黄土地质学范文

导语：如何才能写好一篇黄土地质学，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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1. 有利于学生对复杂、抽象的地理事物和地理现象的理解，提高课堂教学效率。我在黑板上画出黄河的形状，标出黄河的主要支流，上、中、下游的分界点和纬度位置，将学生的注意力很快的吸引到课堂中来，并让学生仔细观察黄河的形状，它像巨大的“几”字形，横亘在北方的大地上（如图1）。

2. 有利于学生对众多地理内容的认识和记忆，增强学生对地理知识的记忆能力。接着，我在“几”字形上沿途标出周围各山脉符号，如巴颜喀拉山脉、贺兰山、阴山山脉、太行山脉、秦岭-淮河的位置符号，让学生标出名称。

3. 有利于培养学生的空间想象力和图文转换能力，营造轻松愉快的教学环境。从源头开始，我顺次扫出青藏高原、黄土高原、华北平原地形区，请学生标出名称，这对接下来讲授黄河各游段的忧患产生的原因以及治理的办法做了很好的铺垫，增进了学生学习知识的兴趣，增强对知识的理解和把握，同时充分地激发了学生学习的热情，促使学生主动地去探索发现。学生根据以上黄河流经的地形，认识了第一、第二、第三阶梯的分界，分别对黄河上游、中游和下游的情况分析归纳，提出可利用的资源和存在的问题，问题的原因以及解决的措施。上游：梯级开发、修水库、建立水利枢纽工程。中游：陡坡上植树造林、缓坡上修梯田、沟壑中打坝淤地等，关键是做好水土保持工作。下游：加固大堤、修建分洪、蓄洪工程。

4. 动态静态相互转换，提高学生的地理推理能力、逻辑思维能力。提问：对下游地上河的问题思考：①画出黄河 “地上河” 剖面图，说出黄河下游河床有何特点。②泥沙是黄河下游河床抬高的主要原因，泥沙是从何而来的？③黄河流经了哪些地形区？④黄河流经的地形区都是什么气候类型？通过思考这一系列的问题，帮助学生找到了黄河堆积泥沙的源地——黄河中游的黄土高原。

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【关键词】 陇东 黄土 滑坡

随着西部经济建设的飞速发展，特别是近年来能源开发、工程建设的重点区域逐步转移到西北黄土地区，所以对于黄土滑坡灾害的研究变得尤为重要。黄土滑坡作用是造成黄土塬土壤侵蚀、水土流失的重要方式，直接影响着黄土塬区沟谷体系的形成与发展，与水蚀破坏作用一样，都是土壤侵蚀研究的重要领域。

1 黄土塬地貌及水文背景

陇东位于甘肃省东部，范围东至子午岭、南临泾河、西接六盘山、北至白于山分水岭一线，总面积约3万平方千米。该地区属黄土高原的中部，黄土发育最为典型，从中新世纪晚期，经上新世、更新世和全新世，连续沉积，厚度达300多米，属黄土高原丘陵沟壑区，黄土残塬及沟壑发育，为典型的黄土梁峁状丘陵地貌特征。峁梁以下的冲沟、河沟和河流下切强烈，冲沟横剖面多呈u形谷，次为v型谷。

该区年平均降水量约350―550mm，且多以暴雨形式集中在7―9月。其中，黄土塬梁峁区主要依靠大气降水补给，往往降雨来不及入渗就以地表径流的形式排泄，入渗量很少，补给缺乏。黄土塬区，地势平坦，可以充分接受大气降水入渗补给，形成良好的含水层。

2 滑坡类型

黄土滑坡是指土体的剪切力超过了软弱构造层面的强度，从黄土陡崖向下突然滑动的地貌改造作用与过程.是重力侵蚀的重要形式之一。根据现场实地调查验证，该地区按其滑体的物质组成分成如下几类：（1）黄土内部滑坡：即主滑动面完全产生在黄土层中。黄土分布区一般较干旱，地下水的主要来源是降雨。雨水沿着黄土孔隙渗入，使得黄土坡潜水位升高。黄土孔隙大，遇水会产生湿陷，在降雨丰富的季节，土体一方面由于水的作用会产生不同程度的湿陷，另一方面由于水的渗入使得土体自重增加，坡体上部会出现一系列的张裂缝，这些裂缝又使得水向下渗流的速度加快，土体抗剪强度会随着含水量不断增加不断降低，最终导致斜坡变形、破坏直至滑坡发生。（图1庆阳某黄土塬边坡剖面示意图）此类滑坡分为以下三类：①Q3黄土滑坡：此类滑坡的滑动面产生于Q3黄土与下伏古土壤接触面上，或产生于Q2黄土的古土壤顶面，滑体主要由Q3黄土所组成或部分有Q2黄土的成分。②Q3+Q2黄土滑坡：此类滑坡的滑动面主要产生于N2红土的顶部风化层中，滑体主要由Q3+Q2所组成。③Q3+N2黄土滑坡：此类滑坡的滑动面产生于N2红土中，滑体物质由Q3黄土及N2红土所组成。（2）黄土―砾石―基岩斜坡：该类斜坡在坡角部位，有基岩及夹在黄土和基岩之间的砾石层，主要分布于河谷阶地。主滑面位于含水量高或饱水的黄土与下伏泥岩、页岩接触面。滑体物质由上部黄土与下伏泥岩、页岩、砂岩互层组成，在滑坡舌部可发现黄土包裹泥岩、页岩的现象。

3 成因分析

影响黄土滑坡因素主要有地形地貌、地层岩性、降雨、人类工程活动等，黄土边坡灾害的产生是在多种因素共同作用下的结果。（1） 地形地貌。在黄土地区，由于新构造运动的间歇性、差异性，形成了特殊的黄土台塬及黄土梁，强烈的河流下切及后期黄土的堆积，形成高陡的边坡外形，为滑坡的产生提供了动力条件，各种构造结构面控制了滑坡滑动面的空间位置及滑坡的时空分布。黄土沟谷地形坡度陡峭，沟谷切割较深，沟谷的谷缘线以下地形坡度接近或大于黄土内摩擦角，稳定性差。这种独特的黄土侵蚀地貌为滑坡的产生提供了场所。（2）地层岩性。第四系中、上更新统（Q3、Q2）黄土组成，此类黄土结构疏松，孔隙发育；颗粒分选良好，以胶结型为主；垂直节理发育，透水性强，富含碳酸盐，遇水浸湿后强度显著降低。在黄土边坡上，受风化、卸荷和植物作用，黄土边坡易被冲蚀破坏，引起边坡失稳。（3）水动力特征。一是地表水下渗，黄土含水量增大，胶结物质的粘聚力减弱，易形成滑坡；二.降水入渗一方面增加土体自重，另一方面降低土体的粘聚力和内摩擦角，极易诱发滑坡。（4）人类活动。人类活动是触发滑坡的一个重要因素。随着经济开发的加强，在水力、地面建设、能源开发等活动导致了滑坡的多发。

4 结语

随着西部建设与能源开发的不断发展，对黄土滑坡灾害的研究变得尤为重要。陇东地区黄土特征比较明显，本文从该地区地貌特征、滑坡类型及其滑坡成因进行了简单的阐述，希望对施工设计有所帮助。

参考文献：

[1]田明中，程捷.第四纪地质学与地貌学 地质出版社.

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关键词 特殊岩土；岩土工程；地质条件；特性；分析

中图分类号P5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）100-0141-02

在我国乃至世界范围内，建筑工程经常会遇到特殊岩土工程的地质问题，为工程的开发和建设带来麻烦和隐患。特殊岩土的不良特性是导致工程发生变形状况和各种地质灾害的直接原因。特殊岩土工程地质条件的特性成为全球岩土力学和工程地质学科普遍关注的问题。我国地大物博，特殊岩土种类呈多个类型，主要有膨胀土、软土、湿陷性黄土、盐渍土等等。本文主要针对典型的湿陷性黄土、膨胀土以及软土的工程地质条件特性进行分析，讨论工程建设中针对此三种特殊岩土地质条件的勘察和施工技术措施。

1 湿陷性黄土的工程地质条件特性及勘察施工技术措施

1.1 湿陷性黄土的工程地质条件特性分析

所谓湿陷性黄土，是指岩土结构在外界的压力作用下受到水的浸湿而产生破坏性影响，其结构变化产生明显的大幅度的附加下沉，即产生湿陷现象，黄土在受到水的浸泡后发生湿陷即成为湿陷性黄土。在湿陷性黄土中因为上覆土的自重压力作用下遭到水浸湿而成为湿陷的黄土属于自重湿陷性黄土，非上覆土的自重压力作用而遭到水浸湿成为湿陷的黄土属于非自重湿陷性黄土。湿陷性黄土在全球范围内分布较为广泛，我国的湿陷性黄土主要分布在干旱以及半干旱的气候地带湿陷性黄土的岩土工程地质条件特性表现为以下几点：

1）湿陷性黄土以的颗粒成分多呈50%～70%的粉粒组，其成分间存在的天然缝隙大多在1.0～1.1的范围内，自然空隙较大，压实程度差，其岩土结构多呈现出大垂直节理；

2）湿陷性黄土的压缩性差，其具有较高的抗剪强度，这是由于存在可溶性的岩胶结物同时还具有负空隙压力导致的。但在水的浸湿作用下，湿陷性黄土的这些特性被瓦解，导致其压缩性明显增强，表面的粘聚力消失，这就使岩土的抗剪强度快速降低从而导致湿陷的发生；

3）湿陷性黄土因为多呈现垂直节理，其渗透系数在垂直方向上多倍于水平方向。

1.2 湿陷性黄土的工程地质勘察和施工技术措施

湿陷性黄土进行岩土工程地质条件勘察的时期，必须首先对其进行湿陷性的正确评价，这是后续进行施工措施采取是否正确合理的先决条件。除了如同一般场地和地基的岩土工程勘察基本技术之外，应该着重对黄土的湿陷性等级进行正确的计算和评价。具体的勘察内容主要有：湿陷性和非湿陷性黄土的确定；自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土的判定；场地实现类型的判定；湿陷等级的判定以及湿陷起始压力的确定等等。另外对地下水位的变化和湿陷性黄土的物理力学特性进行掌握。做好准备的工作以便于根据工程的要求对工程的实施监理岩土工程评价体系和施工措施计划。

湿陷性黄土地基的工程施工措施要求将岩土的大孔隙结构破坏掉，改善岩土的不良物理力学特性，以将地基因为水浸的作用产生的湿陷变形减少或者消除。我国目前多采用换土垫层法、土桩挤密法、深基础法等等进行地基的处理。

2 膨胀土的程地质条件特性及勘察施工技术措施

2.1 膨胀土的工程地质条件特性分析

所谓膨胀土指的是由亲水性矿物岩土组成主要的岩土颗粒成分，而且具有失水后收缩、吸水后膨胀的变形特性的粘性土。膨胀土多分布于我国南方的中西部地区。膨胀土的伸缩性很强，其发生变化以所处环境的含水量为主要影响条件，其力学特性也是其发生变化的主要因素。膨胀土的膨胀率较高，大可达到10%的膨胀率，其收缩率大的可达到0.7～1.0，而且其缩胀具有可逆性。对于工程建筑而言，地基的含水量仅仅发生1%的微小变动便会产生来自水平方向和垂直方向双方面的膨胀变形。

2.2 膨胀土的工程地质勘察和施工技术措施

对于膨胀土图的勘察主要以土质的含量及其物理力学特性为先决条件对膨胀土的形成年代，及其范围分布进行勘察，当检测土质中的水含量大于5%，且土质塑限在13%以下，即可进行膨胀土的确定。另外进行膨胀土的物理力学测试，判定其膨胀力，还需对膨胀土进行级别的判定，以便于进行膨胀土工程特性的评价，结合工程需要采取合理的施工措施。对膨胀土进行地基的处理首先在工程设计上进行合理的建筑场地的选择，结合地区的地理环境和地质状况和建筑需要设计合理的施工方案。可采用化学方法或者换土的方法将地质问题从根本上进行解决。也可采用桩基或者深埋的方法，同时结合建筑物的结构处理方法进行工程地质问题的解决。

3软土的程地质条件特性及勘察施工技术措施

3.1软土的工程地质条件特性分析

软土指的是在自然状态下，空隙大于等于1.0、含水量超过液限的细粒土。多为灰黑色的淤泥质土和泥炭质土。在我国，软土主要分布在东南沿海地带，在我国中西部的沼湖地区也有分布。软土在自然状态下含水量超过液限，其天然孔隙较大，通常大于等于1.0，具有很强的压缩性；软土强度较低，渗透系数小，其灵敏度较高，高者甚至可达到8～9。软土在较大的地震力的作用之下很容易发生震陷。

3.2 软土的工程地质勘察和施工技术措施

除了一般场地地基的勘察技术要求之外，对于软土的场地和地基勘察还应该着重对于软土的详细情况的勘察。包括：软土的成因、类型的判定、分布的区域、层理结构的特点。另外对表面硬壳层的厚度、下伏硬土层的深度和范围以及对暗埋的沟坑的深度和填充状况进行了解。结合工程需要和地基对软土的影响进行施工前合理的施工方案的设计。

如果建筑物相邻高矮层具有较大差异的荷载，要对其在变形上的差异和影响作用进行分析；如果地面堆载存在大面积的情况，要对邻近的工程建筑的影响加以考虑。可采用分层总和法进行地价沉降的计算，对于上层为硬质涂层下层为软土层的地基需验算下卧层。

参考文献

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帕卢斯地区的得名

让帕卢斯闻名遐迩的当推来自美国洛杉矶的摄影师拉里·格布兰特，他用了9年的时间拍摄美国华盛顿东部帕卢斯的麦田和农场美景。为了使这些景色更加壮美，他还借助了Photoshop的功能调整了照片的色调，这令帕卢斯的风景在图片上更加美轮美奂和斑斓多彩。实际上帕卢斯是否有如此美丽，则可能见仁见智，需要每位到此地一游的游客进行评价。

帕卢斯是美国华盛顿州惠特曼县下属的一座城市。这里人口较少，2000年美国人口普查时，该市有1011人。10年后，美国人口再次普查，该市已减少为998人。不过，现在的估计是，该市仍然有1000多人。

帕卢斯的地名据说是因为此地的原住民印第安人而得名，不过帕卢斯印第安人是一个很小的土著部落。这个部落又以饲养称为Appaloosa的马匹而享有盛名。1870年，早期的移民把那些带斑点的马称作“帕卢斯”或是“帕卢斯马”。不同的拼写最后演变成了现代的名字——Appaloosa。帕卢斯地名的由来也许与Appaloosa 有关。不过，也有人认为，帕卢斯这个名称可能起源于法语，它与一种生长在斯卡布兰斯（Scablands）东部极为肥沃的黄土地区的长草有关。

自然的三原色和光学的三原色

帕卢斯的地貌和在土地上种植的作物赋予了这个地区特别类同于自然光的三原色，以及类似于三原色的调色原理。地质学家认为，帕卢斯的景观是在1万年前的冰河时期就形成了，其景色一年四季变换着三种基本色调：春回大地（晚春）和万物生长的夏季呈现的是绿色；秋天作物，如小麦成熟的时候，大地又转变为金黄色；到了万物萧瑟的冬天和早春，原野则还原为它的本色——棕红色。

自然光的三原色是红色、绿色、蓝色，但是，对这样的三原色进行调和，可以得到赤橙黄绿青蓝紫7色光彩，如红+黄=橙、黄+蓝=绿、蓝+红=紫、红+黄+蓝=黑等，同时，通过不同比例的色彩增减，可以得到千变万化的色调。而帕卢斯的大地和自然的绿黄红三原色被摄影师捕捉到并放大或浓缩到图片中后，同样会产生类似自然光三原色调色原理一样的效果，表现出更绚丽的色彩和更吸引人的景观。同时，帕卢斯地貌比自然光的三原色调色更胜一筹的色彩还有冬天的白色，即雪后白茫茫的大地，此外，更有大自然赋予的阳光、日出和日落等形成的秀美景色。

帕卢斯的壮美景观除了摄影师可以通过PS进行一些色彩上的调整外，更主要的是当地的地形地貌和土壤特点，以及种植在土地上的作物，这些要素赋予了帕卢斯美不胜收的风景。

帕卢斯地区是小丘陵地带，这里可以称为山丘的海洋，人们在行走、骑行或乘车时，像在蜿蜒曲折的道路上飘移，等到爬上一座山的山顶时，才会有一览众山小的感受并领略谷底与其他山头的风景，就像冲浪一样，先在波谷中行进，借助浪潮到达波峰，并观赏到远处的大海。

帕卢斯地区这种像波浪般的陆地地形被认为是长远的地质演化的结果。几百万年前，帕卢斯地区被一层又一层的火山熔岩所覆盖。后来，熔岩冷却下来，变得和玄武岩一样硬。再后来，岩石上覆盖了一层西风带来的细小泥沙（黄土）。泥沙经过长时间的日积月累，慢慢形成了不计其数的新月形山丘，塑造了帕卢斯独具特色的地形，即一块一块的丘陵鳞次栉比，同时浅丘陵、山脉以及山中盆地和小块平原交错并存，此起彼伏，编织成优美的大地曲线。

肥沃的土地和丰收的作物

地质学家的调查和研究发现，在美国中部广大地区有大量的黄土和其他风积物，最深的黄土沉积发生在沿密西西比河和密苏里河的地方。最大的沉积发生在科罗拉多东部至俄亥俄西部和得克萨斯南北地区。广泛的黄土沉积还出现在华盛顿州和爱达荷州的帕卢斯地区，以及美国西北其他地区。当然，黄土沉积物也发生在其他国家，例如，中国中西部地区有深度在30米～100米，面积达80万平方千米的黄土高原，这些黄土物质是从亚洲的中部干旱地区吹来的，一般与冰川没有直接关系。

在帕卢斯地区，一些区域黄土的沉积厚度达到了60米～70米。帕卢斯地区的黄土还有一种特性，在土壤底部有一层粘紧的底土，而在表层45厘米是透水的。该地区夏季较为干旱，但冬季降水可以补充底土水分。因此，在帕卢斯地区种植小麦的土壤要深耕90厘米，才会有较多的水分。加上黄土的肥沃，此地种植的作物如小麦、大麦、豌豆和小扁豆等都有相当高的产量。当地流传着一个夸张的传说以描绘此地的丰产。帕卢斯的农民在春天播种之后必须转身就跑，否则，疯长的麦苗会立刻封闭了他们回家的道路。

土地的自然色彩，丰产的作物如小麦、大麦以及大地杂草（帕卢斯地区树木较少，土壤植被除了农作物就主要是杂草）的绿色和金色，再加上阳光的色彩，构筑了帕卢斯地区的七彩光芒。尤其是到秋季，作物的景观还会与土地的景观混淆起来。例如，金黄的麦浪远远看去就像一座座金色的沙丘。

自然和人文景观交错

当然，诱惑摄影家和旅游者的还有当地纯朴和古色古香的农耕建筑，例如，老式风格的木制圆形谷仓以及农具。

帕卢斯地区也不只是只有黄土小丘陵，还有河流和瀑布，例如帕卢斯瀑布和帕卢斯河。帕卢斯河沿着卡努尔·斯卡布兰斯（有沟的贫瘠崎岖地）地区的东部边缘流淌。每隔几十年当地就会发生一次特大洪水，猛烈地冲刷那里的土地、岩石和道路，然后形成了巨大的玄武岩峡谷和孤零零的山峰。最后一次的大洪水大约发生在1.2万～1.8万年前。在多次洪水的作用下，河流改道到现在称为帕卢斯河的航线上，在它流进蛇河（Snake River）之前，穿越玄武岩的悬崖进入峡谷时，这条河流跌落了近60米，形成了帕卢斯瀑布。当然，在印第安人的传说中，帕卢斯瀑布是4位印第安巨人兄弟和海狸殊死搏斗形成的。

帕卢斯瀑布是美国气势最磅礴的大瀑布之一，同样是帕卢斯优美的景色之一，也是构成帕卢斯七彩不可缺少的要素，还是人们探险的一个好去处。2009年7月27日，美国蒙大拿州一位22岁的皮划艇运动员泰勒·布拉特乘坐一艘皮艇，成功地冲下了帕卢斯瀑布，刷新了巴西冒险家奥利维亚此前创造的从38.7米高的瀑布冲下的世界纪录。泰勒的行为被人批评为“拿生命开玩笑”，但他除了一只手腕扭伤外，其身上其他地方毫发无损。

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地坑院一直是陕县塬上人民的主要居住形式。近年来随着生活水平的提高，人们对居住环境的要求也越来越高。由于地坑院随着年代的久远而不断残破，随之而来产生了采光差、通风不良、塌项、渗水、抗震性能差等缺点，难以适应现代生活的需要，因此，如何改变观念使人们能认识地坑院环境景观的优越性，保护窑居这一生土建筑；改善窑居环境、节约用地、并使人们能自愿地开发利用窑居资源就成为一个颇值得人们深思的话题。

天然节能　独具匠心

地坑窑洞建筑是在黄土高原天然黄土层下孕育生长的。它依山靠崖、妙居沟壑、深潜土原、凿土挖洞，取之自然、融于自然，是“天人合一”这一观点的最佳典型。地坑院因地制宜、就地取材、适应气候，生土材料施工简便，便于自家修建，造价也十分低廉，有利于再生与良性循环，最符合生态建筑的原则。因为窑洞是在地层中挖掘的，只有内部空间(洞室)而无外部部分，所以它是开放地下空间资源、提高土地利用率的最佳建筑类型。地坑院深藏土层之中或用土掩覆，可利用地力达到“冬暖夏凉”，并且具有保存地下热能和覆土的储热能温、调节洞室小气候的功能，是天然节能建筑的典型范例。

地坑窑院建造十分巧妙，颇具匠心。窑洞与大地相通，卧于大地之中，随大地脉搏跳动。从美学的角度看，整个窑院为方形，站在院中间看天空，天似穹窿，是天地之合的缩影，体现出方园之美，是人与大自然和睦相处，和谐共生的范例。地坑窑院虽系农家小院，但受历史传统文化影响，建造还是十分讲究的。其间既包含有科学的成份，也有不少封建迷信的色彩。在黄土地上的风土民俗中，建造的地坑窑院称为“方院子”，是一种关系到家庭兴衰、子孙繁衍的大事。因此，动土之前要请懂得阴阳八卦的风水先生相宅，造地形、定座向、量大小，下线定桩，择吉日破土。

如何搭建地坑院

搭建地坑院，是在平坦的地面向下挖深约6～7米，长度约为12～15米的长方形或正方形土坑作为院子，然后在土坑的四壁挖10～14个窑洞，窑洞高3米左右，宽约4米，深8～12米。窑洞2米以下的墙壁垂直于地面，2米以上至顶端为拱形。其中一个窑洞凿成斜坡，形成阶梯型甬道通向地面，这是人们出入地坑院的通道，通道的上端称为门洞，是地坑院的入口。在门洞窑一侧再挖一拐窑，向下挖出深20～30米、直径约1米的水井，再加一把轴辘就解决人畜饮水的问题。地坑院与地面交接的四周围用青砖青瓦砌一圈房檐用于排雨水，保护地坑院墙壁不受雨水侵蚀。在房檐上再砌一道高30～50厘米的拦马墙(也称女儿墙)，在通往地坑院的甬道及门洞周围一样砌有拦马墙。砌筑拦马墙的目的主要有3个：首先是阻止雨水灌入地坑院内，保护墙面不受雨水冲刷侵蚀；第二是防止地面活动的人们或儿童坠落院内发生意外；第三是由功能需要衍生出来的装饰需求。由于地坑院处在地表以下，因此其排水与防渗是建筑构造要解决的最重要的问题，地坑院的构造形式大多是由此产生的。窑洞的外立面称为窑脸，在地坑院里，窑脸除门窗外均以泥抹壁，门窗四周常用青砖围砌，窑脸基座也多用青砖铺砌围护。院内地面沿四周用青砖铺砌，距院子边2米左右范围之外向下挖30厘米左右形成院心，并在其偏角挖一眼深4～6米、直径约为1米的水坑，坑底铺一层炉渣，顶上用青石板盖上，主要是用来积蓄雨水与污水。

传统的地坑院，窑洞内多用土坯垒成火炕，一般另有单独的窑洞作为厨房、粮仓、鸡舍及牛棚。院内可圈养牛、马、羊、鸡、狗等家畜。窑洞内可以再挖小窑洞称为拐窑，可以储藏杂物或者作为窑洞之间的通道。窑顶地面用于打场、晒粮，用于存放粮食的窑洞顶部常开有通往地面的小洞，称为“马眼”。收获季节可以将晒干的粮食直接从马眼流入窑洞内的粮囤中。

地坑院院心还经常种植1～2棵梨树、榆树、桐树或石榴树，树冠高出地面，露出树尖。如此一来，进入村庄，只闻人言笑语、鸡鸣畜叫，却不见村舍房屋。“见树不见村，见村不见房，闻声不见人”，这就是地坑院的真实写照，因此地坑院也被称为，“地下的四合院”。

保护地坑院

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关键词：地貌 地质 气候 人类行为

一、地质因素

早在第三纪以来，各种板块相互碰撞，对中国现代地貌格局和演化有重要的影响。自新世以来，印度板块向北俯冲，在南北向产生强大的挤压力，青藏高原因此快速隆升，形成喜马拉雅山脉，这次构造运动称为喜马拉雅运动。同时在中国东部和太平洋板块则发生大跌，盆地下沉，使中国开始进入东部边缘的海-岛发展阶段。不同强度的运动从东向西强度逐渐变强。由于印度洋的不断扩张，推动着刚硬的印度板块，沿雅鲁藏布江缝合线向亚洲大陆南缘俯冲挤压，使喜马拉雅山和青藏高原大幅度抬升。这种通过小的倾角，俯冲于欧亚板块之下的印度板块持续向北的强大挤压压力，在北部遇到固结历史悠久的刚性地块（塔里木、中朝、扬子）的抵抗，产生强大的反作用力，因此构造力高度集中，引起地壳的重叠，导致地壳上地幔物质运动的加强深和表面构造运动的加剧，导致地壳增厚，促使表面大面积急剧明显大幅上升，然后形成一个宏伟的青藏高原，也就是中国的地形中的第一阶梯构成。我国西部地区受南北向挤压力的作用，在青藏高原上的一些近东西向的山脉南麓均有向北倾斜的规模巨大的逆冲断层，形成褶皱断块山地。在持续的挤压环境下，西部各大古陆块皆发育成为中-新生代的凹陷盆地。

二、气候变化因素

降水和温度变化，影响风化、运输和积累效应这一过程和强度，从而影响地貌发育。

我国东部地区，靠近海洋，有丰富的降雨。许多河流径流丰富，水侵蚀和堆积的扮演着主要的角色。由于在我国，温度条件在南北重大差异，主要以流水作用为主的活动方式的强度在南北之间存在较大的变化。在秦岭淮河以南是高温和多雨的亚热带和热带地区，在炎热和潮湿的环境中，水效应、化学风化作用和碳酸盐岩分布区的岩溶作用是非常重要的。高密度的表面河，侵蚀切割强烈，丘陵和低山广泛分布。江南地区由于淋溶作用旺盛，风化物中铁、铝富积，红色风化壳发育。炎热和潮湿的环境使雨水、河水、地下水对碳酸盐岩的侵蚀作用加强，这使得云贵高原、广西一带喀斯特地貌发育；秦岭-淮河以北的华北地区，为暖温带湿润和半湿润地区。流水作用强弱的季节变化也比南方突出。雨季地面侵蚀与河流泥沙的搬运和堆积都很强烈。黄河中游地区，黄土分布广泛，质地疏松，抗蚀力差，在夏季降雨的冲刷下，坡面、沟谷侵蚀旺盛，沟壑纵横。河流携带大量泥沙输往下游，黄河、海河以及淮河水系的泥沙长期在下游堆积，从而形成了华北平原。东北地区属温带和寒温带地区，东南部的长白山地，降水量丰富，流水地貌发育。西北部的大兴安岭和小兴安岭，地处我国北部高纬地区，气候寒冷，冻土层分布广，在冻融作用下，形成冻土和冰缘地貌。中部地势低平，以接受河流沉积为主，形成广阔的东北平原。另外，东部沿海海岸地带，由于海水作用的不同，形成了侵蚀海岸与堆积海岸等海岸地貌。西北内陆干旱区，降水量小，蒸发量大，气温日变化和年变化剧烈。风力强劲，干燥剥蚀作用和风力作用成为重要的地貌外营力。形成雅丹、沙丘、戈壁等风蚀、风积地貌。

青藏高原，地势高峻，形成了特殊的高寒干燥环境。高原北部柴达木盆地和阿尔金山，同气候干旱的西北地区相邻，也是全国降水量最少、蒸发量最大的地区，干燥剥蚀作用与风蚀、风积作用为主要外营力，形成干燥剥蚀山地、平原及沙丘、戈壁等地貌类型。藏北地区主要是地势高峻导致的高寒低温环境，使地下保存着广泛的多年冻土。高山上则是我国现代冰川的主要分布区。因此，由冻融作用、冰川作用形成的冰缘、冰川地貌现象分布广泛。

三、地球的表面组成物质因素

因为地球的表面组成物质的不同，抗风化、侵蚀强度也不一样，在一定的外营力作用条件下，可以发展为各种形式的地貌形态。由于岩性致密坚硬，或通过再结晶提高刚度，通常构成一个线路陡峭的山脉。其中，在花岗岩地区侵入岩分布最广泛，许多山地中分布着，与频繁的多环岩浆活动密切相关。花岗岩是硬致密、耐腐蚀性强的岩石，经断块隆起，往往形成一个高山，地表出露的喷出岩以基性的玄武岩分布最广。

硬而厚的砾岩、砂砾岩，因流水沿裂缝和节理侵蚀，形成许多悬崖峭壁或石峰林立的丹霞地貌；岩性松软的沙土上页岩，由于水的侵蚀，形成一个相对较低的红色山丘，构成了江南独特的红层地貌。在云贵高原、广西地区，古生代碳酸盐岩深厚，形成了石林，溶洞和地下河等喀斯特地貌类型。广泛分布于中国北方的第四纪黄土，形成了独特的黄土地貌区。

黄土未经充分胶结，质地疏松，易被雨水冲刷和流水切割，沟壑十分发育，地表支离破碎，形成了塬、梁、峁等地貌形态。

四、人类行为因素

人类和自然环境密切相关。在长期的生产实践中，人类不断深化对自然的理解和影响，但也使地球表面形态发生了重大的变化。人类建造一些工程设施有一个明显的改变表面形貌的影响。早在秦朝时期，我们的祖先曾在南岭建造灵渠，沟通长江、珠江水系统，使该地区河流景观已经改变了。黄河下游的人工堤防这一大型工程，形成高于华北平原之上的地上河床，构成华北平原上明显的分水岭。南北各地陆续开凿运河，特别是贯穿华北平原、长江下游平原的京杭大运河，这条运河在世界历史上是的挖掘最早、里程最长的。

随着科学技术的发展，人类活动的影响对自然环境的变化越来越深，对地貌的影响也越来越明显。不合理的利用自然，可以导致破坏自然生态平衡，导致严重的地貌过程的发生和发展。最突出的例子是黄土高原植被破坏，造成了巨大的水土流失，使下游河床淤泥填高，频繁的河流改道、破裂，并引发洪水。在干旱和半干旱地区，长期以来，由于人口的增加，以及开垦、过度放牧、剥蚀，砂区自然植被被毁坏，使风沙危害越来越严重。许多无沙地区被风沙吞没，固定沙丘变为流动沙丘。

五、结语

我国地势西高东低，自西向东逐级下降，形成一个层层降低的阶梯状斜面，成为我国地貌总轮廓的显著特征。中国地处欧亚板块东南部，为印度板块、太平洋板块所夹峙。这样的地貌特征的形成过程是受上述多方面因素的影响。

参考文献

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[关键词]地理课程 实践活动 课程基地 条件 过程 成果

[中图分类号]G633.55 [文献标识码]A [文章编号]16746058（2016）160117

一、地理实践活动课程基地建设的提出――建设条件

1.地理新课程改革的推动。地理新课程改革提出“以学生发展为本”，转变地理学习方式，开展地理观测、地理考察、地理实验、地理调查和地理专题研究等实践活动，这为课程基地的建设提供了指导方针和理论依据。

2.拥有天文科技教育等方面的优势。南京一中在1985年建成了全国首家中学生天文台――望星楼，旨在让学生了解天文知识，增强对天文学的兴趣，同时也培养学生进行天文观测的能力。2005年又建成了江苏省首个中学生天象厅，2009年该校被授予首批“南京市中小学科技创新星光基地”并获得江苏省天文学会的表彰，2010年校本课程《望星》荣获南京市校本精品课程一等奖等，这些天文科技教育方面的优势为课程基地建设搭建了良好的平台。

3.厚实的实践活动基础。中学地理教学必须走出课堂，到大自然中去，到社会实践中去。学校长期致力于开展丰富多样的地理实践活动，从校内的“立竿见影”――测量日影，到校外的“识图用图”――定向越野、参观1865――寻访工业遗迹、考察冶山铁矿等，积累了一定的实践活动经验。

4.勇于创新的教师团队。在积极组织和开展学生活动的同时，也不忘加强教师团队的建设，组织教师进行理论培训、外出考察、动手实践、合作探讨等，不断增强教师的业务水平和组织能力。

二、地理实践活动课程基地建设的回顾――建设过程

1.成立项目小组，强化组织管理。课程基地的建设离不开学校领导的重视和支持，校长亲自挂帅成立专门项目小组，定期研讨，分工明确，力求课程基地建设高质高效。

2.加强学习研究，细化建设方案。课程基地建设的过程并非单打独斗、闭门造车，而是采取“请进来”和“走出去”相结合的建设方案。组织相关人员外出取经，学习其他院校的一些成功做法，同时邀请一些课程基地建设方面的专家能手来校指导，最终结合本校的实际情况，制定最佳的建设方案。

3.加强软硬件建设，开发实践课程资源。硬件方面主要是场馆设施、各种标本、实验模型、模具教具等；软件方面主要是课程建设，如邀请专家开展讲座、建设专题网站、开展活动平台建设等，积极开发实践活动课程资源。

三、地理实践活动课程基地建设的成果――成果展示

（一）地理实践教学环境已经形成

1.天文台：近年来学校不断更新仪器设备，可以实现学生开展对太阳、月球、大行星等天体的观测探究。

2.天象厅：可以逼真地演示四季星空、月相变化、流星雨、彗星运动、日食月食过程等天文现象。

3.古生物地质陈列馆：以开放的形式向学生展示精美的矿物、不同类型的岩石、不同地质时期代表性的古生物化石等。

4.地理园：作为古生物地质陈列馆的室外延伸，展示了太湖石等各类奇石，让学生真切感受到内外力对岩石的作用和影响。

5.校园自动气象站：可自动实时监测校园内气温、气压、湿度、风向、风力等气象要素并与南京市气象网，实现实时数据共享，通过气象信息显示屏及时呈现且每隔20分钟自动更新一次数据信息。

6.数字化创新地理教室：通过触摸式电脑一体机、电子白板、音响系统、网络互动、语音立体地图等现代化设备，创建数字化、信息化的互动式地理学习教室。

7.地理过程探究实验室：配备了风力地貌、流水地貌、喀斯特地貌、冰川地貌、黄土地貌、海岸地貌等常见的地貌模型，这里是学生进行地理实验的主要场所，同时配备数字立体多媒体投影设备，可实现双屏联动。

8.校外课堂：积极开发校外实践活动课程资源，如江苏六合国家地质公园开展野外地质学习和考察，南京紫金山天文台进行天文观测探究，行知学农基地感受农业生产过程，1865产业区寻访工业遗迹等已成为学生最受欢迎的校外实践活动课程。

（二）三级课程体系日趋完善

1.第一级基础性实践课程：围绕国家必修课程核心内容，面向全体学生，设计系列微实验，构建实践活动模型。目前已经比较成熟的地理微实验如：地转偏向力、热力环流、海陆热力性质的差异、温室效应、流水作用与地貌、流水的沉积过程、 褶皱、地幔对流的过程、洋流等。

2.第二级拓展性实践课程：学校结合了学生兴趣、办学特色、高校资源等，开设了《望星》《动手做地理》《地理信息技术与人类生活》等校本课程，拓展了学生的实践活动知识。

3.第三级创新性实践课程：以学生社团活动和研究性学习为平台，为少数优秀学生个性化的学习提供帮助，探索创新人才的培养途径。

（三）学生的实践能力不断增强

经过多年地理实践活动课程的开展，学生的创新探究和综合实践能力明显增强，真正做到了在活动中学习，在活动中成长，在活动中发展。如2014年第七届“国际路边天文夜”，天文社团的成员们组织和指导市民观测星空，到瓜埠山野外考察并撰写考察报告，参加国际天文竞赛和地球小博士科技大赛并多次获奖等。

（四）地理实践活动课程基地的示范效应得到发挥

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【P键词】深基坑降水；基坑稳定影响；作用途径；影响；措施

我国工程建设近年来进步迅速，高层建筑以及深基坑工程数量越来越多。合理科学分析场地水文地质以及工程地质条件，应用相配套的降水方案来实现深基坑降水的优化设计，一方面能够确保施工能够顺利完成，另一方面能够减少施工成本以及施工工期，有重要的价值[1]。

一、基坑降水导致地表沉降的作用途径

随着降水的深入，地下水位会持续下降，作用到土颗粒的浮力越来越小，使得土体压缩固结，呈现出降水压密特点。土体变形可以分成两个环节，第一个环节是线性过程，也就是随着水位的降低，土体当中的孔隙水会随着渗流不断排出，从而作用到土骨架上的应力显著加大导致土体固结。第二个环节是非线性变化，这一环节的土体变形是因为土颗粒还有间孔隙水的流动而诱发的。有效应力比较固定，土体变形随着应力变化而变化[2]。土体变形沉降受三个因素对影响。第一，孔隙水压力相爱将。降水开始之后，地下水位在降低到一定阶段之后，孔隙当中的水压会持续消散转移，导致压力越来越小，在总压力保持不变的情况下，土颗粒的作用力越来越大。第二，动水压力影响。自然条件下土体当中的孔隙水流动在小坡度下完成。降水过程伴随着力坡度的显著上升，在这一背景下渗透压力也会随之持续上升。地下水的渗透压力同土体浮力之间的合力超过土颗粒摩擦力的时候，土体就会出现变形压缩，从而出现地表沉降问题。第三，井点真空作用。在井点降水环节，井点管附近的压力会低于大气压力，受压力差的影响，土体颗粒往压力小的地方挤压从而出现变形[3]。

二、基坑降水的常见方式

第一，集水井降水。这一方法属于人工排降，主要用在施工用水、地下潜水还有雨水排除方面。在那些地下水比较丰富的地带，因为基坑边渗水比较明显，使用锚喷支护的难度较高，所以这一方法不适于高水位基坑进行降水。第二，喷射井点降水。应用这一技术能够在井点的底部生成300mm水银柱真空，降水的深度比较大，通常能够超过10m[4]。这一技术的渗透系数同轻型井点比较类似，不过因为抽水系统以及喷射井管较为复杂，因此故障率居高不下，浪费的能量也比较多，所以需要的成本比较高。第三，轻型井点降水。这一方法适用于那些面积不大同时降水要求较低的基坑工程，其中降水的深度通常在5m左右。如果降水的深度要求超过5m，需要设置多级井点，不过需要基坑附近的空间比较开阔，从而便于挖槽或者是放坡。第四，电渗井点降水。这一技术适用于粘土以及淤泥等渗透系数比较小的细颗粒土，通常需要联合使用轻型井点系统或者是喷射井点系统，其中降水的深度受二者的影响。第五，管井井点降水。这一技术适用于那些渗透系数比较大以及地下水比较丰富的地区，轻型井点难以有效解，通常应用在潜水层的降水。第六，深井井点降水。这一技术是基坑工程当中应用比较广泛的降水方法，有着降水深度大、排水量大等优点，比较适用于渗透系数比较大同时层厚度较大的环境。

三、降低深基坑降水对基坑稳定性影响的措施

第一，合理判断降水潜在的不良影响。降水工程将土体以及地下水当作研究对象，因此需要根据勘察、设计以及施工的顺序进行。在勘察阶段以及设计阶段，需要全面分析附近环境以及地层条件，从而准确预判降水可能造成的不良影响。在降水施工环节，需要详细进行监测，从而及时发现问题并加以解决。第二，使用止水帷幕。开挖范围附近需要使用止水帷幕，从而有效降低降水给帷幕外产生的影响。比较常用的包括高压旋喷、深层搅拌以及注浆防渗等帷幕。竖向止水帷幕需要到达不透水层，只有这样才能够降低降水带来的影响。如果含水层的厚度较大，竖向止水帷幕无法有效穿透，或者是施工成本太高，应当在坑底以下使用水平帷幕。第三，联合使用井点降水以及回灌技术。井点降水指的是在基坑附近布置井点从而达到降水目的，确保基坑能够顺利开挖。回灌技术指的是在沉降要求较高的建筑物一侧，使用井点管或者是砂井，从而通过人工方式来回灌水到地下，确保建筑物地下水恢复到降水之前，防止降水导致的附加沉降问题。第四，合理应用井点。在井点降水环节，井点附近的水位呈现为漏斗状，借助于科学使用降水井点，能够有效降低降水的影响。第五，降低基坑附近荷载影响。通常要将井点设置在基坑周围，这一区域的降水深度大，因此地表沉降问题严重。所以如果基坑附近存在堆载，会加剧土体变形问题。第六，减少降水时间。确定满足开挖所需要的抽水时间，同时加快开挖速度并确定停止抽水是加你。因为降水的时间越长暴露基坑的时间也就越长，给附近地层稳定性的影响约为明显。

深基坑工程已经成为岩土工程施工的热点问题，深基坑降水是基坑开挖环节的常用技术。在具体施工环节，因为降水不慎使得支护工程失败甚至破坏附近环境的事故不断见于报道。综上所述，基坑开挖过程当中，为确保土方开挖的安全进行，内外降水量会不断增加，从而影响到附近的影响。这就需要在基坑开挖环节收集降水对稳定性产生影响的相关数据，避免发生大规模的涌水涌砂问题，控制基坑附近的建筑物以及管线沉降在预期范围当中。

参考文献：

[1]赵敏，于圣平.黄土地区深基坑降水对周边建筑物沉降分析[J].甘肃科学学报，2015，27（3）：74-78.

[2]马谱文.地铁车站深基坑降水设计[J].工程建设与设计，2015，1（2）：68-70.

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1文化遗址区古土壤环境研究进展

1.1土壤粒度粒度组成对于查明沉积物的物质来源、搬运介质和动力、沉积环境及其变化均有重要的意义［7］，且兼有相对完善的实验原理和技术方法，被广泛应用于古土壤沉积成因的环境研究中，是分析古土壤成因的有效途径［8］。杨用钊［9］通过系统的环境研究江苏绰墩古土壤不同粒径土壤粒度的平均含量及众数粒度，并与附近的镇江下蜀黄土剖面的粒度特征进行比较，初步认定绰墩古土壤母质为下蜀黄土。周华等［10］通过分析江苏连云港藤花落遗址土壤粒度发现，遗址文明存在期间曾发生过大规模或长时间水患事件，农业生产条件被破坏，最终导致整个文明走向衰落，同时，结合重金属环境研究结果，发现龙山文化时期人类社会的出现与繁荣恰逢自然环境相对良好时期，并且文明衰落与消亡正好对应自然环境发生变迁阶段，环境研究表明自然环境变迁是通过影响农业生产的兴衰而导致文明的兴盛与湮灭。张俊娜和夏正楷［11］运用河南洛阳二里头南沉积剖面的粒度特征的分析结果指示了水动力条件的强弱，并与气候的暖湿变化相对应，结合光释光测年及磁化率环境研究结果，最终确定该剖面沉积过程经历了3个阶段，其中剖面中部地层曾经历了一场河流阶地被淹没的特大洪水事件。

1.2土壤微形态土壤微形态是土壤组构在微观-超微观尺度上的具体表现，包含有大量在宏观上用肉眼无法观察到的细微现象，因此长期被作为环境研究土壤发展演替的重要途径［12］。通过环境研究文化遗址内土壤微形态特征来恢复历史时期人类的活动方式和环境特征是一种有效手段，近些年来在欧洲、中亚、中美洲等地的考古环境研究中开展了大量土壤微形态环境研究工作，并取得了丰富的成果［12］。Cornwall［13］首次根据考古遗址中土壤微形态分析的结果重建古环境变化的历史，并解释了灰烬、居住面等人类活动遗迹的特征;Biagi等［14］通过观察土壤微形态对史前遗址周围土地利用情况的影响进行了环境研究，为认识史前农业和畜牧业等经济生活方式提供了重要信息;Courty等［15］在出版的《SoilMicromorphologyinArchaeology》中建立了一套相对独立的土壤微形态环境研究方法，并通过对约旦河下游NetivHagdud和Salibiya前陶新石器遗址建筑遗存的土壤微形态进行分析，发现所有用来建筑房屋的土坯均是采用从附近的河流冲积物中专门挑选的原料制成，但不同地面所用的材料有所区别;Kemp等［16］通过土壤微形态环境研究，初步恢复了古耕作土壤特征及农耕方式;董广辉等［17］对青海喇家遗址内外砂壤土进行显微镜观察和土壤微结构分析，认为喇家遗址内成壤环境较稳定，受生物扰动较少，局部淋溶作用较强和有人类作用的痕迹，而遗址外土壤微形态受到生物强烈的扰动，并且经历了古水流的作用。

1.3土壤元素自然环境变化引起的土壤环境变化是造成土壤中元素迁移转化的根本原因，因此土壤中元素含量的多少及变化能很好地反映环境变化［18］。人类在某个地区定居下来，并进行各种人类活动必然会对周围的环境造成影响，并改变周围土壤中的地球化学元素组成［4］。不同的人类活动对周围环境中的土壤会造成不同的地球化学元素改变，而土壤中化学元素组成的空间并不会因为房屋或者遗址的废弃而改变，能更准确地反映遗址过去的空间分布［19］。当仅仅依靠发现的古器物不足以解释某一区域问题的时候，土壤的元素组成能够提供古人活动的重要线索［20-23］。Barba和Bello［24］在美国中部以及玛雅地区，环境研究验证了在中美洲可以运用化学元素推测古人类活动;Sandra和Christopher等［25］将卫星遥感影像分析和空间统计相结合，对多种化学元素进行叠加，用以鉴定马拉纳圣卢卡斯考古遗址的空间化学组合，结果表明当时的土壤条件难以生长自然植被，而地表化学富集受其他过程的影响。环境研究土壤元素在不同土层的富集和亏损可判断遗址的残留与迁移，可反映古人类对土壤的利用活动。元素磷在古遗址的寻找和解释中占有非常重要的席位［26-27］。1911年，埃及农学家Hughes注意到古人类居住地土壤磷含量高于周围相同时期自然土壤磷含量［28］，但最早系统地将土壤磷分析用作考古环境研究的是瑞典的Arrhenius，他于1929年发现包含维京农场和居民点遗骸地区的土壤中磷的含量高［29］，采用富磷指示古人类活动这一结论运用于北国遗址环境研究中，证明此地3名妇女曾因使用巫术而被焚烧，此后，考古学家开始考虑通过环境研究土壤化学元素来反映人类活动;1963年，Arrhenius［30］证实富磷指示结论同样适用于美国西南部考古遗址，跨文化跨地区却相近的环境研究结论确立了富磷可作为重要指标指示人类定居点，同时也证明了环境研究土壤元素对考古具有一定的价值。董广辉等［31］对河南大阳河遗址古土壤化学性质进行环境研究，发现文明起源时期的人类活动对古土壤化学性质产生了明显的影响，土壤中有机碳、全氮和有机磷质量分数明显增加，人类活动还使古土壤中元素质量分数的比值发生了明显的变化，由此说明环境研究地点的人类活动方式是生活和居住，而不是农作。与王湾三期相比，二里头时期土壤中有机碳、全氮和有机磷质量分数明显升高，这也说明环境研究地点二里头时期人类活动强度较王湾三期有所增强。查理思等［32］环境研究了河南洛阳二里头文化遗址区古人类活动对土壤化学成分的影响，结果表明古人类活动使土壤有机碳、全磷和有机磷含量显著增加，还使土壤中元素含量的比值发生了明显的变化，有机磷含量与全磷含量的比值明显增加，元素含量和比值变化特征说明环境研究地点为古人类的生活居住区。其他元素的分析也可以为古人类空间利用模式提供有效的线索，特别是一些重要的金属元素［4］。土壤中高含量Fe与古人类加工龙舌兰或者屠宰动物以及厨房区域有关［33］;Ca、Sr含量的高值与利用贝壳沙作肥料的农田、靠近炉边的位置密切相关［26，34］;Hg的含量与手工制作区有关［35］、并且辰砂(HgS)常被玛雅人用来作为装饰或者进行某种仪式(比如葬礼)时的大红颜料［36］，Hg的含量与宗教仪式或葬礼有关［37］;而Ba、La、Ce、Pr、K、Cs、Th和Rb在原先的小村落地区高度富集，可以指示当地古人的居住区域［26］;Ca、Ba、Sr、Zn、P和Pb可以反映古人类不同的活动方式［34］;而软锰矿(MnO2)、孔雀石(CuCO3•Cu(OH)2)、蓝铜矿也常被用作颜料［36］。李中轩等［38］对湖北辽瓦店遗址地层样品的氧化物含量和地球化学元素含量的分析结果表明，K、Mn、Sr、Ba含量骤降地层说明该时期人类活动减少，其原因可能为自然灾害，Pb含量的异常和Cu含量高值暗示遗址有青铜器制作活动，此外，Mg和Ca含量的高值与耕作区、墙壁灰浆、生活垃圾堆积等人类活动相关。周群英和黄春长［39］对陕西西周沣镐遗址区土壤样品中的Fe、Rb、和Se的含量进行分析，其结果揭示了与全新世环境变化相对应的成壤过程，土壤发育表现为边沉积边成壤，同时发现人类农业耕作活动主要是从西周人迁都至沣河岸边时开始的。高华中等［40］通过分析三峡库区中坝遗址(位于重庆市于忠县境内)土壤中有机碳含量及其与周围环境的关系，推测当人类活动强度大，地表自然植被破坏严重时，有机质的输入量减少，土壤侵蚀量增大，土壤有机碳含量随之降低;当气温下降时，往往降水随之减少，对植被生长不利，从而造成有机质输入量减少。

1.4土壤磁化率土壤磁化率是土壤各组分的磁性反映，是物质磁化性能的量度［41］。土壤磁性受环境控制，在评价气候、母质、生物、地形和时间等主要成土因子的基础上，能够反映全球环境变化、气候变迁和人类活动等综合信息。有关土壤磁化率特征与土壤性质的关系及影响因素已有大量环境研究报道，特别是在一些文化遗址区内，环境研究结果显示在土壤发生学、古气候和环境变化等方面的应用已经取得较大进展，为相关考古环境研究提供了具有价值的依据。磁化率在黄土高原地区古气候环境研究中被作为一种代用气候指标［42］。安芷生等［43］指出:古土壤的较高磁化率值在一定程度上反映了温湿气候条件下湿度增大促使植被密度增大、成壤作用增强;反之，低磁化率则指示了湿度较小、植被稀疏、发育黄土的干冷气候状况。霍俊杰等［44］对陕西大荔人遗址剖面进行了系统的岩石磁学性质环境研究，结果表明黄土-古土壤样品的频率磁化率曲线，古里雅冰芯氧同位素、细微粒浓度曲线，岐山五里铺剖面有机质含量曲线在古气候记录方面具有一致性，均展示出至少从MIS5以来，气候从冰期到间冰期的变化是渐变的，反之则表现了突变特征。洛阳盆地内二里头遗址南沉积剖面位于遗址所在二级阶地的前缘，属于河流堆积，张俊娜和夏正楷［11］对剖面的沉积物样品进行磁化率分析，发现磁化率的大小与水动力和气候条件相关，环境研究发现该沉积剖面记录了4000aBP前后龙山晚期发生的一次异常洪水事件，这次洪水事件对二里头城址的选择具有重要的影响。马春梅等［45］结合磁化率和地球化学元素提取出安徽尉迟寺遗址地层记录的环境演变信息，认为该区5050aBP以前即新石器时期为暖湿气候，大汶口文化阶段气候偏干冷且波动频繁，大汶口至龙山文化期间，气候由冷转向温湿，为水稻生产提供了有利条件，促进了龙山文化的繁荣。张振卿等［46］对河南安阳殷墟地区3个土壤剖面的岩性分析和磁化率测试，发现岩性和磁化率变化之间均存在较好的一致性。磁化率从地表向下均有明显降低的趋势，黄土-古土壤序列的磁化率埋藏效应在殷墟地区河流相沉积物中同样存在;土壤剖面中古土壤层磁化率相对其他层位明显降低，且波动幅度较小，这种规律有别于目前已被广泛接受的黄土中古土壤磁化率增强的土壤成因模式;殷墟地区土壤剖面磁化率在古土壤层上部急剧升高且波动剧烈，该层位年代和殷墟文化产生的年代相吻合。受人类干扰强烈的土壤，特别是文化层土壤，人类活动对磁化率起到了主要作用。史威等［47］对重庆中坝考古遗址多剖面地层进行高分辨率的质量磁化率(SI)分析，环境研究表明:磁化率分布表现异常，在很大程度上已掩盖了气候变化、成土作用等因素对地层磁化率分布的贡献，反映出遗址堆积物曾受到人类长期异常强烈的改造，而堆积物来源主要以文化器物碎片、人为带入的自然碎屑物和频繁的洪水沉积物为主。碎陶片集中(尤其红陶)的文化层表现为高磁化率，其中多次异常高值的出现可能与当时高强度用火、大规模燃烧等事件致使土层磁性矿物增加有关;而“洪水扰动层”则表现为低磁化率。

1.5多环芳烃多环芳烃(PAHs)是包括化石燃料煤、石油、煤焦油等有机化合物的热解或不完全燃烧的产物，广泛分布于大气、土壤、古土壤、沉积物、有机生物体中［48］，是人类活动的良好指示物［49］。曹志洪［50］在环境研究新石器时期水稻土时发现含有较高的多环芳烃(PAHs)等有机污染物，并通过实验证明其主要来源于古人焚烧的稻草秸秆，其中有少量也可能是还原条件下的生物自然合成的［51］。Ramdahl［52］认为惹烯也能通过松类树脂在低温燃烧下降解形成，邹胜利等［49］在金罗家遗址考古土壤中检测到了卡达烯和惹烯两种多环芳烃化合物，可推测高等植被是古人类生活用火的主要薪材。李久海等［53］运用聚类分析和主成分分析环境研究了多环芳烃(PAHs)在含6000a(马家浜文化时期)古水稻土剖面中的分布特征，环境研究表明、苯并(k)荧蒽、苯并(a)蒽、茚并(1，2，3-cd)芘、苯并(b)荧蒽、芘、苯并(a)芘、二苯并(a，h)蒽和荧蒽等化合物主要是人为产生，芴和菲由生物合成，而萘、二萘嵌苯和蒽则可能来源于人为产生和生物合成的共同作用。此外，荧蒽/菲、苯并(a)蒽/菲和苯并(a)芘/菲等可以作为与陆生植物和化石燃料燃烧有关的芳烃产物的标志，这些多环芳烃可能与人类活动有一定的关系，说明考古遗址土壤中的多环芳烃记录能够反映生活在该遗址上一些人类社会经济发展和活动的信息［49］。

1.6土壤植物遗存植物考古的环境研究不仅可以探索与人类文化活动相关的植物遗存，如食物生产的起源与发展过程、人类利用其他植物的活动等;同时能复原古代生态环境。植物考古旨在解决考古学环境研究中的全面复原人类社会的历史问题。通常在考古遗址中发现的植物遗存可归纳为三大类［54］:大植物遗存(Macroremains)、孢粉(PollenandSpores)和植物硅酸体(Phytolith，Plantopal)。大植物遗存主要包括木材、种子、果实、果核及外壳、茎秆等。由于植物产生大量的具有显著形态学特征的种子并广泛传播，且易于保存，所以最为醒目和可靠的当属能在遗址中找到较多的种子和果实［35］。考古遗址中的大植物遗存主要针对炭化过的植物遗存而言［55］。炭化的大植物遗存目前主要通过浮选的方法获得，可以作为标本来鉴定植物来源种属，并且方便进行直接的14C测年。如，闫雪等［56］通过浮选结果的量化分析，推测商代郑家坝地区经营以粟为主的旱作农业，并且有丰富的野生核果、浆果类以及其他植物资源。王育茜等［57］通过分析辽宁查海遗址的炭化植物遗存，初步了解到该遗址聚落周围广泛分布阔叶落叶林，且其植被组合可能与全新世初期温暖湿润的气候有关，聚落居民在房屋建筑材料和薪柴获取活动中利用了聚落周围的森林资源，而遗存的山杏、核桃楸、榛子和一些禾本科、豆科植物的发现说明采集是获取植物性食物的主要方式。孢粉形体微小、形态各异、广泛分布、易于保存，有助于环境研究史前时期地区较广范围的区域性植被的植物组成［54］。孢粉与遗址的各阶段气候、古环境变化和古人类的活动密切相关，而且显示了古人生产活动的程度和能力。利用孢粉分析结果分析古代的植被状况，推测当时的环境背景，有助于了解环境变化和人类文化演变之间的关系［58］。李珍等［59］在环境研究上海马桥遗址时，利用文化层中各孢粉组合的差异反映了古人类活动环境的变迁，孢粉组合特征说明从良诸文化时期农业已有发展，由出土的锛、铲刀等也可证实;孙雄伟和夏正楷［58］以土壤剖面为环境研究对象，通过高分辨率的孢粉分析表明该地区中全新世以来的孢粉组合以草本植物占绝对优势，并根据孢粉组合的变化将剖面分为5个孢粉组合带，探讨了各个时期的古植被和古环境变化;张玉兰［60］通过环境研究上海广富林遗址、马桥遗址探方样品的孢粉、藻类，并结合前人已有的资料推测太湖地区良渚文化突然消亡的原因是水泛。植硅体是土壤中生物硅的一种［61］。考古遗址文化层在堆积过程中，由于人类使用植物的活动，有可能积聚较多的植物茎和叶，茎和叶腐烂后，其中的硅化细胞和组织———植硅体能够得以保存，而且数量很大，在考古土壤、容器内含物、灰堆、陶器碎片、干粪中常可大量地发现。植硅体作为考古土壤中的原地腐烂的植物残余，能够反映细微的环境变化和过去人类对植物的选择以及利用有关的文化活动［49，62］。姜钦华［63］通过测定河南颍阳遗址区土壤样品中禾草类植硅石含量和花粉含量，结果表明在五千年前的仰韶文化中、晚期，登封地区的气候温暖湿润，并且当时登封地区可能已经有一定规模的水稻种植。吴妍等［64］对湖北郧西黄龙洞遗址区土壤中植硅体进行分析，发现地层中禾本科和木本科的植硅体特征显示遗址古植被环境较好;较多海绵状骨针反映古人类活动时期遗址周围有较好的水源条件;洞内遗址活动层中较多碳屑样品则反映郧西人在洞穴内可能曾有过对火的控制和利用。结果表明当时气候类型总体为温暖型，郧西人生活居住的洞内气候较温暖干燥，而洞外相对炎热湿润。

1.7土壤动物遗存动物考古旨在通过对遗址内动物的化石遗存环境研究，寻找人类与动物之间的关系。李新伟等［65］对河南灵宝西坡M27墓主腹部的土样进行提取并进行显微镜观测，发现有圆圆的寄生虫卵，这种寄生虫卵通常与食用猪肉有关;通过对骨骼内15N的分析同样也可以反映出墓主的食肉情况，15N的含量高一般就表明使用猪肉较多;此外，对墓主人头骨的环境研究，发现他的头骨形态与西坡聚落另一座大型墓葬M8的头骨形态非常相似，以此推测墓主极可能是一个当时社会上层家族的一员。国内外一些学者通过环境研究遗址出土动物牙釉质及骨骼来推测古环境。国际考古学界一般以出土的当地动物骨骼和牙釉质的锶同位素比值建立遗址当地的锶同位素比值标准。Ezzo和Price［66］测定了遗址出土啮齿动物的牙釉质及骨骼的锶同位素比值和同一遗址史前人类牙釉质的锶同位素比值，环境研究表明二者非常接近。Bentley等［67］对出土动物牙釉质的锶同位素比值的统计分析，得出猪的锶同位素标准偏差远远小于其他动物，而且由于猪吃的食物主要是人类食物的剩余，所以可以用猪骨骼和牙齿中锶同位素比值代表当地的锶同位素水平。国内学者在环境研究遗址出土动物骨骼的基础上推测当时的自然环境及生业模式，如，赵春燕等［68］通过测定河南瓦店遗址龙山文化晚期出土的鼠骨及猪、黄牛、绵羊牙釉质的锶同位素比值，推断由当地出产鼠的可能性最大，由出土鼠骨的锶同位素修正得到瓦店遗址当地的锶同位素比值范围，并根据该范围确定了出土的猪、绵羊和黄牛是否在当地出生;胡松梅等［69］对陕北横山杨界沙遗址出土的所有动物骨骼进行了科学的收集和分类鉴定，环境研究表明至少代表3纲7目10科11个属种，并推测遗址周围的自然景观以草原为主，草原上有草兔、绵羊等食草动物，不远处的沙漠曾有鹅喉羚出没，草原和沙漠间分布着一定面积的水域且有蚌类出现，饲养家畜和捕猎野生动物是当时人们的肉食来源，其中家养动物猪的肉量比例占到了整个食用动物群的87.9%;赵莹［70］通过鉴定、环境研究银梭岛遗址出土的动物骨骼标本，探讨了骨骼标本痕迹、骨角器的制作工艺以及该遗址先民的生存环境、生业模式、风俗习惯等;李永宪［71］通过环境研究卡诺遗址新出土的动物骨骼和生产工具，结果表明其用于“狩猎”、“畜牧”的石质工具从早到晚呈递增趋势，晚期狩猎业仍占有重要地位，农耕作物在很大程度上受到地理条件的限制。综上，目前能够反映古环境信息的土壤特性如表1所示。

2文化遗址区古土壤环境研究展望

2.1借鉴相关环境研究指标近年来文化遗址区古土壤的环境研究取得了很大的进展，但其环境研究方法主要是通过分析土壤粒度、土壤元素和土壤中的动植物遗存等方面来推测其所处时期的土壤条件、气候环境以及人类活动情况，而几乎没有运用第四纪古土壤环境研究中常用于反映古气候古环境的指标，如土壤颜色、土壤矿物、土壤黑碳等。

2.1.1土壤颜色土壤颜色是其在可见光波段的反射光谱特性，与土壤有机质含量、氧化铁含量、质地、黏粒含量、水分、主导黏土矿物类型等理化性状密切相关［72］。已有环境研究结果表明［72-78］，土壤的颜色记录在千万年尺度上，土壤颜度指标中的红度、黄度和亮度与气候变化指标磁化率、粒度和碳酸盐均有很好的相关性，能很好地再现气候变化的特征，并能指示成土过程。比如，土壤红化率指数可推断古红土成土母质风化成土作用［72］;土壤红度值与年降水量有一定的定量关系［73］;土壤颜色的空间变化则可以反映气候要素对土壤性状的制约性［74］。因此，在环境研究文化遗址区古土壤时，土壤颜色作为气候变化的代用指标是完全可行的［75］，通过其颜度指标中的红度、黄度、亮度及其与磁化率、粒度等的关系来反映遗址区的气候状况，从而推测当时的生业方式及农耕条件;亦可运用红化率指数推断成土母质风化成土作用。此外，若遗址区土壤中发现红烧土［79］、灰烬［80］等颜色明显的古土壤，可推断古人类居住点的空间变化情况。

2.1.2土壤黏土矿物、土壤氧化物类矿物黏土矿物的沉积分异、组合特征，矿物含量及矿物结晶度均从不同方面记录了环境变化的信息，使黏土矿物成为了环境变化信息的载体［81］。不少国内外学者［78，82-84］通过对黏土矿物的环境研究，解释了沉积物的来源、古气候变化以及古环境特征。此外，还有一些学者探讨了总有机碳与黏粒含量及黏土矿物含量的相关性［85］，或结合黏土矿物参数指标与土壤粒度特征、CH测年数据进行分析［86］，提取沉积物记录的古环境信息。因此，在环境研究文化遗址区古土壤的黏土矿物特征时，若发现由相同母质发育形成的古土壤中黏土矿物不同，可以推测其可能受到了古人类或古环境的扰动，进而对黏土矿物与有机碳、黏粒含量、粒度、测年数据等指标进行相关性分析，从而推测古气候及古环境状况。土壤中的氧化物常作为反映成土过程和成土环境的指示物，可以通过分析不同氧化物、氧化物分子比值特征来说明地层所反映的氧化-还原条件、古气候的冷(暖)-干(湿)变化情况［87］。如全氧化铁(TFe2O3)指标反映相对降水量变化，硅铝铁率(SiO2/(Al2O3+Fe2O3))指示风化强度变化，氧化度(Fe3+/Fe2+)指示古温度变化，残积系数((Al2O3+Fe2O3)/(CaO+M+Na2O))、化学蚀变指数(CIA)、硅铝率(SiO2/Al2O3)、退碱系数((Na2O+CaO)/Al2O3)等风化参数也可以指示古气候变化［87］。此外，铁能够很好地反映自然土壤和有人为扰动的农田土壤的特征［88］;在相同或相近的降雨量、气温、排水状况等成土环境下，氧化铁可用于评价和推断土壤发育程度和相对成土年龄［89］。上述实例说明，土壤氧化物可以作为一个良好的指标来分析文化遗址区古土壤特性及其反映的古环境信息。

2.1.3蜗牛蜗牛是黄土地层中一类最为丰富的生物化石，对气候环境的变化十分敏感，能够提供较物理、化学指标更为详细的古气候、古环境信息［90］。已有学者［91，92］根据蜗牛化石组合推测气候环境的波动情况，如粉华蜗牛代表耐干旱、寒冷气候的生态特征，而齿螺代表喜潮湿、温暖的生态学特征［93］。因此，环境研究文化遗址区古土壤时，可通过蜗牛化石的环境研究来推测古气候、古环境信息，进而结合其他指标推导古人类活动。

2.1.4土壤黑碳目前黑碳仍没有统一的定义［94-96］，唐扬等［94］总结国内外学者关于黑碳的环境研究，认为黑碳是有机物不完全燃烧产生的具有较高热稳定性的焦炭、木炭、烟灰和高度聚集的多环芳烃类物质，此外包括生物体自然降解的残余物以及微小的有机碎屑。土壤黑碳可用于推断特定区域内较大尺度时间(10000a)内所发生的大火事件，也可用于人类活动对土壤黑碳组分的影响［94］，并且何跃等［97-98］环境研究发现土壤黑碳与有机碳比值可以反映不同燃烧活动的物质来源。此外，Wang等［99］通过对全新世土壤的黑碳记录环境研究显示，表层土壤的质量沉积速率相对于下层土壤有大幅度的增加，可能与人类活动的影响有关。因此，通过测定文化遗址区的土壤黑碳浓度，可以重建古火灾事件，进而反映历史气候干湿变化及化石燃料的使用历史。

2.2进一步加强土壤学与考古学的结合考古地层学环境研究是现代文化遗址区时空界定的重要标尺，也是考古学中最为重要的理论。在发掘过程中，根据土质土色来判断层位关系，是考古发掘过程中最常用的方法。但是对土壤缺乏科学系统的认识是目前考古学不可回避的事实。如果能在考古发掘过程中引入土壤学的相关知识，以其理论和方法统一考古对土壤的描述，加深土壤的系统环境研究，不仅可以促进考古学的规范化，同时也方便学科间的交流;并且可利用土壤特性分析成土时期周边的气候环境状况，从而为我们环境研究古代文化提供便利。例如文化层的年代顺序主要根据考古器物的(如陶片、瓷片、砖瓦块等)颜色、图案、花纹和形态类型与已确定年代的考古器物特征进行对比分析来确定，其结果可辅证土壤14C、热释光等测年结果，也可为大致判断对应自然层的年代提供参考。程鹏和宋诚［100］在环境研究良渚文化时指出，考古遗址的环境研究包括对考古遗址的时空位置和遗址自身的环境研究，前者主要通过分析古人类居住点的空间变化，后者则是通过对遗址的地层堆积的环境研究，从全局到局部的环境研究思路，同样可运用到土壤学环境研究中，从全局土壤一般性质到局部土壤特殊性质，变化差异可印证区域性和地方性环境演变与古人类生存活动的关系。王建新［6］通过对河南渑池县班村遗址及周围地区地层堆积情况的环境研究，确认了四种不同的地层，从遗址中心到遗址以外，人的作用越来越小，自然的作用越来越大，从而总结了将遗址边缘区作为纽带连接文化层与自然层的环境研究思路，再通过人工制品遗物和土色土质这两种标准的对应和结合，就可以找到自然层与文化层之间的关系，将遗址及其周围地区的环境与气候的变迁环境研究与考古学文化的分期环境研究对应起来，从而准确地为考古学文化变迁的环境研究提供环境与气候的背景。此外，农耕土层和文化断层值得特别注意［6］，农耕土层往往与自然土层相似，但其堆积的原始书理被破坏，可通过检测其中植物孢粉和硅酸体等的种类及数量予以确认，将农耕土层与遗址内外的自然层和文化层对应起来，进而推测农耕土层的文化时期;而文化断层是自然灾害的指示物，可以通过寻找文化断层来寻找自然灾害信息［101］。

2.3建立文化遗址区古土壤的诊断技术指标曹志洪［50］通过对中国史前灌溉稻田和古水稻土连续4年多的环境研究，提出了一套诊断古水稻田和古水稻土的技术指标，并获得了新石器时期“火耕水溽”———原始灌溉稻作技术的科学证据，以揭示7000a以来我国稻作农业的兴衰与全球气候变化的关系以及灌溉稻田和水耕人为土起源及其对世界文明的贡献。古人类活动在土壤中留下了许多的肉眼看得见和看不见的信息，事实上，土壤是我们环境研究古人类活动信息最主要的来源，在我们能够破译这些信息之前，土壤也是保护这些珍贵古人类信息的最好载体。因此建议建立文化遗址区古土壤的定性与定量化诊断技术指标体系，通过土壤结构、元素、微形态、动植物遗存、遗物遗迹等具体指标来推测古土壤特性及其所反映的古环境信息，并进一步推测古人类活动，以此对文化遗址区古土壤环境研究提供技术支持，同时有助于更明确地保护和环境研究古文化遗产。

2.4丰富文化遗址区古土壤的环境研究方法过程—响应关系是一种确定的土壤过程和由此产生的土壤特性之间的因果关系［102］。土壤过程会导致不同的、可量化的属性，如黏土淀积作用，并且这些特征是可诊断的［103-104］。考古土壤学的主要目标是以此联系某种土壤诊断指标和单一的因果过程或整套流程，下一步的环境研究目标则是量化这种关系［102］。这是因为文化遗址区考古土壤的过程—响应关系具有殊途同归性，即不同影响因素的组合可以产生相同的最终结果［105-106］。如Carter和Da-vidson［107］、Usai［108］通过土壤微形态探讨粉质黏粒胶膜与古耕作活动的关系，结果表明二者没有直接的相关关系，其形成可能与耕作，也可能与继承母质等非人为因素有关;Macphail的实验表明，经践踏和冻融过程后的粉质黏粒具有相似的特性;Courty［109］甚至对这种粉质黏粒胶膜给出了至少六种解释，以此例证了可能性解释的多样性。2014年9月在波兰托伦召开的第十三届古土壤大会上，主要由来自俄罗斯、墨西哥和中国的土壤学家介绍了遗址区古土壤环境研究新进展。TamaraCruz-y-Cruz在墨西哥北部和中部含有动物化石遗址区通过分析土壤中有机质、大型土壤动物骨骼化石、动物胶原蛋白和牙釉质的稳定碳同位素(δ13C)含量，还原出C3和C4植物含量比例，从而推导出古气候特征。Sycheva在旧石器文化Divnorie遗址运用土壤发生学推导古成土过程，并结合有机质、炭屑、连二亚硫酸盐和草酸盐含量分析以及孢粉谱测试结果，相互之间印证推导出古土壤成土环境。吴克宁在河南仰韶村文化遗址通过分析土壤的粒度、质地、磁化率、色度、孢粉和植硅体从而还原古环境特征，并推论出仰韶文化演变和气候变化的耦合关系。因此，可进一步探索运用新的气候替代指标和古人类活动检测方法来环境研究文化遗址区的古土壤，获取更多受古人类活动直接或间接影响的特殊指标数值，并分析各影响指标之间的相关关系，进而丰富文化遗址区古土壤的环境研究方法。

2.5加强对文化遗址区土壤的分类环境研究中国是历史悠久、文化辉煌的国家，其宝贵的文化遗产中蕴含着深厚的历史文化信息。对于文化遗址土壤这一特殊环境研究对象，土壤学家可通过考古资料推导不同时间尺度下古人类土地利用方式以及古气候环境;而考古专家在推测古人类生产生活方式需考虑土壤肥力、土地利用、土壤发育过程对遗存物含量及位置变化的影响。土壤学家和考古学家相互合作，有助于还原文化遗址区的景观环境和古人类活动，逐步加强土壤学和考古学的结合，不仅可以促进考古学的规范化，使环境研究成果更加科学，同时也方便学科之间的交流。环境研究古土壤已成为国际土壤学界新的环境研究热点，2006年在美国费城召开的世界土壤学大会上将“古土壤”增列为“土壤的时空演变(Division-1)”大专业下的“第6专业委员会”。