海岸线变化环境地质指标体系

生态环境变化地质指标体系研究~

一、内容概述
（一）项目背景
在1987年和1992年两次地球环境峰会之后，世界各国相继建立了“环境状况公报体系”，包括大气、水和生物指标在内的生态环境指标，用于监测环境变化，保障可持续发展。但其中普遍忽视了土壤、基岩、地下水等各种地质因素。为此，国际地科联（IUGS）通过其地学为环境规划服务委员会（COGEOENVIRONMENT）建立了一个专门机构——国际地质指标工作组（IWGEOIN），负责研究和编制用于环境公报或报告和生态系统管理的地质指标（Geoindicator），并于1996年发布了包括27个地质指标在内的地质指标清单（Geoindicators Checklist）。
我国复杂、多变、脆弱的地质生态环境以及经济发展和人为活动加剧了生态环境地质问题的危害，研究产生这些生态环境地质问题的原因、自然作用与人为影响之间的关系以及对生态经济和人类健康的影响，建立快速评价生态环境变化的指标体系具有十分重要的意义。我国的管理者和环境地质工作者高度关注国际地质指标工作组的研究成果，并试图引入到我国环境地质调查和管理中。同时，也认为国际地质指标工作组所建立的地质指标都是分散的、独立的，未构成统一的体系，这在某种程度上也阻碍了地质指标的推广和应用。因此，在2004年9月中国地质调查局启动了“生态环境变化地质指标体系研究”立项论证工作，并于2005年正式开展工作。
（二）取得的主要成果
项目吸收借鉴了国际地质指标研究成果和理念，对国际地质指标研究成果进行系统地研读、译校和综述。在全面分析国内外地质指标研究进展和存在问题的基础上，确定了我国环境地质指标体系构建和应用的基本思路和框架。形成了以“影响-状态-后果”模型和“压力-状态-响应”模型为理论框架分别构建调查指标体系和监测指标体系的基本思路，并结合我国主要生态环境问题和社会经济发展需求，针对石漠化、沙漠化、草地退化、湿地退化、海岸线变化、城市水土环境变化等6大类生态环境问题，分别构建了环境地质调查指标体系和环境地质监测指标体系，为科学评价地质环境变化和完善环境地质调查监测体系提供了技术支撑。
（三）主要创新点
1.首次深入介绍了国际地质指标研究成果，提出了环境地质指标的概念
通过对国际地质指标概念和27个地质指标的分析，将地质指标表述为在百年或更短尺度上描述地球表层地质作用和现象的变化幅度、频度、速率和发展趋势的一系列参数。借鉴国际地质指标研究成果，结合我国地质环境状况和社会经济发展需求，提出了环境地质指标的概念。环境地质指标是在百年或更短尺度上描述地球表层地质作用和现象的形成条件和影响因素、发育分布状态和变化（形态、规模、尺度、幅度、频度、速率和发展趋势）以及产生的后果和给人类造成的危害的一系列地质环境参数。
2.研究建立了环境地质指标体系构建思路，丰富了地质指标的内容，同时为地质指标的应用探索了有效途径
在研究、借鉴国际地质指标研究成果的基础上，结合我国的实际，从各种生态环境问题的形成和演化规律出发，首次提出了“影响-状态-后果”模型（CSR模型）和以此为依据构建环境地质调查指标体系框架，进而从地质环境管理的视角出发，以国际广泛应用的“压力-状态-响应”模型（PSR模型）为基础，建立了环境地质监测指标体系框架。
3.构建了石漠化环境地质指标体系，提出了石漠化治理技术和模式
在统一的CSR模型和PSR模型框架下，建立了石漠化环境地质调查和监测指标体系。通过对石漠化环境地质响应指标研究，提出了石漠化治理技术和模式，为石漠化治理提供了科学的地质标准。
4.构建了沙漠化环境地质指标体系，弥补了沙漠化指标体系中缺乏地质指标的不足
分析和研究了沙漠化的形成条件、存在状态及引起的环境变化，依据CSR模型建立了沙漠化环境地质调查指标体系，依据PSR模型建立了沙漠化环境地质监测指标体系。弥补了沙漠化指标体系中缺乏地质指标的不足，为今后沙漠化评价提供了更为科学的地质标准和监测依据。
5.构建了草地退化环境地质指标体系，深入分析筛选了草地退化重要环境地质指标
在对草地退化生态环境问题的形成条件、发育分布现状、发展趋势、后果与危害等进行系统分析的基础上，深入分析了造成草地退化的主控因子，在统一的CSR模型和PSR模型框架下，建立了草地退化环境地质调查和监测指标体系。从草地赖以生存的地质环境角度，全面地分析和研究了表征草地退化的各种环境地质指标，对于评价我国草地资源的安全性，制定合理的区域生态保护和经济开发决策、保护和恢复草地资源效用具有重要意义。
6.构建了湿地退化环境地质指标体系，遴选了出不同湿地退化类型的环境地质指标
掌握了我国各种类型湿地的分布、动态变化特点及其退化过程、退化原因和机制。在CSR模型和PSR模型框架下，构建了湿地退化的环境地质指标体系框架，并遴选出不同湿地退化类型的环境地质指标。系统研究了湿地退化的过程和机制、湿地演化规律，建立的湿地退化的地质指标，可为湿地管理以及湿地恢复和重建提供理论依据。
7.构建了海岸线变化环境地质指标体系，研究了不同海岸带类型的环境地质指标
研究了南、北方海岸的形态与特征、海滩的形态和沉积特征等，分析了造成海岸线变化的主要环境地质因子。应用CSR模型和PSR模型，建立了海岸线变化环境地质调查和监测指标体系，并进行了实地考察校验。成果可应用于海岸带地质环境调查与监测，为政府制定政策和科学管理服务。
8.构建了城市水土环境变化环境地质指标体系，形成了典型城市地质环境调控方案
针对当前国际环境地质指标研究缺乏系统性以及在我国适用性不强的特点，根据CSR模型，提出了一套描述城市水土环境变化的地质环境调查指标体系；在此基础上，从演化趋势和防治对策中抽取主控因子，以PSR模型框架为主线构建监测指标体系。选择能源矿产典型城市———大庆市进行指标敏感性计算，对指标进行赋权和瓶颈因子的识别，确定了引起大庆市水土环境变化的主要驱动因子，确定了大庆市地质环境调控方案。
二、应用范围及应用实例
（一）成果应用范围
项目成果可应用于国土、环保等相关部门的规划和技术标准的起草和制定，可服务于地质环境管理和地质环境保护，完善地质环境调查监测体系，并能在相关领域的科学研究中得以推广应用。
（二）成果推广应用实例
1.项目成果为国土资源部履行地质环境管理职责提供了参考依据和技术支撑
项目成果在编制《国土资源调查评价“十二五”规划》和起草修订环境地质调查评价技术标准中被引用，为国土资源部部署环境地质调查评价工作、履行国土资源和地质环境管理职能提供了重要的参考依据和技术支撑。
2.项目成果在生态建设规划、环境规划及环境保护中发挥了科技支撑作用，环境效益及社会效益明显
中国地质科学院环境工程技术设计研究院在组织开展的地学及生态系统污水处理技术研发，城市生态环境规划及新农村建设城镇环境规划，工业园区规划及大型矿山生态环境影响评价中均不同程度利用了“生态环境变化地质指标体系研究”成果。
3.项目成果为各省地质环境管理和地质环境保护提供了重要技术支撑
内蒙古地质环境监测院在编制“十二五”内蒙古自治区地质环境防治规划、内蒙古自治区重点生态功能区划等相关规划的前期研究工作中及2011年完成的“河套平原地下水资源及其环境问题调查”中，引用了“生态环境变化地质指标体系研究”项目成果，为规划的编制和项目的研究提供了技术支撑。
4.项目成果为完善我国环境地质调查监测体系提供了技术参考和科学借鉴
针对我国生态环境变化显著且与人类生存生活密切相关的各类生态环境问题，所建立的环境地质调查和监测指标体系，为实施环境地质调查监测工作，可提供很好的借鉴及理论依据。目前，在我国华北平原开展的水土环境地质监测工作，已应用该体系实施监测网络建设。
三、推广转化方式
媒体宣传、会议交流、咨询服务、技术培训等。
技术依托单位：中国地质环境监测院
联系人：褚洪斌　李瑞敏
通讯地址：北京市海淀区大慧寺20号
邮政编码：100081
联系电话：010-62179611
电子邮件：[email protected]，[email protected]

一、城市水土环境变化调查指标体系
本项目依据环境地质指标的构建原则，基于我国在城市水土环境方面的大量研究，结合国内外为应对城市水土环境变化而设立的各种地质环境调查指标设计，以影响因素→状态变化→危害与后果为主线，按影响指标（危险性）、状态指标（状态变化）、后果指标（危害）进行分类，构建城市水土环境变化地质环境调查指标体系，具体指标见表7-3。
表7-3 城市水土环境变化地质环境调查指标体系


其指标主要涉及城市水土环境变化过程中地表系统的物理、化学作用，以及生物/非生物演化过程，以状态值或短时间尺度的变化来测量或监测城市水土环境变化的过程。影响、状态和后果三个方面相互结合，全面系统地揭示了城市水土环境变化的本质。
（一）影响指标
1.地形地貌
地形地貌指标选用地貌类型、地形坡度和山地面积三个参数。我国地貌类型的多样化使得不同地域的城市地貌类型组成、复杂程度不同，山地所占面积不同，地形坡度亦不同，因而可能产生的水土环境问题的类型和程度大不相同。如地形的复杂程度及斜坡坡度控制着崩塌、滑坡、泥石流产生的临空条件。
2.包气带
包气带是指位于地球表面以下、潜水面以上的地质介质。土壤类型是具体监测土壤这一自然影响指标的参数。是大气水和地表水同地下水发生联系并进行水分交换的地带，它是岩土颗粒、水、空气三者同时存在的一个复杂系统。备选参数中，土壤类型对地下水的入渗补给量具有显著影响，同时也影响污染物垂直向非饱和带运移的能力。特殊土是指具有特殊物质成分和结构、赋存于特殊环境中、易产生不良工程地质问题的区域性土，如黄土、膨胀土、盐渍土、软土、冻土、红土等。当其与工程设施或工程环境相互作用时，常产生特殊土地质灾害。包气带地球化学反映各种元素在包气带中的迁移和富集规律，城市包气带介质中元素的地球化学分布特征不同，产生的水土环境污染具有不同特征，原生地球化学异常会导致某城市特殊的水土环境问题。
3.水文
在城市发展中，一些不合理的湿地开发行为导致其功能退化，美国农业部门研究表明，城市化进程都涉及侵占实地问题，美国已经丧失了58%的湿地，由此可见，湿地面积可以反映城市水土环境开发建设的合理性。城市地表水体水文过程直接制约着污染物在水体内的迁移转化，危及到地表水水质安全所在。随着水位的变化，其底质环境范围也在增加与减少，不同高程的土壤淹没与否，导致其形成底质中主要离子的溶解与析出，引起其在水体中浓度的变化。另外，在一定变化范围内，通常流量愈大，其主要离子的含量愈小。所以选用河、湖及其他地表水体（包括湿地、季节性积水洼地）的流量和水位描述水文对城市水土环境的影响。
4.水文地质
本研究选用含水层岩性，非饱和带介质岩性，含水层导水系数三个参数对水文地质条件进行描述。地下水污染物的扩散和动态分布特征与水文地质背景密切相关。对同一污染源而言，地下水污染通道、主要途径以及污染风险大小都取决于其固有的水文地质特性。
含水层岩性影响地下水的渗流，污染物的运移路线主要由含水层岩性所控制。一般情况下，含水层岩性的颗粒越粗或裂隙和溶洞越多，渗透性越大，含水层岩性所具有的稀释能力越小，含水层的污染潜势越大。
非饱和带的介质岩性决定着土壤层和含水层之间岩土介质对污染物的削减特性，因此非饱和带也对地下水遭受污染产生影响。
含水层导水系数反映含水层介质的水力渗透性能，控制着地下水在一定的水力梯度下水的流动速率，而水的流动速率控制着污染物在含水层内迁移的速率。
5.气象
选用降水量，酸雨（pH、强度、频度），沙尘暴（风速、大风日数）三个参数对影响城市水土环境变化的气象因素进行描述。
（1）降水是陆地上一切水资源的补给来源，是一种潜在的水资源。通常降水与河川总径流量、地表水资源量都具有良好的对应关系，另外，它还是地表水的重要补给，因此本研究选用降水量对降水进行监测。
（2）酸雨对水环境的直接后果就是水体酸化，而水体酸化将引起水体中一系列物理、化学和生物变化，这些变化相互关联，最终导致水中元素的含量、形态和生物有效性发生改变；另外，酸雨对土壤环境也产生重要影响，主要表现为：盐基阳离子的淋失，土壤pH值下降，酸中和容量减小，土壤中铝的活化等。本研究选用酸雨pH、强度和酸雨率三个参数对酸雨进行刻画，其中酸雨率为该地区酸雨次数除以降雨的总次数。其最低值0%，最高值为100%。如果有降雪，当以降雨视之。
（3）沙尘暴会使土壤受到不同程度的风蚀危害，沙尘暴特别是强沙尘暴危害巨大，轻者刮走表层土，重者可使土壤变得贫瘠粗化。本研究选用沙尘暴强度、持续时间和频率三个参数对其进行刻画。
6.生态
分别选用绿地率和地面硬化率作为刻画城市生态的正向和逆向参数。这是因为城市绿地具有诸多水文效应。对保持城市水土环境具有至关重要的作用，通过绿地土壤入渗及贮存作用，实现降水的再分配，延长水资源在流域的滞留时间，增加大气降水的有效利用，城市绿地植被可以净化水质，过滤、吸收或吸附各种营养元素和污染物质，分泌抗菌物质、减少细菌数量，为水输送氧气，保护和改善水质改善流域水环境。相反，过量的地面硬化率则不利于城市生态的健康发展。它使城市地下水得不到有效补充，造成城市缺水现象严重。另外，由于水量下渗的减少，使城市土壤本来可以发挥作用的环境净化功能不能有效利用，土壤水库功能不能发挥。更为严重的是，由于城市地表存在大量的尘土，其中包含大量的污杂物，因此径流的形成虽然似乎能洗涤地表，但也将这些污染物快速地带入了城市通道，进而污染城市水土环境。严重污染的城市地表径流，直接从城市雨水管道口流入内河，污染了河水，造成城市水土境保护的恶性循环。
7.水资源开发利用
水资源开发利用是影响城市水资源多寡的重要因素。目前城市由于经济发展和人口膨胀，导致地表水利用量和地下水开采量增加，有些城市，甚至超过水资源可开采量，由此引发一系列水资源问题。因此本研究选择地表水利用量、地表水可利用量、地下水开采量、地下水可开采量描述城市水资源开发利用情况。
8.人为地质营力
（1）人口。众所周知，城市人口分布过密，当人口数量超过其承载能力，就会带来严重的水土环境破坏，为了满足日益增长的人口生活需求，势必索取足够的水土资源，而过多的人口，在占有了水土资源之后，又将污染物排入水土环境，最终导致城市水土环境逐步恶化。因此选用总人口、人口密度以及人口增长率来描述城市人口规模和增长对城市水土环境的影响。
（2）社会经济。城市工矿企业密集，工业废水、废渣，使水土环境污染程度远比乡村严重得多。另外，企业单纯追求经济效益，忽视环境效益和生态效益，工业发展中，资源消耗较高，综合利用率较低等对水土环境产生不利影响。因此选用GDP、GDP增长率、万元GDP能耗、万元GDP水耗对社会经济对水土环境的影响进行描述。
（3）城市建设。城市建成区在单核心城市和一城多镇有不同的反映。在单核心城市，建成区是一个实际开发建设起来的集中连片的、市政公用设施和公共设施基本具备的地区，以及分散的若干个已经成片开发建设起来，市政公用设施和公共设施基本具备的地区。对一城多镇来说，建成区就由几个连片开发建设起来的，市政公用设施和公共设施基本具备的地区所组成。建成区占城市地区总面积的比例，反映了城市土地利用结构的合理化水平，它能直接影响城市土地资源的布局，也能间接影响城市水环境的状况。此外，农业用地比例和矿山开发程度，直接影响城市水土环境的变化。
（4）污染物排放。污染物排放是导致城市水土环境恶化的重要源头。本研究主要选取与城市相关的主要污染源，包括工业废水排放量及主要污染物排放强度、生活污水排放量及主要污染物排放强度、固体废物（包括工业固废、生活垃圾、危险废物、医疗废物、城市污水处理厂污水处理产生污泥等）渗滤液产生量及主要污染物强度等。
（5）污水处理率。污水处理率指经过处理的生活污水、工业废水量占污水排放总量的比重。计算公式：污水处理率=污水处理量/污水排放总量×100%。
（6）雨洪利用率。我国诸多城市一方面水资源短缺，另一方面过境洪水利用率低，形成过境水量大、利用率小、洪涝灾害和持续干旱频繁发生的局面。因此有必要将雨洪利用率纳入人为地质营力可测量参数范围内。
9.工程地质
城市规划与工程建设会影响城市水土环境变化，本文结合已有的城市工程环境地质指标和城市水土环境因素，选择边坡稳定性，容积率和场地土类型作为测量参数。其中，容积率是衡量建筑用地使用强度的一项重要指标。其计算公式为：容积率=总建筑面积÷建筑用地面积。
10.城市地质灾害
本部分选取了对城市水土环境变化具有明显影响的地质灾害作为测量参数，可测量参数包括滑坡、泥石流、洪涝灾害发生频率，地震发生频率和烈度。
（二）状态指标
状态指标包括水土环境和水土资源两方面的内容，其中水土环境包括地表水水质、地下水水质和土壤质量三个地质环境调查指标；而水土资源包括水资源量、地下水位和土地利用三个地质环境调查指标。下面逐一对环境地质指标进行简单阐述。
1.地表水水质
地表水水质反映了城市地表水环境质量状况。在人类活动密集的城市区域，自然因素对水环境的作用相对微弱，水质主要与人类的生活和生产活动密切相关。因此在选择可测量参数时，既要考虑到常规水质参数，如pH、水温、COD、BOD、凯氏氮和非离子氨、酚、氰化物、砷、汞，铬（六价）、总磷等，还要依据城市工矿企业排污特点确定特殊水质参数，如一些重金属参数和有机污染物参数。当需要对地表水水质进行综合评判时，应选用地表水质综合指数和地表水质级别来进行判断。
2.地下水水质
地下水水质反映了城市地下水环境质量状况，它同样受到自然和人为两方面的影响。通常选用地下水主要化学类型表征地下水原生化学特征。用常规水质参数和特殊水质参数表征地下水受人类活动影响化学特征的变化。当然，在对地下水水质进行综合评判时，同样选择水质综合指数和水质级别进行表征。
3.土壤质量
土壤质量反映了城市土壤质量状况。与水质指标类似，它既受原生土壤性质的影响，也受到人类活动的干扰，通常，人类活动的影响更大。在选择土壤质量可测量参数时，本研究选择pH，含水率，重金属浓度，有机物浓度等对其进行刻画，各污染物的选择要充分考虑当地工矿企业的排污特点以及生活垃圾的污染情况。而土壤质量综合指数和土壤质量级别是对土壤质量进行综合评判的参数。
4.水资源量
水资源量是衡量城市水资源多寡的重要指标。目前这方面的监测参数研究较为成熟，选用地表水资源量、地下水资源量和水资源总量对其进行监测。
5.地下水位
地下水分为潜水和承压水，水位不仅反映地下水资源的状况，而且能够反映地下水环境的状况。因此选用潜水埋深和承压水水位进行表征。具体介绍见第五节重要环境地质指标释义。
6.土地利用
城市的土地空间是城市的物质载体，也是城市一切经济社会活动发生的场所和经济社会关系的物化表现。城市土地利用方式，是城市人口增长、规模扩大及经济社会变迁带来的物质性结果。同时，城市土地空间不同的用地特征，也可反映不同的城市特征以及城市化的不同阶段。通常城市土地利用方式从数量和结构两方面刻画城市土地资源，是描述城市水土环境状况的重要指标。城市土地按其用途可分为：工业仓储用地、住宅用地、商业金融用地、交通用地、公共建筑用地、市政用地等，其中工业用地、住宅用地和商业金融用地是城市总用地中所占比重大，对城市土地利用整体状况起决定作用，并对城市的性质和功能具有重要影响的地带。因此，在城市土地资源现状研究时，应对工业用地、住宅用地和商业金融用地的面积和结构进行重点描述。
（三）后果指标
1.水资源衰减
水资源衰减的直接表现是水位下降和缺水，表征二者的直接参数为水位降深、水资源衰减量和地下水可开采变化量。
表7-4 城市水土环境变化地质环境监测指标体系


2.海水入侵
陆地淡含水层的水位一般比海水水位高，但沿海城市经过长期大量抽取陆地淡含水层，会使其地下水位低于海水水位，导致海水（咸水）通过透水层渗入陆地淡含水层中，从而破坏地下水资源。表征海水入侵的参数有海水入侵面积和年入侵速度。
3.地面变形
地下水漏斗是城市超采地下水的直接后果。由于地下水的过量开采，导致水位大面积持续下降，破坏了地下水天然平衡状态，最终产生了持续下降的降落漏斗，进而加剧了城市的缺水状况。地下水漏斗面积，地面塌陷面积和地裂缝是监测地面变形的重要参数。
4.土地退化
城市地面不透水面积的增加，使得下垫面发生了根本变化，明显地改变了降雨径流的自然形态，从而造成城市水土流失现象，因此水土流失强度是一个重要衡量参数。如今，城市土地沙化、盐渍化面积的扩张是不容忽视的测量参数。
5.水土环境污染
水土环境污染是由于人类直接或间接地向城市水土环境排放超过其自净能力的物质或能量，从而导致水土环境质量降低的现象。水污染主要是水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性污染等方面特性的改变，从而影响水的有效利用。土壤污染是指当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化。通常用水土环境主要污染物超标率，污染程度，污染面积来表征污染的后果。
二、城市水土环境变化地质环境监测指标
在调查指标体系的基础上，根据“指标体系构建及应用的技术路线”，按照“PSR”模型确定城市水土环境变化地质环境监测指标体系，具体监测指标如表7-4。

一、海岸线变迁的调查指标体系

海岸带是一个复杂的系统，海岸带地区地质环境的形成和演化主要来自3个方面动力因素：①地球内动力。主要表现为地壳的升降运动和水平运动。②地球外动力。如气候导致的海平面变化，光、水、风等风化作用、侵蚀搬运与沉积等重力作用。③人类工程活动已成为影响和改造海岸带地质环境的重要营力。

海岸带地质环境的演变集中表现在海岸线的往复变迁。因此，在研究海岸带地质环境形成和演变规律时，我们重点研究我国海岸线变化的演化规律，以研究海岸线变迁主要影响因素、运动方式、造成的主要危害为主线，建立“影响—状态—结果（CSR）框架模型”，搭建我国海岸线变迁的调查地质指标体系，来反映我国海岸带地质环境的演化规律、过程和演化的后果，结合人类活动对其的影响以及环境退化最终对人类居住环境造成的影响。从地学的角度，提取海岸线变迁的影响指标、状态指标、结果指标三大类指标，每类指标分为三级，第三级指标为可测量和用于监测用的。可用于我国海岸带地质调查工作的开展。规范海岸带生态环境调查，科学认识海岸带地质环境。最终为科学规划和管理海岸环境提供地学的基础。

表6-2 海岸线变迁环境地质指标体系框架结构

（一）影响指标的选取

海岸线变迁是海岸带生态环境系统在外界动力作用下其系统功能改变的现象。其改变的方式和改变的程度，首先取决于其海岸本身，其次取决于动力的类型、强度、频次。

影响指标主要是通过对已有海岸带变迁研究资料和规范，分析影响我国海岸线变迁的原因和要素，影响指标分为两大类：海岸带地质条件和动力影响因素。

第一大类为地质条件，是海岸线在各种动力因素影响作用下变化程度的内因。包括岩性、地形地貌；海岸的物质组成和形态控制了海岸抗侵蚀能力。

岩性：我国海岸线的基本轮廓形成于距今6000～5000年以前。几千年来，基岩海岸虽经历了侵蚀或堆积的变化，变迁幅度较小，暴露的岸段侵蚀后退不过几十米至几百米，形成的一系列的堆积地貌——沿岸沙堤、沙嘴、连岛沙坝等，但未改变基岩海岸的基本轮廓；只有部分平原海岸与现今海岸线形态存在一定差别。低海岸特别是大河流经的岸段在历史时期变化十分显著。在黄河三角洲尤为明显。主要行水河道的入海口附近，海岸线推进速度可达每年数千米；改道之后，这里的侵蚀速度可达每年数年百米。

海岸第四纪沉积物成因类型、岩性及年代、现代沉积物质组成，可了解沉积环境演变以及泥沙的冲淤规律。一些微地貌如贝壳堤、红树林的位置、珊瑚礁体等都可以追溯以前的海岸环境。

地形形态指标分两类：一类是在现代海岸过程中形成的特别高的或者与周围事物明显不同的地形特征是长时间的气候变化、海水水位及沉积物供应等的波状变化有关的环境变化。地形形态可在遥感图片上读出的，如：高于现代平原的洪泛平原的河成阶地、侵蚀而成的海滩悬崖陡坡或原先就存在的海岸悬崖峭壁。第二类是高程上的差异也是近代海岸环境变化的指示因子，沉积物颗粒指示海岸的高程与河流的水量。

第二大类为地球内外动力指标：包括地壳稳定性、气候、海洋动力、重力作用、人类活动。各种动力作用是决定海岸线变迁的速率和变化方式的外因。

地壳稳定性：地壳垂直升降速率、古地震。中国沿海地区构造升降的不同及其引起的入海河流沉降物的分配不均是产生海岸线变化的主要原因。接纳大量河流沉积物的构造下沉区，海岸线快速向海推进，造成宽广的三角洲平原、滨海平原及淤泥质潮间浅滩，如渤海沿岸、江苏沿岸和黄河、长江及珠江三角洲。而构造上升地区接纳的物质有限，全新世最大的海侵以来海岸线虽然向海推进，但速度小得多，如胶辽半岛、闽粤桂海岸等，且以沙质海岸为主。

地震活动性可指示处于活动构造带的海岸，提供过去的地表瞬间沉降的证据。以此推断该地区地震频率，评估地区地震风险。

气候：气候因素是导致海平面升降全球海岸线变化的最重要的因素。晚第四纪若干万年里，海平面曾因气候的大幅度冷暖变化而升降达百余米或更多，引起海岸位置在平面上往返迁移数十或数百千米。海侵和海退使近海动力模式、海岸地貌结构和陆架沉积层序均发生根本性的变化。20世纪人为因素造成CO₂等温室气体排放量增加形成的温室效应导致全球气候不断升高。大气中CO₂浓度由19世纪末的265×10^-6上升到20世纪末的350×10^-6，21世纪的全球海平面上升量可能呈倍数增加。可用全球平均气温、CO₂排放量指标表示。

海洋动力：包括风暴潮、海浪、流场、潮汐的类型、强度、频率、周期等指标。海洋动力决定了沿岸泥沙的离岸移动方向，是区域海岸短期变化的主要影响因素；如风暴潮可快速地使泥沙再分布，成为控制岸线短期变化的＜（10年）最重要因素，它可以使局部的岸线变化加速或者岸线的变化趋势发生改变，因而这种重大的改变对岸线今后甚至更长时间的变化趋势发生重大的影响。

重力作用：上游土壤侵蚀量、河流输沙量、河口位置。海岸沉积的物质多少是区域海岸线变化的物质基础。由于入海泥沙的大量减少，从1949年到现在，渤海全岸被海吞噬的土地已超过400km²。在如废黄河三角洲海岸的变化，自1855年黄河北归后，废黄河三角洲因沉积物供给突然中断，海岸受到严重侵蚀。在最初几年，岸线后退速率达1000m/年，为世界有记录以来的最大海岸侵蚀量。

人类活动：地面沉降速率、地下水开采量、地面高程。人类活动作为一种外动力对区域岸线影响程度。人类活动如开采地下水引发地面沉降、危害造田等等都是人为的改变了地面高程。改变了海与陆地的相对高度二引起海岸线的移动。

（二）状态指标的选取

海岸线变迁是由该地区的相对海平面的变化决定的。相对海平面是全球海平面上升加上当地陆地升降值之和，即为该地区相对海平面变化。由于各区域海平面升降的幅度和陆地升降值均不相同，宏观上，相对海平面上升，海岸线向陆地移动（蚀退岸线），而相对海平面上升下降，海岸线向海推进（於进岸线），如果相对海平面没有变化，则海岸线静止。

它的次一级指标：海岸线位置、海岸侵蚀速率、淤积速率、海滩沉积物的沉积序列、沉积速率。海岸线的位置是海岸过程的最重要的指标，浅层地表的沉积物次序与过去的海面上升、陆地的下降或两者的综合有关联。

（三）后果指标的选取

后果指标刻画海岸线变迁带来海岸环境的改变，是总结海岸线的变迁对人类居住的海岸带的各种危害中提取的，次一级指标为陆域面积、湿地面积的变化、湿地的植物与生物的资源、海岸城市安全等。

湿地分布与范围：海岸湿地的组成与分布是指示生态系统健康与否的指示因子。它们对水质、水位和沉积物供应的变化响应迅速。海岸湿地对海平面上升非常敏感，如海平面上升100mm和500mm，我国沿海潮滩湿地将分别损失24%～34%和44%～56%，使低潮滩转化为潮下滩。这样，不仅滩涂湿地的自然景观遇到严重破坏，而且滩涂湿地调节气候、储水分洪、抵御风暴潮及护岸保出等能力将大大降低。还对区内红树林造成严重的破坏。

地面高程、陆地面积：中国沿海地区地面高程小于或等于5m的重点脆弱区面积为14.39万km²，约占沿海11个省（区、市）面积的11.3%，占全国陆地国土面积的1.5%。在海平面上升时容易被海水淹没，同时使得咸水入侵范围扩大、风暴潮等灾害加剧。

海水入侵的范围：一般情况下，陆地淡含水层的水位比海水水位高，但经过长期大量抽取陆地淡含水层，或者相对海平面的上升，会使其地下水位低于海水水位，导致海水（咸水）通过透水层渗入陆地淡含水层中，从而破坏地下水资源。我国沿海地区许多地区受咸水入侵危害，在海平面上升的背景下，海潮上溯距离增大、延时增长，从而加剧沿海城市水质性缺水的形势。

短期地表水位：可反映海水位、湖水位、河流的水位等。短期地表水位涉及陆地和地表水的任何相互联系。它受风暴潮、洪水、河水、降雨的直接影响，也影响植被的发育。

海岸侵蚀速率：相对海平面上升使水深和潮差加大，海浪和潮流作用增强。据计算，海平面上升10mm，潮差将增加34～69mm，海岸将侵蚀后退28m；水深增加1倍，海浪作用强度增加5倍。相对海平面上升将增大海岸侵蚀范围和速率，海岸防护费用将成倍增加，也会引起海岸侵蚀加剧。

二、我国海岸线变迁监测指标体系

监测指标体系是建立在调查指标体系的基础的，是调查体系的结果和目的，其最终是为人类监测海岸带环境的变化，为管理者规划和制定海岸带的管理对策，科学管理海岸环境，满足海岸带地区可持续发展的需要。其研究过程是通过分析我国海岸线变迁对海岸环境造成的危害、表现形式以及人类应对这些危害所能采取的措施，在此基础上构建海岸线变迁监测指标体系，分别从地学的角度提取压力指标、状态指标、响应指标（PSR）。压力指标即为海岸线变迁对海岸环境的危害，也就是海岸线变迁对海岸环境造成的压力；状态指标与调查指标体系中相同，为海岸线变迁的方式；响应指标即为人类为预防海岸线变迁对海岸环境造成危害所作的应对措施，是从海岸线变迁的影响因素中提取出短期（百年内）变化显著，并且易于获取监测数据的影响指标。同时对这些指标进行分级、第二级指标为可用于监测的指标，以此构建海岸线变迁的监测指标体系。

表6-3 海岸线变迁监测指标体系

（一）压力指标的提取

在海岸线变迁造成的所有危害中，我们提取地面高程、短期地表水水位、海岸陆地面积、湿地面积、海岸线位置及形态、珊瑚礁、红树林分布范围、贝壳堤的位置、潮间带宽度这些指标，其中红树林的分布、珊瑚礁质使用与湿热海岸地区，

（二）状态指标的提取

在海岸线变迁的方式中我们抽取河口位置、沉积速率、地面高程、沉积序列。其中处于河流入海口的位置其海岸线呈淤积状态。无论海岸是侵蚀还是淤积状态，在海岸的沉积物的沉积序列、沉积物的厚度均得到反映。

（三）响应指标的提取

在所有影响海岸线变化的指标中，抽取的地下水位、地面高程、海岸工程这些指标也都与人类活动直接相关。海岸工程是人类最直接的保护海岸的方式，河流输沙还可用海滩补沙的方式，控制开采地下水，减少由于人类活动造成的地面标高的损失是海岸地区的有效措施之一。

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海岸线变化环境地质指标体系视频