Abstract:

1921年春夏之交，李四光先生在河北省沙河市沙源岭一带首次发现了古冰川遗迹，由此开创了我国冰川学的研究，此后我国东部第四纪冰川存在与否的争论延续了一个世纪。为了利用新理论、新技术进一步研究沙源岭的冰川遗迹，笔者多次对沙源岭进行了实地考察，并进行了光释光样品采集与测年工作。调查显示，沙源岭堆积体呈现大小混杂、无层理堆积特征，砾石成分复杂，呈棱角状、次棱角状。冰碛表面磨光面与各类擦痕发育，且存在典型的楔形擦痕，这些都属于冰碛堆积物的典型特征，为冰川作用的堆积遗迹，显示了李四光先生100年前的成因判断不存在误判，准确可靠。经对沙源岭的上游进行地貌调查，其上游以刘石岗为中心存在一个小的冰盖，其上遗存了大量“冰岛型”U谷。在沙河与马会河交汇部位的杏花庄存在典型的“北极型人字脊”，这都指示了沙源岭上游古老冰盖的存在。基于冰蚀地貌与山体隆升的研究结果，结合河北省地层多重划分对比研究结果，综合判断，沙源岭的冰碛堆积时间为渐新世早期，属于老府冰期的冰碛堆积残留。

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崂山华严寺一带发育一套完整的冰川体系，由三角脊链、冰斗、刃脊、U形谷、冰川漂砾、冰碛丘陵、冰川垄槽序列等构成。该区巨型冰川漂砾十分常见，重量可达数千吨。冰碛丘陵长400 m，高差可达到25 m。冰碛垄槽序列由两套冰碛垄构成，垄槽间隔套合，形态保留完整。冰碛由巨石、泥沙、黏土等物质混杂堆积而成，不显示层理，具有冰碛堆积的一般特征。巨型冰川漂砾、冰期丘陵的存在，表明崂山古冰川规模宏大。崂山冰碛海岸则是我国仅有的地质遗迹，具有重要的科学价值。经光释光测年，获得冰碛垄的堆积年龄分别为（44±3）ka、（68±5）ka、＞133 ka，结合以往该区获得的光释光年龄值（141.3±14） ka、（197.0±23） ka，系统性的对应于晚更新世的MIS3b冷期（华严冰期）与东山冰期、中更新世庐山冰期与大姑冰期。崂山华严寺冰碛垄槽序列的发现及测年研究，进一步确证了100年前李四光先生提出的我国东部中低山区存在第四纪冰川的论断准确可靠。

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调查发现，河南嵩山南坡法王寺一带发育一套完备的冰川体系，由峻西冰斗、嵩门U谷、全新世拦马冰期巨石冰碛垄、末端的三公石冰碛垄槽序列构成。峻西冰斗具有典型冰斗特征，平坦指数F=1.93，位于典型冰斗平坦指数F=1.7～5.0之间。嵩门U谷具有典型冰蚀U形槽谷的特征，深宽比为0.28～0.36，位于世界典型冰川U谷深宽比0.24～0.45参数之间。嵩门U谷下端发育拦马冰期巨石垄，冰碛垄由不同砾径的巨石堆叠而成，空隙发育，空隙间缺少泥沙质充填，巨石表面发育各类冰川擦痕，巨石垄与蒙山拦马墙具有相同的堆积特征。末端发育三公石冰碛垄槽序列，冰碛垄呈对称分布。由于受到堆积区地形的影响，左垄比右垄更发育，左垄长750 m，宽50~80 m，内侧陡，外侧平缓，高出冰融内槽谷底8~13 m，冰碛垄由无层理、大小混杂的砾石组成，巨型漂砾表面发育有冰川擦痕及新月形断口。经光释光测年，获得一列冰碛垄的堆积年龄为(14.1±1.18) ka，对应于新仙女木降温事件。

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本文报道了首次在河北徐水南庄头遗址、河南新密李家沟遗址全新世地层中发现的古冰楔构造及其测年数据。这些古冰楔构造剖面上呈楔形，上宽下窄，向下趋于尖灭，充填物与围岩岩性存在明显的差异。对两地冰楔充填物与围岩分别采集了光释光测年样品，在河北南庄头、河南李家沟冰楔充填物中分别获得了（9.35±0.86） ka BP与（9.38±1.58） ka BP两个年龄值，指向全新世早期。同时在两地冰楔围岩（黄土）中分别获得了（20.23±2.28）ka BP与（26.48±2.24） ka BP光释光年龄值，都指向末次冰期晚冰阶的蒙山冰期。本次研究获得的冰楔充填物年龄与以往遗址考古获得的14C年龄之间具有高度的吻合性。根据全新世气候演化过程分析，认为两地冰楔构造均形成于全新世初期的新仙女木事件。鉴于冰楔构造形成于年均气温至少在6~8℃的严寒环境中，结合两地现代多年平均气温值，计算得出新仙女木事件时，郑州、保定一带的年均降温幅度可达19~21℃，这与蒙山、嵩山、大别山等地发现的全新世冰川遗迹之间，相互佐证了我国东部地区全新世时期存在阶段性超强低温环境。同时，新仙女木事件造成的低温环境严重影响了我国古人类的生存进程，造成了文化间断。

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为了揭示中国东部近10万年来的气候过程、环境演化及其与古人类演化之间的内在关系，在洞穴石笋气候演化曲线的基础上，首次将中国东部（东经105°以东）近年来建立的7条黄土—古土壤剖面进行对应性分析，发现这些剖面反映的气候与洞穴石笋气候演化曲线之间存在高度耦合关系，同时也直观的显示出中国东部地区10万年以来经历了冰期—间冰期的旋回性气候演化过程。以此为基础，将中国东部地区发现的冰楔构造、冰川遗迹、猛犸象化石等冰期遗迹进行统合分析，多项环境指标均显示出中国东部在冰期时的降温幅度可达13～15℃左右，冰期时温带南界总体向南迁移了8～10个纬度带，南迁到南岭一带。在此基础上，对10万年来的气候演化过程进行分期，建立了气候演化标尺，在地域上将中国东部地区由北向南大致划分出黑龙江、辽河、黄河、长江、珠江5个流域，将这些流域内巨量的古人类遗存年龄数据与气候演化标尺进行了对应性分析，发现中国古人类演化严格受到了冰期—间冰期气候过程的制约，中国东部地区既存在适合古人类生存的暖期（间冰期）时段，也存在不适合古人类生存的寒冻冰期时段，以此为基础建立了环境考古分期。冰期—间冰期循环导致的剧烈环境变化，在冰期时段造成文化遗存缺失，形成文化间断（缺环），这也是中国东部史前古文化表现出阶段性特征的核心内因。在环境考古分期的基础上，首次构建了中国东部近10万年以来的冷暖旋回（冰期—间冰期）与冰川遗迹、古冰楔构造、猛犸象化石、古人类遗存等诸多元素内在的时空演化关系，初步建立了环境考古分期表。环境考古分期的建立为深入认识我国古人类的发展与气候过程、环境演化之间的关系提供了一个全新的视角。

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冰川侵蚀山体形成的冰蚀面与冰蚀夷平面，具有鲜明的特征且易于识别，加之冰期具有时间属性与期次性，这对于山体地貌分期研究有着重要的意义。本文在冰蚀地貌研究的基础上，确立了冰蚀地貌与山体隆升之间的耦合关系，并以此建立了华北地区主要山体的地貌分期，划分了渐新世东平冰蚀夷平面（M0）、中新世早期太行冰蚀夷平面（M1）、中新世中期子房冰蚀面（M2）、中新世晚期龙山冰蚀面（M3）与第四纪冰蚀面（M4）等5个基本地貌分期。以此为基础对太行山、燕山、泰山、蒙山、大别山、庐山、嵩山等山体的隆升幅度与隆升速率进行了估算，并与磷灰石裂变径迹测年研究获得的山体隆升过程相对比，两者之间反映出较高的吻合性。研究发现，30 Ma以来，太行山北段（五台山）、燕山、泰山、蒙山、大别山等山体的隆升速率曲线呈“∨”形；庐山、嵩山、太行山南段（云台山）等山体的隆升速率曲线呈“∧”形；太行山中段的隆升过程是“N”形，早期与太行山南段隆升过程一致，后期与太行山北段隆升过程一致。研究认为，以往确认的部分夷平面其本质是冰蚀夷平面，不是风化流水成因；山体瀑布是山体隆升与冰川侵蚀共同作用的结果，与流水无关；岱崮地貌、嶂石岩地貌的成因本质是冰蚀地貌。

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2021年临沂市实施地质灾害风险普查项目，在已有地质灾害调查成果的基础上，采用信息量模型方法进行计算评价，利用GIS的空间分析功能对评价影响因子图层进行空间叠加分析，利用统计学中的自然断点法(naturalbreak)进行山区崩塌、滑坡及泥石流易发性分区，并结合崩塌、滑坡及泥石流发育分布图及近20年统计的已发生的崩塌、滑坡及泥石流灾害对图件进行局部修正。结合地质灾害主要诱发因素（地震或强降水）的空间差异划分地质灾害危险性，综合考虑地质灾害危险性及承灾体的易损性，划分地质灾害风险等级，为临沂市地质灾害防治管理提供基础依据。

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为提高岩溶山区区域地质灾害的防灾减灾能力，本研究以贵州省湄潭县为例，以县域内滑坡、崩塌地质灾害点为研究对象，运用ArcGIS软件空间分析功能，对地质灾害发育规律、分布特征及影响因素进行分析，并结合区内地质环境条件自身的特点，对区域地质环境条件进行孕灾条件的评判并分区。分析表明，孕灾地质条件影响因素众多，与坡度、坡高、坡体结构、地层岩性、地质构造、结构面产状、软弱夹层等内因，还与大气降雨和人类工程活动等外因有关，湄潭县孕灾指数高的区域主要分布在中部和北部地区，多呈带状分布，在短期时间内发生地质灾害的可能性较高。

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应用高密度电阻率成像法（ERT）对某化工园区地下水及土壤受二氯乙烷、二氯丙烷等卤代烃有机物污染影响区域进行了探测，得到了污染场地的电性异常特征。通过对比钻孔的化学分析测试数据结果，确定高浓度有机污染物（DNAPL）形成的污染晕表现为高电阻率特征，结合地质资料，最终较准确地查明了地层结构和污染羽的分布范围，合理的解释了污染物的运移路线和形成机理，为园区地下水和土壤修复工作提供了参考依据。实践表明，ERT探测技术在地下水和土壤有机污染调查中有较好的应用效果，值得推广使用。

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土地利用变化体现了城市空间结构的演变，反应了城市发展状态。为探究武汉市土地利用变化的规律，利用优化后的循环神经网络模型对其2018年、2020年和2023年3个时间点的遥感影像进行分类，并结合地类转移矩阵分析了其面积变化和空间变化特征。结果表明，优化后的循环神经网络在处理城市级大范围的遥感影像数据方面表现出色，3个时期的测试精度分别为93.13%、93.22%和91.78%，Kappa系数均超过0.85，分类精度较好；另外在研究期内，武汉市水域及水利设施用地主要转出为耕地，而耕地的主要转出则是城镇及工矿用地，林地与耕地之间存在面积相似的转入转出关系，未利用地的转入和转出都是耕地和城镇及工矿用地。研究结果揭示了武汉市2018—2023年土地利用变化情况，也可以为城市的土地管理和规划提供有价值的参考。