中国的地质环境与地质灾害
李鄂荣
大家都知道"环境地质学"这一新兴的边缘学科,是研究人类社会活动和自然环境相互影响和作用的学科。而自然环境的基础便是地质环境。地质环境的好坏,直接影响人类社会的生存与发展。对于不良的地质环境,自古以来,人类就在进行不同的努力,加以改善,如兴修水利,建筑道路,开发矿业等等。但是,人类进行的这些活动,固然改善了生活环境,但同时也不可避免地破坏了某些自然条件,使某些自然地质环境逐步恶化,反过来危害人类社会的生存与发展。特别是本世纪中叶以来,由于科学技术的迅速发展,人类在各类工程活动和经济活动中对自然界所起的作用,形成了比自然地质作用更大的地质营力,因而使得某些地方的地质环境逐步恶化,甚至不利于人类的生存和发展。环境地质学的出现与迅速发展,就是在这样的背景下促成的。
环境地质学在我国20余年的发展已经形成不少新的分支学科,如环境水文地质学、环境工程地质学、环境地球化学、环境土壤学、城市地质学、农业地质学、灾害地质学等等,在不同的领域为建设和生活服务。
说到中国环境地质学的发展,我们不能不怀念我国第一位提倡对地质环境进行研究并发表了我国第一篇讨论地质环境与人类关系的文章的李四光教授。这篇文章名为《风水之另一解释》[李四光,风水之另一解释,《太平洋》杂志,第4卷,第1号,第1~15页,1923年]
在文章中李四光教授从破除我国旧时期人们对"风水"的迷信开始,重点是对"风水"进行科学的解释。他认为"风和水对人生确确实实有重大关系"。并将风水解释为居住的"环境"。他当时将环境划分为"社会环境" 和"自然环境",并用图表表示如下(转引自《李四光全集》第8卷,第42页,湖北人民出版社,1998。):
(A)生物世界---人类社会……人与人的关系……社会环境 动物群 植物群
(B)无生物世界---气候 地形 水道 土壤 矿产 地盘的构造
人与物的关系……自然环境图表中的(A)表的人类社会、动物群、植物群3项,(B)表的气候、地形、水道、土壤、矿产、地盘的构造6项与现今的"自然环境"概念基本相同。但地形、水道、地盘的构造3项,在涵义上略有出入。李四光教授把"地形"划分为:①丘陵式,②原野式。可见显然是指的"地貌";"水道"是指河流和水体;地盘构造则是说的岩石、地层和地质构造。他说:"各种的岩石,结构不同、性质不同、构造不同,受了风雨的剥削,各应(因)其抵抗力的大小,在地面上(会形)成各种形状(地貌)。岩层如有破裂或褶皱的地方,在地面上往往也有特别的形象发生。中国秦岭以北地层褶皱较少,破裂甚大,成平台式。所以地表的形状(地貌)属于平野式。南部褶皱甚多,所以成丘陵式。"他在总结中特别指出城市的建立最初都是因为(地质)环境的适宜所致。伦敦之所以为伦敦,是因为先有伦敦盆地的存在,并且盆地中存在自流泉井;巴黎之所以为巴黎,也可以用同样的道理解释。这就进入到城市环境地质学的范围了。李四光教授在这篇文章中还谈到了不同国家、不同民族因为气候和地质环境的不同,影响各地的动植物的生产品种和类别的不同,致使各地的食物差别很大。比如寒冷的草原地区,不能种植粮食,只能以肉食为主;能种粮食的地区也分为以麦面为主的北方和以大米为主的南方。食物的不同可以影响人类的习俗、性格和体格的差异。同样,地形的不同,也能直接影响人类的体力和性情的差异,比如山居的人,习于崎崛的山道,对体格有益;平原的居民,锻炼的机会少,体格较差,南方和北方的人也因这些条件的差别,直接影响到体力与性情的差别。气候的冷暖变化的不同,流行的疾病也不一致。所有这些差别,归根到底要从各自的(地质)环境的不同寻找原因。他的这些思想,似乎又涉及到"生态环境地质学"了。
李四光教授的这些宝贵的环境地质学思想,发表在七十六年以前,是十分难能可贵的。我国当时还是没有任何大工业的旧中国,人们还生活在没有环境污染与环境恶化的青山绿水的自然环境中;社会和国家则处在军阀混战,外强虎视眈眈,局势动乱不堪的状态下,李四光的环境地质思想还在萌芽状态便被迫中断了。
李四光的这些思想,对于广大从事环境地质学研究的学者仍然具有重要的现实意义。因为中国是一个地域广阔的国家。不包括海域,她有960万km2的陆地,雄踞世界的东方,南北从海南省到黑龙江省,东西从台湾省到新疆维吾尔自治区,南北延伸约50纬度,自北而南,她所拥有的疆域,共跨有北、中、南温带,北、中、南亚热带,北、中、南热带9个气候带,再加上一个高原气候区(即按海拔高度划分气候的高原地区),包括云南北部和青藏高原,表明我国的气候条件是比较复杂的。
相对于气候带来说,我国不同省区的岩石圈地质环境的差异,则更为复杂。为了更好地说明各地区的地质环境特征,我们认为,按不同的地区的岩土性质、地层的出露和地质构造条件的差异,加上水文地质条件、地球化学、地球物理条件等来加以区分,似乎更适宜对不同地质条件的地质环境进行讨论和研究。这既符合李四光教授的思想,又符合现今环境地质学的科学涵义。
所谓地质环境,就是地球表面由岩石圈、水圈、生物圈和大气圈组成的综合地质系统。它包括岩石、地层、土壤、地质构造、气候(温度、湿度、空气的化学组成)以及河、湖、海、地表水文和地下水文,以及水在大气圈、岩石圈和水圈的循环。人类的生存与地质环境密切相关。
我们现在的地质环境,是地球经过长期发展和演化才得以形成的。这种演变是从地球形成以后就不停止的进行着,主要是通过地球大气、水和岩石之间不停止地进行物质交换和能量转换逐步达到适宜于人类的生存、发展以及人类同地质环境中的其他生物的发展与生态平衡。同时人类与其他生物生存与发展的活动又对地质环境发生不同的影响,使地质环境不断地发生物理的和化学的变化,甚至达到使地质环境发生某些不利于人类生存和生态平衡的破坏。并且,随着人口的增长,这种不利影响也会急剧地增长。为了改变这种情况,人们因此不分国别,不论种族,都在为保护环境,其中包括地质环境和生态环境而奋斗,环境地质学也因此得到了快速地发展。
从上面的叙述,可以看出地质环境可以分为两类:
一类是原始的地质环境,即没有受到人为改造或破坏的地质环境。这种地质环境被称为第一环境,或叫原生环境或一次环境;
一类是被人为地进行过改造或破坏的环境。如被开垦成为梯田的山地丘陵,为防止洪水灾害而修筑了堤防、水库的平原和低地,为工矿业生产而破坏或污染了的山区和河流等等,都是第二环境或次生环境。
当然,并不是只有二次环境才是对人类社会带来危害的环境,第一环境,即原生地质环境,或由于当地的地层条件的物理的、化学的或地貌的或气候的条件的特殊等等,都有可能给人类社会带来不便或疾病、灾害等等。比如,由于气候条件的干旱缺水,会导致土地的荒漠化,甚至变为沙漠、戈壁;在这种情况下原有的绿地、草原消失了,导致绿洲和草原的沙化;河流、湖泊的断流萎缩、乃至消亡。又比如,在某些原生地质环境中,有的地区由于岩石、地层或土壤、水体中某些有害化学元素的富集或有益化学元素的缺乏而形成不同的疾病,许多地方病或水土病就是由此引起的。又如,某些地质环境中由于活动构造强烈,孕震断层发育,或高崖壁立,或土质疏松,都可以因地壳运动,或久雨不晴,或河流侧蚀、地面剥蚀等等地质作用,发生地震、山崩、滑坡、泥石流、水土流失等等灾害。
这些不良地质环境因素,由于我国国土广大,各个地区的差异也就很大。只要我们充分查清了不同地质环境的特殊性,自然就会进一步掌握地质环境的特征和规律,对我们保护自然环境,在工作和生活中趋利避害,平衡生态环境、发展生产、提高生活水平,都会产生重要的作用。
对于人为地质环境,第二地质环境,本章没有进行统一的按地区划分不同的次生地质特征。因为人类社会的任何生产活动、经济活动或建设活动,都是在各自不同的原生地质环境中运作的。这些活动所造成的环境问题,不论是对地质环境改善和更新,修建或破坏,进化或退化,污染或消亡,都是在各自不同的的原生地质环境的背景上进行的,或者说是附加的。因此,不论是好是坏,在人类社会进行这些活动之前,都应考虑当地的原生地质环境特征,然后进行合理的设计和规划。充分论证地质环境的容量和自然净化能力。对于超过环境容量和自净能力的生产活动,如三废的排放,森林的采伐,草原的垦殖,开发矿产等等,凡是会导致环境的退化和破坏、水体的污染、土地的荒漠化、沙化、水土流失,以及其它公害的后果等,都应绝对禁止。不然,只顾眼前利益,不顾长远和子孙后代的利益,最终是对民族、国家和自身都会是后患无穷的。
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制作日期: 2002年09月03日。