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摘要：揭示了秃尾河流域地质生态环境的影响因素，提出了地质生态环境状况分级标准。以MAPGIS为平台建立地质

生态环境评价信息系统，对秃尾河流域地质生态环境状况进行了分析评价。以GIS为基础进行地质生态环境评价，实现

了地质生态环境信息存储、管理、查询、分析评价及结果表达等的一体化与可视化，评价过程和结果更加直观地反映了地

质生态环境状况的空间分布规律及其变化特征。

关键词：GIS；地质生态环境；评价；秃尾河流域

中图分类号：X820．2 文献标识码：A 文章编号：1000—1379(2007)09—0001-02

地质生态环境评价涉及多源信息的提取、处理、分析和应

用，且数据多具有空间属性。传统的地质生态环境评价，是将

评价数据进行前期处理后，运用特定的数学模型，得到一组抽

象的评价结果数据，很难直观地刻画地质生态环境状况的空间

变异性。相比之下，GIS在地质生态环境数据存储和表达方面

具有较广泛的适用性 “ 。利用GIS技术，通过提取地质生态

环境评价的因子和要素，结合专业模型进行数据分析和评价，

以直观的图形方式表现分析评价成果，是地质生态环境评价的

有效方法之一。

秃尾河流域位于鄂尔多斯盆地东部毛乌素沙地与黄土高

原的过渡地带，总面积3 294 km。。受特殊的气候、地理和地质

条件限制，流域内生态环境脆弱。在能源重化工基地等大型工

程建设过程中，如不采取有效的环境保护措施，将使生态环境

进一步恶化并诱发新的环境地质问题，这已被近年来陕北许多

煤炭资源和水资源开采实例所证实 。因此，研究该流域地

质生态环境问题产生和变异的影响因素，评价现状条件下的环

境状况，对指导流域内资源合理开发和利用、地质生态环境问

题防治等有重要的实际意义。

1 研究区地质生态环境影响因素分析

1．1 地形地貌

地形地貌条件控制着地下水资源的分布方式，也决定了主

要地质生态环境的类型。秃尾河上游为地形起伏较小的沙地，

主要地质生态环境问题为沙漠化，由于沙层厚度大、透水性好，

极易接受大气降水补给，地下水埋深相对较小，因此呈现出沙

漠绿洲的良好环境；下游为地形破碎的黄土梁峁区，地质生态

环境问题主要为水土流失，由于地形破碎、沟深坡陡、地势起伏

较大，大气降水易形成地表径流而流失(大气降水入渗系数仅

为0．1)，植物生长的基本条件较差，因此生态环境脆弱。

1．2 潜水水位埋深

潜水水位埋深是生态环境类型及其空间分布的决定因素。

潜水水位埋深的变化导致了植被退化和沙漠化等，是生态环境

恶化的根源 。据野外调查，潜水水位在不同的埋深范围内，

对地表植被的作用是不同的：当潜水水位埋深小于5 m时，水

分供给充足，植物长势良好，生态环境表现为较好状态；当潜水

水位埋深为5～8 m时，水分供给不足，植物生长受到胁迫，浅

根性植物生长不良，深根性植物出现枯梢枯枝现象，生态环境

呈现退化趋势；当潜水水位埋深继续加大时，大部分植物因生

理缺水而退化，植被盖度降低，沙漠化、水土流失严重，地质生

态环境严重恶化。

1．3 包气带岩性、结构与含水量

一般而言，原生地质生态环境的优劣，与包气带岩性有直

接的关系：一方面，表层土的物理性质决定着其抗蚀能力，流域

内大部分地区为盖沙区，其抗风蚀和剥蚀的能力低，不利于植

物生长；另一方面，包气带中水分和盐分的运移规律，直接影响

着表生植物的生长和发育，包气带岩性越均匀、结构越致密，越

有利于水分和盐分的运移，反之不利于水分和盐分的运移。包

气带岩性变化及其组合规律、致密岩性层的存在、黏性土在垂

向上的分布对土壤水盐交替和植物根系发育有很大影响。野

外调查和室内分析表明，当包气带剖面存在致密岩性层时，其

含水量和含盐量要比松散的同种岩性的明显提高，为植物生长

提供了所需的水分和盐分。

土壤含水量影响着植物长势和植被演替规律。一般来说，

在植物根系范围内，适合植物生长的包气带含水量为16％ ～

收稿日期：2007—04-20

基金项目：国家自然科学基金资助项目(40472131)；陕西省

自然科学基金资助项目(2002D13)。

作者简介：马雄德(1978一)，男，青海互助人，博士，研究方向

为地下水合理开发与生态环境保护。

20％ ，含水量小于下限时，植物就会因生理缺水而枯死，地质生

态环境就会朝恶化(沙化和水土流失)方向发展。

1．4 地下水水质

地下水水质是环境优劣的重要标志之一，也是影响植物生

长的关键性因素。据调查，在地下水位埋深一定的情况下，随

着矿化度的提高，植物由水生系列向盐生系列演替。另外，地

下水化学类型在一定程度上影响植物生长发育。

1．5 气象水文因素

流域内，地下水的补给项主要是大气降水。6～9月降雨集

中，在沙地、滩地和河谷区补给地下水，增加河流基流量，对天

然植被产生积极影响；而在黄土梁峁地区，易产生坡面径流并

导致水土流失等自然灾害的发生。其他月份基本无降水或降

水量小，蒸发作用强烈，地下水埋深越浅蒸发量越大，土壤积盐

效应越明显，地表植被主要演化为喜水耐盐型。

1．6 其他因素

影响地质生态环境质量的因素包括自然因素和人为因素。

自然因素除上述因素外，还有植被类型、植被分布等，人为因素

包括水资源及矿产资源开发等，这些因素中有的与地质生态环

境问题的相关性小，有的不宜量化或难以预测其变化，因此本

研究未予考虑。

2 秃尾河流域地质生态环境评价

2．1 评价指标体系与评价标准

基于以上分析，以秃尾河流域地质生态环境质量为目标

层，以地质地貌、水文地质、气象水文3类因素为准则层，按隶

属关系将各准则层细化成若干个指标，建立了地质生态环境评

价递阶层次评价指标体系 J。以野外调查资料为依据，在参考

国内外有关评价指标分级标准的基础上，将秃尾河流域地质生

态环境状况分为好、较好、中等、较差和差5级，见表1。

表1 秃尾河流域地质生态环境状况分级

分级 基本特征

z 生态环境问朋 题较少，沙漠化、盐渍化程度低，地下水水

位埋深适中，水质优良，水量相对丰富，植被盖度较高

戳枷加杯 有环境生态问 题境问题发生但程度一般，或某一类地质生态

比较突出

中等 囊 舞 鬈较普遍且程度较严重，但至少有一类问

戳赫兰左 生态环境问题普遍发生且有一类特别严重，并呈现整

体向生态环境恶化方向发展

左 至少有两类生态环境问题突出且特别严重，植被盖度

低，沙漠化或盐渍化问题严重

2．2 评价平台的构建

为了实现评价方法与计算环境的统一，自主研发了基于

MAPGIS的生态环境评价信息系统。该系统是以数据库为基

础、以评价模型为核心、以GIS为载体的集GIS、数据库管理系

统与地质生态环境评价模型为一体的信息系统，能够在同一平

台上进行地质生态环境信息的存储、管理、查询、分析评价及结

果表达等。

该系统由文件模块与数据库模块组成。每个模块都包含

数据管理、空间分析和数据输出3个功能块。其中空间分析

(主要是地质生态环境分析模型)是该系统的核心，由地质生态

环境空问统计分析模型与综合评价模型2部分组成，具体模型

包括指数叠加模型、模糊综合评判模型、动态聚类模型和神经

网络模型等。

2．3 地质生态环境评价

考虑不同地貌条件下生态环境条件的差异，结合实际评价

的需要，将秃尾河流域划分成500个2．5 km×2．5 km的评价

单元，进行生态环境质量评价，评价方法采用模糊综合评价方

法，权重由层次分析法给出。

评价结果与已有研究成果和野外调查结果相符，基本反映

了秃尾河流域生态环境状况(图1)：在现状条件下，除盖沙丘

陵区外，流域生态环境状况较好；沙漠区的生态环境现状虽然

较好，但一旦受到人类活动的干扰将迅速恶化，因此盖沙丘陵

区和沙漠区是流域生态环境保护的重点 'lo_。

3 结语

图1 评价结果

(1)以MAPGIS为平台，建立了地质生态环境评价信息系

统，为地质生态环境数据信息化与标准化奠定了基础。

(2)通过秃尾河流域地质生态环境调查，揭示了地质生态

环境的影响因素，提出了地质生态环境状况分级标准。

(3)利用建立的系统，对秃尾河流域地质生态环境质量进

行了评价，评价结果与实际情况相符。

(4)以GIS为基础进行地质生态环境评价，实现了地质生

态环境信息的存储、管理、查询、分析评价及结果表达等的一体

化与可视化，提高了地质生态环境数据的科学(下转第5页)(上接第2页)管理和综合分析能力，评价过程和结果更加直观

地反映了地质生态环境质量的空间分布规律及其变化特征。

参考文献：

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题与重建策略探讨[J]．中国人1：3、资源与环境，

设4个站，平均分布于黄河干流的左右岸；一千二黄河故道湿

地区可以布设2个站。② 地下水水质监测站布设应尽量与地

表积水监测站的数量、位置相一致，以便对检测结果进行对照

分析。③湿地临海区海水水质监测站可以设置2个，一个位于

一千二黄河故道陆上湿地临海区；另一个位于黄河1：3及大汶流

陆上湿地临海区，即现黄河1：3门附近海域。

(8)小环境气候要素监测。黄河1：3湿地降水量监测网可以

按照平均布设的原则进行设站，一般可以按每150 km 布设1

个站，总计可以布设8个降水量监测站。另外，考虑到河口湿

地地形对气象要素的影响不大，可以分别在一千二黄河故道湿

地区和黄河口及大汶流湿地区各设置1个蒸发及气象要素观

测站。

5 结语

基于水循环的黄河口湿地环境监测方法研究是开展湿地

环境研究的基础，也是黄河生态环境监测的重要组成部分，更

是科学制定黄河1：3湿地保护与利用对策的依据。开展此项工

作，对于维持黄河生态平衡，保护黄河1：3湿地生物多样性，促进

黄河1：3湿地的可持续发展，维护当地乃至周边地区生态系统的

健康与安全具有重要意义。因此，应尽快建立完整的黄河1：3湿

地环境监测系统。

参考文献：

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【责任编辑赵宏伟】

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