什么是生态环境与城市地质
1. 环境地质调查
根据区域发展需求与重大地质环境问题防治需要，在重要经济区地质环境调查、城市地质调查、矿山地质环境调查、全球变化地质响应与二氧化碳储存研究、农产品主产区土壤地球化学调查等方面开展了大量工作，取得了明显成效。
随着一批重要经济区先后上升到国家战略层面，重要经济区地质环境调查工作驶入快车道。在环渤海湾环境地质调查先行探索的基础上，2008年启动了长江三角洲、海峡西岸、珠江三角洲、北部湾、长江中游（包括武汉城市圈、长株潭、昌九工业走廊等）等重要经济区和城市群地质环境综合调查；2010年启动了中原城市群、关中盆地城市群、重庆都市经济区地质环境综合调查；2011年启动了长吉图经济区地质环境综合调查；2012年启动了中原-冀中南城市群地质环境综合调查；2013年启动了成渝经济区地质环境综合调查。在中国地质调查局的引导和拉动下，各级地方政府高度重视，不断加大地方财政投入，与中国地质调查局合作共同推进重要经济区与城市群的地质环境调查工作。重要经济区地质环境综合调查按照“区域上开展1∶25万系列编图，重点地区开展1∶5万的水文地质、工程地质调查，针对重大问题开展专题研究，建立地质环境监测网及信息化服务平台”的总体思路推进工作。经过几年的努力，在1∶25万调查与编图、1∶5万调查、城市地质调查、地质环境问题专题研究、信息平台建设等方面取得了重要进展，为主体功能区规划编制、国土空间布局优化、新型城镇化建设、产业结构调整、资源优化配置以及重大工程建设等提供了重要地学基础资料。
城市地质调查取得了较大进展。2003～2008年，国土资源部与中国地质调查局和地方合作开展完成了北京、天津、上海、南京、杭州、广州等6个特大城市立体地质调查，系统建立了地下三维地质结构，全面评价城市地质环境容量和地下空间开发利用适宜性，实现多源、海量、异构地学数据的集群化管理，建立三维可视化城市地质信息管理和服务系统，为城市规划建设和管理提供便捷的地质信息服务。2004～2009年，中国地质调查局组织开展了全国287个地级以上城市和19个地州盟所在地县级城市（共计306个城市）环境地质摸底性调查，查明了主要城市群和城市存在的地质环境问题及其危害，为推进重要经济区地质环境综合调查奠定了基础。
开展了矿山地质环境调查与典型矿集区动态调查。2000～2005年，完成了全国以省（区、市）为单元的矿山地质环境调查与评估，首次系统地对我国所有矿山地质环境问题进行了摸底调查，共调查矿山113149个，调查矿山面积581.9×104hm2，基本摸清了我国矿山环境的现状，系统总结了不同区域环境地质背景和不同矿类开发所引发的环境地质问题的类型、特征及其危害，分析了我国矿山环境地质问题产生的主导因素，为政府部门今后实施矿山地质环境管理提供重要基础数据。对晋陕内蒙古陕北煤炭资源开发区、晋陕内蒙古东胜—准格尔能源基地、辽宁阜新煤矿区、吉林辽源煤矿区、陕西潼关金矿区等主要矿产资源集中开发区地质环境问题进行了详细调查，对湘东南有色金属和煤炭矿区、胶东半岛金矿区、冀东唐山煤炭矿区等典型矿区矿山地质环境变化进行了动态分析。近年来，选取山西太原东西山煤炭集中开采区、贵州省纳雍县北部煤炭建材矿区、陕西潼关金矿区、陇南有色金属集中开采区等典型矿产资源集中开采区和矿山开展了动态调查，通过矿区1∶5万矿山地质环境调查，对矿山环境动态变化情况进行了初步分析。
应对气候变化推进了全球变化地质响应与二氧化碳储存研究。2010年以来，开展了全球变化地质记录研究、地质碳汇潜力研究、二氧化碳地处储存潜力评价与示范。以更新世晚期以来气候变化的精细记录为研究对象，开展了全球气候变化重点时段地质记录研究，深入了解更新世晚期末次间冰期以来不同尺度气候变化的周期性及突发气候事件序列，揭示了气候变化长期趋势中自然因素和人为因素的作用。通过研究岩溶、土壤和矿物等的地质作用下的碳汇机制，对我国地质碳汇潜力进行了调查评价。在评价主要沉积盆地二氧化碳地质储存潜力与适宜性基础上，编制了全国1∶500万评价图系和主要盆地评价图集，圈定出一批二氧化碳地质储存目标靶区；构建了深部咸水层二氧化碳地质储存工程选址、场地勘查与评价技术方法；与神华集团合作，在内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗成功实施了我国首个深部咸水层二氧化碳地质储存示范工程。
服务农业发展实施了主要农产品主产区土壤地球化学调查。推进了中东部主要农耕区多目标生态地球化学调查，系统获得了土壤中包括氮、磷、钾、硒等有益元素和镉、汞、铅等重金属在内的54项元素指标的含量及分布规律，查明了中东部主要农耕区土地质量状况，把握了土壤污染区域、程度和可能造成的危害，为我国土地规划、土地整治和基本农田保护、土地资源合理利用与生态管护提供了重要基础数据。近几年选择长江三角洲Cd、Hg等重金属元素的重点污染地区及农耕区土壤Hg异常区，开展了生态地球化学评价与监测预警试点研究。
根据国土资源规划需要开展了资源环境承载力评价。根据区域资源环境空间分布、地区差异条件和区域协调发展目标，建立了四大资源（土地、矿产、水、海洋）、四大环境（地质环境、生态环境、水环境、气候环境）为主体的全国资源环境承载力评价指标体系框架，完成了全国资源环境综合分区图和分区表的编制。开展了四种重要资源单要素、四种重要环境单要素评价和资源型、生态型、城市群等三种类型区的研究与评价。推进了关中—天水、北部湾、长株潭、中原城市群等4个重点地区的资源环境承载力评价工作。
2. 生态环境与城市地质学科是干嘛的
生态地质学（ecological geology）是研究各种生态问题或生态过程产生的专地质学机理、地质作用过程及其背景的属一门学科。生态地质学尚处于探索阶段，大多采用植被地理学、地质学、水文地质学的方法和遥感技术研究植物（生物）与地质因子之间的相互作用。今后的理论发展将更侧重于地学与生态学的渗透与融合，在植物（生物）与地质因子之间建立沟通的桥梁，突出两者的协同效应。
3. 城市地质
本次大会的交流形式主要有5个方面：
第一为以展馆的形式集中展示地质成果，多以国家的形式出现比如中国馆、美国馆、俄罗斯馆等，另外一些大型国际地质组织、大型石油公司、地质仪器公司、软件公司、出版社等也以展馆的形式集中展示成果，在展馆中展示城市地质成果的主要为中国馆和挪威馆。中国国家馆主要以地质专业的角度展示近几年来取得的丰硕成果，其中在工程地质专业下重点介绍了中国城市地质试点工作情况，包括上海城市地质及北京城市地质等内容。挪威国家馆中城市地质专题主要简单介绍了城市地质的主要研究内容，挪威国家地质调查局在奥斯陆地区开展城市地质调查项目，项目从2004年到2008年，主要研究内容包括地质资源、地质灾害等10个方面的内容。
第二、第三为以大会发言和展板的形式介绍城市地质。
由于没有专门的城市地质专题讨论会，因此直接以城市地质为命名的大会发言或者展板内容相对较少。其中大会发言中中国地质调查局的“中国城市地质”在“地质科学管理在可持续发展与人类安全中的作用”专题中发言。展板中“上海城市地质”在环境地质专题中展示。但是从单项的城市地质调查来看，与城市地质有关的内容非常多，本文将在后面重点介绍。
第四为专门交流会，时间上大多在休息时间为主，比如在8月10日（星期天）就安排了20场左右的交流会，内容方面多是专门、专题及综合讨论会的延续和深入，主要以参会的某专业领军人物召集本专业的相关人员对某个问题进行更广泛深入的交流。其中城市地球化学方法在城市环境研究中的应用专题邀请来自世界各地的专家一起讨论，内容主要包括地球化学本底、城市地区的系统地球化学成图、采样深度确定、样品选择、如何处理有机及矿业土壤、分析方法选择，有机污染物多环芳烃、多氯联苯、二恶英、邻苯二甲酸酯、溴化阻燃剂等的评价。
第五为野外地质考察，大会组委会在会前曾计划安排“瑞典与芬兰城市地质中工程地质”的地质考察，主要针对的地质问题有，福斯马克核电厂及核废料处置场，隧道工程、电厂、地下水问题，岩石应力测量，岩石稳定性监测等。赫尔辛基在建的隧道开挖与地下建筑工程，软土地基稳定性问题，地下水问题等。后来由于其他原因该计划取消。另外还安排了“奥斯陆城市地质化学”，即在8月6日下午城市地球化学成图专题讨论会后，由挪威、瑞典与芬兰地调局召集安排野外实地调查，主要现场了解已经成功进行了3年的试点项目即奥斯陆城市地球化学项目，关于地球化学调查方法与城市污染土的管理系统。
由于大会议题中涉及的专业非常多，一般都是有近30个左右的会议在同时进行，而每个发言者的时间一般在15～30分钟左右，因此只能选择与专业有关部分专题到现场听取较详细的汇报。在中午休会以及会后则抽时间对展板的内容进行学习和交流。其他内容只能通过大会交流材料摘要合集来了解和学习。
一、城市地质综述
（一）城市地质综合调查
1.国内城市地质综合调查
在“地质科学管理与可持续发展”专门讨论会中中国地质调查局做了中国城市地质调查工作的发言介绍，主要从中国城市地质的主要特点、主要任务、主要方法、主要成果及将来的工作方向等方面逐一阐述，其中主要任务有5个方面，分别是：三维地质调查及地下空间适宜性评价、地质资源调查及可持续发展评价、主要地质灾害调查及风险评价、环境地球化学调查及土壤与地下水环境评价、三维可视化信息系统的构建与管理等。另外上海地质调查研究院以展板的形式介绍了上海城市地质调查的主要内容和主要成果以及关于城市地质工作机制的探讨。
2.国外城市地质综合调查相关介绍
为更好地使地质科学满足社会经济的发展需要，挪威国家地质调查局在奥斯陆地区开展城市地质调查项目，项目主要研究内容有10个方面：氡灾害、地面沉降、城市土壤污染、地热、砂矿资源、地下水、矿产地质、基底稳定性与监测、流粘土灾害、地质教育。
东京城市可持续发展过程中面临的主要地质问题有地震、洪水、风暴潮、地面沉降等，这就要求地质学家和相关的政府部门必须致力于东京大都市城市地质状况的工作，自从1959年出版了东京相关地质成果图以来，又进行了多次的修订。另外，还建立了一个关于地下水利用和地面沉降的监测系统，另外地质信息系统，从1970年以来，形成了关于70000个钻孔的柱状剖面图的数据库。这些系统对政府还有科研者提供了很大帮助，比如建设地铁、高速公路、污水排放系统的重建等，还有地震灾害分析，研究隐形断层，地下空间开发等。
（二）城市水资源与环境
美国东南密歇根州城市化地区利用地理信息系统评估潜在的区域地下水污染，研究了多环芳烃、多氯联苯及铅等污染物在不同介质中对地下水的影响程度。英国对地下水进行战略性管理和治理，把最先进的知识和技术运用其中以维持高品质的地下水资源，满足经济和生态系统的需求。莫斯科地区城市地下水监测网络在20世纪已经开始建设，现已形成280口监测井，用于地下水动态监测。另外还对莫斯科地区人类活动对地下水环境的动态影响进行了研究，尤其是对地下水流场、水化学、水位及水温的影响，通过与背景区的对比发现；城市地区地下水的许多运动机制已经发生改变。葡萄牙介绍了基于GIS技术的地质图在城市地下水资源管理和评估方面的应用，利用此系统可获得大量的水文地质资料，可以建立含水层参数系统，对比岩性、含水层深度、地下水化学参数和土地使用情况等信息进行对下水脆弱性评价研究。瑞典则对基岩埋藏较浅地区的地下水的水质进行了评价。意大利就水文地质风险及其缓解措施进行了研究，1998年Sarno地区泥石流灾害发生后，意大利政府在全境内加强了对水文地质灾害的预防措施。 Re NDi S项目由意大利地质调查局实施，旨在确定灾害风险的类型及其特性，研究如何缓解地质风险的措施，提高对灾害的综合认识。另外还对意大利Friuli Venezia Giulia地区地下水水文地质进行了调查，结果表明此地区浅层地下水的主要补给来源是地表水渗入和冬季降水，这种补给方式使得浅层地下水很容易受到城市地区和工业排水的污染。
墨西哥Irapuato和Salamanca两个城市城市用水大多靠地下水，受污染水通过断层将污染带到深部含水层，通过对地下构造及水文地质的调查，使用SINTACS评估方法，并结合使用GIS技术，制定地下水保护计划。挪威卑尔根有许多世界建筑遗产，通过对古建筑附近地下水化学性质、地下水压力及土壤湿度等指标的长期监测，研究地下水环境对古建筑保存的影响。南非贝宁地区研究城市和农村地下水遭污染的一些特征，依据已完善了的地下水流的数值模型，通过研究可调节的管理策略来维持贝宁地区的高品质地下水的供应。摩洛哥绘制了丹吉尔地区含水层的污染风险地图，采用DRASTIC方法研究水文地质条件，研究地下水环境的脆弱性，结合城市规划对地下水污染风险进行分区和分等，研究表明东部工业区使含水层的脆弱程度增高，具有中度的污染风险。印度西北有几个城市在地表水和地下水的相互作用，地表水的不合理规划与利用导致地下水位上升造成建筑物地基、桥梁、隧道、管道等其他公共设施的损坏，其次地表水的污染物大量回落到地下水，污染了地下水。另一方面，过量开采地下水又使承压水位下降，扩大岩石孔隙，减少岩石强度，造成建筑物倒塌，如果合理管理和规划城市地区地下水和地表水的综合利用将可以避免以上灾难。另外还对印度普纳市东南部由固体废弃物处置引起的地下水污染进行了调查研究，普纳市附近的垃圾站已经使周围的12口井和两条溪流污染，并且距离堆放场越远的地方地下水受污染的状况越轻，那些远离堆放场的地下水没有受到污染，而且即使进‘行地下水回灌修复，堆填场附近的地区地下水仍然污染严重。韩国对地下水中砷污染的自然成因进行深入调查，研究了地下水p H值、沉积作用、变质作用对地下水中砷含量的影响。
（三）城市地质灾害综合调查与评价
1.城市地质灾害综合调查
俄罗斯地调局在莫斯科地区进行了地质灾害与地质环境综合评价项目，通过GIS信息技术对不同种类的地质灾害进行综合性的分析与评价方面进行了尝试研究。根据其滑坡、喀斯特岩溶、地下水位上升等灾害及其地质环境特征，结合城市发展对生态以及经济社会的要求，绘制了莫斯科地区1∶50000地质环境地图，结合城市的功能区划分地质环境分区，提出了一些关于安全城市发展的建议。另外还对2014年冬奥会举办地索契的地质灾害与环境风险进行了评估，主要包括地震构造、水文地质、工程地质和其他环境勘探研究灾害预测等。
在加拿大城市地区自然与人为环境灾害的调查与风险评价论文中，提出建立跨学科、跨地域、长期性的灾害风险综合研究是十分必要的，其目标是研究灾害的特征、破坏性和风险性，在复杂多变的条件下确定灾害风险性，通过监测研究等较少灾害对人类的危害。近年罗马城市化程度不断提高，罗马是一座历史名城，评价其地质灾害相对较难，复杂的全新世沉积物、较厚的人类活动造成的回填土以及大量的受保护的古建筑都给研究工作带来了一定难度，罗马主要的地质灾害有地面沉降、岩溶、滑坡、地震以及固体废料。基于GIS信息平台整合历史时期的相关地质信息，建立了3D地质模型，以半定量的方法评估地质灾害，所获得的方法体系适用于历史背景悠久的城市，更有利于城市的可持续发展与管理。巴西贝洛奥里藏特市未来地质资源与地质灾害研究项目已经在城市规划中得到了应用，通过对土地资源和洪水以及河流侵蚀等资源与灾害的分析，结合将来千万级大城市的定位，为城市规划提出城市发展的重点应从南部向北部转移。
2.城市地质灾害专项调查
1）地震与火山
在城市地质地震与火山灾害研究中，意大利有多项研究成果做了大会发言和展览。通过历史文献记载以及野外的调查，对1908年发生在意大利南部的墨西拿市地震的地质效应进行了评价，主要次生灾害有海啸、滑坡、泥石流、地裂缝、地面塌陷等。意大利Campi Flegrei活火山的城市化应急管理系统中，用高、中、低三种指数来定义火山爆发情景，应急规划区和人们可以紧急集合和疏散的区域与铁路系统的主要节点接近度。另外的研究还建立了火山碎屑流的动力学模型，为城市规划与灾害管理服务，在地震的监测与防治方面制定了相对成熟的预防方案。意大利在评价活动断层灾害如何更好地为土地利用规划服务方面也做了尝试研究。印度对新德里、孟买、班加罗尔等城市进行地震危险性分析，这些城市人口密度逐渐增大，一旦遭受地震将产生严重灾害，在城市规划中如何降低地震风险进行了初步研究。在孟加拉国吉大港地区地震危险性评估论文中，介绍了通过航空遥感与地球物理的方法寻找不同类型地质条件对地震波的反映情况，并将研究成果应用于在城市规划的地震灾害防治中。
随着城市化进程的不断持续，到21世纪中期将有一半人居住在城市，城市化使大城市越来越多，以至于有许多城市会处于地震多发区，美国、加拿大、日本还有一些其他国家的地震防治工程取得了很大成就，可以将地震对人的伤害降低到较低的水平。1989年和1994年加利福尼亚大地震造成不到70人死亡，但是在发展中国家对抗击地震灾害风险的研究还相对滞后。相关介绍还有日本在对地震灾害模拟方面的研究，北非阿尔及利亚、埃及、利比亚、摩洛哥、突尼斯等国家在城市规划中加强对地震灾害的合作研究与预防。
2）滑坡
韩国绘制了汉城方圆1500平方千米的滑坡预报地图，利用包括两个地形学和岩石学的因子，4个土壤属性因子建立logistic回归方程，预测潜在滑坡。意大利安科纳市滑坡预警预报系统主要包括7个表面污染监测系统和33个GPS大地测量，同时也建立了三维立体的钻孔控制系统，监测数据实时传递给监测中心，以便及时进行滑坡的预警预报。另外运用不同年份的土地利用类型图与滑坡分布图进行叠加分析，研究大城市地区滑坡的风险性。相关的研究工作还有莫斯科对滑坡和泥石流的建模与监测，孟加拉国吉大港城市的无序发展导致滑坡灾害，巴西、印度、意大利等一些城市对滑坡防治的研究。
3）城市环境地球化学
在美国克罗多州丹佛大城市地区开展了1972年和2005年的土壤地球化学环境变化对比研究工作，2005年美国地质调查局采集表层土壤497个样品，涉及市区1165平方千米的区域，测定44种元素。然后将测得成果与1972年的样品数据进行对比后发现锌、砷、汞、镉、铜和锑的变化规律非常复杂，而铅则有非常明显的范围扩大的趋势。在土壤和地下水潜在污染的分析评估模型方面美国密歇根州作了研究，对比不同地区土壤及地下水各种污染特征，对地下水来说含有氯的挥发性有机化合物和六价铬具有最高的危险性，而土壤中多氯联苯、汞、多环芳烃具有最高的危险性。
英国开展了伦敦、贝尔法斯特、格拉斯哥等22个城市的地球化学基线调查，测定46种元素或参数，采集近16000个样品，提供了独一无二的英国城市土壤地球化学图。另外还对内分泌干扰物质（环境激素）对人类健康的影响方面做了深入的研究，近50年来，内分泌干扰物在环境中的含量有了很大的增加，包括农药、阻燃剂、防腐剂、表面活性剂等产品，以及化妆品、洗涤剂、食品包装和其他化学物质。许多内分泌干扰物，包括多氯联苯、二恶英和滴滴涕的代谢产物，在环境中有广泛存在，并且由于其亲酯性，可通过生物链进入人体，并通过女性传递给后代。此外，人们的饮食中也含有越来越多的动物激素。通过研发发现，这些越来越多的内分泌干扰物会诱发癌症特别是乳腺癌和前列腺癌。
俄罗斯许多城市表层土壤可能对人体健康存在威胁，在政府管理及决策时应以生态安全为目的有机考虑生态、经济、社会等因素，AHP评价方法的研究可为决策者提供更具体的研究成果，保证表层土壤的安全利用，另外还介绍了不同的污染城市土壤修复技术。
1998年瑞典开始了城市地球化学填图计划，其目的是能够给社会提供可靠的环境背景数据信息，已经有4个城市获得多种样品包括土壤（表层，深层）、苔藓植物等的45种元素的背景值，如银、砷、金、钡、铍、铋、镉、钴、铬、铜、铁、镧、锂、镁、锰、钼、镍、磷、锑、硒、锡、钽、钍、钛、铊、铀、钒、钨、钇和锌等，另外也对如何在地球化学统计计算方面避免一些失误作了简单介绍。
在城市区域的污染范围确定方面，挪威地调局在奥斯陆地区进行了试点，布置穿越市区的南北方向长120千米的剖面，沿着剖面的横截面收集土壤和植物样本，研究的主要目的是研究反映在土壤和植物化学中城市污染的影响和范围。检测指标为银，铝，砷，金，硼，钡，铋，钙，镉，钴，铬，铜，铁，镓，汞，钾，镧，镁，锰，钼，钠，镍，磷，铅，钯，铂，硫，锑，钪，硒，锶，碲，钍，钛，铊，铀，钒，钇和锌等。在挪威的三个主要城市的表层土壤有机污染物调查已经完成，在奥斯陆、卑尔根和特隆赫姆分别采集719、309和75个样品，分析了样品中多环芳烃（PAHs）含量情况。结果表明，内城显示高浓度的PAHs，城郊土壤含量相对较低，PAHs的来源主要为燃烧源。另外还介绍了城市中有毒污染物及其分散机理的研究成果，人类过多的活动导致城市环境中介入了大量的有毒污染物，市中心已被证实含有大量的重金属如铅、镉，还有其他有机有毒物，如二恶英、多环芳烃、多氯联苯等，在挪威的城市土壤里检测到了很高浓度的这些有毒物。另外在31座港口和海边城市的海底沉积物中也有较高的检出率，总的说来海底沉积物也被严重污染。城市地球化学的研究表明很多污染物是通过雨水传播的，目前正在研究城市土壤环境对海水环境的影响。
葡萄牙介绍了北部城市的氡危机情况，开展调查的目的是评估葡萄牙北部城市的氡浓度和控制各种氡的最重要的地理因素，研究表明葡萄牙北部城市区域在土壤和地表水出现中等偏高的氡危机。另外通过对1987～1992年室内氡辐射的测定，获得了大量数据并进行了统计学分析，对氡辐射风险进行了预测，为规划和建设提供支持。
地理信息系统（GIS）和多元统计方法被用来评估追踪香港城市郊区及乡村公园的重金属污染，和乡村公园相比，铜、铅、锌在城市和郊区的土壤中含量较高。元素的主成分分析与聚类分析结果显示主要元素和痕量元素在城市、郊区、乡村公园的聚类特征都不相同。运用地球化学与地球物理相结合的方法，研究波兰南部西里西亚工业区土壤中的地球化学污染异常，来精确绘制污染地区和绿色生态评估区域，该种方法经济有效，降低样品数量和化学分析，实地样品只局限于那些污染严重的地区。芬兰根据两个样品深度研究城市土壤地质化学基线，已经初步绘制了地质化学图。巴西圣保罗市在城镇体系中用铅同位素作为大气污染物示踪来研究铅污染的来源，铅的主要来源为工业废气、城市废气和汽车尾气。丹麦在土壤原位分析测试评价以及污染土壤原位修复方面介绍了最新研究成果。
3.其他
菲律宾在地质和地质灾害评估纳入环境影响评估和全国土地利用规划系统并成为一种制度方面，进行了有益的探索。另外俄罗斯、意大利、芬兰等城市的工程地质研究，意大利城市地区地面沉降的控制研究，以及地质信息系统与地质建模等方面由于篇幅限制不在详细介绍。
二、城市地质的几点思考
1.城市地质的核心部分仍是地质学
随着科技与社会的进步，城市地质学的概念不断在变化和拓展。城市地质学的核心部分仍是地质学，研究区域多为人口稠密、工业发达及城市化水平高的地区，这就要求在城市地区地质学研究的精度要大大提高。世界上每个城市所面临的主要地质问题不尽相同，城市地质学几乎会碰到地质学领域的所有问题和难题。城市地质学的单项研究比如城市工程地质、城市水文地质、城市地球化学等均为地质学的延伸或互相渗透，其内容可以延伸为城市的资源、环境、工程及安全等的可持续利用与发展方面提供保障。
2.城市地质的最大特点是综合性
本次33届国际地质大会由英国地质调查局提出“One Geology”的概念，目前翻译成中文比较多的提法是“大地质”，主要强调全球的统一成图，所有国家的联合合作成图，不同专业地质图的相互叠加与高效利用。城市地质其实可以理解成某城市的“One Geology”，这里不仅有整个城市地区的统一成图，更重要的还有众多地质问题的综合调查与研究，而不单单是某项地质工作的调查与评价。
城市地质学的性质，注定了其多参数、多目标、多学科综合的特性。城市地质学的综合属性，注定要组织跨学科、跨行业、跨部门的艰苦探索和攻关创新，注定了从事调查、研究的专家必须具备多元的知识结构和现代的管理理念。城市地质学知识系统的复杂性，注定了这门学科必须具备当代新学科、新技术、新方法的侧向分工和优势集成。城市地质学的用户众多，注定了其操作层面和服务平台必须具有多参数、立体化的“数字城市”的现代结构。
3.城市地质的生命力在于它的应用性
城市地质的特点决定了其成果必须具有很强的应用性和实用性，即如何使地质成果更好地应用到城市的规划、建设与管理中。在服务于城市规划方面，如何更好得为城市总体规划、区域性规划提供基础地质资料、为专业性规划提供相关的专项研究成果、为城市重大工程的规划选址提供综合性成果；在服务于城市建设方面，如何为地下空间的开发利用、重大市政工程所面临的地质问题、建筑工程的建设等方面发挥作用；在服务于城市安全方面，可为城市生命线（地铁、高架、防汛墙、天然气管网等）的安全运营、城市用水安全与应急水源地建设、防治地质灾害研究以及地质灾害应急抢险等方面服务；在服务于土地资源管理方面，可为土地利用总体规划修编与实施评价、基本农田的划定与保护、后备土地资源的利用、土地复垦与土壤修复、土地利用绩效评估等方面服务；在服务于生态环境保护方面，可为水土体的环境质量监测、垃圾处置场环境风险评估、生态住宅等方面服务。
4.城市地质的活力在于方法技术的革新
城市地质学作为一门学科，其自身理论体系的构建相对较复杂。从城市地质研究的内容来看，每一项都有各自的理论体系，从专业上来分比如基岩地质、第四纪地质、水文地质、工程地质及地球化学等，从研究领域来分比如资源、环境及工程等。另外不同的城市其所开展的有针对性的研究课题也不尽相同，但归根结底还是与该城市所面临的主要地质灾害与地质问题有关，针对每种地质灾害的研究都有相互独立的理论体系，比如地面沉降、滑坡、泥石流、活动断层等。如何将不同的理论体系提高升华到城市地质的理论体系是一个非常复杂的难题。城市地质研究中的方法技术的革新将有助于城市地质理论体系的完善和构建。在进一步完善城市地质调查技术和工作流程规范基础上，编制《城市地质调查工作指南》，提高城市地质调查工作的效率。借助相关领域的新技术、新方法，尤其是GPS、GIS、RS等新技术，在调查的方法手段、不同专业领域的集成综合评价方法技术、地质灾害的动态监测与预警预报、地质成果或结论的从定性到定量判别、地质环境的数学模型与经济学分析、城市地质工作在城市经济发展中的贡献度等方面不断有新的突破和认识，不断提升城市地质的活力。
5.城市地质发展的动力要依托新的机制
我国城市地质试点工作已经开展了4年，每个试点城市都取得了丰硕的成果。新的工作机制探索将有助于城市地质工作快速的发展。今后城市地质工作中将加快建立健全长效管理机制，切实增强城市地质工作对经济社会发展的持续保障能力。完善深化调查成果和建立城市地质工作长效机制相结合，进一步加强城市地质调查成果应用示范，推进调查成果的深化和转化。深化完善地质信息动态更新、社会共享机制和建立城市地质工作长效机制相结合。深化完善调查成果转化工作与建立城市地质工作长效机制相结合。新的工作机制探索的目的主要还是使城市地质工作更好的纳入到城市规划与建设体系当中，以便更好的发挥城市地质工作的经济社会效益，提高在城市经济社会发展中的贡献度。
由于时间紧迫，城市地质涉及的专业众多，关于本次大会中城市地质研究内容的介绍难免会有些遗漏，另外文中的其他差错，敬请批评指正。在城市地质论文摘要编写、展板制作过程中得到了中国地质调查局庄育勋主任、翟刚毅处长、程光华教授，以及上海市地质调查研究院魏子新院长、严学新总工、王寒梅副总工、史玉金主任工程师等领导专家的悉心指导，特此感谢。在参加第33届国际地质大会期间以及本文的编写过程中，得到了与会的中国地质调查局代表团诸位团友的大力支持和帮助，在此一并表示衷心感谢。
（何中发执笔）
4. 城市地质环境及其相关术语
环境、资源、地质环境、地质资源等相关概念在不同的学科或领域有不同的定义，即使在同一学科或领域内，不同的学者根据自己的体会和经历，也会给出不同的定义。为使读者对本书的理解不至于混乱，本节将对这些相关概念作一个界定。
一、自然环境与自然资源
自然环境与自然资源都是人类生存与发展的物质基础，既有同一性，又有差异性，二者间的关系是密不可分的，都是相对于人类这个主体而言的，对人类十分重要。
1.自然环境
自然环境的概念:在环境科学中，“环境”是指以人类为主体，围绕着人类的空间以及位于该空间内部的直接或间接地决定或影响人类生存和发展的各种自然因素的总和。我国环境保护法将环境定义为，“环境是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等”［1］。
人与自然环境的关系:自然环境是人类经常的和必要的社会物质生活条件之一，环境影响着人类，作用于人类;反之，人类也能通过自己的活动反作用于自然环境，即人类有目的、有计划、能动地改造着环境、利用着环境，为自己创造新的生活和生存环境。
然而，人类长期以来并没考虑到由于对环境的干预能产生长期的、累积的影响的环境效应。当人类违反自然规律去干预环境时，人类将因自己的错误而受到自然界的惩罚;当人类按照自然规律去干预环境时，便会使环境有利于人类的生存而发展。人类在认识到其必须与自然环境和谐共处后，从而使人们又重新回归于正确的平等、共生、共进的关系上来。
2.环境价值
环境作用于人类，影响于人类，人类也反作用于环境，影响着环境。在这种相互作用、相互影响的关系中，向着人类生存与发展好的方向的作用和影响;与此同时，环境质量和环境功能也是向着好的方向的作用和影响，这种关系称为环境价值。环境价值表现的是双向关系，而且也是双赢关系。也就是说，为了人类的生存和发展牺牲环境，以环境为代价，降低了环境质量，损害了环境功能，这种单向利己关系只是无休止地从环境中摄取，毫不顾忌环境的承载能力，把人和环境的关系对立起来，人与环境只是使用与被使用的关系、需要与满足的关系，这只能是环境的使用价值而不是环境价值。为了协调人类与自然环境的关系，对于降低了的环境质量和折损的环境功能予以足量的经济补偿，这就是环境补偿价值。环境价值是由使用价值和环境补偿价值构成，在没有环境补偿价值的情况下，环境价值就不存在。环境价值是产生于人类对环境获取效用的同时又要对环境给予足量的经济补偿。这也是可持续发展环境伦理的所在，人类与环境关系是和谐、平等共处、共生、共存、共荣的统一整体。环境价值是指事物和人的行为对人的正常环境生活所具有的意义和价值，既在满足人的环境本性和需要所具有的意义和使用价值，亦要人类向自然环境提供足量的补偿价值，以补偿自然环境满足人类需要能力的折损。
倡导环境价值，把环境价值理解为与人的统一独立整体，与人共同享有平等的尊严、权利和价值，回归环境价值的可持续发展价值观，恢复人的环境本性和环境需要的丰富性和全面性，恢复人与环境的自由的和谐关系，对国民经济的可持续发展、全面建立和谐社会意义重大。
3.自然资源
自然资源是自然环境的组成要素，是自然环境中与人类社会发展有关的，能被利用来产生使用价值并影响劳动生产率的自然要素，它包括土地、水体、动植物、矿产、阳光、地热等资源。自然资源是社会物质财富的源泉，是社会生产过程中不可缺少的物质要素，是人类生存的自然基础。自然资源类型，有多种划分方法［2～4］:①按其在地球上存在的层位，可划分为地表资源和地下资源;②按其在人类生产和生活中的用途，可分为劳动资料型自然资源和生活资料型自然资源;③按其利用限度，可分为再生资源和非再生资源;④按其数量及质量的稳定程度，可分为恒定资源和亚恒定资源。
4.自然环境与自然资源的关系
自然环境与自然资源的关系:自然资源只不过是自然环境的一个要素，自然环境包含了自然资源，这就是自然环境的资源观。自然环境包括宇宙环境、地球环境、地质环境、地理环境等。
5.短缺资源
自然资源是有限的，这是由于自然资源的属性和功能所决定的。它们具有满足人类需要的有用属性和可利用的功能。在有限的自然资源中，有的是短缺资源，有的是稀缺资源。
短缺资源是指在一定时空范围和一定技术经济条件下，因需求量大于供给量而产生明显不足的资源。资源的短缺状况和短缺程度与一定时空条件下的价格有关。在一定的价格水平上，资源需求量大于供给量，即显现出资源短缺［5］。
因为资源短缺状况和短缺程度与价格有关，所以与形成价格的机制有关。在国内外市场分割的环境下，有的国家实行计划经济体制，价格受到政府严格管制，具有刚性价格的许多自然资源，以远低于其价值进行交换，出现过度利用，造成长期短缺。而在市场经济环境下，特别是在市场机制健全的条件下，资源价格是在市场竞争中形成的，能较好地反映资源供销状况，虽然由于信息的不完全而可能出现资源短缺，但是短缺现象有一定弹性，一般情况下持续时间较短。
总之，环境是指以人为主体的生命有机体存在的周围空间，包括空气(阳光)环境、水环境、地质环境、土壤环境、生物环境等的总称，是影响人类生存、发展和享受的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总和，它也是一种自然资源。水、土地、森林、草原、地质矿产、石油天然气、动植物、空气等自然资源均是环境的要素。而自然资源则是自然环境的组成部分，环境中包含着资源，资源蕴涵于环境。
因此，在本书中出现的“环境”、“资源”、“环境资源”或“资源环境”这些词汇如果没有前定介词修饰，则环境资源或资源环境同指一个概念，都可以简称为环境资源或资源环境。
二、地质环境与地质资源
1.地质环境
地质环境(geological environment)是指与人类生存和发展相互影响的地球表层岩土体空间，是自然环境的重要组成部分，对经济和社会发展发挥资源、环境等基础功能。它与大气环境、水环境、生态环境之间存在着广泛的物质、能量交换，起控制、支撑或破坏作用，共同构成了人类生存与发展的环境系统。地质环境承受内动力、外动力地质作用和人为作用，具有内源性、隐蔽性和一旦酿成灾害的不可逆性，对人类经济社会发展具有重大制约作用。地质环境可由第一、第二、第三地质环境构成。
第一地质环境，指未受到人类活动影响的地质环境，或可称为原生地质环境。
第二地质环境，指人类进行地质资源开发利用、工程建设等活动，以及发展经济所从事的经济活动等所改造了的地质环境，或可称为城市次生地质环境。
第三地质环境，指人类活动及其与原生、次生地质环境的相互作用的总和。城市地质环境即为典型的第三地质环境。
地质环境是环境的主要组成部分之一，是人类生存与发展的基础环境，它包含了地质资源，具有与环境相同的价值和使用价值、相同的自然属性和社会属性。
环境地质问题(environmental geology problems)是指地质环境中对人类生存与发展有不利或潜在不利影响的各种不良地质现象和作用，如各类地质灾害、土壤污染、地下水水质污染、海水入侵、土壤沙漠化、盐碱化、石漠化等问题。本书“环境地质问题”与“地质环境问题”同义。
地质灾害(geo-hazards)是指由于自然产生或人为诱发的地质作用，对人民生命财产、生活环境和工程建设造成的危害。简言之，即地质作用造成的灾害。地质灾害按其发展过程可分为两类，一类为缓变性灾害，以较缓慢的作用过程对人类造成危害，如地面沉降、地裂缝和地面塌陷等;另一类为突发性灾害，骤然发作成灾，如滑坡、崩塌、泥石流、地震等。
2.地质资源
地质资源是指在地质历史时期由于地质作用形成的蕴藏于地层中的各种可供人类开发利用的自然资源，如各类矿床、石油、天然气、地下水、地热水、矿泉水、微生物、地表各类天然建筑材料、土地、湿地、地质景观和地下空间资源等。地质资源是自然资源的主要组成部分之一，与自然资源一样具有价值和使用价值，具有与自然资源相同的自然属性和社会属性。地质资源也是地质环境的组成部分。
3.地质环境与地质资源的关系
地质环境与地质资源的关系正如自然环境与自然资源的关系一样:地质环境包含地质资源，地质资源只不过是地质环境的一个要素。在谈及地质环境或地质资源的时候，具体含义各有侧重:地质环境主要指包括地质资源在内的与人类关系密切的各类要素，重点是人类与这些要素的相互关系;而在谈论地质资源时，侧重于人类开发利用于生产、生活的蕴藏于地层中的物质。从环境角度看，地质资源是地质环境的一部分;从资源角度看，地质环境是地质资源的一部分。
本书提及地质资源时，可理解为地质资源环境，在提及地质环境时，可理解为地质环境资源;在论述地质环境质量评价或地质环境风险评价的时候，包括了地质环境和地质资源评价和风险评价的含义。
4.其他几个相关概念
城市地质环境:指包括城市发展所影响的区域和深度范围内地质条件、地质资源、地质灾害、地质环境问题等的总和，是地质环境在城市区域的概念。在城市区域，几乎不存在原生地质环境，主要是人类与自然地质作用共同形成的城市次生地质环境。因此，城市地质环境主要指人类活动及其与次生地质环境的相互作用的总和。
城市地质环境包括对城市发展有利的地质资源和良好的地质条件，也包括对城市发展不利的地质灾害、环境地质问题及不良地质作用与现象。城市地质环境质量评价包括对城市发展起支持作用的地质资源、良好地质环境条件的有利方面的评价，也包括对城市发展起限制作用的不良地质作用、地质灾害及环境地质问题等不利因素的评价。
城市生态环境:在城市区域中，城市居民与城市环境的统一体，以及这个统一体中进行物质能量流动与交换的因素，即与城市居民相互作用的环境称为城市生态环境。研究城市居民与其生存环境之间相互关系的科学称为城市生态环境学。
社会经济环境:人与自然环境相互作用形成的环境为社会经济环境。在自然环境中，地质环境居于主导地位，而在社会经济环境中，人居于主导地位。
城市生态地质环境:以人类生存的城市地质环境为核心，其与自然生态环境、社会经济环境组成的相互作用、相互制约的重叠部分为生态地质环境。
三、地质环境资源的特性
地质环境资源与其他天然资源相比较，具有下列特性［6］:
(1)资源属性:一部分地质环境资源，如天然建筑材料、石油、天然气、地下水等资源，具有与一般天然资源一致的属性，即难以恢复和再生性、不可逆性、耗损耗竭和枯竭性，具有可以移动性。
(2)环境属性:另一部分地质环境资源如地面空间、地下空间、地质景观、湿地、天然地质体及其构成等具有自然环境属性，即具有不可耗竭性、不可移动性，但具有可恢复和重建性质，即这部分地质资源虽然可被破坏、污染和毁损，但其功能可以通过工程治理或天然自净与调整得到修复。
(3)独一无二的特性:地质环境资源，其环境资源价值不仅与其具体种类、品质等有关，还受到其所处的具体地理区位、埋藏条件、开发利用条件、稀有程度等的影响，可以认为，地球上没有在使用价值、补偿价值、开采利用条件、修复条件等方面完全相同的两种资源。因此，地质环境资源具有独一无二的特性。这种独一无二的特性在具有环境属性的地质环境资源上表现得更为明显。
(4)社会化商品属性:地质环境资源与一般天然资源一样，具有可社会化与可商品化属性。不论是上述具有资源属性的地质环境或是具有环境属性的地质环境，都可以通过人类的工程改造或者开采利用，进入流通领域，实现其社会化和商品化。
地质环境资源的价值由上述特性决定，在进行地质环境资源价值评估时，必须考虑到地质环境资源的这些特性。
5. 城市地质包括那些
城市地质工作领域广泛，涉入水土资源、城建、地质灾害、生态环境、地质旅游等多方面. 城市地质是地质工作和地勘行业实现重大战略转变的切入点之一 .
6. 城市地质环境与城市可持续发展
一、地质环境是城市建设和发展的基础
1.大量天然建筑材料成就了辉煌的城市建筑
我国现有城市687座［7］，不论是鳞次栉比的摩天大楼、还是青砖灰瓦的百姓民宅，不论是四通八达的立体交叉桥和高架路，还是阡陌纵横的乡间小路，绝大部分都是作为地质资源的天然建筑材料修建起来的。可以说，没有蕴藏于地层中的天然建筑材料，就不可能有城市建筑的辉煌。目前，我国每年为生产建筑材料要消耗各种矿产资源为70多亿t，其中大部分是不可再生的矿石、化石类资源，全国人均年消耗量达5.3t。目前我国已探明的可用于水泥生产的石灰石矿山储量约为450亿t，可开采利用的约为250亿t;水泥工业每年要消耗约为6亿t石灰石及1.2亿t粘土类原料，煤炭近1亿t;我国年生产砖瓦6000亿块标准砖，需消耗12亿m3粘土［8、9］。
2.地质环境为城市建设提供了宝贵的空间资源
城市发展离不开空间资源。地质环境不仅为城市的扩展提供了不可缺少的地面空间资源，还为城市发展提供了大量的地下空间。
城市发展空间由地面向地下延伸、部分城市功能由地面转入地下，这是世界城市发展的必然趋势，也是衡量一个城市现代化的重要标志。地下空间的开发是充分利用城市土地的重要措施，对城市社会经济的可持续发展具有重大意义。开发利用城市的地下空间，始于20世纪50年代。目前，一些发达国家城市地下空间开发利用已具有相当的水平与规模，有的发达国家已开始尝试开发利用50～100m的深层地下空间。不少发展中国家也逐渐将城市发展的目光投向了地下空间。
在我国，城市地下空间的开发工作已经起步。北京、上海、成都、广州、南京、深圳等城市已开发利用地下空间作为地铁、公路、仓储、车库、购物中心、娱乐场所等。
总之，人类进入工业革命时代至今，已成功地开发利用地下空间来建设地下交通、公用设施、军用设施、掩护所、住房、储藏冷冻设施及仓库、工业和制造业、学校、图书馆、发电站、油库、车库、购物中心、办公用房和娱乐中心等，创造了辉煌的业绩，为进一步开发利用地下空间积累了丰富的经验。面向21世纪地下空间资源将为创建一个安全、经济、温馨、舒适的城市做出新的更大贡献。
3.地下水资源为城市提供了丰富而优质的供水水源，支撑了城市的发展
全国有400多个城市开采利用地下水，在全国城市用水量中占30%，北方城市以开采利用地下水为主，华北地区和西北地区城市利用地下水供水分别占72%和66%。
4.地质景观为城市旅游、娱乐业的发展提供了丰富的地质景观资源，支持了城市经济的发展，丰富了城市居民的文化生活
地质景观是旅游风景区建立的基础。纵观已有的自然风景名胜区，绝大部分与地质密切相关，或为经过长期的动力地质作用形成的自然地质景观，或为利用独特的岩体条件人为制造的人文景观，或为古人类活动遗迹，或为利用古生物化石建立的博物馆等。换句话说，目前国内外绝大部分的旅游风景城市，都是在各具特色的地质景观的基础上建立和开发的，如泰安、桂林、承德、肇庆、黄山、张家界、登峰、峨眉、洛阳、武夷山等。
5.矿业城市因地质资源开发而建，随地质资源利用而兴
目前，我国有矿业城市134个，占687个城市的19.5%。这些城市依靠地质矿产资源建立和发展起来，还将依赖地质资源的科学开发利用持续发展下去［10］。
二、城市地质灾害与环境地质问题，制约着城市的可持续发展
我国地域辽阔，地理、地形地貌、地质条件十分复杂。我国城市分别分布在不同的地形地貌单元和地质构造部位，这决定了我国城市具有地质环境复杂、环境地质问题多样、地质灾害频繁、造成损失巨大等特点。我国城市地质灾害所造成的直接经济损失约占各种自然灾害损失总和的1/4以上，每年损失超过200亿元以上，伤亡人数逾千人，已成为世界上受地质灾害危害最严重的国家之一［11］。
1.地震多发
在众多的地质灾害中，对城市威胁最大的莫过于地震。据测算，一次7级左右的地震发生在城市或其周边地区，就足以摧毁整个城市。20世纪全世界每年平均发生7～8级地震1～2次，6级以上地震18～20次;已有20座城市毁于地震;我国地震活动的特点是:分布广、频率高、强度大、震源浅、危害大;迄今为止我国历史上有记载的地震共8137次，其中1004次为6级以上的破坏性地震［11、12］。据1990年颁布的中国地震烈度区划图，全国约有45%的城市位于7度和7度以上的地震区内［11、13］。北京、西安、呼和浩特、汕头、海口等城市的地震烈度达8度。而目前更多的地质灾害是地震诱发的，如山体滑坡、水库溃坝、地面塌陷、泥石流等。特别是当这些灾害同时发生时，情况则更复杂，灾情更严重。严密监视地震发展动向，按照规范要求对城市建筑和生命线工程进行必要的加固，对城市居民进行应付突发地震灾害知识的宣传教育是减少城市地震灾害损失行之有效的方法。
2.地裂缝
按其成因可分为构造裂缝和非构造裂缝两大类，不管是哪种类型的裂缝，均可造成严重的地质灾害。一次大地震波及的范围很大，产生裂缝的范围也很大，其中有的裂缝与发震断裂关系极为密切，有的因振动和重力作用而产生，当然在大规模的地壳运动中，伴随着皱褶和断裂，亦会产生裂缝。另外，如西安、太原、沧州、常州等许多城市由于过量开采地下水，造成地下水位下降，地面沉降而出现地裂缝;近20年来，矿业城市过量开采地下水，造成的地面塌陷、岩溶塌陷、采空区塌陷等，均伴有地裂缝出现，给国民经济造成了巨大的损失［14、15］。
3.滑坡
滑坡也是世界范围的地质灾害，我国是世界上滑坡灾害比较严重的国家。研究表明［16、17］，新中国成立以来，我国山体滑坡而造成的直接经济损失已达60亿元人民币，伤亡数万人;我国的滑坡主要分布在四川、陕西、甘肃等20多个省(区)。其中四川是我国滑坡灾害最严重的省份，受灾频次约占全国的1/4。除了自然的原因外，城市规划缺乏科学的依据，城市基础设施不配套，城市管理制度不健全，执法力度不够等人为因素也是诱发城市滑坡的重要原因。不加限制地建造高层建筑，地面荷载加重;工业和生活用水排泄不畅，导致水分大量入渗，增加了土体的重量。诸如此类的外在因素在城市滑坡中的作用也不容忽视。1995年湖北巴东县城12.8万m3的大滑坡就是一个十分典型的人为因素导致滑坡的例子［17］。
4.地面沉降
全国地下水资源与环境调查评价表明［18］，20世纪90年代我国主要有16个省(市、区)46个城市出现地而沉降，沉降面积约为48700km2;到2003年，我国有50多个城市发生地面沉降，沉降面积扩大到93855km2，形成了长江三角洲、华北平原和汾渭盆地等地面沉降严重地区。沉降中心累计沉降量超过2m的有上海、天津、太原、西安、沧州、常州等城市。天津最大沉降量甚至超过了3m。
地面沉降已成为影响我国城市发展的重要地质灾害。造成城市地面沉降的原因大致可归纳为以下两个方面:①人为抽水后含水层托浮力减小、砂层或上层有效应力增加、孔隙度降低;②也有一些城市的地而沉降主要是由于城市建筑密度过大，建筑物荷载压密第四系松散层造成的。
5.地面塌陷
我国城市地面塌陷大体上是由两个方面的原因引起的:①开采地下矿产资源引起的塌陷;②表层岩溶活动引起的塌陷。统计资料表明［10、12、14、20］，1991年，全国采煤破坏的面积达10万hm2，毁田达5万hm2。全国五大矿区出现严重的地面塌陷［19、21、24］:阳泉矿区达60km2，焦作矿区达52km2，抚顺矿区达30km2，平顶山矿区达20km2，徐州矿区地面塌陷的面积相当于煤层开采面积的60%～70%，塌陷面积为开采面积的1.2倍。在要煤炭还是保城市的两难选择中，不少城市陷入了进退维谷的境地。地面塌陷除了给城市建设和人民生命财产造成巨大的损失外，还会对地表和地下水系造成破坏，使地表和地下水系的径流发生变化，原来的平衡状态被打破，本来就十分脆弱的城市生态系统变得更是不堪重负。地面塌陷的形成有其自身的物质基础，但矿产资源管理上的混乱和无序、矿产资源开采上落后的技术手段则是加速城市地面塌陷的根本所在。治理城市地面塌陷，应从本质上找原因，要立足于未雨绸缪，既要治标，更要治本。
6.未来海平面上升可能带来的灾害
全球性的气候变暖，使得降雨历时加长，降水强度增大，加速了海洋中冰雪的融化，使海平面上升。研究成果表明［18、19］，我国沿海海平面上升也很明显，珠江三角洲所面临的南海海平面20年后将上升20～30cm，40年后将上升40cm;长江三角洲所面临的东海海平面在未来的50年内可能上升40～60cm。海平面的上升将给沿海城市带来一系列新的地质灾害:引起土壤的沼泽化和土壤盐碱化，将淹没大片的陆地。仅以上海为例，目前全市易涝耕地，占总耕地的1/5，地面高度在当地的平均潮位以下。若海平面升高1m，将有1/2耕地成为易涝耕地。当地下水位升高至接近地表时，由于强烈的蒸发浓缩作用，形成盐渍土，不仅改变了岩石原来的物理性质而且改变了潜水的化学成分，影响了生产和生活的正常使用，增加了岩石及地下水对建筑物的腐蚀性。海平面上升带来的另外一个严重问题就是河口和地下水的入侵。海平面的上升势必导致海洋动力作用范围向陆地延伸。随着海水的入侵，水沿河上溯，向上游纵深方向扩展，引起河口区水质严重恶化，将对工业生产和居民生活产生严重影响。
初步的研究结果表明［20］，海平面上升1m，长江盐水的入侵将延长20km，若在极端枯水年，长江盐水入侵的距离可比正常年份延长40km。
7.矿山城市地质环境形势严峻
我国目前有矿山城市134个，我国95%的一次能源、80%的原材料，要靠开发矿产资源提供［10、14］。在矿产资源大规模开发利用的同时，大大改变了矿山生态系统的物质循环和能量流动方式，产生了严重的生态破坏和环境污染。据估算［21～23］，全国矿山破坏土地面积157万hm2，而目前的土地复垦率仅为4%左右。由于地下采空、边坡开挖、废渣、尾矿排放、矿坑疏干排水和废水排放等矿业活动，诱发地面塌陷、岩溶塌陷、山体开裂、崩塌、滑坡、泥石流、坑道突水、瓦斯爆炸、岩爆、水土流失、水土污染、尾矿库溃坝和区域水均衡破坏等一系列环境地质问题和次生地质灾害，对矿山开发建设构成威胁。据不完全统计，仅地面塌陷、崩塌、滑坡和水土流失等次生地质灾害破坏的土地面积总计10万hm2以上，每年经济损失几十亿元。如1980年湖北远安盐池河磷矿发生崩塌，体积100万m3，仅16秒钟摧毁了矿务局机关的全部建筑和坑口设施，造成284人死亡，经济损失几千万元［22］;抚顺西露天采坑开挖深度达300m，已诱发滑坡60多次，给生产造成严重影响［23］;四川冕宁县泸沽铁矿，向盐井沟排放55万m3弃渣，1970年5月发生泥石流，死亡104人。又如山西煤矿开发，矿坑疏干排水，导致区域地下水位大幅度下降，水资源枯竭，造成8个县26万人吃水困难，30万亩保浇田变成旱地，全省井泉减少达3000多处［24］。矿山环境地质问题如此严重，主要是历史遗留问题太多，新的问题又不断发展，现在企业根本无法承担沉重的生态环境治理任务，其结果形成环境资源恶性循环，严重制约矿山城市发展，有的矿山达到难以逆转的后果。
8.海水入侵地下水［19］
我国有大陆海岸线18000多千米，约有1/6的海岸地下水受到不同程度的海水入侵，主要分布在渤海和黄海沿岸地区，包括辽宁、山东、河北、江苏、浙江、广东等省，总的入侵面积达1000km2。比较严重的是辽东半岛和山东半岛。
最近一个时期，过量汲取地下水，导致了沿海地区地下水位明显下降，海平面的上升加剧了两者间的高差，加速了海水从地下的入渗。我国地下盐水入侵以黄海、渤海沿岸为最多。1988年，莱州市地下海水入侵面积已达201.96km2，占该市滨海滩涂总面积的2/3。天津、大连、青岛、上海等城市也出现了不同程度的海水入侵现象。此外，海平面的上升使河流的侵蚀基准面相对提高，比降减小，侵蚀作用减弱，堆积作用增强，给城市的排污、防洪带来了不少困难。
9.地下水污染加重
2004年对185个城市地下水监测表明［18］，在253个城市主要地下水开采区，污染趋势加重的有63个，污染减轻的45个，污染程度基本稳定的145个。人类活动对我国城市地区地下水质量影响较大，污染严重区主要分布在大中城市地带、城镇周围地区。
总之，由于人类活动非常集中且频繁，城市地区已经出现了大量的地质灾害与地质环境问题，已经严重影响或制约着城市经济与环境的可持续发展。
三、重新认识地质环境的价值，利用价值规律，促进城市和谐发展
1.地质环境价值越来越大
人类的需要是不断发展的。人类的需要，即生存需要、发展需要和享受需要。这些需要是随着经济社会发展水平和人民生活水平的不断提高而发展的。起先人们主要注重满足生存和生理需要的物质因素，而后来却更多地注重满足享受需要的舒适性服务。随着小康社会的建立，人们生活水平的提高，人们对城市居住环境要求也越来越高，对地质环境价值的认识、关心和重视的程度，以及对其进行支付的意愿，也就随之而逐渐加大。
地质环境价值包括两部分:一部分是比较实的物质性的地质资源的价值;一部分是比较虚的舒适性的服务价值，或者叫地质生态价值。包括地质资源价值和地质生态价值在内的环境价值的科学计量，是计算环境污染和生态破坏的损失、分析防治环境污染和生态破坏措施的成本和效益、评价建设项目的环境影响、进行环境资源核算并将其纳入国民经济核算体系的前提条件和基础工作。这个问题是国际社会极为关注并致力于解决但尚未完全解决的问题。随着人们越来越富裕，对地质环境认识和要求的不断提高，支付意愿的能力将越来越强，地质环境价值会越来越大。
2.利用价值规律，处理人与地质环境的关系，促进城市和谐发展
要科学利用城市地质环境，必须充分认识到地质环境的价值，加强地质环境经济评价研究，建立与城市地质环境价值核算、价值折损核算，地质环境价值补偿相适应的法规体系，运用价值补偿规律和市场的杠杆作用，足额增收地质环境价值补偿费用，以增加地质环境保护经费来源，促进城市经济环境可持续发展。
7. 环境地质调查
20世纪50年代以来，世界人口急剧增长，城市数量和规模迅速发展，工程建设活动日益活跃，矿产资源开采量不断增长，水土污染、地面沉降、海水入侵、土地荒漠化、水土流失等地质环境问题出现并持续恶化，这些现象引起了国际社会的普遍重视。联合国于1972年召开了世界首次人类环境会议，发表了著名的《人类环境宣言》，促进了环境地质调查研究的开展和环境地质学的形成。西方国家先后启动了新一代国家地质填图计划，增加了服务于环境保护的环境地质填图内容。美国于1988年开始设计新一轮的国家地质填图计划，于1992年颁布了《国家地质填图法》。美国地质调查局启动了全国合作地质填图计划，重点强调了能够反映影响人类与环境的物理、化学和生物过程的环境地质填图，目前正在执行2007～2011年项目计划。澳大利亚1994年推出了国家环境地质科学填图协议，把地下水、海岸、海洋、土地和环境地学活动都纳入到该计划之中。国际地科联环境规划地质科学委员会于1992年成立了地质指标工作组，研究能够反映环境快速变化的地质指标。2002年，工作组提出了用于环境状况监测和评价的27种地质指标，向着定量评估地质环境变化迈出了重要一步［4］。越来越多的证据表明:受人类活动作用影响，地球系统的变化已经大大超出了其正常的波动范围。国际学术界开始从整个地球的角度关注“全球环境变化”。在国际科学理事会的倡议下，国际地圈生物圈计划(IGBP)于1987年启动，其第一阶段计划已于2003年完成，环境方面的内容主要包括陆地生态系统变化和土地利用与土地覆被变化。第二阶段计划自2004年开始至2013年结束，重点强调了陆地系统对全球变化的脆弱性、海岸带海-陆交互作用、过去全球气候和地球的自然环境等［5］。
城市环境地质发展迅速，已成为传统地质工作拓展的重要领域。国外城市环境地质工作始于20世纪初的加拿大。20年代末，德国率先出版了用于城市规划的特殊土壤图系，用以支持城市规划。第二次世界大战后，城市环境地质工作得到快速发展，在欧洲和北美地区，如德国、捷克、斯洛伐克和荷兰等国家，实施了系统的地质填图，以指导城市规划与建设。20世纪60～70年代，是城市环境地质工作成果服务领域空前扩大时期。城市地质工作内容扩大到水、土污染调查评价，城市废弃物危害的调查评价，以及地质相关资源潜力和开发利用的勘查评价。20世纪60年代末，处理城市废弃物造成的污染成为城市地质工作的重点。应用地球化学解决废物污染问题迅速成为一种发展趋势。德国首先绘制出描述土壤潜力与限制的“地质潜力图”，供城市规划者参考。20世纪70年代，西班牙许多城市开展了用于城市规划的1∶2.5万的岩土填图工作。荷兰开展了土地复垦对地面沉降影响的研究。20世纪80年代，城市地质工作的重点转向更加重视地质环境及其相关资源的保护。1987～1989年，美、意、荷、德、英等国家相继出版了1∶1万、1∶100万不同比例尺地下水脆弱性图。城市地质工作开始引用、普及计算机编图技术，提高了地质工作成果的质量及可视化程度。20世纪90年代初英国启动了“伦敦计算机化地下与地表地质项目(LOCUS)”，目标是编制用于土地利用规划、土木工程建设以及解决地质和环境问题的各种主题图件。与此同时，加拿大地质调查局刷新了首都地区的地球科学数据库。城市环境地质工作也转向重视城市经济可持续发展的综合研究，重视地质指标体系的研究，重视城市环境地质工作超前服务战略的研究。在工作中特别关注地质灾害风险性评估、水土污染风险识别、地下水资源可持续利用和城市脆弱性评价等。在技术方法上，注重利用GIS、RS、GPS技术进行环境地质调查、地质灾害监测。2004年8月，第32届国际地质大会设立了“城市地质”专题研讨会，主要讨论了城市化进程中出现的地质环境问题。2006年第10届国际工程地质大会将主题确定为“明天城市的工程地质”，集中反映了国际城市地质环境的最新进展，包括气候变化、城市规划与地质灾害、废弃物与土壤污染、地下空间利用、城市环境地学信息等。
矿山环境研究是另一个重要的环境地质工作领域。由于矿山开发可能诱发重大的地质灾害，各国普遍高度重视矿山环境地质问题。一个重要的措施是在矿山开发过程中建立环境影响评价制度。在矿山环境工作中，西方发达国家非常重视酸性排水的治理和生物工程技术的应用。例如，加拿大为了保证矿山地区的可持续发展，一方面开发和应用新技术预防和控制酸性排水，一方面致力于矿务和化石燃料资源加工有关的恢复和环境治理生物工程技术的研究和推广。美国从1997年到2001年实施废弃矿地优先研究政策，为联邦土地管理提供技术支持，治理与废弃采矿活动有关的污染。国际社会对于矿山环境的关注集中体现在矿山开发有关的环境法规和环境管理方面。特别是发达国家，由于矿山环境管理非常严格，使得部分矿业公司向国外开拓业务。
近年来，世界环境地质调查与研究不断拓展，形成了几个新兴的研究方向:
(1)全球变化的环境地质研究方兴未艾。近年来，气候变化已成为全球关注的热点问题。以欧盟国家为首的西方发达国家日益将全球变化与政治、经济问题相联系。继2009年12月哥本哈根气候变化峰会之后，2010年4月在德国波恩重启新一轮联合国气候变化谈判，寻求形成全球跨国界的全球气候变化行动。作为全球变化研究的地学基础，气候变化的地质环境方面尚有很多课题亟待解决，包括过去气候变化与地质环境变化的关系、碳循环的生物地球化学过程、人类活动对地质环境的影响、气候变化对地质环境(包括水文过程、海陆交互作用过程、生态过程)的影响等。2010年3月中国地质调查局启动了“全球气候变化地质响应与对策”项目，重点对全球气候变化地质记录、地质碳汇潜力、二氧化碳地质储存等进行研究，为国家应对气候变化的战略决策提供科技支撑。
(2)环境地质学与生态学不断交叉渗透。目前，生态环境地质理论方面的研究仍处于起步阶段。生态系统的环境因子大致可分为地上因子群和地下因子群，过去的生态学研究更多地集中于地上因子的研究，而对地下因子研究较少［6］。随着生态环境问题的产生与恶化，越来越多的科学家认识到，生态环境问题的解决，必须采用多学科综合研究的方法途径，生态环境地质理论在解决生态环境问题中显示出了重要的应用前景。生态环境地质重点研究地质环境与生态环境的关系，包括地质背景对生态系统的控制作用、生态地球化学过程、岩-土-水-生物的相互作用、人类活动对生态环境的影响、医学环境地质过程等。
(3)环境-经济系统的物质流分析受到各国重视。20世纪80年代后，人们意识到经济活动特别是工业生产活动中的物质流动，不仅对经济有较大的影响，而且与自然环境也存在复杂的相互作用。随着可持续发展研究的不断深入，在工业系统与自然环境相互作用的研究中，逐步形成了物质流分析这一研究方向［7］。德国、日本、荷兰、美国、奥地利、丹麦、芬兰、匈牙利、英国、巴西、菲律宾、捷克等国家先后开展了国家物质流分析与核算，成为这些国家制定环境政策的重要依据。
8. 八大城市地质－生态环境质量与发展趋势分析
一、地质－生态环境质量发展趋势指标体系分析
1.地质－生态环境质量发展趋势指标体系分析
地质－生态环境质量指标是一个多层次的指标体系，从上述山东半岛城市群地区城市地质－生态环境的要素特征分析可以看出，地质－生态环境质量可以进一步概括为区域地壳稳定性、水资源与水环境、土地资源环境、矿产资源环境、生态环境、地质灾害6个一级指标。
地质－生态环境质量发展趋势分析必须有一个动态的、能反映上述六大一级指标因素的二级指标，这些指标只能通过统计年鉴获得。为此，我们结合统计年鉴数据和地质生态环境要素确定了8个城市地质－生态环境质量发展趋势指标体系(表10－5)。
2.地质－生态环境质量分级标准和数据采集
八大城市地质－生态环境质量发展趋势评价指标有25个，将评价等级分为4个等级，即地质生态环境质量等级集{优(Ⅰ)、良(Ⅱ)、一般(Ⅲ)、差(Ⅳ)}。分级标准见表10－5。地质生态环境各项指标的数据一部分可以从山东统计年鉴获得，一部分数据根据地质－生态环境质量分级标准(表10－5)用1、2、3、4赋值。
表10－5 山东半岛城市群地区城市地质生态环境质量发展趋势指标体系及分级标准
续表
二、地质－生态环境指标体系权值确定
优势指标权值的确定，是区域地质－生态环境问题定量评价的关键环节，既要考虑评价因素的复杂程度和变化大小，又要考虑评价因素对工程的作用程度(重要程度)。为此，我们采用层次分析法(TheAnalyticHierarchyProcess)计算各指标的权数分配，以较大幅度地减少主观因素。层次分析法是把一个复杂的问题表示为有序统一处理决策中的定性与定量因素，具有实用性、系统性、简洁性等特点，本质上是一种决策思维方式。
根据以上分析过程，得到山东半岛城市群地区城市地质生态环境质量指标权重，见表10－6。
表10－6 山东半岛城市群地区城市地质－生态环境质量综合预测与评价指标权重
续表
三、地质－生态环境质量发展趋势分析模型与评价
1.地质－生态环境质量发展趋势分析模型
根据8个城市地质－生态环境质量指标数据特征分析，拟采用多因素加权法作为发展趋势分析模型。根据地质－生态环境质量指标的数据分析，损益度大小可以反映地质－生态环境质量的变化规律。因此，提出损益度的计算模型如下:
山东半岛城市群地区地质－生态环境与可持续发展研究
式中:SYj为j单元的地质生态环境损益度值;i为效应指标数，i=1，2…25;j为各单元数，j=1，2，3…8;Wi为各效应指标的综合权重;P'i为各单元内单项指标的性质特征值(为研究方便，统一在0～1之间)。
2.地质－生态环境质量评价与发展趋势分析
(1)单指标数据的无量纲化模型及指标归一化处理
分析山东半岛城市群地区地质－生态环境指标与地质－生态环境质量的关系，可以看出，地质生态环境指标可分为2类。第一类指标值越小，地质－生态环境质量越好，为负效应指标，如地质环境背景、地壳稳定性、年供水总量、河流水质指标(全年期河流评价河长超标率)、地下水水质、废水排放量、年内减少耕地、城市建设用地面积、土地资源环境质量、固体废物产生量、矿产资源开发环境问题、化学需氧量排放强度、面源污染、SO2排放强度、人均水资源量、人口密度、地质灾害发育程度、地质灾害风险大小。第二类是指标值越大，地质－生态环境质量越好，为正效应指标，如水资源总量(年均值)、地下水资源量、矿产资源潜在价值、年末耕地总资源、耕地后备资源总量、森林覆盖率、人均公共绿地面积。其效应函数如下:
山东半岛城市群地区地质－生态环境与可持续发展研究
式中:Pi为某指标代表值;Pimin为各城市中某指标的最小值;Pimax为各城市中某指标的最大值。值得说明的是，Pi根据分级结果将变量赋予离散代数值。根据上述效应函数，对评价指标进行归一化处理。
(2)地质－生态环境质量损益度的计算
将半岛城市群8个城市作为独立单元，根据分区指标对每个单元进行赋值、评价，将所得数值进行加权，计算8个城市的地质－生态环境质量损益度值。根据该损益度值大小，将城市地质－生态环境质量分为4级，其结果见表10－7。
表 10 －7 山东半岛城市群 8 个城市地质 － 生态环境质量分级标准
根据上述模型，计算出半岛城市群各城市2001～2005年损益值(表10－8)。
表10－8 山东半岛城市群2001～2005年损益度计算结果
(3)地质－生态环境质量评价结果
根据山东半岛城市群8个城市地质－生态环境质量分级标准，2001～2005年其地质－生态环境质量评价结果如表10－9所示。
表10－9 山东半岛城市群2001～2005年地质－生态环境质量评价结果
从表10－9可以看出，2001～2005年，威海市地质－生态环境质量一直保持在优良、良好状态，是8个城市中地质－生态环境质量最好的城市;青岛、济南、烟台地质－生态环境质量保持在优良或良好状态，其中济南市5年中有两年处于优良状态;日照、潍坊、淄博市地质－生态环境质量多保持中等状态，其中日照市5年中有3年处于良好状态;东营市地质－生态环境质量一直处于较差状态，是8个城市中地质－生态环境质量相对最差的城市。
9. 什么是城市地质环境
城市环境地质学是环境地质学的一个分支学科，是应用地质学原理、方法和地质资专料对城市属地区、城市密集区、城市群地区进行规划、管理和治理的一门学科。其主要内容为城市建筑环境,地基的稳定性调查与区域稳定性评价，供水条件的调查，地质灾害的预防和处理，建筑材料矿产的圈定，废物排放、水土污染等问题及其处置，以及与城市地质环境有关的其他问题的研究。
10. 八大城市地质－生态环境质量综合评价
一、地质－生态环境质量评价指标与分级标准
1.地质－生态环境系统结构
地质生态环境是一个多成分系统，在该系统内有岩石、土壤、地下水、气体、微生物等多种成分，并包含有构造活动形迹和地表形态要素。
进行地质－生态环境评价时指标体系的选取十分重要。只有在系统分析地质－生态环境问题的基础上选取合理的指标体系，准确提取各指标的性状参数和赋予其科学的评价标准，才能使评价结果真实、客观，正确地反映评价区地质环境的生态适宜性现状，为区域开发提供科学、准确的依据与建议。指标体系选取的不合理会得出偏差较大甚至是错误的评价结果，可能会造成开发决策不合理、生态环境退化乃至恶化等一系列的严重后果。
根据客观科学性、系统整体性和可操作性等原则，在对山东半岛城市群地质－生态环境现状进行深入调查和分析的基础上，构建了7个层次共计16个变量指标(表10－1)，用以表征山东半岛城市群地区8个城市的地质－生态环境质量。
2.系统评价指标及分级标准确定
综合相关方面专家学者近年的研究成果，密切结合山东半岛城市群地区的特点和现有的地质生态环境资料，制定了山东半岛城市群地区地质－生态环境评价指标及评价标准，如表10－1所示。
表10－1 地质－生态环境质量综合预测与评价指标
二、地质－生态环境质量评价指标权重的确定
采用层次分析法确定指标的权重，山东半岛城市群地区8个城市的地质－生态环境质量评价指标权重见表10－2。
表10－2 山东半岛8个城市地质－生态环境质量评价指标权重
续表
三、地质－生态环境质量评价的数学模型与计算过程
1.单指标数据的无量纲化模型及指标归一化处理
分析山东半岛城市群地区城市地质－生态环境指标与地质－生态环境质量的关系，可以看出，地质－生态环境指标可分为2类。第一类指标值越小，地质生态环境质量越好，为负效应指标，如地壳稳定性、土地资源环境质量、河流水质指标(全年期河流评价河长超标率)、地下水水质、地质灾害风险大小、生态环境质量。第二类是指标值越大，地质生态环境质量越好，为正效应指标，如耕地后备资源总量、矿产资源潜在价值(14种主要矿产D级以上保有储量潜在价值)、水资源总量(年均值)、地下水资源量。其效应函数如下:
山东半岛城市群地区地质－生态环境与可持续发展研究
式中:Pi为单元内某指标代表值;Pimin为单元内某指标的最小值;Pimax为单元内某优势指标的最大值。值得说明的是，Pi根据分级结果将变量赋予离散代数值。对应土地资源环境条件中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个等级质量分级，单因素指标离散取值依次为1，2，3，4。其他一些指标，如耕地后备资源总量等，根据单元的实际数值确定。
根据上述效应函数，对评价指标进行归一化处理。
2.地质－生态环境质量指标及地质－生态环境质量评价
根据地质－生态环境质量指标的数据分析，地质－生态环境质量指数大小可以反映地质生态环境质量的变化规律。因此，提出质量指数的计算模型如下:
山东半岛城市群地区地质－生态环境与可持续发展研究
式中:SYj为j单元的地质－生态环境质量指数值;i为效应指标数，i=1，2…16;j为各单元数，j=1，2，3…8;Wi为各效应指标的综合权重;P'i为各单元内单项指标的性质特征值(为研究方便，统一在0～1之间)。
将山东半岛城市群地区8个城市作为独立单元，根据上述16个半岛城市群地区城市地质－生态环境质量评价指标，确定每个单元内各因素(指标)的特征值Pi'，再乘以其权值，即得到每个单元的地质－生态环境质量指数值。计算出各单元的基准值(表10－3)，根据各单元的质量指标值大小，将8个城市地质－生态环境质量分为四级，其结果见表10－4和图10－1。
表10－3 山东半岛城市群地区8个城市地质－生态环境质量指数计算
表10－4 山东半岛城市群地区8个城市地质生态环境评价结果
图10－1 山东半岛城市群地区8个城市地质生态环境质量评价结果
从表10－4和图10－1可以看出，威海市、济南市、青岛市是地质－生态环境质量优良和良好区，该区地质灾害不发育，生态环境优良，土地资源环境、水资源与水环境都处于优良状态;东营市是地质－生态环境质量较差区，该区地质灾害比较发育，生态环境较差，土地资源环境、水资源与水环境都存在比较严重的环境问题;淄博、日照、潍坊、烟台四市属于地质生态环境质量中等地区，地质生态环境的各个指标都没有特别突出的环境问题。