前言

地下水作为水资源的重要组成部分，其在维持全球物质能量循环、区域生态环境稳定及干旱区经济可持续发展中具有举足轻重的作用。

地下水以其分布广泛、容易获取、水质良好成为许多地区人们生产生活的重要供水水源，特别是在干旱—半干旱地区，往往是唯一的水源。地下水的水质受气候、地形地貌、岩石类型、地下水流速、地下水化学特征及人类活动等多种因素的影响。在自然条件下，地下水中的某些成分在特定的水文地球化学条件下，会出现相对的富集，从而影响地下水的使用价值。如在地球浅层地下水中广泛分布的高氟水、高砷水；降水量少、蒸发作用强烈地区，地下水中含盐量升高等。除了自然作用，目前在局部地区，强烈人工干预下的地下水流动系统演化，已经成为影响区域水资源特征的重要因素。在人类活动影响下，地下水的变化会导致一系列复杂的物理、化学与生态效应，对地下水系统、水文系统、地质环境系统和生态系统造成损害。例如，由于农业生产大量使用化肥造成的大面积的地下水氮化物浓度升高；过度开采地下水导致地下水位下降、地面沉降、水质恶化及植被退化；农田大水漫灌使地下水位上升，引起的土壤盐渍化等问题。由于地下水环境的演化具有较强的隐蔽性，其引发的其他环境问题的变化具有明显的滞后性，因此往往是在“干扰”（如固体废物淋滤液引发的地下水污染）发生很长一段时间以后才被发现。由于地下水流速较慢，含水介质复杂多变，因此要进行地下水环境的修复往往代价颇高，有些甚至是不可能完成的任务。

在干旱—半干旱地区地表水一般比较贫乏，有限的地下水往往成为支持区域经济发展、人民生活改善和生态系统稳定的重要资源。干旱地区劣质水分布广泛，加之不合理的开发利用，很多地方的可利用地下水资源正逐年减少。如何使有限的水资源能够持续地为人类服务，构建人与自然协调的、良性循环的地下水系统、水文系统、地质环境系统与生态系统成为目前人们关注的重点。

本书以呼和浩特市托克托县为例，通过资料收集、区域水文地质调查、地下水及土壤采样分析，结合地下水流动系统理论、水文地球化学分析方法及遥感技术，阐明了干旱—半干旱区地下水环境及地下水影响下的地表植被演化的特点。书中对呼和浩特市托克托县地下水常量元素的空间分布特征及其成因进行了探讨，特别是对自然因素影响下的潜水和承压水中的高氟水成因、土壤和潜水中可溶性氟化物的关系；人类及自然双重作用下的“三氮”浓度空间分布及其转化；地下水质变化引起的地表植被演替等进行了详细的探讨。通过该研究，以期为干旱—半干旱区域地下水资源的优化管理、污染防治和生态环境保护提供借鉴，为呼和浩特市托克托县的地下水资源的开发和保护提供科学依据。

本书由内蒙古大学董少刚、刘白薇、王立新、贾志斌、刘东伟，呼和浩特市环境监测中心站王克玲、史晓昽，呼和浩特市环境保护局王皓，呼和浩特市环境科学研究所张涛等共同编写完成，具体分工如下：前言，董少刚；第一章，王克玲、史晓昽、王皓、张涛、王立新、刘东伟；第二章，刘白薇；第三章，贾志斌、刘东伟、王皓，张涛；第四章，王克玲、董少刚；第五章，史晓昽、董少刚；第六章，王立新、刘东伟。全书由董少刚统稿。参加本研究的还包括硕士研究生李政葵、冯海波、刘晓波、郑毅、张巍、于晓雯等，在此向他们表示感谢。本研究得到了国家自然科学基金（41562020、41571090、31560146和41002129）的支持，在此一并表示感谢。

限于时间和水平，书中难免存在不当之处，希望读者谅解和支持，也希望有兴趣的读者和我们就有关问题进行深入探讨。另外限于篇幅和疏漏，书中参考了部分学者的文献而未能一一列出，在此向他们表示诚挚的歉意和感谢。

编者

2016年5月