西安白鹿塬黄土渗透性与含水条件

为查明黄土与古土壤入渗特征和地下水富集条件,对西安白鹿塬中更新世黄土与古土壤进行了10个层位30余个实验点的入渗实验、孔隙度、磁化率与CaCO₃含量的测定。结果表明,黄土层含水空间发育好,入渗率较大,利于构成含水层;黄土层与古土壤层入渗率与含水空间的差别主要是当时气候与成壤作用不同决定的。CaCO₃结核具有致密的结构,常常是非常好的隔水层。将任家坡剖面渗水实验数据用三种入渗公式分别进行拟合得出,经常采用的三个经验公式中考斯加可夫能普遍适用于描述50万年来发育的黄土和古土壤层的入渗规律,计算结果为水文和农业部门应用黄土入渗经验公式提供了重要参考值。本文的研究拓宽了第四纪气候变化理论应用的新领域,表明更新世气候变化在黄土地层土壤水和地下水资源富集条件、富集规律和水资源开发利用研究中有重要应用价值。     

黄土形成过程的实质与环境

黄土地层的形成实质上是土壤化过程,不同特性的黄土层代表了不同的成壤作用。不同地区的黄土主要是草原、荒漠草原和森林划原地区发育的灰钙土、粟钙土、棕钙土、棕漠土和黑垆土。与红褐色古土壤相比,黄土是冷干气候条件下发育的灰黄色古土壤,黄土层能够作为冷干气候的指示。根据灰黄色古土壤与红色古土壤的交替,可将250万年来黄土区气候变化分为51个旋回亚旋回。     

关中平原420-350 ka BP的古土壤与环境

通过对关中平原双竹村剖面、寇家坡剖面以及蓝田田家坡剖面、三官庙剖面、长安四府村剖面和宝鸡马家塬剖面黄土沉积中第4层古土壤的分析，发现西安、长安、蓝田和宝鸡中更新世中期发育的第4层古土壤已转变成为风化壳，厚度变化在3．5～3．7m之间。它由4层组成，最上部的第1层是发育好的红棕色粘化层(Bts)，第2层是具有铁质胶膜的风化淋滤黄土层(Cs)，第3层是不含铁质胶膜的风化淋滤黄土层(Cl)，第4层是CaCO3结核层(Ck)。对风化剖面中CaCO3含量、pH值、黏土含量，元素Sr、Fe2O3和Al2O3分析，表明该风化剖面受到了较强烈的风化淋溶和黏土化作用，并指示当时的风化淋滤深度明显超出了土壤粘化层的厚度。粘化层中黏土胶膜具亚热带土壤胶膜特征，具超微晶粒结构，由新生的蒙脱石、高岭石和伊利石微晶粒构成，明显定向排列，这是其具有光性的原因。风化壳型古土壤的发育表明，在距今42．35万年前后，黄土高原东南部盛行亚热带气候。这一古土壤剖面构型为Bts-Cs-Cl-Ck-C，它发育时的年平均温度和降水量分别约为16℃和1000mm，比现代关中平原高约30℃和400mm。     

黄土的形成与气候旋回划分

根据黄土土壤特征的研究和黄土地层古土壤的识别和划分,结合磁化率测定,研究了黄土剖面冷干与温湿条件下发育的古土壤的分层和代表的气候旋回变化。资料表明,黄土具有土壤的结构和淀积成分,它是在相对冷干气候条件下发育的成熟的灰黄色古土壤,能够可靠地作为冷干气候的指示;250万年来的黄土地层至少可分为51层灰黄色古土壤与50层红褐色古土壤,代表了51个生物、气候、土壤旋回和亚旋回的变化。在50万年来的温湿气候阶段中,气候波动更频繁。     

黄土高原西部黄土工程物理性质及其成因

根据甘肃东部11个剖面黄土微结构、湿陷系数、凝聚力的测定和西安刘家坡剖面孔隙测定, 研究了黄土孔隙度、湿陷性、抗剪强度及颗粒成分在垂向上的变化规律和成因。结果表明, 孔隙度高、湿陷强和抗剪强度弱的层位是风化成壤弱的黄土层, 孔隙度低、湿陷弱和抗剪强度大的层位是红色古土壤或风化成壤强的黄土层。黄土地层工程物理性质在垂向上具有波动变化特征。第四纪冷干与温湿气候的交替和由此产生的成壤过程变化, 是造成黄土地层工程物理性质波动变化的根本原因。黄土湿陷性是在干旱与半干旱地区弱的成壤过程中产生的, 是草原地带灰黄色土壤具有的特征。在不同地区, 湿陷性黄土分布深度存在差别。干旱区分布深度比湿润区大。在干旱区, 强湿陷黄土分布深度可达12m, 中等湿陷黄土可达17m, 弱湿陷黄土可达20m以上。     

临夏塬堡黄土剖面中晚马兰黄土地层划分和形成时代

通过对位于黄土高原西部区临夏塬堡中晚马兰黄土剖面地层岩性、代用指标及地层年代学的分析研究．认为该研究剖面存在1个强成壤层和6个弱成壤层．记录了1个间冰期6个间冰段和7个冰段事件。其中马兰黄土中部3层古土壤是末次冰期间冰段的记录，尤以下层古土壤发育最好，上层次之，中部古土壤的发育介于二者之间，表明即便是气候较温湿的间冰段．其气候的温湿程度也是有差异的。色度指标中的亮度不仅可参与地层划分．与CaCOx、频率磁化率有很好的相关关系，而且是一个可靠的、更为敏感的气候环境变化代用指标。     

黄土不同指标的古环境意义探讨

在确认“黄土也是古土壤”的前提下,对新近发现的位于黄土高原西北部沙漠黄土边界带的彭阳剖面进行了烧失量、色度、磁化率、粒度、CaCO3等环境变化代用指标的系统测试。通过建立土壤发育指数和红化指数,探讨了各指标与古土壤发育强度之间的关系。根据古土壤的发育强度,初步建立了800 ka BP生态脆弱区的高分辨率环境图谱。此图谱与公认的海洋氧同位素曲线、洛川剖面可以进行良好的对比,并揭示出更多的环境变化信息。     

新疆伊犁黄土和古土壤形成环境的差异性分析

通过粒度和元素地球化学分析研究方法,对伊犁盆地昭苏剖面黄土和古土壤形成环境的差异性进行了对比研究。结果发现,伊犁古土壤层中＞30 μm、＞40 μm和＞63 μm等粗粒径组分含量较黄土层稍高,尤其是＞63 μm组分更为显著;伊犁古土壤形成时期,西风环流较强,导致古土壤层中存在大量粗颗粒的近源堆积物,气候存在突变性,是一个环境变化不稳定的时期;而黄土堆积时,西风较弱,气候变化相对稳定;古土壤形成时期虽降水相对较多,但气候较冷,导致其风化成壤作用并不强,而黄土堆积时降水与古土壤形成时期相当或者较少,但由于气候总体较为温暖,风化成壤作用相对较强。不同时期水热组合形式及其各自权重不同均会对伊犁黄土和古土壤风化作用产生不同程度的影响。     

新疆西风区黄土与古土壤磁化率变化特点

在东部季风区的黄土研究中,磁化率是反映季风区气候变化的重要替代性指标之一,但关于中国西风区黄土磁化率的研究至今仍然为空白。通过对新疆典型的西风区——伊犁地区现代土壤和两个典型剖面黄土与古土壤序列磁化率研究发现,两个剖面黄土与古土壤磁化率特征存在差别。地处荒漠草原地带的则克台黄土剖面中马兰黄土的磁化率值略高于弱成壤层,末次间冰期古土壤层的上部磁化率也低于黄土,与东部季风区相比黄土磁化率偏高;而位于草原地带的库尔德能布拉克剖面黄土磁化率为低值,古土壤为高值,表现出与东部季风区类似的变化特点。两个黄土剖面所反映的磁化率的区域差异在一定程度上揭示了气候对磁化率变化的控制作用,但另一方面也反映了该区磁化率物理意义的复杂性。提出虽然在西风区黄土记录研究中不能简单套用东部季风区的方法,但磁化率和碳酸盐含量在西风区可指示湿度变化。     

甜水沟全新世黄土-古土壤序列风化程度及意义

对大荔人遗址的甜水沟剖面(TSG)全新世黄土-古土壤序列中常量元素含量、磁化率和Rb/Sr比值进行了研究和比对。结果表明:在TSG剖面发育过程中,Ca、Mg、Na表现为迁移淋失,Si、K呈现弱富集特征,Fe的迁移不明显;磁化率、钾钠比、硅铝铁率、SiO2/(MgO+CaO)(、CaO+K2O+Na2O)/Al2O3的分布随地层的变化而同步变化。上述变化指示古土壤S0形成时期,化学风化程度强烈和气候温暖湿润,黄土L0和Lt堆积时期,风化成壤作用较弱和气候相对干旱,而全新世晚期可能曾出现过一次较为暖湿的次级气候变化。     

陕西长武古土壤深部风化剖面与环境研究

根据作者提出的CaCO₃淀积深度理论、风化剖面的野外鉴别和室内CaCO₃、磁化率测定、粒度分析,确定了陕西长武第4、第5层古土壤底部之下存在深部风化黄土层和迁出了土壤层的CaCO₃结核层。这种风化黄土层和CaCO₃淀积层的发育表明当时风化淋滤作用超出了成壤带深度范围,指示长武第4、第5层古土壤为不具CaCO₃淀积层的中酸性、淋溶型森林土壤。该风化层代表了降水丰富的气候事件,当时年均降水量为900 mm左右。     

陕西五里铺黄土微量元素组成与全新世气候不稳定性研究

通过对岐山黄土剖面Pb、Cu、Zn、Cd、Mn元素含量、磁化率及粒度的研究表明,这些元素含量变化实质是气候变化的直接结果,其含量高指示风化成壤作用强烈的湿润环境,含量低指示寒冷的干旱环境。揭示出黄土高原南部全新世气候在总体温暖的情况下有明显波动变化,在5000~6000 a BP出现一次明显气候干旱期,使全新世"大暖期"分裂形成两个主要的成壤期S₀¹和S₀²。在S₀¹、S₀²成壤时期仍存在次一级的气候变化事件。全新世时期该地区经历了黄土沉积(L_t)→古土壤发育(S₀²)→黄土覆盖(L₀²)→土壤再度发育(S₀¹)→黄土堆积及现代表土(L10)的发展演化阶段。     

黄土高原古土壤形态特征的差异及成因探讨

灵台剖面第四纪晚期古土壤－这里指Ｓ８及其上古土壤;第四纪中早期古土壤－这里指离石黄土Ｓ９及其下古土壤和午城黄土中所有古土壤;第三纪古土壤－指么三纪红粘土,在形态特征上有明显区别。这种区别是由于古成土过程中水分运行方式的不同造成的。根据形态特征和古成土过程水作用方式的差异,把上述３个时代的古土壤依次淋溶型古土壤、滞圹地下水升降型古土壤。不同时代古土壤成土过程水作用方式的这种差异,是由降水量、尘降速率     

关中地区全新世大暖期的土壤与气候变迁

资料表明,关中地区全新世大暖期土壤中的CaCO₃受到了明显淋溶,部分土壤的CaCO₃淀积层脱离了粘化层,发育了淋溶性土壤所特有的风化淋滤母质层;该层土壤发生了明显的化学粘化作用,并有Fe₂O₃和 Al₂O₃形成以及亚热带土壤所具有的淀积型红色光性粘土胶膜发育;粘土胶膜含量明显大于淋溶褐土而与黄棕壤接近。由此得出,全新世中期成壤作用比现今显著强,土壤应为发育弱的黄棕壤,当时气候比今明显暖湿;在全新世中期,来自东南的夏季降水气团能够较频繁地到达该区,秦岭已失去温带与亚热带气候分界线的作用,其南北两侧均为亚热带气候。     

西安刘家坡剖面第1第5层古土壤研究*

根据对土壤结构、CaCO₃淀积深度、化学成分和孢粉资料的分析,本文得出:西安刘家坡剖面第1层古土壤为棕壤,发育在年平均降水景800mm以上的温暖条件下,第5层古土壤为黄棕壤,发育在年平均降水量850mm以上的北亚热带条件下。