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。     

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。     

土壤发育指数及其在黄土──古土壤序列中的应用

以洛川坡头和兰州九州台黄土剖面为例，系统地观测和描述了各层黄土与古土壤的形态（包括微形态）特征，选取了１０个土壤形态属性以评价古土壤发育状况：红化作用（颜色彩度和色调）、总质地（质地类型、粘结性和可塑性）、黑化作用（颜色亮度）、微结构（类型、结构性发育程度、孔隙类型和总孔度）、细物质（丰度）、原生碳酸盐（丰度）、黑云母（丰度及蚀变程度）、铁氧化物（丰度）、次生碳酸盐（类型及丰度）和淀积粘粒（干涉色、淀积粘粒特征、胶膜丰度、胶膜厚度）。在此基础上，建立了土壤发育指数，并初步讨论了该指数在环境变化研究方面的应用。     

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...     

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.     

淳化黄土—古土壤序列黏土矿物分布特征及古环境意义

黄土-古土壤序列是记录第四纪气候环境变化的良好信息载体之一。以黄土高原南缘陕西省淳化黄土-古土壤序列为研究对象,通过X射线衍射法对黄土-古土壤剖面黏土矿物进行定性与半定量分析,调查不同土层黏土矿物相对含量及伊利石/绿泥石比值(I/C值)的变化规律,并结合伊利石结晶度的变化特征,探讨不同土层黏土矿物特征所对应的气候变化规律,揭示黄土高原南部地区在更新世时期的气候环境演变规律。结果表明:(1)淳化剖面黏土矿物的相对含量、I/C值以及伊利石结晶度IC值在反演古气候方面具有较好的指示性。(2)淳化剖面不同土层的黏土矿物类型基本相同,但其相对含量存在差异。在WL-3~S5阶段,即早更新世至中更新世中期,黏土矿物的组合类型为伊利石-蒙脱石-绿泥石-高岭石-蛭石,其中早更新世至中更新世早期(WL-3~L11阶段),伊利石相对含量相对偏低,气候以温凉为主,而中更新世中期(S10~S5阶段),伊利石相对含量上升,但蒙脱石、绿泥石含量均降低,气候相对温湿;在中更新世晚期(L5~S1阶段),黏土矿物的组合类型改变为伊利石-绿泥石-蛭石-高岭石-蒙脱石,以伊利石和绿泥石为主,气候较为干冷。黏土矿物类型及含量表明淳化地区从早更新世早期到中更新世晚期气候环境总体干冷化,并经历了温凉-温湿-干冷的变化过程。(3)I/C值以及伊利石结晶度IC值从剖面底部到顶部均经历了由小到大再到小的过程,它们与黏土矿物的含量所反映的气候变化规律一致。本研究有助于探索黄土高原南部地区在更新世时期的气候环境变化,为全面了解更新世黄土高原不同地区第四纪气候环境演变提供依据。     

土壤磁性矿物的多元成因——成土作用成因与人为污染成因磁性的区分

对黄土高原古土壤和上海市城市土壤磁性特征进行比较,研究和区分土壤磁性的多元成因。结果表明,黄土高原古土壤磁化率(χlf)平均值为108×10-8m3kg-1;频率磁化率(χfd%)平均值为11·4%,且χlf与χfd%呈极显著正相关性,表明风化成土作用形成超细顺磁颗粒(SP)是其磁性增强的主要原因。χlf与游离态铁(Fed)、铁游离度(Fed/Fet)和黏粒含量相关性达极显著水平,也说明古土壤磁性增强与风化成土作用有关。上海城市土壤χlf异常增强,变化范围为127～1959×10-8m3kg-1,χfd%2·0%,表明其不含SP,磁性增强并非由于风化成土作用,应与人为污染有关。非滞后剩磁(χarm)、非滞后剩磁/饱和等温剩磁(χarm/SIRM)、非滞后剩磁/磁化率(χarm/χlf)和饱和等温剩磁/磁化率(SIRM/χlf)等参数及组合的研究表明,城市土壤磁性矿物占主导的是多畴(MD)和稳定单畴(SSD)颗粒;而古土壤磁性矿物中占主导的是SP颗粒。软等温剩磁(SOFT)、硬等温剩磁(HIRM)、软磁百分含量(SOFT%)、硬磁百分含量(HARD%)、IRM300mT/SIRM(F300mT)等磁性参数的研究表明,城市土壤矫顽力低,软磁组分高,以铁磁性矿物为主导;黄土高原古土壤也以铁磁性矿物为主导,但HARD%通常高于城市土壤。用磁学参数及组合,能较有效分辨土壤磁性的风化成土作用成因或人为污染成因。     

黄土与古土壤中重金属的存在形态及风化成土作用对其影响

本文采用了七步连续萃取方法，研究了洛川黄土剖面黄土与古土壤中Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｃｏ和Ｎｉ五种重金属的存在形态。结果表明：黄土与古土壤中上述元素主要存在于残余态和晶形，无定形氧化铁的结合态中，而且线性回归分析表明Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ与晶形氧化铁之间存在关；ｃＵ，ｃＯ，Ｎｉ与无定形氧化铁之间存在相关；黄土风化为古土壤后，碳酸盐结合态的重金属含量增加是古土壤相对于黄土重金属增加的主要原因。     

黄土与古土壤性质对坡面土生扭口藓分布的影响

在杨凌营盘的黄土-古土壤坡面上,出露黄土的层位生长有较好的土生扭口藓,而出露古土壤的层位少有土生扭口藓分布,采样分析黄土与古土壤的物理性质和营养元素的含量,并进行室内培养实验。结果表明：古土壤的细颗粒（≤0.02 mm）含量高于黄土的;古土壤的速效K、速效Mn、速效Fe和有机质的含量高于黄土的;古土壤的CaCO3含量和速效P含量低于黄土的。在2个月的培养实验中,并未发现4个样品的生长状况出现显著差异。因此,黄土与古土壤营养元素的差异不是导致土生扭口藓空间分异的直接原因。由于古土壤粘粒含量较高,其表层更容易形成结皮,而且古土壤团聚体之间的粘合力较弱,在坡度约65°的坡面上,结皮在重力作用下脱落,而少有土生扭口藓分布。CaCO3含量与土生扭口藓分布的关联性还有待进一步研究。     

土壤水分对黄土丘陵区演替序列种种间竞争的影响

种间竞争是不同物种为争夺资源发生的相互关系,对群落植被演替、恢复有重要意义。同时水分是黄土丘陵区植物生长的限制因素,该区多物种种间水资源竞争研究较少,为此选取该区6种演替序列种,采用种对试验法研究其对土壤水分变化的竞争响应。结果表明:(1)除狗尾草外,其他5种植物的生长指标和土壤水分变化趋势基本一致,地下部分变化程度大于地上部分。不同植物最适水分条件不同。(2)单位竞争能力与总竞争能力相似地反映植物种间竞争状况。狗尾草和白羊草在中高水竞争力均高于同组的猪毛蒿、达乌里胡枝子,低水反之。铁杆蒿随着水分减少,竞争力低于茭蒿。受水分胁迫时,达乌里胡枝子、白羊草的竞争力茭蒿、铁杆蒿猪毛蒿、狗尾草,即演替后期种竞争能力演替中期演替初期,符合演替生态位理论。竞争的不对称随着环境生产力的增加而降低。随着演替中土壤水分的减少,物种耐水分胁迫的能力逐渐增强,从而促使演替的继续。     

IODINE IN SOIL PROFILES IN RELATION TO IRON AND ALUMINIUM OXIDES AND ORGANIC MATTER

The iodine content in successive 10 cm horizons of eighteen soil profiles from England and Wales was determined and correlated with contents of‘free’ aluminium and iron oxides (oxalate-soluble) and organic matter. The pattern of change in iodine content with depth varied considerably with soil type. In the rendzina soils, the content was relatively high in the surface 10 cm but declined markedly with depth. In the podsols, iodine was low at the surface but increased in the B horizon: in one of these soils an iron pan of about 1 cm thickness had an iodine content as high as 37.6 mg/kg. In two soils derived from Ordovician, and one from igneous, rock material, the iodine content was relatively high (up to 25 mg/kg) with maximum values at intermediate depths. In contrast, soils derived from river alluvium and from lowland clays generally had low iodine contents (< 6 mg/kg) which showed little variation with depth in the profile. In a peat soil the iodine content was relatively high in the horizons above 60 cm but was low (1. 3 mg/kg) in the underlying clay. In all 154 samples from the eighteen sites, iodine content was closely correlated with oxalate-soluble aluminium (r= 0.834***) but not with oxalate-soluble iron (r= 0. 35) or organic matter (r= 0.37). However, in the five most acidic soils, with pH below 4. 8, the iodine content was more closely correlated with iron than with aluminium.     

THE INFLUENCE OF IONIC ENVIRONMENT ON THE NATURE OF IRON OXIDES IN SOILS

The colour in a sequence of soils formed on basalt in the Burnie area of Tasmania changes from red to red-brown near sea level to a yellow-brown in the more elevated areas. This colour change reflects the variations in the goethite/haematite ratio which in turn has been positively correlated to the proportions of Ca plus Mg on the exchange complex. The results support the laboratory observations of Schellmann that the adsorption of Ca and Mg ions by freshly precipitated iron oxide gel directs the ageing towards haematite.     

无机盐和有机质对毛管水上升高度的影响

在干旱、半干旱地区,地下水位和矿化程度过高,是土壤盐渍化的根本原因.地下水的盐分组成与含量,以及分散在水中的一定量的有机物质,对毛管水的上升无疑会产生影响.但是影响的程度如何?作用机制是什么?都是值得研究的问题.     

土壤中氧化铁的转化及其对土壤结构的影响

氧化铁虽是土壤粘粒中的次要矿质成分,但它具有较高的活性,对土壤性质有重要的影响。作为胶结物质之一,氧化铁的形态及其含量,对土壤团聚体的形成,亦起重要作用^[4,8]。某些水稻土中细孔隙增多,土块趋向紧实等问题^[1,2],似乎与土壤中氧化铁存在形态有关。     

我国土壤有机质和有机肥料研究现状

本文简要的回顾了四十年来我国在土壤有机质的组成、性质、转化，有机肥对植物生长的直接作用和间接作用等方面的一些研究工作，讨论了有机质的组成、性质与成土因子的关系，指出了我国应坚持有机肥与无机肥配合的这一施肥制度。     

粘粒矿物和有机质对土壤胶体比表面的影响

分别从黑土、黄绵土、黄棕壤、红壤和砖红壤提取<2nm的胶体,测定去有机质前后土壤胶体比表面;并用猪粪中提取的胡敏酸与上述5种土壤胶体相作用,由泥炭中提取的胡敏酸与蒙脱石、伊利石、高岭石相作用,测定其复合胶体的比表面;研究了粘粒矿物类型和胡敏酸对土壤胶体比表面的影响。结果表明,土壤胶体比表面大小与其所含主要粘粒矿物类型密切相关。5种土壤胶体比表面大小为:黑土>黄棕壤>黄绵土>红壤>砖红壤。砖红壤胶体去游离氧化铁后,胶体比表面明显降低;但黄棕壤胶体去游离氧化铁后比表面反而增加。有机质对土壤胶体比表面的影响因土壤类型不同而异,去除有机质后,黑土、黄绵土和黄棕壤胶体的比表面增加;而红壤、砖红壤胶体的比表面无明显变化。黑土和黄棕壤胶体与猪粪胡敏酸复合后,比表面降低;而砖红壤胶体与猪粪胡敏酸复合后反而增加。泥炭胡敏酸与蒙脱石、伊利石胶体复合后比表面降低;而高岭石却增加。     

THE EFFECTS OF GRINDING ON MICROBIAL AND NON-MICROBIAL ORGANIC MATTER IN SOIL

Grinding more than doubled the respiration rate of two silt loam soils, one arable and one grassland. The increases were smaller when the grinding treatment was given to portions of soils that had previously been fumigated with CHCI₃and incubated, a treatment that greatly decreased microbial biomass. The results indicate that the flush of decomposition caused by grinding was in part derived from killed organisms and in part from enhanced decomposition of non-biomass sections of the soil organic matter. Grinding killed about a quarter of the biomass in both soils. Carbon from killed organisms accounted for a quarter of the extra CO₂–C evolved after grinding in the arable soil and almost half in the grassland soil. The extra non-biomass organic matter decomposing after grinding amounted to about 0.5% of the soil organic carbon in both soils. This non-biomass material rendered decomposable by grinding had a higher C/N ratio than the organic matter decomposing in unground soil.     

MÖSSBAUER EFFECT AND MAGNETIC STUDIES OF SECONDARY IRON OXIDES IN SOILS

Simple, rapid and non-destructive measurements of magnetic properties (magnetic susceptibility, saturation isothermal remanent magnetization and coercivity of isothermal remanence) coupled with more time consuming and sophisticated analyses such as thermomagnetic and Mössbauer effect studies, provide a basis for identifying forms of iron oxide present in the soil. At two of the sites studied, Caldy Hill, Merseyside, and Llyn Bychan, N. Wales, the secondary ferrimagnetic oxide formed in surface soil as a result of recent forest fires is shown to be non-stoichiometric magnetite approximating to the formula Fe₂. ₉0₄. No evidence for the presence of maghemite was found in any of the soil samples from these sites or in soils from the Annecy region of S.E. France.     

土壤中氧化铁的活化过程的探讨

氧化铁在中性和酸性水稻土以及红壤的结构体的形成中,具有重要的作用.因为土壤中氧化铁不仅是土壤结构体的胶结物质之一,而更重要的是它具有较高的活性,易随环境条件的变化而转变.这一转变可以概而言之为活化和老化两种过程.氧化铁的老化是重要的.因长期渍水而分散、又重新排列的土壤颗粒,只有在氧化铁老化后才能形成较为稳定的结构体.