重要环境地质指标释义

一、地表特征

名称：地表特征

简介：地表特征指标主要测量或监测地表植被的变化及地表面的裸露程度。为衡量草地退化的最为直观的指标之一。一般来说，草地退化的过程是：草地的茂盛程度降低，逐渐稀疏，高度呈下降趋势，耐旱型植物开始逐渐占优势，退化到一定程度，地表的裸露程度不断增加，造成土地沙化、盐渍化等。

意义：草地退化是草地生态系统的退化，其后果表现在各个方面。最直接、最易为人们看到的是草地植被的变化。严重退化的草地，其植物群落的高度，盖度明显下降，据调查，羊草的高度从45cm降到7cm，其盖度即从30%降到10%，而大针茅的高度由27cm降到3cm，盖度由5%降到0%，所以退化的草原最显著的后果是植被的矮化。此后，生产力也大大下降，生物量只有原生植被的40%左右。

植被变化的另一个表现是植物群落组成的变化，在家畜的过度啃食条件下，不耐牧的植物显著减少，而耐牧的植物则被保存下来，其结果导致退化草地由低适口性的植物所组成，这也就是为什么退化草场的最终类型都可能是由耐旱耐牧的植物所组成的原因。在内蒙古典型草原，草原退化后，植物主要由冷蒿、星毛委陵菜构成。

地表植被的分布是反映草地退化最为直观的指标之一，通过统计一个地区草地植被的覆盖度、高度和产草量等参数，可以很好地衡量这个地区的草地退化情况。另外一些标志着某类草地植被类型出现的特征种植物或标志草地出现退化具有指示意义的植物种，也具有很重要的意义。

人为或自然原因：自然因素与人为因素综合作用。

适用环境：适合于处在退化过程中草原地区。

监测场地类型：已出现不同程度植被退化、地表裸露的退化地区。

空间尺度：块段至景观/中尺度至区域尺度。

测量方法：采用面积统计的方法进行测量。方法是随机量取一定面积的地块，分别计算其中草地面积与非草地面积占其总面积的百分率。

测量频率：1～2年。

数据与监测的局限性：在进行指标参数测量和计算的过程中，会有部分人为主观因素的影响。

过去与未来的应用：仝川（2000）根据地被物明显减少、地被物消失以及表土裸露，甚至出现盐碱斑为临界值，将草地退化程度划分为轻度、中度、重度3个等级。李博（1997）以地被物明显减少、地被物消失、地表裸露、呈现裸地或盐碱斑为临界值，划分出轻度、中度、重度和极度退化4个等级。我国现行的国家标准——天然草地退化、沙化、盐渍化的分级指标（GB 19377—2003）其中也包括对地表特征的监测参数（见表4-7）。

可能的临界值：对于草地退化、草地沙化和草地盐渍化，浮沙堆积面积占草地面积相对百分数的增加率、盐碱斑面积占草地面积相对百分数的增加率2个参数有不同的临界值。

生态环境地质指标研究

主要参考文献：

李博中国北方草地退化及其防治对策中国农业科学，1997（6）：1-9

天然草地退化、沙化、盐渍化的分级指标（GB 19377—2003）

仝川草地退化指数的研究内蒙古大学学报（自然科学版），2000（5）：508-512

其他资料来源：农林牧、环保等相关部门。

有关的环境与地质问题：草地退化、草地沙化和草地盐渍化。

总体评价：可用于测量和监测草地退化、草地沙化和草地盐渍化的现状及发展趋势。

二、土壤理化性质

名称：土壤理化性质

简介：土壤理化性质包括土壤物理特性和土壤化学特性。物理特性包括土壤结构、土壤质地、土壤含水量、土壤容重等，化学特性包括酸碱度（pH值）、含盐量等。

意义：土壤的物理特性主要指土壤温度、水分含量及土壤质地和结构等。土温是太阳辐射和地理活动的共同结果。不同类型土壤有不同的热容量和导热率，因而表现出相对太阳辐射变化的不同滞后现象。这种土温对地面气温的滞后现象对植物有利，影响植物种子萌发与出苗，制约土壤盐分的溶解、气体交换与水分蒸发、有机物分解与转化。较高的土温有利于土壤微生物活动，促进土壤营养分解和植物生长。土壤水分直接影响各种盐类溶解、物质转化、有机物分解。土壤水分不足不能满足植物代谢需要，会产生旱灾，同时好气性微生物氧化作用加强，有机质消耗加剧。水分过多使营养物流失，还引起嫌气性微生物缺氧分解，产生大量还原物和有机酸，抑制植物根系生长。土壤中空气含量和成分也影响土壤生物的生长状况，土壤结构决定其通气度，其中CO2含量与土壤有机物含量直接相关，土壤CO2直接参与植物地上部分的光合作用。土壤的质地、结构和土壤的水分空气和温度状况密切相关，并直接或间接的影响着植物和土壤动物的生活。沙土类土壤黏性小，气孔多，通气透水性强，蓄水和保肥能力差，土壤温度变化剧烈；黏土类土壤的质地黏重，结构紧密，保水保肥能力强，但孔隙小，通气透水性差，湿时黏干时硬；壤土类土壤的质地比较均匀，土壤既不太松又不太黏，通气透水性能良好且有一定的保水保肥能力。

土壤化学特性主要包括酸碱度（pH值）、含盐量等。土壤酸碱度是土壤最重要的化学性质，因为它是土壤各种化学性质的综合反映，对土壤肥力、土壤微生物的活动、土壤有机质的合成和分解、各种营养元素的转化和释放、微量元素的有效性以及动物在土壤中的分布都有着重要的影响。土壤酸碱度（pH值）间接影响生物对矿质营养的利用，它通过影响微生物的活动和矿质养分的溶解度进而影响养分的有效性。对一般植物而言，土壤pH=6～7时养分的溶解度最高，最适宜植物生长。在强碱性土壤中容易发生铁、硼、铜、锰、锌等的不足；在酸性土壤中则易发生磷、钾、钙、镁的不足。

人为或自然原因：人为/自然因素综合作用。

适用环境：适用于干旱、半干旱地区的草地类型。

监测场地类型：适合在有较厚第四系堆积层的草原地区监测。

空间尺度：适宜在小-中尺度的区域进行测量与监测。

测量方法：土壤理化性质包括土壤结构、土壤质地、土壤含水量、土壤容重、土壤酸碱度（pH值）、土壤含盐量等。

（1）土壤结构：是指土壤颗粒（包括团聚体）的排列与组合形式。土壤结构是成土过程或利用过程中由物理的、化学的和生物的多种因素综合作用而形成，按形状可分为块状、片状和柱状3大类型；按其大小、发育程度和稳定性等，再分为团粒、团块、块状、棱块状、棱柱状、柱状和片状等结构。其测量方法主要采用野外直接描述测定。

（2）土壤质地：土壤质地即土壤机械组成，是指土壤中各级土粒含量的相对比例及其所表现的土壤砂粘性质。可划分为3大质地类型，即沙土类、壤土类和粘土类。可采用野外直接描述测定和野外采样实验室分析2种方法。

野外直接描述测定方法：根据土壤中砂粒、粉粒和黏粒三级含量，并参考砾石量，可划分为3大质地类型，即沙土类、壤土类和粘土类。各种土壤质地如下：

沙土：干土块不用力即可用手指压碎，肉眼可看出是沙粒，在手指上摩擦时，可发出沙沙声。抓一把沙用手捏紧，沙粒即行下泻，愈紧握下泻愈快。湿时不能揉成球，或在水分较多时，能揉成球或粗条状，但都有裂缝。胶结力弱，用力即碎。

沙壤土：干土块不用力即可用手指压碎，用小刀在其上刻划有条纹，痕迹不整，肉眼可见单粒，摩擦时也有沙沙声。湿土可揉成球，亦可搓成圆条。

粉沙壤土：干土块压碎用力较大，用小刀刻划，痕迹较沙壤土明显，但边缘破碎不齐。干摩擦时仍有沙沙声。湿土可搓成球，稍用力也致散开，有一定可塑性，可揉成圆条，粗约3毫米，手持一段，即破碎为数段。

壤土：干土块压碎时必须用相当大的力量，用刀刻划，刀痕粗糙，唯边缘稍平整，湿土可揉成细圆条状，弯成直径2～3cm的小圆圈时，既出现裂缝折断。

粉沙粘壤土—粘壤：干土块用手指不能压碎，用刀刻划痕迹较小，湿土用力较大也可搓成球，手揉时，不费力即可揉成粗为15～2mm细条，也可变成直径为2cm的圆环，压扁圆环时，其外圈部分发生裂缝，可塑性较大，可用两指搓成扁平的光面，光滑面较粗糙，不显光亮。很湿的土置于二手指间，再抬手指，粘着力不强，有棱角

粘土：干土块坚硬，手指压不碎，湿土可揉成球或细条，但仍会有裂缝，手揉时较费力。干土加水不能很快浸润，粘性大，很湿的土置于二指间粘力较大，有粘胶的感觉。土壤压成扁片时，表面光滑有反光。

重粘土：干土十分坚硬，以斧头打始碎，土块有白痕，并粘在斧上，湿土可塑性大，粘着力更强，搓成条或球均光滑，手指感觉细腻，塑性甚大，土壤压成片时表面光滑有亮光。

野外采样实验室分析方法：采用筛分法，分析采集的土壤样本的颗粒组成，按DT-82土工试验规程进行命名。

（3）土壤含水量：土壤中所含水分的数量。一般是指土壤绝对含水量，即100g烘干土中含有若干克水分。也称土壤含水率。可采用野外直接描述测定和野外采样实验室分析2种方法。

野外直接描述测定方法：采用TDR水分测定仪测定。

野外采样实验室分析方法：采用烘干称重法。野外用环刀取样并即时称重，实验室用恒温箱对土壤样本进行烘干后称重，由此计算土壤总量含水量。

（4）土壤容重：一定容积的土壤（包括土粒及粒间的孔隙）烘干后的重量与同容积水重的比值。它与包括孔隙的1立方厘米烘干土的重量用克来表示的土壤容重，在数值上是相同的。采用野外采样实验室分析方法。

（5）土壤酸碱度（pH值）：又称“土壤反应”。它是土壤溶液的酸碱反应。主要取决于土壤溶液中氢离子的浓度，以pH值表示。可采用野外直接描述测定和野外采样实验室分析2种方法。

野外直接描述测定方法：采用土壤pH计测定。

野外采样实验室分析方法：采用电位测定法进行测定。

（6）土壤含盐量：指土壤中盐分的含量。采用野外采样实验室测定方法。

测量频率：5～10年。

数据与监测的局限性：在指标参数的野外测定过程中，会受人为主观因素的影响，另外实验室分析数据也可能存在一定的误差。

过去与未来的应用：陈有君、红梅等（2004）研究过浑善达克沙地不同植被下的土壤水分状况，结果表明植物的生长使根层土壤含水量下降，而且不同植物利用水的土层及利用土壤水的量不同。在干旱半干旱地区，植被影响着降水在土层中的分布及地表的蒸散条件，使土壤有效水向浅层分配。而降水在土壤不同深度的分配及入渗深度，决定着地表植被的生活型，从而影响地表植被的演替方向及顶级类型。

朱志梅、杨持等（2007）以内蒙古多伦县为例，进行了草地退化对土壤理化性质质的影响研究。结果表明，随着草地退化的加剧：①土壤颗粒组成发生变化，黏粒含量趋于减少，砂粒增多。不同粒径对土壤团粒结构形成和保水保肥的贡献不同，黏粒的减少抑制了土壤的膨胀、可塑性及离子交换等物理性质。②土壤含水量下降。上层（0～20cm）土壤含水量下降明显，随着沙漠化梯度的增加，表层土壤含水量下降速度加快，从而深层土壤含水量逐渐高于表层。③土壤容重呈上升趋势。容重的增加必然影响土壤中水分和空气的移动及植物根系的发育。不同深度的土壤容重与草地退化也存在一定的关系，潜在阶段深土层（30～50cm）的容重最小，而严重阶段表土层（0～5cm）容重最小。④土壤有机质、C、N含量下降，方差分析显示各沙漠化梯度间均差异极显著。且土壤N的衰减要快于C。土壤C/N比呈增加趋势，说明伴随着土壤C，N的显著下降，质地变粗，植物N素供应不足更为突出。⑤土壤容重与土壤全N，C及黏粒含量的相关分析表明，细颗粒物多，有机质含量高，土壤容重减小，从而有助于提高土壤的稳定性，且5～10cm土层的性质表现突出。⑥土壤的颗粒组成状况与土壤营养元素之间有着同增同减性，但黏粒与N的关系要密切于黏粒与C和C，N间的关系。因此，土壤中细颗粒物的减少会导致N素的衰减十分明显，从而导致土壤稳定性降低。

可能的临界值：对于草地退化，有土壤容重相对百分数的增加率的临界值；对于草地沙化，有土壤质地>005mm粗砂粒含量相对百分数的增加率、

生态环境地质指标研究

其他可能的临界值：一般含矿物质多而结构差的土壤（如砂土），土壤容积比重在14～17之间；含有机质多而结构好的土壤（如农业土壤），在11～14之间。土壤酸碱度对土壤肥力及植物生长影响很大，我国西北、北方不少土壤pH值大，南方红壤pH值小。因此，可以种植和土壤酸碱度相适应的作物和植物。如红壤地区可种植喜酸的茶树，而苜蓿的抗碱能力强等。土壤酸碱度对养分的有效性影响也很大，如中性土壤中磷的有效性大；碱性土壤中微量元素（锰、铜、锌等）有效性差。在农业生产中应该注意土壤的酸碱度，积极采取措施，加以调节。土壤pH=6～7时养分的溶解度最高，最适宜植物生长。另外土壤含盐量超过03%，土壤便会发生盐碱化。

主要参考文献：

陈有君，红梅等浑善达克沙地不同植被下的土壤水分状况干旱区资源与环境2004，18（1）：68-73

天然草地退化、沙化、盐渍化的分级指标（GB 19377—2003）

朱志梅，杨持等多伦草原土壤理化性质质在沙漠化过程中的变化水土保持通报，2007年，27（1）：1-5

其他资料来源：农林牧、环保等相关部门。

有关的环境与地质问题：草地退化、草地沙化及草地盐渍化。

总体评价：土壤的理化性质是反映自然和人为因素的灵敏指标，有助于进行草地退化的监测。

三、土壤养分

名称：土壤养分

简介：土壤养分指土壤中的养分贮量、强度因素和容量因素，主要取决于土壤矿物质及有机质的数量和组成。就世界范围而言，多数矿质土壤中的氮、磷、钾三要素的大致含量分别是002%～05%、001%～02%和02%～33%。但土壤向植物提供养分的能力并不直接决定于土壤中养分的贮量，而是决定于养分有效性的高低；而某种营养元素在土壤中的化学位又是决定该元素有效性的主要因素。化学位是一个强度因素，从一定意义说，它可以用该营养元素在土壤溶液中的浓度或活度表示。由于土壤溶液中各营养元素的浓度均较低，它们被植物吸收以后，必须迅速地得到补充，方能使其在土壤溶液中的浓度即强度因素维持在一个必要的水平上。所以，土壤养分的有效性还取决于能进入土壤溶液中的固相养分元素的数量，通常称为容量因素。在实用中，养分容量因素常指呈代换态的养分的数量（代换性钾、同位素代换态磷等）。土壤养分的实际有效性，即实际被植物吸收的养分数量，还受土壤养分到达植物根系表面的状况，包括植物根系对养分的截获、养分的质流和扩散三方面状况的影响。

意义：土壤养分是土壤化学性质的体现。但与土壤的酸碱度等参数相比，土壤养分指标对植物生长的过程具有相当的控制作用，植物生长发育主要取决于土壤中有机质和氮磷钾含量，且还受这几者之间供给比例的影响。Jvon Liebig（1843）提出了植物生长的最小养分律，意指植物的产量由含量最少的养分所支配的定律。如果相对增加最少的某个因子（最少因子），那么产量将与此成比例地增加。其次如果其他某个因子成为相对最少时，产量也不会增加，一旦增加这个因子，则产量就会再次增加。例如氮供给不充足时，即使多施磷等，但植物产量仍受氮的施用量所决定。

另外，除主要的养分因素之外，土壤还提供植物体生长发育的一些微量元素。微量元素虽然在植物体内的含量不多，但与其生长发育息息相关。微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关，能发挥巨大的生理作用。其中B、Mo、Cu、Zn、Fe、Mn等微量元素对植物的生长具有重要意义。

人为或自然原因：土壤养分主要取决于土壤矿物质及有机质的数量和组成，但受人为活动影响。

适用环境：适用于干旱、半干旱地区的草地类型。

监测场地类型：适合在有较厚第四系堆积层的草原地区开展监测。

空间尺度：适宜在小至中尺度的区域进行测量与监测

测量方法：具体测量参数为有机质、氮、磷、钾及一些微量元素。

土壤有机质：泛指土壤中来源于生命的物质。包括：土壤微生物和土壤动物及其分泌物以及土体中植物残体和植物分泌物。

氮、磷、钾：氮是构成蛋白质的主要成分，对茎叶的生长和果实的发育有重要作用，是与产量最密切的营养元素。磷能够促进幼苗根系生长和改善植物品质。钾能促进植株茎秆健壮，改善植物品质，增强植株抗寒能力。

微量元素：生物体是由60多种元素所组成，其中C、H、O、N、Ca、P、Mg、Na等含量较大的元素，称为宏量元素。而占生物体总重量001%以下的如Fe、Zn、Cu、Mn、Cr、Se、Mo、Co、F等，为微量元素。微量元素虽然在生物体内的含量不多，但与生物体的生存和健康息息相关。它们的摄入过量、不足、或缺乏都会不同程度地引起生物体生理的异常或发生疾病。微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关，能发挥巨大的生理作用。而这些微量元素必须直接或间接地由土壤供给。到目前为止，已被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素有18种，即有Fe、Zn、Cu、Mn、Cr、Se、Co、I、Ni、F、Mo、V、Sn、Si、Sr、B、Ru、As等。

测量方法主要采用野外取样实验室测试方法。

测量频率：5～10年

数据与监测的局限性：数据的获取主要依靠实验室分析获取，在经济上受一定限制，因此该项指标不宜开展大规模的测量和监测。

过去与未来的应用：国内的研究者对土壤养分与地表植被退化的相关性进行了大量的研究。如赵利君，王艳荣等（2005）进行了土壤养分在草原退化过程中的变化分析，研究了三个不同退化强度草原的有机质含量和全磷含量的差异及其季节变化，结果表明，不同群落土壤有机质和全磷含量大小顺序都为：未退化群落>中退化群落>重退化群落，方差分析指出中度退化群落与不退化群落土壤有机质的最大差异出现在0～10cm土层处，而重度退化群落与中度退化群落土壤有机质的最大差异出现在10～20cm土层处。在0～10cm层次三种群落全磷含量之间都没有显著差异。在10～20cm和20～40cm层次上，未退化群落与中度、重度退化群落之间存在极显著差异。中、重度退化群落之间差异不显著。

闫顺国（1991）对河西走廊盐渍化草地土壤生态环境进行了研究，分析了土壤盐分组成对植被生长的影响，对土壤盐分组成，pH及有机质含量（OM）进行了主成分分析。结果表明，各变量在环境分类中的作用秩序为：。

钟志祥、万开元等（2006）研究了武汉植物园迁地保护植物樟科和木兰科21种珍稀植物的营养状况及其所生长土壤的营养条件。结果表明：酸性土壤中Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo 6种微量元素的有效态含量顺序为Fe>Mn>Cu>Zn>B>Mo，其平均值大小与全国平均值相差不大；植物叶片中微量元素含量大小顺序为Fe>Mn或（Mn>Fe）>B>Zn（或Zn>B）>Cu>Mo，与正常含量范围相比，所有植物Mn含且偏高，部分植物Fe含量较大，Cu、Zn、B含量较为正常，Mo含量偏低，生物吸收系数大小顺序为Zn>Fe>Mn>B>Cu。

可能的临界值：对于草地退化，有0～20cm土层有机质含量相对百分数的减少率和0～20cm土层全氮含量相对百分数的减少率的临界值；对于草地沙化，有有机质相对百分数的减少率、全氮含量相对百分数的减少率的临界值：

生态环境地质指标研究

其他可能的临界值：多数矿质土壤中的氮、磷、钾三要素的大致含量分别是002%～05%、001%～02%和02%～33%。

主要参考文献：

天然草地退化、沙化、盐渍化的分级指标（GB 19377—2003）

闫顺国河西走廊盐渍化草地土壤生态指标的选择与分类草业科学，1991，8（3）：22-25

赵利君，王艳荣等土壤环境质量在草原放牧退化过程中的变化研究内蒙古科技与经济，2005：35-36

钟志祥，万开元，余场冰等21种迁地保护植物微量元素与土壤养分状况分析中南林学院学报，2006（10）

其他资料来源：农林牧、环保等相关部门。

有关的环境与地质问题：草地退化、草地沙化及草地盐渍化。

总体评价：土壤养分是土壤化学性质的体现。但与土壤的酸碱度等参数相比，土壤养分指标对植物生长的过程具有相当的控制作用，植物生长发育主要取决于土壤中有机质和氮磷钾含量，且还受这几者之间供给比例的影响。

四、地下水水位与水质

名称：地下水水位与水质

简介：地下水水位指的是指地下含水层中水面的高程。根据钻探观测时间可分为初见水位、稳定水位、丰水期水位、枯水期水位、冻前水位等。作为草地生长的地下水分“仓库”，地下水对植物的生长发展有着及其的作用。研究表明，地下水位埋深很大程度上决定着地表植被的生长状况。地下水位是由降水和地表水下渗量等因素所控制。还在一定程度上取决与人类的活动，如农业灌溉抽取地下水、居民生产生活用水等。

地下水水质指未经人类活动污染的自然界地下水的物理化学特性及其动态特征。物理特性主要指水的温度、颜色、透明度、嗅和味。水的化学性质由溶解和分散在天然水中的气体、离子、分子、胶体物质及悬浮质、微生物和这些物质的含量所决定。天然水中溶解的气体主要是氧和二氧化碳；溶解的离子主要是钾、钠、钙、镁、氯、硫酸根、碳酸氢根和碳酸根等离子。生物原生质有硝酸根、亚硝酸根、磷酸二氢根和磷酸氢根离子等。此外，还有某些微量元素，如溴、碘和锰等。胶体物质有无机硅酸胶体和腐殖酸类有机胶体。悬浮固体以无机质为主。微生物有细菌和大肠菌群。地下水水质主要与含水层岩石的化学成分和补给区的地质条件有关，除此之外还受人类活动影响。

意义：在干旱半干旱地区，地下水位与水质和生态环境的关系十分密切。尤其对于植物的生长发育，有着密不可分的关系。我国西北地区是典型的干旱半干旱地带，干旱少雨，蒸发量大，年降水一般在400 mm以下，荒漠地带则在250 mm以下，局部地区甚至只有30～40 mm，其地带性植被为荒漠植被，十分稀疏。对生态环境起主要作用的是依靠地下水维持生存的非地带性中生和中旱生植被。

人为或自然原因：地下水位和水质的变化受气候降水的影响，也与岩土性质有关，但也受人类活动的制约。

适用环境：适用于干旱、半干旱地区的草地类型。

监测场地类型：适合在地下水位埋深较浅的草原地区开展。

空间尺度：适宜在小至中尺度的区域进行测量与监测

测量方法：地下水水位与水质的测量参数包括潜水位埋深、总溶解固体。

潜水位埋深：潜水井中地下水的自由表面为潜水面。潜水面的绝对高程为潜水位，从地表到潜水位的深度称为潜水位埋深。

总溶解固体：总溶解固体是水化学成分测定的重要指标，用于评价水中总含盐量，是农田灌溉用水适用性评价的主要指标之一。

测量方法：地下水位采用野外实际观测方法测量，总溶解固体主要采用野外取样实验室测试方法，主要有重量法，电导法，阳离子加和法，离子交换法，比重计法等。

测量频率：3～5年。

数据与监测的局限性：潜水位的测量若无较好的潜水井，在野外较难测定；地下水质数据的获取主要依靠实验室分析获取，在经济上受一定限制，因此该项指标不宜开展大规模的测量和监测。

过去与未来的应用：国内的众多学者对植物与地下水位之间的关系也做了大量的研究。有学者提出把满足干旱区非地带性天然植被生长需要的地下水位埋藏深度称作生态地下水位（简称生态水位）。还有学者从不同角度研究了植物生长与地下水位的关系，提出了适宜水位、最佳水位、盐渍临界深度、生态警戒水位等等。

如杨泽元、王文科等（2006）从陕北风沙滩地区水资源可持续发展的角度深入探讨了地下水位埋深与植被生长及土地荒漠化的关系，提出了“生态安全地下水位”的概念，将其定义为“在干旱半干旱地区，维系植被的正常生长，维系河流、湖泊、沼泽（或湿地）正常的生态功能，且不发生土地荒漠化、水质恶化、地面沉降等生态环境问题的地下水位埋深”。通过研究表明：陕北风沙滩地区地下水位埋深小于15m为盐渍化水位埋深，15～3m为最佳地下水位埋深，3～5m为乔灌木承受地下水位埋深，5～8m为警戒地下水位埋深，8～15m为乔木衰败地下水位埋深，大于15m为乔木枯梢地下水位埋深。

张丽、董增川等（2004）以生态适宜性理论为基础，根据塔里木河干流流域典型植物的随机抽样调查资料，建立了干旱区几种典型植物生长与地下水位关系的对数正态分布模型。根据建立的模型得出干旱区典型植物的最适地下水位。结果表明：①最适地下水位：干旱区典型植物出现频率最高的地下水埋深分别为：胡杨251m，柽柳22m，芦苇136m，罗布麻251m，甘草239m，骆驼刺284m。最适宜区间为2～3m。②生态地下水位：适宜干旱区植物正常生长的地下水位为2～4m。因此，干旱区合理的生态地下水位应保持在2～4m之间，这样才有利于植被生长和生态环境恢复。③植物的生态幅度：不同的植物对地下水位的忍耐范围不同，胡杨、怪柳、骆驼刺的方差较大，说明它们可以在较大的地下水位范围内生存，生态幅度较大；芦苇、罗布麻、甘草的方差较小，说明它们可以在较小的地下水位范围内生存，生态幅度较小。④植被盖度、频率与地下水位的关系：植被盖度！出现频率与地下水位存在一定的关系，在植被最适地下水位附近，植被生长最好，出现频率最高，相应的植被盖度最高；在植物的适宜地下水范围内，植被生长良好，出现频率较高，相应的植被盖度也较高；在其他地下水范围内则植被长势受水分亏缺或土壤盐渍化的影响，生长相对不好，出现频率相应就低，盖度也低。

纪连军、高洪彬等（2006）研究了半干旱地区地下水位埋深对杨树生长发育的影响，结果表明在半干旱地区，当地下水位埋深在12～25m时，杨树幼树生长发育正常，幼树基本无枯梢枯干现象；当地下水位深度超过3m时，幼树枯梢枯干现象随地下水位下降而增多。

周绪、刘志辉等（2006）研究了新疆鄯善南部地区地下水位降幅对天然植被衰退过程的影响分析，研究结果表明地下水位降幅位于5～8m之间为天然植被覆盖变化敏感区间，降幅超过10m天然植被将会出现严重衰败。

可能的临界值：对于草地盐渍化，有潜水位和总溶解固体相对百分数的减少率的临界值：

生态环境地质指标研究

其他可能的临界值：水的总溶解固体通常以1l水中含有各种盐分的总克数来表示（g/l）。根据总溶解固体的大小，水可分为以下5种。

生态环境地质指标研究

主要参考文献：

天然草地退化、沙化、盐渍化的分级指标（GB 19377—2003）

杨泽元，王文科等陕北风沙滩地区生态安全地下水位埋深研究西北农林科技大学学报（自然科学版），2006，34（8）：67-74

张丽，董增川等干旱区典型植物生长与地下水位关系的模型研究中国沙漠，2004，24（1）：110-113

其他资料来源：农林牧、环保等相关部门。

有关的环境与地质问题：草地退化、草地沙化及草地盐渍化。

总体评价：地下水位和水质与植物的生长有着不可分割的联系，不同植物种属对于地下水位有着不同的需求，地下水位和水质的变化直接决定着地上植被群落的演替。近年来，我国北方的大部分地区地下水位都存在不同程度的下降，伴随着这个过程，大量的亲水性植被开始凋落，耐旱型植被逐渐占优势，若地下水位持续下降，很可能导致大面积的植被凋谢和死亡，促成草地退化和土地退化。

521 基本数据的来源

1）中国地质大学（武汉）提供的1980年的1∶50万西南分省地质图；

2）中国科学院南京土壤研究所提供的1990年的1∶100万的西南分省土壤图；

3）中国科学院地理科学与资源研究所（北京中科永生数据公司）提供的：

西南分省1∶10万土地利用现状图（2000年），西南分省行政区划图（1995年），西南分省年平均气温栅格图（1993～2000年平均），西南分省年平均降雨栅格图（1993～2000年平均），植被覆盖率分省栅格图（2000年），植被净初级生产力分省栅格图（2000年），土壤呼吸分省栅格图（2000年），1∶25万DEM栅格图（1995年）；

4）中国统计出版社提供的2000年西南分省统计年鉴。

522 数据的提取

（1）各图层的配准

将收集到的各类图层进行统一投影和坐标转换，统一的标准为（表5-1）：

表5-1 各类图层统一的坐标系统参数

亦即，Albers等面积双标准纬线圆锥投影，全国统一的中央经线和双标准纬线，中央经线为东京105°，双标准纬线为北纬25°和北纬47°，采用KRASOVSKY椭球体，大地水准面为Beijing1954。

（2）各图层数据的提取

Ⅰ地质图

1）根据岩性地层的描述将各图斑划归为：白云岩、白云岩夹层、不纯白云岩、石灰岩、石灰岩夹层、不纯石灰岩、石灰岩-白云岩互层、碳酸盐岩及非碳酸盐岩；

2）在岩性归类的图层上叠加行政区划图，以县为单元计算各类岩石出露面积；

3）计算各县碳酸盐岩出露面积占国土面积的比例；

4）统计各省碳酸盐岩出露面积和岩溶县数，建立相应数据库，绘制西南岩溶石山区的岩溶县分布图。

表5-2 西南分省碳酸盐岩出露面积及各比例岩溶县统计表

根据统计的结果（表5-2、图5-1、图版Ⅱ-4）显示：

1）西南7省（区）1市，其国土面积有19469万km2，占全国国土面积的2028%。碳酸盐岩出露面积5326万km2，占国土面积的2736%，碳酸盐岩出露面积最大的是贵州省，连片分布的碳酸盐岩面积1161万km2，占全省面积的612%；碳酸盐岩出露面积最小的是广东省，其碳酸盐岩出露面积103万km2，占全省面积的58%。

2）本文统计的西南岩溶区碳酸盐岩出露面积的统计结果除了广东省偏低外，其他各省（区、市）的统计结果均与李大通（1983）统计和出版的1∶400万中国可溶岩分布图的结果有较好的对应关系（图5-2）。

图5-1 中国西南各县碳酸盐岩出露面积占土地面积比例的分布图

图5-2 西南岩溶区碳酸盐岩出露面积统计结果与前人成果的对比

3）碳酸盐岩出露面积大于30%的岩溶县主要分布在滇东、桂西、黔、渝东、湘西、鄂西，呈NE-SW向展布。此线以东，湘中南、鄂东、桂东岩溶县呈岛屿状分布；此线以西，岩溶县呈分散状分布。碳酸盐岩出露面积大于70%的岩溶县主要分布在云南、广西、贵州、重庆。

我国西南碳酸盐岩连片分布与古环境的演变和地壳运动密切相关：

古生代，西南地区是当时古特提斯洋的东部边缘的浅海区，当时丰富的陆源物质供给和温暖海水形成的活跃的生物活动和蒸发过程，可能是导致该地区碳酸盐岩大量沉积和成岩的主要原因。这一沉积过程随后被地壳构造运动隆升过程所代替，开始西南地区成陆过程；

中生代，太平洋板块向西俯冲，造成中国华南地区（特别是扬子区）的隆起和海水由东而西的逐渐退出。

70MaBP印度板块脱离冈瓦纳古大陆，并向北漂移，在45MaBP（始新世早期），与欧亚板块碰撞。

第三纪末，在印度板块、太平洋板块的夹击下，青藏高原开始整体隆升。调查表明，自早更新世晚期至现在，贵州西部抬升量达2000多米，中部达1000多米，东部也达数百米不等。最终形成今日西南岩溶地区的格局。

Ⅱ1∶25万DEM栅格图

1）将行政区划图与DEM栅格图叠加，通过ArcView32中的Spatial analysis功能模块，可获得各县的平均海拔高度。

2）将各县平均海拔高度分成10级：0～200m；200～500m；500～1000m；1000～1500m；1500～2000m；2000～2500m；2500～3000m；3000～3500m；3500～4000m；4000～4500m。

3）按不同的海拔高度等级绘制西南区地势图（图5-3，图版Ⅱ-1），西南岩溶地势总体格局呈现为西北高，东南低，绝对高差大于4000m。以500m、1500m、3500m为界线，可将西南地势分成4个阶梯：广东、广西的大部分县，湘东、鄂东大部分县海拔高度小于500m，构成第一级阶梯；广西的北部、西部，湘西，鄂西，黔南、黔西，重庆，四川盆地，海拔高度500～1500m，构成第二级阶梯；黔西，滇，川南构成第三级阶梯，海拔高度1500～3500m；川西北各县的海拔高度为3500～4500m，构成第四级阶梯。

图5-3 中国西南区由各县平均海拔高度生成的地势图

同样的方法可获得西南各县年平均气温和年平均降雨量（图5-4、图版Ⅱ-2，图5-5、图版Ⅱ-3）；

西南地区东南比邻海，是太平洋东南季风向内陆推进的入口；云南南部还受到印度洋西南季风的影响。因此，西南岩溶区的降雨、气温分布与地势的关系十分密切（图5-6，表5-3）。

图5-4 中国西南各县年平均气温空间分布趋势图

图5-5 中国西南各县年平均降雨量空间分布趋势图

表5-3 中国西南各省（区、市）平均地势与年平均降雨量、年平均气温

图5-6 中国西南各省年平均气温、年平均降雨量与平均海拔之间的关系

表5-3可以看出以省为信息单元的平均海拔、年平均降雨量和年平均气温，其中广东省具有最低的海拔，而年平均降雨量、年平均气温均处于最高；云南具有最高的平均海拔，而最低的年平均降雨量、年平均气温均出现在四川；另外，广西平均海拔排在第四，而年平均降雨量、年平均气温排在第二，这可能与四川盆地、广西盆地的存在有关，与西南季风对云南气候的影响有关。总之，以省（区、市）作为信息单元，并不能很好地反映地势与气候之间的。如以县作为基本的信息单元，则平均海拔与气候之间存在较好的对应关系，其年平均降雨量、年平均气温与平均海拔之间存在较好的负相关，其相关系数为r=-061和-069（图5-7）。

图5-7 中国西南各县年平均气温、年平均降雨量与平均海拔之间的相关分析

Ⅲ土地利用现状图

1）将行政区划图叠加于土地利用现状图上，按县提取各土地类型的分布面积；

2）统计有林地、灌丛林地、耕地占国土面积的比例；

3）将行政区划图叠加于植被覆盖率图层上，获取有林地（森林地）、灌丛林地的植被覆盖率；

表5-4 西南各省（区、市）主要土地类型及面积统计（万kn2）

4）按县计算有林地（森林地）、灌丛林地的覆盖率；

5）绘制西南区有林地（森林地）与灌丛林地覆盖率的分布图并建立相应的数据库。

表5-4和图5-8可揭示西南区土地利用的特点，与全国土地利用对比，西南岩溶石山区的国土面积占全国的2028%，而耕地面积占全国耕地面积的3646%，是全国平均值的142倍，而水域面积仅占全国水域面积的1042%，为全国平均值的40%。这充分反映了西南岩溶石山区地表水资源量的短缺和人类活动对土地的强烈开垦。

土地利用的方式与植被的覆盖率是制约生态系统中两个活跃指标—植被净初级生产力和土壤呼吸的主要因子。将西南植被净初级生产力（NPP）和土壤呼吸图层按县进行数据的提取，可生成西南区NPP和土壤呼吸的分布图（图5-9，图版Ⅱ-4）。

图5-8 西南各省（区、市）主要土地类型和分布比例及与全国对比

从以上分析可知西南地区由东南到西北地势可分为4个阶梯，碳酸盐岩主要分布在第二、第三阶梯，温度、降雨与地势存在较好的负相关，亦即在西南地区水热条件随地势的变化是渐变的。如果具有相同的基地条件，那么植被生态系统中活力指标也应是渐变的。但从西南岩溶区NPP和土壤呼吸的空间分布特征看：

1）NPP值大于1050gC/m2·a的主要分布区为第二阶梯和第三阶梯，而第一阶梯和第四阶梯区的NPP值大多偏低。如果以县为信息单元，则在海拔在1200～1500mNPP值出现最高值（图5-10）。第四阶梯区的NPP值偏低与第四阶梯区的低温少雨关系密切；而第一阶梯区的NPP值偏低的原因可能与该地区的土地利用方式和植被覆盖相关。NPP高值区与碳酸盐岩集中分布区之间存在对应关系。

图5-9 中国西南各县植被净初级生产力、土壤呼吸排放速率与各县碳酸盐岩出露面积比例之间的关系

2）从土壤呼吸排放量分布图看，总的趋势是随着地势的升高，水热条件的减弱，土壤呼吸渐渐减小，但在第一、第二阶梯之间存在明显的分界线（土壤呼吸量为300gC/m2·a），而该线以西的第二、第三阶梯则是碳酸盐岩分布集中区。如果以县为信息单元所获得的结果是：在海拔800～1200m之间出现一个拐点，即土壤呼吸量由快速下降的变化状态转换成相对平稳（或缓慢降低状态）（图5-11），当海拔高度大于3500m（第四阶梯）时，则土壤呼吸变化又转化成快速降低状态。

图5-10 中国西南各县植被净初级生产力与平均海拔之间的关系

图5-11 中国西南各县土壤呼吸排放量与平均海拔之间的关系

Ⅳ社会经济指标

1）从2000年分省（区、市）统计年鉴中获得以下9个指标：①人口密度（人/km2）；②人口自然增长率（‰）；③人均国民生产总值（元）；④农民人均纯收入（元）；⑤第三产业占国民生产总值的比例（%）；⑥耕地粮食产量（t/hm2）；⑦化肥使用量（t/亩）；⑧人均耕地（亩/人）；⑨林业、牧业占农业总产值的比例（%）。

2）建立数据库，并与行政区划图进行配准，生成相应的社会经济分布特征图。

从中国西南各县人口密度分布图（图5-12，图版Ⅲ-1）上可以看到，碳酸盐岩分布对人口分布也存在某种制约关系，如广西高密度人口分布在桂南，湖南高密度人口分布在湘东、湘中、湘南，湖北高密度人口分布在鄂中、鄂东，重庆高密度人口分布于渝西北、渝西南。将此4省（区、市）的岩溶县的人口密度与非岩溶县人口密度作对比，则广西、湖南、湖北、重庆岩溶县的人口密度仅分别为非岩溶县的 8505%、8303%、4678%、5443%（表5-5），其岩溶县的农民收入也不及非岩溶县的。

图5-12 中国西南各县人口密度分布图

图5-13 中国西南各县人均国民生产总值分布图

表5-5 广西、湖南、湖北、重庆岩溶县人口密度、农民收入与非岩溶县对比

西南碳酸盐岩集中分布的中心贵州省，其人口分布密度明显高于周围的邻省（区、市），但它的人均国民生产总值则远比邻省（区、市）的低（图5-13、图版Ⅲ-2，图5-14）。

图5-14 中国西南各省（区、市）人均国民生产总值排序

根据以上数据的提取和整理可获得22个指标、构成数据库，并进入统计模型计算。进入模型计算的指标包括：

平均海拔（m）、年平均降雨量（mm）、土地利用程度指数、灌丛覆盖率（%）、森林覆盖率（%）、灌丛地占土地的比例、森林占土地的比例、土地垦殖率、碳酸盐岩占土地的比例、净初级生产力（gC/m2·a）、土壤呼吸（gC/m2·a）、年平均气温（℃）、人口密度（人/km2）、人口自然增长率（‰）、人均国民生产总值（元）、农民人均纯收入（元）、第三产业占国民生产总值的比例（%）、耕地粮食产量（t/hm2）、化肥使用量（t/亩）、人均耕地（亩/人）、林业、牧业占农业总产值的比例（%）、岩溶县土壤养分综合指数。

人员和车辆进出口的记录来统计人流量和车流量，具体包括以下几种方法：

1 人行道流量监测：可以利用摄像头等设备自动统计行人在线变化情况，从而计算人流量。

2 车辆入口流量监测：可以利用摄像头和识别技术，自动识别车牌号或车辆特征，统计车辆的数量，从而得出车流量。

3 路口闯红灯行为分析：利用摄像头技术结合道路流量

由外业测量获得。根据几何定理得知，截止2023年3月24日，几何位置数据的主要获取手段是由外业测量获得，如卫星测地、扫描数字化仪扫描、航摄像片等。位置意思是指空间分布，所在或所占的地方。

以上就是关于重要环境地质指标释义全部的内容，包括:重要环境地质指标释义、数据的获取、实时获取人流量和车流量的方法主要依靠等相关内容解答，如果想了解更多相关内容，可以关注我们，你们的支持是我们更新的动力！