泾河上游全新世黄土-古土壤序列微量元素分布特征及环境变化

在野外考察的基础上,对泾河上游赵家村全新世黄土-古土壤剖面进行系统采样,利用X-Ray荧光光谱仪测定了Ba、Zn、Cu、Pb、Cr、Rb、Sr、Co、Th、Zr等10个微量元素的含量及其变化,并与磁化率、粒度进行了相关性分析,研究表明大部分微量元素如Ba、Zn、Cu、Rb、Co、Th、Zr在古土壤层(S0)中富集,而在马兰黄土层(L1)中含量较低; 而Pb、Cr、Sr在古土壤层中含量低于马兰黄土层.同时,微量元素Ba、Zn、Cu、Rb、Co、Th、Zr与磁化率、黏粒(<0.005 mm)含量呈正相关,与粗粉沙(0.01～0.05 mm)含量呈负相关; 而元素Pb、Cr、Sr与黏粒、磁化率呈负相关,与粗粉沙呈正相关关系.在古土壤成壤改造过程中,由于有机质含量显著增加,络合-螯合作用增大,加之黏粒胶体的吸附作用,导致大多数微量元素在古土壤层的相对富集; 而元素Cr性质稳定,在整个剖面的波动较小; Sr含量在全新世黄土层(L0)和表土层(TS)中逐渐升高,主要是由于气候暖干化日趋严重,表土层碱性增强,CaCO3淋溶作用明显减弱; Pb元素在表土层含量较高的主要原因是工业"三废"排放、金属采矿和冶炼、煤炭和石油的燃烧以及汽车尾气排放等人类活动的干扰.     

关中东部全新世黄土——古土壤序列微量元素分布特征及意义

X-荧光光谱仪、磁化率仪和激光粒度仪对尧禾村(YHC)全新世黄土-古土壤序列的微量元素、磁化率、粘粒(<5μm)含量进行了测量。将磁化率曲线、粘粒曲线、Rb/Sr变化曲线和Ba/Sr变化曲线进行了对比分析发现:YHC剖面的磁化率曲线、粘粒曲线、Rb/Sr曲线和Ba/Sr曲线具有高度的同步同向变化趋势,可很好的指示研究区域内全新世的气候变化。而元素的含量变化是该区域气候变化的结果,其中Pb元素在黄土中的含量明显高于古土壤层,属于淋失性元素。Mn、Cr、Cu、Zn、Co、Ti元素在古土壤含量高于黄土层,属于富集性元素。     

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。     

“黄土-古土壤”序列中氧化铁和有机质对磁化率的影响

对黄土高原的灵台剖面“黄土 -古土壤”序列的研究表明 ,黄土与古土壤中游离态铁 (Fed)、活性态铁 (Feo)和有机质含量均与磁化率 (χ)呈极显著的正相关性 (p <0 .0 1)。Fed 对磁化率的显著影响 ,说明了成土作用强度 ,会影响古土壤铁磁性矿物的形成。有机质对磁化率产生的显著影响可能与生物成磁作用有关。另外 ,成土过程中有机质的存在 ,有利于次生磁赤铁矿的形成 ;以及古土壤形成后 ,有机质的存在可妨碍磁赤铁矿的老化 ,使之不易转化为赤铁矿 ,可能也是重要原因。Feo 与磁化率的极显著相关性 ,主要应与Feo和Fed、有机质的密切联系有关     

豫中黄土地区全新世黄土剖面成壤作用与古气候研究

通过对河南豫中黄土地区黄土剖面化学元素的深入研究认为:在该地区全新世中期风化成壤过程中,Al、Fe、K、Ti、Rb、Ba等元素在古土壤中相对富集,表现出残留富集的特征;而Si、Ca、Na、Sr等元素则在风化剖面中淋失。而Al、Na在成壤过程中因具有不同的地球化学行为,从而产生显著的分异现象,并且随着成壤作用的增强分异加剧。因此,Al/Na值在黄土剖面中的变化反映了风尘堆积物成壤强度的变化,能够作为成壤作用、气候变化的替代指标。     

汉江上游郧县辽瓦店全新世古洪水研究

以汉江上游谷地郧县辽瓦店全新世古洪水滞流沉积剖面为研究对象,对其进行了洪水沉积学和水文学研究,并对其粒度组成、磁化率、烧矢量等理化性质进行了测量。结果证明,辽瓦店(LWD)剖面中夹有典型的古洪水滞流沉积物(SWD),它记录了一次特大洪水事件。利用地层学方法确定该次洪水事件发生在AD100-300之间(东汉-魏晋时代之间)。根据沉积学和水文学原理恢复了古洪水的洪峰水位在159.80m,以此计算出洪峰流量为65 420m3/s。根据2011年9月19日汉江洪水洪峰水位痕迹高程并利用相同方法反推洪水流量,所获流量数据与实测数据误差小于1%。     

哈尔滨荒山岩芯黄土-古土壤的化学风化特征 ——对古土壤形成环境指示

黄土-古土壤的化学风化特征对于理解亚洲内陆干旱化、东亚季风演化以及全球碳循环等具有重要意义.然而,对于亚洲内陆干旱化东进进程最前缘的哈尔滨黄土-古土壤的化学风化特征一无所知.本文对哈尔滨荒山岩芯的黄土-古土壤进行元素地球化学、磁化率和重矿物分析.哈尔滨古土壤的颜色为灰褐色-灰黑色,不同于其他地区的棕红色.黄土-古土壤的...     

长城塬全新世黄土剖面重金属元素揭示的成壤环境变化

通过广泛的野外考察,选择宁夏自治区长城塬全新世黄土土壤剖面进行了系统采样以及化学元素、磁化率、和粒度等多指标的测定。结果表明:(1)重金属元素Mn,Zn,Ni,Cu,V和Cr的含量变化趋势与磁化率、烧失量和黏粒含量变化趋势呈正相关关系,而它们与CaCO₃和粗粉沙含量变化趋势呈负相关关系。这些重金属元素的含量在全新世中期古土壤层(S₀)中呈现高值,在各黄土层(L₁,L_t,L₀)中呈现低值。这表明风化成壤过程中,这些元素的含量变化受到全新世以来季风气候变化和成壤作用的影响。(2)重金属元素Pb含量变化趋势与上述元素的含量变化趋势相比差异较大。Pb的含量变化趋势与磁化率变化趋势无明显相关性,Pb的含量变化趋势与黏粒和烧失量变化趋势呈负相关关系,而与粗粉沙含量变化趋势呈正相关关系。Pb的含量在全新世早期过渡性黄土层(L_t)呈现最低值,在全新世中期古土壤层(S₀)、近代黄土层(L₀)和现代表土层(TS)相对较高,并与晚更新世马兰黄土层(L₁)相当,表明Pb主要包含在粗颗粒和重矿物之中,其化学性质比较稳定,具有强抗风化性,很少受到风化成壤作用的影响。     

南京老虎山黄土-古土壤剖面不同粒级组分的磁化率及其古气候意义

利用沉降离心法将老虎山黄土-古土壤的酸不溶相分离成<2μm、2～45μm和>45μm三个粒级组分,并分别测定了这些组分和全岩的磁化率。结果表明,无论是全岩,还是三个不同粒级组分,它们的磁化率都可以单独作为长江中下游地区古气候演变的参考指标。其中,<2μm粒级的质量磁化率明显大于全岩和2～45μm、>45μm两粒级,而且其分辨率也明显高于2～45μm和>45μm这两个粒级组分。本实验结果还显示,虽然<2μum的质量磁化率最大,但对全岩质量磁化率的贡献率与2～45μm粒级相当,>45μm粒级的贡献率较低。     

汉江上游阶地黄土磁学特征研究

汉江上游地区位于北亚热带季风气候区边缘,对气候响应异常敏感。流域内发育不对称四级阶地,且阶地上覆盖有厚度不等的黄土堆积。以汉江上游三级阶地黄坪村（HPC）和高客站（GKZ）两个剖面作为研究对象,测量样品的磁化率和频率磁化率,并选取代表性样品进行热磁曲线、等温剩磁获得曲线和磁滞回线等的测定。结果表明,汉江上游黄土沉积物中的载磁矿物以磁铁矿和磁赤铁矿为主,同时含有一定量的赤铁矿和针铁矿,磁化率的增强以超顺磁和准单畴亚铁磁性矿物的贡献为主。GKZ剖面中低矫顽力亚铁磁性矿物含量低于HPC剖面,且黄土中含有更多的亚铁磁性矿物,HPC剖面中则黄土-古土壤中载磁矿物差别不大。汉江上游磁化率的降低与该区较高的有效降水量有关,季节性丰沛降水使土壤水分过饱和,在局部湿润的还原环境中,土壤中大量强磁性铁氧化物被溶解转化为能够在湿润环境中稳定存在的弱磁性矿物,磁性矿物的转化导致成壤强的汉江上游地区磁化率低于成壤弱的黄土高原地区。在成壤条件处于还原环境时,有效降水越高,还原程度也越高,强磁性铁氧化物被溶解得越多,磁化率就越低,这是GKZ剖面降水大于HPC剖面,但磁化率却更低的原因。     

黑河下游地下水波动带土壤盐份空间变异性研究

地下水波动带是地下水水位及辐射范围变化明显的区域。本文在地质统计学理论与GIS技术基础上,以黑河下游地下水波动带为研究区,根据64个采样点的实测数据,采用地质统计分析法与交叉验证法(Cross-Validation)对研究区土壤盐份实验半方差函数理论模型及常用插值方法进行了选择,进而分析了研究区土壤盐份空间变异性特征。研究结果表明:(1)黑河下游地下水波动带土壤盐份具有明显的空间变异性:沿河流流向方向土壤盐份整体表现为逐渐增高的趋势,垂直于流向方向各盐份要素受控于地下水而应该呈现的离河越近土壤盐份含量越高的特征被一些局部性变异所取代,且这些局部性变异在东河辐射范围内略微明显于西河,这与东河区域局部性地下水补给来源复杂及地下水化学类型变化明显等因素有关。(2)变程是描述空间变异性的尺度。从各盐份要素的有效变程看,7 km是研究黑河下游地下水波动带土壤盐份空间相关性的最大采样尺度。本研究的目的是为黑河下游区域生态恢复与植被重建及相关研究中合理布置采样点提供理论依据。     

新疆叶尔羌河流域土壤盐渍化特征研究

以新疆叶尔羌河流域为例,分析了该地区土壤盐渍化的类型、程度、特征、成因以及与地下水埋深的关系。盐渍化程度分析为该区农业发展提供了科学依据;3种土壤盐分组成剖面涵盖了新疆地区典型的土壤盐化类型,为提出针对性的解决方案提供可靠保证;剖析了土壤盐渍化成因及与地下水埋深的关系,指出控制土壤盐分的关键是合理的淋洗与排水、建立明渠排水与竖井排灌相结合的灌溉方式。为新疆及其他类似地区评价与解决土壤盐渍化问题提供了新思路。     

粤西地区土壤-植物系统中稀土元素地球化学特征

在广东省西部不同地区采取土壤、植物样品，并对其中的稀土元素含量采用ICP-MS法测定，研究了稀土元素在土壤、植物叶中的地球化学特征。结果表明：土壤一植物系统的各环节间稀土元素的含量模式基本相似。不同母岩发育的土壤稀土分布有较大的差异，其中以花岗岩发育的土壤稀土含量最高。在土壤的各个剖面层中，心土层和底土层稀土含量高于表土层，轻重稀土发生分异，均有不同程度的Eu亏损，Ce表现为土壤各层位中的正异常。同一采样点的不同种属植物具有相似的稀土分配模式，在不同母岩发育土壤上生存的同一种属植物稀土分配模式不同，其稀土分布均受其所生存土壤的影响和制约，同时具有自身的生物地球化学特性。生物吸收系数表明植物对稀土元素的吸收能力的差异，稀土元素在由土壤向植物体运输迁移中发生了明显的分馏作用，重稀士相对贫乏。     

河北曲周盐渍土区土壤元素特征

研究了地处华北冲积平原的曲周盐渍土区土壤元素全量 (ST)、1∶1浸出液(SE)和土壤溶液 (SS)中各元素的浓度范围和特征 ,及其与地下水中元素的联系。土壤元素全量主要与土壤质地 (反映了矿物组成 )有关 ,只有盐渍化严重的土壤 ,易溶性元素对其全量的增加有一定影响。元素在土壤溶液和 1∶1浸出液中的浓度差异受土壤水分状况的影响。各土层元素在SE中的含量占全量的百分率 ,其平均值和变异系数在一定程度上说明了该元素的可溶性和移动性。土壤—地下水系统中 1m和 2m土层的大部分元素在 1∶1浸出液中的浓度平均值与地下水矿化度和与地下水中相应元素的浓度值之间呈显著或极显著相关 ,无相关关系的元素 ,大多属迁移系数较小的元素。文中还以例说明了不同盐渍化程度土壤 1∶1浸出液中元素浓度垂直剖面特征 ,以及与地下水中相应元素浓度的联系。     

渭北旱塬降水对农作物生长适宜度的模糊分析

根据模糊集理论,从“适量”、“适时”和“有效程度”三个指标出发,就渭北旱塬地区降水资源对农作物生长发育的影响提出了一种数学模型,并根据计算结果和参照有关资料进行了模糊聚类分区。结果表明,它较好地反映了本区降水资源的地域特征,为该地区一些主要农作物的合理布局提供了科学依据和准确信息。     

绰墩遗址新石器时期水稻田、古水稻土剖面、植硅体和炭化稻形态特征的研究

绰墩遗址第六次发掘的300 m2范围内出土22块古田块,通过对其田埂、灌排系统(水口、水沟、水井)等结构特征的观察研究,对古田块和水沟中出土的灌溉用具——陶罐和陶盆碎片的鉴定是属于马家滨文化时期的器物;从田块表土层中淘洗出大量的炭化稻粒,每克土壤中检测到有上万至十余万颗水稻植硅体,这些结果证明所发现的田块是马家滨时期的灌溉稻田。对出土的炭化稻粒和土壤有机质的14C定年结果表明其年龄分别为5 907 a BP和6 280 a BP,是新石器即晚马家滨文化时期的水稻文明。对在遗址挖掘的两个整段剖面(P-01和P-03)的研究发现,P-01剖面上42~103 cm层位埋藏有马桥文化-商朝初期(3 320 a BP)和在103~200 cm层位埋藏有马家滨时期(6 280 a BP)的两个古水稻土剖面,这一结果佐证了前人关于8 000年来长江三角洲地区曾有过几次大的洪水泛滥而使人类耕作活动中断的气候变化事件的结论。然而距P-01仅15 m的P-03整段剖面上仅出现了马桥-商朝初期的古水稻土剖面(40~100 cm),未发现马家滨时期古水稻土剖面(100~200 cm),说明当时的生产力非常低下,仅能利用低洼平坦的地方种稻,稍高一点的居住点附近的坡地就无法改成梯田种植水稻了。这两个埋藏的古水稻土剖面均已经发育了水稻土的明显特征。对出土炭化稻粒的形态学研究表明,外型多为椭圆形,长宽比的变异较大,稃面有方格凹陷结构、周边有稃毛,顶端残留有稻芒的基部,基部有护颖而没有小梗,"钝形"的双峰乳突、浅平的凹陷乳沟等均显示其为人工栽培的粳型水稻。结果与丁颖20世纪50年代在黄河流域发现的汉代的炭化稻粒的特征是吻合的,从而支持了关于"我国长江流域与黄河流域古代最早栽培的水稻都是粳稻品种"的论点。     

排序方法在土壤粒径分布研究中的应用——以策勒河流域为例

基于土壤结构的自相似性,分形理论目前被广泛用于土壤粒径分布(particle size distribution,简称PSD)研究中[1],即以相对较多的土壤粒级数据,利用单重或多重分形技术获取参数(分形维)形式揭示PSD特征。量化得出的分维值,能较全面反映土壤PSD特征及其之间的差异性,但会受限于PSD差     

川西盆周山地土地利用/覆被变化特征、机制与对策研究-以雅安市天全县为例

采用GIS和数理统计方法,以及土地利用变化指数模型和景观生态学中的空间格局指数对天全县1992~2002年10年间土地利用/覆被变化特征进行研究。结果表明:林地在各种土地利用类型中占的比例最大,且呈逐年递增趋势,2002年达79.14%,但年变化率则很小,只有0.29%;耕地占的比例很小,仅有5.50%,而且10年间面积减少了4813.3hm2,但年变化率比林地大得多,高达2.68%。受人类活动的影响,10年间多样性指数和均匀度指数呈上升趋势,而优势度指数不断下降。由此得出产生土地利用/覆被变化的机制,除了受地形条件和自然灾害等自然因素的影响外,更为主要的是受人口增长、城市化进程以及政府政策等社会经济因素的驱动。从而有针对性地提出生态发展模式的建议,以期为土地资源的可持续利用提供借鉴。