历史时期关中平原水旱灾害与城市发展

通过对历史时期以来关中平原旱灾、水涝灾害发生频率的统计与分析,发现从370 BC-2000 AD的2 300多年里,关中平原有2个时期水旱灾害的发生最为频繁,即610-850 AD(隋后期至唐后期)和1580-2000 AD(明后期以来).而且,水旱灾害的发生相互联系,旱灾频繁的时期,也是水涝频繁发生的时期.深入分析发现,水旱灾害的发生一方面与关中平原气候变化、中心城市的建设发展与衰落有密切联系;另一方面也与人口数量的增长密切相关.其根本原因在于城市建设和人口增加,对自然资源的开发利用和消耗大幅度增长,对城市周边山地和丘陵地区环境的压力剧增,造成环境的迅速退化,导致平原地区水旱灾害频繁发生.     

沙尘暴发生的条件和影响因素

以历史时期沙尘暴活动的资料为依据，论证了沙尘暴成生条件和影响因素。特定时期的寒潮是沙尘暴发生的动力，它与处在特定状态的粉尘相结合是沙尘暴发生的必要条件。温度和降水量对沙尘暴的生成有重要影响。虽然沙尘暴的活动与冷空气活动有关，但最寒冷的冬季沙尘暴活动弱，温度适中的春季沙尘暴活动强。在沙尘来源区，沙尘暴主要活动期的温度比年均温高2℃-3℃。在沙尘堆积区，沙尘暴主要活动期的温度比当地年平均温低1℃-2℃。降水少，沙尘暴活动强。然而沙尘暴主要不是形成于降水最少的冬季，而是主要形成于降水量较少的春季。沙尘暴活动期的降水量一般比同一地区年平均降水量低约30%。     

丹江中游河谷黄土母质发育土壤的诊断特征及其系统分类研究

选择位于河南省南阳市淅川县荆紫关镇龙泉村丹江中游河谷黄土母质发育的土壤剖面作为研究对象,对其剖面构型及其色度、元素、粒度等理化性质进行了分析。结果表明,丹江中游河谷黄土母质发育的土壤具有Ap-Bp-Bt-Bw剖面形态特征;在剖面40~220 cm深度发生明显的黏粒富集,具有黏化层(Bt)的诊断特征;风化成壤强度达到中等风化强度阶段。剖面具有热性土壤温度状况和湿润土壤水分状况,在中国土壤系统分类中可划为耕淀简育湿润淋溶土。     

黄河柳林段全新世古洪水滞流沉积物研究

通过野外观察研究,在黄河晋陕峡谷段柳林县三川河支流沟口内,发现了疑似全新世黄河古洪水滞流沉积层剖面。根据磁化率、烧失量、CaCO3、粒度成分测定的实验结果可知,四层沉积物磁化率、烧失量较低,CaCO3含量较高;结合野外观测、粒度特征分析、C~M图和粒度分布频率曲线,表明四层河流沉积物具有典型的古洪水滞流沉积层（SWD）特征。通过地层分析和OSL测年,证明在距今3 200~2 900年前,黄河晋陕峡谷经历了一个洪水期,发生了多次大洪水事件,此时正值我国历史的商末-西周初期,造成了社会动荡和历史转折。该研究结果揭示了古洪水SWD的基本特征,为晋陕峡谷特大古洪水事件洪峰水位和流量的恢复,黄河水资源开发、防洪减灾和水土保持都奠定了科学基础,对揭示区域气候水文变化与全球变化的响应规律有着非常重要的科学意义。     

陕西商丹盆地一级阶地上黄土的微量元素分布特征及其气候意义

以陕西丹凤县茶房村黄土剖面为研究对象,对其微量元素含量进行了系统的元素测定分析。选取Rb/Sr、磁化率作为参比,探讨了微量元素分布和其所反映的气候演化特征及其与成壤强度的关系。结果表明:微量元素(Mn、Pb、Ga、Cr、Cu、Ni、As、V、Zn、Ti)的含量变化与磁化率曲线、Rb/Sr曲线变化相同,呈极显著相关关系,即微量元素含量变化与气候关系密切,表明元素动态变化受气候变化和成壤环境的影响;微量元素(Mn、Ga、Cr、Cu、Ni、As、V、Zn)的含量在古土壤层最高,指示全新世中期主要受夏季风影响,气候温暖湿润,黄土风化成壤作用强,黄土层(L_0、L_t、L_1)气候相对冷干,受冬季风活动影响较大。     

郧西县庹家湾黄土剖面色度参数特征及其古气候重建

通过对湖北省郧西县庹家湾黄土剖面的色度参数分析,并结合磁化率、粒度、铷锶比(Rb/Sr)指标揭示汉江上游地区风成黄土的色度特征及其与气候变化的关系。应用X-rite VS450型分光测色仪对庹家湾黄土剖面色度参数进行了测量。结果表明:庹家湾黄土剖面红度a*的变化与沉积物氧化铁含量呈显著正相关,平均值由高到低依次为S_0(6.34)MS(5.52)L_t(5.18)L_0(4.98)L_1(4.82)T_(1-al_2)(3.66);亮度L*的变化与氧化铁含量和有机质含量均呈负相关,其中氧化铁含量对L*的影响更大,L*在黄土层出现了峰值;色调角h*在古土壤层呈现低值(68.64°),黄土层呈现高值,a*/b*与h*特征相反,在古土壤呈现高值(0.39),黄土层呈现低值;其中在马兰黄土L_1中存在两层弱古土壤层L_1-S_2、L_1-S_1,其色度参数特征较L_1具有较高的a*值和a*/b*值及较低的L*值和h*。黄度b*指示该区域气候变化有一定的局限性,h*、a*/b*、L*和a*均可作为良好的气候替代指标,a*值和a*/b*值越大指示气候越暖湿,成壤作用越强,L*值和h*越大指示气候越冷干,成壤作用越弱。h*、a*/b*、L*和a*共同记录了该地区晚更新世以来气候经历了晚更新世末期的干冷、全新世早期逐渐回暖、全新世中期的温暖湿润、全新世晚期气候逐渐干冷,在马兰黄土形成时期,气候出现了短暂的温暖湿润期(27.5~21.5ka B.P.)。     

秦岭南北黄土-古土壤微形态特征比较

以秦岭南侧黄坪村(HPC)和黄土高原长城塬(CCY)剖面为研究对象,对黄土-古土壤微形态进行了详细观察和比较,探究了微形态差异原因及意义。研究发现:(1)HPC和CCY剖面中,粗颗粒的等圆直径、面积、长度、周长等参数均表现为L_1L_tL_0S_0,古土壤S_0的黏土、孔隙含量均明显高于黄土(L_0、L_t、L_1),说明秦岭南北两侧晚更新以来黄土-古土壤的成壤强度均是经历了弱→强→弱的变化,指示了其都经历了干冷→暖湿→干冷的气候演变阶段。(2)粗颗粒的等圆直径、面积、长度、周长等形态参数反映了HPC剖面粗颗粒粒径小于CCY剖面;HPC剖面以淀积黏土为主,方解石完全淋失,孔隙以孔隙壁光滑的孔洞、孔道为主,而CCY剖面中以残积黏土为主,次生方解石发育,简单、复杂堆叠孔隙以及囊状孔隙占优势,说明了郧县盆地黄土-古土壤序列风化成壤程度强于黄土高原。     

黄河晋陕峡谷吉县段全新世古洪水平流沉积特征研究

鉴别古洪水沉积物是古洪水水文学研究中最基本的任务。古洪水沉积物特征的研究对于识别古洪水沉积以及利用古洪水沉积物来恢复古洪水的水位,流量和发生规律都有十分重要的意义。通过对黄河晋陕峡谷吉县段流域深入调查,在黄河中游峡谷发现具有典型的古洪水平流沉积夹层的全新世黄土古土壤剖面。利用地貌学和第四纪地质学、沉积学,进而通过磁化率、粒度分析深入揭示了古洪水沉积物与风成黄土堆积物之间的主要区别。     

陕西周原地区全新世黄土-古土壤序列风化程度研究

通过对周原LC全新世黄土-古土壤剖面的元素含量分布及其化学风化程度和元素迁移特征的研究。结果发现:古土壤S₀的CIA和Rb/Sr值高于黄土L₀,Na/K比低于黄土L₀,指示其风化程度强于黄土L₀,形成时期气候比黄土堆积时期温暖湿润;黄土风化成壤过程中,Si,K和Fe相对富集,而Ca,Na,Mg和Ti则迁移淋失,呈现Ca>Na>Mg>Ti>Al>Si>K>Fe的迁移序列;全新世剖面化学风化程度处于脱Na和Ca阶段或早期去K阶段。     

商丹盆地黄土母质发育土壤的微形态特征及其诊断意义

阐明商丹盆地黄土母质发育土壤的微形态特征及其诊断意义。以茶房村土壤剖面为研究对象,在Lical偏光显微镜下对土壤形成物、粗颗粒、孔隙等微形态单元的类型、空间分布及变化进行了研究。结果表明,与上部淋溶层和下部母质层相比,Bt层(110~230 cm)黏土大量聚集且淀积黏土含量/残积黏土含量的比值(Ki/r)很高、但黏土胶膜不发育,粗颗粒数量减少、粒径降低,孔隙个体增大及边沿更加平滑;矿物成分趋于单一。这些微形态特征证实了Bt属于典型的"黏化层",结合成土因素检索,此土壤可归为简育湿润淋溶土。