澧阳平原末次冰期-早全新世气候环境演变研究

通过对澧阳平原野外考察、典型剖面YC自然沉积剖面的系统采样、室内地球化学元素Li、Rb、Sr、Ba和Li/Ba、Rb/Sr比值的分析,以及沉积物年代样品的OSL和AMS14C年代测定,探讨了长江中游地区澧阳平原末次冰期-早全新世的气候环境变化过程。结果表明,MIS3阶段晚期(31.80~23.80 ka BP)暖湿期记录明显,对应的沉积物含大量黑色铁锰膜和铁锰结核,地球化学元素Li含量、Rb含量、Rb/Sr比值、Li/Ba比值出现峰值,而Sr含量、Ba含量出现低谷,表明此时期冬季风减弱,夏季风增强,降水量增大,温度上升,风化作用显著增强。澧阳平原YC剖面很好的记录了56.00~6.96 ka BP的气候环境演变过程,大致经历了冷干期(56.00~31.80 ka BP)、相对暖湿期(31.80~23.80 ka BP)、冷湿期(23.80~10.60 ka BP)、暖湿期(10.60~6.96 ka BP)4个气候变化阶段。     

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。     

泾河下游全新世古洪水滞流沉积物研究

通过对泾河流域广泛的野外考察,在泾河下游高陵县段发现了典型的全新世古洪水滞流沉积剖面,系统地进行采集样品和粒度成分、磁化率、烧失量、吸湿水含量等多指标分析。从沉积学角度将古洪水滞流沉积物与全新世风成黄土和土壤进行对比,证明了该剖面所夹古洪水滞流沉积物的性质为细砂质粉砂,属于河流洪水悬移质泥砂沉积物。根据地层结构及与流域内其它剖面的对比,结合OSL测年数据,确定泾河在全新世中期4200~4000 a B.P.发生了第1期古洪水事件,在全新世晚期3200~2800 a B.P.发生了第2期洪水事件。这些古洪水事件都发生在全球性气候突变转折时期,表明在这些时期气候极端恶化,变率增大,洪水和干旱事件皆有发生。该研究对于泾河防洪减灾、水资源开发利用,对于揭示水文系统对于全球变化的响应规律,具有重要的科学意义。     

吉林西部全新世晚期土壤碳酸盐中碳稳定同位素记录的古气候信息

土壤碳酸盐中碳稳定同位素是记录古气候变化信息的重要载体。本文对吉林省西部大安市姜家甸草场土壤剖面中的δ13C值特征进行了详细分析,并在此基础上推得C3、C4植物生物量;结合野外观察到的剖面特征,作者认为全新世晚期以来,该地区气候曾经历过从干-热～湿-暖～干-热的演变过程。现今吉林西部的干旱化环境正是全新世晚期以来气候持续演化的结果。     

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)。     

末次间冰期-冰期旋回黄土环境敏感粒度组分的提取及意义

采用粒级-标准偏差方法对黄土高原西部、河西走廊及河南西部等6个剖面末次间冰期-冰期旋回的黄土-古土壤粒度进行了系统分析，提取了对环境变化敏感的粒度组分。各剖面的环境敏感粒度组分主要分为粗细两个组分，并显示出一定的区域性差异和不同的沉积学意义。敏感组分主要受物源和沉积后成壤作用的影响：冰沟和罗家湾剖面可能受源区的影响更大而使敏感组分偏粗，暖和湾和扣马剖面可能由于后期风化的影响较大而使敏感组分偏细。对扣马剖面末次冰期旋回堆积的L1和S1的粒级一标准偏差分析表明，L1的敏感组分与全剖面相似；而S1的敏感组分与全剖面存在较大差异，可能与成壤作用有关。     

渭河下游全新世古洪水滞流沉积物研究

通过广泛的野外考察,在渭河下游发现了全新世古洪水滞流沉积物,对其进行了深入观察、地层划分和系统采样。在实验室内进行磁化率、烧失量、碳酸钙和粒度成分等多指标的分析测试。结果表明,这些古洪水沉积物以细粉沙为主,性质为粉沙质亚黏土,致密坚硬,具有水平或波状层理,与覆盖在河流阶地面的风成黄土和古土壤有着显著的区别。通过OSL测年断代,发现它们与渭河上游固川镇剖面的古洪水SWD为同一期特大洪水的沉积物。这表明渭河流域在3200—3000aBP发生了一组3次特大洪水事件。这个时期正是全新世大暖期结束之际,也就是中国历史上商代末期。渭河流域特大洪水事件的发生与全球性气候恶化转折密切相关。     

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。     

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     

长江宜都段全新世古洪水滞流沉积物研究

对长江中游地区进行详细的野外调查,在长江宜都段剖面发现3层古洪水滞流沉积物(SWD).综合全新世地层关系对比、文化遗物和光释光(OSL)技术测年结果,确定这三期古洪水事件分别发生在950～850 a B.P.,750～650 a B.P.,550～350 a B.P..结合野外宏观特征和粒度成分以及地球化学元素的测定分析,结果表明:现代土壤、近代黄土和古土壤的沉积物性质是粘土质粉沙,而古洪水SWD是沙质粉沙.古洪水SWD的峰值集中,分选性好,中值粒径和平均粒径偏粗且沙级颗粒含量偏大.古洪水SWD的Fe2O3、MnO、Rb/Sr和残积指数明显偏低,这与其粘粒含量少有关;而Na2O、CaO、Sr含量和残积指数偏高,这与其很少受到风化成壤影响,且沙粒含量高有关.     

尉迟寺遗址文化层铅的地球化学特征及原始冶金文明矿料示踪

古遗址土壤形成物是研究古代人类活动的重要载体。通过对安徽蒙城尉迟寺遗址YC1剖面中Pb、Al等金属元素的分析,研究了Pb在5050cal a BP～4000cal a BP间剖面中的富集特征。结果表明,尉迟寺遗址文化层剖面中的铅富集系数变化范围为1·0～1·8左右,富集程度不是很高。但是随着时间的推移,从大汶口文化到龙山文化,Pb的富集系数有明显逐步上升的趋势,表明遗址剖面中的Pb很可能与原始社会中期发展起来的冶金活动有关。5050～4000cal a BP间,中国先后经历了石器时代、铜石并用时代,到最后进入青铜时代,这个过程中铜资源利用越来越多导致产生的大气粉尘铅越来越多,很可能是YC1剖面中Pb富集系数逐步增长的主要原因。此外,铅同位素结果表明,土壤206Pb/204Pb比值分布在18·3～19·8之间,平均为18·82;207Pb/204Pb比值分布在15·3～16·5之间,平均为15·76;208Pb/204Pb比值分布在38·0～41·0之间,平均为39·04。铅同位素示踪表明,土壤中的铅的来源自5050calaBP至4000calaBP有越来越广的趋势,并且很可能与出自中国南方地区的矿料有关,包括云南、四川、湖北、湖南或广东地区的矿料。     

宁夏典型土壤持水性能及收缩特征

为了探明宁夏不同生态区域土壤在脱水过程中的收缩特性,选择六盘山（LP）、贺兰县（HL）、同心县（TX）和盐池县（YC）四地的土壤对其脱水过程中的土壤水分特征曲线进行测定,并对其比容积、容重等参数进行了研究。结果表明:V-G模型对4种土壤水分特征曲线的拟合均具有较高的精度,土壤有效收缩度相对大小依次为HL > TX > YC > LP,收缩最大的为黏土,在吸力值在400 cm时HL有效收缩度为0.23。脱水过程中比容积曲线表现为LP曲线比较平缓,其余三种土壤跳跃性比较大。脱水后容重相对大小为LP > TX > YC > HL,这与土壤各颗粒级配组成密切相关。     

转 AtPAP15基因大豆种植对根际土壤养分及酶活性的影响

以转入AtPAP15基因的两个磷养分高效转基因大豆株系AP15-1、AP15-3及其各自受体YC03-3、YC04-5为材料,在大田连续种植两季,通过在苗期、盛花期和成熟期采集根际土,对其进行pH和全磷、速效磷、有机磷、全氮、碱解氮、全钾、速效钾、及钼等八种微量元素含量的测定,并分析了盛花期AP15-1与其受体YC03-3根际土中酸性磷酸酶、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶的活性变化,从而了解上述磷高效转基因大豆的种植是否会对根际土中主要养分和酶活性产生影响.研究结果显示:秋春两季根际土中除全钾和微量元素含量外,其他养分含量在个别时期,转基因大豆AP15-1或AP15-3与其受体之间,均存在显著性的差异,但这些显著性差异大部分出现在苗期,成熟期仅有机磷含量在AP15-1与其受体YC03-3、速效钾含量在AP15-3与其受体YC04-5之间呈显著差异,并且这些差异在两季中均未重复出现.根际土中四种土壤酶活性测定结果显示:同季转基因大豆与其受体之间差异不显著.总体结果表明,上述转AtPAP15基因磷高效大豆种植对根际土中磷、氮、钾等养分和四种土壤酶活性均未产生显著的影响.     

基于Hydrus-1D的黄河泥沙充填复垦土壤夹层结构优化

中国东部矿区煤粮复合区面积大,因采煤沉陷积水,导致大面积的耕地破坏,采煤沉陷地复垦成为中国亟待解决的问题,黄河泥沙夹层式充填复垦技术对实现采煤沉陷地复垦具有积极意义.为优化黄河泥沙充填复垦夹层式土壤剖面设计,该研究采用Hydrus-1D模拟分析了在充填复垦土壤总厚度一定的情况下,不同夹层厚度、位置和数量对重构土壤入渗和...     

生物炭还田对植烟土壤活性有机碳及酶活性的影响

为探索不同来源的生物炭及其还田方式对连作植烟土壤的改良效果,以四川盐源红壤为研究对象,通过田间试验研究了不同生物炭类型(玉米秸秆生物炭YM、油菜秸秆生物炭YC)配合不同还田方式(条施、穴施、条施+穴施)下,土壤有机碳组分和土壤酶活性在烤烟不同生育期的变化特征。结果表明,生物炭类型和还田方式显著改变了土壤总有机碳(TOC)含量,与CK(不添加生物炭)相比,生物炭处理的土壤TOC含量增加了6.9%~39.7%,其中油菜生物炭穴施还田的效果最佳。生物炭提高了土壤活性有机碳库和颗粒态有机碳含量,其中油菜生物炭处理的活性有机碳平均含量显著高于玉米生物炭,颗粒态有机碳含量则相反;与CK相比,玉米生物炭和油菜生物炭穴施还田提高了土壤可溶性有机碳含量,分别显著增加了25.3%~36.4%和33.3%~51.3%;油菜生物炭穴施还田的烤烟旺长期土壤微生物量碳、易氧化有机碳和颗粒态有机碳含量最高,较CK分别增加了34.6%、28.9%和38.3%。土壤蔗糖酶、蛋白酶活性总体受生物炭类型和还田方式的显著影响,与CK相比,油菜生物炭穴施还田的土壤蔗糖酶活性显著提高了24.1%~30.6%;玉米生物炭对烤烟现蕾期和成熟期土壤脲酶、蛋白酶活性提升效果总体优于油菜生物炭。综上,生物炭还田总体增加了植烟土壤有机碳库含量和酶活性,其中油菜生物炭穴施还田方式对土壤活性有机碳库、蔗糖酶活性的提升效果较佳。本研究结果为植烟土壤保育技术和生物炭在烟草生产的应用提供了科学依据和指导实践。     

Effects of K-deficiency stress on the root morphology and nutrient efficiency of sugarcane

Potassium (K) deficiency in soil restricts the production of sugarcane in major planting areas. To investigate the responses of sugarcane varieties to K-deficiency stress, the growth, root parameters, and nutrient-use efficiency of sugarcane varieties were compared using sand cultures. K deficiency inhibited the growth of sugarcane. Two hybrid sugarcane varieties, namely YC10–29 and YC10–65, exhibited greater tolerance to K-deficiency stress. The weight, length, surface area, and volume of root showed 30.49%, 15.91%, 20.02%, and 24.26% reductions, respectively, in ROC22 under K-deficiency stress, but increased in the other five varieties. YC10–65 accumulated 2.03 times more nitrogen (N) in the roots than did the plants under normal conditions. Significant increases for N and phosphorous (P) utilization efficiencies were detected in YC10–65 under K-deficiency stress. Correlations between nutrient efficiency and root morphology revealed that modifications to root morphology in response to K deficiency may help improve the nutrient efficiency and the K-deficiency tolerance of sugarcane.     

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。     

Properties and development of soils on reclaimed alluvial sediments of the Humber estuary,eastern England

Sunk Island, an area of reclaimed estuarine alluvial sediments in the lower Humber estuary, provides a series of recent surfaces ranging from around 100 to 260 years old, upon which soil properties associated with soil ripening can be examined free from the disturbance of subsequent flooding and sedimentation. Within the first 100 years of pedogenesis, overall bulk density of the sediment has increased, and profile differentiation has resulted from structural development, organic matter accumulation and tillage. The original sedimentary structures of the soil have gradually become obscured and overprinted by ped and pore patterns related to wetting and drying, burrowing and root development. Aeration has accelerated organic matter decay and accentuated the difference between topsoil and subsoil contents. Variations in aeration and moisture content have resulted in mottling, which has become less prevalent as the soils develop. Properties such as available water content, organic C and cation exchange capacity (CEC) depend upon the grain size characteristics, in particular clay content. Exchangeable bases have been progressively removed, reaching a state of quasi-equilibrium within 150 years of reclamation. Crystallisation of goethite has extended progressively deeper into the profile through time, accompanied by a decrease in amorphous iron compounds.     

The calculation of base cation release from the chemical weathering of Scottish soils using the profile model

To investigate the weathering rates of different soil parent materials which occur in Scotland, a study has been undertaken in which detailed soil mineralogy has been used to calculate base cation release. To calculate base cation release, this data, and supplementary soil chemistry and physical attribute data, have provided the input to the PROFILE model. The model is a multi-layer, steady state, deterministic model in which the soil is represented by a series of mixed tank reactors, each of which has the mineralogical, physical and chemical attributes measured for individual soil horizons. The major parent materials from which Scottish soils have developed are glacial till, derived from acid to basic igneous rocks, schist and other metamorphic types, Lower Palaeozoic greywackes and shales, Old Red Sandstone sediments, Carboniferous sediments and Permo-Trias sediments. For each of the parent materials, three soil profiles were analysed and used with the PROFILE model. The base cation release rates, calculated for these parent materials in the top 50cm of the soil profile, varies between 0.2 and 3.2 keq/ha/yr, although, for a given parent material, the range was usually quite small. In general, these results compare very favourably with those suggested for the calculation of critical loads using an empirical approach proposed at Skokloster. In comparison with current rates of deposition, this suggests many of these soils are being acidified and that for many soil-plant combinations, the critical load may be exceeded.