黄土丘陵林地土壤侵蚀与土壤性质变化

以黄土丘陵子午岭土壤侵蚀和生态环境观测站1989~1998年的观测资料为基础,研究分析了林地开垦10年内土壤侵蚀与生态环境变化的相互效应关系。分析指出:林地开垦人为改变侵蚀环境,引起的人为加速侵蚀速率为自然侵蚀速率的1000倍以上;以单位降雨侵蚀力引起的侵蚀量作为衡量指标,指出林地开垦地土壤侵蚀强度随侵蚀年限增长呈递增加剧趋势;通过分析土壤物理力学性质表明,林地开垦侵蚀10年土壤粘粒和物理性粘粒比林地分别减少2.74%和3.01%,土壤向粗骨化趋势发展,>0.25 mm水稳性团粒含量减少58.7%,土壤容重增大,抗剪强度下降,抵抗径流冲刷能力减弱,造成土壤侵蚀更易发生;应用相关分析表明,>0.25 mm水稳性团粒含量的改变对土壤侵蚀强度影响最大,其偏相关系数为0.9728,其次是土壤的粗粉粒和抗剪强度,偏相关系数分别为0.8879和0.6020;分析>0.25 mm水稳性团粒含量和抗剪强度与土壤侵蚀强度关系表明,林地开垦后侵蚀1年和侵蚀7年为土壤侵蚀加剧的转折年限,说明退化的侵蚀土壤和退化的生态环境加剧了土壤侵蚀的发生和发展。     

若尔盖盆地黄河第一湾河岸沉积地层序列及其成因研究

经过在若尔盖盆地进行全面野外考察,在黄河第一弯岸边发现了沉积序列清晰的、具有代表性的完整沉积地层剖面。通过沉积学和地层学特征和沉积相的观测分析,结合实验室粒度分析、数据处理和测年断代,其结果表明：该剖面底部蓝灰色古湖相沉积层反映出盆地内部在OSL年龄35 ka之前为较深的湖泊。其上覆盖的风沙与泥炭互层,反映出在该区域湖水消失之后,在30 ka之前古湖底出现泥炭沼泽,同时风沙作用盛行。而浊黄橙色古洪水沉积层（OFD1）则反映出在30~27 ka之间,曾经有来自于黄河源区流域的规模巨大的洪水进入若尔盖盆地,在古湖底泛滥并且将其携带的分选良好的细沙与粉沙质泥沙堆积下来。该剖面中部厚度达5~7 m的河漫滩-风沙层,沿着河岸追索,则可见其表现为高低起伏的古沙丘。这表明在末次冰期盛期和冰消期,气候干旱寒冷,黄河已经下切形成其河槽,其河漫滩沉积物被强劲的风力吹扬,形成连绵起伏的沙丘。该层之上所覆盖的浊黄橙色古洪水沉积层（OFD2）,则反映出在全新世初期9.86~8.28 ka之间,来自于黄河源区流域的大洪水再次进入盆地,在黄河第一湾两岸的古湖底沉积了分选良好的细沙质与粉沙质的泥沙。到了全新世中期后,若尔盖盆地风沙作用依然盛行,黄河河槽深切,第一湾两岸接受沙尘暴沉积。在全新世中期的相对温暖湿润气候条件之下,沙尘暴沉积物被改造为亚高山草甸黑土类土壤,成熟度极高。到了全新世晚期以来,风沙作用与沙尘暴沉积过程持续,沙尘暴沉积物也被改造为亚高山草甸黑土层。本文研究对于深入理解黄河源区末次冰期以来环境变化与地表过程演变,以及晚更新世以来的气候水文变化规律具有重要的科学意义。     

黄上丘陵林地土壤侵蚀与土壤性质变化

The serious soil erosion caused the fragile eco-environment in the Loess Plateau. In modern soil erosion of the Loess Plateau, the man-made accelerated erosion was the dominant erosion pattern (Tang etal., 1993a; 1993b). There are many kinds of human activities to accelerate erosion, of which the most influential activities are to destroy forest and grass, even to destroy vegetation. Reclamation at the expense of destruction of forestland and grassland artificially could increase soil erosio…     

青海官亭盆地喇家遗址全新世地层序列与史前灾难研究

黄河上游官亭盆地喇家遗址的考古发掘,揭示出史前多重灾难毁灭齐家文化聚落和人群的骇人事件,成为史前环境变化与文明演变研究领域的热点之一,也引起了学术界和各类媒体的关注.但是,围绕喇家遗址史前灾难问题产生了激烈的学术争议.究其原因,关键是对于遗址区域地表过程、沉积物性质和来源、地层序列和层位关系认知不够.文章对喇家遗址所在的黄河第二级阶地和整个官亭盆地,进行地貌学、土壤学、沉积学和地层学观察分析的基础上,系统采样,进行沉积学测试分析和年代测定,建立了晚更新世晚期-全新世地层序列和年代框架.发现其基本层序与黄土高原中东部地区相同,从下向上仍然是晚更新世马兰黄土(L_(1-1))-全新世早期黄土质过渡层(Lt)-全新世中期黑垆土(S_0)-全新世晚期黄土(L_0)-现代土壤(MS).其中,在喇家遗址齐家文化聚落废墟东部,全新世中期黑垆土层(S_0)被两组红色黏土质泥流沉积层(RC_1/RC_2)穿插,分裂成为3个亚层,即古土壤层上段(S_(0上))、中段(S_(0中))和下段(S_(0下)).通过地层对比与OSL测年和~(14)C测年数据的综合分析,表明在中全新世晚期,即3850～3600a BP,受到青藏高原边缘地带强对流天气影响,官亭盆地北部晚第三系红层丘陵沟壑地区,频繁发生高强度暴雨山洪和泥流灾害.它们沿着沟道流经古洪积扇前沿和黄河第二级阶地进入黄河河道.其中有两期多次大规模的山洪泥流过程,溢出沟槽扩散到黄河第二级阶地表面喇家遗址区域.其间还有两场多次大地震及其相关地质灾害与之相伴生,形成群发性巨大灾难事件,共同摧毁了喇家遗址的齐家文化聚落,造成居室内人群的死亡.文章建立了喇家遗址区域晚更新世晚期-全新世沉积物与土壤地层序列,分析论证了史前灾难的成因,对于深入探索黄河上游官亭盆地史前环境变化与灾害,以及人类活动影响问题具有科学意义.     

汉江上游郧县段北宋时期古洪水事件研究

古洪水水文学研究是全球变化研究领域的前沿科学。通过对近年来古洪水成果的整理发现,汉江上游郧县段4个沉积剖面——晏家棚（YJP） 、尚家河（SJH） 、归仙河口（GXHK） 和弥陀寺（MTS） 均记录有北宋时期（960~1 127 CE） 的古洪水事件。通过对4个沉积剖面所在河段的研究,根据实测的河槽断面数据、水文参数以及设计推求的古洪水流量过程,采用HEC–RAS模型模拟了北宋古洪水的演进过程及古洪水水面线。此外,采用2010年“7·18”洪水进行了模型的可靠性验证。结果表明：与调查的古洪水水位相比,4个沉积剖面处的模拟水位误差介于- 0.31%~0.34 %之间,说明这4个沉积剖面极有可能记录一次古洪水事件;洪峰在研究河段内演进历时约1.15 h且削减不足1%,这符合研究河段的洪水传播特性。该研究对于认识汉江上游特大洪水的演进规律具有重要的科学意义,为流域的洪水设计、洪水预测及防洪减灾提供一定的基础数据与科学支撑。     

黄河流域关中盆地史前大洪水研究——以周原漆水河谷地为例

史前大洪水是中国古代史研究不能回避的重大问题.通过野外考察研究,在关中盆地西部漆水河中游沿河谷阶地上,发现典型的全新世大洪水滞流沉积层,它们覆盖着龙山文化聚落—浒西庄遗址文化层.利用地层分析、磁化率和粒度成分测定、文化遗物鉴定、OSL和14C技术断代,证明在距今4300～4000年前,关中盆地经历了一个洪水期,发生了多次大洪水事件.在大洪水发生期间,漆水河谷沿河第二级阶地面以浒西庄遗址为代表的龙山文化早期（庙底沟二期）聚落和田地被淹没,同时,在更高阶地和黄土台原边沿地带,以赵家崖遗址为代表的龙山文化晚期（客省庄二期）聚落得到迅速发展.结合在泾河和北洛河河谷发现的史前大洪水的沉积学证据,揭示出了龙山文化晚期关中盆地普遍发生大洪水的客观事实.同时,也发现在距今3100～3000年前,即先周在周原＂岐邑＂时期,关中盆地漆水河谷和渭河河谷也曾经发生多次大洪水.这些研究成果,对于揭示区域气候水文变化对于全球变化的响应规律,阐明大洪水事件对于我国远古文化突变和社会转折的影响,具有十分重要的科学意义.     

青藏高原东部黄河切开若尔盖湖盆的沉积证据与年代研究

对青藏高原东部若尔盖盆地内外实地考察,在玛曲瓶颈段黄河二级阶地前沿陡坎,发现了含有古深湖相和古河床河漫滩相地层序列的典型沉积剖面。通过沉积物粒度特征分析和光释光(optically stimulated luminescence,OSL)测年,研究结果表明：① 剖面下部淡蓝灰色古深湖相沉积层为深水厌氧环境下形成的湖相沉积物,而覆盖其上的杂色卵石层夹淡黄橙色透镜状沙层则是古河床河漫滩相沉积物,指示了强动力流水作用过程。这2组地层的不整合接触关系,是黄河切开若尔盖湖盆导致古湖水外泄的直接证据。② 剖面古深湖相沉积层顶部和古滨浅湖相沉积层底部的OSL测年结果表明,古黄河在37 ka BP切开若尔盖湖盆,导致湖水外泄,35 ka BP湖水变浅消失,黄河沟通了若尔盖盆地水系。③ 晚更新世东昆仑大断裂强烈的新构造运动和37 ka 温暖湿润气候的综合影响使得尚处于玛曲断陷谷地草原的古黄河源溯源侵蚀加剧,由西向东在玛曲城南瓶颈段切开了若尔盖古湖盆,导致古湖水外泄,从而沟通了若尔盖湖盆的水系,使之成为黄河源。该研究结果对于深入理解青藏高原东北部河湖水系演变及黄河水系的形成具有重要的科学意义。     

泾河流域不同时间尺度洪水序列频率分析对比研究

以泾河中游彬县至礼泉段的JH-CJC沉积记录的古洪水信息,结合实测洪水和历史洪水资料,比较了泾河流域不同时间尺度洪水序列频率。研究结果表明,将古洪水研究成果加入到历史洪水和实测洪水资料序列中,可大大延长洪水序列的时间长度,提高洪水频率分析的精度,说明河流沉积记录的古洪水信息,对于水利工程建设和防洪减灾具有重要的意义。     

黄河中游漆水河古洪水与环境演变

Palaeoflood hydrological study is a frontal subject of global change study. Using sedimentology, geomorphology and OSL dating methods, the typical palaeoflood slackwater deposits were studied in the Qishuihe River valley. The results showed that five flooding episodes with 21 palaeoflood events occurred during 4300–4250 a B.P., 4250–4190 a B.P., 4190–4100 a B.P., 4100–4000 a B.P. and 3100–3010 a B.P., respectively, during the Holocene period. The palaeoflood peak discharges were calculated with hydrological models. With a combination of the gauged flood, historical flood and palaeoflood hydrological data, the archives of flood events were extended to over 10,000 years in the Qishuihe River valley, and the flood frequency-peak discharge relationship curve was established accurately. These research results played important roles in mitigating flood hazard, hydraulic engineering and also the development of water resources in the semiarid Weihe River basin.     

汉江上游庹家湾剖面化学风化特征及其意义

通过对庹家湾黄土剖面元素的分析,揭示汉江上游地区黄土中常量元素的地球化学行为及对气候变化的响应。用X-Ray荧光光谱仪、MS-2型磁化率仪分别测量了庹家湾剖面元素含量及磁化率值,实验结果显示:庹家湾剖面的风成黄土化学成分以SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃为主,三者含量分别为355.83 g/kg、79.62 g/kg、62.64 g/kg;以Ti为参比,Na、Ca、Mg、Si、K表现为迁移淋失,Fe、Al元素相对富集,元素的活动性及其迁移序列为Na > Ca > Mg > Si > K > Al > Fe;Fe和Al元素含量曲线及CIA曲线在228~260 cm（L₁~S₁）和294~370 cm（L₁~S₂）深度处出现明显的峰值,并与磁化率曲线呈现出高度一致性,指示该层化学风化程度明显高于典型黄土,接近于古土壤（S₀）,OSL年龄在27.5~21.5 ka B.P.之间。庹家湾剖面常量元素在剖面的变化,表明在汉江上游地区晚更新世末期的气候并非是持续干燥寒冷,而是存在一定的气候波动,在27.5~21.5 ka B.P.期间风化成壤作用较为明显,气候相对温暖湿润。