渭河流域全新世土壤剖面木炭屑记录及其古环境意义

通过野外采样及其磁化率、总有机碳(TOC)、木炭屑的分析,探讨全新世野火活动与生态环境演变的关系。研究结果表明:TOC并不能完全指示野火活动,木炭屑是指示野火活动的理想指标,木炭屑对生态环境演变特征具有环境指示意义。末次冰期11500aB.P.之前,渭河流域气候干旱,植被为半荒漠草原,自然野火频繁发生;全新世早期(11500～8500aB.P.)野火发生频率大大降低;全新世气候适宜期(8500～3100aB.P.),气候比较湿润,生物风化成壤作用强烈,自然野火发生几率明显下降,但不同地点人类活动引发的野火活动存在区域差异;全新世晚期近3100年以来,气候向干旱化发展,加之人类利用土地活动加剧,生物量燃烧的规模大幅度增加;1500aB.P.以后,木炭屑浓度大幅度减少,野火发生频率大大降低。可能由于渭河流域土地利用方式发生重大改变,人工自然复合生态景观基本形成,因而不再大规模放火烧荒。此外,木炭屑对人类活动的遗迹具有指示作用。     

周原全新世复合古土壤和成壤环境的微形态学研究

通过对陕西周原黄土剖面的微形态研究 ,结合微量元素、粒度及磁化率分析 ,探讨了黄土风化成壤的特征 ;揭示出该剖面的全新世古土壤S0 是温暖湿润的环境下形成的具有强烈粘化特征的复合土壤 ,是 60 0 0～ 5 0 0 0aB .P .出现的区域性干旱气候事件造成风尘加速堆积的结果。关中盆地在 85 0 0～60 0 0aB .P .风化成壤最为强烈 ,气候最为暖湿。在 5 0 0 0～ 3 1 0 0aB .P .又出现了一个比较强烈的成壤时期。而最近 3 1 0 0年以来是一个风尘堆积较强的相对干旱期。     

豫中黄土地区全新世土壤剖面成壤环境变化研究

通过对河南新郑黄土-土壤剖面的野外考察及室内的磁化率、烧失量、碳酸钙及粒度分析研究,认为:豫西山地山前丘陵台地的完整黄土-土壤剖面,是在气候波动变化的条件下形成的。全新世气候的变化,导致了以风尘堆积为主的成黄土期与以风化成壤作用为主的成壤期互相更迭。在全新世早期,风尘堆积旺盛,形成了过渡性黄土层(Lt),在8500aB.P.～3100aB.P.的全新世大暖期,发育了浊红棕色古土壤(S0)。这一时期降水丰沛,土壤水分充足,导致了古土壤层(S0)及其以下的过渡层(Lt)、马兰黄土层(L1)顶部都受到了明显的淋溶作用影响,而完全脱钙。3100a B.P.之后,气候恶化,沙尘暴活动显著增强,加之黄河下游人类活动影响不断加剧,黄泛平原风沙活动十分强烈,风尘堆积形成了沙质黄土(L0)。1500aB.P.以来,近代黄土持续堆积,由于气候的转暖与人类农业耕作影响在持续堆积的近代黄土L0表层形成了现代土壤(TS)。     

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。     

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。     

基于模糊综合评判的关中地区全新世黄土质地类型判定

土壤质地判定是一个受多种因素影响并具有模糊性的评判问题,宜采用模糊综合评判方法.以卡钦斯基土壤分类标准为基础,采用岭型隶属函数,运用加权平均的模糊综合评判方法,对关中地区4个剖面30层的全新世黄土粒度实测数据进行土壤质地的综合评判.结果表明,在所测的4个剖面中,马兰黄土(L_1)、淀积层(C_k)和全新世黄土(L_0)这3个土层判定的土壤质地类型是相同的,因而不具有指示意义.存在土壤质地差异的是全新世古土壤(S_0)、风化淋滤黄土(C_1)和现代表土(T_s)这3个层位,其中S_0和C_1层位还表现出自东向西,土壤质地类型由重壤变为中壤和由中壤变为轻壤的方向性,而Ts层位由于受人类活动影响明显,变化方向不确定.     

史前关中盆地土壤剖面的黑碳与炭屑记录

参照OSL测年和考古与历史学断代,利用黄土—土壤剖面沉积物中炭屑和黑碳(焦炭和烟炱)记录,结合磁化率、有机碳等古环境指标,揭示过去12000年火灾历史演变过程。炭屑和黑碳浓度研究结果表明:全新世早期区域野火活动频繁发生,中期火灾很少,晚期本地火灾频率呈现增长态势。黑碳(烟炱和焦炭)和炭屑分析呈现不平行变化趋势,可能是生物质燃烧的物质排放方式和传输过程的区域差异引起。距今3500~2800年间,黑碳和炭屑颗粒浓度峰值与全新世短尺度恶化气候事件具有明显同步性;同期,先周人部落大规模土地开垦发展旱作农业活动加剧。黄土高原千年尺度火灾变化与季风气候变化之间的关系表明:全新世以来,野火频率变化取决于区域气候有效湿度和人类土地利用及其对气候变化的响应。     

关中东部地区全新世土壤发育及记录的水文事件

通过对华县老官台全新世黄土-古土壤高分辨率的研究,揭示关中盆地在全新世曾有两个重要的湿润多雨、地表径流活跃的时期。其中第一个时期发生在全新世初期的90 0 0～85 0 0aBP ,它表现为末次冰期结束后气候在向全新世大暖期发展过程中,湿度的增加滞后于温度的增加。第二个时期发生在4 0 0 0～36 0 0aBP ,此时正是夏代文化发展的时期,在研究地点周围,人类活动对环境的影响加强了面流侵蚀和堆积作用的过程     

西安地区全新世气候变化与土壤侵蚀研究

为了揭示西安地区全新世环境变化和黄土地层的侵蚀期,利用野外调查和化学分析等方法,研究了西安地区全新世黄土与古土壤发育时的气候变化和不同气候阶段的土壤侵蚀。通过野外调查,在西安白鹿塬区发现了在黄土塬区很少见到全新世中期古土壤分为3个层次,整个全新世黄土剖面可分为5层,表明黄土塬区全新世气候变化与沙尘暴活动与河谷地区一样可分为5个阶段。土层氧化物、微量元素、CaCO3含量和磁化率测定结果显示,西安白鹿塬区全新世8 500~6 000年和5 000~3 100年古土壤发育时较10 000~8 500年、6 000~5 000年和3 100年以来的黄土发育时夏季风活动强,降水量多,气候湿润,沙尘暴活动弱。中全新世8 500~6 000年间发育的S02古土壤中Fe2O3和Al2O3有一定富集,该层土壤类型相当于黄棕壤,指示当时年平均降水量较现今多150 mm左右。虽然沙尘暴活动很弱的间冰期是黄土地层理论上的侵蚀期,但是实际上这一时期的土壤侵蚀很弱。全新世黄土的侵蚀主要发生在气候冷干时期,不是发生在温湿时期。全新世中期6 000~5 000年间的黄土侵蚀率一般大于堆积率,使得广大地区全新世中期的薄层黄土在绝大多数地区受到侵蚀而消失。全新世中期薄层黄土发育时气候变冷干引起的植被退化是当时土壤侵蚀加强和出现侵蚀期的原因。     

渭河流域全新世古洪水滞流沉积物地球化学特征

对渭河流域野外实地详细调查,在渭河中游发现了具有典型古洪水滞流沉积物(SWD)的全新世黄土-古土壤沉积剖面。根据地层学对比和OSL测年,确定渭河流域在3200-2800aB.P.发生了特大古洪水事件。对沉积物地球化学特征分析表明,SWD为典型的古洪水滞流沉积物,各化学元素和氧化物的变异系数大,元素数据分布较为分散;Fe2O3、Al2O3、Ba、Cr、Cu、V、Rb含量高于S0和L0,SiO2、Zr含量低于S0和L0;化学元素粒度效应表明,SWD粒径小、粘粒强,是在滞流环境的水动力条件下沉积而成;通过气候指标Rb/Sr和Ba/Sr分析,认为古洪水滞流沉积物(SWD)记录的3200-2800aB.P.的特大古洪水事件,是在全新世大暖期结束之际,因夏季风减弱、气候系统不稳定、降水变率较大所导致的。     

黄土高原土壤水分与水土保持措施相互作用

土壤水是重要的生态水源和水文要素之一,黄土高原位于干旱半干旱地区,降水量的年际变化大和季节分配极不均匀,土壤水资源对植物生长发育的影响尤为重要。同时,土壤水的数量及其分布也受人类活动影响。水土保持措施是黄土高原人类改造下垫面过程之一,这种改造会影响土壤水分的静态分布和动态过程。水土保持坡面工程措施能有效地提高土壤含水率。深根系人工林草植被使土壤含水率降低,甚至造成利用性土壤干层,影响人工植被的永续发展。尽管天然植被也有较高的生产力水平,但并未引起土壤水分状况的恶化,这是黄土高原植被营造及规划中值得注意和进一步研究的问题     

南方长期不同土地利用方式下土壤肥力变化特征——以湖北省长阳县火烧坪乡为例

【目的】南方草山草坡分布区气候湿润、温度适宜、适合牧草生长,具有很高的生产和生态价值。土地利用方式的改变会造成土壤肥力的差异,因此探究南方草山草坡不同土地利用方式下的土壤养分特征,对南方草山草坡合理开发利用具有深远意义。【方法】湖北省长阳县的天然草山草坡、人工草地、农田在中国南方的分布具有代表性。本研究在该县的火烧坪地区采集3种土地利用类型0—10、10—20和20—30 cm土层深度样品,测定其土壤物理和化学性质。采用单因素方差分析和多重比较方法,探究了土地利用方式及其不同土层之间养分的差异,并利用主成分分析评价了各土地利用类型的土壤质量水平。【结果】1)草山草坡3个土层的土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量显著高于人工草地和农田(P<0.05),而土壤全钾(TK)、碱解氮(AN)含量则显著低于农田和人工草地,pH没有显著区别。天然草山草坡土壤养分含量随土层的加深而降低,人工草地和农田的养分含量在0—30 cm土层无显著变化。2)天然草山草坡土壤过氧化氢酶(CAT)活性高于农田和人工草地,且CAT活性随土层深度的增加逐渐递减。农田脲酶(URE)活性高于人工草地和天然草山草坡,...     

Factors relating to soil fertility and species diversity in both semi-natural and created meadows in the West Midlands of England

The post‐war decline in the area and diversity of neutral meadows in Britain, resulting from agricultural intensification, has prompted schemes to restore and create new habitats. Their success relies on understanding the relations between soil fertility and species diversity. We have investigated these relations, using multivariate analysis, in 28 semi‐natural meadows and eight artificially created urban meadows. Mineralizable nitrogen was the most important soil characteristic in the semi‐natural sites; the more N the soil contained the fewer were the species characteristic of traditional meadows. Both potassium and total magnesium favoured diversity, perhaps because their deficiency in many traditionally managed meadows jeopardizes the survival of broad‐leaved species in competition with grasses. Available lead, at sub‐lethal concentrations and measured as a Pb:Ca ratio, appeared to favour diversity in the semi‐natural sites, possibly by inhibiting the uptake of P by competitive grasses and allowing the less competitive species associated with diversity to flourish. The main differences between the soils of the artificial and the semi‐natural meadows were that the former contained more extractable P and less mineralizable N and organic matter. It seems that large soil phosphorus concentrations may be the main reason why relatively few species colonize or survive in grassland on many urban soils.     

兰州南北两山绿化造林工程的适宜性分析

兰州地处西北半干旱地区,其南北两山为典型的黄土地貌,自然植被为荒漠草原,土壤类型为灰钙土.这表明,兰州南北两山并不适宜于森林生长,因此不应进行大规模的人工造林.大规模的人工造林不仅消耗大量的人力、财力和物力,而且还消耗了大量的水资源;不仅难以达到改善生态环境的目的,而且还对当地原生的荒漠草原造成了毁坏,具有很大的盲目性.这不仅背离了生态工程建设的真正内涵,也背离了可持续发展的基本原则,因此这种现象必须得到纠正.     

半干旱退化山区不同土地利用方式土壤理化性质的特征研究

通过对半干旱退化山区不同土地利用方式的土壤理化性质的调查研究.得出不同土地利用措施土壤机械成分表现出一定的差异性,在0-40 cm土层,88542整地和人工草地的粗砂粒平均含量高于天然草地;在0-100 cm土层,最大田间持水量:人工林地＞人工草地＞天然草地;毛管持水量:人工草地＞人工林地＞天然草地;土壤总孔隙度:人工林地＞人工草地＞天然草地;毛管孔隙度:人工草地＞人工林地＞天然草地;土壤的透气性:人工林地＞人工草地＞天然草地.在0-100 cm土层:有机质的含量为:人工林地＞天然草地＞人工草地;土壤碱解氮的含量变化为:人工林地＞人工草地＞天然草地;土壤速效磷的含量变化为:人工林地＞人工草地＞天然草地.结果表明,合理的土地利用方式,改善了土壤结构和肥力,增加土壤的通透性,改变土壤水肥气热状况,其中人工造林整地对土壤容重、持水量、土壤养分的促进作用均优于其它利用方式,有利于植被的快速恢复.     

长顺冗雷河小流域草地治理模式下土壤肥力评价

采用野外调查和室内分析相结合的方法,对贵州省长顺县冗雷河小流域坡耕地、人工草地和天然草地3种地类的全氮和碱解氮,全磷和有效磷,全钾和有效钾,酸碱度,有机质进行了研究,以层次分析法进行肥力综合评价,揭示冗雷河小流域草地治理模式下对土壤肥力的影响。结果表明:坡耕地实施人工种草措施后,土壤全氮含量相对增加42.64%,碱解氮增加50.86%,中层和下层（20—30 cm）土壤碱解氮改善最为明显;土壤全磷含量相对增加45.24%,有效磷降低23.58%,坡耕地相比草地在全磷含量上相对较为匮乏,但用于作物吸收的有效磷素却高于人工草地;土壤全钾和有效钾含量降低,pH值无变化,其中全钾含量相对降低43.28%,有效钾降低37.32%;土壤有机质含量相对增加77.24%,其中表层（0—10 cm）、中层和下层土壤有机质含量分别提升48.06%,85.58%和107.78%,中层和下层土壤有机质含量改善幅度大。天然草地综合肥力指数最大,坡耕地最小,天然草地综合肥力指数是人工草地的1.09倍,是坡耕地的1.14倍,人工草地是坡耕地的1.05倍。土壤肥力整体水平上得到提升。     

滇西北地理环境特征与区域水土流失相互作用机制研究

滇西北地区是高山峡谷区．是长江上游天然林保护和长江流域中下游的生态屏障和我国重要的生态功能区，也是新构造活动异常频繁、造貌过程活跃和生态环境极其脆弱的地区。自然环境和人文因子的作用对该区的坡面稳定性、地表土壤—植被生态系统的稳定性和水土流失的强度、类型有重要作用。通过详细的野外考察和资料分析，探讨了滇西北地区的自然环境因子——地质、地貌、土壤、植被、气候、水文及人文因子如人口、土地利用、经济社会状况对区域水土流失的影响。从地理环境宏观层面看水土流失，对滇西北地区的水土保持、生态环境建设和可持续发展有重要意义。     

黄土丘陵区天然和人工植被类型对土壤理化性质的影响

不同植被类型对黄土高原土壤质量的改善作用存在较大差异。研究天然和人工植被类型对土壤性状的影响差异对于深入认识黄土高原植被恢复与土壤环境演化的关系,准确评价不同植被恢复模式生态环境效益具有重要意义。该研究以黄土丘陵区燕沟流域为例,选择研究区广泛分布的11种天然和人工植被类型为研究对象,系统分析了该区天然和人工植被类型对土壤性状的影响。结果表明:天然和人工植被类型对土壤性状的影响差异明显。200cm土层土壤含水率大小为农田>天然草地>人工乔木林地>果园>人工灌木林地>天然灌木林地。与农田相比,天然灌木林地和天然草地土壤体积质量降低最为明显,人工乔木林地、人工灌木林地和果园土壤体积质量下降差别不明显。天然灌木林地、天然草地和人工灌木林地土壤有机质、全氮都有明显提高,人工乔木林地和果园土壤有机质和全氮提高不明显。不同植被类型土壤有机质、全氮总体随土层加深呈下降趋势,农田、果园和人工乔木林地土壤有机质和全氮垂直变化较小,而天然灌木林地、天然草地和人工灌木林地变化较大。不同植被类型土壤全磷含量差异较小,且垂直变化不明显。总体看来,天然植被类型对该区土壤性状改善作用优于人工植被类型,而人工灌木林的改善作用优于人工乔木林。