呼和浩特市地质环境与土地利用格局关系研究.pdf

内蒙古农业大学 硕士学位论文 呼和浩特市地质环境与土地利用格局关系研究 姓名何建龙 申请学位级别硕士 专业水土保持与荒漠化防治 指导教师张武文 20070501 摘要 土地资源是人类赖以生存和发展的物质基础，随着生产力的提高和人口的增加， 人类对土地的不合理的利用和对自然的过度索取，造成土地退化。环境质量下降， 从而使人类的生存和可持续发展受到严重影响。土地退化既有自然因素的影响，也 有人为因素的影响，在自然因素中，地质环境条件对土地利用方式和土地利用格局 的影响十分明显。 本文依据地质条件对土地利用格局影响的理论，在明确地质环境的涵义，论述 地质环境对土地利用格局影响作用的基础上，全面分析了呼和浩特市地质条件特征 和土地利用现状，运用地理信息系统软件 M a p l n f oG I S 、M a pG I S 作出相关囹件， 对地质环境与土地利用间的相关关系进行初步的探讨，简要论述了呼和浩特市地质 环境对土地利用格局的影响。 通过初步的研究发现呼和浩特市的岩性、地形地貌、水文条件、地质构造等地 质条件对土地利用的影响主要表现在岩性和矿物成分决定了土壤的性质、机械组 成，进而影响土地利用类型、天然植物类型和农作物种植种类；地形地貌在宏观上 控制着城市布局和土地利用的程度和方式水文条件影响农用地的分布以及作物的 种类；地质构造影响城市 镇 的布局与建设。 根据地质环境对土地利用的影响关系分析，提出呼和浩特市应对农业牧业用地、 城市 镇 建设用地作出适当的调整采取工程措施与生物措施，保护当地的土地 资源与水资源。 关键词地质环境；土地利用格局；呼和浩特地理信息系统 S t u d i e so nR e l a t i o n s h i pb e t w e e nG e o l o g i c a lE n v i r o n m e n t a n dL a n dU s eP a t t e r ni nH u b _ h o tC i t y A b s t r a , 醴． L a n dr e s o u l c ei sam a t e r i a lb a s eO l lw h i c hh u m a nb e i n g sr e l yo ne x i s t i n ga n d d e v e l o p i n g ．W t t hp r o d u c t i v i t yi m p r o v i n g , p o p u l a t i o ni n c r e a s i n g a n dh u m a nb e i n g u n r e a s o n a b l em a k i n gu s eo fl a n da n d 既c e s so b t a i n i n gf r o mn a t u r e ，i tb r i n g sa b o u tt h e l a n dd e g e n e r a t i o na n de n v i r o n m e n t a lq u a l i t yc o m i n gd o w n ．T h e r e f o r e ，t h e r ei sag r a v e e f f e c to nl i v ea n dd e v e l o p m e n to fh u m a nb e i n g ．F a c t o r sr e s u l t i n gi nl a n dd e g e n e r a t i o n i n c l u d e sb o t hn a t u r a lf a c t o r sa n dh u m a nf a c t o r s ，G e o l o g i c a le n v i r o n m e n tc o n d i t i o nh a sa n o b v i o u se f f e c to nl a n du s ew a ya n dl a n du s ep a t t e r ni nn a t u r a lf a c t o r s ． A c c o r d i n gt ot h e o r yt h a tg e o l o g i c a lc o n d i t i o nh a sa ne f f e c t0 1 1l a n dr i s ep a t t e r na n d t h ei m p f i c a t i o nt h a tg e o l o g i c a le n v i r o n m e n ti sm a d ec l e a r , t h eg e o l o g i c a lc o n d i t i o n c h a r a c t e r i s t i ca n dl a n du s ec u r r e n ts i t u a t i o ni nH u h h o tc i t yw e r ea n a l y z e da l lr o u n d ．t h e g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e ms o f t w a r e M a p l n f oG I S 、M a pG J s w a sa p p l i e dt om a k e t h er e l e v a n c em a pd o c u m e n ta n dr e l a t i o nb e t w e e ng e o l o g i c a le n v i r o n m e n ta n dl a n du s e p a t t e r nW a Sd i s c u s s e d ．A n dt h ei m p a c to f t h eg e o l o g i c a le n v i r o n m e mo nl a n dB s ep a t t e r n o f H u h h o tC i t yW 8 8d i s c u s s e db r i e f l y ． B yp r e l i m i n a r yi n v e s t i g a t i n go f t h ec o n d i t i o n i tw a sf o u n dt h a tt h ee f f e c to f l i t h o l o g y , l a n d s c a p e ，h y d r o i o g yc o n d i t i o n , g e o l o g i c a ls t r u c t u r eo nl a n du s eo fH u h h o tC i t yw e r ea s f o l l o w s T h ec h a r a c t e r so f s o i ld e p e n d e dO nl i t h o l o g ya n dm i n e r a lc o m p o n e n t sa n de f f e c t l a n du s et y p e s ，n a t u r a lp l a n tt y p e sa n dc r o p st oc u l t i v a t ef u r t h e r ；t e r r a i na n dp h y s i o g n o m y c o n t r o l l e dt h ec i t yl a y o u ta n dt h ed e g r e ea n dw a yo fl a n du s eo nm a c r o s c o p i cv i e w ； f a r m o r i e n t e dd i s t r i b u t i o na n dt h e c r o pk i n d sw a sa f f e c t e db yh y d r o l o g yc o n d i t i o n ； g e o l o g i c a lg t r u b - 抽i l r ea f f e c t e dc i t y t o w n l a y o u ta n dc o n s t r u c t i o n ． B a s eo na n a l y z i n gr e l a t i o ni nt h ei m p a c to fg e o l o g i c a le n v i r o n m e n to nl a n du s e , a p p r o p r i a t ea d j u s t m e n to fl a n df o ra g r i c u l t u r eh u s b a n d r ya n d 商b ， t o w n t ob u i l di n H u h h o tC 时a n da d o p t i n gp r o j e e tm e a s u r e sa n dl i v i n gt h i n g sm e a s u r e st op r o t e c tl o c a l l a n dr e s o u r c e sa n dw a t e rr e s o u r c ew e r ep u tf o r w a r d ． K e yw o r d s G e o l o g ye n v i r o n m e n t ；L a n du s ep a t t e r n ；H u h h o t ；G e o g r a p h i ci n f o r m a a o n s y s t e m Dir e c t ．e db y P r o f ．Z h a nW u w e n A p p Ii c a n tf o rM a s t e rd e g r e e H eJ i a n I o n g “∞诅锄d w a ∞盯e ．o 衄c r v a t l o na n d d e s c r t i 丘c a t i o n a a n r d C o l l e g e o f E c o l o g y m a d E a v t r ∞m e m a l S e a e a c e ，I n n e r M o n g o h a A 粤m x l t m a l U m v e m t y , H u h h o t 0 1 0 0 1 9 ，c h m 插图和附表清单 图1 呼和浩特市行政区图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 图2 武川县地质图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 图3 土默特左旗地质图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 3 图4 呼和浩特市市区地质图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 4 图5 托克托县地质图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯“ 图6 清水河县地质图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 图7 和林格尔县地质图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 5 图8 断裂构造带图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 6 图9 大青山复背斜图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 7 图1 02 0 0 3 年8 月删遥感影象分析图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 8 图1 1 本论文研究路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 图1 2 大青山岩浆岩图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 图1 3 武川县岩浆岩图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 图“和林格尔县岩浆岩图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 附图l 呼和浩特市水系图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 0 附图2 呼和浩特市行政区详图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 附图3 呼和浩特市土地利用现状图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 2 附图4 呼和浩特市地质图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 3 附图5 呼和浩特市地质构造图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 4 附图6 呼和浩特市岩浆岩图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 附图7 侵入岩图例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 6 附图8 岩浆岩图例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 7 附图9 前中新生代地层分区略图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 8 附图1 0 中新生代地层分区略图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 9 2 5 ．表l 森林植被与成土母岩关系表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 l 2 6 ．表2 不同坡度条件下土壤侵蚀模数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 2 7 ．表3 武川县耕地坡度分布情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 2 8 ．表4 坡度类型与农业利用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 2 9 ．表5 不同坡度对城镇土地利用的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 5 L乙豇乱豇豇La；∞n sjH坫托“撼坞∞殂毖 船孔 缩略语表 地质代号 一构造层 一 华北地台 I N o r t hC h i n aP l a t f o r m 基底构造B a s e m e n tt e c t o n i c s JJ i n i n gf o l d i n g A r l _W u l a s h a nf o l d i n g A r z S S e r t e n g s h a nf o l d i n g P t l 地台盖层 s 。 P l a t f o r m a lc o v e r s I B F i r s tc o v e r P t 2 1 s ／ F o u r t hc o v e r e - 0 s J F i f t hc o v e r c 2 一P 集宁褶皱 A t ， 乌拉山褶皱 A t 色尔腾山褶皱 P t l 第一套盖层 p t I 第四套盖层 c 一0 第五套盖层 c 。一P 二 大陆边缘活动阶段构造 D M o b i l es t a g eo fC o n t i n e n t a lM a r g i n 燕山期构造 Y Y a n s h a n i a nt e c t o n i c s 珥“1 ／D 产 下构造层可燃有机岩建造、砂页岩建造 n ，中构造层火山岩建造 Ⅳ上构造层含煤建造、含铀建造、红色碎屑岩建造 喜马拉雅期构造 H H i m a l a y a nt e c t o n i c s ∥ 甜 三 岩浆建造M a g l a t i cF o r m a t i o n Ya c i d i c g r a n i t o i d s 6i n t e r m e d i a t e d i o r i t o i d Db a s i c g a b b r o i d zu l t r a b a s i c o p h i o l i t e sa n do t h e r s 、fn l J i n i n gc y c l e Yf ／6f W u l a s h a n i a nc y c l e Yl ／6l ／os S e r t e n g s h a n i a nc y c l e yB B a y a n ’o b oc y c l e y 。h ／6 l h ／o n ／z - h S e r n a g i a nc y c l e 、c f8e ／鼙c fe c C a l e d o n i a nc y c l e y √6Y ／口v ／∑v V a r i s c a nc y c l e 下构造层；红色碎屑岩建造 上构造层现代河湖、风堆积 酸性 花岗岩类 中性 闪长岩类 基性 辉长岩类 超基性岩 包括蛇绿岩套 集宁旋回 乌拉山旋回 色尔腾山旋回 白云鄂博旋回 什那干旋回 加里东旋回 华力西旋回 YI A I p i a mc y c l e I n d o s i n i a ns u b c y c l e Y ，／6r A l p i a nc y c l e - Y a a s h a n i a ns u b c y c l e 二地层 - - 中新生代地层 团一地层分区代号 第四系 Q u a t e r n a r y 瓴 Q 3 m I a l a nl o e s s Q 3 9 S a l a u sF m ． Q 3 第三系 T e r t l a r y N 1 h H a n n u o b aF m ． 白垩系 C r e t a c e o u s I 1 z Z u o y u nF Ⅲ． K l g G u y a n gF a ． K 1 d n D o n g s h e n gF m ． K 1 d D a m o g u a i h eF m ． ＆l s L l s a n g o uF m ． K l e E j i n h o r oF m ． 侏罗系 J u r a s s i c ； J 3 b B a i n u y a s g p a nF m ． J 3 d D a q i n g s h a nF Ⅲ． 正z Z h i l u oF m ． 胁 Y a h ’Ⅻh ． J l q s h S h l g u a iG r ． J 1 f F u x i a nF 且． 三叠系 T r i a s s i c T s y Y a n c h a n gF a ． T 2 t T o n g c h u a nF m ． T 2 e E n a a y i n gF m ． T 1 h H e s h a n g g o uF m ． T l l L i u j i a g o uF Ⅲ． 二 华北地台区 I 二叠系 P e r m i a n P z s h S h i q i a n f e n g ‰． 阿尔卑斯旋回一印支亚旋回 阿尔卑斯旋回一燕山亚旋回 未分 马兰黄土 萨拉乌苏组 未分或并层 汉诺坝组 左云组 固阳组 东胜组 大磨拐河组 李三沟组 伊金霍洛组 白女羊盘组 大青山组 直罗组 延安组 石拐群 富县组 延长组 铜川组 二马营组 和尚沟组 刘家沟组 石千峰组 P 2 s S h a n g s h i h e z iF m ． P l x X i a s h i h e z iF m ． P l P 石炭系 C a r b o n i f e r o u s G 奥陶系 O r d o v i c i a n 0 l 寒武奥陶系 C a m b r i a n - O r d o v i c i a n ； ￡十0 寒武系 C a m b r i a n e3 el 帕 元古界 P r o t e r o z o i c P t 2 s h S e r n a g6 r ． P t 2 b y B a y z r aO b o6 r ． P t 2 z h Z h a r t a i s h a nG r ． P t l e r E r d a o w aG r ． P t l s r S e r t e n g s h a nG r ． 太古界 A r c h a e o z o i c z A r 2 w l 胃u l a s h a nG r ． A r l s j S h a n g ji n i n gG r ． A r l x j x i a j i n i n gG r ． 上石河子组 下石河子组 并层 并层 并层 并层 并层 并层 并层 什那干群 白云鄂博群 渣尔泰山群 二道凹群 色尔腾山群 乌拉山群 上集宁群 下集宁群 内蒙古农业大学 研究生学位论文独创声明 本人申明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果．据我所知，除了文中特别加以标注和致谢阿 地方外，论文中不包含其他入已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得我校或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料，与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说 明并表示谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任． 论文作者签名白盘厶日期迦z 丛 内蒙古农业大学研究生学位论文版权使用授权书 本人完全了解内蒙古农业大学有关保护知识产权的规定，印研 究生在攻读学位期间论文工作的知识产权单位属内蒙古农业大学。本 人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位为内蒙 古农业大学，且导师为通讯作者，通讯作者单位亦署名为内蒙古农业 大学．学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电 ’ ， 子文档，允许论文被查阅和借阅．学校可以公布学位论文的全部或部 分内容 保密内容除外 ，采用影印．缩印或其他手段保存论文． 论文作者签名塑建厶． 指导教师签名至益堂童．； 日期湖．／．，3 内蒙古农业大学硕士学位论文 1 1引言 1 ．1 研究的目的和意义 资源特别是土地资源是人类赖以生存和发展的必备基础，尤其是农业生产的基 本条件，“民以食为天，食以土为本”特辟地概括了人类一农业一土地之间的关系。 在马克思的资本论中提及“劳动力和土地是财富的两个原始的形成要素”，同时 又说“劳动力和土地是一切财富的源泉”，可见土地的重要性。随着生产力的提高和 入口的增加，人类对土地的不当利用或者对自然的索取超出了特定区域的承载能力， 楼兰王国是土壤退化给人类文明和社会留下了惨痛教训的一个实例。当今的不合理 土地利用促成的严重水土流失等，成为困扰农业可持续发展、当地经济发展和人民 脱贫致富的主要问题。 地质要素主要包括地质构造、地貌形态和地表岩性。它们是区域土壤形成的物 质基础，也决定区域水热条件的重新分配。构造运动在整个地球演化中充当着重要 的角色，不断改造旧的、建设新的地质构造和地表地貌，控制着海陆分布、气候状 况和生物的演化环境，进而影响到土地资源的利用。地质构造支配着地形，地形又 多方面影响着土地乖j 甩布局。对于农业用地，各种地质构造通过土壤的性状影响土 地生产力。对于建设用地，地质构造影响建筑物的稳定性。地表岩性、矿物组成及 其风化母质的性状对地下水的储存条件、质量和土地资源特性具有显著影响，制约 着土地资源的利用与生产潜力m 。 随着人口的急剧增长，经济的迅速发展和自然资源的大量消耗，不仅造成生态 环境恶化，而且导致自然灾害 包括地质灾害 的频繁发生。要使人类工程经济活动 与地质环境之间保持较为协调的关系，就必须对地质环境进行评价。以了解不同经 济发展过程中区域地质环境的基本态势和变化趋势，为环境管理和城市规划等提供 依据。地理信息系统 G e o g r a p h i cI n f o r m a t i o nS y s t e m ，简称G I S 作为当前高科技 发展的产物，集图形、图像与属性数据管理、处理、分析、输入输出等功能为一体， 是当前地质环境评价与土地利用研究的强有力工具“。 目前，在地质环境方面。更多的是侧重于研究地质构造、地貌形态、地表岩性 和水文地质；而土地利用方面，主要是研究土地的利用结构、类型，土壤理化、气 候等。针对在地质环境背景下土地利用格局方面进行的研究则相对较少，因此，通 过对地质构造、地形地貌、岩性、土壤、土地利用类型等综合因素进行相关分析， 研究地质环境与土地利用格局的相互关系，对未来土地的合理利用、规划有一定的 积极作用和意义。 1 ．2 地质环境的概念与研究进展 1 ．2 ．1 地质环境的概念与内涵 地质环境 g e o l o g i c a le n v i r o n m e n t 是指由影响人类生存与发展的地质体和地 2 呼和浩特市地质环境与土地利用格局关系研究 质作用构成的环境条件系统。地质环境是一个动态系统⋯。 地质体指地壳中 地面以下 的岩土体 含矿体 、液体 地下水、石油等 及气体 天然气等 。它们以其物质成分或外部形态 地形地貌 对人类的生存与发展产生有 益或不利的影响。有益的是资源，不利的可成为障碍或危害。 地质作用包括由地球内、外动力造成的地壳物质运动 物理的或化学的 及地球 物理场。内力地质作用主要由地质构造运动和岩浆活动引起，如地震、火山喷发等； 外力地质作用是岩石圈与水圈、大气圈及生物圈的活动相互结合的产物“’“，如斜坡 重力作用，水力、风力侵蚀、堆积作用，生物活动，特别是人类工程活动引起的地 面、地下岩土体变形及水、气运移与成份变化等。对人类生存与发展有明显影响的 地球物理场有地温场、地磁场及地应力场等。地质作用对人类的影响也有有利和不 利之分。 各种地质作用常依自身的性质及相关条件而呈现各具特色的动态变化过程，各 种地质体也常受地质作用的改造而处于不同程度的动态变化之中。所以说地质环境 是一个复杂的动态变化系统。 “地质环境”是环境系统中的组成要素“。7 ～，或者叫做子系统。它包括岩石圈 上部的地貌、土壤、地下水、岩石、构造、矿产等地质体、地质现象和地质作用， 也包括人工地质体和人为地质作用。总之，地质环境是一切影响人类生存及发展的 地质因素的总和“’“”。”。张宗祜指出“地质环境就是与人类社会发展有着特殊的、 紧密相联系的岩石圈的一部分；这部分积极地与水、气、生物圈互相作用着”。 一般认为地质环境有空间范围，上限是岩石圈的表面，下限是现阶段人类技术 经济活动能够涉及的岩石圈的位置 深度 ，目前大约为5 1 m ，最深的钻探深度可达 1 2 k i n 。但广义地讲，从影响人类生产与发展的地质因素来说，就不一定限定在这样 的深度。如地震震源就可能深达几十千米；板块俯冲带的深部构造、地球的磁场变 化也都影响人类生存环境，所以地质环境甚至可以包括整个地球“4 。 1 ．2 ．2 地质环境的属性 地质环境与自然环境一样具有二个非常明显的特点，即自然属性和社会属性。 地质环境的自然属性是地质环境所具有的一种天然的特点，主要是指地质环境的整 合性与资源性。所谓整合性是指组成她质环境的空间与要素密切相关地组合成一个 有机整体。地质环境存在于一定的空间之中，离开了空间也就谈不上地质环境，这 些空间有大气、陆地、海洋、水域等，有时空间也指其地域性，如全球、全国或某 地区。地质环境包含有许多自然因素与条件，如地层、岩石、矿物、构造、地形、 地貌、地下水、地球化学元素、地球物理参数、各种地质灾害体等等。只有空间与 要素的有机结合才能称为地质环境，仅有空间或仅有要素都不能成为地质环境。所 谓资源性是指组成地质环境的一些主要因素，例如生物、土地、水、化学元素，既 内蒙古农业大学硕士学位论文 3 是地质环境的主要组成要素，又具有资源的功能，它们往往具有双重属性。 按地质环境的上述自然属性，可将其分为二种类型一种是常规地质环境，指 在一定空间中，一些常规的基本要素有机结合所形成的地质环境，这些基本要素主 要是指地层、岩石、构造、地形、地貌、水系、地球化学元素等，它们往往反映某 个地域人们赖以生存与发展的基本地质环境，通常也被称为地质背景。另一种是资 源性地质环境，指几个具有双重属性的要素在一定空间中相互或与其他要素有机结 合而形成的一种特殊的地质环境，它往往影响着人类生存与发展的某个方面。例如， 土地是一个具有双重属性的地质环境因素，而土壤的原始成分与结构、土壤中各种 地球化学元素、水体以及其他因素组成了农业地质环境；矿山中矿床的成分、围岩 的性质、矿区的地质构造、地下水等构成了矿山地质环境；城市中的地层、岩石、 构造以及岩士承载力等构成了城市建设的地质环境；地质灾害多发区的地层、岩石、 构造、灾害体的成分与性质、水的流动、地应力等构成灾害地质环境等。 地质环境的社会属性是指地质环境是人类社会的一个重要组成部分，它不属于 社会的某个人或某个群体，而属于整个人类社会。反过来，人类的生产生活活动也 参与了对地质环境的改造，这种改造作用的方式和强度有时甚至远远超过了自然地 质作用，从而成为破坏地质环境的营力，引发地质灾害。一个良好的地质环境给人 类生存发展提供良好条件，而一个恶劣的地质环境影响着整个人类的生存与发展。 因此，保护良好的地质环境、遏制地质环境的恶化与治理恶劣的地质环境是全社会 的责任。地质环境是人类生存与发展的条件，这就决定了它与作为人类生存与发展 物质基础的自然资源不一样，它不可能用来经营面获取利润，只能作为社会的组成 部分而存在。因此，按照地质环境的改造程度，也可将地质环境分为原生地质环境 与次生地质环境，有时也称为第一地质环境和第二地质环境。前者是指由自然作用 所形成的地质环境，后者是指由于人类生活生产活动与自然作用相互影响所形成的 地质环境。地质环境还可以根据其变化的速率分为缓变型地质环境与突发型地质环 境。前者主要是由于土壤、地下水、地球化学元素等要素的变化而引起地质环境的 缓慢变化，而后者主要是由于地应力的突然变化而造成的各种地质灾害“1 。 1 ．2 ．3 地质环境的国内外研究概况 1 ．2 ．3 ．1 地质环境的国外研究概况 国外城市地质工作始于2 0 世纪初，加拿大皇家协会曾发表过关于地质对城市中 心的意义和重要性认识的论文抽l 2 0 世纪2 0 年代末期，德国率先出版了用于城市 规划的特殊土壤图系，用以支持城市规划；二次世界大战后，德国、捷克、斯洛伐 克和荷兰等国家，实施了系统的地质填图，以指导城市规划与建设；2 0 世纪6 0 - 7 0 年代，城市地质工作内容扩大到水、土污染调查评价，城市废弃物危害的调查评价， 以及地质相关资源潜力和开发利用的勘查评价。应用地球化学解决废物污染问题成 4 呼和浩特市地质环境与土地利用格局关系研究 为一种发展趋势，德国首先绘制出描述土壤潜力与限制的“地质潜力图”，供城市规 划者参考。多哥、印度尼西亚等国也采用了这套图件的编图方法。美国的许多城市 也出版了类似的城市地质图。上世纪7 0 年代西班牙许多城市开展了用于城市规划的 l 2 ．5 万的岩土填图工作。荷兰开展了土地复垦对地面沉降影响的研究。这一时期 用于获取和处理的地质、地理、地形和水资源数字化信息系统相继建立，加拿大启 动了旨在开发能够对地球科学信息进行编辑、处理和显示的计算机系统，实现了城 市中心地区的有序和高效发展。8 0 年代国外城市地质工作的典型特征是电子自动化 带动了全新的主题填图工作。1 9 8 7 - 1 9 8 9 年美、意、荷、德、英等国家相继出版了l l 万、l 1 0 0 万不同比例尺地下水脆弱性图，为识别地下水污染难易程度和制定地 下水保护政策提供依据““。城市地质工作开始应用计算机编图技术，建立地下水和 地质环境数值模型和管理模型，提高了地质工作成果的质量及可视化程度；东南亚 和太平洋地区在上世纪8 0 年代中期开始了城市地质的研究工作。目前已出版了l I 卷城市地质文集，主要介绍了中国、孟加拉、斐济、印度尼西亚、马来西亚、尼泊 尔、菲律宾、朝鲜、斯里兰卡、泰国、越南等国家特定城市的地质研究和现状报告 非洲只有多哥开展过城市地质工作。上世纪9 0 年代初期英国地质调查局启动了“伦 敦计算机化地下与地表项目 L O C U S ”。该项目的目标是生产用于土地利用规划、土 木工程建设以及解决地质和环境问题的各种主题图件。这项工作以包括2 万多份钻 孔描述资料的数字化数据库为基础，采用了具有强大功能的G I S 与模型技术；1 9 9 3 年加拿大地质调查局已经通过G I S 系统完成了各类地图的数字化。城市环境地质工 作也转向重视城市经济可持续发展的综合研究，重视地质指标体系的研究，重视城 市环境地质工作超前服务战略的研究。在工作中特别关注地质灾害风险性评估、水 土污染风险识别、地下水资源可持续利用和城市脆弱性评价等。在技术方法上，强 调多学科、多种方法的配合，尤其注重利用G I S 、R S 、6 P S 技术进行环境地质调查、 地质灾害监测““”1 ，建立G I S 平台的地学信息空间数据库和自然灾害风险评估决策 支持系统等““”““”’，较好地实现了城市环境地质快速响应城市发展的需求。 2 0 世纪9 0 年代以来，由于人类对矿山环境问题的忧郁，西方发达国家纷纷制 定苛刻的矿山环境保护条例，致使矿业生存产生严重危机，矿业市场逐年萎缩，传 统型资源学家的生存面临极大的挑战。为迎接挑战，西方国家特别是美国地质调查 局资源学家及时改变思路，将其研究领域由单纯的资源勘查与评价转向资源环境一 体化研究，摆脱了自身的生存危机翰。。1 。 环境矿床学的研究任务主要有两方面 1 天然 开采或受扰动 矿床环境作用 相关的科学问题； 2 为环境学家、公众和政府 官员 制定环境条例提供科学证据 “1 。资源学家进入环境领域，弥补了过去环境学家不了解矿床环境作用复杂性、片 面夸大矿山环境问题的缺陷，因为地质体 或矿床 中金属元素含量高低并不是衡量 其环境危害的唯一标准，其所处的地质背景特别是缓冲体系在很大程度上决定着金 内蒙古农业大学硕士学位论文 5 属元素在环境中的命运。而资源学家了解矿床方面的所有问题，他们不仅可向其它 学科、公众和政府普及这方面的知识，让矿山环境条例的制定更具科学性，为矿业 生存营造更轻松的环境，而且可为矿床开采过程中的环境保护提供科学的指导性建 议。 环境矿床学研究历史虽然较短，但其发展迅速。自1 9 9 5 年以来。美国地质调查 局矿产资源计划中一半以上的工作量投入到与环境有关的研究中，在很多方面取得 了较大进展。 2 1 世纪开始，以整体观点研究城市地质问题的工作得以深化。即以整体上考察 城市地质问题，以适当的指标体系定量表征城市地质质量，进而建立和健全相应的 监测系统，并将其纳入城市环境总体管理的轨道阳’硼。 近几年，为保障居民高质量的饮用水问题，俄罗斯联邦自然资源部完成的水文 地质方面的地勘工作具有特别重要的现实意义。2 0 0 3 年被联合国组织定为淡水年。 日本举办了第三次国际水论坛，会上作为关键问题讨论了2 1 世纪饮用水来源的水资 源问题。俄罗斯联邦自然资源部正在编制“俄罗斯的水- 2 1 世纪”国家行动计划， 其中也涉及了地下水资源基地问题娴。 为了实施“俄罗斯的生态