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黄土高原南缘S5-1古土壤中胶膜的特征及其环境意义

2021-02-02彭瑾连霞李惠平黄传琴

彭瑾,连霞,李惠平,黄传琴

华中农业大学资源与环境学院/农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室,武汉 430070

中国黄土高原深厚的黄土-古土壤序列记录了黄土高原,乃至整个欧亚大陆第四纪多旋回的生物气候环境变迁[1]。黄土是干冷冰期形成的风尘沉积物,这些沉积物于暖湿的间冰期发育成古土壤。土壤矿物的演化与组成取决于成土过程中的土壤环境条件[2]。Huang等[3-4]利用古气候指标、黄土-古土壤的矿物学分异,揭示了古成土环境的演变。

第五层古土壤(S5)形成于0.62~0.48 Ma B.P.,是中国黄土高原发育最好的古土壤,其土层厚度大、呈红色、粘粒胶膜发育良好,它记录了近1.2 Ma B.P.间最暖湿的气候期[5]。在黄土高原大多数地区,S5是由3个古土壤间层(自上而下分别为S5-1、S5-2和S5-3)组成的复合古土壤地层[4,6]。在陕西省刘家坡和宝鸡一带S5的孢粉组合中,有栎、胡桃和椴等温带阔叶林中常见的典型植被,也有山矾、枫香和枫杨等北亚热带阔叶林中的典型植被,它们共同构成典型的北亚热带阔叶林[7]。显然,孢粉分析结果表明当时具备亚热带土壤发育的条件。关中平原S5的孔隙与裂缝壁上存在丰富的胶膜[4,7-8]。

在长期成土过程中,各种胶膜 (如铝硅酸盐胶膜、碳酸盐胶膜、含铁粘粒胶膜、含锰粘粒胶膜等)形成于不同环境条件。胶膜作为土壤新生体,是土壤中元素迁移和固相-液相-植物-空气相互作用的重要信息载体之一[9]。因此,胶膜的元素和矿物组成特征是成土过程与成土环境的产物,可作为反映成土作用和成土环境变化的重要依据[9-10]。……

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