关中平原中西部地区全新世以来成壤环境演变和沙尘暴活动研究

【摘要】：全新世是距离现今最近，与人类关系最为密切的时期。全新世的环境演变研究是过去全球变化研究的重点，也是当今全球变化研究的重点和热点。近年来，有关全新世环境演变的研究成为地理学界的研究热点之一。深入了解和探讨全新世成壤环境演变和沙尘暴活动对于丰富全新世环境变迁理论、认识现阶段的沙尘暴活动，促使人与自然环境协调发展都有着十分重要的意义。 通过大量的野外考察，选取了位于黄土高原南部关中平原的宝鸡胜利村剖面和蓝田麋鹿村剖面。从剖面的沉积特征可以看出，这两个剖面全新世黄土沉积连续，保存良好，具有典型性，较完整地记录和保存了本区全新世以来的环境演变轨迹。在进行了详尽考察之后，对两个剖面从上往下每隔2.5cm高密度采样，宝鸡胜利村剖面采样81个，蓝田麋鹿村剖面采样95个。进行室内实验分析。 深入认识和研究全新世时期黄土-古土壤序列所保存的气候环境信息，对于我们恢复和重建该时期的成壤环境和沙尘暴活动具有十分重要的意义。因此本文采用粒度、磁化率、CaCO_3和pH值四项指标获取全新世成壤环境演变和沙尘暴活动信息。 粒度中50～10μm粗粉沙和小于5μm粘粒和胶体累积含量的变化分别指示了冬季风和夏季风的活动强弱；碳酸钙和土壤pH值反映了当时气候的湿润程度。这些气候代用指标为本文研究关中平原中西部地区全新世以来的成壤环境演变和沙尘暴研究提供了良好的条件。50～10μm粗粉沙、碳酸钙曲线峰值对应于成镶微弱，沙尘暴活动加剧的时期。而磁化率、小于5μm粘粒和胶体累积含量的曲线峰值对应成壤强烈，沙尘暴活动减弱的时期。 通过本文的研究，主要得到以下几方面的认识： (一) 本区全新世以来气候演化可分为三个阶段：早期气候逐渐转暖，生物风化成壤作用增强，沙尘暴活动减弱；中期气候达到最适宜，生物风化成壤作用最强，沙尘暴活动次数最少；晚期气候变得冷干化，成壤作用较中期减弱，沙尘暴活动增多。 (二) 本区自全新世以来，在影响成壤环境和沙尘暴活动的过程中，自然过程是主要的，人为因素只是在一定程度上加剧了这种自然过程，全新世晚期本区气候环境的恶化更是证明了这一点。 (三)在再现成壤环境及沙尘暴活动时，粒度、磁化率、碳酸钙和土壤pH值 这四项指标有着较好的指示意义，而且各指标之间对应良好。但相比较而言粒度 指标变化较为迅速，特别是在季风格局发生转变之际。因此在再现成壤环境及沙 尘暴活动时，粒度指标较磁化率、CaCO3和pH值指标更为敏感。 (四)全新世以来关中平原中西部地区的成壤环境和沙尘暴活动存在较明显的 差异。具体表现为中部地区的成壤环境较西部地区优越，而西部地区对西北季风 的效应相对较为敏感。西部地区地层中的粗颗粒含量相对较高，指示该地沙尘暴 强度较大，这在全新世晚期表现尤为明显。 (五)本区自3100 a B.P.以来，沙尘暴活动大致存在有10次增强的时期和 10次沙尘暴减弱的时期。在沙尘暴活动增强期，土层中粗粉沙含量增加，粘粒/ 粉砂值减小。表明这时西北季风势力增强，气候冷干，粉尘堆积速率增强，成壤 环境恶化。沙尘暴活动减弱时期则恰好相反。