气候与环境研究是几区提出的_气候和环境

1.河南世纪考古发现与古气候环境

2.谈建筑设计与微气候的改善？

3.环境与环境问题

4.黄河源区第四纪地质研究的过去、现状及问题

首先是优化生态安全屏障体系，生态文明，促进全球生态保护有很大意义。在冰川的堆积过程中，自然环境变化的信息不断地被封存在冰中，对冰芯进行钻探，获取冰川的年龄、厚度、结构等信息，进而进行冰芯气候记录、冰川变化和融水径流。青藏高原气候与环境变化信息，进而揭示青藏高原气候与降水变化过程，为青藏高原气候与环境变化研究提供数据依据。

其次是对科学教育和文化服务等生态系统服务中具有广泛甚至全球意义。青藏高原是世界屋脊，亚洲水塔。它具有独特的生物多样性，在水保护、水文调节、碳汇和气候调节、青藏高原生态安全屏障呈现出生物多样性丰富、生态系统格局稳定、质量不断提升、生态系统功能逐步完善的特点。

再者对促进青藏高原可持续发展、推动国家生态文明建设具有十分重要的意义。是地球第三极，是我国重要的生态安全屏障和战略储备基地，是中华民族特色文化的重要保护区。开展此项科学考察研究，揭示青藏高原环境变化机制，将为保护世界最后一片净土，建设美丽的青藏高原，让青藏高原各族人民的生活更加幸福和健康作出新的贡献。

要知道提出自然保护区草食性野生动物和放牧牲畜均衡管理措施，实现草原承载能力是科学认可的。通过研究开发生态系统复垦技术体系和实施途径，建立基于草原多功能经营的自然保护区复垦模式，为实现人与自然和谐发展，在原有保护效果的基础上探索新的补偿机制，解决区域发展不平衡、不充分的问题，为青藏高原自然保护区草原管理提供参考模式。

河南世纪考古发现与古气候环境

环境地质学的酝酿与出现，有其特定的社会原因及学科发展的时代要求。

众所周知，第二次世界大战至今已过去半个多世纪，在这期间，世界上除局部军事冲突外，没有发生全球性的战争。长期的和平氛围为科学技术的发展、经济的繁荣提供了良好的条件。与此同时，社会生产力的提高、经济的迅猛发展也带来了新的问题，各种过量消耗，环境破坏日趋严重，其已给社会的安定，以及后代应享有的、环境的基本权利造成了威胁。

据统计，全球人口从人类出现到1830年达到10亿用了近百万年的时间，从10亿增长到20亿用了百年的时间;而第二次世界大战后，人口每增长10亿所用的时间由30年减少到15年;目前增长速度还在加快，总人口已突破67亿。人类为了生存和发展，必然要消耗，排放废物。有资料表明，目前全球每年掘、运移的岩石和土壤总量达1360亿吨(有人认为达到1710亿吨)，其已超过岩石圈表层通过大洋中脊而新生成的年物质总量(约300亿吨)，更大大超过每年由地表水流搬运到海洋的岩土总量(约165亿吨);现在人类建筑面积已占地球陆地表面积的6%～8%，到21世纪中期很有可能达到15%;人类活动的垂向深度也在不断加大，目前高层建筑物的基础深度可达30m，地下工程可超过100m，矿山工程可深至2000～3000m，人工开挖的最高边坡已超过600m。除此之外，水的开发利用量也是惊人的，到20世纪90年代，全球水的年使用量已达到3×1012m3，较300年前增长了35倍。

如此空前大规模开发利用矿产、土地、地下空间和水，不可避免地带来短缺、水盐失调、岩土体变形失稳、生态退化等诸多问题。事实表明，人类活动对地球表层系统的影响及其引发的危害，已达到与自然变化相当的量级;在局部地区，甚至几倍于自然的变化。在许多水大规模开发的地区，水文循环节律和循环方式发生了明显变化，水时空分布状况的巨变，导致河水断流，湖泊萎缩、干涸，湿地消失。缺乏合理规划和科学管理的工程活动正激发或加剧着崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、塌陷等地质环境问题的发生。大量废水、废渣、废气的随意排放，则是土壤污染、水体污染、生态恶化的主要“元凶”。

可以说，人类目前生活在一个短缺、环境恶化、灾害频发的地球上。我们的地球显得比任何时候更狭小、更肮脏和危机四伏。大自然已向我们敲响了警钟:人类在加速发展物质文明的同时，其放任的各种活动也正破坏着人类自身赖以生存和实现可持续发展的最基本条件———环境。

匮乏和环境恶化已成为当代全球关注的焦点，也是各国面临的棘手问题。要求扼制这些危机，获得良好的生存条件，更是广大民众的强烈呼声。在此形势之下，从20世纪60年代开始，联合国和各国际组织围绕“人与环境”这一主题，召开了各种会议，成立了众多机构，国与国之间也联手达成了种种协议，制订行动，为改善当今的环境状况，协调人与自然的关系而不懈努力。

在联合国的倡导下，12年在瑞典斯德哥尔摩召开了世界性的人类环境会议。会议通过了《人类环境宣言》。宣言指出:保护和改善环境已成为人类一项迫切的任务……呼吁各国和人民为维护和改善人类环境、造福全体人民、造福子孙后代而共同努力。之后，第27届联合国大会接受并通过了环境会议的建议，规定每年6月5日为世界环境日。这次大会引起了全世界对环境问题的普遍关注。各国相继作出了反应:①成立了官方的专门行政机构;②取了一系列经济手段和严格的立法措施;③控制环境污染和各种灾害的技术研究得到迅速发展;④一些发达国家还兴起了环保产业。

这场声势浩大的运动使环境保护取得了明显成效，严重的污染和生态破坏在一些国家已基本得到控制。但是，由于大多数发展中国家仍未摆脱经济落后、人口增长过快的窘境，全球性和区域性的环境问题仍日趋严重。鉴于此，1989年第44届联合国大会通过决议，定于1992年召开联合国环境与发展大会，同时提出“国际减灾十年(IDN-DR)”，我国也成立了“中国国际减灾十年委员会”，积极响应这一行动。

1992年，联合国环境与发展大会在巴西的里约热内卢召开。这次大会有183个国家派代表参加，102个国家的元首或首脑到会并发表讲话，会议取得了巨大成功。大会除重申了12年的《人类环境宣言》外，还通过了《环境与发展宣言》、《二十一世纪议程》两个纲领性文件及若干公约《联合国气候变化框架公约》、《生物多样性公约》、《关于森林问题的原则声明》。我国从当代国际关系的高度阐述了中国环境保护的立场，并率先签署了两个公约，体现了中国作为一个大国对全球环境保护的责任感和改善我国环境状况的决心。我国对国际社会的承诺得到了世界各国的称赞。以此为契机，环境保护作为我国的基本国策开始全面启动。这次大会还对20年来世界环境保护的经验进行了总结，认识到环境问题对人类生存与发展的严重威胁和解决环境问题的迫切性，唤起了各国人民对环境问题的重视。人们已经意识到，在大自然面前人类不能为所欲为，必须对自己的行为负责，尊重自然规律，处理好人与环境的关系，合理开发利用，保护和改善环境，是全人类的共同使命，因为地球是我们的家园，人类只有一个地球!

社会实践是科学发展的源泉。任何学科都是随社会生产发展的不同阶段和不同要求而产生和发展的。在政治家、社会活动家为保护和改善人类环境积极活动的同时，自然科学和社会科学领域的科学家们也都投入到这一关系人类生存与发展的事业中来。在他们的共同努力下，环境科学应运而生。虽然到目前为止这门科学还比较年轻，仍处于发展阶段，但研究范围之广泛、出版物之多、资料之丰富、学术会议之频繁，都为科学史上所罕见。

由于人类环境涉及的领域广泛，影响要素众多，各要素之间的关系错综复杂，服务功能多样，所以，有人认为目前没有哪一个专门学科能够对环境领域提供一个较完整的论述。环境科学作为一个庞大的科学体系，具有多学科性。不同学科从不同角度，运用不同观点和方法研究和解决问题。然而，用近代科学那种条分缕析、分门别类的“分割式”方法研究人类环境问题，尽管已取得了巨大成就，但也造成人们对客观世界认识的局限性、片面性。而以这种割裂的、片面性的认识来利用和改造统一的、整体性的“人类环境系统”，是产生环境问题的认识论上的根源。正是基于这一点，系统科学为环境科学走向整体化的发展道路奠定了坚实的基础。20世纪40年代末出现的以系统论、信息论、控制论为标志，并在以后几十年中逐渐完善的系统科学(包括系统论、系统科学方法论、系统工程三大组成部分)以其普适性和科学思维的先进性，横贯于所有的科学领域，并将现代科学推向了新的高峰。对此，俄罗斯学者H.И.茹可夫予以了高度评价，他认为系统科学的出现“彻底改变了世界的科学图景和当代科学家的思维方式”。受系统科学的影响，目前，环境科学已逐渐形成了一个层次分明、结构完整的宏大体系。它要求各相关学科在人与自然协调发展上得到统一。大量的研究成果表明，无论是分支学科之间的概念移植、理论渗透、类比推理，还是专业间协作攻关与交叉，都已显露出环境科学向立体化、综合化和整体化的发展态势。若追根溯源，可以这样说，20世纪70年代以来人类环境恶化的大背景，为环境科学的出现提供了契机，而系统科学的发展与成熟则用崭新的科学方法论武装了环境科学，使之步入了现代科学的行列，并带动和影响着各分支学科未来的发展。

环境地质学是伴随环境科学的成长而发展起来的，它也经历了与环境科学相似的发展过程。尽管环境地质学在30多年的探索中，继承了传统地质学的无数成果和理论精华，但作为现代科学的一部分，必然也必须汲取相邻学科的最新理念和方法，尤其是在科学方法论上。它不应仅仅被视为地质学内部分化、重组和拼合的产物，而应站在全新的视角上，把握环境地质学被赋予的历史使命和学科发展的时代要求，在这些方面，地球系统科学理论的发展和人－地关系的深入研究或许已为该学科的形成与完善指出了方向。

谈建筑设计与微气候的改善？

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

17～18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）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，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

微气候，是由于自然或人为因素影响而产生的不同于周边气候大环境的小范围内气候环境，通过对地形、水体、植物以及构筑物等的设计布局，可以营造舒适宜居的气候环境，减少人们对于暖、降温等电器设备的依赖，从而获得节能减排的生态效益。

一、项目背景

“生态效益的战略设计”是由美国生态建筑师威廉?麦唐纳（WilliamMcDonough）与其合作伙伴共同完成的一个对美国加州大学戴维斯分校新校区进行规划设计的项目，旨在为近7000名新生、教职工营造生态舒适的生活环境，荣获了2004年ASLA专业奖项。在2001年美国加州能源危机的背景下，如何节约能源成为该项目的规划重点。依据美国部分城市年平均太阳辐射量的统计数值比较（如华盛顿州的西雅图3.67kWh/m2?d，阿拉斯加州的费尔班克斯3.99kWh/m2?d），设计者认为戴维斯市（5.10kWh/m2?d）具有优越的太阳能，因而将太阳能光伏系统的利用纳入了项目的规划设计当中。

二、项目规划

1.建筑规划

（1）建筑方向的规划规划的建筑朝向向东偏转10度（图1中网格表示），既可保证南面的光、满足冬季时住户对于光照的需求，也可减少夏季时建筑对午后太阳热量的吸收，缓减室温的浮动。此外，夏季时午后的风从南部和西南部穿过此区域，可为其提供自然降温的机会，冬季时当风从南面吹进时由于西北面建筑墙体的阻隔而被分散减弱（图1中波浪线表示）。流过该区域的水流则引向较为荫蔽的北部、东北部，通过蒸发降温来弥补风力的不足，同时也可避免水体的过度蒸发。（2）建筑高度的规划规划区域内的建筑物高度由冬季的日照决定，应保证冬季时建筑的阴影不能将街道完全覆盖。夏季，建筑的南部和西部太阳辐射强，此区域可通过使用特殊的建筑材料来缓减室内温度的波动，并适当配植一些落叶类树木，为建筑提供荫蔽；由建筑群围合成的大尺度庭院可以捕捉风漩涡（图2中环状表示），庭院内精心配植的植物则用以疏导微风。（3）建筑空间的扩展通过精心设计，维持并提升户外空间微气候的舒适度，可刺激环境的使用，增加人们的户外停留时间，从而减少建筑的使用能耗。如图3所示，建筑的屋顶空间和垂直空间都可以通过优化形成可用的私人或公共户外空间，而通过设置地下停车场则可进一步扩展户外空间的面积；在建筑内部形成开放空间，不仅可以改善建筑的光照和通风条件，也可为住户提供较为舒适的休憩空间。

2.建筑单体设计

设计者理想中的建筑单体如图4所示。材料上：在建筑南部安装大型窗户增加光；建筑内部使用能吸收且缓慢释放太阳热力的建筑材料以收集太阳能；建筑顶部种植草皮形成绿色屋顶。设备上：将太阳能光伏板应用到露天车库中，在收集利用太阳能的同时也起到一定的遮蔽作用；使用太阳能热水器，减少能源消耗；建筑内部使用地面辐射供暖，创造温度适宜的室内空间。装置上：在南向窗户上部设置可移动遮阳板，满足不同季节、不同时间段对太阳光照的不同需求；建筑顶部设置推拉式通风机增加空气流动。此外，在建筑南侧还应合理配植一些落叶树种，满足住户夏季遮阴、冬季光的需求。

3.生态措施

图5为建筑规划中涉及的生态性措施，除了前文中提过的在建筑顶部使用太阳能光伏发电板、种植草皮之外，设计者还提出在建筑组团内使用透水铺装，并设置含有废弃物处理系统的植草池、应用先进节水技术的植被洼地等来加强场地对雨水的控制。而植物配植方面则要求选用适应性强、便于管理的乡土树种，这也是时下生态园林中重点强调的问题。

三、项目用的节能措施

1.暖措施

（1）地热系统不同于空气温度会随着季节呈现明显的波动，地下温度是相对恒定的。夏季，建筑物释放的热量由循环管线吸收后转移到大地；冬季，循环管线从大地吸收热量再将其转移到地板上、建筑物上供人暖。地热系统的设计通常可以满足一个建筑物全部的冷却需求，以及80%～100%供暖需求，大幅削减对于HVAC（室内或车内负责暖气、通风及空气调节的系统或相关设备）的能耗，高效节能；且不易造成污浊空气对流，可维持室内空气的洁净，是最舒适健康的供暖方式。但是，由于戴维斯寒冷季节的时间较长，地热系统的“加热”很可能延伸至周边环境，从而降低系统的有效性直至冬季结束，故而在应用过程中需注意缓解这一问题。（2）热泵通过使用可再生热源（如地热），热泵可以为诸多应用提供最节能的加热和冷却策略。其具有良好的转化率，可减少能源消耗以及二氧化碳等污染气体的排放量。但是由于热泵的性能高度依赖于热源的性质，在热源不稳定的情况下还需其他设备，且造价较为昂贵，故而在实际应用中需根据配电网的能力进行选择，最好使热源靠近热负荷（如学生宿舍）以降低输配电成本，达到最佳的使用效率。

2.降温措施

（1）植物降温绿色植物不仅可以在夏季形成凉爽舒适的视觉景观，还具有提供遮阳、改善空气质量、缓解夏季最高温度等降温作用。在该项目中，设计者主要从地面绿化和屋顶绿化两个方面进行了阐述分析。就地面绿化来说，研究模拟在加利福尼亚州的萨克拉门托增加30%（每家3棵）的地面树木覆盖率，结果显示全年用于降温的能源节省了约30%。就屋顶绿化而言，夏季的空气温度可使砂石屋顶的表面温度升高到140℃～175℃，而同等条件下绿色屋顶的温度不会超过77℃，这将大大减少制冷能源的消耗；此外，传统的屋顶结构经过20年便会开始退化，而绿色屋顶通过减小日温度和年温度的浮动，可将退化减慢至35年，在延长房屋使用寿命的同时降低维修和更换成本。当然，植物降温也具有一定的局限性，例如对于树木的维护有一定的技术与费用需求；另外，树木的生长需要阳光，这对太阳能光伏电板等的使用也具有一定限制。（2）通风降温通风的方式可分为自然通风和机械装置（如风扇）通风。自然通风是由空间内部和外部之间的温度差，或建筑物两侧的压力差驱动产生的。为了促进交叉通风，一个建筑物相对的两侧应设有通风孔或可活动的窗户，且需避免在两者之间设置大型障碍物（如墙壁）；在多单元建筑群中的某个住宅单位往往只有一个面可与外部连通，这种情况下在建筑顶部设“空中通风道”也可促进内部空间的空气流通（图6）。调查显示，在一户人家全年的能源消耗中，使用风扇等电器设备为室内空间通风所产生的能耗占显著比例。在该项目中建议不使用或只在夏季最热和冬季最冷时期使用电器设备，其余时间则通过推拉式通风机（以风力为动力）进行自然通风，尽量将对于电器设备的使用时间最小化。需要注意的是，在戴维斯，夏季的夜间温度通常白天低很多，夜间冷却的时间应加以控制，避免过度冷却而造成的对于取暖设备的使用，从而导致额外的能源消耗。

3.废水与雨水处理措施

项目中主要用人工湿地来对废水与雨水进行处理与利用，并提出了4个基本应用：一是浅层沼泽系统，以相当大的流域面积为基础（通常超过1.67ha），需要相当大的空间、稳定的基流或地下水供应以供养新植的湿地植物；二是池塘湿地系统，包括一个池塘区域和一个浅层沼泽区域，其中池塘可以减缓流入的径流流速，汇集沉积物并去除污染物（此系统需要的空间较小，并被认为是最稳定的系统）；三是延长滞留的湿地，具有临时径流调蓄功能，可缩小湿地占用的空间；四是袖珍湿地，适用于不具有稳定基流来源、水位波动频繁的较小型场地，最适合干旱的条件（不易监测，相比其他的系统不稳定）。考虑到戴维斯的年降雨量较低，以及卫生和气味等问题，湿地建议选址在具有废水处理系统的场地。

四、我国的应用现状与启示

环境污染带来的气候恶化使得人们过分依赖于电器设备来获得适宜的室内气候环境，从而造成大量的能源消耗甚至污染气体的排放，继而加重气候的恶化，形成严重的恶性循环。作为我国国民经济的支柱产业之一，建筑业的节能减排已引起了国内众多学者的关注与研究，“生态效益的战略设计”项目中提出的生态理念与运用的生态措施在国内已有不同程度的应用与发展。

1.太阳能光伏

建筑能耗主要由建筑的建造能耗与使用能耗两部分产生。现代城市中，建筑能耗在人类活动所有能耗中占据相当大的比重，其中又以建筑使用过程中消耗的电能为最。太能光伏发电系统可以将清洁可再生的太阳能直接转换为电能，在一定程度上减少建筑的电能消耗，目前在国内已有一些将其应用到建筑中的案例。由东南大学建筑学院、东南大学建筑设计研究院与瑞典工学院产业生态系联合设计的中国普天信息产业上海工业园智能生态办公楼，其在建筑顶面安装有10kW实验性太阳能光伏电池，可产生占建筑总用电量4%的电能，主要用于建筑外立面的照明与EPS系统充电。但是由于成本等问题，太阳能光伏建筑在国内的应用尚处于探索阶段，今后的发展还需依赖于技术的完善与的扶持。

2.绿色屋顶

相较于太阳能光伏发电系统，绿色屋顶在我国的应用则更为普及。随着社会的发展与科技的进步，如今的绿色屋顶已不仅仅局限于在建筑顶面铺设草皮那么简单，可以种植各类花木、安置小品设施营造舒适宜人的“空中花园”，也可以栽培各种蔬菜形成具有农家趣味的“空中农场”或是作为教育基地，对于建筑顶面的利用可以说是到了极致。被世界屋顶绿化协会授予“世界屋顶绿化科研教学示范基地”称号的南京紫东国际创意园，其园区内所有建筑的顶面均规划建设为屋顶花园或空中农场，实现100%屋顶绿化，对于空中农场中种植的蔬菜均不使用农药、化肥，产出的有机蔬菜供应园区食堂。在相关政策、规范的推动下，屋顶花园的建设在我国北京、广州、上海等大型城市已初具规模，中小型城市还需的积极宣传与引导。

3.人工湿地

人工湿地这一新型污水处理措施虽然在我国的起步较晚，但发展迅速，不论是理论方面还是实践方面均取得了一定成果。在2006年沈阳世界园艺博览会的环保园，2008年为迎接北京奥运会而建的北京奥林匹克森林公园以及2010年上海世博园的后滩公园等三个举办大型国际盛会的园区中都有人工湿地污水处理技术的应用。其中，北京奥林匹克森林公园更是国内第一个全面以中水供给园内水系及主要景观用水的大型城市公园。位于其南园的人工湿地园总面积为41500m2，湿地氧化塘面积为30500m2，用中国科学院水生生物研究所自主研发的“复合垂直流人工湿地”专利技术，每天可处理来自清河污水处理厂的2600m3再生水和来自公园主湖的20000m3循环水，并种植了香蒲、水葱、芦苇、千屈菜、菖蒲等10余种水生植物，在净化水质的同时也营造了良好的景观环境。需要指出的是，人工湿地虽然具有诸多效益，但并不能完全代替天然湿地，我们在大力研究与发展的同时更应该顺应自然规律，积极保护地球的“天然之肾”。

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黄河源区第四纪地质研究的过去、现状及问题

(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、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、、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,水体污染破坏了水是造成水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,水正面临着水短缺和用水量持续增长的双重矛盾。正如联合国早在17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、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15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,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。

在中华人民共和国成立之前，尽管有些高僧、专使和近代国外探险家等对黄河源区进行过考察（玛多县志编委会，2001），但他们主要涉及政治、文化、军事等方面的调查以及探险活动，而对黄河源区的第四纪地质和环境调查研究则始于中华人民共和国成立之后。1952年，在中央有关部门（黄河水利委员会）的指示下，组织了一个黄河河源勘查队，对黄河源区进行了多方面的考察研究（青海省地方志编纂委员会，2000），主要涉及水文、动植物、地貌、文化、宗教等，这为后来的黄河源区考察研究奠定了一定的基础。后来，于18年青海省和省军区联合多部门专家组成考察探险队，对黄河源的“两湖”（鄂陵湖和扎陵湖）及源区进行大规模的考察，较为详细地调查了该区的水文、地貌、动植物以及提出了源头河流（卡日曲）（青海省地方志编纂委员会，2000）。

上述工作主要集中在自然地理和人文地理方面的调查，而在第四纪地质和生态环境研究方面还是比较粗浅，但为后来的第四纪地质工作奠定了基础。该区的第四纪地质和生态环境研究主要是从20世纪80年代开始。王天祯（1989）根据测年、孢粉、地貌等资料，将黄河源区的第四纪地层划分为下更新统、中更新统、上更新统和全新统。边纯玉等（1990）总结了黄河源区的冻土地貌的类型，并讨论了它们的形成条件。王绍令等（1990、1992）报道了在鄂陵湖北岸第四纪沉积物中发现了形成于末次冰期的埋藏冰，并将下更新统划分为上、下两部分。青海省区调队和水文地质队在开展黄河源区的1：20万地质和矿产调查以及公路勘查过程中，对黄河源区的第四纪地质、地貌、古冰川活动等进行研究（青海省区域地质调查综合大队，1986，1992，1993；青海省第二区域地质调查大队，1994），如沉积物成因类型和时代的划分和对比，它们的分布范围和规律的研究，第四纪冰川活动的研究等。由于受当时条件所限，尽管他们的工作有待深入，但对后来的第四纪研究是一个良好的开端。

1989年以来，兰州大学地理系的部分师生对黄河源区的古冰川及冰川地貌进行过多次考察和研究，并提出黄河源区有冰盖存在（周尚哲等，1991，1994），并认为巴颜喀拉山地区在更新世期间曾发生过4次（从早到晚分别为黄河冰期、野马滩冰期、尕拉拉错冰阶、巴颜喀拉山冰阶，后两个阶段属末次冰期）规模不同的冰川作用（周尚哲，1995）。末次冰期晚期冰川只发育在巴颜喀拉山主脊附近，早期扩展到山麓地带。根据在巴颜喀拉山南的清水河和北部的野马滩保存着大量的冰碛与漂砾，推测倒数第二次冰期为大型冰帽或小冰盖，倒数第三次冰期时，冰川规模最大，面积达80000km2（周尚哲，1995）。

郑本兴等（1996）对黄河源区的冰碛物和冰川地貌研究认为，该区在第四纪至少存在3次明显的冰川作用，并根据古冰斗、终碛垄、冰碛湖等地貌，推测末次冰期古冰斗底部高约4800m，比现代雪线低约400m。倒数第二次冰期，在巴颜喀拉山北面的宽大冰川槽谷下切入山顶夷平面——查拉坪高冰碛平台150～200m，这次冰期雪线海拔约4600m，比末次冰期低200m。倒数第三次冰期的冰川漂砾广泛分布于巴颜喀拉山中段山顶夷平面上和山麓，漂砾多为风化很严重的花岗岩、花岗闪长岩，并认为在倒数第三次冰期，形成以布青山、阿尼玛卿山、巴颜喀拉山等高山为中心的大型冰帽，南北距离约105km。对于在倒数第三次冰期，冰川活动达到最大范围这一点上，周尚哲等和郑本兴等的观点是相同的，所不同的是对末次冰期的冰阶划分上。

在黄河的上游地区，河流的弯曲形态极不平常，引起地质及地理学家的关注，认为可能存在河流的袭夺。王云飞等（1995）在对若尔盖RH孔古湖沉积中心附近的连续沉积物研究结果表明，在38～35ka BP黄河的溯源侵蚀作用袭夺了若尔盖古湖，使黄河增长。杨达源等（1996）对黄河上游地区的贵德盆地和共和盆地中的阶地研究发现，往上游方向阶地级数是递减的，根据测年认为龙羊峡切开的时间为60ka BP，而其上游的唐乃亥峡于20ka BP贯通。黄河源区的多石峡的切开时间可能更晚。李长安等人（1998、1999）对东昆仑地区的地貌和沉积盆地研究认为，在晚第四纪黄河上游地区发生过较大的水系调整，大约150ka BP前后，柴达木盆地的加鲁河、诺木洪河、格尔木河等的溯源侵蚀强烈，切过布尔汗布达山，袭夺了近东西向的大河。全新世以来，随着东昆仑的隆升，加鲁河上游的强烈溯源侵蚀使布青山分水岭向南推移了6～10km。

在20世纪90年代后期到21世纪初，除对地貌演变进行一些研究外，对第四纪环境变迁也做了些工作。张玉芳等（1995、1999）依据一个钻孔的资料，研究了黄河源区全新世的植被特点和气候特征。于庆文等（1999）依据孢粉资料恢复了托索湖地区的晚第四纪的植被类型和古气候特征。程捷等（2001a、b、c，2002b，2003）对黄河源区的冻土地貌、第四纪地层、古气候做了研究，尤其对玛多县附近的一个浅井剖面研究较为详细，根据孢粉、粘土矿物、有机碳等资料恢复了黄河源区全新世的植被面貌和古气候特征，并指出在大暖期黄河源区的气温比现今高2～3℃，而且在大暖期期间发生了一次快速降温，降温幅度达6～7℃（Cheng et al.，2005；程捷等，2006），这是前人没有提到过的。

黄河源区的生态环境变化是从20世纪90年代的后期才引起人们的注意，中国科学院、青海省国土厅、兰州大学、中国地质大学（北京）等单位对该区进行了一些研究（康维新，1998；李来兴等，1998；魏振铎，1998；叶春梅，1998；李万寿等，2000；沈渭寿等，2000；郑新民，2000；王根绪等，2000，2001；程捷等，2001b，2001c；沙占江等，2001；庄永成等，2001），并认为该区的生态环境、土地沙化和水土流失有加重的趋势，如土地沙化面积增加、草场退化、保水能力下降、地下水位下降，等等。现将黄河源区的第四纪地质、地貌和生态环境研究历史总结在表1-3中。

表1-3 黄河源区第四纪地质及环境研究历史　Table1-3 Showing the history of Quaternary geological and environmental researches in the source area of the Yellow River

续表

实际上，尽管有不少人在黄河源区做过工作，但与其他地区相比，黄河源区的第四纪地质和古环境研究还非常薄弱，很多问题有待深入研究，需要做大量的工作。该区第四纪地质和古环境研究目前存在的主要问题有以下几个方面。

1）第四纪地层的层序还不完全清楚，缺少测年数据，因此目前还没有建立一个比较确切的第四纪地层系统。这无疑影响了该区第四纪地质研究的深入，也为第四纪的生态环境研究带来一定的困难。

2）对于该区第四纪冰期的划分还存在不同的意见，对倒数第二、三次冰期的确定意见还比较一致，主要的分歧是晚更新世的冰期划分，划分为一期还是两期。在欧洲地区，有些人认为末次冰期是从115ka BP或120ka BP开始的（即末次冰期从MIS5 d到MIS2），包括雨木冰期和里斯-雨木间冰期的后半部分，把末次冰期分为早雨木冰期（117～62ka BP）或早魏克塞尔冰期和晚雨木冰期（42～13ka BP）或晚魏克塞尔冰期（Zubakov et al.，1990），而末次间冰期（艾姆间冰期，Eamian或Eemian）只限制在MIS5e（Riser，2002），这与我们通常说的末次冰期从75ka BP开始是不同的。如果在黄河源区倒数第一次冰期划分两期的话，那么末次冰期的时间就比较长，这就与欧洲相似。

3）黄河源区在第四纪是否被青藏高原“大冰盖”所覆盖，这涉及到：一是在青藏高原是否存在过大冰盖；二是如果存在过大冰盖，那么是在什么时期形成的；三是黄河源区存在过局部冰盖，而青藏高原没有统一的大冰盖。王明业等（1965）、M.Kuhle（1987，1988，1991）、韩同林（1991）、Gupta等（1992）、徐道明等（1995）都认为在青藏高原发育过大冰盖，时间在末次冰期，但施雅风等（1994，1996，19）、郑本兴等（1996）、周尚哲等（2001）不赞成这种观点，认为在晚更新世，青藏高原只能满足形成山岳冰川的水汽条件。如果青藏高原存在大冰盖，也只有可能在中更新世早期（施雅风等，2000）。刘东生等（1999）利用计算机模型，模拟了青藏高原的冰盖情况，认为青藏高原是有可能存在冰盖的。看来这个问题比较复杂，这涉及到古冰川确定遗迹的鉴定上以及它们的指示意义上。

4）黄河源区的第四纪生态环境变迁研究非常薄弱，除对全新世有少量的研究外（张玉芳等，1999；于庆文等，1999；程捷等，2002），更新世的研究几乎是空白。要研究更新世的气候和生态环境变迁，首先要有良好的地层剖面。由于黄河源区地势平缓，相对高差小，第四系露头不好，这也是造成这方面研究薄弱的一个原因。因此需要实施钻孔，才能获得理想的第四纪地层剖面，对更新世的古气候和环境研究才有可能。

5）黄河源区的第四纪气候前人做了些工作（王绍令等，1992；周尚哲等，1994，1995；方晓敏等，1998；程捷等，2002b，2003），但由于缺少连续完整的第四纪地层剖面，这些研究只涉及到个别时段，在时间上是不连续的，很难连接形成一个能反映黄河源区第四纪气候的完整体系。

6）黄河源区两湖（鄂陵湖和扎陵湖）的形成时间和大湖期问题。鄂陵湖和扎陵湖是黄河源区最大的两个湖泊，它们何时形成？与黄河源区早期湖泊的关系如何？它们又是怎样形成？这些问题都有待解决。青藏高原在晚更新世晚期存在湖泊扩张时期（李炳元，2000；朱大刚等，2004），黄河源区是否也是如此？如果是，那么湖泊有几次扩张，在全新世是否有过大湖时期？等等。这些是众多科学家关注的问题。

7）黄河源区近期的生态环境研究还非常薄弱，只有少量的文章涉及（王根绪等，2000；程捷等，2001b，2001c；沙占江等，2001；庄永成等，2001），但深度远不够。该区生态环境恶化的原因、速度、趋势等还需要做更多的细致工作，只有把这些问题弄清楚了，才有可能预测未来生态环境变化的趋势，才能提出科学的防治措施和解决当地生态环境保护与社会发展矛盾的途径。

上述众多的问题或几个问题的解决无疑使黄河源区的第四纪地质和环境研究向前迈进一大步，对研究青藏高原的隆升及其环境效应、我国季风的演化、第一级阶梯与第二级阶梯之间的地貌演化、青藏高原的冰川发育历史和黄河源区的生态环境保护都具有重要的意义。但这些问题有的前人有所涉及，也进行了一些研究，不过尚未解决，而有些问题就涉及得很少，疑点很多，需要做更多的详细工作。本书就是对上述某些问题的进行了研究，提供了一些新资料，也获得了一些新认识。