環(huán)境地質(zhì)學(xué)指導(dǎo)

1、緒論1.1 環(huán)境地質(zhì)學(xué)的研究對象與任務(wù)隨著地球環(huán)境的日益惡化和自然災(zāi)害的頻繁發(fā)生，人們已經(jīng)認(rèn)識到所有的環(huán)境問題都與地質(zhì)環(huán)境密切相關(guān)。一方面，大地構(gòu)造循環(huán)、巖石循環(huán)、地球化學(xué)循環(huán)、水循環(huán)對大陸和海洋的分布和全球氣候變化起決定行作用，控制著地貌、巖石、礦務(wù)、土壤、水體的空間分布（舉例，海陸的變遷、青藏高原的隆起對東亞氣候的影響）另一方面，人類的生存離不開地質(zhì)環(huán)境，人類的活動又在改變著地質(zhì)環(huán)境，如CO2的的濃度與氣溫的關(guān)系、氣溫升高對降雨量。冰川河流的影響土地荒漠化沙塵暴環(huán)境地質(zhì)學(xué)是地質(zhì)科學(xué)中一門新興的分支學(xué)科，也是環(huán)境科學(xué)的重要組成部分它是應(yīng)用地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)以及其它學(xué)科的理論與方法，研究地質(zhì)環(huán)

2、境的基本特征、功能和演變規(guī)律及其與人類活動之間的相互作用、相互制約的關(guān)系。其研究對象是人類社會與地質(zhì)環(huán)境組成的復(fù)雜系統(tǒng)，環(huán)境地質(zhì)學(xué)的任務(wù)是在分析地質(zhì)環(huán)境組成要素的特征和變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，研究人類關(guān)系與環(huán)境的相互關(guān)系，揭示環(huán)境地質(zhì)問題的發(fā)生。發(fā)展和演化趨勢，全面評價地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量，提出地質(zhì)環(huán)境合理開發(fā)，利用和保護(hù)的對策與方法，為實(shí)現(xiàn)人類社會、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。二、環(huán)境地質(zhì)學(xué)的研究內(nèi)容環(huán)境地質(zhì)學(xué)應(yīng)屬于應(yīng)用地質(zhì)學(xué)，研究內(nèi)容十分廣泛，一切與人類有關(guān)的地質(zhì)環(huán)境問題都屬于環(huán)境地質(zhì)學(xué)的研究范疇，主要研究內(nèi)容又：全球變化的研究主要研究海洋大氣陸地的相互作用，其中第四紀(jì)古氣候的變化研究是研究的重點(diǎn)。例

3、如中國的黃土和紅土的研究2、區(qū)域環(huán)境地質(zhì)問題的研究包括區(qū)域環(huán)境調(diào)查、評價和預(yù)測，是環(huán)境地質(zhì)工作服務(wù)于國土整治和環(huán)境保護(hù)的基本手段。比如對一地區(qū)的生態(tài)地球化學(xué)的研究、一地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查與區(qū)劃等。3、資源開發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題研究研究各種資源（礦產(chǎn)資源。水土資源、生物資源、風(fēng)景資源等）的分布格局及其與地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系、研究資源的可開采性和可利用性以及資源開發(fā)利用對生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量循環(huán)的影響（例如礦產(chǎn)開發(fā)對環(huán)境的破壞，九寨、黃龍的水）4、地質(zhì)災(zāi)害研究與防治 地質(zhì)災(zāi)害的類型及其成災(zāi)機(jī)制，開展地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險性和危險性評價，建立地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，制定防災(zāi)措施（地質(zhì)災(zāi)害的類型、評價，舉例）5、城市環(huán)境

4、地質(zhì)研究“三廢”污染。水資源的枯竭，地面的沉降，地裂縫的產(chǎn)生等，還有人類的工程活動對城市地質(zhì)環(huán)境的影響（比如修建地鐵等）6、重大工程建設(shè)的環(huán)境地質(zhì)研究重大人類的工程建設(shè)可誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害和地質(zhì)環(huán)境問題（修建水庫對庫區(qū)周圍環(huán)境的影響和誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的情況）7、醫(yī)學(xué)地質(zhì)環(huán)境的研究8、生態(tài)環(huán)境地質(zhì)研究生態(tài)環(huán)境地質(zhì)的研究是資源規(guī)劃與管理的基礎(chǔ)，研究內(nèi)容具有綜合性，包括地質(zhì)環(huán)境的狀態(tài)性質(zhì)、生態(tài)地質(zhì)環(huán)境對人類生存的制約作用，地質(zhì)環(huán)境的變化對生態(tài)系統(tǒng)平衡的影響和作用，人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的影響。9、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在環(huán)境地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用 計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信、衛(wèi)星遙感（RS）/全球定位系統(tǒng)（GPS）/地理信息系統(tǒng)（GIS）/

5、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、海量數(shù)據(jù)存儲等高新技術(shù)的發(fā)展，為地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸、管理、分析和可視化提供極大的方便。例如利用這些先進(jìn)科學(xué)技術(shù)已經(jīng)建立了全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、地震災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)、全球陸地觀測系統(tǒng)等。利用先進(jìn)技術(shù)處理城市垃圾、進(jìn)行核輻射防護(hù)、處理地下水和土壤污染、開展礦山環(huán)境綜合整治等。三、環(huán)境地質(zhì)學(xué)的分支學(xué)科目前環(huán)境地質(zhì)學(xué)還沒形成系統(tǒng)的學(xué)科體系，作為一門綜合性的科學(xué)，正向許多新的分支學(xué)科發(fā)展。根據(jù)研究對象、內(nèi)容的差異，及學(xué)科的特點(diǎn)，可將環(huán)境地質(zhì)學(xué)分為：理論環(huán)境地質(zhì)學(xué)、綜合環(huán)境地質(zhì)學(xué)、部門環(huán)境地質(zhì)學(xué)、災(zāi)害地質(zhì)學(xué)、社會環(huán)境地質(zhì)學(xué)、環(huán)境地質(zhì)技術(shù)方法等。從應(yīng)用方面來分，是比較成熟的，主要有：環(huán)境水文地質(zhì)

6、學(xué)、環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)、環(huán)境地球化學(xué)、災(zāi)害地質(zhì)學(xué)、城市環(huán)境地質(zhì)學(xué)、礦山環(huán)境地質(zhì)學(xué)、農(nóng)業(yè)環(huán)境地質(zhì)學(xué)等。其實(shí)這只是從不同的角度的分類，而實(shí)際上環(huán)境地質(zhì)學(xué)是一個復(fù)雜的綜合的、交叉的學(xué)科，是不能將其分清的。當(dāng)然隨著學(xué)科的不斷發(fā)展，向環(huán)境科學(xué)的交叉滲透、環(huán)境地質(zhì)學(xué)的學(xué)科體系正在不斷的充實(shí)和完善。一方面學(xué)科的交叉滲透程度日益提高，另一方面也不斷的細(xì)化，如許多重大環(huán)境地質(zhì)問題、區(qū)域穩(wěn)定評價、滑坡、泥石流。誘發(fā)地震、地面沉降、海水入侵。巖溶塌陷等都形成專門的學(xué)科體系。 第2章 環(huán)境地質(zhì)學(xué)的基本理論問題2.1 地質(zhì)環(huán)境的內(nèi)涵與基本特征地質(zhì)環(huán)境主要是指巖石圈及其表層風(fēng)化產(chǎn)物，包括地球巖石圈和表層風(fēng)化層兩部分的地質(zhì)體的

7、組成、結(jié)構(gòu)和各類地質(zhì)作用與現(xiàn)象。因此它是一個具有一定空間概念的客觀實(shí)體，既有物質(zhì)組成，也有地質(zhì)結(jié)構(gòu)和動力作用三個基本要素。 當(dāng)然它又與其周圍的環(huán)境：大氣、水、生物甚至宇宙空間也有密切的關(guān)系，與大氣圈、水圈和生物圈及宇宙環(huán)境進(jìn)行著密切的物質(zhì)交換和能量交換，這個過程也就是地質(zhì)環(huán)境內(nèi)涵中的動力作用。因此，廣義而言，地質(zhì)環(huán)境的空間范圍包括巖石圈、水圈、生物圈和大氣圈的下部。對于地質(zhì)環(huán)境的范圍的界定有兩種意見： 1）從地表或者巖石圈的表層到人類活動對環(huán)境影響的深度范圍，也就是人類的科學(xué)技術(shù)水平和生長能力所能到達(dá)的地殼的某一深度。 2）從環(huán)境對人類和其它生物的適宜性來衡量，其下限到達(dá)與區(qū)域地殼穩(wěn)定程度有關(guān)

8、的地殼深部甚至地幔。地質(zhì)環(huán)境是人類生存和發(fā)展的基本場所，它對人類的作用主要為：1、地質(zhì)資源的開發(fā) 2、地質(zhì)體的利用地質(zhì)環(huán)境對人類的作用的過程也是人類活動對地質(zhì)環(huán)境的影響的過程，從而地質(zhì)環(huán)境對人類活動的干擾則表現(xiàn)出兩種不同的反應(yīng)趨勢良性反應(yīng)（稱為正環(huán)境效應(yīng)），惡性反應(yīng)（稱為負(fù)環(huán)境效應(yīng)）；二、地質(zhì)環(huán)境的基本特征主要包括：地質(zhì)環(huán)境的容量、地質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量、地質(zhì)環(huán)境的相容性、地質(zhì)環(huán)境的反饋?zhàn)饔?。（一）地質(zhì)環(huán)境的容量就是指某個特定地質(zhì)空間可能承受的人類社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大潛能。也就是說，人類的生產(chǎn)和生活的消費(fèi)物資都是直接或間接取自地質(zhì)環(huán)境，同時又將產(chǎn)生的廢棄物排放到地質(zhì)環(huán)境中，所以地質(zhì)環(huán)境的容量也就是特定的

9、地質(zhì)空間能提供給人類所利用的地質(zhì)資源量和對人類排放的有害廢物的容納能力。比如：城市的平衡、 土地的生產(chǎn)能力的平衡和土地的污染城市環(huán)境容量專題研究 城市環(huán)境容量是指環(huán)境對于城市規(guī)模及人的活動提出的限度，具體地說，就是城市所在地域的環(huán)境，在一定的經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平和安全衛(wèi)生要求下，在滿足城市生產(chǎn)、社會等各種活動正常進(jìn)行的前提下，通過城市的自然條件、現(xiàn)狀條件、經(jīng)濟(jì)條件、社會文化歷史條件等的共同作用，對城市建設(shè)發(fā)展規(guī)模以及人們在城市中各項(xiàng)活動的狀況提出的容許限度。 城市環(huán)境容量的制約條件主要包括以下幾個方面。 （1）城市自然條件：自然條件是城市環(huán)境容量中最基本的因素，它包括地質(zhì)、地形、水文及水文地質(zhì)、氣候、

10、礦藏、動植物等條件的狀況及特征。由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高度發(fā)展，人們改造自然的能力越來越強(qiáng)，容易使人們輕視自然條件在城市環(huán)境容量中的地位和作用，但其基本作用仍然不可忽視。 （2）城市現(xiàn)狀條件：城市的各項(xiàng)物質(zhì)要素的現(xiàn)有構(gòu)成狀況對城市發(fā)展建設(shè)及人們的活動都有一定的容許限度。這方面的條件包括工業(yè)、倉庫、生活居住、公共建筑、城市基礎(chǔ)設(shè)施、郊區(qū)供應(yīng)等綜合起來的現(xiàn)狀城市用地容量。在城市現(xiàn)狀條件中，城市基礎(chǔ)設(shè)施即能源、交通運(yùn)輸、通訊、給排水等方面建設(shè)是社會物質(zhì)生產(chǎn)以及其他社會活動的基礎(chǔ)，基礎(chǔ)設(shè)施的容量對整個城市環(huán)境容量具有重要的制約作用。 （3）經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件：城市擁有的經(jīng)濟(jì)技術(shù)實(shí)力對城市發(fā)展規(guī)模也提出容許限度。

11、一個城市所擁有的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件越雄厚，它所擁有的改造城市環(huán)境的能力就越大。 （4）歷史文化條件等方面：城市中歷史文化條件都會對城市環(huán)境容量產(chǎn)生影響?，F(xiàn)代化進(jìn)程對歷史文化的“侵?jǐn)_”，促使人們愈加強(qiáng)烈地意識到歷史文化遺產(chǎn)的重要性，歷史文化條件對城市環(huán)境容量的影響也隨之增加。地質(zhì)資源：1、礦物資源 2、能源資源 3、建筑材料資源 4、土地資源 5、地下水資源 6、地質(zhì)景觀資源絕大多數(shù)是不可再生資源（例如濫開采地下水引起的平原下沉、海水入侵等）九寨溝核心景觀及黃龍主體景觀目前處于發(fā)展演化階段，其變化在人類歷史的時間尺度內(nèi)處于相對穩(wěn)定，通過環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的建立和景觀保育技術(shù)的應(yīng)用，美麗的九寨黃龍自然資源可實(shí)

12、現(xiàn)永續(xù)利用。這是九寨-黃龍核心水資源及生態(tài)環(huán)境綜合研究課題組近日得出的結(jié)論。 這項(xiàng)課題于2004年4月啟動，由省地礦局擔(dān)綱總課題及子課題九寨-黃龍核心景區(qū)景觀形成的地質(zhì)環(huán)境和水循環(huán)系統(tǒng)模式測定及景觀保育技術(shù)應(yīng)用研究。水循環(huán)子課題分為地質(zhì)環(huán)境、九寨水循環(huán)、遙感、物探、黃龍水循環(huán)、保育技術(shù)6大專題，100余名科研人員從不同方向進(jìn)行深入調(diào)查研究，九寨黃龍景觀的成因機(jī)理、演化特征及趨勢逐一破解。 研究表明，九寨溝碳酸鹽巖廣泛分布以及北西向的構(gòu)造斷裂和褶皺、巖溶融蝕面是九寨溝水循環(huán)的基礎(chǔ)，冰川形成的長海是九寨溝景觀非常重要的調(diào)節(jié)水庫；黃龍鈣華是在冰川地貌的基礎(chǔ)上發(fā)育起來的，年平均沉積厚度2毫米。 根據(jù)九

13、黃地區(qū)核心景區(qū)的景觀特征，課題組得出結(jié)論：目前影響九寨溝黃龍鈣華景觀的地質(zhì)環(huán)境基本穩(wěn)定。鈣華的發(fā)展演化具有較長周期性和階段性，而九黃景區(qū)核心景觀都處于“青壯年期”，就人類的時間尺度而言，處于相對穩(wěn)定時期。九寨溝諾日朗瀑布、樹正瀑布頂部鈣華由于重力作用出現(xiàn)的局部垮塌和黃龍個別地段景觀變黑、開裂等現(xiàn)象，僅僅是處于穩(wěn)定中的周期性波動。 研究同時指出，破壞鈣華的完整結(jié)構(gòu)和水流狀態(tài)可能加速鈣華衰退、消亡，應(yīng)注意人類工程活動對鈣華景觀的影響，保護(hù)好鈣華堆積體的完整結(jié)構(gòu)，維護(hù)好有利的水系統(tǒng)流態(tài)，是景觀保育的重要措施。 在2003-11-14題為不要充當(dāng)千古罪人給“難逃現(xiàn)代化制造的災(zāi)難 都江堰面臨滅頂？”的回

14、帖1中提出：“二水壩真能解決石、泥、沙等逐漸顯現(xiàn)的三峽工程后遺癥逐漸顯現(xiàn)的三峽工程后遺癥 （一）泥沙淤積問題三峽庫區(qū)形成以后，逐漸形成泥沙淤積，庫區(qū)支流形成沖擊洲重慶建立預(yù)警機(jī)制 預(yù)防控制三峽庫區(qū)血吸蟲病.。 （二）血吸蟲病的威脅中新社 23-07-2004重慶市衛(wèi)生局副局長周英杰今天下午在此間表示，三峽成庫后，庫區(qū)存在血吸蟲病流行的潛在威脅。目前重慶市已著手建立血吸蟲病預(yù)防控制機(jī)制。周英杰說，由于長江三峽流域的地理特點(diǎn)，重慶市歷史上從未發(fā)現(xiàn)有傳染血吸蟲病例報告，屬血吸蟲病非流行區(qū)。但是，三峽庫區(qū)形成以后，水流變緩，積水面積擴(kuò)大，逐漸形成泥沙淤積，庫區(qū)支流形成沖擊洲。水庫冬水夏庫的運(yùn)行方式，將

15、會使庫岸一百四十五米至一百七十五米水位之間形成洲灘，以及成庫后溫度、濕度都將向有利于釘螺生長繁殖的方向變化。另外，三峽庫區(qū)上游的四川、下游的湖北、湖南等省都是血吸蟲病流行區(qū)。物流和人流的加劇使釘螺的遠(yuǎn)距離擴(kuò)散及傳染源的輸入成為可能。為此，重慶市建立完善了血吸蟲病預(yù)防控制體系，由該市疾病預(yù)防控制中心負(fù)責(zé)全市血吸蟲病預(yù)防控制的業(yè)務(wù)管理與技術(shù)指導(dǎo)，各區(qū)縣衛(wèi)生行政部門建立了垂直到鄉(xiāng)村的血防網(wǎng)絡(luò)。每個庫區(qū)鄉(xiāng)衛(wèi)生院都有專人負(fù)責(zé)血防工作。庫區(qū)各級衛(wèi)生行政部門還將組織專業(yè)人員和群眾開展庫區(qū)流域釘螺監(jiān)測，做到早發(fā)現(xiàn)、早處理另外，重慶市還加強(qiáng)與四川，云南等省份的聯(lián)系，建立了區(qū)域聯(lián)合防控機(jī)制。 血吸蟲是一種人和動物

16、都能傳染的寄生蟲，它寄生在人、牛、豬和其它哺乳動物的腸系膜靜脈和門靜脈的血液中。不經(jīng)藥物治療不可能自然痊愈，得過病后也不能產(chǎn)生免疫力。血吸蟲病容易引發(fā)肝硬化、肝腹水等癥，使人完全喪失勞動能力。 (范卉 周建飛)點(diǎn)評：從上面的報道不難讓人看出,雖然三峽工程僅建成短短幾年時間，人們預(yù)言的一些災(zāi)害以及未曾提及的災(zāi)害問題已經(jīng)逐漸地表現(xiàn)出來（二）地質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量地質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量在一定程度上由地球的物理因素和化學(xué)因素決定，其好壞對人類的生活和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都會由很大的影響，地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量主要包括以下幾個方面：1、自然地質(zhì)條件的穩(wěn)定性是主要因素，主要包括：地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性、地形穩(wěn)定性、地基穩(wěn)定性、巖層性質(zhì)及地質(zhì)災(zāi)害

17、發(fā)育情況等。2、原生地球化學(xué)背景不同的地區(qū)處在不同的地球化學(xué)背景下，人類的生存需要某些元素，同時有些有害元素的含量過高又會影響人類的生存和健康，所以地球化學(xué)背景值是地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量的一個重要標(biāo)志。3、地質(zhì)資源的豐富程度地質(zhì)資源是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，一個地區(qū)的地質(zhì)資源的豐富程度將直接影響到人們的生活水平和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，主要包括：礦物資源、能源資源、土地資源、地下水資源、建筑材料資源和地質(zhì)空間資源等。4、抗人類活動干擾的能力地質(zhì)環(huán)境抵抗人類活動干擾的能力與環(huán)境的容量有密切的關(guān)系，對于敏感的環(huán)境，人類的活動稍有不慎就可能破壞原有的平衡狀態(tài)。例如我國的西北地區(qū)；南方碳酸鹽地區(qū)的的石漠化（在我國的西南

18、地區(qū)、和廣西等地區(qū)最為明顯）二、重點(diǎn)學(xué)科領(lǐng)域和主要研究方向 礦床地球化學(xué)領(lǐng)域：結(jié)合國家對礦產(chǎn)資源的重大需求，主要研究自然界的化學(xué)元素在各種地質(zhì)作用下活化、遷移和富集形成礦床的地球化學(xué)過程，揭示在不同的時代、地區(qū)和動力條件下化學(xué)元素富集形成礦床的規(guī)律，創(chuàng)建礦床地球化學(xué)的新理論和新方法，為探尋礦產(chǎn)資源遠(yuǎn)景基地提供新的思路和科學(xué)依據(jù)。主要研究方向有：成礦作用示蹤體系、成礦過程的理論和實(shí)驗(yàn)?zāi)M、區(qū)域成礦作用地質(zhì)地球化學(xué)、重要礦產(chǎn)成礦預(yù)測理論和方法。環(huán)境地球化學(xué)領(lǐng)域：立足西南，面向全國。研究典型地質(zhì)背景下天然和人為過程釋放的化學(xué)元素及其同位素在地表各圈層間的運(yùn)移和循環(huán)規(guī)律及其對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的影響，揭示地

19、球化學(xué)環(huán)境系統(tǒng)的變化規(guī)律和導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量變化的自然和人為作用份額，為土地和礦產(chǎn)資源開發(fā)利用、環(huán)境保護(hù)和人類健康服務(wù)。主要研究方向有：地球化學(xué)環(huán)境過程與環(huán)境質(zhì)量變化、地球化學(xué)環(huán)境記錄與環(huán)境質(zhì)量變化預(yù)測、地球化學(xué)環(huán)境與人體健康。地球深部物質(zhì)與流體作用地球化學(xué)領(lǐng)域：主要研究地球內(nèi)部地質(zhì)流體產(chǎn)生-運(yùn)移-演化的化學(xué)動力學(xué)過程、流體作用下的深部物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物性、深部流體作用的成巖成礦效應(yīng)，為大陸動力學(xué)、地球?qū)尤ρ莼跋嗷プ饔靡约俺蓭r成礦理論的研究提供理論基礎(chǔ)。主要研究方向有：深部物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與物性、深部流體性質(zhì)、深部流體成巖成礦效應(yīng)。此外，基于空間探測的重要戰(zhàn)略和科學(xué)意義，擬部署部分精干力量開展與空間探測有關(guān)的

20、基礎(chǔ)性和前瞻性研究。主要研究內(nèi)容有：月球基礎(chǔ)地質(zhì)；月球有用元素探測的技術(shù)途徑；月球樣品的實(shí)驗(yàn)室研究；月球科學(xué)數(shù)據(jù)庫研究。三、科技創(chuàng)新目標(biāo)在礦床地球化學(xué)領(lǐng)域，通過對大規(guī)模成礦作用與大型礦集區(qū)預(yù)測、成礦過程的理論和實(shí)驗(yàn)?zāi)M、超大型礦床和分散元素獨(dú)立礦床成礦機(jī)制、國家緊缺礦產(chǎn)成礦規(guī)律和預(yù)測方法等重大問題的研究，揭示巖石圈中成礦元素超常富集的機(jī)理和主要控制因素，建立預(yù)測我國緊缺礦產(chǎn)之大型-超大型礦床和大型礦集區(qū)的地球化學(xué)新方法。在環(huán)境地球化學(xué)領(lǐng)域，通過對流域物質(zhì)水文地球化學(xué)循環(huán)、西南碳酸鹽地區(qū)石漠化作用過程、有害元素與疾病和健康的關(guān)系、碳氧同位素組成與氣候變化的關(guān)系等重大問題的研究，建立典型流域環(huán)境變

21、化的評價體系以及碳酸鹽地區(qū)土壤侵蝕和石漠化過程理論，闡明生命有害元素與我國疾病和健康的關(guān)系以及我國生存環(huán)境在數(shù)百年至數(shù)萬年期間的演化規(guī)律。5、受污染或受破壞的程度到目前為止，地球上幾乎不存在未受人類活動干擾的地質(zhì)環(huán)境，并且隨著人類經(jīng)濟(jì)活動和技術(shù)水平的不斷提高，對環(huán)境的影響越來越大，已經(jīng)到了絕對不能忽視的程度，因此評價地質(zhì)環(huán)境的質(zhì)量必須將其受污染或受破壞的程度考慮在內(nèi)。（三）地質(zhì)環(huán)境的相容性 是指地質(zhì)環(huán)境對人類所施加的干擾的適應(yīng)性，不同的地質(zhì)環(huán)境對人類的活動干擾的反應(yīng)是不同的，概括起來有兩種反應(yīng)： 良性反應(yīng)和惡性反應(yīng)（四）地質(zhì)環(huán)境的反饋?zhàn)饔玫刭|(zhì)環(huán)境的反饋?zhàn)饔檬侵档刭|(zhì)環(huán)境受人類活動干擾后對這種干擾

22、作出的反應(yīng)的作用和功能。研究地質(zhì)環(huán)境的反饋?zhàn)饔檬穷A(yù)測環(huán)境變化的基礎(chǔ)，也是環(huán)境地質(zhì)學(xué)的核心問題。 第二節(jié) 環(huán)境地質(zhì)作用一般而言，環(huán)境地質(zhì)作用是指人類與地質(zhì)環(huán)境間的相互作用。各種自然地質(zhì)因素、自然地質(zhì)現(xiàn)象對人類的作用（2）人類活動對地質(zhì)環(huán)境的作用與反作用，即人為地質(zhì)作用及上述地質(zhì)環(huán)境的反饋?zhàn)饔谩Ｒ?、自然地質(zhì)作用 指由動力地質(zhì)作用引起的，也就是通常的內(nèi)動力地質(zhì)作用和外動力地質(zhì)作用：構(gòu)造運(yùn)動、巖漿活動、地震及區(qū)域變質(zhì)作用，外動力地質(zhì)作用：風(fēng)化、侵蝕、搬運(yùn)、沉積及成巖作用等，這兩種基本的地質(zhì)作用控制著地球表面的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。二、人為地質(zhì)作用在人口劇增、社會生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的情況下，人類對地質(zhì)環(huán)境的

23、沖擊作用日益強(qiáng)大，人類的活動已經(jīng)成為影響地球的一個重要動力因素，其規(guī)模速率都可以與天然的地質(zhì)作用相比擬。逐漸成為環(huán)境地質(zhì)學(xué)的重要研究內(nèi)容，其研究意義也日益的重要。1、認(rèn)為剝蝕地質(zhì)作用礦上剝離蓋層、工程挖掘土石、農(nóng)業(yè)平整土地等，這些作用比自然地質(zhì)的剝蝕作用的強(qiáng)度和速率還要大。2、人為搬運(yùn)地質(zhì)作用人類工程活動，為了某種目的和需要，人為的用運(yùn)輸工具加以搬運(yùn)；人類活動對資源的不合理的利用而引發(fā)的地表物質(zhì)的遷移，例如過度放牧、過度砍伐等造成的水土流失，大型工程、礦山開采而引起的廢棄物的排放等。人為的搬運(yùn)活動引起的物質(zhì)的遷移總量已經(jīng)超過了全球流水引起的物質(zhì)遷移總量。3、人為堆積地質(zhì)作用人類活動在地球上形成

24、了許多的人工堆積體，垃圾場、尾礦的堆積，人工填海工程等。4、人為塑造地形作用5、人類活動的其它地質(zhì)作用人類活動還往往破壞地球表層的種種平衡，如地球化學(xué)場、應(yīng)力場、水動力場等，產(chǎn)生其它的地質(zhì)作用和地質(zhì)現(xiàn)象。如工程開挖引起的巖體應(yīng)力場的重新調(diào)整，有時會引發(fā)一系列的工程問題。如：水庫誘發(fā)地震第三章 土地資源與地質(zhì)環(huán)境土地是重要的自然資源，是人類衣食住行的根本來源，也是地球表層中物質(zhì)與能量交換的中樞，土地一但被利用后，就具有了一定的社會屬性，從這個意義上講，土地是一個自然經(jīng)濟(jì)綜合體，同時又是由各種自然要素和一定的社會經(jīng)濟(jì)因素有機(jī)的結(jié)合而構(gòu)成的總體。人類對土地資源的開發(fā)和利用與日俱增，過度的開發(fā)和不當(dāng)?shù)?/p>

25、利用導(dǎo)致了土地資源的減少，如土壤的污染和土地荒漠化、土地石漠化等。因此人類在開發(fā)利用土地的同時必須保護(hù)土地，才能保障土地資源的持續(xù)利用。土地利用和農(nóng)業(yè)生態(tài)地質(zhì)已經(jīng)成為目前環(huán)境地質(zhì)研究的熱點(diǎn)和前沿問題。 第一節(jié) 土地資源與土地（壤）環(huán)境問題一、土地資源的概念及特征（一）土壤與土地的基本概念1、土壤是位于陸地表面具有肥力的疏松土層，具有獨(dú)特的組成、結(jié)構(gòu)和功能：土壤具有肥力具有同化和代謝外界輸入物質(zhì)的能力土壤在環(huán)境中具有三個功能：（1）有蓄積作用（2）土壤具有凈化環(huán)境的作用（3）土壤起著物質(zhì)的輸移作用2、土地及土地資源土地是具有一定面積的確定邊界的地理單位，包括地質(zhì)地貌、土壤、植被、微生物、濕熱狀況

26、等自然因素，是由上述各要素共同作用而形成的自然綜合體?；緦傩裕阂?面積；二、質(zhì)量；質(zhì)量包括了很多方面的內(nèi)容（地理分布、土層厚薄、肥力高低。水源遠(yuǎn)近、潛水埋深、地勢高低等）土地和土壤是有區(qū)別和聯(lián)系的：土壤是土地表層的組成部分，是整體與部分的關(guān)系。出了個別土地類型外，絕大多數(shù)土地表層都發(fā)育了一層或多或少的土壤，從土地的質(zhì)量角度看，土壤是土地質(zhì)量的好壞有很大的影響。（二）土地的基本屬性位置的固定性土地面積的有限性土地的不可替代性土地的不可代替性主要土地的功能不能為其它物質(zhì)所代替，是動植物和人類活動的場所，也是人類的生存環(huán)境和一切經(jīng)濟(jì)活動的場所，這是任何其他物質(zhì)所不能代替的。4、土地資源的可更新性在

27、自然因素的作用下，土壤中的化學(xué)元素發(fā)生物理的、化學(xué)的變化，不斷的發(fā)生著遷移和轉(zhuǎn)化等循環(huán)工程；土地的植物、動物、微生物，在較長的時間刻度內(nèi)也處于周而復(fù)始的自然動態(tài)平衡中，所以一般而言土地具有可更新性。5、土地隨時間的變化性主要指土壤的一些性狀隨季節(jié)的交替變化而變化。例如太陽的輻射能力隨季節(jié)不同而變化，大氣降水隨季節(jié)的變化等，就造成土壤的組成元素，水分、營養(yǎng)成分、表面侵蝕等方面的季節(jié)性變化。6、土地用途的廣泛性土地的用途廣泛，在農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、林業(yè)、交通、水利、城鄉(xiāng)居民點(diǎn)、工業(yè)等方面都很重要。二、土地資源狀況第二節(jié) 土地利用對地質(zhì)環(huán)境的影響人類對土地資源的開發(fā)利用會對地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生許多影響，有利的影響我

28、們稱之為正環(huán)境效應(yīng)，相反稱為負(fù)環(huán)境效應(yīng)。 下面將主要討論幾個負(fù)環(huán)境效應(yīng)的問題：一、水土流失水土流失是地球陸地表層土壤、成土母質(zhì)及巖石碎屑，在外動力（水力、風(fēng)力、重力和凍融等）作用下，發(fā)生的各種形式的剝蝕、搬運(yùn)和再堆積的過程。一般情況下，水土流失指的是一個漸進(jìn)性的過程。水土流失是土地退化的一種重要表現(xiàn)形式，是從土地表層土壤流失總量角度來描述土地退化的，也可以用土壤侵蝕來描述土地退化，它是從土地表層侵蝕率的的角度來表示的。土地流失是世界大部分農(nóng)業(yè)區(qū)存在的嚴(yán)重的土地退化形式，耕地土壤的損失率一般為10100t/（hm2a），大約是土壤生成速率的10倍以上。造成水土流失的原因有自然因素和人為因素，自然

29、因素是水土流失的內(nèi)因，主要包括氣候、土壤、地形、地質(zhì)、植被等；人為因素是水土流失的誘發(fā)動力，主要是不合理的土地利用（如毀林毀草、開墾擴(kuò)種，過度放牧、廣種薄收）和人類其它活動的影響（如人類工程活動的影響，礦山開采、工程開挖對原始地貌的破壞和工程的廢棄物的影響、人類工程引起的崩滑流等）（一）水土流失的現(xiàn)狀全球的水土流失相當(dāng)嚴(yán)重。全世界每年有750108t的耕地表土流失，其中美國每年流失土壤40108t，前蘇聯(lián)約23108t，印度約66.0108t中國約50.0108t。全世界80的耕地面積面臨中度乃至嚴(yán)重的水土流失。中國是世界上水土流失最嚴(yán)重的國家之一，水土流失面積371104km2,占國土面積的

30、38.7%,全國每年流失的表土在50108t以上，隨水土流失帶走的氮、磷、鉀元素相當(dāng)于全國每年的化肥生產(chǎn)量。水土流失最嚴(yán)重的是黃河中游的黃土高原；長江流域的水土流失也是十分嚴(yán)重的，例如97年的洪水災(zāi)害就是由于長江上游的植被破壞而引起的的水土流失造成的。(二) 水土流失的原因水土流失的原因自然包括內(nèi)因和外因，即自然因素和人為因素兩方面。自然因素包括地形地貌、植被覆蓋、氣候降雨、地址構(gòu)造、土壤結(jié)構(gòu)等；此處主要討論人為因素問題。人口增長過快導(dǎo)致了加速陸地開墾、毀林毀草開荒、亂砍濫伐及人類工程活動的負(fù)面影響、耕地的不合理利用等加劇了水土流失的程度。（三）水土流失的危害水土流失作為一種環(huán)境地質(zhì)問題，對人

31、類的影響是多方面的。1、破壞土地資源，影響糧食生產(chǎn)。水土流失是土地的表層土壤剝蝕，尤其是細(xì)粒物質(zhì)更容易被帶走，造成北方土地的“沙化”和南方土地的“石化”，是土壤的面積減少；水土流失帶走了土壤中的影響物質(zhì)，降低土壤的肥力，同時增加拉了糧食生長的成本。2、土地生產(chǎn)力下降甚至喪失水土流失導(dǎo)致土壤營養(yǎng)元素大量流失、肥力下降、最終導(dǎo)致農(nóng)作物。牧草產(chǎn)量和樹木生長力下降。3河流下游泥沙淤積。影響調(diào)洪、灌溉和航運(yùn)水土流失還使河、湖、庫和海港發(fā)生淤積，直接影響水體的調(diào)洪能力和農(nóng)業(yè)灌溉。水路航運(yùn)等。新中國建國以來，全國水庫、塘壩淤積庫容達(dá)200108,相當(dāng)于損失庫容1108 m3d的大型水庫200座。全國重點(diǎn)水庫

32、因?yàn)橛俜e而報廢的22座，黃河干流7個大型水庫淤積達(dá)到興利庫容的40；我國典型的淤積報廢的水庫如三門峽水庫。4、污染水體流失的土體中攜帶大量的營養(yǎng)成分合有害物質(zhì)，進(jìn)入水循環(huán)中，往往使水體污染，水質(zhì)下降，富營養(yǎng)化程度加重，嚴(yán)重影響水體的利用功能、二、水環(huán)境惡化土地利用是水環(huán)境變化的主要驅(qū)動要素之一，土地覆蓋變化對水環(huán)境的影響包括了水質(zhì)合水量兩方面的變化。對水資源量的影響。表層土地的利用主要通過改變地表徑流而改變地表水分的循環(huán)狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)的。水文過程與陸地表層系統(tǒng)中各種自然地理要素的時空分布密切相關(guān)，特別是對農(nóng)業(yè)開發(fā)、都市化等土地利用及其變化具有高度的敏感性和相關(guān)性。例如對于新疆地區(qū)：新疆山地面積71

33、萬2，山區(qū)降水較多，是河川徑流形成區(qū)。保護(hù)山區(qū)的自然生態(tài)環(huán)境，涵養(yǎng)水源，對水資源的永續(xù)利用具有重要意義。由于山區(qū)人類活動的增加以及長期無序的林業(yè)資源不合理開發(fā)利用，過度砍伐森林，使林木覆蓋率降低。過度放牧使山區(qū)，特別是淺山區(qū)草場退化，致使山區(qū)水土保持和水源涵養(yǎng)功能下降，水土流失加劇，河流年輸沙量增加，洪水災(zāi)害加劇，洪峰流量增大。據(jù)瑪納斯河肯斯瓦特水文站測定，20世紀(jì)50年代末該水文站斷面年輸沙量為117萬，60年代為229萬，到70年代增到246萬，呈明顯上升趨勢。又如1999年新疆發(fā)生歷史罕見的大洪水，38條主要河流發(fā)生洪水，有26條超過歷史洪水記錄，有些河流洪峰流量超過歷史最大洪峰流量近一

34、倍。土地覆蓋變化還導(dǎo)致流域上下游水量空間分布和產(chǎn)流持續(xù)時間的變化。例如植被的破壞，是地表匯流的時間簡短，是河流的水量過于集中，是上下游或干、支流的水量分配異常，出現(xiàn)洪災(zāi)；由于流域面積內(nèi)土壤涵養(yǎng)水分的能力降低而導(dǎo)致而洪災(zāi)過后的水資源總量的減少。對水質(zhì)的影響。土地利用結(jié)構(gòu)的變化以及河流人工改道、湖泊圍墾，試天然水系遭到破壞，喪失或改變了原有的生態(tài)功能，影響了水系之間的正常的水分和養(yǎng)分交換。例如新疆：土壤次生鹽堿化主要發(fā)生在綠洲區(qū)，由不適當(dāng)?shù)霓r(nóng)業(yè)灌溉和水利設(shè)施滲漏補(bǔ)給地下水造成。在土壤母質(zhì)含鹽量較高和蒸發(fā)強(qiáng)烈的條件下，過度的引水灌溉和排水不暢，引起土壤次生鹽堿化，從而影響農(nóng)業(yè)種植，產(chǎn)生大面積中低產(chǎn)田

35、。農(nóng)業(yè)大開發(fā)初期，人們對土壤次生鹽堿化的機(jī)理認(rèn)識不深，重視不夠，盲目開荒灌溉，不僅占用大量生態(tài)水源，而且造成土壤嚴(yán)重次生鹽堿化。葉爾羌河、開都河流域是農(nóng)業(yè)較發(fā)達(dá)的地區(qū)之一，土壤次生鹽堿化面積占到耕地面積的61和38。平原水庫的建設(shè)，防滲排水不完善，水庫滲漏補(bǔ)給地下水造成周邊大面積土壤鹽堿化，同時每年損失水量達(dá)21億3。三、土地沙質(zhì)荒漠化 土地沙質(zhì)荒漠化是生態(tài)環(huán)境遭受破壞而引起的一種土地退化現(xiàn)象，是非沙漠地區(qū)出現(xiàn)的以風(fēng)沙活動為主要標(biāo)志的環(huán)境退化過程。 沙質(zhì)荒漠化是荒漠化的主要類型之一?；哪侵冈诟珊怠敫珊岛湍承駶?、半濕潤地區(qū)，由于氣候變化和人類活動等各種因素而引發(fā)的土地退化，結(jié)果導(dǎo)致土地生

36、物和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)潛力降低，甚至基本喪失。沙質(zhì)荒漠化是指在沙質(zhì)地表產(chǎn)生的土壤風(fēng)蝕、風(fēng)沙沉積、沙丘前移及粉塵吹揚(yáng)等一系列的過程和現(xiàn)象，有稱沙漠化。其結(jié)果是土地退化、生物生產(chǎn)量降低、可利用土地資源喪失及生態(tài)環(huán)境惡化，嚴(yán)重的干擾人類的正常活動和經(jīng)濟(jì)活動。（一）土地沙質(zhì)荒漠化的現(xiàn)狀（1）世界土地沙質(zhì)荒漠化的現(xiàn)狀（2）我國土地沙質(zhì)荒漠化的現(xiàn)狀我過是世界上沙漠化和沙質(zhì)荒漠化土地較多的國家之一，隔壁、沙灘和沙漠化土地共有164.6104km2。我國的荒漠化災(zāi)害主要發(fā)生在干旱、半干旱地區(qū)及部分濕潤、半濕潤地區(qū)，在農(nóng)牧交錯帶尤為嚴(yán)重?，F(xiàn)有沙漠及沙化土地主要分布在北緯3550之間的內(nèi)陸盆地、高原，形成一條西起塔里木盆地

37、，東至松嫩平原西部、東西長4500km，南北寬600km的沙漠帶，最嚴(yán)重的土地沙漠化地區(qū)是東起吉林白城，西至寧夏鹽池的農(nóng)牧交錯帶；（二）沙質(zhì)荒漠化的原因荒漠化的原因主要是氣候變異和人類活動兩個重要的影響因素。氣候變化是造成土地沙質(zhì)荒漠化的的重要的自認(rèn)因素，因?yàn)槭澜缟辖^大多數(shù)的沙漠和沙漠化土地都是分布在降雨少、氣候干燥的干旱和半干旱地區(qū)。在原本比較脆弱的生態(tài)系統(tǒng)中，人類活動的不利因素加劇了荒漠化的進(jìn)程。主要表現(xiàn)在：過度放牧、過度墾殖、采樵，工礦建設(shè)與城市建設(shè)、水資源不合理利用等方面。草地荒漠化是土地荒漠化主要類型之一。根據(jù)中國荒漠化監(jiān)測中心1997年的統(tǒng)計表明，全國荒漠化草地1052374平方公

38、里，占草地面積的56.7%。 草地荒漠化主要表現(xiàn)為草地植物群落蓋度明顯減低，單位面積產(chǎn)草量下降，可食性草類減少，有害草類增加，草場等級下降。裸露地表比例增加，為風(fēng)力侵蝕創(chuàng)造了條件；而風(fēng)蝕又加劇了草地荒漠化進(jìn)程，形成惡性循環(huán)，繼而發(fā)展為流動沙地。 我國草地荒漠化程度與人口密度和牲畜頭數(shù)成正比。寧夏、陜西、山西荒漠化草地占草地的比例最高，大約90%左右；其次為甘肅、遼寧、河北，為80%左右；新疆、內(nèi)蒙古、青海、吉林為50%左右。 最近有研究成果表明，在諸多的人為因素中，引起土地荒漠化的最主要的因素是水資源的不合理利用。近日，中國工程院公布的西北地區(qū)水資源配置、生態(tài)環(huán)境建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研究顯示：

39、遏制新疆地區(qū)土地荒漠化，關(guān)鍵要在水資源可持續(xù)利用和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的條件下，相應(yīng)地合理配置水資源。 新疆豐富的水資源和惡劣的生態(tài)環(huán)境形成了強(qiáng)烈反差。由于新疆水資源時空分布不平衡，目前生態(tài)環(huán)境正在進(jìn)一步惡化，沙漠在逐步吞噬著一片片綠洲，大面積天然荒漠植被枯死，全區(qū)荒漠化每年以平方公里的速度擴(kuò)展，近的土地和多萬人口受到威脅。 在綠洲和沙漠之間的環(huán)境斗爭中，荒漠成為前沿陣地。同時，遏止土地荒漠化，意味著大量水資源必須被引入?；哪退懿豢煞郑邔α⒔y(tǒng)一，又相互制約，影響著新疆的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。 最近，由位中國工程院院士、中國科學(xué)院院士組成的調(diào)研專家組認(rèn)為，水資源利用不當(dāng)是土地荒漠化的主要原因。在內(nèi)陸干旱區(qū)，

40、由于河流上中游用水過多，造成下游河湖干枯，荒漠?dāng)U大。 由于新疆的塔里木河下游處于極端干旱的沙漠中心，兩岸天然綠洲和向荒漠過渡的植被都需要依賴河流徑流所補(bǔ)給的地下水，河流干涸斷絕地下水的補(bǔ)給，造成天然綠洲和荒漠過渡的植被衰敗以至死亡。 位于古爾班通古特沙漠邊緣的奇臺縣，由于中游用水過量，河流來水不足，地下水因被大量開采致使水位大幅度下降，不但造成植被衰亡，而且使大片土地沙化。 在大中型灌區(qū)，以前由于缺少完整的灌排渠系和科學(xué)的灌溉制度，使灌區(qū)地下水位上升，造成土壤的次生鹽堿化。 不過，新疆“窮水富用”現(xiàn)象正逐步得到改觀。在加強(qiáng)水資源投入力度的同時，新疆水利部門明確提出，確保將一部分水資源用在生態(tài)用

41、水，以保護(hù)綠洲外圍的生態(tài)環(huán)境。 年，國家投資億元對塔里木河生態(tài)進(jìn)行治理。水利部門在塔里木河流域?qū)嵤┥鷳B(tài)搶救工程，先后經(jīng)過次應(yīng)急輸水，結(jié)束了塔里木河下游多公里河道斷流年的歷史，挽救了“綠色走廊”的大片胡楊林。 年，在全區(qū)固定資產(chǎn)投資中，農(nóng)林水利計劃投資億元，主要安排塔里木河流域近期綜合治理、節(jié)水農(nóng)業(yè)等工程。目前，新疆節(jié)水農(nóng)業(yè)方面已取得了重大突破，推廣膜下滴灌技術(shù)多萬畝，這使我國成為世界上農(nóng)田采用滴灌節(jié)水技術(shù)規(guī)模最大的國家，同時也標(biāo)志著水資源嚴(yán)重匱乏的中國在農(nóng)業(yè)節(jié)水方面取得了重大突破。不光在內(nèi)陸地區(qū)發(fā)生了土地的荒漠化問題，在我國南方地區(qū)也出現(xiàn)荒漠化。我國南方土地荒漠化狀況令人擔(dān)憂秦嶺淮河以南的中國

42、南方地區(qū)平均氣溫在14220C。除橫斷山脈的干旱，干熱河谷和海南島西南為半干旱地帶外，一般年降雨量在9002100mm，降雨強(qiáng)度大；同時地表組成物質(zhì)以花崗巖、砂巖、頁巖、碳酸鹽巖類及紅色粘土為主。由于人口眾多，經(jīng)濟(jì)活動頻繁，不合理土地利用，結(jié)果造成破壞植被，導(dǎo)致強(qiáng)烈的水蝕作用，嚴(yán)重地段出現(xiàn)類似荒漠景觀的土地退化過程。當(dāng)?shù)鼐用袼^的“紅色荒漠”、“白色砂崗”及“土地砂化”便是指這種荒漠化景觀。當(dāng)然在局部地區(qū)特別中沙質(zhì)沉積物覆蓋地區(qū)，風(fēng)力作用下會呈現(xiàn)出沙質(zhì)荒漠化景觀。在工礦開發(fā)及大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中，不注意環(huán)境保護(hù)，又引起了新的土地退化，成為30余年來荒漠化發(fā)展的一個新特點(diǎn)。因此，我國南方地區(qū)土

43、地荒漠化包括三種基本類型： （1）以流水侵蝕為主的丘陵（花崗巖、砂頁巖、碳酸鹽巖類及紅色粘土等）及山區(qū)。由于人為強(qiáng)度經(jīng)濟(jì)活動和濫用資源（如陡坡開墾、砍伐森林等）造成植被覆蓋度在30%以下，溝谷密布，地表切割破碎，土地生產(chǎn)力下降，土地資源喪失，呈現(xiàn)劣地景觀的退化土地可作為水蝕荒漠化的明顯標(biāo)志。 （2）在以風(fēng)力作用為主的砂質(zhì)地表地區(qū)。是以人為強(qiáng)度經(jīng)濟(jì)活動（如樵柴等）破壞植被導(dǎo)致下伏的沙質(zhì)沉程物在風(fēng)力吹揚(yáng)、搬運(yùn)和堆積的作用下形成的風(fēng)蝕地及流動沙丘可作為荒漠化的標(biāo)志。 （3）工礦開發(fā)區(qū)。在無環(huán)境保護(hù)措施的工礦開發(fā)（包括道路修建、炸山采石等）的破壞植被及工業(yè)污染影響下，以廢氣、廢水、廢渣危害工礦周圍土地

44、，導(dǎo)致植被枯萎、死亡，加速水蝕的發(fā)展，土壤污染，土地生產(chǎn)力下降、土地資源喪失，呈現(xiàn)地表荒蕪、砂石（或碎石）裸露景觀的土地退化過程，稱之為工礦型土地荒漠化，也有稱之為工業(yè)技術(shù)所引起的石漠化。特別是近年來鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展，由于缺乏生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境、人口五個效益一致性的全面觀點(diǎn)和一系列因地制宜的環(huán)境保護(hù)措施，因而亂挖、亂采、亂堆現(xiàn)象發(fā)生，加劇了土地的退化，一些礦點(diǎn)，采石點(diǎn)和大型基礎(chǔ)設(shè)施工地便是明顯的例子，尤其是在一些城市的郊區(qū)更為明顯，如廣東的深圳、汕頭、潮州，江西九江的星子等。 據(jù)資料表明：秦嶺淮河以南的中國南方土地荒漠化面積為19.76萬km2,其中流水侵蝕作用的面積為17.8萬km2，占9

45、0%；風(fēng)力作用的面積為1.06萬km2，占5.4%；工礦型的荒漠化面積為0.9萬km2，占4.6%。就整個南方荒漠化程度來看，已呈現(xiàn)逐步惡化趨勢，引起眾人擔(dān)憂。 （三）土地荒漠化的危害土地荒漠化所造成的危害是多方面的，涉及農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、水利設(shè)施、交通道路、工礦建設(shè)及生態(tài)環(huán)境，但是最本質(zhì)的是毀損土壤肥力，使人類喪失賴以生存的土地資源。1、利用土地面積減少2、土地質(zhì)量降低，生物產(chǎn)量減少3、阻斷交通，毀壞建筑設(shè)施4、污染環(huán)境（四）沙質(zhì)荒漠化的防治防治沙質(zhì)荒漠化的根本途徑在于保護(hù)天然植被、建立人工植被，合理調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和布局，加強(qiáng)人工草場的生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)，合理開發(fā)利用水資源。四、土壤鹽漬化發(fā)現(xiàn)氧同位

46、素與古氣候之間有關(guān)連，是一件有趣且偶然的事。1946年的冬天，美國芝加哥大學(xué)化學(xué)教授尤瑞（H. C. Urey），在瑞士蘇黎世著名的工科大學(xué)講演，談到有關(guān)同位素的事。尤瑞指出：雖然同位素在化學(xué)性質(zhì)上幾乎一樣，但在參與化學(xué)反應(yīng)時往往造成不一樣的結(jié)果。例如，放在桌上的一杯水會自然蒸發(fā)，其中氧同位素（16O17O18O）即以不同的速率向外逸散，質(zhì)量輕的氧-16就蒸發(fā)的比質(zhì)量重的氧-18多。時間一久，這杯水內(nèi)相對的就比當(dāng)初含有較多的氧-17及氧-18。尤瑞的結(jié)論是：地球上的海洋已經(jīng)過了漫長的類似蒸發(fā)作用，因此海洋相對地應(yīng)該要比陸上的淡水含有較多的氧-17及氧-18 。突然發(fā)現(xiàn)手上握著一支地質(zhì)溫度計在演

47、講後的討論裡，瑞士有名的結(jié)晶學(xué)者尼格立（P.Niggli)當(dāng)即推論說：如果海水與淡水的氧同位素組成不同，則在這兩個水體裡沈澱出的含氧礦物就會反應(yīng)出它們之間的差異。尼格立建議大家來分析石灰?guī)r、珊瑚以及水生動物石灰質(zhì)骨骼中的氧同位素，就可以區(qū)別出它們的來源。尤瑞聽了後記在心裡，一回到芝加哥大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室，就著手計算海水與淡水中碳酸鹽的氧同位素比值差異到底應(yīng)有多少。結(jié)果他驚喜地發(fā)現(xiàn)：碳酸鹽氧同位素的比值與其沈澱時的溫度有關(guān)。尤瑞後來回憶說：我突然發(fā)現(xiàn)手上握著一支地質(zhì)溫度計。當(dāng)然，在1947年時，這支地質(zhì)溫度計實(shí)際上還在尤瑞的腦子裡，而不在他的手上，因?yàn)橛热鹈媾R二個難題。第一個是碳酸鹽氧同位素的溫度效應(yīng)

48、太小，當(dāng)時質(zhì)譜儀無法測量。依尤瑞的計算，如果溫度差一度，碳酸鹽的氧同位素比值（18O16O）只有十萬分之五的差異；而當(dāng)時最好的質(zhì)譜儀只能量出溫度約10度的氧同位素比值。在海洋裡，10度幾乎就是溫帶與兩極地區(qū)的溫差！因此，尤瑞必須將質(zhì)譜儀的靈敏度提高10倍。藉著一組優(yōu)秀同事的協(xié)助，費(fèi)了二年多的時光，他們克服了這困難。接著，第二個難題是為了檢驗(yàn)與補(bǔ)充尤瑞的理論計算，他必須以實(shí)驗(yàn)方法，導(dǎo)出一個碳酸鹽氧同位素的溫度方程式。加州大學(xué)Scripps海洋研究所提供了養(yǎng)殖海洋貝類的恆溫水槽，尤瑞及他的同事愛普斯坦（S. Epstein）開始分析在不同溫度下生長貝類的氧同位素組成?？墒乾F(xiàn)生貝類的殼裡不只是含有碳

49、酸鈣，還有少量的有機(jī)質(zhì)。這些有機(jī)質(zhì)裡的氧同位素會干擾碳酸鹽裡氧同位素的信號，使分析出的結(jié)果無法反映出碳酸鹽氧同位素應(yīng)有的溫度效應(yīng)。在尤瑞及愛普斯坦的努力下，他們總算發(fā)展出一套可靠的標(biāo)本處理程序，把貝殼裡不需要的有機(jī)質(zhì)除去，單單分析碳酸鹽裡氧同位素的組成。他們分析的結(jié)果終於得到了所要的碳酸鹽氧同位素的溫度方程式，也證實(shí)了當(dāng)初尤瑞的理論計算，基本上是正確的。有孔蟲氧周位素的研究影響深遠(yuǎn)因此，到了1950年代的初期，尤瑞在芝加哥大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室已有能力可以著手分析化石的古溫度了。他們第一個標(biāo)本是產(chǎn)自蘇格蘭中生代的箭石，從它像樹輪般的生長序列著手分析，成功地獲得了箭石生長的溫度資訊：它是生長在溫暖淺海的生

50、物，冬夏的溫差約有5度（見圖一）。接著下來，一系列對含碳酸鈣化石的研究紛紛展開，也得到了許多有價值的成果。其中最有成就、對海洋地質(zhì)及第四紀(jì)地質(zhì)影響最深遠(yuǎn)的，當(dāng)推有孔蟲氧同位素的研究。這是在羅溫斯塔姆（H. Lowenstam）建議下，由尤瑞交給艾米立安尼（C. Emiliani）去進(jìn)行的。第一篇有關(guān)深海沈積物內(nèi)有孔蟲氧同位素的文章，在1955年十二月號的Journal of Geology發(fā)表了，當(dāng)時的主編霍爾柏格（L. Horberg）表示雖然他太不相信文章的內(nèi)容，但是由於是個創(chuàng)新的研究，所以仍然批準(zhǔn)登出。這篇文章登出後，立即引起廣泛注意，它首次揭開了更新世期間海水表面溫度變化的歷史，也革新

51、了第四紀(jì)地質(zhì)對於冰期-間冰期演變的觀念，更開拓了古海洋學(xué)的新領(lǐng)域。由此，可以想見它是多重要。同位素研究風(fēng)起雲(yún)湧此後，許多實(shí)驗(yàn)室開始紛紛投入有孔蟲氧同位素的研究，配合深海鑽探計畫適時提供的各大洋深海沈積物標(biāo)本，海洋地質(zhì)及第四紀(jì)地質(zhì)的研究開始了嶄新的一頁?；仡欉^去三十多年的時光裡，有孔蟲氧同位素的研究已經(jīng)脫胎換骨，從單單溫度的量測，蛻變成為應(yīng)用廣泛的研究工具。迄今為止，一些主要的研究成果有：溫度與冰川效應(yīng)當(dāng)初愛普斯坦與尤瑞得到了碳酸鹽氧同位素的溫度方程式後，他們發(fā)現(xiàn)到一個得立即面對的問題：所計算出的溫度不單單與碳酸鹽氧同位素有關(guān)，還與碳酸鹽形成時水體的氧同位素相關(guān)。比如說，寒冷的氣候裡，碳酸鹽氧同位素會比較富集氧-18，同時在碳酸鹽周圍水體的氧同位素也會比較富集氧-18。因此，要精確的得到所需的碳酸鹽溫度，碳酸鹽形成時水體的氧同位素必須是已知或是可以估計，然後用碳酸鹽氧同位素去扣掉水體的氧同位素，再計算溫度。在艾米立安尼最初的工作裡，他認(rèn)為所觀察到深海沈積物內(nèi)浮游性有孔蟲氧同位素的變化裡，約有1/3是由於兩極冰川的漲縮引起的，