地质环境与生态环境雏论

生态环境是地质环境的“屏障”,对地质环境起着保护作用。当生态环境的森林植被遭受破坏或大气降水与气候条件发生变化时,将导致水土流失、地质灾害、土壤退化等一系列地质环境问题。另一方面,地质环境是生态环境的“载体”,对生态环境起着一定的控制作用。成土基岩是除自然地理气候条件外控制森林植被种属与空间分布的最重要因素。地质体特征与水文环境、地质背景与社会经济状况之间均存在着一定的依从联系。生态环境和地质环境是环境体系中的两个方面。生态环境的恶化将导致地质环境的脆弱,地质环境的自然属性控制着生态环境的基本状况。     

乌江流域的生态地质环境

发育在黔北台隆上的乌江流域,是一个裸露的岩溶山区,其森林立地条件低劣,水土流失后果严重。本文将与生态密切相关的地质环境称为生态地质环境。地质环境和地貌环境是地球表面最基础的环境。在同一气候带里,地质—地貌是引起山区生态分异的根本要素,制约着各种各样的自然景观,控制着地貌形态和土壤性状,支配着水文条件,进而影响着植被性质及其生长发育。而在乌江流域这类植被严重破坏,土壤剧烈侵蚀,基岩普遍裸露的湿润亚热带山区,地质对于生态环境的影响则显得格外突出。     

青藏高原生态环境地质调查与填图技术方法研究

阐述了生态环境地质调查与填图的指导思想及主要内容后,提出了适宜于青藏高原牧业环境下的生态环境地质"自然综合体多属性叠加填图法"的新方法.即针对生态环境地质条件复杂区的调查要素,摒弃了以往单一方法,有机地协调气候、土壤、植被、景观与众多的地学要素,避免了不同学科对同一生态环境地质现象单打一的调查现象.具有一定的推广和应用前景.     

青藏高原冻土及水热过程与寒区生态环境的关系

从青藏高原冻土及水热过程出发,利用青藏高原活动层监测数据,讨论了冻土水热过程与植被生长环境的关系,比较了季节冻土区与多年冻土区水热过程的差异及与植被的关系,同时讨论了不同草地生态冻融过程的变化.结果表明,冻土及水热过程与寒区生态环境有着密切的关系,冻土及水热过程不仅控制着地表状态的变化,影响着植被的发育程度,同时二者之间也存在着强烈的相互作用的关系.一旦地表条件被破坏,干扰了冻土水热过程与地表植被生长间的平衡关系,将引起生态环境的退化,出现荒漠化,甚至沙漠化.     

断陷盆地生态环境地质分异及石漠化演变机理的研究途径

针对2016年度国家重点研发计划项目"喀斯特断陷盆地石漠化演变及综合治理技术与示范"之课题一"断陷盆地生态环境地质分异及石漠化演变机理",旨在揭示喀斯特断陷盆地碳、氮、钙、水在生态系统中的迁移规律,阐明生态系统演替和石漠化演变过程及驱动机制。为此,选择蒙自盆地南洞地下河流域和泸西小江喀斯特盆地流域石漠化治理示范区,在对岩性、地形、地貌、生态水文、植被、社会经济、气象、土壤等因子分异特征研究的基础上,利用径流小区定位观测、同位素技术、生态化学计量学和模型模拟预测等技术手段,定量刻画典型流域植被与水文过程的交互作用,确立流域生态需水关键期及需水量,明确植被生态水文耦合过程对碳、氮、钙、水等物质传输的影响,评价生态系统碳固持能力,获取影响生态系统演替和石漠化演变过程的关键控制因素,预测生态系统演替和石漠化演变趋势,进而为喀斯特断陷盆地石漠化区面向生态的水资源合理配置和生态功能恢复提供理论依据。     

河北省坡底、西台峪小流域水土流失影响因素分析

以河北省南部太行山区2个小流域实验站监测资料,在不同自然地理类型流域上,分析流域泥沙与降雨特性的关系、流域植被对产输沙的影响以及地形因子、土壤因子等的影响.结果表明,在不同类型流域.流域输沙模数与降雨侵蚀力之间存在着相当好的线性正相关关系;在土壤因子、坡度因子比较相近的情况下,植被和地貌发育程度等下垫面环境因素对流域产输沙量起着十分重要的控制作用.     

论生物地球化学分异作用

本文首次提出生物地球化学分异作用的概念,并从地史时期的古生物和现代生物（植物、动物、微生物和人类）的地球化学分异作用事实,论述生物选择吸收分异作用和生物选择富集分异作用两种类型。同时阐明了它们的形成机理,生物体内靶细胞,靶组织和靶器官结构功能和生理作用的特异性和专属性的需求,即内因;而地球的生态环境地球化学物质场内,存在着的电子构型,地球化学参数、物理和化学性质以及不同生态环境条件下,表现各异的地     

齐齐哈尔市碾子山区水土流失危害及防治对策

齐齐哈尔市碾子山区水土流失较严重,主要危害耕层变薄,地力衰退;土壤板结,蓄水能力下降;侵蚀沟增多,侵蚀农田;泥砂下泄,使下游防汛工作加重;生态环境恶化,加重自然灾害.水土流失是自然因素(气候、地形及土壤岩性、植被等)和人为因素综合作用的结果.由于不利的自然条件和人类不合理的开发利用土地,加剧了水土流失.因此,防治水土流失是当务之急.应采取水土保持耕作措施、工程防护治理、生物措施及预防保护、监督措施等.     

盆地地下水流系统形成与影响因素分析

目前区域（盆地）地下水流系统模拟研究中,常用的定水头与通量两种上边界条件刻画方法与实际条件存在差距。通过对比两种方法的差异和各自适用条件,采用解析法讨论地下水位的形成控制机制,提出了改进后的变通量上边界数值模型,并以鄂尔多斯盆地北部白垩系地下水流系统为例分析了盆地地下水流系统的形成与影响因素。研究表明,鄂尔多斯盆地北部白垩系水流系统地下水位受地形、补给条件和渗透系数三者共同控制,同时特有的气候、地形和岩性组合通过控制地下水位影响地下水流系统的发育演化。采用变通量上边界法探讨上边界条件改变对盆地水流系统的影响,对深刻认识区域地下水流系统形成演化机制,揭示地下水系统与上边界气候变化、植被生态变化之间的相互作用关系具有一定优势。     

西北地区生态环境形成背景及动态演化趋势

在全球气候转暖的大环境下，西北地区生态环境演化趋势是目前研究的焦点。文章通过西北地区生态环境形成演化的地质及大气环流形势，推得西北地区生态环境的演化并不是简单的温度变化所致，是在特定的地形格局控制下，气候环流复杂演化的结果。根据生物群落对气温变化响应的原理，说明气温→降雨→生物群落演替是一个不同时的响应过程。然而，西北地区现实的生态环境又反作用于生态环境的演化，使得该区在全球气候转暖的初期阶段，暖干化现象非常明显。在今后相当一段时期内。生态系统仍以草原及荒漠草原为主，维护草原植被是环境建设的根本。     

Old inherited origin for the present near-bimodal topography of Africa

Africa’s landscape is dominated by a manifold of second-order epeirogenic structures superimposed on a first-order bimodal topography. Bivariate regression analysis of Africa’s surface topography shows that this is a complexly folded surface with regionally elevated areas in southern and eastern Africa, and a topographically low northern and western Africa. The apparent spatial relationships between these features are analysed using anomaly correlation between surface topography and free-air gravity anomalies. Occurrences of positively correlated features between gravity and topography in Africa are found to be limited to second-order epeirogenic features. Geophysical modelling and geologic evidence indicate that Africa’s bimodal topography is genetically distinct from these second-order features, and linked to sources as deep as the sublithospheric mantle. The age, measured and modelled elevation of the bimodal topography require that topographic uplift of south-central Africa be episodic. We infer from our findings together with relative sea-level changes, that the near-bimodality of Africa’s topography is an ancient feature inherited at least from upper Paleozoic times. Our reconstructed paleotopography suggests that Africa was largely a low-lying continent dominated by its cratons, and that basement distribution disregards the present-day uplift patterns of Africa.     

引入地形校正的分区蚀变信息提取方法研究——以内蒙古帮帮乃别力切尔地区为例

选取我国重要矿集区内蒙古帮帮乃别力切尔地区作为研究区, 提出一种改进后的遥感蚀变信息提取方法, 即先分区提取蚀变信息, 后引入地形校正的提取方法。首先按照地貌、地形、岩性对研究区进行分区, 对提取的蚀变信息进行地形校正, 再综合地质资料以及物化探资料, 对研究区进行矿化蚀变信息综合提取, 并进行成矿预测。该方法较传统方法更好地显示了矿物蚀变信息, 消除了地形、岩性对异常信息提取的影响, 为今后的找矿勘查提供了更为准确的依据。      

Topography formation as an element of lithospheric self-organization

In geologic objects of different characters and extents, the fractal properties of topography are related to the intensity of endogenic energy flows and the composition of geologic complexes. A good correlation between the topographic differentiation of the Khibiny pluton and the variables of different levels of its structural and compositional organization (mineral and chemical compositions of the rocks and minerals, rock texture, etc.) suggests that topography formation is an element of the self-organization of the Khibiny pluton. Analysis of the fractal dimension of topography in the Khibiny pluton, Primorye, and detailed areas in Transbaikalia revealed a coincidence of its maxima with the position of ore clusters, fields, and deposits, i.e., areas with the contents of elements significantly higher than their clarkes. All the above data suggest that the fractal properties of topography can be used as a prospecting criterio.     

构造古地理重建与动力地形

摘要：构造古地理是研究地质历史时期的构造过程和自然地理演化的科学。大数据时代的计算能力和效率的迅速提高及地球动力学模拟技术的发展,要求古地理研究应建立在全球板块构造背景下,重建“深时”、原位、原型的活动古地理。本文在综合分析国际、国内关于GPlates和CitcomS的地球动力学模拟软件平台的研究成果基础上,系统阐述了板块构造古地理重建思路、内容和方法,残余地形(动力地形)的分离技术、动力地形与板块俯冲、深部地幔流动的动力成因关系;介绍了利用地表动力地形等古地理资料进行约束,揭示板块运动过程、地幔动力学过程研究思路、方法;提出了古地理重建和地球动力学研究中应遵循的“定时、定位、定向和定型”的原则。将全球板块构造古地理模型(GPlates)与基于物理特性的地幔和岩石圈有限元模型(CitcomS)相结合,将动力地形与地幔活动过程研究相结合,对揭示4-D地球动力学具有重要理论意义。     

湖盆三角洲沉积坡度带特征及其与滑塌浊积岩分布关系的初步探讨

三角洲前缘滑塌浊积岩是分布于深水环境中一种重要的储集砂体,也是陆相湖盆中一种重要的岩性油气藏。三角洲沉积体系一般存在三个地形坡度转折点,即顶积层与前积层之间的转折点、三角洲前缘斜坡与前三角洲沉积之间的转折点、三角洲沉积体系与正常湖泊沉积作用之间的转折点,其中前缘斜坡的地形坡度最大。前缘斜坡地形坡度是控制滑塌作用和形成滑塌浊积岩的关键因素之一,滑塌作用一般发生于前缘斜坡的上部,而滑塌浊积岩主要分布于前缘斜坡的根部和前三角洲外侧,这些地区是三角洲沉积体系中地形坡度的转折点。前缘斜坡的坡度决定了前三角洲外侧坡度转折点的位置,坡度越大,转折点越靠近前缘斜坡带,结合东营三角洲的精细解剖分析,建立了两者之间的定量关系式。     

可地浸层间氧化带型砂岩铀矿自然电位异常计算

理论和实践表明，在可地浸层间氧化带型砂岩型矿床上可观察到明显的自然电位异常。其起因不同于电子导电体形成的氧化还原电场，而在于发生在层间氧化带中一些非平衡现象之间相互影响所产生的混合电位。根据其自然极化原理，建立了等效数学模型，并对几种常见矿体形态的自然电位异常进行了模拟计算，并分析了曲线特征。最后，讨论了自然电位异常地形校正方法，并给出了几种常见地形条件下自然电位模拟曲线。     

2.5维起伏地表条件下坐标变换法直流电场数值模拟

研究起伏地表对视电阻率分布的影响是进行地形校正的基础。由于很难处理不规则边界,计算简洁且效率高的有限差分方法很少用于解决起伏地表问题。为了解决该问题,引入曲化平思想,实现了一种基于坐标变换法的起伏地表条件下的直流电场数值模拟方法。方法从传统的2.5维基本方程及边界条件出发,通过坐标变换将起伏地表问题转化为水平地表问题,并利用有限差分法求解水平地表问题,最后再通过坐标映射得到起伏地表条件下的电位和视电阻率分布。精度分析及计算实例表明：本方法实现简洁,计算误差主要集中在震源附近,整个计算区域内的平均相对误差为1.39%,计算结果满足起伏地表条件下的电位和视电阻率的分布规律。     

Estimating uplift rate and erodibility from the area-slope relationship: Examples from Brittany (France) and numerical modelling

We used the local slope/drainage area relationship to derive the basic erosion and tectonic parameters from a topography. Assuming a dynamic equilibrium between uplift and erosion, this relationship is expected to depend quite simply on the rock erodibility, and on the tectonic uplift. This relationship may then be used to quantify independently the effect of lithological variation on the erodibility, and the uplift rate. We tested the method on a computer simulated topography and showed that the uplift information can be precisely calculated from the topographic analysis alone. We then analysed the topography of Brittany (France), and obtained a good agreement with uplift data from comparative levelling studies and river incision analysis.     

青藏铁路沿线多年冻土分布特征及其对环境变化的响应

针对青藏高原特殊的自然气候条件,按照地形、地貌把青藏铁路沿线多年冻土分为15个区段,并分别介绍了各个区段多年冻土特征. 结果表明：在外界环境变化,包括全球气候变暖及工程活动的双重效应下,青藏铁路沿线多年冻土及其存在状态发生了极大变化,这些变化主要包括年平均气温升高、多年冻土退化、热融灾害增加、寒区工程病害不断加剧等. 多年冻土及其存在状态发生变化不但导致生态环境恶化,而且对青藏铁路沿寒区工程的安全运营、维护及发展提出新的挑战.     

Tectonic implied results from geoid and topography signals

The topographic surface is a measure of static equilibrium from the actual density distribution within the outmost Earth's lithosphere. The natural height reference of this surface, known as geoid, reflects the mixed mass-density effects, caused by the same sources, without the contribution of topographic mass. Geoid undulation and topography are output signals, which carry in common a large part of the contribution from the causal “sources”. This contribution appears in both types of signal. Comparisons between the signals depict the geographical location and an estimation of the depth occurrence of areas with geophysical and tectonic formations depending on their correlation rate. We present results from the Greek region, known for its complex diversity in topography, tectonics and dynamics. The tests are in point and “surface” concept, from local and global signals of geoid and topography. Local geoid is represented at 91 GPS points and EGM 96 coefficients compute its global representation. The topography is point values within the area, and the ETOPO5 5′X5′ data within the geographical frame.