發(fā)布時間：2020-04-05 00:06

【摘要】：全球氣候變化與區(qū)域響應研究是當今科學界廣為關注的研究課題。中國南方第四紀紅土是特定氣候條件下的產(chǎn)物，且形成時間跨度大，蘊含著豐富的古氣候信息，是研究中國南方古氣候、古環(huán)境變化的重要信息載體。本文通過大規(guī)模面上調(diào)查，選擇長江中下游地區(qū)為研究區(qū)域，以長江沿岸宣城、郎溪、九江等地的第四紀紅土剖面為重點研究剖面，通過研究土壤粒度和元素地球化學特征，揭示了研究區(qū)域第四紀紅土的成因及物源；并采用光釋光（OSL）測年技術，研究了典型第四紀紅土上部黃棕色土—紅土二元結構土壤剖面的年代學特征與古氣候演變意義；還對第四紀紅土剖面L*-a*-b*顏色特征進行深入研究，探討紅度（a*）作為古氣候指標的可行性；并對長江流域第四紀晚期由于古氣候演變造成成土母質(zhì)多元性，對現(xiàn)代土壤發(fā)生、分類和分布的影響進行了分析和研究。主要獲得如下結果： （1）第四紀紅土剖面（P-GD、P-JJ、P-LX1和P-XZ1），從頂部的黃棕色土，至均質(zhì)紅土和網(wǎng)紋紅土，無明顯沉積間斷。全剖面粒度細小而均勻，不含2mm的礫石，，砂粒（63μm）含量低，粗粉砂（10-63μm）富集明顯，細粉砂（2-10μm）和粘粒（2μm）含量高。研究剖面各層次粒度組成特征和粒度頻率分布曲線，均與下蜀黃土和北方黃土相似；常量元素組成特征，也與下蜀黃土和北方黃土相近；剖面各層次，微量元素分配曲線基本重合，與下蜀黃土和北方黃土也十分相似。這些結果均表明，研究剖面各層（黃棕色土、均質(zhì)紅土和網(wǎng)紋紅土）物源相似，均具有類似下蜀黃土的風積成因特性。 （2）選擇典型黃棕色土—紅土二元結構土壤剖面，采用光釋光（OSL）測年技術，進行年代學研究。結果表明，黃棕色土底部年齡小于60ka B. P.，主體形成于末次冰期；網(wǎng)紋紅土年齡約為80 134ka B.P.，形成于末次間冰期；而均質(zhì)紅土的年齡約為60-80ka B. P.，處于末次間冰期向末次冰期過渡時期。 （3）中國南方第四紀紅土剖面（P-LX1、P-JJ、P-XN和P-YW）的紅度（a*），隨剖面深度增加而逐漸增大，但在網(wǎng)紋層出現(xiàn)了較大的波動。全剖面a*與粘粒（2μm）和游離鐵（Fed）含量、鐵的游離度（Fed/Fet），及其它風化指標呈極顯著正相關性（ρ0.01）。在空間分布上，中國紅土的a*隨緯度的降低而升高，與年平均降水量和年平均氣溫呈顯著正相關關系。這說明中國南方紅土的a*，可指示地表水熱條件，有氣候指示意義。紅土a*反映了赤鐵礦的含量。由于紅土赤鐵礦含量與風化成土作用強度密切相關，a*可作為氣候指標。第四紀紅土網(wǎng)紋層，赤鐵礦受強烈水分活動影響而溶蝕，鐵質(zhì)流失，土層發(fā)白，使得a*偏低。因此，a*并不總是能指示風化強度。但由于赤鐵礦比磁赤鐵礦更穩(wěn)定，紅土a*是比磁化率更好的古氣候指標。 （4）長江流域第四紀紅土剖面（P-GD、P-JJ、P-LX1和P-XZ1），物質(zhì)均勻而連續(xù)，但風化強度有隨深度增加而增強的趨勢。尤其是從剖面下部的埋藏紅土→黃棕色土，清晰地記錄了一次重大的古氣候轉型事件：其時，氣候由濕熱變?yōu)楦衫�，導致紅土發(fā)育終止，代之以廣泛的風塵沉積。結合OSL年代學和土壤發(fā)生學研究成果，可解析古氣候事件：研究剖面的黃棕色土層，形成于末次冰期，對應于深海氧同位素曲線的MIS2階段；均質(zhì)紅土，形成于末次間冰期至末次冰期的過渡時期，對應于MIS3階段；網(wǎng)紋紅土形成于末次間冰期，對應于MIS5階段。但由于網(wǎng)紋紅土強度風化，無法進一步區(qū)分其中的亞氣候事件。 （5）在長江流域，末次古氣候輪回，對現(xiàn)代土壤發(fā)生和分類有重要影響。比如，宣城市一小山坡分布的序列土壤剖面：P-YL1、P-YL2和P-YL3。P-YL1發(fā)育于末次冰期黃棕色土；P-YL2發(fā)育于均質(zhì)紅土；P-YL3發(fā)育于末次間冰期網(wǎng)紋紅土。按照中國傳統(tǒng)土壤分類，這三個剖面應為典型地帶性土壤：黃棕壤、黃紅壤和紅壤；按中國系統(tǒng)分類，分別為酸性淋溶土、濕潤淋溶土和富鐵土。末次古氣候輪回，造成成土母質(zhì)的多元性，使得不同地帶性土壤出現(xiàn)在同一個小區(qū)域,有的與現(xiàn)代氣候條件不適應。說明土壤的發(fā)生和分布，除了受現(xiàn)代氣候的控制，還深受古氣候演變的影響，尤其是在中亞熱帶氣候變化敏感地區(qū)。
【圖文】：

1989; 楊學震等, 2005）。隨著全球變化研究不斷深入，土壤對氣候變化記錄研究受到重視，越來越多的學者對其進行了大量古環(huán)境方面的研究（龔子同, 1989; 席承藩, 1990; 胡雪峰和龔子同, 1998; Hu et al., 2010; Hu et al., manucript），“全球土壤變化”成為一些國際性組織今后長期研究的國際性課題。第四紀紅土位于我國熱帶亞熱帶地區(qū)，完整的剖面沉積序列分為四個部分，自上而下依次為：黃棕色土層、均質(zhì)紅土層、網(wǎng)紋紅土層和砂礫石層。第四紀紅土位于我國的熱帶亞熱帶地區(qū)，由于緯度效應，紅土是水熱條件充沛、生物作用活躍地質(zhì)時期的產(chǎn)物，必然蘊涵了形成過程中環(huán)境變遷的豐富信息，記錄了我國熱帶亞熱帶地區(qū)古環(huán)境演化的重要信息。

.5.1 紅土、紅色風化殼與地帶性分布紅色風化殼具有垂直分帶和水平分帶，垂直分帶表現(xiàn)為紅色風化殼剖面上直分層，這些層次同時形成，只是風化程度從上到下逐漸減弱；水平分帶是色風化殼的水平地帶性，同一紅土期，從南部的熱帶地區(qū)向北至暖溫帶地區(qū)次發(fā)育磚紅色風化殼、紅壤紅色風化殼和磚紅土風化殼（圖 1-2），它們是同土期在不同氣候帶發(fā)育的不同類型的紅色風化殼。第四紀以來，中更新世是紅色風化殼發(fā)育最盛期，磚紅土風化殼也只發(fā)育于海南和兩廣南部；紅壤土殼可分布到秦嶺以南，向東至大別山地區(qū)，這里許多剖面都可以看到網(wǎng)紋紅土嶺-大別山以北，只發(fā)育了紅化土風化殼。南方紅色風化殼的水平分帶與黃土土壤序列是同一風化過程在不同氣候帶的具體表現(xiàn)，通過確定紅色風化殼的分帶的變化過程，可以恢復氣候變化在不同地域的環(huán)境特征，這正是南方紅全球變化領域的研究價值之所在。
【學位授予單位】：上海大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：P532;S155.25

【引證文獻】

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1 王昊;安徽宣城網(wǎng)紋紅土理化特性及其古環(huán)境意義[D];華東師范大學;2015年

本文編號：2614246