黄土形成与演变模式

黄土具有土壤的结构、有机质和淀积产物,黄土主要是风尘堆积后经草原区、森林草原区和荒漠草原区的成壤过程形成的。黄土所经受的成壤作用主要是生物作用、弱淋溶作用、CaCO3的迁移和富集作用以及部分地区的粘化作用。黄土是在相对冷干气候条件下发育的成熟的灰黄色古土壤,不同地区黄土所属土壤类型主要为灰钙土、栗钙土、棕钙土、棕漠土和黑垆土。黄土形成模式主要是风尘堆积后经不同的成壤作用转变为灰黄色土壤的模式,黄土的演变主要是黄土在后期风化过程、后期成壤过程和成岩过程中发生的变化。     

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。     

黄土剖面水文地质特性的初步研究

对黄土剖面中不同层次的土壤结构特征进行了分析,表明黄土土体的多层次有序网状水文通道体系是黄土地下水补给主要通道;在黄土性古土壤层与红褐色古土衷肠支互相间成的巨厚黄土剖面内,黄土层和古土壤层的结构、颗粒组成、孔隙组合等特征具有较大的变化,形成水文地质特性差异较大的互层,古土壤中部的粘化层及钙质结核层和黄土层中相对较细密的层次,构成区域的相对隔水层,有效的阻止了地表水的渗成为地下水,而这些隔水层的形成     

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。     

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。     

关中盆地全新世黄土-土壤剖面微量元素的地球化学特征及其古气候意义

通过对老官台全新世黄土剖面12种微量元素的测定分析,结合本剖面已测定的粒度、磁化率、光释光(OSL)年龄,研究和揭示了它们在表生环境下的地球化学特征和古气候意义。微量元素在风化成壤过程中,其活动性由强至弱顺序为BaSrCdPbLiZnCuCrMnCoRbNi。其中Rb、Li、Cr、Co、Zn、Cu、Mn、Ni八种元素在土壤形成过程中相对富集,含量较高;Sr、Ba、Cd三种元素在土壤中相对淋失,含量较低;但Zn、Cu、Mn、Ni、Pb五种元素对黄土层和土壤层的区别不是很明显。因此,Rb、Li、Cr、Co的高含量反映了较温湿的成壤环境,低含量反映了较冷干的粉尘加积环境;而Sr、Ba、Cd低含量反映了较温湿的成壤环境,高含量反映了较冷干的粉尘加积环境。Pb、Zn、Cu、Mn、Ni、Cd元素含量在表土层中的富集主要与现代耕作活动或工业污染有关,反映了人类活动强度的不断增强。LGT剖面主要微量元素的变化清楚地记录了关中盆地自末次冰消期以来气候环境经历的显著波动变化。     

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。     

第四纪黄土剖面多元古土壤形成发育信息的揭示

以时间尺度 2 0万年以来的洛川黄土剖面为研究对象。采用间隔 30～ 5 0cm的密集采样 ,通过土样的物理、化学、矿物组成和孢粉分析及土壤微形态镜鉴的综合研究 ,对第四纪生物气候环境演变提出了新的见解。对原以代表干冷环境沉积为主的黄土地层 (L) ,揭示了内伏半干旱环境的演化及相应的土壤发育过程 ;对原以代表暖湿环境的红褐色古土壤层 ,揭示了内伏干旱、半干旱环境的演化及干旱与湿润型孢粉共存的矛盾实质。研究证示 :深厚的黄土剖面是在第四纪生物—气候环境演变过程中 ,通过黄土沉积、成壤强弱交替演化 ,形成发育的由不同土壤类型组成的特殊的多元古土壤剖面体系。     

黄土高原草地土壤化学元素的特征与生态环境

研究了黄土高原草地土壤化学元素的含量，剖面分布下与生态环境的关系，初步认为：（１）黄土草地土壤化学元素含量基本是黑垆土，褐土＞黄绵土；（２）剖面分布特征以黑土最为典型，除Ｂａ，Ｓｒ元素外，基本为指数回归。它不仅反映了黄土高原草原植被下黑垆土成壤过程中腐殖质迭加增厚，而且敢反映了化学元素迁移富集再分配。化学元素的含量与有机质含量息息相关。黄绵土化学含量与剖面分布基本上是本区侵蚀土壤的特点；（３）按化     

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。     

黄土高原地区黄土裂隙发育特征及其规律研究

黄土中存在大量不同规模、不同成因、不同性质和不同时期的裂隙，不同裂隙之间的互相穿插、切割形成立体的网络裂隙系统。这些裂隙是分割黄土的结构面，是侵蚀土壤、洞穴的优势面，是孕育地质灾害的控制和分离面，是地下水的运移通道和储存场所，对其进行研究具有重要的科学和工程实践意义。本文对黄土裂隙进行了综合分类，系统总结了黄土高原地区自然营力作用下不同黄土裂隙的基本特征和发育规律，认为通常意义的黄土垂直节理主要是由黄土中的一部分不同成因的原生和次后期的垂向裂隙在黄土堆积过程中逐渐“生长”而成的。     

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。     

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)。     

试论中国黄土高原土壤与环境

本文仅就黄土高原的土壤和古土壤与环境变迁的轨迹,也就是从黄土沉积和黄土层性质的特殊性入手来剖析一下土壤性征所能反映的生物气候信息,提供一鳞半爪的事实,以期对当前某些学术观点的对立,有所缓和.主要内容:(1)特殊的沉降方式形成特殊的成土母质;(2)特殊的成土母质进行着特殊的成壤过程;(3)特殊的成壤过程形成特殊的土被结构;(4)特别强调土壤形成过程中的生物反馈作用以及提出对有机物的积累和腐解、矿化等方面的新见解,并用事实验证了黄土高原土壤中粘粒胶膜的出现既不是粘粒淋淀又不是土体原位风化而纯系植物尤其草木植物根系的原地腐解、矿化为简单的矿质后再在有利的条件下,经过一定的时段形成新的粘土矿物.     

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.     

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。     

华北平原土壤剖面质地构型对小麦产量的影响研究

华北平原是一个河流冲积而成的平原,土壤剖面层次质地分异明显,土壤剖面在垂直方向上的质地层次不同排列影响作物产量,目前在这方面的研究甚少。本文基于河南省封丘县152个土壤剖面层次的颗粒组成和121个田块的连续两年小麦测产结果,应用模糊c-均值算法模型和地统计学模型,研究了土壤剖面质地构型与小麦产量间的定量关系。结果表明:研究区主要分布了8种土壤剖面质地构型,它们对应的小麦生产力水平差异较大。8种类型中,砂–砂–砂型小麦生产力水平最低,对应的分布区是小麦的主要低产区,土壤剖面全砂性质地是导致小麦低产的一个关键因素,原因是砂性土壤不利于保水保肥,而且砂性土壤本身所含土壤养分很低。壤–黏–壤、壤–黏–黏构型是肥力条件较好的土壤,传统上称这种土壤为"蒙金地",小麦单产较高且稳定,是建设高产田的基础。砂–壤–壤、壤–壤–壤、壤–壤–黏构型是肥力条件最好的土壤,其小麦生产力水平最高。将小麦单产进行分级后研究发现,土壤剖面质地构型对7 050 kg/hm2的中低小麦产量会产生影响,但对7 050 kg/hm2的小麦高产影响不大。     

长江下游地区下蜀黄土成土发生学研究

通过对长江下游地区一个典型剖面的系统研究,探讨了长江中下游地区下蜀黄土成土特点。研究结果表明,长江下游地区全新世最适宜期形成的古土壤层(黄棕壤)是在末次冰期下蜀黄土堆积成壤基础上的再发育,与下伏下蜀黄土之间基本具备发生学联系。     

山西地堑系地裂缝发育及其与水土流失的关系

研究了山西地堑系地裂缝的平面分布、剖面特征及其与断层、地下水变化和暴雨过程的关系，并讨论了地裂发育与水土流失的关系。山西地暂系的地裂缝有很强的方向性，与域构造线走向一致，许多地裂缝向下与活动断层相通，它们的形成与构造运动有密切的关系。一些地裂宾发育与暴雨过程密切相关，这些地裂缝主要发育在黄土地层中，它们的形成与黄土易于发生潜蚀有关。黄土潜蚀形成的地裂的地裂缝的发育过程是山西地暂系一种普遍存在、危害     

周原全新世土壤剖面木炭屑与野火活动的关系研究

研究陕西周原全新世黄土剖面磁化率曲线、总有机碳曲线、木炭屑曲线和野火活动及其与生态环境演变的关系结果表明,马兰黄土堆积时期气候干旱,在当时半荒漠草原上当地时常有自然野火发生;全新世大暖时期(85 0 0～310 0aB .P)气候湿润,生物成壤作用强度大,呈现森林或森林草原自然景观,野火活动极少发生;先周人迁居到周原地区(310 0aB .P)开始,人类用火及其放火烧荒开垦农田等活动,加之气候变得干旱,生物化学成壤作用减弱,致使生态环境发生重大变化,自然生态景观向半自然、半人工景观演替;15 0 0aB .P开始可耕种土地几乎开垦殆尽,生态景观完全被人工农田生态景观所代替;而近几百年来随着人口密度和聚落的增加,人类生活用火和垃圾随之加大,人类对土壤环境的干扰进一步增强