，因此，通过植被(主要是通过孢粉的研究)来研究气候及其变迁更为常用。以往对本区生物、地貌和堆积物的调查与研究表明，第四纪地质期间本区气候发生了多次冷暖干湿的波动，植被第四纪堆积和地貌也随之发生了相应的变化，大致可以划分如下几个气候阶段。

(1)地貌和堆积物揭示的早更新世气候环境

对本区早更新世堆积物和地貌的研究可以看出，在早更新世早期阶段，松辽断坳已基本形成。低凹的松辽平原所接受的来自大兴安岭、小兴安岭和和长白山的碎屑堆积物形成松辽古大湖环境，为湖泊兴盛期(初本君，1998)，气候环境偏凉;早更新世晚期阶段主要为冰川和冰水堆积阶段，在松辽断坳盆地周边地区形成广大的冰水堆积平原。这些冰水堆积和广大的冰水堆积平原，由于其后受新构造运动和外动力作用的影响，大部分被后来的堆积物埋藏于地表以下，已不见冰水堆积平原的原始形态，但在一些地区仍然可以看到这些冰水堆积物和冰水堆积平原的局部存在。例如，在西部所见到的白城地区冰水堆积剖面和冰水堆积台地以及东部区怀德－府龙泉－王府一带的冰水堆积剖面和冰水堆积台地等等，都是早更新世冰水堆积物和冰水堆积地貌的一部分。除此，在长春的腰分水岭、吉林岔路何、伊通的大南镇一带以及松辽平原区钻孔所揭示的第四纪地质剖面中都能见到早更新世冰水堆积物和冰水堆积平原的存在。可见，早更新世晚期冰水堆积物和冰水堆积平原分布之广泛。

从上述的堆积物和地貌研究不难看出，早更新世期间本区经历了由温暖湿润气候环境向冰川和冰缘气候环境的转化过程。

(2)生物揭示的早更新世气候

早更新世气候由第三纪末期气候演变而来。中科院长春地理所夏玉梅等研究了吉林省中西部的早更新世植被和气候。据黑龙江省大庆7901孔、吉林省乾安令字井孔、扶余仲士屯孔、大安舍力孔、白城平台地质剖面、农安王府地质剖面、长春分水岭地质剖面中的孢子和花粉分析表明，第三纪末上新世早期吉林省西部植被与中新世比较，铁杉、罗汉松和山核桃等喜热树种含量明显减少，阔叶树中桦、赤杨、栎、榆、榛、胡桃及林下草本植物含量逐渐增加，从而显示出当时气候由温暖湿润向偏凉变干方向变化。

上新世末期，我国北方地区开始被大陆性气候控制，冬季干凉，夏季多雨。与上新世早期相比，气候变得更温凉。喜凉耐干的针阔叶混交林生长，出现草原型植被。

早更新世早期，本区在灰白色粘土层中前人发现部分介形虫化石，以土星介为主，计四种属(初本君，1998)。另外，本次遥感调查在伊通大南镇胜利屯采砂坑的早更新世地质剖面中，采集微体生物样品，经天津地质矿产所王强分析鉴定，发现在该剖面的灰白色粘土中含有纯净玻璃介和疏忽玻璃介。玻璃介作为广温种在全球皆有报道，在现代温暖环境亦可出现。但由于个别种出现在冷水中，例如，疏忽玻璃介就是典型冷水种之一，因此，在进行整体评价时，依然将其作为偏冷属。含有上述玻璃介的样品有机质含量较高，可粗略认为样品形成于中营养向富营养过渡的湖泊中。上述玻璃介的发现，不但填补了区内早更新世地层中微体生物的空白，还对揭示早更新世早期堆积形成于气候偏凉的湖泊环境提供了微体生物学证据。

早更新世后期，本区为由少量阔叶树参加的疏林草原。标志气候由冷干向温和半湿润方向发展。

由上述植被的演变可以看出，本区早更新世气候由偏凉向干冷过渡。这与早更新世堆积物和地貌揭示的早更新世气候特点是完全一致的。

同时，微体生物所揭示的本区早更新世堆积物中的形成环境与其中的孢粉所揭示的沉积环境是完全一致的。

3.地貌环境

本区第四纪初，现代构造地貌的基本格局已经形成。早更新世早期阶段松辽断坳平原和伊－舒断陷盆地为冰水河流和冰水湖环境，长白山和大兴安岭为剥蚀区，来自上述山区的碎屑物质源源不断的堆积于松辽断陷和伊－舒断陷盆地的冰水河湖中，受盆地古地形起伏的影响，盆地中堆积物的厚度并非均匀一致，湖盆中的高地则局部缺失早更新世堆积物，早更新世末，受本区新构造运动的影响，新断裂发生差异性升降运动，松辽盆地解体，东部高平原区伏龙泉和白城平台地区等抬升，浮出水面，形成当今的伏龙泉隆起河白城平台及当代高平原的基底地貌。松辽盆地湖泊的湖面自此开始萎缩。当今的白城平台河伏龙泉隆起自此再未接受风沙和风成黄土之外的任何堆积。

4.环境物质组成

早更新世期间，区内受新构造运动的影响，三山(东部山地、西部山地和大黑山－法库丘陵)两盆(松辽断坳盆地、伊－舒断陷盆地)的构造格局进一步形成，山岳丘陵基岩区不断遭受来自各种外动力的剥蚀，剥蚀的物质源源不断地堆积于伊－舒断陷盆地和松辽断坳盆地中，受早更新世冰川冰缘气候影响，形成冰川和冰水堆积物，这些堆积物以砂砾石夹灰白色粘土为特征，遍布于上述两个盆地中。

(二)中更新世地质环境

1.构造环境及其变迁

本区经历了早更新世构造变动后，中更新世本区构造环境除继承早更新世构造变动的某些特点外，三山继续上升，尤其法库断隆的继续抬升，使东北断坳平原以其为界分解为北部的松辽断坳盆地、伊－舒断陷盆地和南部的下辽河断坳盆，三大盆地继续下降。在上述三个断坳与断陷盆地内部，新构造运动也较为活跃。松辽断坳盆地内的双山－前郭北东向断裂发生南东盘上升，北西盘下降的差异性升降运动，怀德－伏龙泉－前郭隆起形成。白城平台前缘断裂发生南东盘下降，北西盘上升的差异性升降运动，白城白土山平台形成。平原内的上述新断裂运动使得早更新世阶段的松辽盆地被肢解，盆地内地形起伏加大，盆地面积首度被缩小。松辽盆地东部高平原形成;下辽河断坳盆地内的抚顺－营口北北东向断裂及西侧山前断裂、北部的北漂－沙河断裂继承活动，控制北、西、东侧周边断块山岳丘陵的抬升，断坳盆地整体下降。为中更新世地层堆积与形成提供了构造环境。

2.气候环境及其变迁

中更新世气候冷暖干湿多次波动为特点。

(1)地貌和堆积物揭示的中更新世气候环境

中更新世堆积物和地貌的研究认为，松辽平原东部垄岗状高平原区的中更新世堆积是以含铁锰结核和少量砾石的亚粘土为主的堆积，并形成广大的山麓和山前堆积平原。根据上述亚粘土分布的空间位置、岩相结构及所含生物认为该套亚粘土的成因为冲湖积(也有人认为是冲洪湖积)，由它形成的平原为冲湖积平原(即松辽高平原)，为区内黑土形成提供了重要母质条件。厚度较大而且大面积分布的冲湖亚粘土的形成表明本区中更新世处于半干旱和半湿润的气候环境。但也应该指出的是，对本区中更新世亚粘土多个剖面的研究可以看出，亚粘土剖面自下而上无论从颜色、层理、单层厚度及所含孢粉化石等都出现多个旋回，这些差异表明该套亚粘土并非形成于气候一成不变的环境当中，而是形成于气候干湿冷暖的多次波动过程中。

根据本次遥感调查成果表明，此时期下辽河平原，堆积形成海陆交互相的粘土质粉砂、砂层、淤泥，水平层理发育属于温和较湿或轻湿的气候环境。

(2)植被揭示的中更新世气候

根据乾安、长春、四平、大庆和哈尔滨等地中更新世地层剖面中的主要孢粉成分，结合扶余、龙江中更新世地层剖面中的孢粉组合，松嫩平原中更新世时期至少经历过四次大的气候波动。

第一阶段，中更新世初期麻黄出现，藜科植物迅速扩大，平原区再现草原型和桦林草原型植被景观，显示出大陆性低温干旱气候。

第二阶段，平原区阔叶树增加，水生植物和盘星藻、转板藻增加，说明此区有一定范围水域环境，湖沼发育，陆地分布阔叶疏林草甸草原和桦林草原，显示温和半湿润气候。

第三阶段，平原区云杉花粉增加，禾草类和蒿亦有增加，说明当时周围山区有云杉分布，显示当时是一种冷湿气候。

第四阶段，发生在中更新世末，平原区阔叶树、水生植物和藻类孢粉增多，显示气候再次变暖。

此时期，下辽河中断坳中更新世地层剖面中的孢粉组合反映早期为以桦属、云杉属为主的森林草原植被，反映古气候寒冷阴湿;晚期为疏林草原景观，古气候温和湿润。

由上不难看出，无论是从中更新世堆积物和地貌还是从中更新世植被都揭示出松辽平原中更新世气候冷暖干湿多次波动的特点。

3.地貌环境及其变迁

本区进入中更新世早期，松辽湖盆地区周边和伊－舒断陷盆地地区继续接受来自小兴安岭、老爷岭、张广才岭和大黑山－法库断隆的冰(碛)水碎屑堆积，湖泊中心接受砂质物质堆积。

中更新世中期，当今的高平原区接受来自上述山区和风积的冲湖相亚粘土堆积，并形成冲湖积平原。处于湖泊环境的西部低平原区形成湖相堆积，并埋藏于深部。中更新世末，新构造运动再次使当今的松辽高平原区上升，形成当今的冲湖积高平原地貌，为区内黑土形成提供了重要的地形地貌条件。

此时期，下辽河断坳盆地接受东西两侧和北部断块山岳丘陵区的亚粘土、亚砂土、细砂等碎屑物质堆积，并在靠海部分，接受第一次海侵。由于断坳盆地的下降，该地层埋深为179.4～98.2m。

4.环境物质组成

本区中更新世物质组成较早更新世有了较大的变化。这些变化主要体现在区内两个主要的盆地中。在中更新世这一地质时期，作为上升区的三山仍处于风化剥蚀阶段，除山岳和丘陵由于受到剥蚀其高度相对有所降低外，基岩区物质变化不明显。在区内的三大盆地中则不同，中更新世阶段，松辽、依－舒两盆地内部接受来自剥蚀区的亚粘土堆积物和风积亚粘土的堆积，为区内黑土形成提供了母质条件。

下辽河辽断坳盆地，形成以中更新世亚粘土、亚砂土、细砂为主的海陆交互相沉积。

(三)晚更新世地质环境

1.构造环境及其变迁

本区晚更新世阶段，其构造环境较中更新世又有了新的变化。晚更新世地质构造继承了中更新世地质构造轮廓，继承性新构造运动明显，山岳丘陵区再度上升，平原区继续下降。松辽平原区北部的讷河东西向断裂差异性作用，北部抬升，高平原形成。双山－前郭北东向断裂及白城平台前缘嫩江北东向断裂也再度发生差异性升降运动，怀德－伏龙泉－前郭隆起及白城平台进一步抬升，当今区内构造轮廓进一步显现。

除此，晚更新世作为松嫩断坳盆地内的突出的构造事件是松辽分水岭的隆起(长岭断隆)。遥感图像解译和地面调查可以看出，松辽断坳盆地中部有近东西向的隆起。这一隆起不仅是松花江水系和辽河水系的分水岭，而且也是松嫩平原和东西辽河平原的分界线，历来受到地质学家们的注意。本次遥感调查认为，松辽分水岭是区内弧形断隆系作用结果的显示。根据弧形断隆系所切割的第四纪堆积，其主要形成时期应为晚更新世末(距今18000a)。该弧形断隆系的形成改变了本区的构造环境和物质环境。可以看出，本区晚更新世阶段构造环境较中更新世有了较大的不同。

2.气候环境

(1)晚更新世早期地貌、堆沉积物揭示的气候环境

晚更新世早期(140～70ka)堆积物和地貌的研究认为，松辽平原东部波状高平原由亚粘土和亚砂土组成。根据上述亚粘土分布的空间位置、岩相结构特点和沉积过程中粘土颗粒呈均匀悬浮搬运形式(初本君，1988)，该套亚粘土的成因为冲湖积，由它形成的平原称为冲湖积平原(波状高平原)，是区内黑土形成的重要母质源区。下辽河平原由冲湖积黄土状亚砂土、粉细砂夹薄层亚砂土含砾的中粗砂透镜体等物质组成。其疏林－草原植被反映古气候偏干冷。

(2)晚更新世中期堆积物、地貌和生物揭示的末次冰期气候

松辽断坳盆地晚更新世中期的堆积物主要有风积、冰水堆积和冲湖积堆积等。风积物既有风积砂土堆积，也有风成黄土堆积。风积砂土组成风积平原，现呈构造岩片形式见于长岭弧形沙垄之间。风成黄土形成风积平原，主要见于本调查区的西部。遭受后来流水等外动力剥蚀切割，黄土平原已不连续，完整性差。风成黄土(70～30ka)和风积砂土形成于干凉或干冷的气候环境中，本区风积物和风积地貌可以揭示本区干冷的气候环境。

冰水堆积物主要见于本调查区西部洮儿河下游。其岩性为砂砾石层夹砂层或砂层透镜体，组成著名的洮儿河冰水冲积扇。很显然，本区冰水堆积物和冰水冲积扇的形成也揭示出本区晚更新世中期的干冷冰期气候。

冲湖积堆积物主要见于本调查区东部乾安－林甸地区。其岩性为亚砂土，形成低平原地貌。

对晚更新世中期堆积物中的孢粉已作过许多研究。中科院长春地理研究所夏玉梅和王曼华等对本区许多晚更新世堆积剖面进行过孢粉分析，积累了十分丰富的资料。根据晚更新世中期本区植被的总特点可以看出，本区晚更新世中期的气候是我国大陆第四纪以来最干冷的气候时期。这是因为青藏高原的隆起对来自西南的水汽和印度洋的暖湿气团起到愈来愈明显的屏障作用，使我国内陆地区降水明显减少，出现干旱。

工作区西部受内陆气候影响，植物组成中的木本成分更为简单，松、云杉、桦等为主要树种，草本植物中蒿、藜含量增加，在蕨类植物中出现一定数量的耐寒冷的阴地蕨，代表了吉林工作区西部大陆性干冷气候环境的形成。晚更新世是吉林工作区西部沙漠的形成和扩大的主要时期。也是耐干冷的草原发育的主要时期。

近年，邓金宪等对本区西部双辽勃勃吐火山顶部的风沙堆积剖面进行过详细研究。该风砂堆积剖面形成于距今(7.69±0.6)×104a。风砂中孢粉含量极为贫乏，种属单调，代表干冷气候的蒿属、麻黄属等草本花粉含量较高，木本花粉仅有松、榆和榛属，且含量极低。古地磁研究表明，各风砂层中的磁化率和磁化强度为低值。上述诸现象可以看成是对末次冰期的响应。

此外，对本区多个晚更新世中期的第四纪地质剖面研究发现，本区晚更新世中期的堆积中大都含有我国北方晚更新世中期标准动物群———披毛犀－猛犸象动物群。该动物群生活在距今40ka左右的地质时期，被认为是冰期气候的指示动物群或冰期气候的产物。披毛犀－猛犸象动物群的存在同样表明，本区晚更新世晚期气候寒冷。

由上不难看出，本区的堆积物、地貌、植被和动物群共同表明了晚更新世中期本区处于由干冷的冰期气候环境中。

(3)晚更新世晚期地貌、堆沉积物和生物揭示的气候环境

晚更新世晚期(30～18ka)，受横亘于松辽平原中部的长岭断隆影响，由湖积砂组成湖积台地和弧形断隆束构成长岭分水岭。湖积台地为全新世风积与风蚀作用提供母质。

本次在通辽剖面采集的孢粉样品，分析结果表明，植物组合以针叶裸子植物松为主，阔叶被子植物桦及胡桃、栎和榆为辅组成的针阔叶混交林或针叶林，反映古气候温暖湿润。

而下辽河平原的沈阳道义屯剖面，揭示的物质为湖积亚砂土，采集14C测年距今为(16765±160)a～(12530±135)a。孢粉资料反映的针叶林或针阔叶混交林的植物组合特征，代表古气候温和较湿。

3.地貌环境及其变迁

本区进入晚更新世以后，地貌环境发生了深刻的变化。晚更新世中期发生的强烈地壳运动，松辽平原东部高平原开始抬升，晚更新世早期形成的冲湖积粘土堆积物质露出水面，二级湖成阶地形成，为区内黑土形成提供了有利的地貌条件。上升的高平原继续上升，剥蚀加剧，下降的西部低平原区不断下降，湖泊进一步萎缩，接受堆积。

晚更新世中期，在干旱气候不断加剧的情况下，在松辽平原的中西部地区形成风积黄土、砂土平原，东部湖泊萎缩，接受砂土的堆积。

晚更新世末，松辽弧形断隆形成，受其断隆控制，不但将原本相连通的晚更新世晚期古湖泊分解，形成西部地区断块与断坳相间的湖积台地和残留湖盆地貌组合;在松辽弧形逆冲断垄低洼部位和东部地区形成残留湖盆。并具备了当今所显现的松辽分水岭的基本形态。它的隆起除分割了松辽盆地湖泊外，也引起了松辽盆地内水系的若干变化，为当今松辽盆地水系的形成奠定了基础。

4.环境物质组成

晚更新世本区环境物质组成变化很大，主要体现在堆积区的环境物质组成出现了明显的变化。突出表现是早期形成湖泊环境堆积了砂土物质;中期本区松辽断坳平原西部的奈曼旗、通辽、双辽、长岭、白城、镇赉、洮南、松原、乾安、瞻榆、通榆一带有大面积的风积黄土和风砂堆积。东部齐齐哈尔、大庆一带发育湖积砂土、淤泥物质堆积;晚更新世晚期为的湖积砂堆积，为区内沙化(漠)形成提供了充足的物质条件。

(四)全新世(冰后期)地质环境

1.构造环境及其变迁

本区全新世地质构造轮廓和构造运动由更新世演变而来。就地质构造环境而言，全新世地质构造环境与更新世晚期构造环境没有多大差异，所不同的是自有人类记录以来，特别是随着地质、地震观测仪器和大地测量仪器的研制和发展，定性、定量、定点和连续的观测和监测地质环境的变化已成为可能。例如，地震观测仪器详细记录了区内四平－长春－德惠断裂(四平断裂段)的新活动引起的地震。大地测量仪器记录了大兴安岭、老爷岭和张广才岭现阶段的隆升和下降等等。揭示出了本区全新世构造环境的变化。

2.气候环境及其变迁

全新世又称冰后期，开始于距今约1.1万年。全新世气候及其变化是对当今人类生存环境影响最大和最直接的因素之一。不管是全球，还是我国疆域内(包括吉林工作区)，全新世气候及其演变的研究都较详细。经典的欧洲全新世气候分期是由斯堪的纳维亚人布列特(Blytte)和赛南德(Sernander)在20世纪末21世纪初创立的。他们把全新世气候划分为五个气候期(表4－1)。我国陈承惠等(1976)、孔昭震(1982)和王开发(1981)曾分别对辽南、北京和沪杭地区进行过全新世气候划分。上述研究对本区全新世气候划分具有重要的参考意义。全新世又分为早、中、晚三大阶段。

早全新世(1.1～7500a)，从东西辽河平原奈曼旗东南剖面遥感调查结果分析，下部含炭淤泥层，距今年代为(11590±130)a。而孢粉组合属于含一定量阔叶被子植物之针叶林或阔叶混交林，气候温和较湿或轻湿。

中全新世(7500～2500a)，早期气候温暖湿润，是气候最适宜时期，大庆－大安、长岭三县堡、前郭波拉屯和东西辽河平原、下辽河平原有多层泥炭形成。根据该期泥炭的堆积速率(最大0.4mm/a)、有机质含量(最大60%以上)、含砂量很少等特点，可以看出该区当时处于泥炭沼泽发育最佳条件时期，推测年平均气温3℃～5℃，干燥度<1，年降水量500～700mm，风砂固定，泥炭沼泽极为发育，沼泽中植物以芦苇为主，伴生有木贼、苔草、镰刀藓、睡莲等，其他植被松和禾本科占有相当的比例，是区内黑土形成时期。

晚全新世晚期(2500a～1100a)，本区是以含有风砂和淤泥夹层的泥炭为代表。其植被特点，松较前趋于减少，蒿藜明显增加，同时出现麻黄属花粉，说明吉林工作区西部该期由疏林草原过渡到半干旱草原，泥炭植物残体以苔草为主，伴生有芦苇、睡莲、镰刀藓、木贼、鸢尾等。由于气候变为干旱，风砂吹扬，大量粉砂落入泥炭沼泽，致使泥炭中含有大量风成砂。

另外，在双辽地区多座古近纪火山喷发所形成的火山盾(丘)的顶部有厚约5m的风成砂堆积，在这些风成砂的表面发育一层厚30～40cm的黑灰色粉砂层。其形成年代为(5405±80)a(邓金宪，1998～2000)。在岗丘顶部发育有黑灰色有机质堆积的现象，在四平十家堡团山子侵入岩体所形成的岗丘的顶部也有所见，这些高高耸立于平原之上的火成岩岗丘顶部的黑土层，显然非沼泽成因。该层黑土的形成表明，黑土形成时期气候温暖湿润，植被发育。显现出当时的气候是最宜于植被发育的有利时期。它的14C年龄测试结果表明该黑土层形成于中全新世大西洋期(气候最适宜期)。该现象说明，前中全新世形成的碎屑堆积物质，均可作为含粘土成分控制物质

3.地貌环境及其变迁

本区全新世地貌环境由晚更新世地貌环境演变而来，基本格局继承了晚更新世晚期地貌轮廓，并受长岭断隆和法库断块山岳丘陵的控制，形成以淤泥地平原为主体松嫩、东西辽河和下辽河三个低平原。河谷地貌为辅地貌环境。区内河流如嫩江、第二松花江、拉林河、洮儿河、霍林河、东辽河、西辽河、辽河等河流的平原区河段、下游河段摆荡不定，河谷加宽，形成宽阔的高河漫滩和低河漫滩地貌及冲积平原地貌，河床摆动过程中遗弃的古河床形成当今所见到的牛轭湖河沼泽地貌等。

本区湖泊特别是风砂地区的湖泊产生淤积，湖盆变浅，水深变小，湖滨形成沼泽。

受耕作、樵柴和过牧等原因的影响，全新世局部地段沙漠活化，沙丘移动，有的叠加于晚更新世形成的沙丘和沙垅之上，形成复合沙丘和沙垅。

中全新世气候最适宜期，松辽盆地高平原区(冲洪积平原区)形成大面积厚层典型黑土。随着黑土区人口的不断迁入和大面积耕作，伴随着流水的冲刷和土被的流失，黑土地区新的冲沟不断增加，老的冲沟再度加深、加宽、加长。黑土分布的高平原被切割得支离破碎，这已成为当今黑土区的重要环境地貌问题之一。

4.环境物质组成

虽然全新世与晚更新世比较，本区地质构造的基本格局没有多大的改变，显示出地表物质组成的相对一致性。但随着全新世内、外动力的作用及相互作用，随着人类对这块土地的开发和利用，全新世环境物质组成也在发生不断的和深刻的变化。

首先，本区中全新世形成了黑土。虽然在工作区的山岳区、丘陵区和平原区，平原的东部区和西部区，南部区和北部区，上升区和下降区，黑土的厚度有很大差异，但黑土的形成却标志着本区进入了一个新的第四纪地质环境之中。这是因为黑土不但大大改变了这里的环境物质组成，更重要的是，由于它的形成，大大改变了自形成之后这里的生态环境，特别是对本区当代人类生存环境的影响，更是巨大的和深远的。除此之外，在三个低平原区，形成丰富的含炭淤泥物质层是农业耕作的有利土壤，但受后期风沙运动、地下水位和干旱、半干旱气候的影响，在东西辽河低平原表层，即含炭淤泥物质层之上被现代风沙所覆盖;而在松嫩低平原表层发生强烈的沙化和盐渍化作用，直接影响农业耕作的发展。

区内其他因素也改变着这里的环境物质组成。流水等各种外动力对山岳、丘陵及高平原不断进行剥蚀，剥蚀的碎屑物质源源不断地堆积于下游河谷中，形成新的堆积。人类对山岳和丘陵区矿产的开发和对平原区的开垦，以及对牧区的放牧等造成水土流失，也不断改变着这里的环境物质组成等等。

由此看来，上述原因所造成的本区全新世环境物质组成的改变是显著的。

北京地区近51年来蒸发降水趋势的研究

杨进

1 绪论

环境与工程地球物理是应用物理学的理论和方法，通过环境工程物理性质的差异或其形成的物理场来研究、解决环境工程问题，以达到人类与自然和谐协调发展的学科。环境与工程地球物理不同于常规的地球物理方法，它具有独到的特点：勘探目标的浅表层是一种特殊的地质地球物理环境；勘探方法具有抗干扰性和灵活性；物性差异小探测信号弱，需较好的信号提取技术；需要不同时间连续跟踪动态检测；建立专用的物理-地质模型。环境与工程地球物理的基本任务是从声、光、热、电、磁等物理场的变化来认识地球，其主要应用领域有资源勘探、环境保护、灾害防治及国家重大工程建设等。环境与工程地球物理涉及组成要素包括岩石圈、水圈、生物圈、大气圈，涉及物性包括物理性质、化学性质和生物性质，涉及人类活动空间包括聚落空间、区域空间、地球空间及星际空间。

2 环境工程问题

2.1 环境问题

环境与工程地球物理对环境问题的研究内容是自然成因和人为成因的环境问题，既包括聚落环境，也包括全球环境变化。其主要研究内容：①自然力引起的环境灾害与变化，如地震、火山、滑坡、塌陷、地裂缝、地面沉降以及空间环境变化的观测和研究预测。②人类生活与生产排放的废气、废水和固体废物引起的大气圈、水圈和岩石圈（含土壤）污染的探测和监测。③经济建设和交通等引起的辐射、噪声、振动等能量场污染的测量与研究。④人为物质与能量污染引起的全球变化，如气候、旱涝灾害的研究和预测。

2.1.1 世界环境问题

随着人口增加、生产规模不断扩大，所需的生活、生产资料急剧增长、排放“三废”（气体、液体、固体污染物）相应增加。人类活动空间扩大，改造自然、破坏生态日益加剧，已经威胁到人类的生存和持续发展：①资源匮乏，资源是人类生存和发展所必须的物质条件。随着人口增加，资源需求与日俱增。不可再生的矿产资源（包括能源资源）日益短缺，而且破坏环境造成污染。②森林资源面积缩小，使全球气候调节功能降低；水土流失，土地沙化，耕地退化；淡水资源短缺，成为人类生存和发展的严重障碍。③环境污染日益严重，主要表现在三个方面：一是有毒有害气体，大量排放，造成大气污染，引起“温室效应”、“臭氧层破坏”、酸雨范围扩大；二是土面积生态破坏、表现为大面积森林破毁，草场退化、土壤流失和沙化；三是突发环境事件，范围大、危害严重，其特征是：第一，造成全球性危害，第二，污染源多样，既来自工农业，也来自人类生活。既来自发达国家，也来自发展中国家。第三，污染事件多发影响面大。

2.1.2 中国的主要环境问题

中国幅员辽阔，自然环境千差万别、多种多样，面临较突出的环境问题不尽相同，但总体来看，优先考虑的七个环境问题包括：

（1）水污染（以有机污染为主）；

（2）城市大气污染（以总悬浮物和SO2为主）；

（3）工业有毒、有害废渣和城市垃圾对大气、水和土地的污染；

（4）北方地表水资源相对贫乏，许多城市严重缺水；

（5）分布广泛而严重的水土流失；

（6）森林覆盖率低，天然林面积小，林木蓄积量相对较小，草原退化严重；

（7）原生环境面积缩小，物种资源减少。

2.2 工程问题

环境与工程地球物理对工程问题的研究主要在铁路、公路、水利、电力、油气、城市建设等领域。目前服务范围及可望解决的地质问题或提供的参数主要包括以下方面：①探测工程区及场址区的覆盖层厚度并分层，了解基岩起伏形态、划分风化厚度、查明隐伏构造等，为工程选线、选址提供基本资料。②测定基岩、洞室围岩动弹性参数，为岩体工程地质分类和质量评价提供科学依据。③岩基快速测试技术是利用岩体弹性波速、回弹值及岩石点荷载试验值作为地质评价的定量或准定量手段，为工程基础开挖、建基面验收、施工质量监测等提供数据。④地球物理测井可提供多种物理力学参数，为钻孔岩层划分、了解地下含水层特性；判断地基液化及划分场地类别等提供定量化指标。⑤层析成像技术通过测定孔与孔、洞与洞、孔与洞之间地震（声波）速度重建波速场的分布特征，使地质勘查达到由点或线到面的飞跃。⑥工程质量检测。工程构筑物的质量检测、地下埋设物检测。⑦地下管线探测，可查明管线类型、埋深、走向和位置等，为城市建设和发展提供基础资料。⑧考古调查和研究：包括古文化遗址的发掘和研究，文物表面腐蚀程度评价以及古代人文活动规律的评定等。⑨工程地质灾害防治。国家建设中特别是西部地区，经常遇到滑坡、溶洞、地面下沉、水库坝基漏水等工程地质问题。

3 环境与工程地球物理方法

环境与工程地球物理方法研究环境工程问题的机制是目标体在物性发生变化时（污染、破碎、挤压等），会产生相应的地球物理场效应，即物质的电导率、介电常数、密度、磁导率和弹性等会发生变化，根据目标体与周围介质物性的差异，借助专门的仪器和一定的测量方式，观测地球物理玚的分布特征和分布规律，结合有关地质资料对地下目标做出地质解释，达到勘探的目的。目前环境与工程地球物理方法在研究解决环境工程问题时，几乎使用了当前地球物理的所有方法。但是在解决环境工程问题的过程中，有些任务是传统地球物理方法难以完成的，因此近些年来又发展起一些独具特色的、专用于环境工程勘察的新方法，如地震面波法、高精度地震反射法、高密度电阻率法、探地雷达、天然声辐射测量等等。对于同一种方法，应用于不同领域时，其方法原理虽然相同，但由于工作目的和探测对象的不同，在工作方式上往往有较大的差异，并形成各自的特点。

电（磁）法是以岩土介质的导电性差异为基础，通过观测和研究人工电流场的变化和分布规律，进而探查地质目标和解决环境工程问题的一类传导类电法勘查方法。它是勘查地球物理方法中方法种类最多、应用面最广的一类方法。地震勘查方法主要是研究人工激发的地震弹性波在岩、土介质中的传播规律，用以确定介质的结构及其力学性质的差异，了解不同介质层的地下分布。目前用于工程环境检测、灾害调查的弹性波方法主要有以浅层为主的折射波法、反射波法和面波法，以及层析技术。环境重力方法是以物质重力差异为基础，借助重力仪器解决环境地质问题的方法。利用重力勘探解决的环境工程地球物理问题主要有地震预报、滑坡探测、地面沉降灾害等。磁法勘探是一种研究地质构造、寻找矿产资源的方法，也可用来寻找带有磁性的地下污染物等。环境工程地磁方法是以物质磁性差异为基础，借助一定的仪器和观测方法获取地球磁场信息，通过分析研究磁场信息的变化，达到研究在自然环境演化和人类活动过程中引起的环境工程变化问题。放射性测量方法，也就是核地球物理方法，是近代物理学中核物理理论在地球科学中的应用。核地球物理所涉及的范围很广，从空间上来讲，已用于星际、航空、地面及海底。从应用对象上讲，它不但应用于金属、油气等的勘查，更广泛地应用于环境工程领域。如检查大气中的污染物、处理废弃物、寻找基岩地下水以及地质灾害的监测、预报与防治等。

下面给出目前应用于环境工程地球物理中的各种分支方法。

电（磁）法类主要有电阻率法、激发极化法、电磁感应法（瞬变电磁法、甚低频法）、探地雷达、地面核磁共振法、激光技术与激光雷达方法；环境工程地震勘探方法有折射波法、反射波法、高分辨率浅层地震勘探、瞬态瑞雷波法；重力勘探；环境工程地磁方法、高精度磁测；放射性测量方法；层析成像技术（地震层析成像技术、电磁波层析成像技术）。

4 环境与工程地球物理的应用

目前，环境与工程地球物理的应用领域概括起来主要包括地球物理场的环境效应调查、环境污染的监测和防治、天然和人为灾害的监测和防治、基础性建设的工程勘查（包括西气东输、南水北调、三峡工程、高速等级公路的建设等）。广泛的应用领域为环境与工程地球物理的理论、方法、技术及进一步的深化发展提供了广阔的空间，逐步形成了具有独特技术方法的研究领域。环境工程地球物理在这些领域中已经有不可胜数的成功实例，但仍处于形成和发展中，它的研究和应用领域有待于扩展、完善。

地球物理场的环境效应调查包括：天然核辐射环境效应的调查，解决氡气灾害远景的区域预测、室内氡浓度监测和新建筑规划区的选址和设计；天然电磁场环境效应的调查，研究电磁场的生物效应和对人文设施的影响；人工弹性波场环境效应的调查，研究人工振动对工程建筑的破坏和地基承载力的影响。环境污染的监测主要是放射性污染的监测、水资源污染的监测、地下固体废料污染的监测。放射性污染的监测重点调查区域性自然放射性背景、核事故污染、矿山探采和选冶污染、采煤和燃煤的污染、石油开采及运输中的放射性污染、建筑材料的放射性污、核废料处理场地的选址；水资源污染的监测主要工作是调查地下水无机污染、地下水有机污染、地下水污染通道、多个含水层之间交叉污染等状况；地下固体废料污染的监测重点是探测固体废料埋藏场地的位置、范围、厚度、隔离层、渗漏通道和污染范围、废料堆放场的选址。地质灾害的监测主要是调查滑坡、泥石流、岩溶、洞穴、地裂缝、地面沉陷、土地盐碱化灾害、海水入侵、煤层自燃、矿井地质灾害（如岩爆、陷落柱、突水、瓦斯突出、井喷）等。工程问题主要有地下管线的探测、区域性的地质调查、建筑工程质量无损检测、建筑物质量无损检测、高等级公路、机场跑道路基路面质量的无损检测、地基加固效果检测、大型工程地基勘查等。

例如采用高密度电阻率法、瞬变电磁法、探地雷达法、地温法及化学分析法在北京某垃圾填埋场进行渗漏检测。用美国SIR-10A探地雷达仪，100MHz屏蔽天线，时窗400ns。地温法采用日本UV-15精密测温仪。化学分析样取1.5m深土样，实验室用气相色谱分析三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯和四氯乙烯等有机污染物。这三种方法的测量结果，都没有异常显示。说明该区地表粘土层比较致密，渗透性不好。而高密度电阻率法，使用E60B仪器，电极距3m，斯伦贝格排列，同时沿剖面布置60个电极。数据经预处理后，进行二维反演。结果表明，垃圾渗漏液由局部透水层渗入深部。被污染的土壤和地下水呈低电阻率特征，视电阻率在10Ω·m左右可定性为被渗漏液污染，垃圾场渗出液的实测电阻率均在0.40Ω·m左右，而自来水的电阻率均在32Ω·m左右。垃圾渗漏液污染已经钻井证实，并且已于2002年开始施工，做地下水泥防渗墙处理。

例如陕-京天然气输气工程涿县-北京段的地下管线探测中，查清天然气管道铺设沿线地下管线的分布情况。工作中采用金属管线探测仪和探地雷达进行探测。在探测过程中，遇到的多为军用电缆，并与天然气管道沟呈不同角度相交，这种电缆如按常规探测易产生漏测，为解决这个问题，采用从远处已知电缆位置追踪的方法向天然气管道沟方向逼近，同时在管道沟沿线采用“环形”布线的探测技术来进一步详查。在数据采集时，采用发射机与接收机保持在同一条水平线上，保证仪器经过地下管线上方时，接收到有用信号，防止有用信号丢失。上海某地质勘查院应用探地雷达方法完成了沪闵路污水管和浦东杨高路地下雨水管等项目的探测。在浦东杨高路地下雨水管探测中，采用天线距1m，测点距0.1m，中心频率100 MHz。所探测目的体在雷达图像上的反映信号清晰，反映的上顶面深度为1.6m，管径1.6m，后开挖验证雨水管上顶面埋深1.54m，管径1.6m，效果颇佳。

5 环境与工程地球物理进展

5.1 仪器的更新换代

具有代表性的有：①GPR发展理性化、系统化和快速化。GPR近年来发展很快。超宽分离天线及双静态多频天线等的研制成功，使探地雷达的工作频宽达0.1～100 MHz，时距在0～20000 ns。另外，仪器的体积变小，重量变轻，价格变低，但性能却变得更好。②浅层地震方法与仪器有新的发展。尤其是三维高分辨率地震勘探技术的推广应用，使得研究人员可以借助计算机对地质体进行三维立体研究，从而大大提高对环境分析的准确度。跨井地震成像技术、地震剖面偏移处理技术等也都有所发展。便携式震源的出现改变了以往地震法仪器庞大、勘探费用高等缺点，大大提高了工作效率。③高灵敏度近地表磁梯度仪器的出现。目前美国已经研制出一种G-858铯光泵磁力仪，具有稳定性强、灵敏度高、图形、数字、声音实时显示、操作方便等优点，并能同时测量总场和水平及垂直梯度。

5.2 方法技术的更新

环境与工程地球物理技术除了常用的电法和电磁法（电阻率法、激发极化法、自然电位法、音频大地电磁法、甚低频法）、位场法（磁梯度测量的方法、微重力测量）、浅层地震方法（地震折射法、地震反射法）、放射性方法外，新近出现了高密度电法、探地雷达、面波勘探和核磁共振法。这些新方法不同程度地提供了最佳的分辨率，且能降低近地表信号衰减、地层非均质性和某些类型噪声的影响。

5.3 资料处理技术的提高

环境与工程地球物理的发展，也促进了数据处理、正反演解释和成像技术的发展。频谱分析、小波分析和统计方法广泛应用于数据的去噪和弱信号的提取。反射地震和探地雷达资料的偏移成像等，采用包括解析方法、有限单元、有限差分等方法，研究的介质从各向同性向各向异性介质的方向发展，正演拟合也逐步趋于真实的介质，反演方法也从线性方法向非线性方法发展。但从目前的软件来看，还有很大的发展空间，如多道面波技术的频散曲线反演主要是一维，还没有二维反演方法和软件；电磁法的反演也大多集中在一维和二维，广泛应用的三维反演软件开始研发；浅层反射地震和探地雷达反演软件逐步向标准化、商业化方向发展。计算机技术的迅猛发展推动了地球物理处理方法的发展，众多对地球物理数据进行处理的软件也随之出现。在这些数据处理程序中，许多新理论、新算法被采用，最近发展起来的混沌理论、分形理论、小波理论、模式识别等或多或少都有所体现。例如我国的研究者提出的基于小波变换的地震记录分频处理技术（Frequency Division Process，简称FDP）可将薄层的可识别度减小到1/16～1/64波长，大大提高了地震记录的信噪比和分辨率。这些理论的应用使得分析过程更与自然环境下的情况接近，提高了研究结果的可信度。

5.4 应用领域的扩大

环境与工程地球物理应用于解决更广泛的各类问题，新的应用领域仍在持续不断地扩大。在最近几年的进展中，有些是随着仪器的更新和计算机技术的进步而出现的，有些是受到了社会需求的刺激而出现的，有些则是受各种法律规定的强制因素而产生的。虽然环境与工程地球物理目前已有许多用途，但也存在着许多潜在的用途。如确定水文地质特征，对基岩顶面和塌方底面成图，勘探煤、金属和其他矿物，民用、采矿和天然地震工程，确定地基加固程度和处理后的改善程度，探测和对地下设施成图，确定岩石的可剥离性，监测大地运动和物理性质随时间的变化，监测大坝和大堤的强度，确定沟渠充填物的性质，调查污染物的羽状化，检测未爆炸的，勘探考古现场。

6 环境与工程地球物理几个重要的发展趋势

（1）环境与工程地球物理方法逐步向高分辨率、高精度的质量检测和监测方法方向发展，表现在环境与工程应用领域的扩大（例如，有关农业利用土地的物理和化学的性质，公共卫生和安全方面如污染治理以及本领域各类工程的质量检测等）、仪器技术水平的提高和资料处理技术的进步（最近数十年或数年发展起来的混沌理论、分形理论、小波理论、模式识别等）。

（2）地下水有机污染的研究是研究的重要领域。地下水是人类生活用水的重要来源，地下水一旦受到污染将对人类的健康造成极大的危害。环境地球物理方法用于地下水研究，目的是对地下水质量的监测及保护，而不是地下水的供应与开发。

（3）地质灾害预报和环境污染监测是研究的主要内容，重点解决地质灾害预报、环境污染长期的地球物理监测。

（4）采用综合地球物理的方法研究环境工程问题。工程与环境问题种类较多，性质各不相同，涉及的范围和领域也比较广泛，应采用综合地球物理方法才能取得更好地地质效果。

（5）特殊环境下的环境与工程地球物理技术有待发展。加强对矿山地球物理技术的研究，发展水下地球物理勘探技术。

（6）环境工程问题的时间剖面地球物理勘探，对目标体进行动态、连续、长期的检查是环境工程地球物理的发展方向。

（7）生态环境研究是环境与工程地球物理学研究的新热点。

（8）环境与工程地球物理信号采集、数据传输、资料处理及地质解释的数字化、可视化及网络化是新的发展趋势。

总之，环境与工程地球物理是一个新兴的学科，研究和应用领域正在不断拓展。其方法技术具有快速、经济、可靠的特点。特别是在当前自然和人为灾害不断困扰着整个人类的情况下，地球物理技术在环境工程问题诸方面的应用都取得了新进展，在国民经济建设中起到了重要作用，成为解决环境工程问题不可缺少的重要手段。

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杭嘉湖平原第四纪地层对比与环境变迁

关于北京地区近51年来蒸发降水趋势的研究

　蒸发和沸腾都是汽化现象，是汽化的两种不同方式。蒸发是在液体表面发生的汽化过程，沸腾是在液体内部和表面上同时发生的剧烈的汽化现象，下面是我为大家带来的关于北京地区近51年来蒸发降水趋势的研究的论文范文，仅供参考!

　论文摘要： 58~2008 年51 年北京地区诸项气象资料运用彭曼公式进行计算，得到其潜在蒸发值。应用Mann-Kendall 非参数统计检验方法,定量分析了不同时间尺度的各气象要素，降水和潜在蒸发的变化趋势。分析结果表明，北京地区潜在蒸发呈上升趋势，降水补给呈下降趋势，这对于供水保障是十分不利的。将造成水资源总量的下降，引起用水困难，加剧区域水资源供需矛盾，造成水资源短缺等一系列干旱问题。

　 论文关键词： 潜在蒸发;降水;Mann-Kendall 法;北京

　中国北京地区气候干旱, 水分短缺, 蒸发的任何变化都将对水分平衡和农业生产产生重要影响[1]。潜在蒸发是表征大气蒸发能力的一个量度, 它标志大气中存在着一种控制充分湿润下垫面蒸发过程的能力, 是评价气候干旱程度的重要指标之一。通常是利用气象要素计算得出。同时，大气降水也是水循环中的一个重要环节，是水资源的重要补给源，近年来全球气候变暖和大规模人类活动使得水文循环发生巨大的变化，加剧了水资源问题的复杂性。同时分析蒸发和降水的变化趋势，不仅具有重要的实际意义，也能为区域发展决策提供科学依据，有利于了解区域内水资源变化的'特性。

　1 研究内容

　1.1 研究区概况北京地区处于中纬，在东亚大陆的东端，气候受蒙古高压的控制，因此具有大陆性季风区的特点，所以北京地区四季分明，其气候特点是春季多风，夏季闷热多雨，秋季舒爽，冬季寒冷干燥。又由于北京境内地形复杂，山地平原高差悬殊，因此，局部地区又具有明显的气候垂直地带性。

　1.2 研究方法为对比分析不同气候条件下区域各气象要素，降水和潜在蒸发的变化工程硕士趋势及其对大气水文循环的影响，应用1958~2008 年51 年北京地区诸项气象资料--气温，相对湿度，风速和日照时数的日观测值，运用彭曼公式进行计算，得到其潜在蒸发值[4]。应用Mann-Kendall非参数统计检验方法,定量分析了不同时间尺度的各气象要素，降水和潜在蒸发的变化趋势。

　1.2.1 潜在蒸发计算-penman 公式由彭曼公式的表达式可知，彭曼公式由两部分加权而得，其中，第一部分为水体吸收净辐射热量引起的蒸发，第二部分为风速饱和差引起的蒸发[10]。

　分别为其权重因子。其中， ? 是指气温为a t 时饱和水气压曲线之坡度，为温度计常数，当温度以摄氏计，水汽压以毫巴(mbar)计时，其值为0.66。

　1.2.2 趋势检验方法本文采用Mann-Kendall 方法(MK 法)对北京地区的气象要素，潜在蒸发和降水量进行趋势检验。MK 法是一种非参数趋势检验方法，通过计算Kendall 统计量? ，方差2? ，标准化变量M 判断序列变化趋势显著性[6]：

　M 为正，系列具有上升或增加趋势;M为负，系列具有下降或减少的趋势。若M 的绝对值大于或等于1.64、1.96 和2.57，分别表示通过了信度90%、95%、99%的显著性趋势检验?

　2 潜在蒸发变化趋势研究

　2.1 年尺度分析年尺度潜在蒸发趋势，北京电子工程站潜在蒸发值呈较为明显的上升趋势，上升幅度为0.093mm/d/10a,Mk统计值为2.39，通过信度为95%的显著性检验。

　北京站年尺度气温，日照时数，相对湿度，风速等气象要素的变化趋势见图2，其M-K检验统计值分别为5.67，-5.003，-3.21 和-1.81。在北京站，气温的变化趋势最为明显，然后依次是日照时数，相对湿度和风速。气温呈明显上升趋势，通过了信度为99%的显著性检验。相对湿度，日照时数和风速均呈下降趋势，并通过信度为99%，99%和90%的显著性检验。年份累积降水量(mm)降水趋势北京地区降水量呈下降趋势，下降幅度为41.2mm/10a,其MK 统计值为-1.67，并通过信度90%的显著性检验。具有明显的下降趋势。

　综合以上年尺度分析结果可知，北京地区在1958~2008 年的51 年期间，气温呈显著上升趋势，这可能受整个全球气候变暖的影响。潜在蒸发也呈明显上升趋势[7][8]，而降水补给呈下降趋势。这对于水资源保障是十分不利的因素，将造成水资源总量的下降，引起用水困难，加剧区域水资源供需矛盾，引发水资源短缺等一系列干旱问题[9]。

　2.2 季尺度分析著性检验，且气温呈显著上升的趋势而日照时数呈显著下降的趋势，风速与相对湿度分别通过信度为90%，95%的显著性检验，且都呈下降趋势，又考虑到潜在蒸发虽未通过信度检验，但呈微弱上升趋势，说明在春季，气温和相对湿度的变化趋势对潜在蒸发的促进水利工程作用程度略大于风速与日照时数的变化趋势对潜在蒸发的抑制作用。

　并且在春季，北京地区的降水通过了信度为95%的显著性检验，说明北京的春季降水量呈比较显著的上升趋势，原因可能是受蒙古大陆性气团影响;夏季，变化趋势最明显的气象要素为日照时数、相对湿度和风速，都通过信度为99%的显著性检验，且日照时数和相对湿度的变化呈下降趋势，而风速的变化呈上升趋势。气温呈上升趋势且通过信度为95%的显著性检验。潜在蒸发在气温，相对湿度，风速的共同促进作用下，呈现显著的上升趋势，且通过的信度为95%的显著性检验。

　但降水量呈显著的下降趋势，这种蒸发显著上升而降水量显著下降的趋势会加剧北京地区夏季的水资源供需矛盾，对社会经济产生不利的影响;秋季，变化趋势最明显的气象要素又变为日照时数、相对湿度和潜在蒸发，都通过信度为99%的显著性检验，且日照时数与相对湿度呈下降趋势，潜在蒸发呈上升趋势。由于风速与气温的变化极其微弱，我们可以认为，在秋季相对湿度的变化趋势对潜在蒸发的促进作用远远大于日照时数减少对潜在蒸发的抑制作用。可以清楚的看出，降水量在秋季的变化趋势非常微弱，因此这种蒸发显著上升而降水量变化不明显的现象同样会对北京地区的水资源供需状况造成不利的影响;

　冬季，变化趋势最明显的气象要素只剩下风速，呈下降趋势，且通过了信度为99%的显著性检验，其次是气温和日照时数的变化，均过信度为95%的显著性检验，且变化趋势分别为上升和下降，降水、潜在蒸发与相对湿度的变化趋势都很微弱，因此可以判断气温上升对潜在蒸发的促进作用与日照时数下降对潜在蒸发的抑制作用基本相当，相互抵消，从而导致潜在蒸发的变化趋势非常微弱。考虑到北京地区的水资源供需矛盾比较突出，这种蒸发和降水的变化趋势仍会对该地区的水资源状况产生负面作用。

　3 结论

　本文给出了以下结论：

　(a) 从年尺度和季尺度的分析结果来看，北京地区1958~2008 年51 年间，随着各气象要素的变化，潜在蒸发呈明显上升趋势，而补给项大气降水呈明显下降趋势[10]。

　(b) 北京地区的水资源供需矛盾较为突出，这种蒸发和降水的变化趋势会对该地区的水资源状况产生负面作用，引起用水困难，加剧区域水资源供需矛盾，造成水资源短缺等一系列干旱问题。

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典型地区环境地质指标研究

陈忠大顾明光彭振宇梁河

（浙江省地质调查院，萧山311203）

摘要：利用古土壤层、河流冲刷面等标志，在岩石地层、磁性地层、生物地层等多重地层划分基础上，依据基准面旋回的等时原理，将杭嘉湖平原第四纪地层划分为9个亚层序、8个气候旋回、27个基准面旋回，进行了不同钻孔、不同地区间地层的精确对比，并根据不同气候旋回期的古地理特征，进行了杭嘉湖平原的第四纪环境变迁研究，将其划分为河湖与潮坪2个发展演化阶段。同时，对杭嘉湖平原成陆后的钱塘江、杭州湾变迁作了初步分析。

关键词：杭嘉湖平原；第四纪；地层对比；基准面旋回；环境变迁

第四纪研究首先要解决的问题就是地层的划分和对比，“化石层序律”几乎是地层学唯一实用的全球性基础。传统的生物地层学用“标准化石”确定地层年代并进行区域或洲际对比。岩石地层则依据岩石或岩石组合进行划分，并尽量寻找分布广泛而连续的“标志层”进行区域对比。但杭嘉湖平原第四纪地层所经历的时间总共只有2.48Ma；所含化石，例如有孔虫、介形虫、超微钙藻等，地质分布时间往往要长出1～2个数量级；本区第四纪地层相变极其频繁，相距几百米甚至几十米的相邻钻孔便无法直接对比；沉积物最终进入稳定的地质状态之前，还会经历多次剥蚀、搬运的改造，地层缺失和频繁相变则成为本区第四系的重要特征；海积平原在很大程度上是侧向加积，随海平面升降向陆或向海退积及进积。因此，笔者利用高分辨率层序地层学的理论，采用“基准面旋回”概念和岩石地层、气候地层、年代地层、磁性地层和层序地层等多重地层划分的研究方法，建立等时地层格架及对比依据，解决标准孔与一般钻孔的气候旋回等时对比问题，并利用“基准面旋回”等时性的理论，对气候旋回内的地层进一步进行对比，制作准瞬时岩相古地理图［1］，分析不同时期的古地理特征，以探讨其环境演化过程。

1 第四纪地层划分

《中国地质年代表》将第四纪下限定为2.48Ma。根据长1－1孔古地磁资料所标定的年限，杭嘉湖平原大致推定第四纪底界位于该孔258.7m处。杭嘉平原第四纪沉积物以厚度变化大、沉积类型复杂多样、岩相变化剧烈，岩性组合复杂为其主要特点。现自下而上如下。

1.1 嘉兴组（N－Qpj）

该组仅于钻孔见及，岩性以砾石、砂砾石、中细砂为主，局部有含砾亚粘土或含砾亚砂土，顶部往往见硬塑亚粘土。底部不整合于基岩之上，底板埋藏深度在156～318m，厚度横向变化较大，为6～148m。长1－1孔厚约148m，可划分为3个岩性段：

1.1.1 下段（N－Qpj1）

以砂砾石、含砾砂、中粗砂为主，偶夹薄层细砂及粘土，以黄、棕**为主。区域上主要分布于王江泾—西塘—线、新丰—平湖一线的构造凹陷部位，其他地段多已缺失，厚约81m。

1.1.2 中段（N－Qpj2）

主要分布于基底构造凹陷区，厚约30m。岩性下部以灰绿～灰**粉细砂为主，局部夹粘性土层；上部以亚粘土、亚砂土为主，含较多铁锰质结核。

1.1.3 上段（N－Qpj3）

下部以具二元结构的褐灰色粉细砂、中粗砂组成，富含钙质；上部由灰蓝、褐**粘土、亚粘土组成，富含钙质结核和炭化植物碎屑。主要发育于杭嘉湖平原东北部，厚约35m。

1.2 前港组（Qpq）

主要分布于杭嘉湖地区，少量分布于萧山、绍兴地区及慈溪北部，为钻孔所揭露，以粉细砂、亚粘土为主。本组底部以古土壤层与嘉兴组分开。底板埋深91～232m，厚度5～102m，具西南薄、东北厚的表现特征，可分上、下两段。

1.2.1 下段（Qpq1）

以灰色为主；岩性以中细砂、粉细砂为主，含较多的钙泥质结核，厚约43m。顶部一般为灰绿、灰**的硬塑亚粘土，含铁锰质结核。

1.2.2 上段（Qpq2）

由亚粘土、亚砂土、中细砂相间构成两个上细下粗的沉积韵律，厚约20m。上部为灰绿色硬塑亚粘土或粘土，富含铁锰质结核、钙质结核；下部为灰色细砂、中细砂，含钙泥质结核。在近山前坡麓地带，厚约20m的粘土中发育较为特征的网纹构造。

本段地层中的海相有孔虫表明在该时期内曾发生过短暂的海侵事件，时间为中更新世晚期，属本区最早的一次小规模海侵事件。

1.3 东浦组（Qpd）

广泛分布于平原区，早期以陆相沉积为主，后期则以海陆交替为主。可分为上、下两段：

1.3.1 下段（Qpd1）

下部由亚粘土或粘土、亚砂土或粉砂组成数个上细下粗的沉积韵律；上部为粉砂或亚砂土，局部为粉砂与亚粘土互层，单层厚度数毫米至几十厘米，灰色为主，含钙质结核。

1.3.2 上段（Qpd2）

上部粘土或亚粘土，灰绿、褐**，含铁锰质结核和有机质，灰、灰绿色为主，可塑～硬塑，含铁锰质结核、钙质结核；下部主要由砂砾石、亚砂土组成，灰、灰**为主，局部灰褐色。

1.4 宁波组（Qpn）

上部以河湖相亚粘土、粘土为主，灰黄、灰绿色，硬塑，含铁锰质结核。中部为粉细砂、亚砂土、亚粘土组成，含钙质及有机质，灰色为主；下部为亚粘土，灰－深灰色，可塑。底板埋深6～85m，厚度0～49m。

1.5 河姆渡组（Qhh）

包括跨湖桥、河姆渡、马家浜、松泽及良渚等5个文化层及其以下的全新世沉积地层，时限为10000a.B.P.（或12000a.B.P.）至4300a.B.P.。因此，各地出现的河姆渡组其文化层及岩性组合并不一样，但其文化层则为显著标志。

1.6 镇海组（Qhzh）

区内广泛发育，构成现今之平原表土层。下部以淤泥质亚粘土、粘土为主，流塑～软塑，灰色，局部夹粉砂透镜体；上部成因类型复杂，在地势低洼处一般以泻湖相、湖沼相的亚粘土、粘土为主，灰褐、灰色，形成湖沼水网平原。

河口地区以亚砂土、粉砂为主，灰色，微层理发育，形成河口冲海积平原。

滨海平原区，以海积、冲海积粉砂、亚砂土为主，薄层理十分发育，灰色为主。底板埋藏深度5～76m。

2 气候旋回与基准面旋回划分

第四纪时间跨度短，生物已失去或部分失去了划分年代地层的作用。作者采用了气候旋回和基准面旋回等时性的理论，利用气候旋回、磁性地层学和层序地层学等方法技术对全区地层进行了高精度对比，并以微相作为编图单位制作不同时间段的古地理图，揭示其古环境演化。

在寒冷期形成的“硬土层”、铁锰质结核层等暴露面是气候旋回转换的自然界面，以暴露面为界线进行划分，由暖至冷为一个周期，亦即一个气候旋回。

基准面是分隔沉积作用与侵蚀作用的理论势能均衡面，在这个面上既无沉积作用，又无侵蚀作用。基准面总是向其幅度最大值或最小值单向移动，构成一个升和降旋回，称基准面旋回，在这个时间域中保存的岩层组成一个成因层序，因其边界为时间面，所以为一个时间地层单位，故亚层序是一个相当短周期基准面旋回时间间隔的地质体。

依据气候旋回划分标志、基准面旋回叠加样式及界面特征，将杭嘉湖平原第四系划分为8个气候旋回和9个亚层序，亚层序与气候周期呈明显的耦合关系表明亚层序受控于气候周期性变化［1］。其中，更新世包括7个气候旋回，全新世1个气候旋回，每个气候旋回则分别可划分为3～4个基准面旋回（表1）。

表1 杭嘉湖平原第四纪气候旋回与基准面旋回划分表

3 区域对比

第四纪地层区域对比仅限于长江三角洲平原区的上海、江苏两地，而且仅对海积平原的第四纪地层进行了对比研究。长江三角洲平原区第四纪对比是第四纪研究的重要问题之一，作者在区域对比的研究过程中，首先依据古土壤层、风化壳，以及河流冲刷面等寒冷期的标志，再依据基准面旋回的等时原理，对气候旋回中的地层进行更精确对比，使其对比精度大为提高，同时利用磁性地层所确定的年龄、气候地层标志作为重要标志，并以上海嘉定G414孔、江苏南通SK10孔及本区长1－1孔为标准进行区域对比［2］。

3.1 晚更新世地层对比

《中国地层典（第四系）》下界年龄为2.48Ma，这条年代界线分别位于浙江嘉兴组、上海安亭组、江苏海门组之中。下更新统的顶界为布容正极性与松山负极性时的界面。在这两条年代界线之间，为浙江嘉兴组、上海安亭组及江苏海门组，因此，它们是可以相互对比的。

3.2 中更新世地层对比

中更新世时限为0.73～0.13Ma，浙江将其沉积物称前港组，顶界为一古土壤层，说明为一个由暖变冷的气候旋回。上海在0.73Ma之上为嘉定组，顶界面则为一河流冲刷面，是因气候变冷，海平面下降，河流向海延伸的产物，亦标示温度下降，虽然表现形式不一样，但亦反映出一个气候旋回。江苏中更新世称启东组，其顶界面为一硬土层，亦反映气候变冷，与浙江具有相同的气候变化规律。因此，它们是可以对比的。

3.3 晚更新世及全新世地层对比

晚更新世为13万年至1万年。

浙江包括东浦组、宁波组。东浦组位于布容磁性底界（11.4万年）之下的古土壤层之上，顶界则以布容磁性事件顶界（10.8万年）之上的古土壤层为界。上部的宁波组顶界是以末次冰川结束为标志，其沉积物表现为一“硬土层”。

上海上更新统亦包括昆山、滆湖两个组。昆山组底界也为布容磁性事件底界之下的冲刷面，顶界为该磁性事件之上的冲刷面，其上的滆湖组顶界亦为末次冰期为界面。因此，浙江的东浦组、宁波组是可以与上海的昆山组、滆湖组分别相对比的。

江苏晚更新世昆山组的顶界为一可与东浦组对比的古土壤层，滆湖组顶界亦为末次冰期，因此它们是可以对比的。

全新世无论是浙江还是上海、江苏，均以末次冰期作为划分标志，或以哥德堡磁性事件为准，所以本区的河姆渡组和镇海组可以与上海组、如东组对比（表2）。

4 杭嘉湖平原环境变迁

4.1 杭嘉湖平原第四纪的发展与演化

杭嘉湖平原第四纪的发展以首次海泛波及本区为标志可分为两个发展阶段，早期全为陆相的湖泊与河流沉积，被称为“河湖”发展阶段。晚期则以潮坪沉积为主，称为“潮坪”发展阶段。

4.1.1 河湖发展阶段

早期的河湖发展阶段包括了第一至第四气候旋回，相当于嘉兴组至前港组下段。杭嘉湖平原现存的南西高、北东低，西南部为丘陵区的地貌格局，在新世纪上新世时业已形成，且一直控制着第四纪的沉积。

初始，湖泊主要发育于北部，南部的慈溪仅见零星小湖，它们均被古陆或剥蚀区围限，严格受地形控制。随着时间的推移，总体上湖泊向南、西推进，直逼南、西部的丘陵地带。表现为小湖逐渐合并为较大湖泊，丘陵地带的洼地也形成大小不等的湖泊。这一现象反映了气候总体越来越暖的变化规律。

表2 第四纪地层划分与区域对比表

河流几乎每一气候旋回均有出现，且越来越发育，源区则逐渐向南推移，规模渐次变大。洪积扇各气候期均可见到，它们大小不一，或居于丘陵之间，或位于平原之中。河流的发育程度与降雨量密切相关，其逐渐发育的特点也印证了气候变暖降雨量增加的气候变化特点。河流源区向丘陵地带推移，似表明夷平作用的加强。洪积扇不仅见于丘陵地带，平原区也可见到，表明不仅丘陵地带的地形相对高差比现今要高，而且平原区中还存在不少的丘陵。

虽然总体反映出气候变暖，但在这一阶段中，有四次次级气候波动出现，表现出湖泊范围随气候温度增高而加大，降低则缩小的正相关关系。每一气候旋回的早期，湖泊分布限于北东部，至中期则向南扩展，且南、西部丘陵地区也可见到大小不等的湖泊。气候旋回的晚期则湖泊向北东萎缩，原连成一体的大湖由于湖平面降低而分离成东、西两个湖泊。

剥蚀区的分布则与湖泊演化相反，每一气候旋回出现早期增大，中期缩小，晚期又增大的变化规律。表现为早期呈片出现，中期仅在西、南丘陵边缘及原湖区中零星出现，晚期则又呈片出现，有时还伸入湖中将湖泊分成两部分或组成半岛。

从湖泊与剥蚀区消长变化规律分析，它们与气候旋回呈耦合关系，也即气候旋回控制了湖泊及剥蚀区的发展、演化。当温度增高时，降雨量随即增高，河流发育，湖平面抬高，造成剥蚀区缩小，湖泊面积扩大。丘陵地带也因降雨量增加、地下水位抬高，在低洼处集水形成大小不一的湖泊。当气候变冷变干时，则出现相反的情况。

本阶段构造活动控制沉积的现象也是明显的。第一气候旋回末期剥蚀区呈北东向分布的现象就有可能是北东向断裂再次活动造成的差异性沉降造成；第二气候旋回晚期，嘉兴、乍浦两条伸向湖区的半岛，反而出现湖平面下降、半岛缩小的现象，反映可能地壳下降所致；第三气候旋回早、晚期出现北东部为浅湖，南东部为深湖的北东高、南西低的湖底地形，只能是由于构造作用加强造成“地块”掀斜形成。本阶段构造活动与气候变化共同控制着沉积作用及沉积物的分布。

4.1.2 潮坪发展阶段

至第五气候旋回，潮水侵入本区，相应的潮坪沉积开始出现，揭开了杭嘉湖平原以海相沉积为主的发展阶段。海侵初期岸线位于湖州—余杭—海盐—慈溪一线。第六气候旋回海侵高峰期，岸线已达湖州南—三墩—萧山—绍兴—慈溪一线。而第七气候旋回海侵高峰期岸线向南推至杭州—萧山一带。因此，从第五气候旋回至第七气候旋回为海侵高峰期，即中更新世晚期至晚更新世，区内海域不断扩大，岸线南移，标志着这一时期，温度总体变暖。每一气候周期均具有冷—暖—冷的变化规律，表现为海侵初始—海侵高峰—海水退却三个发展阶段，沉积物的响应是潮间带或潮下带沉积向南西推移，古陆及剥蚀区缩小、砂坝或砂堤减小或向南西推进。当海水退却时，岸线向海位移，古陆增加，剥蚀区急剧加大成片出现，往往仅见潮上带沉积。但是，在第七气候旋回末期，即晚更新世末期，则出现大幅度的海退现象，表现为剥蚀区的大范围出现，岸线向北东推移且出现大量的砂堤，而区内仅见潮上带沉积，这可能是冰期到来的反映。依据古地理图分析，本阶段潮水是由北东向南西侵入为主，另在慈溪及余姚两地分别还有由东向西、由南东向北西的两个进潮口。

全新世早期，为冰期后的海侵期，主要表现为剥蚀区与古陆将潮坪分割为多个不等的沉积区，且均为潮上带的沉积，古太湖比现今要大的多。至第二基准面旋回期，海域急剧扩大，除现在的丘陵区外，几乎全为海水淹没；杭州湾出现浅海沉积，周边依次出现潮下带、潮间、潮上带沉积物，代表了高海平面特征。第三基准面旋回期的最大特点是剥蚀区急剧扩大，岸线移至湖洲、洛舍、王店、乍浦一带。1～3个基准面旋回组成了一个次级的气候周期。至第四基准面旋回期，又出现大规模的海侵作用，岸线与第二基准面旋回相似，直达现存丘陵地带，标志一个新的次级气候旋回开始。

古钱塘江在第五气候旋回期已具雏形，虽然其后的各时期时隐时现，但从进潮口分析，尤其是全新世的进潮口基本上均是逆江而上漫浸陆地，所以，从它形成以后，至少是在全新世它一直是存在的。只是由于有时是因海进，迫使它退出本区。

与河湖发展阶段一样，构造活动也起到控制沉积的作用，但本阶段的构造作用，尤其是进入全新世后，比河湖发展阶段要弱的多。

4.2 2500a.B.P.以来的钱塘江、杭州湾变迁

通过资料分析，杭嘉湖平原全面成陆后，钱塘江、杭州湾自5000a.B.P.开始至2600a.B.P.以前，岸线就向北推移，于4000a.B.P.前后，钱塘江与杭州湾位置雏形基本形成。在2100～2600a.B.P.时，杭州萧山城厢镇—慈溪—镇海一线以南地区业已出水成陆，萧绍、宁奉平原形成，那时的杭州湾堪称“大喇叭”，其口宽达100多km，湾顶位于现今杭州，南界于今日萧山—慈溪—镇海一线，曹娥江口有一个次级喇叭型河口湾。

2100a.B.P.后，由于海平面下降，古长江口南移，三角洲不断向测区北东方向的海域延伸和乍浦—金山深槽潮流的冲刷等，渐形成现今之三角湾海岸。河口段由于水动力条件复杂，宽浅的河槽和岸坡由疏松的轻亚粘土和粉砂组成，使河槽极不稳定，导致两岸产生大冲大淤的变化及河床南、北往返摆动现象。

1600a.B.P.后，钱塘江河口及杭州湾涨涌强烈，岸线变化变迁频繁，河口段由北大门，中小门和南大门记载了钱塘江入海河槽的巨大变化（图1），岸线摆动幅度达20km。

杭州湾南岸萧山—慈溪—镇海以北的大片陆地是最近600年以来杭州湾湾顶东移，南部边滩渐向北淤涨，造成杭州湾从“大喇叭”变成“中喇叭”的河口地貌过程中形成，从14世纪（明）至今累计，杭州湾湾顶东推了近50km。

图1 钱塘江及杭州湾演化变迁图

20世纪50年代以来，杭州湾北岸以冲刷为主的侵蚀海岸，进行系统整流护岸工程，逐步使北岸成为相对稳定岸段，但个别地段仍冲淤更叠。杭州湾南岸一直处于淤涨状态，局部则表现为相对稳定海岸，属连续堆积型。

由上可知，最近50年来杭州湾海滨平原淤泥质海岸线一直处于侵蚀和淤涨的变化中，稳定不变仅是相对而言，在前期变化剧烈地段后期有所缓和，然北塌南淤的总趋势仍存在。

5 结论与讨论

（1）利用气候旋回与基准面旋回理论，结合岩石多重地层划分方法，较好地解决了不同钻孔间对比问题，进一步提高了杭嘉湖平原的第四纪地层划分和对比精度。

（2）通过气候旋回与基准面旋回研究，将杭嘉湖平原第四纪地层划分为9个亚层序、8个气候旋回、27个基准面旋回，较系统、全面地分析杭嘉湖平原第四纪的环境发展与演化过程，并进一步划分为河湖与潮坪两个阶段。

（3）杭州湾北岸以冲刷为主的侵蚀海岸，虽经系统整流护岸使其成为相对稳定岸段，但个别地段仍冲淤更叠，南岸一直处于淤涨状态，局部则表现为相对稳定海岸，属连续堆积型。

参考文献

［1］陈忠大，覃兆松，梁河等.杭嘉湖平原第四纪地层高精度对比研究方法研究.中国地质，2002，29（3）：275～280

［2］陈忠大，顾明光，彭振宇等.杭嘉湖平原第四纪地质研究.2004，内部版，4～138

Environmental Change and Contrast of Quaternary Stratigraphy in Hang-Jia-Hu plain

Chen Zhongda, Gu Mingguang, Peng Zhenyu, Liang He

(Zhejiang Institute of Geological Survey, Xiaoshan 311203)

Abstract: Based on the dividing of lithostratigraphy, magnetostraigraphy and biostratigraphy, and the isochronous theory of cycle of base-level, we divide Q of the Hang-Jia-Hu plain into 9 sub-sequence, 8 cycle of climate, and 27 cycle of base-level according to the mark, such as pelaeopedological and river wash-surface. And we do the high-resolusion contrast of Quernary stratigraphy on the different stratigraphic hole and the different area. Besides these, with the old geographic feather of different cycle of climate, we study the change of Quernary stratigraphy condition in Hang-Jia-Hu plain, and divide Q of the plain into 2 segment of developed and evolvement, which are river-lake and tide-level ground. Meanwhile, we do the frist research on the change of Qian-Tang-Jiang river and Huangzhou bay, which happened after Hang-Jia-Hu plain become land.

Key words: Hang-Jia-Hu plain; Quaternary (Q);Contrast of stratigraphy; Cycle of base-level; Environmental change

自然地理学 考研方向 及院校选择

为研究和验证草地退化环境地质指标体系，选择典型的草地退化地区开展工作。锡林郭勒草原是我国北方退化比较严重的典型草原之一，因此选择该地区进行环境地质指标研究。

锡林郭勒盟（简称锡盟）草原属于欧亚太陆草原区，位于我国四大草原之一的内蒙古自治区中部，地处北纬41°31′～46°45′；东经111°51′～119°58′。锡林郭勒盟草原是闻名中外的草原之一，由森林草原、草甸草原、典型草原，荒漠草原和草原沙地五大部分组成。锡林郭勒盟草原是我国北方地区一道重要的绿色屏障，长期以来一直阻止着来自中亚草原和我国西部沙尘的东侵，对京、津周边及整个华北地区生态环境保护起着十分重要的作用。锡林郭勒盟草原整体环境特征是，草原自然景观目前基本保存完好，是世界上保存较大的天然草场之一。

一、研究区概况

（一）地貌

锡林郭勒盟地处内蒙古高原中部，是一个以高平原为主体，兼有多种地貌单元组成的地区。由于中新生代陆相沉积，尤其是新生代河湖相和风成砂、风成黄土的掩盖，致使其原始褶皱山区地形不显著，再加其经过长期的剥蚀、风化、准平原化作用，山的相对高差仅为数十米，最大不过数百米，缺乏高峻的山脉和明显的沟壑，形成老年期地貌。

锡林郭勒盟地域辽阔，地势坦荡，高差较小，海拔一般在900～1300m之间。高原上切割甚微，以风蚀作用为主。全境地势南高北低，自西南向东北缓缓倾斜，平均海拔1000m以上。最高山峰为与赤峰市交界的古如格苏乌拉，海拔1967m；最低处在东乌珠穆沁旗宝拉格苏木奈日木德勒嘎查以南，海拔为839.7m。

（二）气候

锡林郭勒盟地处中纬度内陆，终年为西风环流控制，以中纬度天气系统影响为主，而季风环流影响则视季节变化而定。冬季风影响时间长，夏季风不易到达，且影响时间短。盟内地貌类型比较齐全，并以高原为主体，南部有阴山山脉横亘，东部有大兴安岭呈北东东-南南西向延伸。由于地形和山脉的屏障作用，以及所处的地理位置，使锡盟区域内受极地大陆气团控制时间较长，冬季风影响较大，具有干旱、少雨、寒暑剧变的典型大陆性气候特征。

锡林郭勒盟草原属于中温带半干旱大陆气候，气候的基本特征是：冬季漫长而寒冷，夏季温热少雨，春秋季节多大风，昼夜温差大，降水量少，雨热同季。年均降水量在200～400mm，多集中在6～8月，占年降水量的70%左右。降水变率较大，表现在年际间降水分配不均衡，多雨年和少雨年相差悬殊，降水变化具有不稳定性、非均一性和不匀调性，造成草原出现春旱、夏旱和春夏连旱，影响牧草生长和产量；年平均温度在0～4℃之间，分布趋势自西南向东北递减，极端最高气温39.9℃，极端最低气温-42.4℃，是我国日温差较大的地区；年平均无霜期100～136d，大部分终霜期在6月中上旬，初霜期在9月上旬；年均蒸发量在1500～3000mm，大部分地区蒸发量为降水量的6～10倍，是造成土壤干旱的重要原因；日照时数2900～3200h，是我国太阳辐射较为丰富的地区之一；年平均风速4～5.5m/s，全年大风日数60～100d（6～8级），大部分地区属富风区。

（三）水文

1.地表水

锡林郭勒盟东部的大兴安岭和南部的阴山山地相连构成了分水岭，以北为高原内陆水系，以南为外流水系。全盟主要有滦河水系、乌拉盖水系和呼尔查干诺尔水系等，流域面积58 096km2。其中滦河为外流水系，其他为内陆水系。

锡林郭勒盟是内陆湖泊聚集的地区之一。据统计有大小湖泊多达1363个，总蓄水量3554亿m3。其中淡水湖泊672个，蓄水量20亿m3。由于锡盟气候干旱，风力较强，在湖泊的成因类型上，以风蚀湖为最多，其次是构造湖。湖水补给主要靠降雨，地下水补给较少，因此每年发生着有规律的变化，当雨季来临时，水位上升，湖面扩大，其他季节湖水下降，许多小湖干涸。

2.地下水

锡盟地下水资源比较丰富，经初步探明估算，年补给量54亿m3，可开发量1554亿m3。可分为山地丘陵、熔岩台地、山间盆地、沙地等4个水文地质单元。

中蒙边界、东乌珠穆沁旗北部、锡林浩特以东、二连浩特以东的低山及波状丘陵地区，水位埋深一般小于5m，水量较大，总溶解固体小于1g/l；阿巴嘎旗-锡林浩特东南一带的熔岩台地地区，水位埋深为30～70m，或大于70m，总溶解固体小于1g/l，为重碳酸盐-钠-镁型水。锡林浩特南部灰腾西里熔岩台地，潜水位埋深大于70m，富水性较小，为缺水地区；乌珠穆沁盆地、二连盆地等山间盆地地区，为境内第四系孔隙水、承压水较富水地区，水位埋深随地形变化，总溶解固体一般为1～2g/l；浑善达克沙地地区地下水受降水、凝结水和丘陵裂隙水补给，水量较小，水质较差，总溶解固体在盐碱湖周围可高达73g/l。

（四）土壤

1.土壤类型

在锡林郭勒草原中部草原植被下，广泛分布着栗钙土，它是锡盟最主要的土被组成部分。大体在东乌珠穆沁旗满都宝力格以西至苏尼特右旗朱日和一线以东，占据广大的低山丘陵、山间平地和高平原。除此之外，锡盟还分布有灰色森林土、灰褐土、黑钙土、草甸土、棕钙土、风砂土、沼泽土等土壤类型。

2.理化性及肥力

锡盟土壤质地可分为4类：沙土类、壤土类、粘壤土类和粘土类。沙土质地为砂砾占多数，土壤保水力小，保肥力低，土温易变化，主要分布在浑善达克和嘎亥额勒苏沙地及其周边地区；壤土质地较均匀，粉沙粒较高，通透性好，保水保肥力较低，易干旱、风蚀或沙化，主要分布于东乌珠穆沁旗、西乌珠穆沁旗、镶黄旗，太仆寺旗、多伦县面积也较多；粘壤土多分布于乌拉盖盆地、额吉淖盆地和沿河低平地，质地均匀，保水肥性性能好，抗旱能力强；粘土类中粘粒占优势，质地粘重，结构致密，土壤保水肥能力较强，通透性差，多分布于大兴安岭山地和其他旗县丘间洼地、湖盆低地上。

锡盟绝大部分呈微碱性，从区域分布上看，其特点是从东到西pH值有增高的趋势。中部丘陵、台地及沙地pH 7～8.5为微碱性土壤，西部高原地区有些土壤pH>8.5偏碱性，此外，多数低洼地都为碱性。

锡盟土壤有机质含量变幅在8.57%～0.66%之间，其分布特点为：山地土壤有机质含量是从上至下递减，而地带性土壤有机质含量是从东向西呈递减趋势，即黑钙土→栗钙土→棕钙土。锡盟土壤全氮含量的分布特点是：土壤全氮与有机质含量成正相关，碱解氮与全氮含量亦成正相关。在分布上与有机质相似，即由东向西有递减趋势。锡盟土壤速效磷较缺，大部分土类含量均低于5×10-6。速效钾含量较为丰富，大部分土类含量均高于150×10-6。

（五）植被

锡盟属中文带半干旱、干旱大陆性气候，在这种气候条件下形成的地带性植被基本类型是典型草原，除典型草原外，全盟还分布有草甸草原、森林草原、荒漠草原和沙地草原等。

典型草原的代表群系在锡盟共有8个，大针茅草原（Form.Stipa grandis）、克氏针茅草原（Form.Stipa Krylovii）、羊草草原（Form.Leymus chinensis）、糙隐子草草原（Form.Cleistogenes squarrosa）、冰草草原（Form.Agropyron cristatum）、冷蒿草原（Form.Artemisia frigida）、百里香草原（Form.Thgmus serpyllum L.Var.asiaticus）。

二、锡林郭勒草原草地退化环境地质指标研究

锡林郭勒草原是我国著名的四大草原之一，曾以水草丰美而著称于世。锡盟草场退化、沙化和生态环境恶化问题日益严重。调查资料表明，目前全盟风蚀沙化面积达1216万km2，占全盟草原总面积的64%。其中：轻度风蚀沙化面积5127万km2，中度风蚀沙化面积413万km2，强度风蚀沙化面积1148万km2。植被覆盖率由 年的3515%下降到1997 年的2712%。水土流失呈加剧趋势，全盟轻度以上水土流失面积1712万km2，占总土地面积的8112%；中度以上水土流失面积12 107万km2，占5619%。浑善达克沙地从1949 年到1995 年沙漠化面积由2157万km2增加到3105万km2，平均每年以100 km2 多的速度增加，而流动沙丘由1960 年的172 km2 增加到目前的3000 km2。

综观锡林郭勒盟草原退化的各种相关因素，其退化主要成因为：干旱缺水，草水矛盾突出，草场的人口和牲畜负载加大，草畜矛盾增强。连年干旱使天然牧草生长高度、产量和牧草覆盖度下降趋势呈几何增长。在造成锡盟草场沙化退化的诸多因素中，连年持续干旱，水资源缺乏是主要矛盾。

草地退化的过程中不可避免的伴随着土壤性质的变化，包括土壤理化性质质变化、土壤养分流失、土壤肥力下降等。据研究表明，草原植被覆盖度下降，使土壤中进入的有机质减少，分解速度加快.向脱腐殖质化发展，引起水分含量减少，结构趋向单粒化，矿质化过程加强，可溶性盐逐渐积累，盐渍化趋势增加，同时水分蒸发加强，土壤变干，肥力下降，土壤向退化方向发展。

（一）气候降水

锡林郭勒盟是自治区主要牧区和饲草基地，降水量分布是自东南向西北减少，南部4个旗（县）及西乌珠穆沁旗一带平均降水量300～390mm，由此向西北递减，二连浩特市只有140多mm。因此，干旱频率也是自东南向西北增大。从近50年的降水量统计数据来看：

1953～2006年的53年中锡林浩特区域性轻旱（降水量距平百分率为0～-25%）共发生14年，中旱（降水量距平百分率为-25%～-75%）11年，大旱（降水量距平百分率为>-75%）2年，轻旱频率26.4%，中旱频率20.8%，大旱频率3.8%，干旱累积频率为51%。

1955～2006年的51年中西乌珠穆沁旗区域性轻旱共发生18年，中旱8年，轻旱频率35.3%，中旱频率15.7%，干旱累积频率为51%。

结果表明：锡林郭勒盟区域性轻旱发生的几率较大，中旱的几率次之，大旱的几率最小。按年际分析：锡林浩特区域在1982～1986年、1999～2002年间均为旱季年。西乌珠穆沁旗1962～1968年、1970～1973年、1975～1977年、1999～2006年间均为旱季年。因此，草地群落长期都处于水分严重亏缺状态，植物生长会被大大地抑制，种类趋于单一化。这是草地退化的重要因素之一。

（二）地表水文

降水是草地生长水分的主要来源，地表的河流和湖泊则是水分的蕴存之所。地表河流流域面积的变化以及湖泊面积的变化甚至消亡，从很大程度上指示着气候与降水的变化，从而也能够指示草地退化的过程。由于连年干旱锡林郭勒草原一些湖泊由于水源补给不足，水面缩小甚至枯竭，如查干淖尔（湖名）50年代水面1270 km2 ，至今湖面缩小了20 km2。国家级自然保护区核心区达里诺尔湖面积为228.84 km2 ，储水量约16亿m3 ，水环境以含盐量高、碱度大为主要化学特征。随着生态环境的破坏、湖水蒸发量的逐年增加，湖泊水质有明显恶化趋势。变化趋势是由淡水→半咸水→咸水→盐湖的方向发展。研究表明：达里诺尔湖水位呈稳定的波动性变化，而且水质pH值主要受降水的影响，在20年间，pH值一般在9.30～9.80之间，呈缓慢上升趋势。比较1975年与1996～1998年研究结果，水体含盐量，总碱度、级离子、钠离子、高锰酸盐指数等主要化学因子均呈上升趋势。

图4-2 锡林浩特和西乌珠穆沁旗多年降水量距平百分率

表4-12 达里诺尔湖水化学因子浓度变化结果

主湖区经过二十几年的变化，主要化学因子变化幅度在2.6%～198.1%之间，其中含盐量增加8.6%，总碱度增加11.1%，钠离子增加13.3%，钙离子、高锰酸盐指数比1975年增加1倍以上，镁、氯离子均有增加。

锡林河是内蒙古自治区锡林郭勒草原上较大的一条内陆河流。发源于苏克斜鲁山黄岗梁山前的翁湖附近的白音察干诺尔滩地，流向锡林浩特而在其西北注入白音诺尔。锡林河全长175km，在锡林浩特水库以上长135km。据1965年资料，其中锡林河在锡林浩特年平均流量为0.745s/m3，多年平均水量0.2349亿m3。而近年来，由于气候波动和人为活动造成的影响，锡林河下游近40km的河段已几近枯竭，水量急剧下降。

（三）地下水

作为草地生长的地下水分“仓库”，地下水对植物的生长发展有着更为直接的作用。研究表明，地下水位埋深很大程度上决定着地表植被的生长状况。

锡林浩特地区地下水动态类型为降水—渗入—蒸发型。地下水资源的补给来源主要是降水以及地表水渗入。影响因素以降水量为主，其次是蒸发和地下水开采强度。资料表明，锡林浩特地区雨季地下水普遍升高，但上升幅度与上升开始时间及持续并到达峰值的时间在不同地段并不一致。沿锡林河附近地下水埋深较浅，上升幅度也较大，但受河水的影响和上游水库的调控有滞后现象。而其他区地下水埋深浅的地方上升反映较快，而在蒸发作用强烈、农牧业灌溉的夏、秋季节，由于降雨的作用相对变小，促使地下水水位下降。说明地下水位受降水和蒸发等因素的约束。该地区近几年地下水位持续下降，其主要原因是降水量偏少，补给量不足，而蒸发量和各项用水量有增无减造成的。

（四）地形特征

前述地貌对植被分布具有一定控制作用，不同的地貌形态上的植被分布具有一定的规律性，从而抑制生态环境恶化的能力也不尽相同。而地表形态的变化诸如地表裸土面积、浮沙面积的变化，可从状态上指示草地及土地的退化过程。

波状起伏的地面形态使草地的分布在类型上和高度、盖度等都各有差异。据实地调查研究表明，在相对起伏的地形中，植被的覆盖度随着高程的增加而呈减少趋势，平均高度也趋于下降，位于丘状地形的顶部的植被普遍覆盖度最低，而在丘状地形间的沟壑，草地往往较为丰盛，因为地形的关系，这些地方往往是地表水和地下水水流汇集地，植物生长的水分条件较为充分，而地点若处于一个相对的阴面，蒸发强度将很大程度地下降，易于水分的保持。

受日照、蒸发量的影响，阴坡的植被覆盖度普遍高于阳坡，据研究表明，进入20世纪90年代以来，锡林浩特草原沙化趋势加剧，流动沙丘的面积每年增加14.3 km2。沙地中植被覆盖度由20世纪60年代的阳坡30%～40%、阴坡60%～70%减少到现在的阳坡10%、阴坡30%～40%。另外受风蚀作用，迎风面草地分布高度较低，背风面高于迎风面。

（五）土壤理化性质

土壤的理化性包括土壤的物理性质和化学性质。土壤的物理特性主要指土壤温度、水分含量及土壤质地和结构等，土壤化学特性主要是指土壤化学组成、有机质的合成和分解、矿质元素的转化和释放、土壤酸碱度等。

为了验证土壤理化性质质对草地退化的影响，在内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区进行了实地调查（详见本节附录“野外调查方法”），调查面积约240km2，定位调查点59个，对研究区内的地形地貌、土壤、水文和植被进行了详细调查。

表4-13 内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区调查点一览表

续表

1.土壤物理性质

（1）质地与结构。

锡盟草原的土壤质地可分为沙土类、壤土类、粘壤土类和粘土类等，沙土土壤保水力小，保肥力低，土温易变化；壤土质地较均匀，粉沙粒较高，通透性好，保水保肥力较低，易干旱、风蚀或沙化；粘壤土质地均匀，保水肥性性能好，抗旱能力强；粘土类质地粘重，结构致密，土壤保水肥能力较强，通透性差。土壤结构有团粒状、粒状、屑粒状、柱状、块状和核状等，对植物出苗和扎根以团粒状土壤最好，粒状、屑粒状、柱状次之，核状和块状土壤不良。

据内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区实地调查结果，该地区土壤以砂土、亚砂土为主，个别地点为轻亚粘土，颗粒相对较粗，沙粒含量较多，土壤团聚性较差，亦发生土壤沙化。

（2）颗粒组成。

覆盖草场表面的土壤是一种性质变化很大的多孔性物质，它的固相组成——土壤的颗粒大小构成土壤骨架，反映了土壤的质地。随着草地退化的加剧，土壤颗粒组成发生变化，黏粒含量趋于减少，砂粒增多。不同粒径对土壤团粒结构形成和保水保肥的贡献不同，黏粒的减少抑制了土壤的膨胀、可塑性及离子交换等物理性质。

据内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区实地调查结果显示，多数地点土壤为砂土或亚砂土，土壤黏粒含量较低，砂粒占优势，土壤易沙化。

（3）含水量。

土壤水分是土壤中最重要的组成物质之一。通常说来，土壤水分的运动与土壤温度相应，要受到入渗、排水、蒸发和根系吸水等过程中大通量的液相干扰。草地退化过程中，土壤含水量下降，尤其是上层（0～20 cm）土壤含水量下降明显。

据内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区实地调查结果，未显示表层土壤含水率与草地退化程度之间的直接关系，但据前人研究结果，低水分土壤（含水率5%～7%）与高水分土壤（含水率8%～10%）对牧草的生长发育状况和产草量有很大影响，结果显示：高水分土壤产草量约为低水分土壤的一倍。而白音希勒牧场调查地点土含水率大都在0.5～5.5之间，含水率相对较低，可视为草原趋于退化的一个相关因素。

（4）容重。

土壤容重体现了土壤的紧实度，与土壤的孔隙度、透气性和渗透率成反比。随着草地退化程度的加剧，土壤容重呈上升趋势。土壤容重的增加必然影响土壤中水分和空气的移动及植物根系的发育。而严重退化阶段0～5 cm土层容重最小。说明潜在沙漠化时下层土壤微生物、动物的扰动作用使土壤变得疏松，容重较小，而严重沙漠化时土壤表层风蚀严重，植被较少，颗粒物的吹失与回落，致使土壤变得松散干燥，容重最小。

据内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区实地调查结果显示，在未退化草地，地面表层（0～5 cm）的土壤容重普遍在1.2～1.5g/cm3之间，最低达0.81g/cm3（PC30调查点，未退化草地）。而随着退化的程度增加，土壤容重呈上升趋势，最大值为2.07 g/cm3（PC36调查点，轻度沙化草地）。

2.土壤的化学性质

酸碱度。土壤的酸碱度是土壤盐基的综合反映，同时与土壤水分含量有关。据前人研究表明，农作物和牧草需要pH7.0～8.5的微碱性土壤，低于或高于此pH值时，植物生长受抑制。

据内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区的实地调查结果显示，绝大多数土壤pH值在7.20～8.64范围内，只在个别地点土壤呈酸性或pH值高于9.0。说明该地区的土壤从pH的角度来说还是比较适宜植物的生长。

（六）土壤养分

土壤养分主要取决于土壤矿物质及有机质的数量和组成。通过对内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区采集的171个土壤样本的元素相关分析，结果显示，全氮、有效氮与总碳含量间呈极其显著的正相关，全氮与有效氮之间也呈显著正相关，说明土壤有机质中均含一定比例的氮素，并且其中一定的比例可以转化为植物可以利用的有效氮。通过对不同深度的土壤元素相关性分析，以51个土壤样本的N元素为例，呈一定的正相关，表明土壤的成土环境相似，成土过程相同，从而导致元素在土壤剖面上的迁移和转化的过程和程度相近。另外分析数据表明，表层土壤的全氮、全磷等元素含量都比较低，属养分条件很差的土壤，是土壤趋于退化的重要表现。通过变异系数分析，171个样本中全氮和全磷含量存在较大的变异性，变异系数分别为73.11%和43.11%，说明土壤有退化趋势，具有退化草场的特征。

表4-14 内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区土壤部分营养元素相关矩阵（样本数=171）

表4-15 内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区不同层次的土壤N元素相关性分析（样本数=57）

1.土壤有机质与营养元素

土壤有机质是土壤肥力的重要物质基础，它直接影响着土壤的理化性质和生物活性，是反映土壤肥力状况和供肥特征的决定性因素。目前，反映土壤有机质状况的指标多种多样，包括有机质数量、活性和腐殖质品质指标等。

土壤中全N含量代表了能提供给植物所需N的最大潜力。随着沙漠化梯度的增加，土壤全N含量呈降低趋势。土壤中有机质的C/N比是一个重要的指标，若C/N比很大则在其矿化作用的最初阶段就不可能对植物产生供N的效果，因为微生物的同化量会超过矿化作用所提供的有效N量，有可能使植物缺 现象更为严重。但若C/N比很小则在其矿化作用一开始就能供应植物所需的有效N量。因此C/N 比对植物的生长有着至关重要的作用。草原沙漠化过程中，土壤C/N比呈增加趋势，说明伴随着土壤C，N的显著下降，质地变粗，植物N素供应不足更为突出。

据蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区内的土壤元素相关性表明，Corg（有机碳）与全N之间存在显著的正相关，171个样本的C/N平均值为9.766，变异系数为60.12%，在空间上的表现并不一致。多数样本的C/N值在7～15范围内波动，个别样本达到40～50，说明在该地区某些地点草地已经开始趋于退化，甚至有土壤沙化的效应。

图4-3 内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区土壤Corg-N相关性（样本数=171）

2.土壤微量元素

生物体是由60多种元素所组成，其中C、H、O、N、Ca、P、Mg、Na等含量较大的元素，称为宏量元素。而占生物体总重量0.01%以下的如Fe、Zn、Cu、Mn、Cr、Se、Mo、Co、F等，为微量元素。微量元素虽然在生物体内的含量不多，但与生物体的生存和健康息息相关。它们的摄入过量、不足或缺乏都会不同程度地引起生物体生理的异常或发生疾病。微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关，能发挥巨大的生理作用。而这些微量元素必须直接或间接地由土壤供给。到目前为止，已被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素有18种，即Fe、Zn、Cu、Mn、Cr、Se、Co、I、Ni、F、Mo、V、Sn、Si、Sr、B、Ru、As等。

对内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区的57处地点的0～20cm表层土壤的B、Mo、Cu、Zn、Fe、Mn等6种微量元素的有效态分析，6种微量元素含量平均值大小顺序为Mn>Fe>Zn>Cu>B>Mo，且Mn和Fe的含量远高于其他4种元素，也远远高出全国均值。另外4种元素的均值均小于全国均值水平。

表4-16 内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区表层土壤6种微量元素有效态含量 单位：μg/g

据锡盟盟志的记载，锡盟土壤的6种微量元素有效态变幅如表4-17所示。

表4-17 锡盟土壤的6种微量元素有效态变幅 单位：×10-6

可以看出，该地区的B、Mo、Zn元素的有效态含量均低于元素缺乏的临界值；另外，该地区的有效Fe和有效Mn的含量，远远超出上述范围，其原因有待进一步探究。

从植物中微量元素的含量分析可以看出，B、Mo、Cu 3种元素含量的均值均在正常范围之内，Zn元素含量略低于正常范围；而Fe和Mn的含量均值远远高出正常含量的范围，这应与土壤中的Fe和Mn的含量过高有一定的关系；另外也不排除植物本身的因素，可能使不同植物间的元素含量有较大差别。

表4-18 内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区植物体中6种微量元素有效态含量 单位：μg/g

植物体内元素含量的变化往往存在相关性，从表4-19中可以看出，Fe和Mn、Fe和Zn、Fe和Cu、Cu和Zn之间存在显著正相关，Fe和Mo、Cu和Mo之间表现为负相关，但不明显，其余元素之间均为正相关。

表4-19 内蒙古锡林浩特白音希勒牧场典型草原区植物体内6种微量元素相关性分析（样本数=57）

针对上述研究结果，该地区的Fe元素和Mn元素过于富集，是否影响该地区的植被演化和退化，有待于进一步调查与监测。

附：野外调查工作方法

一、工作区概况

试验在内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒牧场典型草原区内进行。该区位于东经116°30′～116°45′，北纬43°33′～43°40′，海拔1215 m；属温带半干旱大陆性气候，春季干旱少雨，风大沙多，冬季寒冷而漫长；年均温0℃，气温日较差大，年均降水量300～450 mm，降水变率大，70%的降水集中在7、8、9三个月，年均日照时数2600 h，无霜期170 d左右，年均风速3.2 m/s，大风日数71 d，以4、5月份最为频繁。该区主要植被类型为“大针茅+羊草”典型草原。地带性土壤为栗钙土。锡林河由东向西穿越该区。

二、工作方法

（一）工作总则

校验区基本工作比例尺为1∶50000，基本采样密度为1点/4km2。沿锡林河间隔约20km布置数个横向剖面，每剖面设置3-4个样点。

（二）样点调查

1.植被调查：每样点设置1个（5m×5m）样方，分别测定各样方内的植被覆盖度，优势草种的比例，平均植物株高。并取优势草种样品。

2.土壤调查：每样点挖取1个深50cm的土壤剖面，用洛阳铲分0～10cm、20～30cm、40～50cm分别取样，另在0～10cm用铝盒取土壤原状样。

3.水文调查：收集提取样点附近存在的地表水和地下水样品。

三、数据采集

（一）植被调查与测试

1.植被覆盖度：目测法。

2.优势草种比例：目测法，选择占样方内所有植被70%以上的1～2种优势草种，分别估测其比例。

3.平均植物株高：随机抽取5～10株植物测量其自然高度，取平均值。

4.优势草种样品测试：包括元素全量分析14项：Cd、Pb、Cr、Ni、As、Hg、Cu、Zn、Fe、Mn、B、Mo、Se、F。测定方法采用原子荧光光谱法（AFS）、等离子体光谱法（ICP-OES）、等离子体质谱法（ICP-MS）、离子选择性电极（ISE）等。

（二）土壤调查与测试

1.土壤剖面调查与描述：根据挖取的剖面绘制柱状图，并进行描述。

2.土壤颗粒组成测定：采用筛分法。

3.含水量测定：采用土工试验方法。

4.土壤元素测试

（1）全量分析24项：pH、TOC、N、P、K、Na、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Ni、Pb、Cd、Cr、As、Hg、Si、Al、Se、F。

（2）有效态分析13项：碱解氮、有效磷、速效钾、有效硼、有效钼、有效铜、有效锌、有效铁、有效硅、有效锰、有效硫、交换性钙和交换性镁；

（3）离子交换态分析（含水溶态和离子交换态）1项：Cd、Pb、Cr、Ni、As、Hg、Se。

（4）测定方法采用原子荧光光谱（AFS）、发射光谱法（ES）、等离子体质谱法（ICP-MS）、压片法X-射线荧光光谱（XRF）、离子选择性电极法（ISE）、氧化热解气相色谱法、等离子体光谱法（ICP-OES）、氧化热解电位法等。

（三）水文调查与测试

地表水样与地下水样测试：包括As、Hg、Ni、Pb、Cr、Cd、Cu、F、Se、Zn、N、P、K、Na、Ca、Mg、Cl、等22项离子。测定方法采用等离子质谱（X-series）、原子荧光（AFS-230）、等离子光谱（IRIS）等。

罗湖区最严重的环境污染

自然地理学专业考研

1、专业方向

01海岸带研究

02地貌、地表过程与环境演变

03陆地水文与水生态

04土壤与土地资源研究

05气候与全球变化

06资源生态学

07环境地理与景观生态学

08土地利用/覆被变化

2、考试科目

①101政治

②201英语一或203日语

③361高等数学甲

④813自然地理学

(注：各个学校的专业研究方向、考试科目有所不同，以上以南京大学为例)

3，自然地理学专业院校排名

4，自然地理学课程设置

（1）学位课程

自然辩证法、科学社会主义理论与实践、第一外国语(含专业外语)、资源环境与发展、自然地理研究方法(遥感、GIS应用)、全球变化引论、应用数学;

（2）指定选修课程

城市土地与环境方向：

城市土地学、城市生态学、城市空间结构

旅游生态方向：

景观生态学、旅游生态设计、生态旅游

地理信息系统方向：

地理信息系统原理、数字图像处理、遥感地学分析

环境生态方向：

环境生态学、生态设计原理、生态环境评价与规划

旅游资源与环境方向：

景观生态学原理及应用、旅游生态设计、区域发展与旅游规划

（3）任意选修课程

城市土地规划实践、生态设计案例分析、城市空间重组与区域发展、房地产估价、城市可持续发展、旅游市场营销、城市环境评价、城市生态景观、程序设计原理、全球定位系统、环境演变与环境问题、流域生态学、环境地学、环境生态信息系统、区域发展研究、旅游市场营销、科学与思维、旅游经济学、、城市环境评价、可持续发展导论。

5，专业介绍

（1）学科简介

自然地理学是一门研究自然地理环境的组成、结构、空间分异特征、形成与发展变化规律、以及人与环境相互关系的学科。在地理学的学科体系中，自然地理学与人文地理学一道，属于地理学的二级学科。作为一门课程，自然地理学是高等院校地理科学、地理教育、地理信息系统等专业核心性的专业基础课;也是农学、林学、环境科学、大气科学、地质学等相关专业的主要基础课之一。

（2）专业培养目标

培养具有地球表层系统科学研究能力、坚定的爱国主义思想、高尚的道德品质、朴实的作风与较深的文化素质修养的研究、教育、规划与管理专家。

硕士学位：掌握自然地理学及有关学科的基础理论知识和野外工作及实验技术，了解本领域的研究动态，基本上能独立开展与本学科有关的研究和教学工作。

博士学位：博士学位获得者应系统掌握自然地理学有关学科的基本理论，具有宽广和坚实的基础、野外工作能力和基本实验操作技术，熟悉本学科的发展历史、现状和最新动态，能独立承担与本学科有关的研究课题及教学工作。学位论文应是研究生本人的原始研究成果，要求具有重要的学术意义和较高的创新性。

请问目前研究气候变化的主要方法有哪些？能详细就详细点~谢谢

空气污染状况调查

发表日期：2004年5月12日 出处：课程资料摘编 已经有811位读者读过此文

空气污染状况调查

1、什么是大气污染？在干洁的大气中，微量气体的组成是微不足道的。但是在一定范围的大气中，出现了原来没有的微量物质，其数量和持续时间，都有可能对人、动物、植物及物品、材料产生不利影响和危害。当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象叫做大气污染。造成大气污染的原因，既有自然因素又有人为因素，自然因素包括火山爆发、地震、森林火灾等产生的烟尘、硫氧化物、氮氧化物等。尤其是人为因素，如工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。随着人类经济活动和生产的迅速发展，在大量消耗能源的同时，同时也将大量的废气、烟尘物质排入大气，严重影响了大气环境的质量，特别是在人口稠密的城市和工业区域。所谓干洁空气是指在自然状态下的大气（由混合气体、水气和杂质组成）除去水气和杂质的空气，其主要成分是氮气，占78.09%；氧气，占20.94%；氩，占0.93%；其它各种含量不到0.1%的微量气体(如氖、氦、二氧化碳、氪)。

2、排放到空气中的污染物质可分为几类：（1）、粉尘类（如煤烟、沙尘等）；（2）、金属类（如铁、铝等）；（3）、湿雾类（如油雾、酸雾等）；（4）、有害气体类（如二氧化碳、二氧化硫、一氧化氮等）。从污染发展的历史看，可分为二氧化碳、烟尘污染；二氧化硫、金属污染和光化学污染三个时期。

粉尘污染是人类健康的大敌。其中直径0。5——5微米之间的飘尘对人的危害最大，它可以直接到达肺细胞组织而沉积，并进入血液送往全身，粉尘粒子表面有各种有毒物质，进入人体后可引起呼吸道、心肺等方面的疾病。 释放到大气中的二氧化硫往往与水气结合变成硫酸烟雾，有很强的腐蚀性。例少量二氧化硫气体能影响植物的生活机能，水稻扬花时受到一次熏气，产量就下降85。9%。工业和汽车排放的一氧化碳是远无色无味的有毒气体，可在大气中保持两三年，是一种数量大、累积性强的毒气。汽车排放的废气，70%左右是一氧化碳，此外还有氮氧化物、硫氧化物、碳氧化物、铅及多种致癌、致畸物质。汽车和工厂排出的氮氧化物和碳化氢经太阳紫外线照射后能生成一种有毒的光化学烟雾，强烈刺激人的眼睛和鼻喉。光化学烟雾是一种刺激性的浅蓝色的混合型烟雾，其组成比较复杂，主要是臭氧、此外还有氮的氧化物和过氧酰基硝酸酯、某些醛类和酮类等。主要是不合理的燃烧所产生的氮的氧化物和碳氢化合物等污染物在阳光照射下，发生光化学反应而形成的二次污染物引起的。

被排放到大气中的有害物质还包括许多有毒重金属，如铅、镉、锌、铬、汞等。它们进入人体后可引起心血管、中枢神经、呼吸系统等方面的慢和癌症。大气污染对儿童的身心健康危害尤其严重，污染区的儿童不仅发育缓慢，反应迟钝，智力下降，而且患病率比正常地区的儿童高2——6倍。

空气污染还包括了由病毒、细菌等引起的生物性污染。，它会导致产生很多疾病。又例如恶臭是一种公害，一些纸浆厂、人造纤维厂、皮革厂、橡胶厂等，以及臭河沟、下水道等散发出来的含硫化氢的臭鸡蛋气味，硫醇类化合物的烂洋葱气味，城市公厕、郊区的垃圾堆肥发出的阵阵令人恶心的吲哚类的粪臭。恶臭不仅难闻，而且对人体呼吸、循环、消化、内分泌、神经等系统也有一定的影响，可引起恶心、呕吐、头痛、咳嗽、厌食、神经过敏等，

3、我国空气污染的现状：全世界有 10 亿多城市人口健康受到空气污染的威胁。据世界卫生组织估计，到 2020 年全世界死于空气污染的人数将达到 800 万。我国 11 个最大城市中，空气中的烟尘和细颗粒物每年使 5 万人夭折，40 万人感染上慢性支气管炎。在一定程度上，城市生活正在背离人们所追求的健康目标。（1）二氧化硫排放现状 ：随着我国经济的快速发展，煤炭消耗量不断增加。全国煤炭消耗量从1990年的9.8亿吨增加到1995年的12.8亿吨，二氧化硫排放总量随着煤炭消费量的增长而急剧增加。到1995年全国二氧化硫排放总量达到2370万吨。在各类二氧化硫排放源中，电厂和工业锅炉排放量占到70%，成为排放大户，各类污染源排放二氧化硫的百分比构成如下：民用灶具12%、工业窑炉11%、工业锅炉34%、电站锅炉35%、其他8%。（2）烟尘、粉尘排放现状：1995年全国燃煤排放的烟尘总量为1478万吨，其中火电厂和工业锅炉排放量占70%以上。在火电厂排放中，地方电厂由于基本上使用的是低效除尘器，吨煤排放烟尘是国家电厂的5~10倍，其排放量占到电厂总排放量的65%。1995年全国工业粉尘排放量约为639万吨.其中.钢铁生产排尘占总量的15%，水泥生产排尘占总量的70%。在水泥生产排尘中，地方水泥厂排尘占到80%，成为工业12尘的主要排放源。近年来，乡镇工业发展迅速口1996年全国乡镇工业污染源调查结果表明，1995年全国乡镇工业二氧化硫、烟尘和工业粉尘排放量分别占当年全国工业二氧化硫、烟尘和工业粉尘排放莹的28.2%、54.2%和68.3%。乡镇工业污染物排放已成为我国环境污染的重要因素。（3）机动车排气污染现状：自80年代以后，受经济增长的推动，我国机动车数量增长迅速。到1995年，全国汽车保有量已超过1050万辆，比1990年增加420万辆3汽车排放的氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物排放总量逐年上升。由于城市人口密集，交通运输量相对大，机动车排气污染在城市大气污染中所占比例也不断上升。

4、我国城市空气污染情况：据全国88个城市统汁，（1）1995年有80%以上的城市大气中总悬浮颗粒物浓度超过国家二级大气环境质量标准，北方城市超标率高于南方城市，达到95%。（2）二氧化硫超标城市占统计城市的58%。二氧化硫污染严重城市一是以贵阳、重庆为代表的西南高硫煤地区的城市，二是以煤炭消耗量大的山东、山西、河北、辽宁等北方地区，尤以冬季采暖季节最为突出。来自城市居民炉灶和商业饮食业燃煤大灶的二氧化硫低空源对城市大气环境质量的影响不容忽视，这类源对城市环境质量影响更明显。据重庆市研究表明，民用燃煤污染对城市近地空气二氧化硫浓度的贡献率为80%左右。（3） “八五”期间城市氮氧化物污染呈上升趋势，各主要大城市表现相对突出，超标率为37%，其中以广州和北京为主，其次是上海、鞍山、武汉、郑州、沈阳、兰州、大连、杭州等城市。（4）近年来许多城市交通干线两侧一氧化碳超标严重，如北京市三环路内30条街道路中心和人行道大气中的一氧化碳均100%超标，上海市15个交通路口一氧化碳浓度比对照点高6倍，均超过国家三级标准；天津市区主要交通干线一氧化碳超标几倍至十几倍；长沙市干道中心点一氧化碳超标4倍，年超标率为40%。 1998 年北京市机动车拥有量达到 132 万辆，空气中 80% 的 CO 来自机动车排放。1999 年北京市采取限令机动车达标排放的行动，目前北京的大气环境已经得到较为明显的改善。

5、沙尘污染：《气候与环境研究》近期刊出对中国北方 15 个大城市监测结果，并进行了分析。结果表明：北方大型城市（北京除外）大气中的首要污染物是总悬浮颗粒物，年平均发生频数在 70%～100% 之间。主要来自尘暴和本地粉尘污染，本地尘即施工扬尘占 30% 以上，主要来自拆迁工地、建筑工地和市政管线工地。近几年来，我国沙尘暴呈现增加之势。2000 年，我国北方地区连续出现 10 余次沙尘暴、扬沙和浮尘天气，给交通运输、人民生活环境带来了不利的影响。世纪之交（去年 12 月 31 日和今年元月 1 日），甘肃省河西走廊又出现强沙尘暴，兰州市出现浮尘。今年 3 月底以前，甘肃河西走廊和内蒙西部已出现沙尘天气 9 次之多。3 月中旬，南京市也出现沙尘天气，引起人们的恐慌。

沙尘暴多发生在春季的 3～5 月，以午后为多，其伸展高度一般为 1000～2500 米，严重时可达 2500～3200 米。沙尘暴的发生一般需要强劲的风力、丰富的沙尘源和不稳定的空气层结 3 个条件。裸露地表富有松散、干燥的沙尘是沙尘暴形成的物质基础；足够强劲持久的风力和不稳定的空气层结是沙尘暴形成的必要气象动力和热力条件。中国北方存在四个主要沙尘暴源区：河西走廊及阿拉善高原区、内蒙古中部农牧交错带及草原区、塔克拉玛干沙漠周边区、蒙陕宁长城沿线旱作农业区。人类控制天气的能力还很有限，减缓沙尘暴灾害频度与强度的关键在于搞好地面的生态保护与建设，特别是地表植被的保护。当前主要要停止导致生态环境继续恶化的生产活动，同时应当遵循自然规律，恢复和重建退化的生态系统。

6、二氧化碳与温室效应：少量二氧化碳对人和动植物没有大的危害，大量时也会产生危害，同时是主要的温室气体。所谓温室效应，就是指太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的玻璃，使地球变成了一个大暖房。除二氧化碳外，对产生温室效应重要作用的气体还有甲烷、臭氧、氯氟烃以及水气等。

二氧化碳等气体能够将太阳照射到地球上的热量保留在大气层中并影响太阳辐射。成千上万的科学家今年发表的一项研究表明，在本世纪，全球的平均气温将升高 1.4 至 5.8 摄氏度。 温室效应越来越被人们所认识到，全球变暖愈来愈被人们所感觉到。

但全球变暖给人类带来的经济损失或额外经济负担究竟有多大？联合国环境规划署 2 月 3 日公布的一份报告说，如果对温室气体的排放不采取“猛砍”的措施，那么从现到 2050 年的 50 年里，每年将给全球造成的经济损失最多可达 3000 亿美元。这一数字将是今天全球变暖损失的 7.5 倍，将占一些沿海国家财富的 10% 多。联合国环境规划署的这份报告说，到 2050 年，全球二氧化碳的排放量将是工业时代前的两倍。报告说：“如果对二氧化碳和其他与‘温室效应’有关的气体的排放不采取紧急的限制措施，那么全球变暖每年给全球造成的损失以千亿美元计算。”报告估计：“频繁的热带旋风、水平面上升造成土地减少和渔业、农业及水力资源的破坏，每年造成的损失将约达 3042 亿美元。”

全球变暖使动植物面临生存危机。世界自然保护基金会近日在此间发表报告说，如果全球变暖的趋势得不到有效遏制，到 2100 年全世界将有 1/3 的动植物栖息地发生根本性的改变，这将导致大量物种因不能适应新的生存环境而灭绝。按照通常的估计，今后 100 年里地球大气二氧化碳浓度将增加 1 倍。由此引起的气温升高、两极冰冠消融、海平面升高等现象，将使许多动植物无法继续在原来的栖息地生存，不得不为寻找合适的栖身之所进行迁徙。如果某物种迁徙的速度跟不上环境变化的速度，这个物种就有灭绝的危险。在部分地区，一些植物的迁徙速度必须超过它们在地球上一个冰河期时迁徙速度的 10 倍才能生存。由于全球变暖，哥斯达黎加的蜍可能已经灭绝；苏格兰大山雀和墨西哥松鸦今年的繁殖期提前；整个欧洲范围内的蝴蝶都在向北迁徙；北极熊、海象和北美驯鹿等生活在北极地区的哺乳动物，已经明显遭受到海冰减少和冻土、苔原地区气温升高带来的不利影响。随着全球气候变暖，那些目前生活在孤立、零碎的小块栖息地里的生物，如埃塞俄比亚的珍稀狒狒、澳大利亚山区的小负鼠、墨西哥王蝶等将面临最大的生存危机，美国纽约州的大多数北方云杉和冷杉林将消失。在侥幸保留下来的小块栖息地里，可能有多达 20% 的物种将会灭绝，特别是在生态系统较为脆弱的美国阿拉斯加州北部、澳大利亚东南部等地尤为如此。

全球气候的变暖对人类健康是有直接或间接的影响。对地球升温最为敏感的当属一些居住在中纬度地区的人们，暑热天数延长以及高温高湿天气直接威胁着他们的健康，1995 年的夏季热浪造成全世界许多大城市出现了死亡率特别高的现象；与此同时，气温增暖，“城市热岛”效应和空气污染更为显著，又给许多疾病的繁殖、传播提供了更为适宜的温床。温室气体的排放是地球升温的最主要的因素，而温室气体中的氟氯烃为主的气体对臭氧层有较大的破坏性，这样就导致阳光中的紫外线辐射的增加，有可能提高皮肤癌、白内障和雪盲的发病率。世界卫生组织曾在一份预测中指出：“非黑色素瘤皮肤癌的发生率在 2050 年后可增加 6%—35%；南半球的上升率要更高一些，因为那里总的臭氧消耗量更大。”气候变暖对人类健康也并非毫无益处。自 80 年代以来，世界各地“暖冬”的年份都普遍增多。冬季气候变暖，对气管炎、支气管炎、风湿和类风湿病以及心脑血管方面疾病的预防和治疗，无疑是益大于弊的。

7、酸雨与危害：温室效应、臭氧层破坏和酸雨是当今全球性的三大环境问题。酸雨是造成全球性环境污染的又一个元凶，它是大气污染后产生的酸性沉降物。酸雨的形成是一种复杂的大气化学和大气物理现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸。工业生产、民用生活燃烧煤炭排放的二氧化硫，燃烧石油以及汽车尾气排放的氮氧化物等，经过“云内形成雨过程”，即水气凝结在硫酸根、硝酸根等凝结核上，发生液相氧化反应，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴；又经过“云下冲刷过程”，即含酸雨滴在下降过程中不断合并、吸附、冲刷其它含酸雨滴和含酸气体，形成较大雨滴，最后落到地面上，形成了酸雨。酸雨酸度过高，PH值降到5。6以下时，就会产生严重危害。它可以直接大片森林死亡，农作物枯萎；也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤粒子的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化；还可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中，毒害鱼类；加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程；还可危及人体健康。控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放。

8、空气质量日报的有关概念：

（1）什么空气污染指数API？空气污染指数是由某一项污染物的周日平均浓度与空气污染指数分级浓度限值比较计算得到。空气污染指数小于50，说明空气量良好，污染物浓度小于环境空气质量标准中的一级标准限值，符合自然保护区、风景名胜区等一些需要特殊保护地区的空气质量要求；空气污染指数小于100，表明空气质量一般，污染物浓度小于环境空气质量标准中的二级标准限值，符合城镇居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区的空气质量要求；空气污染指数小于200，表明污染物浓度小于环境空气质量三级标准限值，为特定工业区所要求的空气质量；空气污染指数大于200，表明空气质量超过环境空气质量三级 标准的限值，说明空气质量较差。

（2）首要污染物：

A总悬浮颗粒物(TSP)：指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物。

B可吸入颗粒物(PM10)：指悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物。

C氮氧化物(以NO2计)：指空气中主要以一氧化氮和二氧化氮形式存在的氮的氧化物。

D、铅(Pb)：指存在于总悬浮颗粒物中的铅及其化合物。

E、苯并〔a〕芘(B〔a〕P)：指存在于可吸入颗粒物中的苯并〔a〕芘。

F、 氟化物(以F计)：以气态及颗粒态形式存在的无机氟化物。

（3）环境空气质量功能区分类：一类区为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区。二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区。三类区为特定工业区。

（4）环境空气质量标准分级：环境空气质量标准分为三级，一类区执行一级标准；二类区执行二级标准；三类区执行三级标准。第一级标准是为保护广大自然生态和舒适美好的生活条件要求而应达到的水平. 第二级标准是为保护广大人民健康和城市生态应达到的水平；第三级标准是为大气污染状况已经比较严重的工业城镇或工业区制定的过渡性管理标准，是保护大多数人的健康和城市一般的植物需要应达到的水平。

（5）附：主要污染物的日平均浓度限值

主要污染物名称 浓度限值 浓度单位

一级标准 二级标准 三级标准

二氧化硫 SO2 0.05 0.15 0.25

总悬浮颗粒物TSP 0.12 0.30 0.50

可吸入颗粒物PM10 0.05 0.15 0.25

氮氧化物 NOx 0.10 0.10 0.15 mg/m3 (标准状态)

二氧化氮 NO2 0.08 0.08 0.12

一氧化碳CO 4.00 4.00 6.00

。。。。。

注：日平均：指任何一日的平均浓度。

9、吸烟的危害：烟草中含有约1200种化合物，其中绝大数对人有害，仅致癌物质就有30种。烟草中的致癌物质吸入后，在呼吸道和消化道中积聚，长期刺激，会发生癌变。吸烟者患肺癌的人数10倍于不吸烟者。吸烟越早，肺癌的发生越早，所以青少年吸烟的危害更大。吸烟不仅害已，而且还会造成公害。在家中和公共场所吸烟，会造成烟雾腾腾的污染环境，使不吸烟的人也受到危害，人在烟雾中呆上一个小时，等于吸了一支烟。为了维护公共卫生，遵守社会公德，不应在公共场所吸烟。

研究气候变化影响的方法，通常有三类。（1）实验室模拟或现场观测实验方法；（2）历史相似或类比法；（3）在计算机上进行的数值模拟和预测的方法。以下将分别介绍（1）和（3）两类方法的进展。

3.1实验室及现场观测实验研究

为进行实验研究，首先建立和发展了各种实验模拟装置和技术，其中包括生物遗传控制技术、控制环境装置和技术，开顶式气候室、天然CO2场等，近年来得到迅速发展(刘世荣等，1996)。借助这些装置可以在人工模拟CO2增加的大气环境中对植物或作物的生理、生长的变化进行研究，或者在一定的控制条件下，在实验室或野外进行实验，或观测，以研究种群生长与竞争，群落结构与生产力，甚至生态系统的功能等。比如，在开顶式CO2浓度倍增的培养室中，对植物的生态、生理、生化及形态变化进行研究，分析植物对CO2倍增的反应机理等。

为了在野外进行实验研究，已发展了各种野外观测技术，如用红外分析方法并配置附加气路、电路系统，同步进行农田小气候观测和作物生长发育观测(于沪宁等，1993，于沪宁，1993)。已初步建立了测定土壤—植被系统温室气体排放通量的方法，对中国典型的陆地生态系统(包括农田、森林、草地等)的温室气体排放通量和扩散规律进行了长期的野外定位观测，对CO2通量进行了细致的观测研究。为了探讨CO2浓度增加对作物生产力的直接效应，在不同地力的农田，于冬小麦和夏玉米旺盛生长期放CO2气体，使作用群体冠层中保持空气CO2浓度倍增，用红外CO2分析系统监测CO2浓度，设置CO2释放系统以调节控制试验小区的CO2浓度，同时观测作物生长发育与产量效应。此外，为了解生态系统或生命带对CO2浓度变化的响应，近年来，许多单位还开展了不同波段的遥感观测，正在建立CO2监测网络。

3.2模式研究

使用计算机进行数值模拟和预测研究，近年来得到了迅速发展，这类方法为气候变化及其影响研究的定量化提供了最科学最有效和最理想的方法。目前，研究农业、林业、水资源或自然生态系统对全球气候变化响应的模式可概括为静态的，或经验统计模式，和动态的或过程模式两种类型。?

3.2.1经验—统计模式

该模式是建立在气候与植被、作物、水资源等暴露单位之间非动态的经验或统计关系基础上的数学模型。为研究对暴露单位的影响，需选择当前和未来气候、环境和社会经济基准，并进行比较而得。其中，对未来气候情景或构想的选择有三种方式，一种是综合构想，即给出未来增暖(如1.0℃-4.0℃)或降水变化的统一假定，这是一种最简单或有些主观的方式；第二种方式为相似(包括时间和空间)构想；第三种方式为全球环流(又包括平衡和瞬变)模式构想,这是目前模拟全球气候物理过程唯一较可靠的工具，但鉴于模式有许多不确定性，各类模式间模拟或预测结果仍有很大差别，理所当然所得结果也必然千差万别，因此，这种方式只能说是有发展前途的方式。在我国早期的研究多采用综合构想法，近年来，利用我国历史气候的优势与特色，相似构想法以及利用全球环流或区域气候平衡模式构想法，已取得许多系统成果。此外，各种暴露单位或专业的经验—统计模式，如植被、农业、林业、水资源等模式得到了迅速发展。 在生态环境方面，张新时，周广胜等(1993)引进了Holdridge生命带模型，利用综合构想法研究了未来气候条件下中国及青藏高原植被的演变趋势。同时建立了植被第一性生产力模型(周广胜等，1995)。陈育峰、李克让(1996)在GIS的支持下采用9个综合性气候参数并将土壤作为气候—植被响应关系的限制性因素，建立了中国气候—植被响应模式，提高了模式精度，同时采用全球环境平衡模式构想法提供的网格点上的估算值，研究了对中国主要植被类型的面积、水平和垂直分布的影响。?

在农业方面，我国许多科学家利用综合构想法及各类作物模式研究了气候变化对作物和农业的影响。近年来，林而达等(1996)研制了中国随机天气模拟模型，可根据GCMs提供的年、季或月值生成作物模型及主要草地类型的模型所需的气候情景下逐日最高最低气温、太阳辐射和降水量，从而研究了全球气候变化对中国未来主要农作物和畜产量的影响。?

在林业方面，徐德应、刘世荣、郭泉水等(1997)通过构建的各树种地理分布的生态气候信息库、应用生态信息系统软件及森林生产力与气候环境变量的相关模型，采用全球环流平衡模式构想法研究了气候变化对中国主要造林树种和森林生产力的影响。?

在水资源方面，刘春蓁等(1997)研制了三类不同的随机天气模型、不同气候区的流域水文模型和水资源供需综合评价模型，利用7个平衡GCMs输出的未来气候情景评价了气候变化对我国主要流域水文和水资源的影响。

3.2.2过程模式

过程或动力学模式是指以过程为基础，使用已确定的物理定律和理论来表达气候和一个暴露单位之间相互作用的动力学。过程模式考虑的因素较多，较细微。通常，用过程模式进行影响和预测研究比经验—统计模式的基础更扎实。但主要问题是对模式的检验或模拟未来的影响所需输入的资料要求较高，目前的过程模式只限于一些小范围的空间点，有待向更大范围或区域发展。在我国，已经引进或发展了许多过程或动力学模式，并取得初步成果。?

CERES、SPUR林窗动态模型是分析森林群落对气候变化敏感性的一种有效工具，它能够揭示气候变化过程中森林群落的组织和生物量的变化及演替，模型考虑了光照、温度、水分对树木生长的影响，包含了从种子发芽、生长到死亡的全过程(陈育峰，李克让，1996)。林窗模型在机制上符合逻辑，在结构上修改灵活，在建立上参数估计容易，在输出上有多样化选择，林窗动态模拟的结果可以用来揭示森林生态系统漫长而又复杂的动态过程，可用来试验人为干拢对森林结构及其变化的影响，检验森林演替理论或假说(邵国凡等，1995。)在我国先后由延晓东、赵士洞(1995)建立了长白山森林的林窗模型、邵国凡、赵士洞等(1995)和吴正方、邓慧平(1996)构建了东北阔叶红松林林窗模型,陈育峰、李克让(1996)建立了四川紫果云杉林窗模型，取得了初步成果。值得指出的是，林窗模型本来只是为模拟森林树木动态过程而建立的，近年来已被推广应用到草原和灌丛动态模拟上，在模拟草原动态过程时，特别强调了地下竞争过程(邵国凡等，1996)?

项斌等(1996)在研究紫花苜蓿在CO2倍增下的光合作用、蒸腾作用、气孔导度、水分利用效率的生态生理变化，并在此基础上对紫花苜蓿进行了生态生理过程模型化的研究。肖向明等(1996)应用Century生态系统过程模型模拟了内蒙古草原在1980-1989年的生物量动态，估算了物候变化和CO2倍增对典型草原初级生产力和土壤有机质含量的影响。高琼等(1996)运用空间仿真的方法对东北松嫩平原碱化草地景观动态进行了模拟，在当前的气候条件下，模型的输出结果与观测到的1989-1993年在Ihm2样地内的班块分布动态非常吻合。?

潘学标等(1996)构建了一个棉花生长发肓动态模型(COTGROW)，该模型是应用作物模型的理论与方法，融气候土壤环境条件和栽培管理措施为一体的模型，它以逐日气候条件为驱动变量，以土壤条件为基础，以栽培措施为影响因素，以碳素平衡为核心，综合考虑土壤、植株的水分和矿质营养平衡共同对棉株生长发肓、形态发生与脱落和产量、品质形成的影响，该模型亦可模拟CO2浓度变化对产量的影响。?

值得指出的是上述动态模型，多数并未考虑过程的反馈机制和相互作用。季劲钧(1996)把陆地表面大气、植被与土壤之间的物理过程和植物的生理生态过程结合起来，建立了一个植被与大气之间双向的相互作用的过程模式。其中，大气一植被相互作用模式是将植物生长机理性模型与大气—植被土壤物理传输模型(即陆面过程模式)相耦合而构成。陆面过程模式包含了发生在大气、植被与土壤之间的能量和水分输送过程，它们将随着植物生长的年变化而改变其强度和分配。植物生长模型中有光合、呼吸过程、干物质在各组织中的分配和凋落物的分解等。这些过程随大气与植被土壤温湿状况、光合有效辐射和大气中的CO2浓度而变化。应用该模型已模拟了温带针阔混交林生物量、CO2、能量和水分通量的年变化，具有较强的模拟能力。如与区域气候模式相嵌套，亦可预测气候变化的区域影响。这是一类具有发展前景的动力学耦合模型。