长江中游地区第四纪红土的二元结构及古环境意义

在长江中游地区的湖南和湖北两省,选择宜昌、咸宁、常德、长沙、株洲5个第四纪红土剖面,分析第四纪红土的粒度组成特征,研究红土的成因及南方古环境的演变。结果表明,这些地区第四纪红土的粒度组成呈明显的二元结构:剖面上部(宜昌剖面0～320 cm,咸宁剖面0～220 cm,常德剖面0～270 cm,长沙剖面0～280 cm,株洲剖面0～150 cm)粒度细小而均匀,砂粒含量低,大部分小于1%;粗粉砂(又称风尘"基本粒组")相对富集,平均含量分别为34.38%、32.29%、32.48%、31.69%和31.86%。而且土壤样品粒度频率分布曲线与安徽宣城第四纪红土很相似,与镇江下蜀黄土也有明显继承性。这些特性均反映了剖面上层红土的风成特性。但研究剖面下部红土,粒度组成有明显不同:含有砾石,砂粒含量较高,不同粒度组分垂向变化明显,粒度频率分布曲线与宣城红土和下蜀黄土有显著差异,表现出明显的冲、洪积相特性。第四纪红土的"二元结构",反映了研究区域第四纪古环境的多变性和复杂性:早期红土形成后,因受间冰期湿热气候的影响,多受流水作用改造;而晚期红土更多地受风尘堆积的影响,沉积后虽经过了强烈的原位风化,但仍保留了风尘沉积的特性。     

黄土高原植被建造的潜势分析

通过野外综合考察,以２０万年以来为时间尺度,在黄土高原不同纬度和生物气候带内选择武功、洛川和安塞三个典型黄土剖面,以土壤微形态方法为主,结合理化、矿物和孢粉分析,依据黄土剖面中古土壤发生学特征、孢粉组合及理化、矿物特性,探讨黄土高原在地质历史时期森林植被的时空分布特征及其发育、发展和退化的演替规律,分析黄土剖面的物质组成、结构特征、孔（空）隙分布等要素,探讨黄土剖面的水文地质特性。结果表明,黄土区具有森林植被发育的地质水文条件,曾多次出现过茂密的森林景观和草原景观,森林植被的发育与黄土层的厚度无关。黄土高原植被建造应以现有次生林区为中心,向四周渗入扩散,逐步恢复森林植被。     

利用137Cs示踪和孢粉分析法对喀斯特峰丛草地洼地泥沙沉积及侵蚀环境的研究

在贵州省茂兰喀斯特峰丛草地洼地联合运用137 Cs示踪和孢粉分析的方法,对洼地沉积泥沙剖面进行了研究.草地洼地泥沙剖面的137Cs垂直分布显示了泥沙沉积特征,以地层孢粉为主的孢粉组成显示了洼底泥沙主要来源于由碳酸盐岩石风化成土后随水流侵蚀搬运的坡地土壤颗粒.从沉积泥沙剖面的137Cs含量、土壤颗粒结构、孢粉总浓度的垂直变化说明洼地土壤侵蚀经历了一个相对的轻微侵蚀-剧烈侵蚀-侵蚀显著减缓的变化过程;沉积泥沙剖面样品中的现代孢粉组成出现从蕨类、草本、乔木(松)孢粉占优势到以适应喀斯特石生环境的蕨类孢粉和草本孢粉占优势的变化,指示了洼地环境植被出现从含稀疏常绿落叶松的草丛退化为草丛的变化.喀斯特峰丛草地洼地的泥沙沉积过程与洼地植被演变和洼地侵蚀环境变化具有密切联系.     

中国北方第四纪黄土发育土壤铁锰结核形成环境及空间分布

土壤铁锰结核是土壤形成过程的产物,记录着土壤发育过程和成土环境变化信息,也是土壤类型划分的重要依据,具有很高的研究价值。通常认为铁锰结核主要分布在地势较低、地下水位较浅的地区,但在我国东北地区位于高平地、地下水位较深,发育于第四纪黄土状物质的土壤中有铁锰结核的分布,对该地区土壤分类造成了很多问题。为了摸清我国北方温带地区第四纪黄土状物质发育土壤中铁锰结核的分布规律及形成原因,通过实地调查,并收集整理第二次全国土壤普查资料,对中国北方10个省份的345个处于高平地(地下水位深)、发育在第四纪黄土状物质的土壤剖面资料进行整理和统计分析。研究表明,有铁锰结核存在的土壤剖面分布具有明显规律,即主要分布在温带湿润地区(41.19°～49.01°N,120.82°～133.37°E),该区域年均降水量在370.6～917.7 mm之间,年均气温在0.9～14.9℃之间,气候的共同特点是降水量大、蒸发量小、冬季土壤结冻持续时间长、春季土壤冻融交替持续时间久,且土壤"返浆现象"明显。研究进一步表明,位于高平地、发育在第四纪黄土状物质土壤中铁锰结核的形成与土壤冻融交替有关。     

四川盆地晚中生代古淋溶土发生学特征与形成因素研究

[目的]理解和揭示深时古土壤的形成与演化有助于了解地球宜居性的形成与演化、促进土壤发生学理论的发展.[方法]以四川盆地晚中生代侏罗系和白垩系地层发育的古土壤为研究对象,通过对典型剖面的形态与微形态、矿物组成、颗粒组成以及地球化学等发生学特征的观察与分析,开展深时古土壤发生学特征与分类研究,并基于母质、气候、生物、地形和...     

第四纪红土的土壤发生及其古地理意义

本文对第四纪红土发育的土壤的研究结果表明:在我国亚热带范围内,地带性因素对土壤性质的影响在一定程度上是客观存在,但有局限性;母质等地域性因素对土壤性质的影响常常会超过地带性因素的影响;第四纪红土的物质来源受周围岩性和黄土的影响,与下伏砂岩不一定有必然的联系;风化程度在剖面中的变化是气候变迁的标志之一。     

发育于晚更新世成都“褐色黏土”的土壤发生学特征及其环境响应

探究现代气候环境下古沉积地层上土壤发生学特征,对丰富古土壤学理论具有重要意义。以成都"褐色黏土"发育的土壤为研究对象,采集土壤样本,测定其粒度组成、磁化率、常量元素、微量元素、稀土元素等理化性质,探讨了晚更新世土壤理化性质特征及其与环境变化的关系。结果表明:表层土壤的粒度组成、粒径分布特征与其下伏母质一致,现代气候环境下成土作用对颗粒改造不明显,不同土壤剖面间粒度特征存在的差异是母质沉积时期环境差异决定的;成都"褐色黏土"磁化率较低,而其上发育的土壤磁化率相对较高,表明现代成土环境对磁化率有增大作用;元素地球化学特征表明成都"褐色黏土"具有较强的风化强度,表生环境对母质CIA值及稀土元素分馏特征影响不明显,但硅铝铁率和微量元素Sr、Ba对现代环境具有较强的响应。     

黄土丘陵区不同降水量带生物结皮对土壤氮素的影响

黄土丘陵区生物结皮广泛发育,可通过固氮作用影响土壤氮素水平,但该区生物结皮对土壤氮素水平的影响鲜见报道.本文通过野外调查结合采样分析,研究了黄土丘陵区不同降水量带生物结皮组成、覆盖度差异及其对土壤氮素水平的影响.结果表明,1)黄土丘陵区不同降水量带生物结皮覆盖度无显著差异,但组成有差别;2)不同降水量带土壤氮素含量剖面分布具有明显的分层特征,生物结皮显著增加了结皮层土壤氮素含量,对下层土壤影响较小,结皮层下0-2 cm、2-5 cm、5-10 cm土层中氮素含量差异不显著;3)生物结皮层土壤全氮、碱解氮及微生物氮在不同降水量带差异不显著,而0-2 cm、2-5 cm、5-10 cm土壤全氮、碱解氮及土壤微生物氮含量在200～300 mm降水量带小于300～600 mm降水量带.研究结果揭示了黄土丘陵区生物结皮对土壤氮素的贡献,而不同降水量带生物结皮对土壤氮素的贡献差异不显著的原因有待于进一步研究.     

磁化率—沉积、成土作用环境的指示剂

本文阐述了半干旱农牧交错带玄武岩和沙质沉积物上发育的栗钙土的剖面磁化率特征。从它与母质、土壤剖面深度、土壤容重、全铁含量 ,以及与砂粒含量之间的关系表明磁化率是沉积、成土作用环境和土壤发育的良好指示剂     

关中东部TSG全新世剖面粒度分形特征及古气候意义

利用分形理论计算可知,关中东部TSG全新世剖面的土壤粒度分布具有分形特征,剖面分形维数值在2.5443~2.7123之间,其中古土壤S0的分形维数均值最大。粒度分形维数的高值指示暖湿的气候,低值指示干冷的气候。分形特征所揭示的关中东部地区的环境演变过程为:全新世早期,粒度分形维数值相对偏低,风尘堆积占优势,为干旱寒冷的环境,成壤作用较弱;全新世中期,粒度分形维数值偏大,其平均值为2.6713,指示温暖湿润的气候,成壤作用较强;全新世晚期以来,粒度分形维数值降低,土壤颗粒粒径增大,气候变得相对干旱,成壤作用也减弱,但是全新世晚期的分形维数值高于末次冰期。     

陕西洛川中更新统下部黄土入渗规律研究

通过对陕西洛川凤栖镇剖面黄土与红色古土壤8个层位的入渗实验及孔隙度与CaCO3含量测定,研究了黄土与古土壤入渗特征和地下水富集条件。结果表明,陕西洛川西沟L4、L5、L6和L7黄土的稳定入渗率较大,4个层位的平均值为0.65 mm min-1;S4、S5、S6和S7古土壤稳定入渗率较小,4个层位的平均值为0.37 mm min-1;黄土层达到稳定入渗的时间较短,一般为60~90 min,红色古土壤达到稳定入渗的时间较长,一般为90~120 min。黄土层含水空间发育好、渗透性强和利于成为含水层,这是冷干的气候动力条件决定的。红褐色古土壤层含水空间发育较差、渗透性弱和利于成为隔水层,这是温湿的气候动力条件决定的。将洛川西沟剖面渗水实验数据用三种入渗公式分别进行拟合得出,通常采用的三个经验公式均适用于描述40万~70万a间发育的黄土和红色古土壤层的入渗规律。本文的研究拓宽了第四纪气候变化理论应用的新领域,表明更新世气候变化在黄土地层土壤水和地下水资源富集条件、富集规律和水资源开发利用研究中有重要应用价值。     

淮河上游全新世黄土-古土壤序列元素地球化学特性研究

在野外考察研究的基础上,对河南禹州全新世风成黄土-古土壤剖面系统采样,利用X-荧光光谱仪测定了常量元素和微量元素的含量及其变化,并与磁化率曲线、粒度变化曲线对比分析发现:常量元素氧化物比值钾钠比、残积系数和以Rb为代表的微量元素含量等随剖面层次呈规律性变化,即在古土壤层(S0)中含量最高,表土层(MS)中次之,在黄土层(L1、Lt、L0)中最低。硅铝率和Sr的含量表现出相反的变化规律。表明在全新世古土壤层和表土层形成时期,气候温暖湿润,成壤作用和次生粘化作用较强;在黄土堆积时期,气候比较干旱,沙尘暴频繁,成壤作用微弱。这些化学参数与磁化率曲线可以进行对比,表明成土过程中元素的迁移变化受全新世以来气候变化和成壤环境变化的控制。与黄土高原腹地的洛川剖面相比,淮河上游禹州剖面中绝大多数常量元素的含量较高,而绝大多数微量元素的含量偏低,磁化率也显著偏低,绝对值差别很大,粒度组成当中细沙成分含量很高,这说明淮河上游黄土物质来源与黄土高原地区明显不同。联系全新世时期黄河频繁泛滥、改道、沉积与黄淮平原盛行东北风形成流沙地的事实,认为淮河上游的黄土是黄河泛滥沉积物质经过风沙活动改造,由东北风力系统搬运而来的近源粉尘堆积,再经过就地风化或者成土改造而形成。     

黄土高原土壤干燥化问题探源

以黄土沉积环境的旱化和黄土形成的三种风化类型为切入点 ,通过古今类比分析 ,探究了黄土高原土壤干燥化的黄土地质渊源。其次 ,讨论了土壤干燥化的土壤物理学成因。土壤水分物理特性 ,因受黄土粒度组成的制约而呈现出明显的方向性变化 ,即从西北向东南 ,土壤持水性能渐次增高 ,土壤蒸发性能渐趋降低 ,以田间持水量作为参照状态 ,则会发现黄土高原土壤经常处于水分亏缺状态。土壤干层的形成是干扰和破坏植物演替序列及其土壤水分生态基础造成的后果 ,从而引起土壤干燥化的趋强化发展 ,最后 ,从气侯变化入手 ,对黄土高原土壤干燥化趋势进行了预估     

古土壤地球化学的某些问题——黄土风化过程中元素的变化

对黄土中埋藏古土壤的研究有过许多报道^[2,5,8].但对黄土风化过程中元素的变化讨论则不多.笔者是在近年来对陕西洛川黄土剖面工作的基础上,讨论了不同类型古土壤中元素的含量与分布,古土壤剖面中元素的变化.并将古土壤的化学组成与黄土母质进行比较,进而论述了在古气候变迁的影响下,黄土剖面中元素迁移、积聚的地球化学特征.这对探讨黄土的堆积环境和生物气候条件的演变,以及地层划分等均有十分重要意义.     

基于黄土沉积速率的土壤侵蚀危险度评价

土壤侵蚀危险度是评估和预测侵蚀作用破坏土地资源和生态环境危险性的重要指标,也是科学防治水土流失的基础。利用14 C测年技术对陕北黄土高原黄土沉积速率进行研究,并通过计算土壤侵蚀模数与黄土沉积速率的比值,对该研究区的土壤侵蚀危险度进行评价。结果表明:洛川县、延长县和横山县采样点的黄土沉积速率分别为0.017 9cm/a,0.015 3cm/a和0.021 3cm/a,土壤侵蚀危险度分别为14.1,43.3和24.8,均远远大于临界危险度值1,因此该地区为水土流失重点防治区域。通过该项研究可以为水土保持治理及规划提供科学参考,并为环境治理决策部门提供理论依据。     

晋陕蒙露天煤矿排土场不同新构土体土壤蒸发特征研究

为研究不同新构土体改良模式下的土壤蒸发特征,采用微型蒸发器田间自然条件下测定土壤水分蒸发过程,分析了不同土体重构模式的日蒸发量、累积蒸发量上差异。结果表明,相对于沙黄土,沙黄土、砒砂岩掺混(7︰3,w/w)的新构土体土壤蒸发降低了14.81%(P0.05),风化煤对沙黄土蒸发特征无明显影响,但显著提高了沙黄土、砒砂岩掺混的新构土体蒸发10.3%(P0.05),而砒砂岩防渗层和工业防水布等不同防渗措施土体之间蒸发差异不显著,但防渗层可以有效截留水分在蒸发过程中较长时间供给土体。试验表明砒砂岩、防渗层等措施下的新构土体土壤蒸发较小,并较长时间内保证土壤水分供给,在旱区矿区排土场具有一定的实践推广意义。     

CHARACTERISTICS OF NUBIAN SANDSTONE-DERIVED SOILS

Nubian sandstone exposures in sub-humid, semi-arid, and arid environments have given rise to red, sandy but in other respects very different soils. Soils have a fairly well developed profile only in the sub-humid zone, including a textural B horizon and are free of soluble salts and carbonates. In the semi-arid and arid zones, profile differentiation is weak or non-existent. Soils are shallow and contain carbonates, and in the arid zone also soluble salts, including gypsum. Kaolinite is the only clay mineral which is common to all the nubian sandstone parent materials. It is the major clay mineral in the sub-humid zone soil. In the semi-arid soils smectite is a second major clay component. In the arid zone both smectite and palygorskite, in minor amounts, accompany kaolinite. Both smectite and palygorskite are probably pedogenic neoformation products. Material of aeolian origin has probably been introduced into the silt and fine sand fractions of both the semi-arid and arid soils. Some contamination of the clay fractions may have also occurred.