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全新世是离现今最近、与人类密切相关的时期。人类从新石器时代文明到青铜器、铁器时代文明的演化都是在这一时期完成的。而古代农业文化发展以及历史上的人类大规模迁移都与成壤作用息息相关。近年来,全新世成壤环境演变研究成为研究的热点和重点之一。深入了解和探讨全新世成壤环境演变规律,对于认识土壤类型、人类耕作活动对成壤过程的影响和人地关系的演变具有重要的现实意义。 通过大量的野外考察,选取了黄土高原中心地带泾河中游地区的长武县ETC剖面(含先周耕作层)和彬县DJC剖面(含先周文化层)。两剖面地层稳定,发育连续、完整,保存良好,具有典型性。对两剖面从上往下每隔2cm高密度采样,ETC剖面采样185个,DJC剖面采样135个。进行室内实验分析。 本课题采用多种代用指标进行实验分析,如磁化率、粒度、全铁、CaCO3、总有机碳、以及微量元素Rb、Sr、Ba、Rb/Sr,获取比较丰富的全新世成壤环境演变数据。磁化率的变化代表东亚夏季风所控制的降水量的变化;粒度中50-10μm粗粉沙、小于5μm粘粒含量的变化指示东亚季风所控制的成壤强弱变化;全铁含量的变化曲线与磁化率曲线具有相同的指示意义;CaCO3作为易溶性盐类,可以作为探索大气降水或湿润程度的指标;总有机碳含量曲线反映土壤形成时的生物气候条件;Rb、Sr、Ba、Rb/Sr反映土壤的淋溶强弱程度。磁化率、全铁、小于5μm粘粒、总有机碳、Rb/Sr、Rb曲线的峰值对应于成壤强烈的时期,而50-10μm粗粉沙、CaCO3、Sr、Ba曲线峰值对应于成壤微弱的时期。 通过本课题的研究,对泾河中游地区全新世成壤环境演变得出以下结论: (一) 泾河中游地区全新世成壤环境变化大体分为三个阶段:全新世早期成壤加强时期,中期达到最强,晚期土壤退化。在11500-8500 a B.P.的全新世早期,地层表示为Lt,温度上升,降水量略有增加,为夏季风增强,冬季风减弱的时期。气候由寒冷干旱向温暖湿润转变,沙尘暴明显减少,黄土堆积速率显著减慢,成壤作用逐渐加强。8500-3100 a B.P.,为全新世最适宜期,地层表示为S0,气候温暖湿润,夏季风强度达到最大,降水量显著增加。当时年平均温度比现在高1~3℃,年均降水量比现今高50~150mm,土壤发育强烈,在泾河中游地区形成一层典型的黑炉土。31 00 a BP一现今,季风转变,夏季风减弱,冬季风增强,气候干旱化,沙尘暴频繁,土壤退化,形成了现代黄土L。和表士TS。其中,表土层受现代人类耕作影响,具有一定的成壤。 (二)晚冰期千年尺度的气候突变表现明显,间冰阶博令-阿勒罗德事件 (BL+AL,14700-12800 a B.P.),温度有所回升,降水量稍有增大,成壤作用轻微加强,但明显弱于全新世适宜期;以及冰阶新仙女木事件 (Y,12800刁 500aB.P.),降水量减少,成壤作用极其微弱。 (三)全新世最适宜期 8500-31 00 a B.P,径河中游地区形成古土壤层为单层(S。),但并不说明径河中游地区全新肚大暖期为持续稳定的高温期,而是具有成壤的多周期性。许多指标曲线上出现的低谷,如 ETC剖面全新世大暖期所对应的古土壤层(S。)在全铁含量曲线上出现三次低谷,DJC剖面古土壤层(S。)在磁化率、总有机碳含量等曲线上出现三次低谷,可以指示径河中游地区全新世适宜期中气候突变事件,但有待于今后更深入研究。 (四)全新世适宜期的末期 3400-3100 a B.P,对应于先周耕作层和先周文化层,人类农业耕作活动、聚落建设干扰对土壤发育有深刻影响,使土壤的结构特征和理化性质发生显著变化,在大多数指标上均有反映,磁化率、全铁含量、粘粒(<5 u m)含量、总有机碳、Rb/‘Sr比值快速降低,粗粉沙(50-10 n m)、CaCO。含量、Ba、Sr含量显著上升。耕作层和文化层的顶部界限为 31 00 a B.P,由此,季风转变,土壤退化加剧,旱作农业地转变为畜牧业地,游牧民族南迁,先周人迁往地势较低的周原地区。 (五)利用磁化率值进行山温度、古降水量的恢复,对径河中游地区成壤环境演变研究具有重要的参考价值,但有待于以后作深入的探讨和研究。