第四纪地质学论文参考文献

根据上述沙漠化调查和监测环境地质指标，下面按国际地质指标释义形式介绍沙漠化的环境地质指标。

一、沙丘的形成与活化

名称：沙丘的形成与活化

简介：沙丘和沙席是在各种气候和环境控制因素作用下形成的，其中包括风速和风向、湿度和堆积量。大陆环境下沙丘系统和沙席是由风力作用搬运或再运移的沉积物形成的。新形成的沙丘是由气候变化和/或人类扰动使沉积物重新活动而产生的。源自许多沙漠边缘沙丘迁移以及温带地区半固定、固定沙丘的活化（如塔克拉玛干沙漠东南缘，毛乌素沙地等）。沙丘形态或位置的变化可指示干旱程度、风速和风向的变化（参见风蚀、风积作用）或人类的扰动。利用干旱度指标和沙丘活动性指标（沙丘活动性指标是指现有风能与降水量—潜在蒸发量比值的比率）能够把沙丘的变化与气候变化联系起来。

意义：运动着的沙丘可能会掩埋房屋、场地，阻塞变通。半干旱至半湿润地区的沙丘活动，使牧场和农业的可耕地面积减少。它们也是干旱性变化的一个很好的指标。沙丘通过提供地貌和水文对生物增减的控制，在许多生态系统（北方的生态、半干旱地区、沙漠区）中起着重要的作用。

人为或自然原因：沙丘形态的变化和沙丘的运动可能是由干旱程度的变化（旱灾的周期）引起的。广泛的变化也可能是因风模式的改变以及人文活动诱发的，例如过度放牧对植被造成的破坏，以及不合理的耕作生产、生活方式。

适用环境：沙丘分布广泛于中纬度干旱、半干旱、半湿润的沙漠、沙地区，零星分布于盆地内古河道发育地带。

监测场地类型：活动沙丘的边缘，半固定沙岗和植被稳定的固定沙丘。

空间尺度：块段至景观/区域尺度。

测量方法：沙席和沙丘区大小、形状和位置的变化可以通过重复地面勘查监测，活动及固定沙丘和残遗沙丘的测量则利用航空摄影或卫星图像进行监测。

测量频率：监测沙丘与干旱周期有关变化的测量频率应是5～10年一次，当发现移动时，应加大监测频率。

数据和监测的局限性：往往缺乏气候记录，尤其是风的资料。

过去与未来的应用：能够建立干旱、半干旱、半湿润地区过去50年中沙丘活动性的记录，并能将这些记录与温度和降水量记录联系起来。已有第四纪残遗沙丘的古记录（包括古风向）可以评价未来的气候变化对风成系统的潜在影响。

可能的临界值：沙丘活动指数M>50。其他的临界值可能以活动沙丘区对农业耕地以及相关地下水位的容许极限为基础。

主要参考文献：

十九世纪美国大平原上活动沙丘的沙：来自早期考察者计算的证据.第四系研究，43：118-124.

沙漠地貌学.伦敦：UCL出版社.

沙丘的地貌.伦敦：Roottedge.

Cooke，R.， and ：USL Press.

Lancaster of desert ：Roottedge.

Muhs， dune sand on the Great Plains in the 19th Century：evidence from accounts of early Research，43：118-124.

Nordstorn，.， and dunes：form and ，John Wiley and Sons.

其他资料来源：农业与环境署、地质调查所、沙漠研究所、国际第四纪研究联合会

（INQUA）、国际地貌学家协会（IGA）。

有关的环境和地质问题：活动沙丘可能侵入并破坏农业生产耕地、影响交通运输干线。人类为稳定沙丘作出了努力。沙的运移使地表蒸发量降低，可影响浅层地下水位。

总体评价：沙丘是干旱、半干旱、半湿润地区地表形态与环境变化极为重要的指标。

二、地表岩土组成

名称：地表岩土组成

简介：地表出露着各种岩土类型，其中松散堆积物的抗风化能力最差。在干旱、半干旱和部分半湿润地区的少雨多风条件下，岩土类型的不同其产沙能力具有较大的差异。一般说来，碳酸岩、喷发岩类（灰岩、白云岩、玄武岩、流纹岩等等）分布区为不产沙区；抗风化能力较差的中生代晚期及第三纪半固结碎屑岩为少量产沙区；松散的第四纪堆积物，特别是第四纪晚期河流湖滨相富沙沉积物分布区是土地沙漠化的大量产沙区。我国现代沙漠及沙漠化土地则主要分布在大量产沙区及周遍生态环境较脆弱地带。

意义：地表岩土的固结程度以及松散堆积物的粒级组分等物理特性，是判断土地沙漠化发生发展的基础环境地质指标。特别是在预测土地沙漠化可能发生的潜在地域时，地表岩土组成及其物理特性具有指示意义。

人为或自然原因：自然成因。

适用环境：干旱、半干旱及部分半湿润地区。

监测场所类型：毛乌素沙地中北部等（侏罗、白垩纪地层分布区）少量产沙区；第四系分布区。

空间尺度：块段至景观/中尺度至区域尺度。

测量方法：结合地质图编绘，野外进行侏罗、白垩纪地层表面“糠砒砂”的抗风化物化测试。

数据和监测的局限性：地表岩土组成受自然和人为影响较强，抗风化强度难以监测。

过去与未来的应用：预测未来气候环境变化时，易发生土地沙漠化和可能产沙的重点地区。

可能的临界值：参照岩石类型地质单元分界。

主要参考文献：

董光荣，金炯，申建友等.1990.晚更新世初以来我国陆地生态系统的沙漠化过程及其成因.见：刘东生编.黄土·第四纪地质.全球变化（第二集）.北京：科学出版社，91-101.

樊自立，马映军.2002.塔里木盆地水资源利用与生态平衡及土地沙漠化.中国历史地理论丛，17（3）：27-32.

龚家栋，程国栋，张小由等.2002.黑河下游额济纳地区的环境与演变.地球科学进展，17（4）：491-496.

吴波，慈龙骏.1998b.毛乌素沙地荒漠化的发展阶段和成因.科学通报，43（22）：2437-2440.

新疆荒地资源综合考察队.1985.新疆重点地区荒地资源合理利用.乌鲁木齐：新疆人民出版社.

赵哈林，赵学勇，张铜会，吴薇等.2003.科尔沁沙地沙漠化过程及其恢复机理.北京：海洋出版社.

中国科学院塔克拉玛干沙漠综合科学考察队.1994.塔克拉玛干沙漠地区土壤和土地资源.北京：科学出版社.

朱震达，王涛.1992.中国沙漠化研究的理论与实践.第四纪研究，（2）：97-106.

Acton，（eds） health of our soil-toward sustainable agriculture in for Land and Biological Resources Research，Ottawa：Agriculture and AgriFood Canada.

Rodriguez-Iturbe and soil moisture dynamics：a theoretical approach to the ecohydrology of water-controlled ：Cambridge University Press，2003.

有关的环境和地质问题：在自然和人类作用下可能发生水土流失。

总体评价：地表岩土组成是环境和人为作用下的产物，其变化会影响地表和地下水质量。

三、土壤物质组分含量

名称：土壤物质组分含量

简介：从地学角度来看，土壤层既是地表沉积物经风化和生物作用产生的风化壳层。也是反映气候、水分、植被和地形等环境要素的地质标志。一般对土壤物质含量的分析主要包括：物理性粘粒和有机质、氮、磷的数量变化等。我国东部科尔沁沙地，内蒙伊克昭蒙及腾格沙漠东南缘沙坡头等地的实践工作都证明：土壤物质含量指征及其变化量，可以用来确定土地沙漠化发展阶段或程度。

意义：土壤物质组分含量的变化是土地沙漠化过程的重要标志，是反映沙漠地区环境变化的重要信息。物理性粘粒是表征土壤塑性、保水能力的分界线，其含量高，意味着土壤物理性能好，保水、保肥能力高。土壤有机质一方面反映了植物残体的养分归还能力，另一方面也反映了地面植物生长的情况。所以土壤有机质和物理性粘粒在评价沙漠化土壤特征中具有重要作用。

在研究风蚀沙漠化问题时，通过对沙漠化土壤物质含量的研究，深入、全面了解沙漠化过程的发展规律和沙化土壤退化的演变过程，认清沙漠化危害，将为预测沙漠化发展趋势和采取相应的防治措施提供可靠的科学依据。

人为或自然原因：土壤物质组分含量是人类改造土地或风蚀、水蚀等自然现象改变土地的结果和表现。

适用环境：干旱、半干旱地区，半湿润地区等不同自然地带的沙漠化土地。

监测场地类型：未沙漠化及沙漠化土地。未沙漠化土壤物质组分含量可以作为背景值。

空间尺度：区域尺度/小比例尺。

测量方法：常规物理分析、化学分析。

测量频率：3～5年。

数据与监测的局限性：不同地区原生土壤养分的本底值不尽相同，故不同地区各类沙漠化土地的土壤指征不可能一样，很难定量的确定沙漠化各发展阶段的土壤指征。

数据与监测的局限性：胡孟春（1991），根据野外大量调查样点统计资料整理出科尔沁地区土地沙漠化单要素分类指标：以科尔沁沙漠地区内蒙古奈曼旗为试验点，无论是草地还是旱作农田，发生沙漠化后土壤养分含量均明显下降（表3-14）。土壤养分是作物赖以生长、繁殖的物质保障，其含量的多少直接关系到其生物量的高低。显然，土地沙漠化后，土壤养分环境的恶化是植物（作物）生长、发育和繁殖受阻的重要原因之一。

表3-14 沙漠化过程中草地和旱作农田土壤养分含量的变化

刘玉平（1998）在对毛乌素沙漠化草场实验研究中，也成功地用土壤的物质含量指标与土壤质地一起完成了土壤概况的评价工作。

姚洪林（2002）认为：在土地沙漠化过程中，土壤指标的变化不是单一的，而是多个指标都在发生作用。其中起主要作用的指标是土壤有机质和小于的物理性粘粒。不同沙漠化程度土壤的基本特征如下：

流动沙地：土壤有机质～，全氮～，速氮～，全磷～，速磷～。～沙粒为～，小于的物理性粘粒～，小于的粘粒～。

半固定沙地：土壤有机质～，全氮～，速氮～，全磷～，速磷～。～沙粒为～，小于的物理性粘粒～，小于的粘粒～。

固定沙地：土壤有机质～，全氮～，速氮～，全磷～，速磷～。～沙粒为～，小于的物理性粘粒～，小于的粘粒～。

可能的临界值：物理性粘粒——直径小于的粘粒<、有机质含量<。

主要参考文献：

关有志.1992.科尔沁沙地的元素、粘土矿物与沉积环境，中国沙漠，12（1）：9-15.

胡孟春.1991.科尔沁土地沙漠化分类定量指标.中国沙漠，11（3）：57-61.

刘玉平，慈龙骏.1998.毛乌素沙地草场荒漠化评价的指标体系［J］.中国沙漠，18（4）：366-372.

申建友，董光荣，李长治等.1992.沙漠化与土壤物质含量变化.中国沙漠，12（1）：40-48.

王葆芳，刘星晨，王君厚，丁国栋.2004.沙质荒漠化土地评价指标体系研究.干旱区资源与环境，18（4）：23-28.

王涛，吴薇，赵哈林等.2004.科尔沁地区现代沙漠化过程的驱动因素分析.中国沙漠，24（5）：519-528.

姚洪林.2002.内蒙古沙漠化土地评价指标研究［J］.内蒙古林业科技，（3）：19-23.

朱震达，刘怒，邸醒民.1989.中国的沙漠化及其治理.北京：科学出版社.

有关的环境和地质问题：土壤物质含量的改变可能引起植被的死亡。

总体评价：土壤物质含量是环境和人为作用的灵敏指标：变化会影响土地质量、植被生长。监测土壤物质含量变化可有助于预测未来土壤沙漠化和用于农业、林业等目的的价值。

四、地下水位、水化学

名称：地下水位、水化学

简介：地下水是干旱、半干旱和部分半湿润地区最宝贵的生态资源，其水位埋深的变化，影响者地表植物的生长和土地沙漠化过程。另一方面，地下水的水质，尤其是水中的含盐量、矿化度对土壤水化学组分和地表植物的生存、生长产生较大的影响。塔里木河区植被与地下水质的相关研究表明，当潜水矿化度<5g/l时，胡杨、红柳长势较好，当矿化度>5～6g/l时，胡杨开始出现枯萎，矿化度>30g/l时胡杨全部死亡，矿化度>70g/l时还可见到稀疏生长的红柳。

人为或自然原因：地下水位可因气候变化而发生自然变化，其埋深的变化可以作为预测地表环境及植物生长环境的间接指标。另外，人类过量抽取使地下水位急剧下降，造成地表土地沙漠化。河北坝上局部暖棚蔬菜种植地区，大量地下水的摄取，造成湖泊干枯，出现大面积的土地沙漠化过程。

适用环境：任何抽取地下水用于人类饮用、灌溉、工业用途的地方，或影响生态系统的区域。

空间尺度：从块段到景观/区域尺度。

监测场所类型：可以代表特定含水层的钻井、水井或泉。

测定方法：到达潜水面的深度是采用人工测定、水位自动记录仪或压力传感器监测的。标准水文地质方法被用来计算水量平衡。在计算现实补给速率时必须考虑到近几十年的气候变化和地表生态系统变化。

测量频率：用来反映季节性及每年变化的最小间隔期为月。评价古含水层状态的间隔应当为大约5年。

资料和监测局限性：水位需要在几十年里按季节和每年来测定，以便确定总体趋势。人工方法的总精度约1cm，但是采用自动方法可以将精度提高。

过去与未来的应用：古水体可以作为过去气候变化的“档案馆”。

可能的临界值：为抽水速率超过补给速率时就越过了某个界限，则可持续的可再生资源变为不可再生，并使其变弱的资源。当某个水井的抽水速率超过旁侧入流速率时，该水井就会干枯，因而也就越过了某个界限，尽管当停止抽水或当补给量加大时情况本身可以反过来。

主要参考文献：

地下水.新泽西州 Englewood Cliffs：Prentice Hall 出版社.

地下水介绍.伦敦：Allen and Unwin出版社.

定量地质学.纽约 Academic出版社.

西北地区地下水生态环境临界指标体系与深层承压水合理利用研究.“九五”国家重点科技攻关项目96-912-01-03S报告.

deMrsily， York：Academic Press.

Freeze， Cliff，NJ：Prentice-Hall.

Price， ：Allen and Unwin.

其他资料来源：环境、水/水文公司、地质调查所、国际水文地质学家联合会（ISH）国际水文学科学协会（IAHS）、国际水文规划署（IHP）、世界卫生组织（WHO）。

有关的环境和地质问题：具有大量的与地下水减少有关的环境问题的“备忘录”，包括湿地排水、地质稳定性和土壤盐碱化（参见地下水水质）。城市地区的一个大问题——地下水污染，也减少总的水资源。

总体评价：地下水水位是利用地下水地区的一个基本参数。

五、风蚀、风积

名称：风蚀、风积作用

简介：风蚀是大气圈与土壤圈或岩石圈相互作用并受生物圈和人类活动的干扰而形成的复杂的自然—经济复合过程。风积作用则是在风营力搬运过程中，主要以跳跃或滚动搬运形式的粉细沙粒，在特定的运动休止点开始堆积，形成各种类型的沙丘、沙席。风积与风蚀是风沙运动的近地表的现象，是较干旱地区反映剥蚀—堆积地质作用过程的重要标志。大风作用于地表松散沉积物和脆弱岩层，引起风蚀，携走沉积物和土壤中的细微颗粒。风蚀地质作用主要形成雅丹地貌、风蚀干谷、洼地；风蚀过程常使地下沉积物和植物根系因风蚀出露，减少植被覆盖度，由于细粒物质从地面吹蚀，造成土壤养分不足或植被减少；风积过程常促成地表沙丘、沙席的形成和移动，在一定范围内掩埋田地、阻塞公路，或造成土壤粗化，降低耕田、草场的自然生物产量。

意义：伴随旱灾和干旱化出现的风蚀、风积的形成与地貌形态变化，是衡量沙漠形成和土地沙漠化发展的重要环境地质表征。

人为或自然原因：风蚀、风积是干旱多风地区一种自然现象，它们的作用过程，常改变地表微地貌特征与土壤组分机配，以及植被的生存环境。同时多变的风蚀、风积地表形态对人为活动反映敏感，尤其对诸如耕作和过度放牧等会导致植被减少的人类作用。

适用环境：干旱、半干旱和部分半湿润地区。

监测场所类型：不同自然带沙漠、沙地及生态环境脆弱地区的风蚀、风积地面。

空间尺度：块段至景观/中尺度至区域尺度。

测量方法：辅以航空照片进行典型地带一定范围的地质地貌调查、测量。利用系列图件、航空照片、卫星图像和典型区地面验证方法进行大区域监测。测量频率：5～20年1次。

数据和监测的局限性：风蚀对不同岩土类型和地貌是不一样的，地面粗糙状况（障碍的程度）不同，引起近地面风力削弱程度的差异造成风蚀强度的不同。因此无论是风蚀因子还是由此产生的风蚀过程都具有时间和空间上的随机性，如各等级风速所以不易评价复杂景观的侵蚀强度。

过去与未来的应用：过去的风蚀、风积作用可以通过研究在古侵蚀面上发育的埋藏土壤层和古沙丘来探测。

可能的临界值：沉积物的侵蚀、搬运和堆积是在特定的风速范围内发生的，取决于粒度、胶结和压实程度、含水量、植被和微地貌形态。

主要参考文献：

沙漠地貌.伦敦：UCL出版社.

沙漠环境的地貌学.伦敦：Chapman&Hall出版社.

王涛.中国沙漠与沙漠化.石家庄：河北科学技术出版社，2003.

王训明，董治宝，武生智，陈广庭.土壤风蚀过程的一类随机模型.水土保持通报，2001，21（1）.

吴正.风沙地貌研究论文选集.北京：海洋出版社，2004.

Abrahams， of desert ：Chapman&Hall.

Cooke， ：UCL Press.

Woodruff， Science Society America （5）：602-608.

有关的环境和地质问题：耕地、草场退化、沙漠化。

总体评价：在干旱和半干旱地区，风蚀、风积是地质环境变化的有价值指标。

建议你用百度搜索下“灵生地质作用”，应该基本上就知道了。内容太多，我就不要你的150分了。不过我搜索了，竟然没有！！不好意思了！其实所谓“灵生地质作用”就是指人类活动对自然界的破坏和影响。比如破坏植被造成荒漠化、建设施工导致边坡变形、水利工程诱发地质灾害等等。

徐雪球 张登明 范迪富 吴曙亮 刘志平

（江苏省地质调查研究院，南京210018）

摘要：苏中东部海岸带第四纪以来经历了复杂的海陆演变过程，广阔的滨海平原是由数千年来海岸线东进、长江口东移、沙洲并陆后形成，至今仍处在不断的变化中，海岸变迁对沿海滩涂资源开发利用及港口生产建设带来直接影响。作者应用第四纪海侵、人类活动遗迹、历史记载资料、遥感图像解译等方法对苏中东部第四纪以来海岸带变迁与演化进行分析。

关键词：苏中东部；第四纪；海岸带；变迁

苏中东部包括盐城市所辖的东台、泰州市所辖的泰兴、靖江、姜堰和南通市所辖的海安、如东、启东等市（县）。第四纪特别是全新世中期以来，该地区经历了较为复杂的海陆演变过程。苏中东部滨海平原是由数千年来海岸线东进、长江口东移、沙洲并陆后形成的。随着海平面变化和新构造升降以及泥沙的淤积，苏中东部海岸线仍处在不断的变化之中，给沿海滩涂资源的开发利用及港口的生产建设带来直接影响，研究海岸带变迁具有重要的现实意义。本文从第四纪海侵、古沙堤、人类活动遗迹、历史记载资料、遥感图像解译等方面重点对苏中东部地区全新世以来海岸变迁与岸线淤蚀动态进行初步探讨。

1 地质历史时期的海侵与海岸线

第四纪以来，由于频繁的地壳升降运动，古气候冷暖变化，导致海平面升降，使沿海地区发生多次海侵和海退。通过对百余个钻孔第四纪沉积相、微体古生物和古地磁等分析研究，苏中东部沿海地区第四纪地层中发育5个海侵层［1］，反映第四纪期间，本区至少经历过5次较大规模的海侵，从早到晚分别为如皋海侵、上海海侵、太湖海侵、滆湖海侵和镇江海侵［2］，其间可能存在多次小的波动。根据海侵层的分布范围，大致可以推断此时期的海岸线位置。

早更新世中期

为本区第四纪以来发生的第一次海侵，海侵层仅分布于如皋以东，见于如皋、如东北坎、启东南阳等地，含丰富的有孔虫，据沉积相分析，形成于河口环境。从其侵入的范围看，它是第四纪波及本区最小的一次海侵，推断海岸线大致在今小洋港—如皋—如东南—启东一线，向南折向上海方向［2］。根据古地磁资料，海侵层位于贾拉米洛极性亚时与奥都威极性亚时之间，距今约180万～100万年。

中更新世早期

为第二次海侵，其范围略大于前期海侵，除如皋一带发现河口相有孔虫外，在靖江一带发现海绿石，表明已有海水波及。推断海岸线大约在小洋港—如皋稍西的位置折向东至海门一线。据古地磁资料，海侵层位于布容正极性世时与松山反极性时界线之上，距今约78万年。

晚更新世早期

晚更新世早期发生第三次海侵，西侵的范围已达到镇江和扬州的东部，苏中东部均被海水淹没，海岸线大约在高邮东—泰州西—常州—金坛一线。该海侵层位于布来克极性亚时附近，距今约10万年。

晚更新世早期

晚更新世晚期发生的第四次海侵，是江苏第四纪时期波及范围最广的一次海侵，其西侵位置已达西部丘陵地带，推断海岸线大致在高邮—镇江—金坛西至宜兴一带。据测年资料，时代约为距今万～5万年。

全新世

发生了第五次大规模的海侵，大约距今8500年前后，海水波及本省东部，距今7000年前后海侵达到最大，苏中东部地区均处于海域中，此时的江苏海岸线大致从北部赣榆、沭阳一线，经泗阳、蒋坝附近沿着丘陵岗地的东缘抵达扬州附近，再折向仪征。高海面使长江口后退至镇江、扬州附近，海浪和潮汐的影响直抵扬州的蜀冈及镇江的北固山、象山一带［3］。此后海面波动下降，岸线开始后退［4］，在其后的数千年中，由于长江流域泥沙量的增加和海平面的下降，使长江口岸线逐渐东移的同时，长江河口开始发育河口沙坝，长江三角洲从此进入发育期，对本区海陆变迁产生深刻影响。

2 新石器时期海岸变迁（距今约6000年前后）

苏中地区东部有据可考的最早海岸可追溯到新石器时期。距今约6000年前后，海安—姜堰一线以北已经成陆，成陆不久就有动物群在此活动，随后先民也在这里生息。据海安双楼、青墩、隆政等地出土的动物化石和新石器文化遗址14C测年资料［5，6］和文化层对比，形成年代在5000～6500年，与盐城大岗西岗贝壳堤形成年代相当［7］。苏中东部其他地区尚未成陆。由此可以确定，海岸线在海安西侧，向北折向东台、盐城大岗，与苏北古海堤相连（图1）。向西大致沿通扬运河与扬（州）泰（州）古沙岗［8］。相接。扬泰古沙岗所代表的岸线，也就是当时长江口的北岸。长江口南部岸线大致在扬中夹江附近南延于茅山东麓与长荡湖之间［2］，泰兴黄桥一带长江河口沙坝开始形成。苏中东部的东台、海安以东、如东、南通、启东等地尚为水域。

3 历史时期海岸变迁

夏商时期

大约在距今4000年前后的夏商时期，海面开始逐渐下降，岸线东移，然后又趋于稳定，在沿岸又发育一道新的滨海沙堤（东冈），苏中东部海岸线大致位于东台—海安西场，向北与东冈相接，向东移动距离不大。南部岸线即长江口北岸变化较大，大致从海安西场折向西，沿海安仁桥、姜堰顾高庄一线延伸，较前期岸线向南向东移动了10～20km。随着长江三角洲不断前展，黄桥地区的长江河口沙坝逐渐露出水面形成沙洲，沙州两侧为汊道河床。史料《后汉书，郡国志》中就曾记载有扶海洲；《江南通志》记载：“扶海洲通州地，汉时为扶海洲。”扶海洲应是当时长江口中的沙洲［9］。根据地理位置判断，在今如皋西南一带，即黄桥沙坝所在地，其东北据钻孔资料分析［5］，属古汊道沉积。南侧地势较低，分布有湖荡沼泽，为黄桥沙洲南面汊道所在。南通、海安一带处于滨－浅海环境。

秦汉时期（约距今2000年前后）

史料记载，盐城汉时为一片沙洲［10］，据盐城南三洋墩出土汉墓［4］，推测当时苏北中部海岸位于阜宁、盐城、东台一线，向南与如皋东南古长江口北岸线相连，岸线位置较夏尚时期只东移了数千米。但苏中东部岸线因长江三角洲的东移而发生较大变化，尤其是长江口北岸岸线南移较快，已移至泰兴—季市—双甸一线，向南推移约30km，向北基本维持在丁所—富安—安丰东台一线。成于战国的《禹贡》称：“淮海唯扬州”，楚怀王十年（前391年）称扬州为广陵，长江北岸仅置广陵县，西汉时因其东陆地增长，再置海陵县（今泰州），东晋时海陵以东再置如皋县，可见陆地是逐渐东移的。到西汉，黄桥沙州已经并岸［9］，在黄桥沙州与北岸连接成陆的同时，今南通平潮、金沙一带又出现新的的沙州即胡逗洲，亦称壶豆洲［11］，胡逗洲与如皋间为横江古道。泰兴、靖江一带为长江河道，如东、海门一线以东处于三角洲前缘。

图1 苏中东部地区全新世以来海岸变迁图

隋唐时期（距今约1200年前后）

海堤是沿海平原区用于抵御潮患、防止海水入侵而修建的一种人工标志，据考证［12］，唐大历年间（756～761）修筑的长丰堰，北端在阜宁沟墩，南端在大丰刘庄以南，北宋时期又修建至东台、富安一带，海堤基本代表了当时的海岸线位置，可见，海安以北岸线位置变化不大。1973年在如皋白蒲镇西十余里发现一唐代沉船［13］，证明秦汉时期的横江古道在唐初时期仍然存在。至唐末，海安以南海岸线向海域推进十分明显，横江淤塞，胡逗洲与北岸如皋相连［14］。此时，如东西部海域已全部成陆，海岸线东移至富安—如东—骑岸—东社一线，与长江口北岸岸线相接，南部海门一带又形成了大片沙洲。该时期海岸线反映自汉以后，长江三角洲生长迅速，岸线东移20～50km，并南偏约20多km。与长江流域的山地开垦有着密切的关系［15］。

北宋时期（距今约900年前后）

据史料记载，北宋时期（1023～1027年）修筑的捍海堤即范公堤，北段位置趋向与长丰堰相当［16］，大致与通榆公路平行。海堤南段折向李堡，向东经如东—骑岸—吕四港，大致代表了此时期苏中东部的海岸线位置。海安以北岸线向东移动不大，海安—如东段向东推进约5～10km。如东、吕四一带的三余海湾由此形成。此时期是南通东部海域被淤积成陆时期，以南通－启东北部淤进最快，海门沙州并岸，长江口北部岸线已推进到现在的启东附近。

明清时期（1368～1911）

南宋初期（1128年），黄河南下夺淮入海，到1855年北归，历时700余年。由其携带大量泥沙倾注人海，使江苏北部海岸迅速向外推进。明弘治七年（1494年），黄河全流夺淮入海，至1582年，河口开始反映出突进的趋势，苏中东部北段海岸线向海推进明显，淤进约10km，海岸线大致在大丰—沈灶—李堡一线，南部长江三角洲区岸线，在此期间则以较慢的速度向海推进，江苏“Z”字型海岸线轮廓在此阶段形成［17］。清光绪年间（1820年），苏中东部东台段海岸线已推进至三仓—李堡以东，推进约20km。李堡—如东段海岸推进微弱，三余湾海岸线向东推进约10km。

4 近代海岸变迁

黄河北归后至今的150年间，江苏海岸线进入调整时期。1855～1890年，黄河口段岸线停止向海推进，海洋动力作用开始对废黄河口产生侵蚀，岸线皆呈全线后退趋势。而苏中东部岸段继续保持着淤进状态，以区内如东南部岸线淤进速度最快，35年间平均淤进达，其他岸段一般不超过10km［17］。1890～1921年30余年中，本区岸线仍呈现淤进态势，长江口段1890年前形成的启东沙洲已扩展成陆，启东咀形成。

从1855～1921年，经过60余年的调整，基本完成了海岸的塑造及巨量泥沙重新分配搬运，苏中东部海岸一直沿袭着历史海岸的淤进状态，东凌港口—新开河口及长江口段岸线，向海淤进12km左右，川水港岸段达到17km。

20世纪70年代以来，在海洋水动力作用影响下，海岸线逐渐变得顺直流畅，但进退变化特点基本沿袭着历史海岸线的演变踪迹。

5 现代海岸稳定性及演变趋势

苏中东部主体属于淤积型的粉砂淤泥质海岸，根据20世纪70年代以来四期卫星遥感图像资料分析，本区海岸线除东灶港－蒿枝港岸段处于弱蚀退外，大部分岸段处于淤进状态。

川水港—东灶港岸段

包括东台、海安、如东、通州和海门沿岸，为淤积型海岸，沉积物为粉砂淤泥，海滩宽度不一，其中川水港一小洋港段宽1000～5000m，东凌港—东灶港段500～2500m不等，其他岸段皆较窄。该岸段长期以来处于淤涨，但淤涨速度缓慢且不均匀。小洋港以北岸段、东凌港—东灶港岸段属于强淤积型海岸，年平均淤积量分别达360m和435m；小洋港—东凌港岸段淤积较小，年均淤积量约92m，属弱淤积型海岸。1977～1984年淤进120～4400m，年均17～733m；而1984～1997年淤进0～3800m，年均0～292m，淤进速度明显减缓。

从所处的海岸位置看，川水港—东灶港段岸线位于废黄河三角洲和长江三角洲的交汇区域，由于北部海岸的侵蚀后退，大量泥沙沿岸南移，加上长江入海泥沙的向北扩散，每年仍有大量泥沙在该段落淤，因此近期该岸线仍在不断向外淤积扩展，今后仍将保持淤进趋势。但值得注意的是小洋港—川水港岸段，水动力条件复杂，滩面潮沟发育，潮汐水道的迁移，对滩面产生强烈侵蚀，20世纪80年代中期以来，低潮滩由淤进转为蚀退，20年来蚀退距离达到500～2000m。

东灶港—蒿枝港岸段

为侵蚀型海岸，长24km，位于海门、启东沿岸。堤外海滩很窄，沉积物较北部海岸变粗，滩面潮沟发育，由于受南黄海涌浪影响和风浪作用，又因堤外沙脊群的存在，波浪折射效应明显，使东灶港东南的吕四附近海面为波浪辐聚区，波浪增大，加之海岸与东北向风浪垂直，使海浪对岸线侵蚀、对滩面的刷深明显。20世纪70～80年代中期，岸线平均每年后退25m。20世纪80年代中期以来，由于海堤的修筑，有效地防止了风暴潮的侵袭和破坏，对长期处于侵蚀后退过程中的岸线也起到了永久性保护。今后该岸段的强侵蚀作用由于受小庙洪深槽的影响也将继续下去，刷深仍在进行，该段的高潮滩几乎被侵蚀殆尽，但有海堤保护岸线不会后退。

蒿枝港—连兴港岸段

为稳定型海岸，长约45km。堤外海滩宽～。沉积物为粉沙淤泥，20世纪70年代出现微淤，近期由于物质来源有限，冲淤基本平衡，岸滩变化不大。该岸段的连兴港河口因水下无沙洲等掩护，来自东海的季节性风浪对海岸冲刷较强，近期因种植大米草，起到了较好的促淤护岸作用，同时该岸段因处于长江入海口，有长江泥沙的补充，使近期岸线滩面基本稳定。

6 结束语

苏中东部地区第四纪以来海岸带经历了5次较大规模的海陆变迁。海陆变迁受海面升降、地壳运动和河流输沙等综合因素影响。黄河夺淮南下和北归、长江河道南摆和沙洲并岸是历史时期引起苏中东部地区海岸变迁的两大主要因素。

宋以前，东台岸段海岸较为稳定，变迁缓慢，而南部海岸因长江三角洲的发育，海岸线东进明显。南宋初期黄河夺淮入海，使东台岸段海岸线迅速东迁，而南部海岸线向海推进较慢。黄河北归后，海岸变迁进入调整期，但仍呈现出向东迁移的淤进状态，淤进速度明显变缓。

20世纪70年代中期至今，多时相遥感图像显示，苏中东部海岸线近期还在不断的演变之中，在今后较长的时期内，仍将总体上继续历史时期的演变规律。除东灶港—蒿枝港岸段处于弱蚀退外，大部分岸段处于淤进状态，今后仍将保持淤进趋势。值得注意的是小洋港—川水港岸段，水动力条件复杂，潮汐水道的迁移，对滩面产生强烈侵蚀，低潮滩由淤进转为蚀退。

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Seacoast Variation and Evolution in the Central to East Part of Jiangsu Province since Quaternary

Xu Xueqiu, Zhang Dengming, Fan Difu, Wu Shuliang, Liu Zhiping

(Jiangsu Institute of Geological Survey, Nanjing 210018)

Abstract: Complicated seacoast variation and evolution have taken place since Quaternary in central to east part of Jiangsu seashore plain was formed by the eastward moving of the shoreline and the estuary of the Yangtze river, and alluvion encroaching the continent. The seashore variation at present time is taking into affects in the exploration and using of the resources in tidal flat belts and the production of the ports. The authors analyzed the seacoast variation and evolution since Quaternary based on the Quaternary transgression, relics of human activities, historical documents and remote sensing images.

Key words: Central to east part of Jiangsu Province; Quaternary; Seacoast belt; Variation

张宗祜1 闵隆瑞2 朱关祥3 张 静1

（1.中国地质科学院水文地质环境地质研究所，河北石家庄 050061；2.中国地质科学院地质研究所，北京 100037； 3.中国地质科学院，北京 100037）

1 周口店阶阶名及其名称由来

1963年全国地层委员会裴文中、周明镇、郑家坚编写的《中国的新生界》 中，将更新世中期含中国猿人、石器和梅氏犀、中国鬣狗、肿骨鹿等哺乳动物的周口店洞穴堆积名之为 “周口店阶”。 1999年12月第二届全国地层委员会第四系工作组在十三陵断代工作会议期间再次提出建立周口店阶。 2002年被正式列入中国区域年代地层表中。

2 周口店阶层型和副层型剖面位置

周口店阶命名地点是北京西南59 km处的房山县周口店，地理坐标：北纬39°42′东经116°。层型剖面位于周口店龙骨山奥陶纪石灰岩洞穴，其编号为周口店第一地点，即中国猿人化石产地，乘坐公交车即可到达（图1）。

图1 北京房山周口店阶层型剖面交通位置图

为了能更广泛地进行区域性对比，2006～2007年间，张宗祜、闵隆瑞等在距北京200多千米的河北阳原泥河湾盆地郝家台台儿沟泥河湾阶之上建立了一个河湖相周口店阶副层型剖面。宣大高速公路和秦大铁路可到达化稍营镇（图2）。

图2 河北阳原化稍营郝家台台儿沟副层型剖面交通位置图

3 周口店阶的层型剖面描述

北京房山周口店第1地点层型剖面。

第1地点的洞穴东西长140余米，南北最宽处约20 m，向西渐渐变窄。堆积层基本上是由冻裂物理风化形成的角砾层与非角砾层相间互层组成，洞内剖面厚度有一定的差异，但自上而下统一分为13层，总厚 m。

中国主要断代地层建阶研究报告（2006～2009）

河北阳原化稍营郝家台台儿沟周口店阶副层型剖面。

剖面描述见图3。

图3 河北阳原化稍营郝家台台儿沟周口店阶副层型剖面柱状图

4 周口店阶的底界界线定义

岩性特征

（1）北京房山周口店第一地点层型剖面底部第13层的岩性是：红色粉砂质粘土角砾层，角砾风化较强，厚 m。

（2）河北阳原化稍营郝家台台儿沟周口店阶副层型剖面底部的岩性是：浅红色粘土层夹1层浅黄绿色砂质粘土层，厚 m。

从（1）、（2）岩性可见，周口店期开始是处于氧化较强的环境，故岩性均呈红色。

磁性地层和同位素年龄

（1）北京房山周口店第一地点层型剖面属古地磁布容正向极性时，第13层底约距今 Ma（B/M界线）；第12层年龄：（±）Ma（ESR）。

（2）河北阳原化稍营郝家台台儿沟副层型剖面底是在古地磁极性柱B/M界线之下 m处，约 Ma。

从（1）、（2）磁性地层分析，周口店阶底部年龄为（B/M）左右。

古生物标志

（1）北京房山周口店第一地点层型剖面孢粉分析结果表明，第13层（即剖面底）为孢粉贫乏带，仅个别样品见少量Artemisia（蒿）和Selaginella sinensis（中华卷柏）。

（2）河北阳原化稍营郝家台台儿沟副层型剖面周口店阶底部孢粉分析结果表明，孢粉含量少，以Artemisia（蒿）、Gramineae（禾本科）为主。介形类分析结果表明，主要分子有：Limnocythere dubiosa（疑湖花介）、Limnocythere sancti-patricii（单瘤湖花介）、Ilyocypris gibba（隆起土星介）、Limnocytherebinoda（双瘤湖花介）、Leucocythere plethora（丰满白花介）等，而其中以Limnocythere dubiosa 占绝对优势，可作为古生物标志。

5 周口店阶的单位层型内年代地层和生物地层特征描述

北京房山周口店第一地点周口店阶年代地层和主要古生物特征

同位素年龄及磁性地层

1）氧同位素测定结果：非角砾层可与太平洋V28-238氧同位素奇数段对比，代表间冰期；角砾层则可与偶数段对比，代表冰期。

2）铀系测年结果

第2层年龄值为： Ma

第3层年龄值为 Ma和 Ma

第7层年龄值为：～ Ma

第8～9层年龄值为： Ma

第10层年龄值为：（±）Ma

3）热释光测年结果

第4层年龄值为：（±）Ma和（±）Ma

第10层年龄值为：～

4）裂变径迹测年结果

第4层年龄值为：（±）Ma

第10层年龄值为：（±）Ma

5）ESR测年结果

第4层年龄值为：（±）Ma

第10层年龄值为：（±）Ma

6）氨基酸外消旋法测年结果

第8、9层年龄值为：

7）古地磁测定

整个剖面属布容（Brunhes）正向极性时，第13层底约距今

哺乳动物化石

以北京猿人、肿骨鹿为代表，主要组成分子是：

北京猿人 Homo erectus pekingensis（1929～1933年发掘时称中国猿人 Sinanbhropus pekinensis Black）

肿骨鹿 Megaloceros pachyosteus Young

中国鬣狗 Hyaena sinensis Zdansky

杨氏虎 Felis youngi Pei

三门马 Eqnus sanmeniensis Teilhard et Pivetean

剑齿虎 Megantareon inexpectatus Teilhard

披毛犀 Coelodonta antiquitatis Blumenbach

居氏大河狸 Trogontherium Fischer

梅氏犀 Rhinoceros merki J?ger

巨骆驼 Paracamelus gigas Schlosser

洞熊 Ursus speaeus Blumenbach

德氏水牛 Bubalus teihardi Young

纳玛象 Palaeoloxodon Falconer et Cautley

猎豹 Cynailurus sp.

豪猪 Hystrix subcristata Swinhoe

北京麝 Moschus moschiferus Young

裴氏转角羚羊 Spirocerus peii Yoang

硕猕猴 Macacus robustus Young

竹鼠 Rhizomys sp.

鼹鼠 Scaptochirus primitivus Zdansky

狼 Canis lupus L.

狐 Vulpes L.

豹 Felis pardus L.

孢粉组合带特征

第13层：孢粉贫乏，仅个别样品见少量蒿（Artemisia ）及中华卷柏（Selaginella sinensis）。

第12～10层：温带落叶阔叶林-草原的胡桃楸（Juglans m andshurica）-榆（Ulmus）-栎（Quecus）-蒿（Artemisia）组合。

第8、9层：中华卷柏（Selaginella sinensis）-薄叶卷柏（Selaginella delicatula）-桦（Betula）-榆（Ulmus）组合。

第7层：蔷薇科（Rosaceae）-葎草（Humulus）-禾本科（Gramineae）组合。

第6层：中华卷柏（Selaginella sinensis）-翠云草（Selaginella unicinata）-钱苔（Riccia）组合。

第5层：未采样。

第4～1层：藜科（Chenopodiaceae）-蒿（Aremisia）-蓼（Polygonum）-中华卷柏（Selaginel-la sinensis）-松（Pinus）组合。

河北阳原化稍营郝家台台儿沟周口店阶年代地层和主要古生物特征

周口店阶底界之上 m处为古地磁B/M界线，故其底界接近B/M界线，约 Ma

周口店阶顶界在图3中，143层（±）ka年龄采样点下1 m处，约120 ka，接近更新统上部128 ka的界线。

介形类组合特征

周口店阶介形类化石较丰富，为 Limnocythere（湖花介）-Ilyocypris（土星介）-Eucypris（真星介）组合，主要分子有：Limnocythere dubiosa，Limnocythere sancti-patricii，Ilyocypris cornea，Ilyocyprisdunschanensis，Eucypris inflata 等化石。沉积环境为湖相，气候较暖干，水体较咸。

孢粉组合段特征

以图3中138层底（深）为界，划分为2个组合段。

下组合段：孢粉含量少，孢粉浓度为～粒/克，木本植物花粉以Pinus（松属）为主，还有Picea（云杉属），Abies（冷杉属）； 草本植物花粉以Artemisia（蒿属），Chenopodiaceae（藜科）为主，不能确切反映本段植被面貌。

上组合段：孢粉浓度为～粒/克，木本植物花粉占0～％，有Pinus（松属），Picea（云杉属），Cupressaceae（柏科）； 草本植物花粉占％～100％，以Artemisia（蒿属），Gramineae（禾本科）为主，偶见蕨类植物孢子Polypodiaceae（水龙骨科），此孢粉组合特征反映出由针叶阔叶树种组成的疏林草原植被面貌，气候较温干。

6 对比关系

北京房山周口店阶在周口店地区对比性较好

第1地点10～13层，可与周口店第9、13地点对比。

第1地点第4～9层可与周口店8、6、5和2地点对比。

第1地点第1 ～3层可与周口店15、4、21、23、24和20地点对比。

第1地点北东的太平山北坡西地点堆积层之（4）与（5）层也可与本阶对比。

河北阳原化稍营郝家台周口店阶在泥河湾盆地东部对比性较好

经古地磁测定，阳原县郝家台小渡口剖面、小长梁剖面、官亭村西鹿角梁剖面、洞沟剖面和蔚县东窑子头剖面与红崖剖面等，均测到B/M界线，即周口店阶底部界线。其界线在壶流河东一般埋深22～34 m，壶流河西则埋深10余米。可见，周口店阶在阳原盆地东部，包括壶流河下游两侧普遍存在。在官厅村附近，周口店阶顶面之上我们发现10多枚古人类牙齿及古人类头盖骨碎片，其年龄约11万年。在红崖村周口店阶中与郝家台台儿沟一样含有介形类Limnocythere dubiosa（疑湖花介）（单瘤湖花介）（双瘤湖花介）组合。

与国内其他地区对比

（1）中国北方渭河流域陈家窝组相当于周口店期早期堆积；大荔组相当于周口店期晚期堆积。

（2）中国南方四川盐井沟洞穴堆积、桂北笔架山洞穴堆积和雷州半岛北海组等均与周口店期同期。

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虽然不是第四纪的影响,但有些部分可以借鉴,楼主可以参考下. 20世纪以来，人类社会处于迅速发展的新时期，各方面的活动对地球环境产生了极其深刻的影响。科学家必须回答：人类赖以生存的地球环境未来将发生什么变化？这些变化对人类社会将产生什么影响？人类应当采取什么对策以适应环境的变化？人类是否可能通过调整自身的行为，包括改变生活方式、合理地组织生产活动和发展保护环境的新技术，以减少 对环境的不利影响？没有对这些问题的研究和科学预测，人类社会在行将到来的重大环境问题面前将束手无策，处于困境。因此——— 预测人类影响下未来全球环境的变化是一个关系到人类社会可持续发展的科学难题 这一科学问题的难点首先在于，地球环境本身是一个十分庞大的巨系统，它的变化是地球系统各组成部分相互作用的结果，是地球系统的整体行为。对整体地球的认识需要积累长期可靠的观测数据。直到20世纪60年代，空间遥感技术的发展才提供了从整体上来了解地球环境的可能。但是，迄今为止，人类积累的这些观测数据的年代还较短，其观测的精度还不能满足需要。同时，迄今空间技术和信息科学的水平还不能为人类提供全球环境变化的完备信息和处理能力。 其难点之二是，地球环境是一个高度复杂的非线性系统。系统的各个组成部分有着各不相同的空间和时间特征，在不同的时间和空间尺度上的变化速率和强度都不一样，但是为了维持一个相对稳定的地球系统，必然存在着各组成成分之间和组成部分内部的不同时间和空间尺度上的多重耦合和多重适应过程。迄今，对这一类过程的认识甚少，且尚无成熟的数学工具来描写和处理它们。 同时，地球系统各组成部分的相互作用，是通过物理、化学和生物三大基本过程及它们之间的相互作用来实现的。这三大基本过程具有各自不同的性质，它们的研究方法也不相同，显然传统的研究方法无法处理复杂的相互作用过程。如何把这些不同性质的过程放置在一个系统中，用一类合适的数学工具来描写这三大过程及其相互作用，是一项十分艰难的工作。 问题的难点更在于，人类活动正在越来越深刻地干预上述自然过程，使它们变得更复杂。由此而产生的人与环境的相互作用过程，是更高层次上的非线性过程，它需社会科学和自然科学的结合。长期以来，这两大基本科学尚无认真结合的经验和方法，需要开辟这类问题研究的科学途径。 面对日益严峻的环境问题，科学家在20世纪70年代就开始了人对地球环境影响的研究，进行着从整体上了解地球环境变化的探索 第一，建立和发展由空间遥感和地面(海面)观测站网组成的完整的全球监测系统 在1958年国际地球物理年的基础上，20世纪70年代开始的全球大气研究计划、国际宁静太阳年、国际生物计划、人和生物圈计划、国际水文计划和国际海洋探测十年等一系列以大规模观测为主要内容的国际计划，是地球环境监测的前期工作。90年代又开始了全球气候观测系统、全球海洋系统和全球陆地生态观测系统的设计和筹建工作。这些既各自独立又彼此连接的观测系统，由空间遥感监测系统、地面监测系统和信息系统组成，旨在实现对整个地球环境的长期、立体、动态和高分辨的监测，为认识地球环境的整体行为，预测其未来变化提供观测依据。 第二，形成和发展地球系统和地球系统科学的新概念 人类面临的环境问题往往不只是涉及到地球的某一部分，而是同某些部分，甚至整个地球的各部分有联系，从而引导人们逐步开始对地球各部分之间关系的探索。最初从两两关系的研究着手，例如，海洋—大气相互作用的研究20世纪80年代有了突飞猛进的发展。近年来，海岸带海陆相互作用的研究也有了很大的发展。通过这些研究，在认识地球各部分之间的联系上有了新的进步，为逐步建立地球系统变化的整体观打下了一定的基础。80年代中期，形成了地球系统的概念，提出地球系统科学这一新兴的前沿科学领域。所谓地球系统科学，就是研究地球系统运行机制、变化规律和控制其变化机理的科学。它的目的就是为全球环境变化预测提供科学基础。 第三，探索地球系统模式的建立和进行全球和区域环境可预测能力的研究 面对日益严重的全球环境问题，本世纪逐步实现客观定量的环境预测。20世纪80年代以来，利用不断发展的空间遥感技术和地面观测系统，积累了大量的地球环境信息。在迅速发展的计算机和信息技术的支持下，正在探索建立复杂的包括大气、海洋、陆地和生物圈的地球系统的数值模式，以建立定量和客观的环境预测工具。 第四，探索和发展新一代环境工程学 随着对全球环境问题研究的不断深入，针对某些有明确结论的重大环境问题，采取科学对策，并发展新一代环境工程学是又一重要的探索。南极臭氧洞成因的科学学说，获得了1996年度的诺贝尔化学奖，并形成了全球一致的限制氟化物排放的国际公约，发展了相应的无氟制冷技术。通过上述协议和公约的实施，到2050年，平流层臭氧含量减少的趋势将明显变慢。这是一个典型的全球性环境工程。它说明，人类是可以通过调整自身的行为，减少对环境的不良影响的。 第五，组建了以全球环境变化预测为目标的三大国际研究计划 为进一步加强人与环境的相互作用的研究，1996年开始建立称之为国际全球变化的人文学研究计划。它以研究人类在全球环境变化中的作用及环境对人类社会的影响为主要内容，目标是提出人类社会和全球环境协调发展的战略。这些重大的国际合作计划的实施和发展正在为解决全球环境变化预测的科学难题提供重要的观测和实验研究的基础。充分应用这些重要科学成果，探索全球环境变化中最基本的科学难题，即地球系统中三大相互作用过程：地球系统各组成成分的相互作用，物理、化学和生物过程的相互作用以及人与环境的相互作用，建立多重耦合和适应过程的理论和模式，将是探索这一科学难题的可能途径。