張一鳴

摘 要：在地球漫長(zhǎng)的演化歷史中，第四紀(jì)雖然短暫但卻與人類的關(guān)系最為密切。地球沉積環(huán)境的改變與人類的生息繁衍、文明進(jìn)步息息相關(guān)，然而人地關(guān)系已經(jīng)發(fā)展到如今十分緊張的境地?；谶@一時(shí)代背景，以“人類活動(dòng)對(duì)沉積環(huán)境的影響”為研究切入點(diǎn)，將人類活動(dòng)中的影響因素進(jìn)行分解，對(duì)涉水工程、農(nóng)業(yè)耕殖、工業(yè)產(chǎn)業(yè)和城鎮(zhèn)建設(shè)等4個(gè)源頭進(jìn)行考察，深刻分析沉積環(huán)境改變的原因與規(guī)律，以期現(xiàn)代人能夠反思自身，關(guān)愛(ài)環(huán)境，最終目的指向人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)的愿景。

關(guān)鍵詞：人類活動(dòng);沉積環(huán)境;影響因素

Overview of human activity impacts on sedimentary environment

ZHANG Yiming

（School of Energy Resources， China University of Geosciences， Beijing 100083， China）

Abstract： In the long evolutionary history of the earth， the Quaternary， though short in existence， has the closest relationship with mankind. The change of the earth's sedimentary environment is closely related to the survival and reproduction of mankind and the progress of civilization. However， up till now the relationship between man and earth has developed to a very tense stage. Based on this background， this paper takes "the impact of human activities on the sedimentary environment" as the research starting point， decomposes the influencing factors of human activities into four specific investigation sources， i.e. wading engineering， agricultural cultivation， industrial industry and urban construction. Deep analyses are made of the causes and laws of the change of the sedimentary environment with the aim for modern people to reflect on themselves， care for the environment， achieve sustainable development of the human society and realize the vision of ecological civilization construction.

Keywords： human activity; sedimentary environment; influencing factor

自人類誕生之時(shí)便與地球環(huán)境發(fā)生著密切聯(lián)系，如今的沉積環(huán)境實(shí)際是在人類漫長(zhǎng)的歷史活動(dòng)中不斷地與地質(zhì)環(huán)境作用后逐漸演化形成的。隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，人類對(duì)自然資源過(guò)度或不當(dāng)利用導(dǎo)致沉積環(huán)境惡化的問(wèn)題也逐步顯現(xiàn)了出來(lái)，影響了沉積環(huán)境的改變，制約了地區(qū)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。

沉積環(huán)境是指在物理、化學(xué)和生物方面均有別于相鄰地區(qū)的一塊地球表面（Selley，1976），故按其定義可將沉積環(huán)境劃分標(biāo)志定為物理標(biāo)志、化學(xué)標(biāo)志與生物標(biāo)志三種類別（陸延清，2015）。物理標(biāo)志包括搬運(yùn)、沉積介質(zhì)的動(dòng)力學(xué)特征;化學(xué)標(biāo)志主要有沉積介質(zhì)的pH、Eh、鹽度等指標(biāo);生物標(biāo)志包括動(dòng)植物的門類、種屬和生態(tài)特征等。在單純的自然環(huán)境下，不同類型的沉積環(huán)境都有著獨(dú)特的沉積發(fā)育變化規(guī)律，也影響著沉積體系的形成。人類活動(dòng)參與其中時(shí)，會(huì)使沉積環(huán)境呈現(xiàn)出異于自然狀態(tài)演變的沉積特征。沉積環(huán)境影響著沉積微相的組合，決定著儲(chǔ)集體的分布規(guī)律，通過(guò)探討受到人為因素影響后的沉積體系建立情況，可為沉積環(huán)境影響下的沉積儲(chǔ)層的勘探開(kāi)發(fā)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在此擬從各沉積環(huán)境中受人類社會(huì)發(fā)展建設(shè)活動(dòng)與行為影響下的物理、化學(xué)、生物標(biāo)志的差異，分析沉積環(huán)境對(duì)各項(xiàng)人為活動(dòng)的獨(dú)特響應(yīng)情況，探析人地關(guān)系，并在后續(xù)社會(huì)建設(shè)中加以有效制約與改善，從而推動(dòng)全球生態(tài)文明體系加快建設(shè)，走向一條可持續(xù)發(fā)展之路。

1? 涉水工程對(duì)沉積環(huán)境影響

隨著對(duì)環(huán)境資源開(kāi)發(fā)強(qiáng)度的加大，人類建造了大量涉水工程設(shè)施，還進(jìn)行了人工采砂活動(dòng)。這些活動(dòng)對(duì)水體理化性質(zhì)、水體內(nèi)部及沿岸生物學(xué)特征等均產(chǎn)生了明顯影響。

1.1? 對(duì)水體理化性質(zhì)的影響

1.1.1? 對(duì)水動(dòng)力的影響

隨著現(xiàn)代人類對(duì)水域的人工控制作用越來(lái)越強(qiáng)，大型涉水工程對(duì)各河段或海域水動(dòng)力場(chǎng)的影響程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于流域來(lái)水量的變化（韓玉芳等，2019），使其動(dòng)力學(xué)特征具有時(shí)空差異。各類水域物質(zhì)通量及組成也會(huì)因水動(dòng)力條件的改變出現(xiàn)急劇變化（韓玉芳等，2004）。

涉水工程修建時(shí)產(chǎn)生的大量懸浮泥沙，經(jīng)過(guò)水動(dòng)力作用的重新調(diào)配，可造成內(nèi)部及周邊沉積物異常分布的現(xiàn)象。例如大連灣內(nèi)和尚島東北側(cè)在涉水工程修建后，沉積物類型由原來(lái)黏土質(zhì)粉砂變?yōu)樯啊凵啊ね粱旌闲?，并形成了一個(gè)厚度達(dá)3 cm、面積約5 km2的流塑浮泥區(qū)（劉娟，2009）。在河流地勢(shì)較高的上游修建的蓄水工程蓄水后，急流河段萎縮，水庫(kù)內(nèi)普遍缺乏水動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，呈湖泊水動(dòng)力學(xué)特征，沉積物粒度細(xì)化。當(dāng)水庫(kù)開(kāi)閘泄洪時(shí)，水沙的集中排放使得原先淤積為主的河道過(guò)流斷面面積普遍增加，水動(dòng)力增強(qiáng)并不斷沖刷河口下游河床。當(dāng)位于河流下游的港口工程興建后，碼頭下部結(jié)構(gòu)過(guò)水?dāng)嗝鏈p小，水流受到不同程度的擠壓，導(dǎo)致所在河段局部水動(dòng)力增強(qiáng)，主河床遭受強(qiáng)烈沖刷，碼頭上游的局部河床則形成淤塞。

不僅如此，海岸工程也會(huì)顯著改變河口的沉積環(huán)境。例如甌飛一期海岸圍涂工程使得堤前高潮位降低近0.1 m，引起河口進(jìn)潮量變化，造成河口淤積（穆錦斌等，2013）。同時(shí)，人工島的建設(shè)也影響著水體動(dòng)力特征及運(yùn)動(dòng)路徑，改變了海岸的沉積環(huán)境（費(fèi)成鵬等，2022）。

1.1.2? 對(duì)水形態(tài)的影響

水庫(kù)岸界經(jīng)浪蝕、浸泡及水位的頻繁升降，可誘發(fā)周邊不穩(wěn)定地質(zhì)體發(fā)育斷裂帶、溶洞，局部水體邊界形態(tài)易發(fā)生改變。由于水庫(kù)泄洪時(shí)庫(kù)尾水體攜砂量小且水動(dòng)力強(qiáng)，導(dǎo)致河道周緣不斷被侵蝕外移，河道的斷面形態(tài)因此重新調(diào)整，最終會(huì)形成海岸退縮、三角洲面積萎縮的現(xiàn)象。例如Aswan水壩建成后，尼羅河下游的河床遭受嚴(yán)重侵蝕且水中含泥沙量從3.8 kg·m-3降至0.1 kg·m-3，導(dǎo)致尼羅河三角州海岸線不斷后退（White，1988）。

河道采砂活動(dòng)也同樣使得上游來(lái)水的含沙量減少，使河床加深、河流并叉歸槽，河道形態(tài)不能自然恢復(fù)。但若采砂河段地處山區(qū)，受邊界控制作用的影響，局部范圍的深泓線變化對(duì)采砂河段深泓總體走向影響較?。▌⑴?，2017）。航運(yùn)工程中實(shí)行的河道裁彎取直與樞紐建設(shè)也顯著改變著河流兩岸的自然形態(tài)。此外，海岸工程對(duì)海岸的邊界形態(tài)也多有影響，例如圍墾活動(dòng)將部分海灘或淺海海域改造成了陸地。

涉水工程也能給沉積環(huán)境變化帶來(lái)有利一面。例如護(hù)岸工程的圍堤會(huì)約束河道兩岸的形態(tài)，使河寬基本保持不變，岸線、岸坡趨于穩(wěn)定（高勝杰等，2015）。另外，水道邊坡在長(zhǎng)期地質(zhì)作用下可能發(fā)育“膨脹土”，易變形開(kāi)裂。工程建設(shè)時(shí)可通過(guò)對(duì)膨脹土力學(xué)性質(zhì)改性或設(shè)置“錨桿”來(lái)穩(wěn)定河流形態(tài)（劉龍等，2021）。海岸工程的防波堤也可穩(wěn)固水道免遭波浪侵蝕，但防波堤產(chǎn)生的波浪回彈效應(yīng)，會(huì)堵塞海灘的天然泥沙沿岸搬運(yùn)系統(tǒng)，使水域面積萎縮，岸線形態(tài)外移，最終形成新的海灘和侵蝕區(qū)域（趙彬等，2015）。

1.1.3? 對(duì)水量的影響

庫(kù)區(qū)修建后的蓄水期初期，水位抬高，使得庫(kù)容有所增加。隨著時(shí)間推移，庫(kù)區(qū)內(nèi)部因水體長(zhǎng)期滯留形成泥沙淤積，庫(kù)容因此減少。例如，三門峽水庫(kù)自1960年開(kāi)始蓄水，1964年就因泥沙嚴(yán)重淤積，水庫(kù)庫(kù)容損失43%（張炳臣，1986）。當(dāng)水庫(kù)邊際形態(tài)變化時(shí)，如庫(kù)岸垮塌、水體外溢，也會(huì)造成庫(kù)區(qū)內(nèi)水量下降。

如今，人類已能大幅改變某區(qū)域的整體水量，如惠民利民的“南水北調(diào)”工程，目前已為貧水區(qū)調(diào)水超90億m3（人民網(wǎng)，2021），同時(shí)解決了河北、北京和天津等地地下水的補(bǔ)給問(wèn)題，重新修復(fù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。但調(diào)出地受到河流水量減少的影響，原有的河床沖淤平衡關(guān)系與地下水的置換關(guān)系均發(fā)生了轉(zhuǎn)變（許士國(guó)，2005）。

1.1.4? 對(duì)水溫的影響

水庫(kù)的庫(kù)容、深度、徑流總量均對(duì)水溫分層產(chǎn)生影響。庫(kù)容較大的水庫(kù)沉積環(huán)境多與湖泊類似，所具有的調(diào)蓄作用可使內(nèi)部水溫過(guò)程趨向平坦化、延滯化。例如李進(jìn)等（1999）通過(guò)對(duì)參窩水庫(kù)表、底層平均水溫與建庫(kù)前河道平均水溫相比較，發(fā)現(xiàn)兩者在春季相差無(wú)幾，但夏季水溫表層比河道高3℃，底層比河道低3℃，秋季水溫比河道分別高9℃和5℃，冬季水溫比河道平均高4℃左右。

大型水庫(kù)泄流的流動(dòng)層多為庫(kù)底水體，會(huì)影響河流下游水溫情況。如三峽大壩壩下常出現(xiàn)春夏季低溫水和秋冬季高溫水的現(xiàn)象（鄧云等，2016）。水溫的滯后性給水生生物的繁殖與沿河的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都帶來(lái)不小的影響。但庫(kù)容較小的水庫(kù)，如葛洲壩水庫(kù)，泄流時(shí)對(duì)下游水溫影響可忽略不計(jì)（鄒振華等，2011）。

1.1.5? 對(duì)水質(zhì)的影響

涉水工程施工地若建在河流上游，施工中所用到的石灰、水泥、砂等建筑材料以及產(chǎn)生的廢水、棄渣均會(huì)改變水體理化性質(zhì)，致使水質(zhì)硬化，偏堿性。部分材料還易揮散在空氣中，所以在遠(yuǎn)離水源的地方施工，一樣存在局部水源污染的可能。并且在混凝土攪拌、開(kāi)山爆破、水下炸礁等施工作業(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量懸浮物，其上可附著Cu、Pb和Hg等多種重元素離子，也可導(dǎo)致水環(huán)境質(zhì)量明顯下降。此外，航道與港口來(lái)往船舶的機(jī)艙油污、泄漏油、生活污水對(duì)水質(zhì)的污染問(wèn)題也不容忽視。

水庫(kù)修建后域內(nèi)水體滯留間期較長(zhǎng)，可為庫(kù)內(nèi)水質(zhì)變化帶來(lái)有利影響。例如水體濁度、色度均降低，藻類繁殖活躍，生物呼吸作用使水中Ca、Mg離子沉降，降低了水體硬度。水流減緩還可減弱污染的擴(kuò)散效應(yīng)。但水體趨向靜態(tài)化后，水質(zhì)自凈能力逐步減弱，有機(jī)物分層滯留現(xiàn)象嚴(yán)重，易于底質(zhì)產(chǎn)生氫硫化物，加劇水質(zhì)的惡化，如自2003年三峽大壩蓄水后，部分長(zhǎng)江支流水質(zhì)由以前的Ⅰ—Ⅱ類降至以Ⅲ類為主。藻類和水草的大量繁殖雖加劇了庫(kù)內(nèi)水域富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，但庫(kù)尾水體營(yíng)養(yǎng)鹽含量卻在減少。例如三峽大壩蓄水后，溶解態(tài)磷酸鹽、硅酸鹽被壩體攔截，溶解態(tài)無(wú)機(jī)氮（DIN）含量在長(zhǎng)江口及近海呈明顯下降趨勢(shì)（李道季等，2015）。而域外浸沒(méi)區(qū)的植被、土壤內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)滲入水中，同樣引起該區(qū)水體有機(jī)質(zhì)及礦物質(zhì)含量升高。

1.2? 對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

涉水工程施工需砍伐沿河樹(shù)木，在建壩或疏浚時(shí)還需拔除部分水生維管束植物，消除了水域內(nèi)外生物的生存之境，生物種類銳減。施工期間大量外來(lái)車輛及人員帶來(lái)外來(lái)物種，會(huì)造成當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)結(jié)構(gòu)紊亂。涉水工程修建后庫(kù)區(qū)水域內(nèi)外的陸地部分被浸沒(méi)后，局部陸生生物生境減少，耕地鹽堿化或轉(zhuǎn)化為沼澤地區(qū)。

水域面積擴(kuò)大反而有利兩棲、爬行類動(dòng)物的棲息、繁殖。域內(nèi)水體流速減緩，透明度增加，利于淡水浮游植物及浮游生物食性魚(yú)類的生長(zhǎng)發(fā)育。李棟（2015）研究發(fā)現(xiàn)近十幾年長(zhǎng)江口—東海內(nèi)陸架表層沉積物中木質(zhì)素含量在降低，而δ13C值先從2000年的-24‰左右升至2006年的-19‰左右，而后又降至2011年的-23‰左右。研究表明三峽大壩截留了部分陸源沉積物，導(dǎo)致木質(zhì)素含量下降，而大量浮游植物產(chǎn)生的有機(jī)碳δ13C則入海。

但水質(zhì)的改變及片段化水生環(huán)境可使原有生態(tài)環(huán)境失衡甚至消失。例如：攔河建筑物可阻隔魚(yú)類洄游通道，阻礙上下游種質(zhì)交流（申志新等，2013）;工程施工中產(chǎn)生的泥漿懸浮泥沙顆粒還會(huì)削弱水體真光層厚度，影響著魚(yú)類及浮游橈足類動(dòng)物的生存狀態(tài)（陳華等，2010）;據(jù)曹廣華等（2014）研究表明，工程施工中及船舶航行時(shí)的噪聲、振動(dòng)也會(huì)對(duì)魚(yú)類洄游行為及其他生物生活造成不利影響。

2? 農(nóng)業(yè)耕殖對(duì)沉積環(huán)境的影響

2.1? 對(duì)土壤物性的影響

2.1.1? 對(duì)土壤粒度的影響

人類常在海灘地區(qū)利用圍堤墾殖淺海灘地，或從事養(yǎng)殖業(yè)。圍堤或人工養(yǎng)殖設(shè)施會(huì)起到明顯的消浪與阻流效應(yīng)，使灣內(nèi)水動(dòng)力減弱，底質(zhì)沉積物粒度細(xì)化，進(jìn)而影響并侵蝕三角洲沉積體系的發(fā)育。例如：Tetsuo等（1999）分析發(fā)現(xiàn)，1900年到2002年?yáng)|京灣圍填海后，灣口附近表層沉積物顆粒細(xì)粒組分逐漸變多;Hanes等（2007）以美國(guó)舊金山灣落潮三角洲為例，證明大量的圍墾活動(dòng)使得沉積物顆粒細(xì)化，三角洲體積因此不斷縮小。

內(nèi)陸地區(qū)農(nóng)作時(shí)，受土地輪耕、輪作、深翻等的農(nóng)耕活動(dòng)影響，細(xì)粒沉積物組分較粗粒組分更易受雨水淋濕，使部分土壤顆粒粗化、比表面積減小，導(dǎo)致土壤保持水分的能力減弱。

2.1.2? 對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的影響

土壤壓實(shí)現(xiàn)象是農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程中出現(xiàn)的最大環(huán)境問(wèn)題（Mcgarry，2003），其中大型機(jī)械帶來(lái)的影響更顯著。土壤的機(jī)械性壓實(shí)現(xiàn)象引得土壤環(huán)境惡化，具體體現(xiàn)在土壤容重增加、孔隙度降低、滲透率下降和水穩(wěn)性大團(tuán)聚體降低，嚴(yán)重者導(dǎo)致地表下沉。周艷麗等（2018）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)碾壓后的農(nóng)田土壤容重增大13.34%，孔隙度及含水量分別降低6.61%、14%。韋子榮等（2015）發(fā)現(xiàn)轍溝處的土壤壓實(shí)后滲透速率從18.8 cm·h-1下降到2.3 cm·h-1。土壤結(jié)構(gòu)狀況也造成土壤顏色各異，例如同一種土壤在團(tuán)聚態(tài)和粉末態(tài)顏色不同。

而深耕深翻模式有利于增大土壤孔隙度，減少土蝕現(xiàn)象。但張興義等（2005）認(rèn)為農(nóng)耕中大型機(jī)械產(chǎn)生的機(jī)械壓實(shí)及土蝕現(xiàn)象可使耕層的物性改良效應(yīng)減弱。因?yàn)闄C(jī)械載重較高可使土壤心土層60～70 cm處形變（Tobias et al.，2001），而深耕的深度通常小于這一范圍（滿永生等，1991）。

2.1.3? 對(duì)土壤結(jié)持性的影響

受秸稈還田的影響，土壤中秸稈經(jīng)腐解后產(chǎn)生了腐殖質(zhì)組分（韓賓等，2010），既促進(jìn)了土壤中有機(jī)碳成分的增加，還可膠結(jié)土壤組分，從而形成多孔、水穩(wěn)性強(qiáng)的團(tuán)聚體。含有這種成分的土壤表現(xiàn)為土質(zhì)疏松、透氣性良好，顏色偏黑且不易板結(jié)，有利于抗旱、保墑。深耕、深翻時(shí)同樣起到疏松土壤的作用。

但長(zhǎng)期采取單一的旋耕模式，以及進(jìn)入農(nóng)田的人、畜、大型機(jī)械產(chǎn)生的土壤機(jī)械壓實(shí)作用均促使土壤出現(xiàn)嚴(yán)重的板結(jié)現(xiàn)象，致使土壤硬度增大，呈塊狀或片狀結(jié)構(gòu)，影響地表水的下滲功能，增加了地表徑流風(fēng)險(xiǎn)，引發(fā)土蝕。這會(huì)對(duì)附近生物生境帶來(lái)極大的沖擊，導(dǎo)致土壤中有機(jī)質(zhì)的流失，土壤顏色變淡（呂貽忠等，2006）。

2.1.4? 對(duì)土壤水熱的影響

土壤水熱之間存在相互關(guān)系，含水率較低時(shí)土壤溫度變化幅度較大。由于農(nóng)作物具有耗水性，故農(nóng)耕會(huì)改變土壤的水熱結(jié)構(gòu)。何匯虹等（2013）研究發(fā)現(xiàn)農(nóng)田0～110 cm內(nèi)各土層的月平均溫度最高、最低溫度分別低于休閑地0.6～1.5℃、0.2～1.1℃。大型機(jī)械給土壤帶來(lái)的機(jī)械壓實(shí)作用更是加劇了這一現(xiàn)象。Kossowski（1991）發(fā)現(xiàn)白天寒溫帶農(nóng)田壓實(shí)土壤的0～15 cm表層地溫均較未壓實(shí)的低，不利于作物生長(zhǎng)。

農(nóng)民為了土壤的增溫保墑，常覆蓋地膜以降低其水分流失作用。李興等（2010）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，農(nóng)田覆膜與不覆膜處理相比較，作物出苗至拔節(jié)期可增溫2.5℃左右。不同顏色的地膜也有不同的影響，曹寒等（2015）發(fā)現(xiàn)較白色覆膜處理，土壤含水率經(jīng)黑色覆膜處理后提高了5.35%。土壤的濕度也影響著顏色的表現(xiàn)，干燥時(shí)顏色較淺，反之較深。如水稻田淹水后土壤剖面顏色常呈藍(lán)灰色，排水后剖面變?yōu)辄S棕色。

2.2? 對(duì)沉積化學(xué)性質(zhì)的影響

隨著農(nóng)耕中大量農(nóng)藥、化肥的使用，及有機(jī)廢棄物的產(chǎn)生，沉積介質(zhì)的化學(xué)元素組分發(fā)生著改變。壓實(shí)土壤孔隙的減少也會(huì)影響內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)。據(jù)全國(guó)第一次污染普查結(jié)果顯示，農(nóng)業(yè)源排放的總氮和總磷對(duì)2種水污染物總量的貢獻(xiàn)率分別占到57%和67%（石嫣等，2011）。

近些年農(nóng)藥利用率僅為20%～30%，剩余70%～80%會(huì)滲入到土壤、水體和空氣中（張偉杰，2010），污染面積極大且易向周邊區(qū)域擴(kuò)散。單施化肥可造成地表可溶性化學(xué)元素及重金屬元素的污染，但有機(jī)肥的施用可使土壤C/N值增強(qiáng)，增強(qiáng)固碳效果（張緒美等，2017）。

農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物一般指畜禽糞便與作物秸稈。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部官方數(shù)據(jù)顯示，目前中國(guó)畜禽糞便年產(chǎn)量約41.21億t，已成為我國(guó)主要污染源之一。畜禽糞尿未經(jīng)處理排放，不僅導(dǎo)致畜禽糞便中大量的N、P元素直接入水，形成水體富營(yíng)養(yǎng)化的現(xiàn)象，還可帶來(lái) Cu、Zn、As等重金屬污染（王湧等，2016）。還有些則堆置或還田，N、P元素滲入地表轉(zhuǎn)化成硝酸鹽、磷酸鹽，會(huì)減少水中溶氧量，并降低C/N 比值。此外，隨著商品能源在農(nóng)村地區(qū)普及，作為傳統(tǒng)燃料的作物秸稈被遺棄后直接燃燒，使大氣中的TSP、SO2、NOx濃度嚴(yán)重超標(biāo)，易形成酸雨流入地表。在酸性介質(zhì)中，重金屬離子更容易擴(kuò)散，形成惡性循環(huán)（Минеев，1984）。在海岸附近進(jìn)行的圍墾活動(dòng)中，還常采用“以水壓鹽”將鹽堿地改良為農(nóng)田，使土壤中高濃度鹽離子組分減少，改變了土壤的化學(xué)組分。

多種耕作模式對(duì)TOC含量的影響各有不同，Mcconkey等（2003）認(rèn)為免耕相較翻耕更利于固碳。此外，對(duì)土壤采取增溫或秸稈還田舉措均可直接提高土壤中TOC含量。海岸圍墾活動(dòng)也可使水體TOC含量升高。例如洪湖自1950年來(lái)歷經(jīng)大范圍圍墾后，10 cm以上TOC/TN值為15～20，反映湖體面積減小導(dǎo)致大量外源有機(jī)物物質(zhì)未經(jīng)濕地吸收直接入水（姚書(shū)春等，2008）。這種差異源自人類在水體附近開(kāi)展的農(nóng)業(yè)及其他活動(dòng)所導(dǎo)致的水土流失現(xiàn)象，致使TOC含量增加，稀釋了污染物。

2.3? 對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

人類的過(guò)度開(kāi)墾與毀林放牧?xí)斐芍脖幻娣e減少、氣候異常、生物多樣性減少等多種危害。

1）對(duì)土壤微生物的影響。土壤中的微生物具有分解有機(jī)質(zhì)和降解有毒物質(zhì)的功能，并釋放營(yíng)養(yǎng)元素。采取深耕深翻模式可擴(kuò)展作物根系的生長(zhǎng)空間，土壤中根系及微生物群可固定土粒，避免水土流失。但土壤壓實(shí)所產(chǎn)生的厭氧環(huán)境會(huì)對(duì)生物量造成不同程度的影響。李孟霞等（2019）認(rèn)為土壤壓實(shí)使得多數(shù)土壤微生物量減少。此外，大水漫灌、施用農(nóng)藥及化肥等農(nóng)業(yè)活動(dòng)均會(huì)破壞土壤微生物的生境，降低生物多樣性。農(nóng)藥殘留還可通過(guò)食物鏈富集后產(chǎn)生各種生態(tài)效應(yīng)，最終嚴(yán)重危害人體健康。

2）對(duì)水生生物的影響。自然條件下的緩流水體，如湖泊，從“貧營(yíng)養(yǎng)湖→營(yíng)養(yǎng)湖→沼澤→陸地”的演變過(guò)程極為緩慢（吳穎靖，2009）。而農(nóng)業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的一些物質(zhì)未經(jīng)處理排入水體，過(guò)量的N、P等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)影響藍(lán)藻、綠藻、硅藻等浮游生物的生長(zhǎng)發(fā)育，水體趨向富營(yíng)養(yǎng)化，引起水生生物因?qū)τ袡C(jī)物敏感或缺氧而死亡，還可造成植物瘋長(zhǎng)或根系受損。高強(qiáng)度的農(nóng)業(yè)耕作還會(huì)使當(dāng)?shù)氐叵滤巴寥篮拷档?，?dǎo)致地表植被大面積死亡。

3? 工業(yè)生產(chǎn)對(duì)沉積環(huán)境的影響

3.1? 對(duì)氣候的影響

氣候在沉積過(guò)程中起著極大作用，例如通過(guò)控制陸地巖石的風(fēng)化、侵蝕作用類型與速度，來(lái)控制沉積物的類型與搬運(yùn)方式，或通過(guò)影響洋流體系來(lái)影響陸架沉積物的類型及分布（汪新文，1999）。因此不同氣候背景下發(fā)育的沉積體系各異。

人類活動(dòng)對(duì)氣候的影響已經(jīng)比肩或超越自然因子的作用。工業(yè)活動(dòng)中大量廢熱的排放，使近地表氣溫上升，形成“熱島效應(yīng)”。除此之外，固體微粒的排放不僅減少到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射量，還會(huì)造成原生植被葉表反射率、粗糙度改變，影響了大氣下墊面性質(zhì)，從而影響了氣候。不僅如此，固體微粒具有水汽凝結(jié)核作用，配合其他條件可形成降水天氣。雨水是搬運(yùn)風(fēng)化產(chǎn)物的主要營(yíng)力，對(duì)濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)地區(qū)的外流河起到補(bǔ)給作用，而干旱地區(qū)的內(nèi)流河則以冰雪融水補(bǔ)給為主（李智佩等，2006）。

氣候變暖的同時(shí)，極冰融化量與海水變熱后膨脹量會(huì)造成海平面上升。全球海平面變化具有周期性，Vail等（1991）認(rèn)為不同規(guī)模的海平面變化可以形成不同周期的層序旋回。海平面上升使濱岸地形及砂壩形態(tài)發(fā)生變化，還會(huì)使河流深度加深、流速變慢、坡度減小，海底峽谷被細(xì)粒沉積物充填。當(dāng)世界范圍內(nèi)海平面上升時(shí)，有利于發(fā)育碳酸鹽巖沉積，反之則發(fā)育陸源碎屑沉積。

3.2? 對(duì)沉積環(huán)境生化性質(zhì)的影響

工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，煤渣、選洗廢渣、高爐礦渣等固體廢渣污染及洗選水、冷卻水、脫硫廢水等工業(yè)廢水造成的重金屬污染、放射性元素污染、酸堿污染等多種污染，均影響沉積環(huán)境性質(zhì)的改變。重金屬元素進(jìn)入水體后會(huì)向沉積物持續(xù)遷移（韓娟娟等，2021;胡昱欣等，2021）。Di Gregorio 等（2007）利用放射性同位素210Pb測(cè)年法對(duì)阿根廷拉普拉塔河口沉積物進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其計(jì)年結(jié)果與該地一個(gè)多世紀(jì)的工業(yè)化所帶來(lái)的重金屬Ge、Pb的污染時(shí)間相關(guān)，證明工業(yè)發(fā)展造成污染物輸入。重金屬污染和酸堿污染一樣會(huì)對(duì)沉積環(huán)境pH值產(chǎn)生影響（武麗花等，2008）。而原子能、選礦、冶煉等工業(yè)排放的放射性廢物通常半衰期較長(zhǎng)，可長(zhǎng)期影響生物基因鏈的組成。

工業(yè)污染也會(huì)導(dǎo)致地表有機(jī)污染物含量的增大。在有機(jī)污染物自然分解過(guò)程中，分解耗氧速率大于水體自然復(fù)氧速率，在缺氧條件下分解后期產(chǎn)生酸、醇、酮等化合物態(tài)，使得水體pH值迅速下降。缺氧環(huán)境下厭氧微生物大量繁殖，影響其他水生生物生境。所以即使一些輕工業(yè)廢水中含有糖類、淀粉和蛋白質(zhì)等無(wú)毒有機(jī)物，也會(huì)引起水質(zhì)的惡化（劉仁長(zhǎng)，2015）。

不僅如此，工業(yè)排放的SO2和NO2的廢氣，與空氣中的H2O、O2發(fā)生反應(yīng)形成硫酸和硝酸，使雨水酸性增強(qiáng)，引發(fā)植被腐蝕、水體pH值降低、土壤污染等多種災(zāi)難，造成沉積環(huán)境巨變。

4? 城鎮(zhèn)建設(shè)對(duì)沉積環(huán)境的影響

城鎮(zhèn)化建設(shè)帶來(lái)了道路、橋梁、地下城市、戶外景觀等便利設(shè)施的修建，對(duì)生物種群及沉積理化環(huán)境造成直接或間接的影響，并伴隨進(jìn)程推展而逐漸增強(qiáng)。

4.1? 對(duì)沉積環(huán)境理化性質(zhì)的影響

1）對(duì)地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響。近些年地下城市建設(shè)開(kāi)展得如火如荼。地下工程會(huì)改變地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)，造成水土流失，引發(fā)工程地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題。例如2003年上海某隧道發(fā)生滲水，導(dǎo)致流沙涌入，引起附近地表下降，部分建筑物傾斜或坍塌。此外，過(guò)量采集地下水資源及礦產(chǎn)資源也會(huì)引起水位（或油、氣壓）下降，沉積地層中含液、氣體孔隙的孔隙壓力減小，使得未固結(jié)的沉積地層被壓實(shí)，引起地表下沉。我國(guó)上海、天津、北京等市區(qū)都在20世紀(jì)初集中開(kāi)采地下水后發(fā)生過(guò)地表下沉的問(wèn)題，黑龍江、山西、山東等省也都出現(xiàn)過(guò)礦產(chǎn)采空塌陷問(wèn)題。若沿海城市地表嚴(yán)重下沉，迫使海水倒灌，土壤和地下水會(huì)趨向鹽堿化。

2）對(duì)水環(huán)境的影響。城鎮(zhèn)居民的生活垃圾制造速度較快，若隨意沿河傾倒或囤積，會(huì)嚴(yán)重影響地表沉積環(huán)境。姚書(shū)春等（2005）發(fā)現(xiàn)1950年以來(lái)洪湖沉積物中C、N含量明顯升高。研究表明其元素含量的改變與流域范圍內(nèi)居民生活污水入湖量增加有關(guān)。城鎮(zhèn)暴雨徑流產(chǎn)生的溢流可將地表的殘留污染物，如洗車的清潔劑、花園植物的殺蟲(chóng)劑，及堆積的部分廢棄物帶入附近地表水，不僅影響了水體性質(zhì)，也會(huì)造成行洪不暢和內(nèi)澇等災(zāi)害情況。此外，跨江建橋時(shí)只有涉水部分的基礎(chǔ)施工對(duì)地表水影響較大，但大多能在短期恢復(fù)（何琳劍等，2021）。

3）對(duì)土壤環(huán)境的影響。大量的橋梁、密集建筑群、道路建設(shè)使得地表土壤被大量瀝青或水泥覆蓋，并伴隨施工時(shí)建筑廢料及工人生活垃圾的堆積，使得土壤容重增加、含水量減少、滲透性減弱。此外，隨人口密度的增加，游人及進(jìn)入戶外景觀的車輛使景觀土壤板結(jié)嚴(yán)重，土壤的含水量下降，地面徑流量也相應(yīng)增大（Deluca et al.，1998;馮學(xué)鋼等，1999）。

為了解決道路建設(shè)后尾氣污染的問(wèn)題，汽車加裝了尾氣催化轉(zhuǎn)化器（VECs），其活性組分為Pt、Pd、Rh，反而使尾氣中含有了鉑族元素（PGEs）顆粒物（Whiteley et al.，2003），造成其在地表富集，引起地表沉積化學(xué)性質(zhì)的改變，周邊生物的健康也會(huì)因此受到影響。

4）對(duì)風(fēng)環(huán)境的影響。城鎮(zhèn)里人口、房屋、高架橋越來(lái)越密集，尤其是不同高度的房屋常連片分布，這降低了城市的風(fēng)速與自凈能力，加劇了空氣質(zhì)量的惡化與“熱島效應(yīng)”的產(chǎn)生。近地風(fēng)穿過(guò)城市時(shí)，其湍流、旋渦尺度及風(fēng)速受到影響，產(chǎn)生下沖、角流、穿堂風(fēng)等效應(yīng)，可出現(xiàn)局地強(qiáng)風(fēng)的現(xiàn)象（劉輝志等，2005）。局部顆粒粒徑及黏聚力較小的沉積物將被氣流吹蝕。城市綠化景觀具有一定的防風(fēng)效果，且有利于空氣中CO2的捕捉與固定。

4.2? 對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

城鎮(zhèn)綠化景觀促進(jìn)了城市微生態(tài)系統(tǒng)的形成，植物具有的蒸騰作用還能有效改善城市熱環(huán)境因城鎮(zhèn)化帶來(lái)的影響（逯鑫，2019）。道路建設(shè)對(duì)生物生境卻具有直接破壞作用。李惠敏等（2018）通過(guò)研究2003—2013 年天津市濱海新區(qū)土地情況，發(fā)現(xiàn)隨著道路影響域范圍內(nèi)建設(shè)用地的增長(zhǎng)，水域、鹽田、沼澤等生態(tài)環(huán)境面積逐年下降。此外，道路及其他建筑物施工中噪聲、塵土、燈光、人為干擾都會(huì)驚擾到周邊生物，影響地區(qū)生物多樣性。施工時(shí)的設(shè)備、人員和材料等可能攜帶外來(lái)生物，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不小的影響。交通致死是道路建設(shè)對(duì)生物生存造成威脅的直接表征形式。樸正吉等（2012）分析了2007—2009年吉林長(zhǎng)白山自然保護(hù)區(qū)道路對(duì)獸類交通致死情況，發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)交通致死的獸類達(dá)14種，其中夜行動(dòng)物的致死率達(dá)69.8%。

此外，城鎮(zhèn)居民若采用焚燒的方式處理生活垃圾，會(huì)向大氣中排出二噁英這種有毒物質(zhì)。二噁英可吸附在沉積物顆粒上，沉降于水體和土壤里，最終通過(guò)食物鏈傳遞、富集在生物體內(nèi)，影響生物健康狀況。

5? 結(jié)論與展望

以上研究綜述了近幾十年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者有關(guān)人類活動(dòng)對(duì)沉積環(huán)境影響的主要研究進(jìn)展。學(xué)者們從涉水工程、農(nóng)業(yè)耕殖、工業(yè)生產(chǎn)、城鎮(zhèn)建設(shè)等方面，對(duì)人類活動(dòng)所造成的物理、化學(xué)、生物沉積環(huán)境變化進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，得出了影響沉積環(huán)境改變的控制因素。

通過(guò)總結(jié)國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者們對(duì)人類活動(dòng)影響下的沉積環(huán)境改變的研究，發(fā)現(xiàn)學(xué)者們偏向于對(duì)其進(jìn)行微觀、具體、片面地分析，例如只通過(guò)對(duì)某一地區(qū)湖泊、河流中的化學(xué)微量元素或沉積物粒度進(jìn)行專門的實(shí)驗(yàn)研究與實(shí)地調(diào)查分析，而缺乏對(duì)較大沉積環(huán)境區(qū)域內(nèi)的完整沉積體系發(fā)育過(guò)程進(jìn)行宏觀、綜述性、概括性的認(rèn)知與影響因素的總結(jié)。并且在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，分析物理、化學(xué)性質(zhì)變化的研究方法較簡(jiǎn)單，不能細(xì)分人類活動(dòng)的污染階段，無(wú)法分階段，針對(duì)性地闡述人地響應(yīng)結(jié)論。以上不足之處致使目前在各種沉積環(huán)境下對(duì)各類型人類活動(dòng)的完整響應(yīng)過(guò)程及響應(yīng)特征仍不清晰，后續(xù)需要加強(qiáng)研究的總結(jié)與推廣，即從微觀推至宏觀，從局部推至整體。此外，人類活動(dòng)范圍較廣且種類較多，故影響沉積環(huán)境形成的因素可能較復(fù)雜，有多種活動(dòng)疊加作用的影響，今后需對(duì)不同人類活動(dòng)參與下的沉積環(huán)境的演變進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)研究。

針對(duì)以上沉積環(huán)境遭到改變所引發(fā)的生態(tài)問(wèn)題，人類可以從完善環(huán)境保護(hù)與監(jiān)測(cè)機(jī)制、加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)工作的監(jiān)督和管理、加強(qiáng)居民在生活中對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)等措施進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

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