环境地球化学信息系统的建立及其应用
地球化学技术在勘查中的应用与前景展望
地球化学技术在勘查中的应用与前景展望地球化学技术是一种综合利用地球化学、地质学、环境科学等相关学科知识和方法，通过对地球表层物质的成分、结构、性质及其变化规律的研究，来揭示地球内部构造、矿产资源分布、环境污染等信息的一门技术。
地球化学技术在勘查中的应用已经取得了显著的成果，并且具有广阔的前景。
首先，地球化学技术在矿产资源勘查中发挥着重要作用。
通过分析矿石、岩石和土壤样品中的元素含量和组成，可以确定矿床的类型、规模和储量等关键信息。
例如，通过对矿石中金属元素的分析，可以判断出金矿床的存在与否，并进一步评估其开采潜力。
此外，地球化学技术还可以帮助确定矿床的成因和演化过程，为矿床的勘探和开发提供科学依据。
其次，地球化学技术在环境监测和污染治理中具有重要意义。
随着工业化进程的加快和人类活动的增加，环境污染问题日益突出。
地球化学技术可以通过分析土壤、水体和大气中的有害物质含量，评估环境污染的程度和影响范围。
同时，地球化学技术还可以追踪污染物的来源和迁移路径，为环境治理提供科学依据。
例如，通过对土壤中重金属元素的分析，可以确定污染源，并制定相应的治理措施。
此外，地球化学技术在水资源勘查和管理中也发挥着重要作用。
水是人类生活和经济发展的基础资源，而地球化学技术可以通过分析水体中的溶解物质、微量元素和同位素组成，判断水源的类型、水质的优劣以及水资源的可持续利用性。
例如，通过对地下水中同位素的分析，可以判断水源的补给方式和水体的循环过程，为合理开发和管理水资源提供科学依据。
未来，随着地球化学技术的不断发展和创新，其在勘查中的应用前景将更加广阔。
一方面，随着分析技术的提高和仪器设备的更新，地球化学技术可以更加精确地分析样品中的元素含量和组成，提供更可靠的勘查数据。
另一方面，随着数据处理和模型建立技术的进步，地球化学技术可以更好地揭示地球内部构造、矿产资源分布和环境演变规律，为勘查工作提供更全面的信息。
总之，地球化学技术在勘查中的应用已经取得了显著的成果，并且具有广阔的前景。
地球化学的基本原理与应用
地球化学的基本原理与应用地球化学是一门研究地球各部分以及地球与外部环境间元素、化学物质在地球上的分布、变化和相互关系的学科。
它是地球科学中的一个重要分支，具有广泛的应用领域。
下面将介绍地球化学的基本原理以及其在各个领域的应用。
一、地球化学基本原理1. 元素和同位素：地球化学研究中关注的核心是元素的存在形式和同位素的分布。
元素是组成地球和生物体的基本构成单元，而同位素则可用来追踪地球系统中的物质运移和循环过程。
2. 地质过程：地质过程是地球化学变化的根源。
包括岩浆活动、土壤形成、水文循环、生物地球化学等。
通过对地质过程和地球物质的研究，可以了解地球表层的演化历史和地壳成因。
3. 地球系统：地球是一个复杂的系统，包括大气、海洋、地壳和生物圈等多个组成部分。
地球化学通过研究这些组成部分之间的相互作用，揭示地球系统中物质循环的规律。
4. 化学平衡和反应：物理化学原理是地球化学中的基础。
化学平衡理论被应用于地球化学计算模型的构建，以揭示物质在地球系统中的分布和转化。
二、地球化学的应用领域1. 矿产资源勘探：地球化学可以应用于矿床勘探和矿产资源评价。
通过分析不同元素的分布和同位素组成，可以找到矿床的富集区域和找矿指示。
2. 环境污染与地质灾害：地球化学方法可以用于环境污染物迁移和转化的研究，例如水体中的重金属污染、土壤中的有机物污染等。
同时，地球化学还能够评估地震、火山和滑坡等地质灾害的潜在危险性。
3. 水文地质研究：地球化学可以用于水文地质研究，例如地下水的起源、成分及其与地下水补给区域的关系。
同时，地球化学方法也可以应用于地下水的污染源溯源。
4. 古气候与环境演化：地球化学分析在古气候和环境研究中起着重要作用。
通过分析沉积岩中的同位素组成和微量元素含量，可以重建过去气候变化和环境演化的历史。
5. 生物地球化学和生态系统研究：地球化学可以揭示生物地球化学循环的机制和影响因素，例如元素的生物地球化学循环过程、生态系统中的能量流动与物质转化等。
生态环境地球化学评价信息系统的建立方法研究
理、 研究 各 种空 间实 体 及 相 互 关 系 ， 把 地 理 位 置 和 相 它 关 属性 有 机结 合 起 来 ， 据 实 际需 要 准 确 真 实 ， 文 并 根 图 茂 地 输 出给 用 户 。传 统 的手 工 管 理 和 分 析 手 段 效 率 低下 ， 查询 分 析 和 生 态 环 境 地 球 化 学 质 量 分 析 极 为 不 便 ； 性数 据 库 管 理虽 然查 询 较 为 方 便 ， 却 缺 少 可 视 属 但 化 管 理 和空 间 分析 的 功能 ； 而地 理 信 息 系 统 （Ｇ Ｓ 却 可 Ｉ） 以较 好 地将 空 间数 据 管理 和 属性 数 据 管 理 结合 起 来 ， 而 且 可视 化 能力 比较 强 大 。因 此 ， 立 基 于 Ｇ Ｓ的生 态 环 建 Ｉ 境 地球 化学 信 息 系统 不仅 有 利 于科 学 ， 范 和 高效 地 管 规
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学等 多学科 交 叉融 合 产 生 的新 学科 ， 地 球 化 学领 域 新 是 的发展 方 向 。中国地质 调查 局 为促 进 地 质大 调 查与 国 民 经济 和社 会 发展 的 紧密结 合 ， 实现地 质 工作 的根 本转 变 ， 近年来 大力 推进 多 目标 区域 地球 化 学调 查 工作 。多 目标 地球 化学调 查 以 区域 土壤 和水 体 地 球 化学 调 查 为 依 托 ， 以第 四纪地 质 为研 究对 象 ， 以土地 质量 评价 为 主要 内容 ， 以服务 于农 业生 产 、 境保 护 、 产 资源普 查 等多 领域 为 环 矿 目标 … 。 近年 来 ， 目标 区域 地球 化 学调 查 工 作 取 得 了丰 硕 多 的成果 ， 同样 也获 得 了海 量高 精度 的地 球 化学 数据 ， 如何 有 效地 管理 和综合评 价 分析 这 些海 量 高精 度地 球 化学 数 据， 从这些 海量 数 据 中挖 掘 出一 些 隐含 的 生态 环境 信 息
GIS在环境地质研究中的应用
GIS在环境地质研究中的应用地理信息系统（GIS）是一种利用计算机技术进行空间数据的集成、分析和显示的工具。
在环境地质研究中，GIS可以提供一种强大的方法来收集、处理和分析地质数据。
以下是GIS在环境地质研究中的一些应用。
1. 地貌分析：利用GIS，可以分析地形数据，绘制高程图和坡度图。
这有助于识别和研究地貌特征，如山脉、河流和湖泊。
地形分析还可以用于研究地质灾害风险，如滑坡和泥石流。
2. 水文模拟：GIS可以集成水文数据，如降雨分布、河流流量和地下水位。
通过分析这些数据，可以模拟水文过程，如洪水、土壤湿度和地下水补给。
这对于水资源管理和水环境保护非常重要。
3. 矿产资源勘查：GIS可以用于矿产资源的勘查和评估。
通过集成地质、地球化学和地球物理数据，可以识别潜在的矿产资源区域。
GIS还可以用于确定最佳的矿物勘探和开采方案。
4. 环境监测：GIS可以用于监测环境的变化和污染物的扩散。
通过收集和分析地理数据，可以评估环境质量和生态系统的健康状况，并提供决策支持，以保护环境和人类健康。
5. 土地利用规划：GIS可以用于土地利用规划和管理。
通过集成地理数据，如土地利用类型、土地所有权和土地价值，可以制定最佳的土地利用政策。
这对于合理利用土地资源、保护生态环境和实现可持续发展非常重要。
6. 环境风险评估：GIS可以用于评估环境风险和灾害潜在性。
通过集成地质、地形、气候和人口数据，可以分析和模拟自然灾害，如地震、洪水和风暴潮。
这有助于制定风险管理计划和减少灾害损失。
7. 生态保护：GIS可以用于生态系统的保护和恢复。
通过收集和分析生态数据，如物种分布和栖息地破碎性，可以评估生物多样性和生态系统服务的价值。
这有助于制定保护计划和管理自然资源。
GIS在环境地质研究中具有广泛的应用。
它不仅可以提供数据分析和可视化的工具，还可以为环境保护和可持续发展提供决策支持。
随着技术的不断进步，GIS在环境地质研究中的应用还将不断发展和扩展。
地球化学分析在环境监测中的应用
地球化学分析在环境监测中的应用地球化学分析是一种重要的分析方法，可以通过对各种样品中各种元素和同位素含量的测定，为环境监测提供有力的支持。
它可以帮助我们了解环境中的污染物来源、分布以及其对生态系统和人类健康的影响。
本文将介绍地球化学分析在环境监测中的应用，并探讨其在环境保护中的重要性。
一、地球化学分析的基本原理地球化学分析是基于元素和同位素与环境介质相互作用的基本原理进行的。
常见的地球化学分析技术包括原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、质谱法等。
这些方法能够对样品中的微量元素进行准确的测定，并能识别出同位素比例的变化。
二、地球化学分析在环境监测中的应用1. 水体监测：地球化学分析可以帮助我们了解水体中各种污染物的浓度和分布。
通过分析水样中的重金属元素、有机物和稳定同位素等，可以判断水质的好坏，并为水体污染修复工作提供科学依据。
2. 大气监测：地球化学分析可以对大气中的污染物进行定量测定。
通过分析大气中的颗粒物、有机物和气态污染物等，可以评估大气污染的程度，并为空气质量改善提供可靠的数据支持。
3. 土壤监测：地球化学分析可以对土壤中的重金属、有机物和营养元素等进行测定。
通过分析土壤样品中的元素含量和同位素组成，可以判断土壤的污染程度和植物养分的供应情况。
4. 生物监测：地球化学分析可以帮助我们了解生物体内各种元素和同位素的含量。
通过分析生物样品中的微量元素、有机物和同位素等，可以评估生物体对环境污染的响应，并为生态系统保护提供重要的科学依据。
三、地球化学分析在环境保护中的重要性地球化学分析在环境保护中起着至关重要的作用。
首先，它可以帮助我们了解环境污染物的种类、来源和分布情况，为环境治理提供科学依据。
其次，地球化学分析可以对环境污染进行定量测定，从而评估污染程度，指导环境治理和修复工作。
最后，地球化学分析对于环境监测和预警具有重要意义，它可以帮助我们及时了解环境风险，采取相应的措施来保护生态环境和人类健康。
地球科学中的地球化学及应用
地球科学中的地球化学及应用地球科学是研究地球各个层面的一门学科，其中地球化学是它的重要领域之一。
地球化学研究地球物质的成分、构造和变化规律，尤其是矿物、岩石和有机物质的组成和演化过程。
在地球科学中，地球化学的应用广泛，例如研究地球历史、资源勘探、污染控制等方面。
本文将从地球化学的基本概念，地球化学分析方法及其应用三个方面，介绍地球化学在地球科学中的重要性。
一、地球化学的基本概念地球化学是研究地球物质的化学成分及其变化规律的学科，包括有机地球化学、岩石地球化学、环境地球化学和宇宙地球化学等多个分支领域。
其中有机地球化学主要研究有机物质在地球内部形成、演化及其有关过程，岩石地球化学则着重研究岩石中元素、矿物、岩石化学和成岩作用等方面的问题。
环境地球化学主要关注地球表层物质的成分及其与环境之间的相互作用，宇宙地球化学则是研究宇宙物理化学和地球演化之间的关系。
地球化学的研究对象包括天然物质的元素化学组成、矿物、岩石、土壤、水体、大气等各种自然界物质。
地球中比较丰富的元素有O、Si、Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、Ti和H等，而地球化学家通常还对一些稀有元素、有毒元素和高放射性元素等进行研究。
二、地球化学的分析方法地球化学的分析方法是地球化学研究的基础，主要包括直接测定、化学分离、物理测量等多种手段。
其中最重要的是化学分离技术，可分为物理分离和化学分离两大类。
物理分离主要是利用分散、吸附、过滤、沉淀、离心和浮选等物理现象，将样品不同尺寸、性质和成分的颗粒分离开来。
而常用的化学分离方法有溶剂萃取、离子交换、氧化还原等，其原理是根据矿物或样品中元素、离子之间的化学平衡选择特定的分离剂，将所需元素或离子分离出来。
地球化学分析方法的发展，促进了多个领域的研究，如矿产资源勘探、环境保护、地质演化研究、灾害防治等方面。
其中，矿物资源勘探是地球化学的重要应用之一。
利用地球化学分析方法，先进地面及空中探测技术，对矿床的分布、规模、品位、类型等进行研究，从而实现有效地勘探。
地球化学探索地球内部的化学反应与作用
地球化学探索地球内部的化学反应与作用地球作为我们生存的家园，其内部的化学反应与作用对于地球的演化、地质过程以及自然资源的分布起着至关重要的作用。
地球化学作为一门研究地球内部化学成分和过程的学科，为我们揭示了地球内部的奥秘，本文将介绍地球化学在探索地球内部的化学反应与作用方面的重要成果。
一、地球内部的化学成分地球的内部可以分为地壳、地幔和地核三个层次，不同层次的物质组成不同，其中化学元素的分布情况直接决定了地球内部的化学反应与作用。
地球化学家通过对地壳和岩石的取样研究，确定了地壳的主要化学成分，如氧、硅、铝等元素的含量，这对于理解地壳的形成和演化过程至关重要。
同时，地球化学家通过地震波观测以及对火山岩石和钻孔样品的研究，揭示了地幔的化学成分。
地幔主要由铁、镁、铝等元素组成，这些元素的含量和分布对于地幔的物理状态以及热对流作用有着重要的影响。
地球化学揭示出地幔中的化学反应与作用是地球内部热力学平衡的重要因素。
地核是地球内部的最深部分，由铁和镍等重元素组成。
对地核的研究可以帮助我们了解地球内部的高温高压环境以及地球磁场的起源和演化。
地球化学揭示了地核中的放射性元素衰变是地内部持续释放的重要能量，这种能量对地球热力学和地球动力学的研究有着重要的意义。
二、地球内部的化学反应地球内部的化学反应是地球演化和地壳形成的基础。
其中最重要的反应之一是岩石和矿石的熔融。
地球化学家通过实验模拟和地质观测发现，在地幔和地壳的高温高压环境下，岩石和矿石可以发生熔融，形成岩浆和矿脉等地质现象。
这些熔融反应不仅决定了地球表面的构造和地貌，还是形成矿产资源的重要过程。
此外，地球内部的化学反应还包括水的溶解和氧化还原反应等。
地球的水圈是地球系统中至关重要的一部分，水的存在和循环与地球内部的化学反应密切相关。
地球化学家的研究表明，地下水通过与岩石相互作用可以发生溶解反应，改变岩石的化学组成并影响地下水的质量。
此外，地球内部的氧化还原反应也是关键的化学过程，相关研究对于了解地下矿产资源的形成和分布具有重要意义。
地球化学中的基本理论和应用
地球化学中的基本理论和应用地球化学是研究地球上各种物质构成、变化、分布规律的科学学科，它是地球科学中的重要分支之一。
在地球化学中，有一些基本理论和应用，下面就从这方面进行探讨。
一、地球化学的基本理论1. 元素的存在及分类所有的物质都由原子或分子组成，地球化学认为地球上大约有94种元素，每个元素都有自己的原子序数和原子量，其中，能够构成地球上大部分物质的元素称为地球化学主要元素，主要元素一般按照丰度高低分为四类：岩石形成元素、水形成元素、生命形成元素和大气成分元素。
2. 地球内部元素运动地球内部核心处温度很高，铁、镍等元素在核心处形成了实心核，实心核周围的外核是流动的液态铁合金，地核与原始外壳之间的地幔则是由硅、钙、铝、镁等元素构成的岩石体。
地球内部元素运动的过程中，发生了一些反应，例如地壳内不同元素间的化学反应、矿物的形成等等，这些过程都对地球化学的研究产生了深远的影响。
3. 元素的地球化学分布地球化学研究的重要目的之一是确定元素在地球各层次中的分布规律，这对于研究地球内部物理和化学过程、地质过程以及矿床成因等方面很有帮助。
二、地球化学在实际场景中的应用1. 环境保护近些年来，自然灾害、生态破坏、人工污染等问题日益严重。
然而，只有全面了解地球元素分布规律，才能采取更有效的环境治理措施。
2. 矿产资源勘探矿产资源勘探是地球化学的另一个重要应用领域，地球化学方法可以通过对矿区的地球化学特征和物质组成获取矿区信息，为矿产资源勘查和利用提供基础资料。
3. 水文地球化学水文地球化学指的是利用地球化学分析方法，研究水文过程中含有的各种元素化合物及其变化规律，为地下水污染治理提供更准确的科学依据。
4. 石油地质学石油地质学是探讨石油的成因、分布、储集及运移规律的专门学科，石油地质学包括石油地球化学、石油地震学、石油岩石学等方面。
这些技术的应用可以大大提高开采效率，促进石油资源的可持续利用。
总之，在现代社会中，掌握地球化学基本理论及其应用技术，无论是在科学研究、还是在工业生产和环境保护等方面，都具有非常重要的意义。
环境地球化学模型的应用与发展
以及 侧重 点 。 目前 ， 环境地 球化 学模拟 的 文献主要 源 于 国外 文献 的译 著 以及 相关 模 拟 软 件 的使 用说 明， 但对 于初学 者 而 言 ， 理解 和掌 握 这些 资 料 存 在
一
初始 溶液参 数 ； ②计 算 根 据设 置 ， 运 行 计 算 此条 件 下所 存在 的各离 子形 态和达 到平衡 后 的浓度 ； ③根
定 的困难。基于此， 作者结合了 自身的软件学习
据溶液的离子强度 ， 计算 出各形 态对应的活度 系
数； ④通过 活度 系数 值 ， 将 计 算得 到 的各 形 态浓 度
经验， 对 环境地 球化 学模 型 的种 类及其 原理 进行 了
基金项 目：国家 自然科学基金 （ ４ １ ３ ７ ３ １ ２ ０ ）
６ １ ０ ０ ５ ９ ；
地球 化 学 系， 成都
２ ． 地 学核技 术 四川省 重点 实验 室 ， 成都 ６ １ ０ ０ ５ ９ ）
摘
要 ：环境地球 化 学模拟 是环境 科 学 、 地球 化 学等 学科 交叉 的一 个 重要领 域 。这 里 在 总 结形
态与饱和 度模 型 、 表 面吸 附模型 、 反应途 径模 型 、 逆 向模 型 、 复合 反应 溶质 运移模 型 以及 动 力学模
行 了预 测 。
关键 词 ：地球化 学模 型 ；模拟软 件 ； 研 究现状 中图分类 号 ：Ｘ １ ４ ２ 文献标 志码 ：Ａ Ｄ ＯＩ ：
总结 ， 分别归 纳 出各 模 型在使 用过程 中所 需注 意 的
０ 前 言
近年 来 ， 随着环境 科学 、 地球 科学 、 化学 等学科
第３ ５ 卷 第６ 期
２ ０１ ３年 １ １月
环境生物地球化学
环境生物地球化学
环境生物地球化学是研究生物体与地球环境相互作用及其地球化学过程的学科。
它主要关注生物体对地球化学循环的影响和相互作用。
环境生物地球化学研究的主要内容包括：
1. 生物地球化学循环：研究生物体参与地球化学循环的过程，如碳循环、氮循环、硫循环等。
生物体通过光合作用、呼吸作用等过程，对地球化学元素的循环起到重要作用。
2. 生物地球化学过程：研究生物体参与的地球化学过程，如生物矿化作用、生物地球化学反应等。
生物体通过生物矿化作用可以形成石灰岩、硅质岩等地质物质，同时还会参与一系列地球化学反应，影响地球化学循环。
3. 生物地球化学效应：研究生物体对环境的影响和效应。
生物体通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，调节大气中的气体成分；同时生物体还可以吸收和转化污染物，对环境污染起到一定的净化作用。
4. 生物地球化学模拟和预测：利用数学模型和实验方法，模拟和预测生物体与地球环境相互作用的过程和效应。
通过建立生物地球化学模型，可以更好地理解和预测生物体对地球环境的影响，为环境保护和资源利用提供科学依据。
环境生物地球化学研究生物体与地球环境相互作用的过程和效应，探索生物体在地球化学循环中的作用，为环境保护和资源利用提供科学依据。
地球化学的应用实例
地球化学的应用实例地球化学是研究地球内部和地球表层的化学组成、结构、演化以及地球化学过程的学科。
地球化学的研究范围广泛，涉及地球内部岩石矿物的成因、大气和水体的化学特征、生物地球化学过程以及环境污染等方面。
在实际应用中，地球化学具有重要的作用，下面将介绍几个地球化学的应用实例。
一、地球化学在矿产资源勘探中的应用地球化学在矿产资源勘探中起着重要的作用。
通过对地表和地下水体、土壤、岩石等样品的化学分析，可以确定地下矿体的存在和分布。
例如，在铜矿勘探中，地球化学分析可以通过铜元素在地壳中的赋存状态，确定铜矿的形成环境和矿体的分布规律，为矿产资源的开发提供重要依据。
二、地球化学在环境监测和污染治理中的应用地球化学在环境监测和污染治理中也有广泛应用。
通过对大气、水体、土壤等样品的化学分析，可以监测环境中重金属、有机污染物等污染物质的浓度和分布。
这些数据可以评估环境的污染状况，并为制定相应的污染治理措施提供科学依据。
例如，在水源地保护中，地球化学分析可以确定水体中有害物质的来源和迁移途径，为水源的保护和治理提供支持。
三、地球化学在地质灾害预测和防治中的应用地球化学在地质灾害预测和防治中也具有重要的应用价值。
地球化学分析可以通过研究地下水体、土壤、岩石等样品的化学特征，判断地质灾害的潜在风险。
例如，在滑坡灾害的预测中，地球化学分析可以通过分析土壤中的水分、有机质和重金属元素等，判断土壤的稳定性，并提前预测滑坡的可能性，为灾害防治提供依据。
四、地球化学在古环境研究中的应用地球化学在古环境研究中也有广泛应用。
通过对古代岩石、古土壤、古植物等样品的地球化学分析，可以重建古环境的演化过程。
例如，在古气候研究中，地球化学分析可以通过分析古代岩石中的同位素含量，推测古气候的变化，并了解古代地球环境的特征和演化规律。
五、地球化学在地球科学研究中的应用地球化学在地球科学研究中扮演着重要的角色。
通过对地球内部岩石、矿物、地幔物质等的化学分析，可以揭示地球的内部结构和演化历史。
地球信息科学的理解与实践
地球信息科学的理解与实践近年来，地球信息科学已经迅速发展，它已成为未来地球科学研究的重要内容，其学科领域涉及地球物理，地球化学，地球演化，地球生态学，地球气候，地球景观，地球资源，地球灾害，地球环境等多个领域。
地球信息科学作为一门新兴的学科，可以将理论研究联系起来，通过系统完整的信息科学理论，探讨地球及其生态系统的演变机制。
地球信息科学旨在综合利用空间和时间上的大量地理信息，利用计算机进行数据处理，实现对地球及其物理，化学，生物环境等环境概念的认识和分析。
它利用地球空间信息技术，提供研究地球系统结构和功能的视觉化工具，实现数据获取，信息转换，空间分析等方法。
地球信息科学具有重要的应用价值。
在实际应用中，它可以用于解决各种地球科学问题，如土地利用，矿物资源的开发，再生资源的评价，灾害预警，环境保护，路径规划等。
它可以为全球科学研究提供可视化的现场参考，帮助研究人员更好地理解自然环境的复杂性，并解决与之相关的许多实际问题。
同时，地球信息科学也有一定的挑战性。
它不仅需要掌握多个基础科学学科，还要懂得软件设计，GIS、GPS原理及其应用技巧，另外，还要学会地理信息系统的数据库和空间数据分析技术。
基于以上地球信息科学的理解，应结合实际，结合各学科之间的内容，提出一个全面的发展方向。
这就是要综合各学科资源，形成一个完整的理解方案，并根据实际需要，推出相应的实践方案。
首先，应在科学研究中深入探究地球信息科学，充分利用实验、模拟等技术方法，研究其学科性质及实际应用方向，找出和开发其关键技术；其次，应将先进的研究成果运用到实践中，进行对现状的分析，重点关注地理信息的获取，存储，分析与处理；最后，要注重培养学生的综合能力，培养具备地球信息科学理论基础及实践技能的人才。
综上所述，地球信息科学是一门新兴学科，具有重要的应用价值。
为了实现地球信息科学对地球系统研究和环境研究中理论与实践相结合的要求，应该将许多研究工作结合起来进行，重点关注理论与实践的结合，培养具备地球信息科学理论基础与实践能力的人才。
环境中的生物地球化学和生态系统动力学
环境中的生物地球化学和生态系统动力学环境是生命的基础，生物地球化学和生态系统动力学是揭示环境与生命之间相互关系的两大重要学科。
它们对于我们理解生态系统的构成、功能、演变和稳定性具有重要意义，也为我们认识环境变化和生物适应策略提供了科学依据。
一、什么是生物地球化学生物地球化学是地球科学中的一个重要分支，研究生物和环境间的相互作用，研究生物在地球化学循环中的作用，特别是探讨生物对地球化学循环的调节作用。
生物地球化学主要是研究生物如何将地球表面的元素和化合物组合起来，以维持生态系统中生物生存所必需的化学条件，从而实现元素的生物循环过程。
生物地球化学在各领域都有应用，比如农业、环境、气候变化等方面。
在农业方面，研究生物地球化学过程有助于了解植物和土壤之间的互动，为农业生产提供理论支持。
在环境方面，生物地球化学有助于探究生物与物质循环和能量流动等生态过程和环境问题。
在气候变化方面，生物地球化学可以研究地球表面物质的化学交换，收集全球范围内的元素循环数据等，从而提高我们对全球气候变化的认识。
二、生态系统动力学生态系统动力学是一种描述生态系统中物质和能量流动及其变化的量化方法，能够对生态系统的稳定性、自治性和弹性等特性进行分析和预测。
它是研究生态系统的结构、功能与演化的重要工具。
生态系统动力学的研究包括了生态系统的物质、能量的流向和循环以及种群的数量、分布和演化等方面。
同时，生态系统动力学也会分析和预测一些关键指标，例如局部和全球生态系统的稳定性、生物多样性的维护和增加等。
三、生物地球化学和生态动力学的联系生物地球化学和生态动力学有着密切的关联。
生物地球化学主要研究生物与地球化学循环的相互作用，研究生物是如何影响元素在生态系统中的分布和储存的。
而生态系统动力学主要研究生态系统的物质和能量的流动以及成分变化，以及物种数量、分布和演化等因素对生态系统的影响。
生物地球化学和生态动力学的联系也就是生态系统内部环境与生命体的相互作用。
地理信息系统在环境科学中的应用
地理信息系统在环境科学中的应用的应用地理信息系统(Geographic Information System或Geo-Information system, GIS)有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。
它是一种特定的十分重要的空间信息系统。
它是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
它是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、信息科学和管理科学等为一体的新兴边缘学科。
GIS能把空间实体和反映实体特征的数据库有机结合在一起,比起传统只能显示位置的地图有很大的优越性。
GIS不仅可以在地图上显示目标物的位置,还能显示目标物的属性特征,同时可以将多种属性叠加,便于查询特定的区域。
另外,利用GIS可以对数据进行统计分析,得出一般规律。
工程流程如下:环境问题是21 世纪全球性的问题,对环境问题的研究及解决必然涉及到复杂、敞开的地表系统。
而GIS 能为现实地理空间上的物质和能量运动规律的研究提供方便、准确的空间管理和空间分析手段。
环境科学研究水圈、大气圈、土壤圈和生物圈等构成地表系统的环境要素,旨在揭示人类活动对环境要素所造成的影响及其它们之间的相互作用规律,并采取各种合理的工程措施进行调控,以确保环境质量的长期可持续性。
由于环境科学涉及复杂和敞开的地表系统,因此GIS 为研究物质和能量在现实地理空间的运动和转化规律提供了方便准确的空间管理和空间分析手段。
由于在研究对象和研究方法上所具有的相似性和互补性, GIS 与环境科学的结合运用在环境管理、环境规划、环境监测、环境影响评价、环境工程及环境地球化学等领域拥有广泛的应用前景。
一、地理信息系统在水污染控制规划的应用水污染的控制规划是区域环境规划的重要内容,而总量控制是水污染控制的重要举措。
准备工作是要计算功能区水域的环境容量,就是在给定功能区水质目标的基础上,根据相应的水文条件,利用合适的数学公式模拟出该功能区能承受的最大污染物排放量。
地球化学在环境科学中的应用探测污染源和监测环境变化
地球化学在环境科学中的应用探测污染源和监测环境变化地球化学在环境科学中的应用：探测污染源和监测环境变化地球化学是研究地球物质的化学成分及其在地球中的分布和变化规律的学科。
在环境科学领域，地球化学起着至关重要的作用，可以通过对污染物的分析和环境因素的监测来探测污染源并监测环境变化。
本文将介绍地球化学在环境科学中的应用，并重点讨论其在污染源探测和环境变化监测方面的作用。
一、污染源探测1. 地壳元素异常分布分析地球化学研究发现，地壳中不同元素的含量和分布具有一定的规律，当某一地区某种元素的含量超过了正常范围，往往暗示该地区存在污染源。
通过对土壤、岩石、水体等样品中元素含量的分析，可以追踪和探测污染物来源。
2. 各种污染物的化学指标分析地球化学方法还可以通过对不同污染物的化学指标进行分析，确定其来源和性质。
例如，通过对水体中重金属元素的分析，可以判断是否存在工业废水、矿山排放或农药污染等；通过对大气中挥发性有机化合物的分析，可以确定是否存在汽车尾气或工业废气的排放。
3. 元素同位素分析元素同位素分析是地球化学的重要分析手段之一。
通过分析样品中不同元素同位素的比例，可以确定污染物的来源和迁移路径。
例如，氮同位素分析可以判断是农业源还是工业源导致的水体富营养化；铅同位素分析可以区分不同来源的铅污染物。
二、环境变化监测1. 古环境重建地球化学方法可以通过分析岩石、沉积物中的元素和同位素组成，重建过去的环境变化。
例如，通过对冰芯中气泡内气体的同位素分析，可以重建过去的气候变化；通过对海底沉积物中微体化石的地球化学特征分析，可以了解古海洋环境的变化。
2. 大气污染的监测地球化学方法在大气污染监测中广泛应用。
通过分析大气中各种污染物的化学特征，可以评估大气污染的程度和对生态环境的影响。
例如，通过分析大气颗粒物中的化学成分，可以评估空气污染的来源和污染程度；通过对大气中二氧化碳同位素的分析，可以探测人类活动对大气中CO2浓度的影响。
生态系统生物地球化学循环动力学模型建立
生态系统生物地球化学循环动力学模型建立生态系统是由生物和环境相互作用形成的自然系统，其中生物地球化学循环是生态系统中的重要机制之一。
生物地球化学循环是指生物元素在生态系统中不断地循环和转化的过程，包括了碳循环、氮循环、磷循环等。
为了深入研究生态系统中生物地球化学循环的动力学过程，科学家们建立了生态系统生物地球化学循环动力学模型。
这些模型通过模拟、预测和解释生态系统中生物地球化学循环的过程，可以帮助我们深入理解生态系统的稳定性和功能。
首先，建立生态系统生物地球化学循环动力学模型需要收集和整理大量的生态系统数据。
这些数据包括环境因子（如温度、湿度、光照等）、地球化学物质的浓度和变化趋势（如碳、氮、磷等元素的含量和转化速率）、生物组成和丰度等。
科学家们会利用现代科技手段，如遥感技术、生物传感器和气象站等设备，来获取这些数据，以便更好地理解生态系统的结构和功能。
其次，建立生态系统生物地球化学循环动力学模型需要运用数学和物理原理来建立模型方程。
这些方程会考虑生物地球化学循环过程中的关键参数和动力学方程，以描述生态系统中生物和环境的相互作用。
在建立模型方程时，科学家们会参考已有的研究成果和理论基础，以保证模型的科学性和可靠性。
第三，建立生态系统生物地球化学循环动力学模型需要进行模型参数的校准和验证。
模型参数是指模型方程中的未知变量，通过与实际观测数据进行比对和调整，来准确预测生态系统的动态过程。
校准和验证过程中，科学家们会利用现场观测、实验室实验和历史数据等多种方法来评估模型的准确性和预测能力，以确保模型的可信度。
最后，建立生态系统生物地球化学循环动力学模型需要进行模型的应用和推广。
科学家们会利用这些模型来解释和预测生态系统的响应和变化。
例如，可以利用这些模型来预测气候变化对生态系统中生物地球化学循环的影响，为生态保护和生态修复提供科学依据。
此外，这些模型也可以用于农业、林业、渔业等领域，以优化资源利用和管理策略，保障生态环境的健康与永续发展。
沉积环境的地球化学示踪
沉积环境的地球化学示踪地球化学示踪是地球科学领域中的一种重要技术，可用于研究地球内部的物质循环和演化历史。
在沉积环境中，地球化学示踪技术的应用显得尤为重要。
本文将探讨沉积环境的地球化学示踪及其在科学领域的重要性和应用价值。
沉积环境是地球表面岩石圈、水圈和大气圈之间相互作用形成的自然环境。
沉积环境的特点包括岩石和土壤的沉积、风化和侵蚀等自然过程。
这些过程不仅影响着地球表面的形态和结构，还对地球化学示踪技术的应用提出了挑战。
地球化学示踪是通过追踪元素或化合物在不同地质环境中的分布和变化，来揭示地质历史和自然过程的信息。
常见的地球化学示踪方法包括同位素示踪、元素示踪和化合物示踪等。
同位素示踪是利用同位素在不同环境中的变化来追踪物质来源和演变过程。
例如，通过测量岩石中某种元素的放射性同位素比值，可以确定该岩石的形成年龄和地质环境。
元素示踪是通过测量岩石或土壤中元素的含量和分布，来推断沉积环境的特点和演变历史。
例如，测量岩石中钠、钾、钙等元素的含量，可以了解土壤的侵蚀和沉积过程。
化合物示踪是通过测量化合物在不同环境中的分布和变化，来研究有机物的降解和迁移过程。
例如，在研究油气的形成和运移过程中，可以运用地球化学示踪技术来追踪有机物的演化历程。
地球化学示踪技术在沉积环境的研究中具有广泛的应用价值。
在油气勘探方面，地球化学示踪可以用于判断烃类的来源、运移和聚集规律，从而提高油气勘探的成功率。
在环境污染监测方面，地球化学示踪可以用来追踪污染物的来源和扩散路径，为环境保护提供科学依据。
例如，在某地区的环境污染监测中，研究人员可以通过测量大气中不同高度上颗粒物的元素组成和同位素比值，来了解颗粒物的来源和扩散路径。
同时，结合其他地质信息和气象数据，可以进一步推断出该地区的空气质量状况和未来趋势。
又如在某油田的油气勘探中，通过测量地层中有机物的同位素比值和化合物组成，可以判断油气的生成时间和源岩类型。
这些信息对于油气的开发和生产具有重要意义，有助于提高石油采收率和降低开发成本。
地球化学的应用环境保护与资源开发
地球化学的应用环境保护与资源开发地球化学是研究地球上各种元素及其化学性质、存在形态以及地球各系统之间元素及同位素的迁移和转化过程的学科。
它在环境保护和资源开发中具有重要的应用价值。
本文将探讨地球化学在环境保护和资源开发领域的应用，以期为解决环境问题和合理利用资源提供科学依据。
1. 环境保护1.1 大气污染控制地球化学可以提供了解大气污染形成和物质迁移的基础知识。
通过研究大气污染物元素来源、迁移通量和转化规律，可以预测污染物的扩散范围和浓度分布，为大气污染的治理提供科学依据。
1.2 水体污染防治地球化学分析方法可以用于水体中污染物的检测和监测。
通过分析水体中的元素含量和同位素组成，可以判断水体污染的程度和污染物来源，指导水体污染的防治工作。
1.3 土壤污染修复地球化学分析可以揭示土壤中污染物的分布特征和迁移转化规律，为土壤污染修复提供科学依据。
通过地球化学方法，可以评估土壤中的重金属等有害物质的污染程度，了解其迁移和转化机制，并制定相应的修复方案。
2. 资源开发2.1 矿产资源勘探地球化学研究可以揭示矿床形成和矿物资源分布的规律。
通过分析矿石中的元素含量和同位素组成，可以判断矿床的成因和形成过程，为矿产资源的勘探提供指导。
2.2 油气资源开发地球化学在油气勘探开发中起着重要作用。
通过分析油气中的有机地球化学特征和同位素组成，可以判断油气的类型、成因和运移路径，并指导油气资源的开发利用。
2.3 地下水资源评价地球化学分析可以用于地下水资源的评价和管理。
通过分析地下水中的元素含量和同位素组成，可以判断地下水资源的来源、补给形式和水质特征，为地下水的开发利用提供科学依据。
总结：地球化学在环境保护和资源开发中发挥着重要的作用。
通过地球化学方法，我们可以了解污染物迁移转化规律，预测污染物的扩散范围和浓度分布，指导污染物的治理工作。
同时，地球化学还可以揭示矿床形成和矿物资源分布的规律，为矿产资源的勘探和开发提供科学依据。
环境地球化学在农业上的应用
地壳表面元素分布不均匀的现象，可能指示矿产资源 或环境问题。
地球化学勘查
利用地球化学方法寻找矿产资源和解决环境问题的技 术手段。
土壤地球化学
土壤类型
不同土壤类型具有不同的化学性质和元素组成， 影响作物的生长和营养吸收。
土壤污染
土壤中重金属、农药等污染物对农作物和人体健 康的危害。
土壤改良
环境地球化学在农业上的应用可以减少化肥、农药等化学物质的滥用，降低对土壤、水 源和生态系统的污染，从而保护生态环境。
有助于实现农业可持续发展
通过环境地球化学的应用，可以合理利用土地资源，提高土地生产力和农业经济效益， 促进农业的可持续发展。
02
环境地球化学基础
地球化学基本概念
地球化学
研究地球各圈层化学元素分布、迁移转化规律的科学。
04
环境地球化学在农业上的应 用实例
土壤改良与修复
土壤改良
通过添加有机物、矿物肥料等手段， 改善土壤结构，提高土壤肥力，促进 植物生长。
土壤修复
针对受到污染或退化的土壤，采取物 理、化学或生物措施进行修复，恢复 土壤生态功能。
有毒有害元素的监测与控制
监测
定期对土壤、水源、农产品等进行有毒有害元素的检测，了解污染状况。
科普宣传
01
通过各种渠道普及环境地球化学知识，提高公众对农业可持续
发展的认识。
教育培训
02
加强学校和培训机构在环境地球化学领域的课程设置和培训，
培养专业人才。
政策倡导
03
推动政府和社会各界关注环境地球化学在农业上的应用，制定
有利于农业可持续发展的政策。
感谢您的观看
THANKS
随着全球人口的增长和资源压力的增 加，农业生产的可持续性和环境保护 变得越来越重要。环境地球化学在农 业上的应用为解决这一问题提供了新 的思路和方法。
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２０ ０ ６年 ６月
农 机 化 研 究
第 ６期
环 境 地 球 化 学 信 息 系统 的 建 立 及 其 应 用
黎
地 质大 学 计 算 地 球 化 学 研 究 室 ，武 汉
华 ，李方林 。 ，夏
４０ ７ ３ ０４）
斌 。
（． １ 中国科学院 广州地球化学研究所 ，广州 ５ ０ ４ ；２ 中国科学院 研究生 院 ，北京 １０ ３ ；３ 中国 １６ ０ ． ００９ ．
系 统 的 研 究 有 以下 几 个 步 骤 （ 图 ｉ所 示 ） 如 ：
传 统 的 手 工 管 理 和 分 析 手 段 效 率 低下 ，查 询分 析 和 环境 质 量 分 析 极 为 不 便 ；属 性 数 据 库 管 理 虽 然 查 询 较 为 方 便 ，但 却 缺 少 可 视 化 管 理 和 空 问 分 析 的
语 青 编 制 而 成 的 ，综 合 运 用 了 Ｍ ｃ ｅ ｓ 软 件 和 ＳＡｃ ｓ ＯＢ Ｄ Ｃ技 术 。
Ｍｐ Ｉ ａ Ｇ Ｓ提 供 了完 整 的二 次 开 发 函数 库 ，主要 以 Ａ Ｉ函 数 、Ｍ Ｃ类 库 、Ａ ｔ ｖ Ｘ控 件 ３种 方 式 提 供 ， Ｐ Ｆ ｃ ｉｅ
摘 要 ： 利用 Ｍ ｐ Ｉ ａ Ｇ Ｓ的二 次开发功能 ，自主开发了一个环境地球 化学信息 系统 。该系统具有 区域地质介绍 子系统 、属性数据库管理分析 子系统 、空问数据库管理分 析子系统 。为 此 ，介 绍了系统 的实现思路 和设计 方法 ，并且较详细地 阐述 了空 间数据库管理分析子系统 ，最后将该 系统 运用 于湖北黄石地 区的环境 地球化
学 研究 工 作 中 ，对 该 地 区 的环 境 地 球 化 学 数 据 进 行 查 询 分 析 和 质 量 评 价 ，与实 际 情 况 比较 吻 合 ，证 明 了该
系 统 的 正确 性 和 可 行 性
关键词：环境科学技术基础学科 ；环境地球 化学 信息 系统 ；设计 ；Ｍ ｐ Ｉ ａ ＧＳ 中图分类号 ：× ３ １ 文献标识码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ０ — １ ８ （０ ６０ － ０ ０ － ０ ０ ３ ８ Ｘ ２ ０ ）６ ２ ４ ３
２ 建 立 属 性 数 据 库 。利 用微 软 的 Ａ ｃ Ｓ ） ｃ ｅ Ｓ数 据 库 管 理 软 件 输 入 数 据 ，形 成 属 性 数 据 库 。
３ 运用 Ｍｐ Ｉ ） ａ Ｇ Ｓ提 供 的 二 次 开 发 函 数 库 和 面 向
统平 台，提供 了地理信息 系统的主要功能需 求 ，而 且提供 了完整的二次开发 函数库 ，用户可以在此平 台上开发 自主的面向 自身应用领域的系统 。 笔者运用 Ｍｐ Ｉ ａＧ Ｓ的二 次开 发功 能 ， 自主 开 发 了
一
对 象 的 Ｃ ＋ 言 。 发 环 境 地 球 化 学 地 理 信 息 系统 。 ＋语 开 ４ 利 用 此 系 统 进 行 环 境 评 价 、 测 以及 其 它 的 ） 预 分 析 ，并 显 示 、输 出 各 种 查 询 和 分 析 结 果 。 １２ 系统 主 要 功 能 介 绍 ． ’ 该 系 统 具 有 区域 地 质介 绍 子 系 统 、 属 性 数 据 库
ｉ 地 理 底 图 的 矢 量 化 。 用 数 字 化 仪 或 者 扫 描 ） 运
仪， ＭｐＩ 在 ａ Ｇ Ｓ的输 入 子 系 统 对 所 收 集 到 的 地 理 底 图
功能；而地理信息系统却可 以较好地将空间数据管
理 和属 性 数 据 管 理 结 合 起 来 ，而 且 可 视 化 能 力 比较
性 和 空 间相 关 性 为 地 理 信 息 系统 与 环 境 地球 化 学 的
结合 提 供 了 可 能性 。
开 发 库 被 封 装 于 若 干 动 态链 接 库 （ Ｌ Ｄ Ｌ）中 。本 次 系 统 开 发 中综 合 运 用 了前 两 种 方 式 ， 以 Ｍ ｐ Ｉ 供 即 ａ Ｇ Ｓ提 的 Ｍ Ｃ类 库 为 主 ，混 合 使 用 Ａ Ｉ函数 方 式 。 Ｆ Ｐ
１ 系统 功 能 和 设 计
１ １ 系 统 设 计 处 理 流 程 ．
其 自身 的发 展 以 及 社 会 经 济 发 展 对 它 的需 求 ，环 境 地球 化学 的 研究 领 域 已经 逐 渐 从 单 纯研 究 环 境 与人 体 健康 （ 主要 是 地 方 病 ） 间的 关 系 发 展 为对 区 域 环 之 境 污染 以及 全球 环 境 变 化 的研 究 ， 目前 又扩 展 到 区
Ｏ 概 述
环 境 地 球化 学作 为 地 球 化 学 的 一个 分 支 学 科 ，
主要 研 究 人类 赖 以生 存 的 地球 环 境 的 化学 组 成 、化 学作 用 、化 学 演 化 与 人 类 相 互 关 系 的 科 学 …。 随 着
石 地 区 的环 境 地 球 化 学 的查 询分 析 和 环 境 质 量 评 价 等 方 面 ，取 得 了 较 好 的效 果 。
个 环 境 地 球化 学 信 息 系统 ，并 将 之 运 用 于 湖 北 黄
强 大 。地 理 信息 系 统 是 用 于 获 取 、储 存 、查 询 、综
进 行 程 文 件 ，在
图上确定 采样点 。
合 、处 理 、分 析 和 显 示 与 地 球 表 面 位 置 有关 的 数 据 的计 算 机 系 统 ¨。Ｍ ｐ Ｉ ａ Ｇ Ｓ是 国 内优 秀 的地 理 信 息 系
域可 持 续 发 展 战 略 、区 域 发 展 规 划 以及 环 境 地 球 化 学 系统 动 力 学 等 崭 新 的 领 域 。环 境 地 球化 学 的 区 域
基 于 Ｍ ｐ Ｉ 的环 境 地 球化 学 信 息 系 统 是 在 地 ａＧＳ
理 信 息 系 统 Ｍ ｐ Ｉ 件 平 台上 运 用 面 向 对 象 的 Ｃ ＋ ａ Ｇ Ｓ软 ＋