汉江上游谷地全新世风成黄土及其成壤改造特征

对汉江上游郧县—郧西段一级阶地物质上堆积的黄土状覆盖层的剖面构型、粒度、矿物组合、元素分布、微形态及形成时代进行了研究,并与渭河谷地全新世黄土—古土壤序列对比。结果表明,这些"黄土状覆盖层"是晚更新世以来沙尘暴在区内连续堆积的结果,具有TS-L0-S0-Lt-L1-AD剖面构型;这些风积物在不同时期受到了不同程度的成壤改造作用,晚更新世受到弱成壤改造→全新世中期受到强烈成壤改造→全新世晚期较弱成壤改造。汉江上游地区在晚更新世末期(11500aBP),气候比较冷湿,沙尘暴频繁出现,形成较厚的黄土层L1;全新世初期(11500-8500aBP),气候从冷湿向暖湿方向转变,沙尘暴活动减弱,形成了过渡黄土层位Lt;全新世中期(8500-3000aBP),气候达到全新世最为暖湿的阶段,沙尘暴沉积物受到强烈成壤改造而形成了古土壤S0;全新世晚期(3000aBP以来),气候暖湿程度降低,越过秦岭的沙尘暴又明显增强,形成了近代黄土L0。

汉江上游谷地归仙河口剖面风化成壤特征及其记录的气候变化事件

对汉江上游谷地归仙河口剖面的地层学、沉积学特征以及磁化率、粒度组成、Rb／Sr比值等理化指标进行了研究。结果显示：归仙河口剖面地层完整，具有表土（MS）-全新世黄土（L0）-古土壤（S0）-过渡性黄土（L1）-马兰黄土（L1）-河流相沉积物（AD）的地层序列，它记录了汉江第一级阶抬升以来东亚季风的变化信息。不同地层单元的风化成壤差异明显，其成壤强弱序列为：S0〉L0〉L1〉L1。归仙河口剖面风化成壤强度的变化表明：1800O～11500aBP，气候干冷，风尘大量堆积，成壤微弱，其中在12500～12400aBP出现特大洪水事件；11500～8500aBP，气候逐渐向暖湿方向转变，成壤作用有所增强；8500～3000aBP，气候最为温暖湿润，成壤作用非常强烈，而在7500-7000aBP？汉江流域频繁发生特大洪水；距今3000年开始，气候重新进入一个相对干旱少雨时期，期间气候并不稳定，其中在3100～3000aBP和1ooo～900aBP出现特大洪7k事件．

汉江上游谷地与渭河谷地黄土化学风化程度比较

比较汉江上游谷地及渭河谷地典型黄土剖面的元素组成、化学风化强度及常量元素迁移特征,揭示秦岭南北两侧黄土—古土壤剖面的成壤强度及其所指示的环境演变特征,两者差异及共性如下:①两剖面化学组成均以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主,元素组成均一且高度混合,与上部陆地壳(UCC)的化学成分十分接近,该些证据均指示两区域黄土是来源广泛并经过充分混合的风尘堆积产物。②据CIA值可判定MTS及YHC剖面均经历了中等风化作用,比较两剖面CIW值、A-CN-K三角图投点特征及元素迁移率知,汉江上游谷地的黄土—古土壤序列经历的化学风化作用更强,Ca及Na元素的丢失率更高,Al、Na、Mg、Si等常量元素的迁出率更大。③依据Fe、Na迁移率的全剖面变化曲线知,汉江上游谷地与渭河谷地自全新世以来经历了相同的气候演变阶段,均记录了6000-5000a BP的干冷气候事件。

汉江上游谷地重金属元素变异规律对环境演变的响应

以汉江上游谷地一级阶地的上覆黄土—古土壤序列为研究对象,分析包括Ni、Mn、Cu、Zn、As、Ti、V、Pb在内的8种土壤重金属含量及其分布特征,选取铷锶比（Rb/Sr）、磁化率及黏粒含量作辅助指标,研究汉江上游黄土—古土壤序列的成壤强度及所反映的气候演化特征。结果表明：Cu、Ni、Pb、As、Mn、V与成壤强度指标（磁化率、黏粒含量、Rb/Sr值）呈显著相关关系,说明该6种重金属迁移、富集程度受区域气候演变所驱动。依据重金属垂向分布特征,可判断自一级阶地抬升以来,汉江上游谷地共经历了5个气候阶段,其中,全新世中期气候整体温暖湿润,但在6~5 ka B.P.发生了一次干冷气候事件。

郧县前坊村剖面黄土—古土壤序列风化成壤及古气候研究

秦岭作为我国南方和北方地理、气候、自然环境的天然分界线,并当作是黄土高原的南屏障。汉江上游谷地地区位于秦岭南侧,属于北亚热带气候区域,受季风气候活动影响强烈。为了探讨该地区在亚热带气候背景下,风成黄土成壤改造对气候变化的响应机制,通过对汉江上游谷地前坊村(QFC)剖面磁化率、烧失量、粒度、Rb/Sr等理化性质进行研究。结果表明:1末次冰期以来沙尘暴很有可能越过秦岭在其南侧堆积,黄土—古土壤剖面地层序列从上到下依次为:MS-L0-S0-Lt-L1-AD;这些沉积物完整记录了一级阶地上晚更新世气候变化信息,地层单元受到各个时期不同程度成壤强度的改造。2前坊村剖面中,理化性质在不同地层单元有显著差异。例如磁化率、烧失量、Rb/Sr指标平均含量的高值出现在古土壤层中,低值出现在黄土层;而Zr/Rb含量变化正好相反;这些理化性质表明,在古土壤发育期,水热条件进入最适宜期,沉积物的风化成壤作用显著;在黄土堆积期,气候寒冷干燥,主要以粉尘堆积为主,沉积物的风化成壤作用较弱。3秦岭南侧北亚热带汉江上游前坊村一级阶地剖面化学风化强度变化揭示了黄土—古土壤环境气候变化的规律:末次冰期以来(大约18.0~11.5 ka B.P.),气候干冷,沙尘暴频繁出现,沉积物以黄土堆积为主,成壤作用微弱,形成马兰黄土(L1);全新世早期(约11.5~8.5 ka B.P.),气候由干冷向暖湿方向转变,但主要以干冷为主,形成过渡层(Lt);在全新世大暖期(8.5~3.1 ka B.P.),气候条件达到最优阶段,水热配合较好,生物活动活跃,成壤作用十分显著,发育了古土壤S0;到了全新世晚期以来(3.1 ka B.P.)气候又由暖湿向干冷方向转变,成壤作用明显减弱,沙尘暴出现较为频繁,形成了以黄土堆积为主的全新世黄土(L0)。现代表土层(MS)是在(1.5 ka B.P.)以来气候转暖,加之人类长期农业耕作扰动,在全新世黄土L0顶部叠加而形成的。