气候和环境_气候与环境研究是几区啊

1.罗湖区最严重的环境污染

2.环境与环境问题

3.典型地区环境地质指标研究

4.自然地理学 考研方向 及院校选择

5.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所的历史沿革

6.环境与工程地球物理

7.第四纪地质环境

1.环境地质调查概述

环境地质问题，指各种工程经济活动引起的环境工程地质问题和环境水文地质问题，主要是城市、能源、交通、原材料工业等重大工程建设和矿山开发、水资源开发及农业活动等引起的地面及斜坡变形破坏、建筑物及公共设施的变形破坏、固体废弃物的环境危害、水库浸没及水库诱发地震、地下水资源枯竭和水质污染等。主要特殊不良地质环境条件指特殊不良岩土体（易溶岩、冻土、湿陷性黄土、胀缩土、淤泥质软土等），原生有害地球化学异常、煤层自燃、海平面升降、重要地区的沙丘移动和地壳强烈活动带等。主要地质灾害包括由自然地质作用以及人为活动造成的崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷，地下工程的严重塌方、突水、瓦斯爆炸，土地盐渍化、沼泽化、沙漠化，水土流失与河道、水库淤积，河、湖、海岸的严重冲刷、塌岸，海水入侵，旅游区和自然环境保护区的自然地质景观破坏等。环境地质调查的任务及主要内容主要有：

1）调查各种环境地质问题和地质灾害的发育情况、分布规律及其形成原因。着重查明对本区影响较大和重点地区的地质灾害和环境地质问题。

2）应用定性分析和半定量分析相结合的方法，进行地质灾害发育强度及环境地质问题影响程度及其危害的分区评价，并作出发展趋势预测。在此基础上，结合自然环境、社会与经济（人口、城镇、经济—工程建设等）发展规划，圈定重点防治区域。

3）研究并提出环境地质问题、地质灾害的防治和地质环境保护对策，包括在重点地区进一步勘查、评价对策和监测预报对策与治理对策等。对危害性较大的灾害点或影响较大的问题应及时向当地政府和主管部门报告，以便采取防范措施，最大限度减少灾害损失和环境危害。

4）由于各地区地质条件不同，和社会经济发展水平的差别，所反映出的环境地质问题，具有明显的地区性特点。因此部署上要按“区域展开，重点突破”的原则，确定调查工作重点。

2.调查的基本要求和方法

充分利用前人资料，重视野外路线调查，加强综合分析，查明条件、总结规律、科学分类、现状评价、趋势预测，并提出区划与对策。

在开展野外调查之前，应根据已有资料和国民经济规划建设要求，划分出重点工作区和一般工作区。要把地质灾害危害程度较大的城镇区、工矿区、重大工程分布区、交通干线、国土开发重点区、农业重点开发区和经济技术开发区等作为重点工作区。

要充分收集、利用已有资料和遥感图像，以路线穿越调查为主，现场观察和访问相结合，必要时辅以适量的物探、剥土、坑槽、室内实验；加强地质观察和分析，记好调查卡片，收集好第一性资料；加强资料整理和综合研究，充分利用计算机技术。对重点区或全区性的重点问题的调查要加密调查路线和调查点。

地质灾害及环境地质问题种类多，分布不均，要突出重点，兼顾一般，抓住对调查区危害最大的灾种或问题，调查其发育特征、分布规律、成因和危害。在调查成因及发育规律时，要分别阐明自然条件和人类工程经济活动在其形成中的作用，并注意地质灾害及环境地质问题的群生及派生关系。对点上或面上的问题都要调查其现状及变化两个方面的情况。对重点地区的一些影响较大的地质灾害或问题尽可能在现场分析、预测其发展趋势，了解和总结已有防治经验，提出进一步防治的对策。

加强灾害经济的调查研究。地质灾害造成人畜伤亡，直接和间接经济损失等和已有防治工程的类型、结构、规模及防治工程效益等，都必须分项统计和列出。

（1）崩塌调查

调查重点地区是新构造上升（含强烈地震带）、高差较大、坡面较陡、降雨充沛、暴雨多发和人类经济—工程活动强烈的山区。调查内容包括：①调查崩塌发生的时间、范围、规模、特点、危害和造成的损失；②调查分析崩塌形成条件和影响因素，形成条件包括地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件等；影响因素包括自然的（如降雨、地震、植物根劈）和人为因素（坡脚开挖、后缘加载、机械振动、排水不当）等；③评价并预测重要崩塌体稳定状况及其发展趋势；提出防治对策。对已有的防治工程，要详细调查其特点和效益；④圈定潜在崩塌危险地段（带），分析其成因、预测其发展趋势、崩塌形式和可能规模，提出防治对策。

（2）滑坡调查

调查的重点地区是新构造强烈上升（含强烈地震带）、软硬岩相间、降雨充沛、暴雨多发，人类经济—工程活动强烈等山区。调查内容包括：①调查滑坡规模、要素和危害。估算滑坡规模包括长度（顺滑动方向）、宽度、厚度、面积、体积和滑动的水平、垂直距离；滑坡微地貌形态特征，如滑坡形态和地表起伏情况，滑坡环谷、滑坡断壁、滑坡台阶、洼地、膨胀丘等；重要滑坡体的组成要素与特征，如滑坡体物质组成、结构和分布特点，滑坡体后缘、前缘及侧方边界尺寸和高程，滑动面、滑坡床和剪出口形态、构成、产状与埋深，横向、纵向、放射状、羽毛状裂缝等；其他现象，如滑坡体上建筑物、树木等地物位移情况，滑坡造成危害情况等；滑坡危害和造成的损失。②调查分析滑坡形成条件、影响因素、滑坡活动历史和滑动方式、特点、力学性质、类型，以及滑坡与其他斜坡变形方式的关系。③调查预测滑坡体稳定状况和发展趋势，提出防治对策。对已有的防治工程，要详细调查其特点和效益。④调查圈定潜在滑坡危险地段，分析其成因，预测其发展趋势、变形破坏方式和可能规模，提出防治对策。

（3）泥石流调查

调查的重点地区（段、带）是，构造强烈活动（含强烈地震带）的山区或山前地带，具有大量松散物质堆积区，滑坡、崩塌物质成片、成带堆积区，暴雨多发区及冰雪融化区，植被严重破坏区。应特别注意对“人为型泥石流”形成条件的调查，如矿山废弃矿渣、矸石和道路或施工弃渣堆放不当，可能因暴雨引发泥石流的地段。调查内容包括：①调查泥石流的规模、特征和危害。形成泥石流的固体碎屑物质的供给区、流通区和堆积区的位置、范围、规模、形态和泥石流物质组成、结构特点及可能的物流量；形成泥石流的水的来源和水量；泥石流物质成分、结构和流变性质；泥石流暴发时间、过程（速度）和受力性质；泥石流类型；泥石流活动历史和暴发频率，特别注意历史上该地泥石流暴发的临界降水量；泥石流危害和造成的损失。②调查形成泥石流的自然与地质环境背景。包括地貌、地层岩性、地质构造、风化作用与崩滑作用及其堆积物发育、分布状况，流域内降雨、冰雪融化特点和河、湖、水库分布情况等。③调查预测泥石流稳定状况和发展趋势；提出防治对策。对已有的防治工程，要详细调查其特点和效益。④调查圈定潜在泥石流危险的和多发的地区（段）或沟谷。

（4）地裂缝调查

调查地裂缝的形态特征、产状要素、规模和其形成的自然地理及地质环境背景（特别是与区域构造的关系）与影响因素（自然的、人为的），有条件时初步确定地裂缝的成因类型，分析地裂缝在时间上、空间上、强度上的分布规律和发展趋势。调查地裂缝的危害和造成的损失，提出防治对策。对已有的防治措施，要详细调查其特点和效益。

（5）地面沉降调查

调查地面沉降的分布范围、发生历史、沉降速率、总沉降量、范围、历史和引起地面沉降的自然地理、地质环境背景与因素，尽可能分析地面沉降的成因（构造沉降、抽取地下水或土层压缩引起等）和主要沉降、压缩层，预测地面沉降的发展趋势。调查地面沉降的危害和造成的损失。如海水倒灌，港口、码头和堤岸失效，河流纵坡变化导致水流不畅、洪水泛滥或影响水上交通，雨季渍涝成灾，地表和地下建筑物损坏等。对已采取的防治措施，要详细调查其特点和效益。

（6）地面塌陷调查

地面塌陷主要指岩溶地面塌陷和非岩溶地面塌陷，而后者多是因为采矿或洞室开挖引起的塌陷。因此，岩溶区（主要是松散堆积物覆盖的岩溶区）城镇、工厂洞室密集区和矿产开采区是地面塌陷的重点调查区。调查内容包括：①调查地面塌陷发生的时间、规模、范围和分布规律，分析地面塌陷与地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、降水、地表水之间的关系。对矿区地面塌陷还应特别注意分析地面塌陷与矿山排水或采空、洞室开挖等之间的关系，确定其成因类型。②调查地面塌陷的危害和造成的损失，预测其发展趋势，提出防治对策。对已有的防治工厂，要详细调查其特点和效益。

（7）坑道突水调查

调查矿山和其他地下坑道突水（有的伴随突泥）的时间、规模、历史和突水点的分布、特点与水的来源，分析突水与地层岩性、地质构造、水文地质条件、岩溶发育规律、地表水与人为活动的关系，调查突水造成的危害和损失，了解突水防治经验。

（8）海水入侵调查

调查海水入侵地下淡水层的历史、范围、面积和淡水咸化的程度及动态，调查区内自然地理、地质环境背景，分析海水入侵地下淡水层的原因，调查海水入侵危害和造成的损失，预测其发展趋势，总结已有的防治经验，提出进一步防治对策。

（9）冷浸田和土地盐渍化、沼泽化调查

调查冷浸田（或称土地潜育化）和土地盐渍化、面积和地区的水文、气象、地形地貌特点，沉积物的成因类型、物质成分和厚度，区域地质构造及新构造活动特征，水文地质条件，人为经济—工程活动和土地耕作、灌溉、施肥及其管理情况，分析冷浸田和土地沼泽化、盐渍化的成因与类型。调查冷浸田和土地沼泽化、盐渍化的危害和造成的损失，特别是农业损失。预测它们的发展趋势，总结当地已有的防治经验，提出进一步防治对策。

（10）河流、湖泊（水库）、海岸侵蚀与沉积调查

调查河流、湖泊（水库）、海岸侵蚀、堆积的速率、规模和规律，所在地区气候、气象特点和水体水文特点，以及所处地质环境背景；分析河流、湖泊、海岸成因和演变历史。调查河流、湖泊、海岸侵蚀、堆积和演变危害与造成的损失，预测其发展趋势，提出防治对策。对已有的防治工程，详细调查其特点和效益。

（11）土地沙化和沙漠化调查

调查土地沙化和沙漠化的范围、程度、特征、发展速率和类型，分析形成沙化和沙漠化的自然因素和人为因素；调查土地沙化与沙漠化或沙丘移动的危害和造成的损失，预测其发展趋势，总结已有的防治经验，尽可能提出进一步防治对策。

（12）水土流失调查

调查水土流失范围、发展速率、强度（侵蚀模数等）、面积和水土流失的自然因素和人为因素；调查水土流失的危害和造成的损失，如土层变薄、耕植土被毁损、土壤肥力减低和河流、湖泊、水库淤积、洪水泛滥、生态环境恶化等，预测其发展趋势，总结已有的防治经验，提出进一步防治对策。

（13）特殊岩土危害调查

主要调查内容包括岩（土）层的物质成分和机构、地下水的埋深及水位变化、气温变化、冻结层厚度（永久的、季节性的）冻融变化周期、土石冻融类型及其成因、黄土湿陷危害、胀缩土危害、淤泥质软土等调查。

（14）区域地下水位下降（枯竭）或上升调查

调查地下水开采量、水位下降速度、深度、水质变化、降落漏斗面积等，调查由于人工开采或其他自然因素造成的区域地下水位下降或枯竭对城市或工农业供水、地球化学变化等造成的危害，调查地下水位上升对农田、城市建筑地基及各种设施的影响或危害。

（15）地下水污染调查

调查各种污染源的位置、主要污染物和浓度、排放量、排放方式、排放途径及污染状况，重点调查工业“三废”排放和农业污水灌溉现状及污染状况；大气、地表水与土壤中的主要污染物及污染程度、范围与演变过程、污染原因和污染途径；地下水中的主要污染物及其分布特征、污染程度和污染范围、污染原因、污染类型，以及对环境和生态的影响。

（16）原生或次生地球水化学场变化问题

调查由于原生地球化学场异常或次生地球化学成分变化引起的各种危害，如地方病的类型、分布、危害人类或其他生物种群的范围、产生原因等。

（17）固体废弃物调查

调查工业、生活固体废弃物、废液的不合理排放对地表和地下水环境危害的地点、原因、范围和强度等；城市生活垃圾的排放及其污染范围，填埋物的处置状况；矿山区的废矿、矸石的堆放范围、污染性质、历史、强度等。

（18）山区城市建设地基开挖调查

调查山区城市建设中不合理开挖坡脚或基坑引起斜坡变形破坏的分布范围、程度、产生原因及对建筑群的破坏状况。

（19）地下工程中的地质灾害调查

调查地下工程中的严重塌方、突水、突泥石流、瓦斯爆炸、岩爆与煤层自燃的规模、成因及其危害程度和教训。

3.环境地质信息系统的建立及应用

主要包括环境地质数据库的建立、计算机辅助制图、利用数据库的可操作性和计算机制图的及时灵活性，进行多方面的辅助决策。为地区性国民经济发展规划和布局的决策，适时调整地方经济战略，进行咨询；全国计算机数据库联网，对国土规划的长远目标和近期设想进行防灾、减灾、抗灾和救灾检查。

环境地质及地质灾害研究完成的主要地质图件有环境地质图、地质灾害分布图、地质灾害发育强度分区评价图、地质灾害危险程度分区预测图、环境水文地质评价预测图。

罗湖区最严重的环境污染

经过三古学者的艰苦工作，河南平原及其周边地区迄今为止发现不少新、旧石器时代的遗址。其中，旧石器时代遗址相对较少，新石器时代遗址相对较多，约2000处。新石器时代遗址有距今7～8ka间的裴李岗文化、距今4.5～7ka间的仰韶文化和距今5ka前后的大汶口文化和屈家岭文化的中、晚期遗存，还有距今3.8～4.5ka之间的河南龙山文化。

7.8.3.1 旧石器时代遗址考古发现与气候生态环境

（1）小空山旧石器时代遗址考古发现与气候生态环境

从南召县小空山遗址洞穴所处的阶地高度分析，应是中更新世（周口店期）开始接受沉积的地方，是古云阳人居住最为理想之处。

小空山上洞地层划分为3层。第1层为灰黑色扰土，出土化石种类有牛（Bouidae）、野猪（Sus scrofa）、普氏野马（Equus przewalsyi）、犀牛（Rhinoceroti-dac）、最后鬣狗（Crotuta ultima）等。第2、3层为黄褐色砂土，化石种类有最后鬣狗（Crotuta ultima）、野猪（Sus scrofa）、转角羊（Spirocerussp）、犀牛（Rhinocerotidac）、方氏鼢鼠（Myospalax fontanieri）、普氏野马（Equus Przewalsryi）等。其时代为更新世晚期偏晚阶段，考古学分期上属旧石器时代的晚期。由上洞第3层鹿牙化石所做的铀系法测年，大致相当于最后冰期的最盛期，距今约20～30ka。

（2）南召猿人化石遗址考古发现与气候生态环境

南召猿人化石是河南发现的直立人（Homo erectus）化石。发掘地点地层共分5层，第5层的褐**砂质黏土层富含化石，直立人牙齿、哺乳动物化石均出土于此层。

与猿人化石同出的哺乳动物化石有剑齿虎（Megaloceros pachyosteus Young）等21种。其中剑齿虎为新近纪的残余种类，中国鬣狗、肿骨鹿和三门马为中更新世（周口店期）早期典型的哺乳动物，它说明了中更新世（周口店期）早期生态环境与气候是温暖湿润的。

7.8.3.2 新石器时代遗址考古发现与气候生态环境

（1）下王岗遗址考古发现与气候生态环境

贾兰坡先生等通过对下王岗遗址动物骨骼的研究，首开了河南新石器时代仰韶文化时期生态环境与气候的研究。淅川县下王岗遗址发现的动物群骨骼，不仅给人们列出了那个时代居民食用的“菜单”，同时也反映了当时遗址地区的自然气候与生态环境。

下王岗仰韶文化层中，共发现24种动物骨骼。有猕猴、黑熊、虎、豹猫、野生水牛、苏门犀、亚洲象、野猪、麝、苏门羚和孔雀、麂、梅花鹿、豪猪以及大熊猫等，同时还见有大量的竹灰。其中，猕猴、黑熊、虎、豹猫、苏门犀、亚洲象、野猪、麝、苏门羚等系适合森林和多树的山区动物；孔雀、麂、梅花鹿、豪猪等系适合稀树、草地和灌林丛生地带的动物；大熊猫系适合多竹山区的动物。

上述动物群中，喜暖7种，占29.17%，这些动物现今分布范围的北界多数不超过北纬33°，其中还有更偏南的动物，如野生水牛、苏门犀等，在我国境内已不见。其余为长江南北均可见到的适应性较强的动物，占70.83%。这是下王岗各期文化层中喜暖性动物最多的时代，说明仰韶文化时期是温暖的气候，遗址地区必然有茂盛的森林，山区也有稀树、草地和灌林丛生的开阔地带，附近还有茂密的竹林。仰韶文化时期各文化层中都发现许多竹灰，有的甚至还可看出竹的纤维。在仰韶文化三期的长屋中还发现有铺竹织物的痕迹。以上充分反映出当时遗址地区属于温暖湿润的自然气候环境。贾兰坡先生等认为，该时期属于全新世温暖气候的顶峰即相当于B.Srenander气候的大西洋期。

（2）大河村遗址考古发现与气候生态环境

大河村遗址位于郑州市东北角，属仰韶时期文化。仰韶层的沉积物主要特征是以灰**和灰黑色淤泥质亚砂土为主，考古发掘出土有大量的动物骨骼，其中有竹鼠、水牛、野猪、鹿、轴鹿、貉、麂、兔、家猪、狗、羊、鸡、环颈、龟、雉、鳖、鲤、蚌、螺等，以及18块孢粉样品。

孢粉分析结果显示，仰韶时代郑州地区的植被特征是乔木植物占优势（50%～90%），草本和灌木植物较少（27%～48.5%）。其中，下段阔叶树植物花粉（52.1%）多于松属（Pinus）花粉。草本植物中水生的Nymphoides最多，达29.4%。其次是Artemisia，Labiatae，Ranunculaceae和Polygonaceae。

据此，推测郑州地区全新世中期的古气候环境是进一步的转暖。以Pinus为主的针叶林-草原植被逐渐被以Castanea，Puer，cus，Carpinus，Ulmus等阔叶树占优势，Pinus为次的针阔叶混交林所代替，林中散生有热带、亚热带乔木树种，如Tsuga，Podocarpus，Quercus，Platycarya，Ligu-damdar，Oleaceae和Enporbiaceae。这些喜暖喜热的乔木植物花粉占木本植物花粉的24.5%，草本植物中，水生的Nymphoides，Potamogetomaceae，Spar-ganiaceae及湿生的Cy-eraceae大量出现，占草本植物含量的37.8%。喜热和水生植物大量出现表明全新世中期的气候特点与现今长江中下游的亚热带气候相近，相当于B.Srenander气候的大西洋期。另外，Lychnotnamnites等水生植物的出现，表明该平原地区为浅水湖沼的环境。

还有人从半定量的角度，对该地区的降水量进行了初步的研究。他们根据大河村遗址流行的整塑整烧建筑技术和遗址出土的莲籽、螺壳与所使用的蚌镰及动物骨骼中有貉、麂、竹鼠等考古成果，认为大河村地区全新世中期冬季较现今温暖，年降水量较现在偏多。由于年均降水量＞1000mm时才能满足竹子正常生长的需要，因而推得当时的年均降水量可能平均＞1000mm。

（3）濮阳西水坡龙虎人墓葬考古发现与古气候环境

传说中的五帝之一，颛顼之都——帝丘，在今河南平原中北部濮阳市西南、高起的岗丘上。颛顼是我国古文明时期开创“绝地通天”、集神巫政教合一的神教文化于一身的始祖。颛顼以“共工振荡洪水害天下”为罪名，诛工得帝位。

1988年，濮阳西水坡发现一古墓葬。在45号墓中，遗体两侧有蚌壳摆成的龙虎，呈一龙虎人组合图（图7.3）。人骨架居中，仰身直肢，头向南偏西，在人骨左右用蚌壳摆成一龙一虎，龙虎的头向为北偏东。李学勤等认为，濮阳西水坡龙虎人组合图的发现及体现的身兼巫师和部落首领人物，与传说的颛顼帝在河南濮阳一带的宗教活动是比较相符合的。这也就意味着该墓葬的主人极有可能就是颛顼帝，或者是其宗教核心人物之一，属于仰韶时期文化。

图7.3 濮阳市西水坡龙虎人组合图

（据李学勤，江林昌，2001）

孙长虹、郭书元对西水坡新石器时代仰韶文化遗址出土的双壳类进行了研究。共有33种，其中31种组成了Lamprotula-Cuneopsis-Unio组合，称为西水坡丽蚌动物群，其时代为中全新世早期。贝壳14C测年6465±45a，同层出土的陶器特征显示出为仰韶文化的早期（7～6ka）遗址。该动物群与长江中、下游流域洞庭湖、鄱阳湖和太湖及其周围水域的现代丽蚌动物群组合特征非常接近，同属东洋界、中印亚界动物地理区，亚热带湿热气候。根据该动物群反映的生态环境，该地区当时应是气候湿热、雨量充沛、河流成网、湖泊遍野的环境。

（4）殷墟遗址考古发现与气候生态环境

1977～1978年，安阳殷墟墓陵区进行了大规模考古钻探，发现祭祀坑近700座，墓中除出土陶器、骨器和玉石器外，还出有白陶820片。祭祀坑中埋马117匹、幼象1头，以及牛、猪、羊、狐、河狸、猴等动物。这说明了殷代养马发达和“殷人服象”的真实情况。

殷墟妇好墓中发现佩带和镶嵌饰物有玉人、龙凤、怪鸟怪兽及各种动物，兽类有虎、象、熊、猴、鹿、马、牛、狗、兔、羊头、兽头等；禽鸟类有鹤、鹰、鸱鹚、鹦鹉、鸽、燕雏、鸟、鸬鹚、鹅等；还有鱼、蛙、鳖、蝉和螳螂等。玉雕动物达27种，其中大多数见于殷墟出土的动物骨骼和甲骨文记载，以及过去殷墟出土的玉石雕刻，且鹰、鸽、鸬鹚、鹤、螳螂等5种系首次发现。

殷墟甲骨文中有农作物黍、稷、麦、稻等和开垦荒地、施肥的记载，以及圈养马、牛、鸡、犬、豕等六畜的记载，反映出当时畜牧业的发达，显示出殷时古气候古环境与现今较为接近的情况。

（5）郑韩故城遗址考古发现与气候生态环境

郑韩故城横亘在河南平原的中西部、现今的新郑市一带，著名的双洎河从附近流过。据记载，公元前8世纪中期至公元前230年，为春秋战国时期郑国和韩国的都城。

城址平面略呈不规则长方形，东西长约5000m，南北宽约4500m，中部有一道南北向夯土墙将故城分隔成东、西两部分。

西城内最重要的发现是位于西北部的地下冷藏建筑遗存。冷藏室填土中出土有大量战国时期的陶器、砖、瓦残片以及铜、铁、骨器等。填土中出土的禽兽骨骼约占整个出土遗物总数的一半，以牛、猪骨最多，马、羊骨次之，并有少量鹿、鸡骨。

在东城偏北的张龙庄村南，发现一处春秋战国时期的制骨作坊遗址，面积约2万余平方米。在这处制骨遗址文化层中，出土了大量带锯痕的废骨料、骨器、骨器半成品及细砂砺石、残铜刀等制骨工具。初步辨认出骨料中有牛、猪牙床骨、肩胛骨和鹿角等。反映出与现今较为接近的气候环境。

7.8.3.3 农作物考古与气候生态环境

（1）粟、黍、稷考古发现与气候生态环境

粟、黍、稷系指小米群，中国农业的开始，目前可上溯到新石器仰韶时代，仰韶时代农业的基础是小米。如仰韶遗址中，石制、蚌制和骨制的农具已很多，最重要的证据是粟（“小米”的一种）已经为仰韶时人所储藏。

西安半坡遗址有几处储藏着栗的壳物，尤其是115号窖穴已腐朽的皮壳达数斗之多。除西安半坡外，“小米”也曾发现于陕西宝鸡斗鸡台、华县柳子镇和泉护村、山西万泉荆村等地。但万泉荆村的小米，早年由日人高桥基生氏鉴定为粟（Setaria italica），1933年美国华盛顿Freer博物馆的Carl W.Bishop博士指出，荆村发现的小米是黍稷一属的Paricum miliaceum。仰韶农业粟的广泛种植，标志着该时期古气候环境是较温暖的。

（2）高粱考古发现与气候生态环境

1955年，在江苏新沂三里墩遗址龙山文化层以上殷周文化层中发现有高粱秆和叶的遗迹，河北石家庄市庄村发掘战国时赵国的遗址，也发现有两堆炭化高粱。

苏北殷周、河北石家庄战国及洛阳西汉诸遗址中高粱的发现，似乎表明高粱是华北地区的原生粮食作物。它的种植，标志着该时期古气候环境趋于冷湿。

（3）稻的考古发现与气候生态环境

1921年，安特生在河南渑池仰韶村发现新石器文化遗址，在携返瑞典多件仰韶出土陶片中，有一陶罐残片上充满谷壳印痕。后经瑞典植物学家G.Edman及E.Soderberg研究，鉴定为人工栽培稻谷（Oryza Sativa）的外壳。

近年陕西华县柳子镇仰韶文化层中，草灰中除粟的外壳外，还发现有类似稻壳的遗迹。稻的种植，标志着该时期古气候环境是较温暖的。

（4）小麦考古发现与气候生态环境

殷代卜辞中已有麦字，但史前华北小麦的种植，至今尚无确凿的证据。安志敏先生于1949年首先提出，仅北平历史博物馆所藏山西保德县王家湾出土似为史前时期之陶片上，印有某种谷粒及芒之痕迹，颇似麦粒。

1955年春，安徽省博物馆在河南平原东临亳州东乡钓鱼台古文化遗址中，发现一件陶鬲之内盛有炭化麦粒，计重1市斤13两。该遗址所发现的黑陶与龙山遗址的黑陶完全相同，故断定遗址是龙山文化遗址，麦粒也是属于龙山时代的，麦粒经小麦育种学家金善宝教授鉴定，系古代小麦Tricticum antiquorum的一种。麦的种植，标志着该时期古气候环境是较冷湿的。

（5）大麻考古发现与气候生态环境

1931年，李济生在安阳发掘报告中提到殷代埋藏的戈形兵器，有些外表有“极显著的布纹”，但布的原料是否是大麻，并未说明。

据研究，卜辞和金文中还没有麻字，而《诗经》中麻字有7处可见；洛阳烧沟汉墓中出土写有“麻刀石”字样的陶仓；新郑工农路一座西汉晚期墓中出土一件小陶壶上，用隶书写有“麻子”，壶中装有已经炭化的麻子。说明古代华北地区的布应该是以大麻为原料。麻的出现，标志着该时期古气候环境是较凉的。

环境与环境问题

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。

典型地区环境地质指标研究

(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。

自然地理学 考研方向 及院校选择

一、研究区概况

大庆市位于松嫩平原中部，黑龙江省西部，属松花江流域，是我国最大的石油、石化生产基地。现辖肇州、肇源、林甸、杜尔伯特四个县，以及萨尔图、让胡路、龙凤、红岗、大同五个区，总面积21 219 km2，截至2006年10月18日，总人口数为265.7万人，工业企业1000余家。其中市区面积5107 km2，人口121.2万。大庆市区行政区划主要构成如表7-5所示，地理位置如图7-1所示。

表7-5 大庆市区行政区划表（2004年）

图7-1 大庆市区行政区划图

（一）地质与地形地貌

大庆市在地质构造上属松辽盆地，它位于松辽盆地北部，处于松花江、嫩江一级阶地上，地层沉积厚度达6000 m以上。在漫长的地质构造运动作用下，大庆市地下岩层形成两侧为凹陷的构造——三肇凹陷和齐家古龙凹陷，中部为隆起构造——大庆长垣构造。大庆长垣是松辽盆地中央坳陷区北部的一个大型背斜构造带，南北长140 km，东西最宽处约70 km。正是被称为“大庆长垣”的构造，孕育了大庆油田的主体，长垣之上，自北而南有喇嘛甸、萨尔图、杏岗村、太平屯、高台子、葡萄花和敖包塔7个油田。

从第四纪地质构造上来看，大庆市可以分为：冲击层、低漫滩堆积层、第四系水系、风积层、高漫滩堆积层、洪积（冲积）层和全新统，见表7-6。

表7-6 大庆市第四纪构造及其面积

全市地势东北高、西南低，一般地面高程在126～165 m之间，自然坡降在1/5000至1/3000左右，相对高差较小，为10～39 m，境内无山无岭，地貌表现为坡状起伏的低平原。

从地貌成因类型及形态特征看，大庆大面积为冲积洪积湖积低平原，局部为冲积洪积河漫滩、风积沙丘地貌。冲积洪积湖积低平原分布于大庆市中部广大地区，地形平缓，表现为坡状起伏：冲积洪积河漫滩呈条带状分布于沿江地带，地势平坦，地面湿润，并分布有较多季节性泡沼和沼泽湿地及小块的残留阶地；风成沙丘呈北西-南东向条带状分布，大部分现已固定或半固定。在地势稍高多为平缓的漫岗，其上植被发育较差，平地上多为耕地、草原，间有许多面积不大的盐碱小丘；低处多为排水不畅的季节性积水洼地和低位沼泽，以及大大小小的碱水泡子。

（二）气候

大庆市地处北温带欧亚大陆东缘大陆季风气候区，属于半湿润与半干旱区域，受蒙古内陆冷空气和海洋暖流季风的共同影响。春季多大风，少雨干燥；夏季短暂，受太平洋高压气团影响，雨热同季，高温多雨；秋季日照长，常有早霜；冬季漫长，受高空西北气流控制，严寒少雪。市区多年平均气温3.2℃，1月份平均气温-19.6℃，7月份平均气温22.8℃，极端最低气温-37.7℃，极端最高气温37.4℃。无霜期140天，年平均日照时数为2826h。季节性大风明显，年平均风速3.9m/s。

大庆市气候灾害最主要的是干旱，特别是春季，春季降水不到全年的15%。由于年内降水分配不均，强度大，降低了降水的有效性，造成夏、秋洪涝灾害。此外，低温寒冷、霜冻、冰雹、大风出现的频率较高，造成程度不同的其他灾害。

（三）土壤

大庆市区土壤是在特定的地貌、成土母质、气候、水文、植被等成土因素的综合作用下形成的。草原土壤占市区总土地面积的 18.64%，是主要的耕地土壤；水文土壤主要有草甸土和沼泽土，其中草甸土占市区总土地面积的52.23%。大庆地区特殊的自然地理环境使区内土壤既有一般的成土规律，又有特殊的隐域性成土方式。第四纪粘土、亚粘土为主的沉积物，决定了大庆地区土壤的基本性质，即具有温带平原土壤系列的基本特点。根据土壤普查资料，大庆市土壤共分 6 个土类，13 个亚类、13 个土属，28 个土种。

（四）植被

大庆市天然植被主要由草甸草原、低地盐化草甸和沼泽构成。草甸草原是松嫩平原的主要组成部分，分布在漫岗、缓坡地和低平地上，植物主要以中早生的多年生草本植物为建群种，并以丛生和根茎型禾草占优势。禾本科主要有羊草、贝加尔针茅、野古草、隐子草和洽草等；豆科有兴安胡枝子、细叶胡枝子、五脉山薰豆、首箱、草木裤、山野豌豆等，杂草类主要有篙属、萎陵属杂草。植被盖度多在65%以上，草层平均厚度50 cm左右，亩产干草约100～150 kg。此类草场是畜牧生产主要割草场和放牧地。低地盐化草甸在大庆市有一定面积的分布，多处在地势低洼地带，与草甸草原植被呈镶嵌分布。植被由盐中生和早中生禾草、杂草类组成，主要植物有星星草、碱茅、羊草、芦苇、野黑麦、盐生凤毛菊、碱蓬、碱高等，植被盖度60-80%，草层平均高55 cm，亩产干草70 kg。此类草地主要作为放牧场。沼泽植被在大庆市有小面积分布，主要在长年积水或季节性积水的内地闭流洼地、无尾河散流低地和江滩洼地，植物主要有芦苇、小叶樟、三棱草、苔草等组成，芦苇是最常见的类型，植被盖度在80-100%，生长高度150～250 cm，产量很高，主要用于造纸工业。除了占优势的草本植物外，在西部风沙土区还有野生的蒙古杏、榆树等树种分布，现已遭受严重破坏。沿江地区还有天然的山杏、榆树、灌木柳等。

不过目前，大庆市天然植被己有很大一部分被开垦为农田，并在村镇周围和农田边缘种植了大量的杨树。保持天然植被的地段多为干早贫膺的沙地、较重的盐碱地以及沼泽地等。另有一部分植被由于油田开发而受到严重破坏。

（五）水文

1.降水

大庆市夏季降水量丰沛，冬季降水稀少。多年平均降水量为380～470 mm，最大降水量为664 mm，最小降水量为213 mm。年内降水量分配不均，主要集中在7～8月份，约占全年降水量的55%。大气降水明显表现为年际变化大、年内分配不均，并呈现夏季丰水、冬季枯水、春秋过渡的特点。

2.地表水

大庆市地表水资源表现为明显的闭流区特征。境内湖泊、泡沼星罗棋布，但很多泡沼多为碱性泡子，碱性强、盐分含量高，未经处理不能做灌溉用水。市区内无天然河流，松花江、嫩江从西南部边缘通过。省内两条最大的无尾河——乌裕尔河和双阳河的尾部逐渐消失在林甸和杜蒙县的大片苇塘和湿地中，大气降雨都汇集到低洼处，形成许多季节性沼泽地，全市有常年水泡208个，其中市区有156个。地表水系由引水系统、排水系统和诸多泡沼组成。引水系统包括三条以嫩江水位水源的北部、中部、南部引嫩工程和相应的蓄水工程组成，蓄水工程主要包括大庆水库、红旗水库、龙虎泡水库、北湖、东湖等。日供水能力117万m3。排水系统有南线排水和东线排水组成，东线由石化总厂污水管线进入清肯泡，南线主要是指安肇新河排水系统。

3.地下水

大庆市已探明地下有四个含水系统，即主要由第四系林甸组、泰康组及第三系大安组、白垩系明水组构成。因含水层受古沉积环境影响，其结构特征、埋藏条件、补给、径流条件差异很大，各含水层富水性差别较为明显。总体而言，含水厚度在10～40 m之间，顶板埋深为35～60 m，一般单井出水量为20～50 t/h，地下水可开采量为每年9.6亿m3。

大庆市各含水层为低矿化度重碳酸氢钠（NaHCO3）型水，但主要指标有明显的差异。在含水层之间，总溶解性固体由高到低依次为大安组、泰康组、林甸组、明水组，总硬度由高到低依次为泰康组、林甸组、明水组、大安组，锰含量由高到低依次为明水组、泰康组、林甸组、大安组，氟含量由高到低为林甸组、泰康组、大安组、明水组，pH值由高到低依次为明水组、林甸组、大安组、泰康组。总的情况分析，明水组水质最好，大安组水质次之，第四系、泰康组水质一般。在平面分布上的总体情况是，大庆长垣以东地区水质好于以西地区。

（六）石油天然气

大庆市位于松辽盆地的中心部位，是中生代至新生代时期的一个大沉积盆地，地下有丰富的石油天然气资源。截至 2001 年底，共发现探明石油地质储量 56.2 亿t，已动用地质储量 47.9 亿t，已开发的含油面积 2123.77 km2，占大庆市总面积的 41.59%。大庆市天然气资源也较为丰富，天然气地质储量 548.22 亿m3。

二、大庆市水土环境变化影响、状态和后果分析及环境地质指标研究

综观大庆市水土环境恶化的各种相关因素，其主要成因为：大庆市地处松嫩平原腹地，地质环境脆弱；油田的开发、建设活动加剧了市区水质和土壤的污染，造成区域地下水位持续大幅下降，导致土地资源流失，土地利用结构发生变化等一系列水土环境问题。

（一）气象

大气降水情况表现为年际变化大、年内分配不均的特征，并呈现夏季丰水、冬季枯水、春秋过渡的特点。夏季受东南季风的影响降水量丰沛，占全年降水量的60%左右；冬季在干冷东北风控制下降水稀少，仅占全年的4%～6%，见表7-7、7-8。

表7-7 大庆市区代表站降水量系列丰枯评定表

表7-8 大庆市区主要代表站多年平均降水量分配表

对于潜水含水层，水位变化受降雨影响较大，丰水位出现在8～9月份，枯水期多出现在4～5月份，图7-2是市区一潜水含水层地下水位与降雨量的关系曲线图。

（二）水文地质

大庆市含水层主要由第四系林甸组、泰康组及第三系大安组、白垩系明水组构成。因含水层受古沉积环境影响，其结构特征、埋藏条件、补给、径流条件差异很大，各含水层富水性差别较为明显，根据地下水含水层特征及埋藏条件可将区域内地下水分为富水区、中等富水区、弱富水区和贫水区四个区域，以大庆长垣为界，将规划区分为西部含水层系统及东部含水层系统，东部明水组缺失边界以南为东南部含水层系统。

图7-2 地下水位与降雨量的关系曲线

1.齐齐哈尔组潜水含水层

岩性为冲积和湖相沉积的细粉砂层。在低平原地区发育，岩性为黄土状亚粘土、亚粘土、粉细砂，潜水含水层底板埋深一般在5.0～30.0 m之间。赋存孔隙潜水，含水层厚度2.50～8.50 m，水位埋深2.5～8.3 m，渗透系数0.6～3.2 m/d，单井涌水量<100 m3/d，水质类型为低矿化淡水-微咸水。

2.大兴屯组潜水含水层

岩性为冲积相沉积的地层。在区域高平原地区发育，岩性为黄土状亚粘土、亚粘土、粉细砂，赋存孔隙潜水，含水层厚度0.50～5.50 m，水位埋深3.5～6.5 m 渗透系数0.8～2.5 m/d，单井涌水量<100 m3/d，水质类型为低矿化淡水-微咸水。

3.林甸组承压含水层

主要由河流相沉积细砂、砂砾石组成。除大庆长垣顶部缺失外，油田大部分地区都有分布，以油田西部发育最好。油田东部只有龙凤—卧里屯一带分布。在油田西部，埋深深度和厚度均自东向西，自南向北加深增厚，在前进水源以南地区逐渐变薄。厚度一般都在10.0 m以上，大部分地区都在20.0～60.0 m之间。少数在75～80 m之间。含水层颗粒粗大，分选较好，有效孔隙度大，透水性强，富水性较强。300 mm井管单井出水量为3615～5462 m3/d。林甸组含水层是规划区主要开采层位之一，其原始静水位埋深在3.0～10.0 m之间，目前，在降落漏斗范围内，水位埋深在15～25.42 m之间。水质类型为低矿化度的重碳酸钠型水。

4.泰康组承压含水层

岩性主要是含砾细砂和含砾中粗砂，自上而下由细变粗，呈明显河流相沉积。上部以中细砂和粉细砂为主，底部为厚层状含砾中粗砂。含水层只分布于大庆油田的西侧地区，与上覆第四系砂砾石层之间有一层分布不稳定的亚土、粘土和粉砂交互层，沉积发育比较稳定，厚度为5.0～20.0 m，且分布不稳定粘土或亚粘土互层相隔，沉积缺失而形成天然的“天窗”。通过弱透水层和“天窗”，使第四系林甸组含水层与该含水层相连通，水利联系较为密切，可视为同一含水层系统。

5.第三系大安组孔隙承压含水层

该含水层受沉积构造运动影响，分布不稳定，含水层较薄，厚度在3.0～8.0 m之间，含水层岩性为含砾砂岩，胶结松散，颗粒较细，孔隙较小，富水性略差。单井出水量为800～1000 m3/d。矿化度为240～660 mg/l，水质类型为重碳酸钠型水。

6.白垩系明水组孔隙承压含水层

又分为明水组二段承压含水层和明水组一段承压含水层。前者沉积时受构造运动影响，分布不稳定，多以透镜体分布。含水层单层较多，一般2～10层。单层厚度在3.0～26.0 m之间，累计厚度在10.0～80.0 m之间，局部最厚可达100 m。含水层岩石颗粒较细，孔隙较小，富水性略差。单井出水量为430～1700 m3/d。矿化度为300～700 mg/l，水质类型为重碳酸钠型水。后者与明水组二段含水层平面分布范围基本一致，含水层沉积特征受构造运动的影响很小，分布稳定性较好，特别是其上部含水层呈连续分布，沉积发育良好。含水层单层数较明水组二段少，一般为1～8个单层，单层厚度在3.0～29.0 m之间。含水层累计厚度为在5.0～55.0 m之间，局部地区最厚可达66.5 m。明水组一段含水层发育较为稳定、厚度为20 m左右，灰黑色泥质砂岩，砂岩分为上下两部分。其中上部发育良好，单层厚度较大，区域分布十分稳定，岩石颗粒较粗，有效孔隙度较大，富水性较强。而下部则发育较差，分布也不稳定，在三肇凹陷东部，发育相对较好。在龙凤、东水源地区，该含水层在油田开发初期可喷出地面10余m。目前，漏斗范围内最大降深在地面以下50 m。单井开采量为400～1000 m3/d，矿化度为300～800 mg/l，总硬度为96～500 mg/l（以CaCO3计）。

（三）地表水质

地表水是大庆市水资源的重要组成部分。大庆市的地面水体主要由江河、“三引水系”、自然泡沼、人工湖库和排水渠系共五部分组成。由于大庆以石油开采和石油化工为主体产业结构特点，结合大庆地区地表水体中的主要超标项目，选择了DO、COD、BOD5、挥发酚、CN-、石油类、总砷、六价铬、总镉、氨氮10个为地表水环境质量评价因子。

江河：由表7-9可见，区内松嫩两江，仅在中部引嫩干渠渠首及肇源站段为Ⅲ类地表水体，其他站段为Ⅳ级水体。江水的环境质量主要受到沿途纳污及江水自净条件的影响。从北部拉哈站段水体为4.6级，到中部引水渠首江水由于自净作用综合级数变为3.60级，至江桥站段由于途中接纳了齐齐哈尔市的污水排放使江水综合级数上升到4.14级。至古恰，松花江接纳库里泡4.87级的排水后江水由4.10级上升为4.69级。各断面环境监测资料统计表明，松嫩两江主要超标项目是化学耗氧量、生化需氧量、石油类物质。乌裕尔河和双阳河因受其上游各县污水排放的影响，水质较差。其综合级数分别为5.79和5.38级。属Ⅴ类地表水体。主要超标项目有化学耗氧量、生化耗氧量和石油类物质。

引水系统：中部引嫩干渠和北部引嫩总干渠质量分别为Ⅲ级（3.67级）和Ⅳ级（4.6级）。大庆水库和红旗水库为Ⅲ级地表水体。综合级数分别是3.31级和3.9级。据不同水期的监测资料分析，大庆水库枯、平、丰水期综合级数变化明显，主要表现为枯水期水质最差，丰水期水质较好，可达Ⅱ类地表水标准。

排水渠：安肇新河和西部排水干渠为大庆市排水主干系统，并汇合于大同，而后注入库里泡。排水系统承泄大庆市的城市污水和工业废水。安肇新河源于王花泡滞洪区，与东排干，中央排干和兴隆排干构成东部排水系统并串联于中内泡。主要接纳萨尔图区、龙凤区和红岗区及大同区的部分污水。水质较差。综合级数显示，东排干为4.93级，中央排干为5.84级，安肇新河为5.44级。西部排水总干渠北起大庆水库，南到民荣泡南端入安肇新河，全103.4km。设计流量10m3/s。具有油田排水，工业排水、农田灌溉等功能。西部排水干渠北部水质较好，基本符合Ⅲ级地表水体标准，其间串联于哑葫芦泡，东卡梁泡和八百垧泡后，接受了让胡路区、红岗区和大同区的污水排入，几个断面的综合级数都在5.8级以上，污染较为严重。

湖泡：大庆地区湖泊众多，是地表水环境系统的重要组成部分，多数湖泊具有纳污功能，城市污水、工业废水、地表径流是这些湖泡的主要补给，有的湖泊也有来自地下水潜水的补给，如莲环湖等，使这些湖泊终年不干，得以存在，湖泊是污水的汇集地，也是区内污染最为严重的区域。据断面监测，串联于安肇新河的中内泡1998年丰水期综合级数为8.06级，枯水期竟高达15.44级。大庆市与水环境密切相关的二十几个湖泡，除王花泡、八百垧泡、莲环湖、库里泡为Ⅳ级地表水体外，其余皆为Ⅴ级水体或超Ⅴ级水体。其中污染最为严重的是：老猪泡、中内泡、周瞎子泡、民荣泡、陈家大院泡。

表7-9 大庆市地表水体质量评价结果表

综上所述，大庆地区地表水体的污染以化学耗氧量、生化需氧量、石油类、有机污染为主，其次为总氮和总磷超标元素。地表水体污染的主要原因是城市生活污水和工业废水的排入造成的。其次地表径流水质也是影响湖泊、河流水质的一个重要方面。

（四）地下水水质

大庆油田自开发以来，就以地下水作为主要的供水水源，由于地下水的大量开采，在开采区形成大面积水位降落漏斗，漏斗中心位于前进水源地附近，而且随着开采量不断增加，漏斗中心水位降落也相应增大，在许多水源地，如前进水源、齐家水源、让胡路水源、喇嘛甸水源、红卫星水源等水源地的水化学成分发生了变化，地下水的、硬度、Fe和Mn均有升高的趋势。主要化学成分的情况如下：

1.Cl-离子

大庆市地下水中氯离子含量较低，大部分为Ⅰ级水，小于地下水环境质量标准规定的Ⅰ级水（50mg/L）。Ⅱ级水分布在齐家水源、喇化水源、西水源喇嘛甸水源一带。

2离子

大庆市地下水中硫酸根含量大部分较低，为Ⅰ级水，低于地下水环境质量标准规定的50mg/l。Ⅱ级水分布在杏二水源、南二水源，龙凤水源等地。Ⅲ级水主要分布在齐家水源地、西水源和让湖路水源地。只在喇化、西水源、喇嘛甸水源的个别井点达到Ⅳ级和Ⅴ级水。

3.Fe离子

大庆市地下水中铁离子的含量普遍较高，多数井点达到了Ⅳ级和Ⅴ级，即超过饮用水水质标准（0.3mg/l）。铁的分布基本分成三个区，西部地下水中铁含量较高，为Ⅴ级水，中部铁含量主要为Ⅳ级水，而东部地下水中铁含量相对较低，其中北水源、东水源、龙凤水源至农牧厂一带的地下水中铁含量较低，为Ⅰ级水，是白垩系明水组含水层。红卫星水源、喇嘛甸水源中部分井点及大同等地的地下水为Ⅳ级水，西部地区铁含量普遍较高。

4.Mn离子

根据锰含量的高低，可将大庆市地下水分为东西两个区。西区锰含量较高，多数为Ⅳ级水，个别地方为Ⅰ级水，如林甸的庆丰等地；而东部地区地下水中锰含量较低，大多为Ⅰ级水，如北水源、东水源、龙凤水源至农牧厂一带的明水组含水层，长垣西侧的西水源、红卫星水源、南水源、南二水源、前进水源等水源地部分井点为Ⅰ级水。

5离子

大庆市地下水中硝酸根含量大部分为Ⅰ级水，小于2mg/l。

6.F-离子

氟离子含量基本分为两个区，西部地区含水层中含量较低，大部分为Ⅰ级水，包括绿色草原、胡吉吐莫、古龙、新肇、古恰等地，林源、新华、大兴和肇源等地也为Ⅰ级水，而东部一些地区氟含量较高，为Ⅳ级水甚至Ⅴ级水。

7.TDS

大庆市地下水中溶解性总固体含量低的Ⅰ级水（<300mg/l）主要分布在明水组的庆宾馆、九厂深、一厂作业一带及肇源的个别地区，如源3。西部地区主要为Ⅱ级水，即TDS介于300～500mg/l。Ⅲ级水主要分布大同及杏二水源等地。只是在个别地方为Ⅳ级或Ⅴ级水，如喇化水源地、喇嘛甸水源地等。

8.硬度

大庆市西部地区地下水硬度含量介于150～350mg/l，为Ⅱ级水。

（五）地下水位

大庆市区是地下水开采的集中区域，由于大庆市无江无河缺乏地表水资源，开发初期主要以开发地下水作为主要的供水水源。在集中开采区先后建立地下水水源46座，经过40多年的开采，已形成东西两个降漏漏斗。

西部漏斗区：主要开采目的层为第四系林甸组和第四系泰康组含水层，先后建成地下水水源地26座，由于集中开采形成南北长约104 km，宽40 km的降落漏斗，漏斗影响面积为4000 km2，从动态分析可以发现，水量和水位呈直线的相关，漏斗的分布直接受地下水开采量控制，漏斗中心水位已经由最初的地面以下9 m，下降至现在的45.6 m，平均每年下降0.96 m（图7-3、表7-10）。开采区在1972年开采量达约1.0亿m3时，地下水位埋深19.62 m，使地下水位下降9～14 m，地下水降落漏斗开始扩大，从1972年起开采量逐年增加，到1976年开采量达1.48亿 m3，降落漏斗影响面积2500 km2，开采强度达5920m3/km2·年，漏斗中心水位埋深达29.50 m，此时降漏斗迅速发展面积扩大，1986年地下水开采2.0亿m3，漏斗中心水位埋深达34.24 m，从1986～1988年之间，开采量减少，到1988年开采量为1.7亿 m3，漏斗中心水位相应有所回升，漏斗中心水位埋深33.28 m，1989年以后地下水开采量逐年增加，漏斗水位又随之下降，到1996年达2.4亿m3，水位埋深为45.6 m，水位总下降约30 m，1997年地下水开采量为2.3亿m3，形成北起林甸花园乡，南到采油七厂，西起新店，东到大庆长垣西侧，漏斗中心位于独立屯水源及相邻地区降落漏斗，漏斗面积4000 km2，开采强度达6.57×103 m3/km2·年。

东部漏斗区：地下水主要开采目的层为明水组白垩系含水层，有集中开采水源10座，开采区1970年上开采量达0.28亿m3，地下水位埋深25.00 m，地下水降落漏斗扩大，到年开采量达0.32亿m3，漏斗中心水位达33.50m，年以后逐年增加开采量，1992年开采量达0.38亿m3，漏斗中心水位持续下降为42 m，到1997年水位下降到53.4m，开采强度达6.51万m3/km2·年，形成了北起青龙山奶牛场，南到安达畜牧农场，东起安达中本乡，西至缺乏边界的长约50 km，东西宽30 km的降落漏斗1560 km2，见图7-4、表7-11。

图7-3 西部开采区开采量与水位变化的关系

表7-10 西部漏斗区水源井开采量与水位的变化关系统计表

图7-4 东部开采区开采量与水位变化的关系

表7-11 东部漏斗区水源井开采量与水位的变化关系统计表

（六）土地利用结构

2001 年大庆市区耕地面积 2042.16 km2，占总土地面积的 39.96%，牧草地面积 1486.97km2，占总土地面积的 29.10%，水域面积 431.96 km2，占总土地面积的 8.45%，建设用地 400.86km2，占总土地面积的 7.84%，未利用地733.34 km2，占总土地面积的 14.35%。与 1990 年相比（表7-12），11年期间耕地面积净增 285.1 km2，年增长率 1.48%，牧草地面积减少 85.39 km2，平均每年递减 0.49%，水域面积减少 51.54 km2，年递减率 0.96%，建设用地增加 105.82 km2，年增长率 3.26%，未利用地减少 258.56 km2，平均每年递减2.37%。1979年到1990 年期间，耕地增加 314.61km2，平均年增长 1.98%，牧草地减少 933.37km2，平均每年以 3.10%的速度减少，水域面积增加78.94 km2，年均增长 1.63%，建设用地增加 149.98 km2，年均增长 8.62%，未利用地增加 398.98 km2，年均增加 5.61%。其中各区1990、2001年土地利用情况见表7-13、表7-14。

表7-12 大庆市区土地利用类型统计表

表7-13 大庆市区1990年各区土地利用类型统计表

表7-14 大庆市区2001年各区土地利用类型统计表

1979 到 1990 年的 11 年期间研究区耕地主要去向是转化为草地、居民点和未利用地，同时大量的草地转变为耕地、水域、居民点和未利用地，未利用地一少部分转变为居民点和耕地，大部分变成草地和水域用地。土地利用类型复杂的转换过程，说明这一时期区域土地利用十分剧烈，人类的干扰活动是强烈而持续的。主要是由于大庆油田正处于中兴鼎盛时期，一方面要保证产量，油井不断加密，占用了大量的耕地、草地，被占用的土地建了油井和输油管线以后不能再耕种和放牧形成了大面积的未利用地。另一方面大量人口的迁入和人口的自然增长使得城市建设的步伐不断加快，油田占用土地以后，剩余的草地或被城市用地占用，或者被开垦成耕地。而水域面积的增加主要是来自于草地和未利用地，则可能是由于气候条件适宜，降水量增加导致地势低洼处形成季节性积水的原因。居民点和建设用地主要转变为草地和未利用地，主要原因是在油田区内建造的临时居民点搬迁出油田。

1990 年到 2001 年期间，土地利用类型的相互转化，主要表现为：草地面积因开垦耕地和城市建设占用继续减少，耕地面积继续增加，城市建设用地增加，20世纪80年代形成的未利用地有一部分转化为天然草地，大面积的天然水域萎缩变为未利用地，这与20世纪90 年代大庆气候逐渐变干有着密切的关系。

（七）土壤质量

大庆市及周边地区的土壤中，石油烃均值含量达78.01 mg/kg（背景值为48.36mg/kg），污染率为60%；挥发酚均值0.048 mg/kg（背景值为0.032mg/kg），污染率为48%；总铅均值为24.34mg/kg（背景值为15.42mg/kg），污染率为43%；硫化物均值为0.13mg/kg（背景值为0.07mg/kg），污染率25%。上述资料明显反映了大庆及周边地区的土壤已遭受不同程度的污染。虽然石油类污染物在土壤中经3～5a即可降解；但这些物质可通过食物链进入人畜体内，从而危害人体健康。这些污染物来源于油田开发区和石油化工区的钻井及输油管线冒漏、井喷漏；石油化工厂的泄漏及废气废液的排放和原材料堆放等；另外石油钻井的废液泥浆也是土壤污染的一个重要因素。每口井产生的废液约60～80m3，20世纪80年代以前全部就地掩埋；以后2万多口井液按80%回收，剩余140万m3井液就地掩埋。这些井液毒性大，颗粒小，呈黏稠状，对土壤构成了严重威胁。

（八）水资源衰减

大庆全市地表水域面积42万hm2，地下水可开采量每年为9.6亿m3。由于采油过程中过量开采地下水，造成区域地下水位下降，在大庆长垣附近已经产生两个区域性水位下降漏斗，漏斗面积分别为：4500 m2、1600 m2（包括林甸、杜蒙、安达部分），中心水位下降分别为36.00 m、44.00 m。由于漏斗范围内承压含水层压力较小，可能导致地面沉降和地面塌陷。据不完全统计，自20世纪70年代开始，大庆市地下水水位年均下降16～19m。至2005年底，西部地区地下水水位埋深达48173m，而原始静水位埋深仅210～1010m。

（九）土地退化

大庆市土地沙化、盐碱化及草原“三化”问题突出。据大庆市人大常委会数据，全市2.12万km2土地，荒漠化土地面积已达8279 km2，占土地总面积的47%。由于土地沙化和盐碱化，使土壤黑土层变薄，有机质含量降低。据调查，大庆垦前黑土层厚度为40cm，垦后黑土层厚度仅为15～20cm。大庆现有1034万亩草原，由于连年干旱，载畜量过大，原生土壤高含碱性，“三化”面积已达810万亩，占总面积的78%。

（十）水文

湿地面积萎缩问题显现。据黑龙江日报2006年报道，大庆市拥有湿地120万公顷，占全国已知湿地总面积的3.12%，接近1/30。大庆湿地发育的环境基础为流速缓慢的河溪、淡水湖泊及相邻的沼泽地，湿地类型属河流及河漫滩沼泽湿地、湖泊及周边沼泽湿地、草甸沼泽湿地。其中沼泽、苇地等 14.43 万亩，水域 41.87万亩。主要分布在肇源县、杜蒙县、林甸县和市区。由于油田的深度开发，油田范围不断向外延伸，大量的湿地被开发利用。随着石油化工的发展，污染排放物加剧，“落地油”及钻井过程中产生化学泥浆和洗井废水使得许多湿地变成了泥浆地、排污地、废水排放池等。土壤、植被及湿地水体的大面积污染。

（十一）水土环境污染

大庆是我国著名的油都，在贡献高额利润的同时，也对当地水土环境产生了极大的破坏。最为突出的表现就是水土环境污染。2004年度，大庆市排放废水12414.0万t，其中工业废水7799.04万t，生活污水4615万t。工业废水中主要的污染物有COD、BOD5、SS、氨氮、石油类、硫化物、挥发酚、CN、砷、六价铬、铅等。由于境内无江无河，除每年约7000万t的污水经净化处理重新利用外，其余全部排入地表泡沼中，致使分布于大庆市境内大部分纳污泡沼皆为V级水或劣V级水。另外，对纳污泡渠一定范围内浅层地下水样的检测发现，色度、浊度、总硬度、铁、锰、氟化物、高锰酸盐指数、溶解性总固体超标。其中，铁、锰、氟化物超标反映受原生地质环境影响。而色度、浊度、总硬度和高锰酸盐指数超标，表明受人为活动所致。

水体受到污染的同时，土壤污染也不容小觑。油田石油化工区、石油开发区土壤污染比较严重，污染物排量大、浓度高、毒性强，且在土壤中存留时间长，难于降解，并能通过食物链在人体内蓄积而影响人体健康。污染来源主要有钻井泥浆、钻井岩屑及石油开采过程中的落地原油。1995年，区域土壤污染调查时发现，主要的污染物为石油总烃、酚类和硫化物及重金属元素铅、铜等。2005年，重点对石油开发区内的土壤中（面积196km2）重金属元素展开调查，发现污染程度呈增加趋势。

中国科学院寒区旱区环境与工程研究所的历史沿革

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。

环境与工程地球物理

中国科学院兰州冰川冻土研究所 1958年6月，中国科学院高山冰雪利用研究队在原中国科学院青甘综合科学考察队之冰川小分队的基础上成立(是中国科学院兰州冰川冻土研究所的前身)，大本营设在兰州。

1962年中国科学院高山冰雪利用研究队调整为中国科学院地理研究所冰川冻土研究室。

1965年与中国科学院地理研究所沙漠研究室(原治沙队)合并成立了中国科学院兰州冰川冻土沙漠研究所。

1978年以冰川冻土研究领域为主成立了中国科学院兰州冰川冻土研究所。 中国科学院兰州高原大气物理研究所 1958年10月在兰州建立了中国科学院地球物理研究所兰州地球物理研究室，领导进行人工降水、人工消雹和融冰化雪等试验研究，并负责管理兰州观象台业务。

1959年5月正式成立了中国科学院地球物理研究所兰州分所(是中国科学院兰州高原大气物理研究所的前身)，主要开展青藏高原气象学、高原和干旱气候、辐射气候、边界层物理、云和降水物理、大气电学以及大气环境监测评价等领域的研究。

1974年4月1日正式组建了中国科学院兰州高原大气物理研究所。 中国科学院兰州沙漠研究所 1958年10月，国家有关部门在内蒙古呼和浩特市召开了内蒙古、新疆、甘肃、青海、陕西、宁夏六省(区)治沙规划会议。

1959年3月在兰州成立了中国科学院治理沙漠科学考察队(简称“治沙队”，是中国科学院兰州沙漠研究所的前身)，并分别成立了10个考察队，当年就开始了北方地区的沙漠、戈壁和沙地的综合考察。

1962年中国科学院治理沙漠科学考察队调整为中国科学院地理研究所沙漠研究室。

1965年整体从北京迁至兰州，与中国科学院地理研究所冰川冻土研究室合并成立了中国科学院兰州冰川冻土沙漠研究所。

1978年以沙漠研究领域为主成立了中国科学院兰州沙漠研究所。 截至2013年，寒旱所共有在职职工645人，其中，中国科学院院士3人，科研人员347人，科技支撑人员160人，正高级技术人员93人，副高级技术人员146人，进创新岗位人员473人，国家“百千万人才”工程入选者7人，中国科学院“百人计划”入选者34人，国家“杰出青年科学基金”获得者14人，国家“西部之光人才计划”入选者81人。

中国科学院院士：程国栋、秦大河、姚檀栋、赖远明 中国科学院百人计划入选者安黎哲陈国雄董治宝冯起高艳红何元庆何志斌侯书贵黄春林金会军赖远明李锋瑞李宁马小飞.齐吉琳拓万全王宁练王若愚王新平温智文军吴通华效存德谢昌卫徐建中薛娴杨保杨梅学宜树华余晔张明义赵晖周立华左小安 国家杰出青年基金获得者董治宝冯起侯书贵康世昌赖远明李新李新荣　王宁练王训明吴青柏效存德杨保姚檀栋赵文智 2014年3月，中国科学院寒区旱区环境与工程研究所已形成七大研究室、三大研究系统的庞大科研及支撑体系，突出了冰川、沙漠、高寒区资源生态环境与可持续发展研究特色。七大研究室分别是：冰冻圈与全球变化研究室，沙漠与沙漠化研究室，高原大气物理研究室，冻土与寒区工程研究室，寒旱区水土资源研究室，生态与农业研究室，遥感与地理信息研究室。三大研究系统分别是以实验分析研究为主的实验分析系统，以野外观测试验研究为主的试验观测系统，以信息共享和网络应用、图书编辑服务为主的信息平台系统。为使科研与支撑体系融合成为有机整体，实验室和野外台站均归入到相应研究室。对外，实验室和野外台站是相对独立机构；对内，以学科领域为核心，研究室、实验室、野外台站三位一体，形成整体；既可加强实验室的外围梯队力量，又可使研究领域形成研究、实验、试验相结合的有效组合，促进学科发展。

国家重点实验室：冻土工程国家重点实验室、冰冻圈科学国家重点实验室

中国科学院重点实验室：寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室、内陆河流域生态水文实验室、沙漠与沙漠化重点实验室、中科院寒旱所遥感与地理信息科学研究室、内陆河流域生态水文实验室

甘肃省省级重点实验室：甘肃省极端环境微生物资源与工程重点实验室、内陆河流域生态水文实验室、寒旱所遥感与地理信息科学研究室、甘肃省黑河生态水文与流域科学重点实验室 设施设备 根据2015年12月研究所官网显示，中国科学院寒区旱区环境与工程研究所的仪器设备分被应用于研究所环境演变监测平台、环境演变分析平台、工程方法研发平台、逆境生态研究平台、计算模拟平台五大平台。有以下在用大型仪器设备。此外设有便携设备调度中心。

环境演变监测平台：三维地貌激光扫描系统、多相流力学实验测量系统

环境演变分析平台：离子色谱仪系统、离子色谱仪ICS-3000型、气体同位素比质谱仪MAT-253、气体同位素比质谱仪MAT-252、离子阱气质联用仪、X射线荧光光谱仪、释光全自动测量仪、室内风沙环境风洞、气体稳定同位素质谱仪

工程方法研发平台：多通道探地雷达、地质雷达、AGI多道分布式密度电法仪器、振动三轴材料试验机、振动三轴试验机

逆境生态研究平台：实时荧光定量PCR仪

计算模拟平台：超级计算 馆藏资源 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所图书馆于2000年由原中科院冰川所、沙漠所、大气所图书馆合并组建而成，本馆是一个小型、专业化图书馆，以地学为主，边缘学科为辅，突出书刊的学术性、理论性，力求书刊的系统性与完整性，寒旱所图书馆馆藏书刊具有鲜明的冰川、冻土、沙漠和大气、水文专业特色。截至2006年11月，有中西文现刊182种、中英文报纸16种：馆藏中西文过刊3万余册，最早可回溯至1929年， 中文图书23000余册，英、俄、日文图书22000余册；各类地图十万余幅，航空照片近十万张，水文气象资料近万册。

第四纪地质环境

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。

参考文献

王敬国.2000.资源与环境概论.北京：中国农业大学出版社

王丰.2003.地球——人类沧桑的家园.北京：国防工业出版社

陈立民，吴人坚，戴星翼.2003.环境学原理.北京：科学出版社

周律等.2001.环境物理学.北京：中国环境科学出版社

王秀明.2000.应用地球物理方法原理.北京：石油工业出版社

陈仲侯等.1993.工程与环境地球物理教程.北京：地质出版社

王兴泰.1996.工程与环境地球物理新方法新技术.北京：地质出版社

楚泽涵，任平.2002.环境地球物理学.北京：石油工业出版社

程业勋，杨进.2005.环境地球物理学概论.北京：地质出版社

Jonh M.Reynolds.1997.An Introduction to Applied and Environmental Geophysics.John Wiley＆SONS

Murali Sabnavis，N.S.Patangay.1998.Principles and Application of Groundwater Geophysics.Association of Exploration Geophysicsists，Hyderabad，India

Edwin S.Robinson，Cahit Coruh.1988.Basic Exploration Geophysics.John Wiley＆SONS

曾昭发，刘四新，刘少华.2004.环境与工程地球物理的新进展.地球物理学进展，19（3）

崔霖沛，吴其斌.1997.环境地球物理方法及其应用：环境污染、灾害及地球物理场环境效应的监测与治理.北京：地质出版社

中国地球物理学会，环境地球物理专业委员会（蒋宏耀等）.1997.环境与地球物理.北京：地震出版社

李金铭，罗延钟.1996.电法勘探新进展.北京：地质出版社

杨成林.1993.瑞雷波勘探.北京：地质出版社

陈灿华，陈绍求.2000.电测深法在岩溶探测中的应用.中南工业大学学报，（1）：9～12

何雪洲.1999.地球物理技术在灾害地质调查中的应用.水文地质工程地质技术方法动态，（1）：1～4

王俊茹，吕继东.2002.地质雷达在环境地质灾害探测中的应用.地质与勘探，（3）：70～73

王文龙，陈天逵.1995.浅论高密度电阻率法在工程勘测中的应用效果.地球物理与化探，（3）：229～237

王玉海，姜涛.2001.地质雷达在检测地裂缝中的应用.勘察科学技术，（3）：62～64

夏望麟，王国利.2002.浅层反射多次覆盖技术在滑坡勘探中的应用.湖北地矿，（4）：135～137

杨文采，杜剑渊.1992.煤矿陷落柱地震层析成像试验.地球物理与化探，（3）：174～180

张献民，王俊茹，刘国辉.1994.应用高密度电法探测煤田陷落柱.地球物理与化探，（5）：363～370

杨进，刘庆成，程业勋.2000.水环境地球物理方法的应用综述.地质科技情报（2）

王丽娟，王支农，郝书军.2003.地球物理方法在环保工作中的应用实例.勘察科学技术，（2）：58～60

崔霖沛.1998.环境地球物理方法的若干应用领域及其发展趋势.国外地质科技，（3）：9～17

杨进，刘庆成，程业勋.1998.环境地球物理方法在地下水污染监测中的应用.环境科学研究，（6）：43～46

崔霖沛.1998.地球物理方法在城市环境评价中的应用.国外地质科技，（1）：28～34

徐宝慈.1995.当前环境工程地球物理研究的进展和动向.地球物理化探译丛，（5）：4～8

崔霖沛.1992.环境地球物理-地球物理应用领域的新前沿.地质科技参考资料，（2）：15～18

崔霖沛.1995.地球物理学与环境的监测和保护.国外地质勘探技术，（2）：1～7

陈晖鸣，余钦范.1998.环境污染调查中磁与电磁测量新技术的应用.地学前缘，（2）：237～245

朱海龙.1999.环境地球物理学及其研究现状.石油地球物理译丛，（1）：1～7

Gueli S.Vakhromeev.2001.ENVIRONMENTAL GEOPHYSICS：MODERN CONCEPTION.地学前缘，（1）：47～57

Dwain K.Butler等著.崔霖沛译.1998.关于近地表地球物理新用途的短篇记事选.地球物理化探译丛，（2）：66～72

John E.Scaife等著.张保祥译.1998.地球物理技术在城市环境地质调查中的应用.地球物理化探译丛，（2）：55～60

曹俊兴，贺振华，朱介寿.1998.工程与环境地球物理的发展现状与趋势：1997年工程与环境地球物理国际学术会议侧记.地球科学进展，（5）：501～504

崔霖沛.1997.地球物理方法在环境保护工作中的应用.水文地质工程地质，（5）：16～18

程业勋，王南萍，侯胜利.2001.环境辐射的评价方法及现场检测技术.地学前缘，（1）：82

高庆华，马宗晋，苏桂武.2001.环境、灾害与地学.地学前缘，（1）：9～14

宋秀杰，丁庭华.1999.北京市地下水污染的现状及对策.环境保护，（11）：44～47

李晓芹，陶裕录，冯锐.1998.电阻率层析成像的原理与初步应用.地震地质，20（3）：234～242

杨华，李金铭，桂峰.1998.电阻率层析成像方法技术近年发展概况.地球物理学进展，13（4）：90～96

潘玉玲，张昌达.1999.核磁共振技术应用的新领域-探查地下水.CT理论与应用研究，8（4）：5～8

潘玉玲，万乐，袁照令等.2000.核磁共振找水方法的形状和发展趋势.地质科技情报，19（1）：105～108

郑军卫，张志强，董连成.2000.环境地球物理学及其现状与进展.地球科学进展，15（1）：40～47

贾民育.2000.微重力测量技术的应用.地震研究，23（4）：452～456

John M.Reynolds.2004.Environmental geophysics investigations in urban areas.First Break，Vol.22，No.9，pp，63～69

Dinesh Kumar and B.J.Alappat.2003.Monitoring leachate composition at a municipal landfill site in NewDelhi，India.International journal of environment and pollution，No.5，pp，454～465

(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。