黄土地层中微量元素含量与古植被古气候的关系_刘俊峰

中国黄土及其古气候意义作者：焦译漫来源：《科技风》2019年第11期摘要：黄土高原是古气候环境的历史藏在自然界用密码写就的一本本“秘岌”之一。

黄土高原的黄土——古土壤序列对研究古气候变化具有重要意义。

通过黄土——古土壤的交替出现，来研究古气候的变化旋回。

研究发现黄土的颜色、粒度等与古气候变化存在一定的关系。

关键词：黄土——古土壤;颜色;粒度;古气候1 黄土高原简介1.1 成因第四纪时期，青藏高原的存在和上升，阻挡了从印度洋吹来的西南季风的侵入，因此，大陆内部的气候变得越来越干，从而有利于风尘的生成和搬运。

[1]远古地质时期的西北季风将中亚和蒙古高原地区的黄色粉尘源源不断地吹向东部，颗粒较大的粗砂留在了新疆和内蒙古，并在那里形成大片沙漠和戈壁。

其余的粉尘物质随风继续南下被青藏高原和秦岭挡住了去路，向东受制于太行山，最终在甘肃、陕西、山西一带沉降下来。

同时随着风力的减弱粗的粉尘颗粒被抛撒下来，然后是中等颗粒，最后是细小颗粒。

黄土高原降雨少，属于半干旱地区，有利于以粉砂为主体的沉积物的保留，逐渐叠覆形成黄土高原。

1.2 地形黄在地貌学上，黄土高原可称为一个巨地貌单元。

长期的侵蚀和切割形成了土高原特有的地形，最常见的为峁、墚和塬。

峁：多分布于黄土高原北部，为圆锥形丘陵，是一种发育在各种黄土堆积上的参丘。

墚：多分布于黄土高原中部，为长条形的脊状地形，是一种叠加古侵蚀地形;塬：多分布于黄土高原南部，为平台状地形，由多层叠覆的黄土/古土壤层构成。

[1]1.3 黄土地层结构中国黄土在地层上可分为早更新世午城黄土、中更新世离石黄土、晚更新世马兰黄土和全新世黄土。

黄土高原有两种类型的地层结构，分别为连续的黄土——古土壤相和不整合的黄土——河湖相结构。

2 黄土颜色指示的古气候土壤的颜色变化可用两种表色系统表达，分别为芒赛尔表色系统的色调、亮度和色饱和度，以及 CIELAB 表色系统的亮度（L * ）、红度（a * ）、黄度（b * ），也有研究者用灰度、白度和红度表征土壤颜色变化。

中国黄土及其古气候意义中国黄土是中国北方地区特有的一种土壤类型，因其黄色而得名，也是中国古代文明的摇篮。

黄土的分布范围主要位于黄河流域、秦岭--淮河以北地区、六安山地和华北平原，占全国总面积的三成左右。

黄土的形成主要是由于黄河冲积物在地质长期变化过程中逐渐固化而形成的。

黄土的特点是贫瘠、灰壤质、富含矿物质，对于中国的生态环境和古气候变化有着深远的意义。

黄土地貌起源于新生代的上新世和更新世，这一时期的古气候条件对黄土的形成起到了关键作用。

在上新世时期，黄土地区的气候为湿润的季风气候，植被茂盛，土地肥沃。

但在更新世时期，气候开始干燥，植被逐渐减少，土地变得贫瘠。

黄土的形成正是在这一时期，沉积土壤层一层一层地堆积，最终形成了厚厚的黄土地层。

黄土地貌不仅是中国大地的骨骼，也是中国古代文明的摇篮。

黄土地区孕育了中国古代文明的发祥地之一，包括黄河流域和长江流域的古代文明，都与黄土地貌有着密切的联系。

黄土地区的古代居民从事农耕生产，选址建城，赖以生长的农作物等都与黄土地貌有着紧密的联系。

黄土地貌是中国古代文明的发源地之一，并对中国古代文明的形成和发展有着深远的影响。

黄土地貌的形成与古气候条件变化密不可分。

在更新世时期，气候的干燥和寒冷是黄土地貌形成的主要原因。

在这一时期，冰川活动频繁，气温下降，降水减少，原有的植被逐渐凋零退化，最终演变为贫瘠的黄土地貌。

黄土地貌的形成与古气候的变化息息相关。

而通过对黄土地貌的研究，可以揭示中国古气候的变迁，为我们了解古代气候条件和环境演变提供了重要的依据。

黄土地貌的形成还与地质构造有着密切的关系。

中国的黄土地貌主要位于黄土高原、秦岭--淮河以北地区、六安山地和华北平原，这些地区都是地质运动活跃区域，地势较高，地形变化大。

地质运动产生的构造断裂和地形起伏是黄土形成的重要条件。

这些地理条件的变化直接影响了古气候的变迁，也使得黄土成为了古气候变迁研究的重要地质遗迹和代用指标。

通过对黄土地貌的研究，我们可以获取关于古气候的丰富信息。

第17卷　第2期1998年 6月地质科技情报Geo logical Science and T echno logy Info r m ati onVol117　No12Jun1　1998十五万年以来的古气候及其研究方法综述①丁　旋(中国地质大学,北京,100083)摘　要　简述了十五万年来古气候变化旋回及其中的短期波动事件,如新仙女木事件;概要地介绍了黄土、古海洋沉积、冰岩芯、树木年轮、洞穴碳酸钙等的古气候研究方法的最新进展;并指出在古气候研究中,必须注意多种方法的互相对比印证,才能保证结论的准确性与可靠性。

关键词　十五万年以来　古气候　研究方法分类号　P532气候变化及其对人类生存环境的影响问题已引起各国政府和科学家们的极大关注,特别是近十多年来气候异常在世界许多地区造成了一系列的自然灾害。

另一方面,由于人类活动造成大气中CO2,CH4等温室气体含量增加,也严重影响到全球气候的变化。

据初步估计,到21世纪中叶,全球年平均气温可增加115～415°C,平均海平面可增加20～40c m〔1〕。

为了避免气候剧变给人类生存环境带来严重的不利影响,了解并掌握气候异常变化的成因机制并予以准确预测,变得极为迫切与重要。

研究过去才能预测未来,通过对晚第四纪古气候的研究,探索古气候变化的动力成因机制并由此预测未来气候变化趋势就成为现阶段各国科学家们致力解决的重大科学问题。

近年来人类生存环境的严重恶化已引起国际有关组织的关注。

70年代以来,国际上召开了一系列会议讨论与气候变化有关的问题,提出了若干个大型研究计划,其中与气候环境变化及预测紧密相关的研究计划有“世界气候研究计划(W CR P)”〔2,3〕,“全球变化,国际地圈—生物圈计划(IGB P)”〔4〕,“国际南北半球古气候计划(PANA SH)”〔5〕,其由IGB P的核心计划之一“过去的全球变化(PA GES)”为将点或区域的研究扩展到全球而提出。

地球化学与古环境研究利用地球化学指标重建古气候和古生态地球化学与古环境研究：利用地球化学指标重建古气候和古生态地球化学是一门综合性科学，涉及地球上物质的组成、性质和变化过程。

在古环境研究中，地球化学起着重要作用，通过对地球化学指标的分析和解释，可以揭示古代的气候和生态条件。

本文将从地球化学的角度出发，介绍如何利用地球化学指标重建古气候和古生态。

一、地球化学指标的选择与意义在进行古气候和古生态研究时，选择合适的地球化学指标至关重要。

常用的指标包括岩石中的同位素组成、元素相对丰度和有机质特征等。

这些指标可以直接或间接地反映出古代的环境条件，为重建古气候和古生态提供了重要的线索。

1. 同位素组成同位素是同一元素中具有不同中子数的原子，其存在形式也常常具有不同的化学和物理性质。

因此，同位素组成的分析对于揭示物质来源、环境演化等方面的信息非常有价值。

例如，氧同位素组成可以反映降水的气候特征，碳同位素组成则可以提供有关古植被类型和古环境演化过程的信息。

2. 元素相对丰度不同的地球化学元素在地球物质中的相对丰度具有一定的规律性。

通过测量元素相对丰度的变化，可以了解到不同时期的地球化学环境发生的变化。

例如，古海洋中镁和钙的相对丰度比值（Mg/Ca）可以用于估算海水中的温度变化，硅酸盐中铝和钠的相对丰度比值（Al2O3/Na2O）可以反映岩石风化的程度。

3. 有机质特征有机质是古环境研究中常用的指标之一。

通过对古代有机质的化学组成和特征的分析，可以了解到古植被类型、气候条件和古生态环境的演变。

例如，叶蜡烃的组成可以指示古代植被类型和古代大气二氧化碳浓度的变化。

二、利用地球化学指标重建古气候1. 氧同位素组成氧同位素组成（δ18O）可以反映出水的来源和温度。

通常，寒冷气候下降水中的重氧同位素（18O）相对丰度较高，而温暖气候下降水中的重氧同位素相对丰度较低。

通过分析降水中氧同位素组成的变化，可以重建古气候变化的序列。

第39卷第5期土　壤　学　报V ol139,N o15 2002年9月ACT A PE DO LOG IC A SI NIC A　Sep.,2002第四纪黄土剖面多元古土壤形成发育信息的揭示3唐克丽　贺秀斌(中国科学院、水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌　712100)摘　要 以时间尺度20万年以来的洛川黄土剖面为研究对象。

采用间隔30～50cm 的密集采样,通过土样的物理、化学、矿物组成和孢粉分析及土壤微形态镜鉴的综合研究,对第四纪生物气候环境演变提出了新的见解。

对原以代表干冷环境沉积为主的黄土地层(L),揭示了内伏半干旱环境的演化及相应的土壤发育过程;对原以代表暖湿环境的红褐色古土壤层,揭示了内伏干旱、半干旱环境的演化及干旱与湿润型孢粉共存的矛盾实质。

研究证示:深厚的黄土剖面是在第四纪生物—气候环境演变过程中,通过黄土沉积、成壤强弱交替演化,形成发育的由不同土壤类型组成的特殊的多元古土壤剖面体系。

关键词 黄土剖面,密集采样,多元古土壤,第四纪环境新信息中图分类号 S151、+3黄土高原深厚的黄土剖面储存了240万年以来丰厚的地学—生物学信息,我国黄土研究的成就为世界所瞩目[1～3]。

笔者在前人研究基础上,融合地质学、土壤学和生态学成就进一步揭示这些信息,对黄土剖面的土壤发育过程及第四纪环境演变,取得了一些新的认识。

80年代初,我们根据古土壤分布特征,将古土壤划分为埋藏型、残积型及残余型三种类型。

研究证示黄土剖面中古土壤条带均属埋藏型古土壤[4]。

武功　土剖面中的红褐色粘化层属浅层埋藏型古土壤,其上部覆盖层除人为耕作施加的土粪外,主要是近三千年来新的黄土沉积物。

通过鉴别土壤中原生和次生碳酸盐及光性粘粒的微形态特征,恢复了古土壤成壤期的环境背景,首次提出黄土剖面中曾发育有森林型土壤的证示[5];同时发现代表干冷气候的黄土层(L),也经历了一定的成壤过程,基本上属草原型土壤[5,6]。

中国黄土及其古气候意义【摘要】中国黄土是中国独有的一种土壤类型，其形成过程复杂而值得研究。

黄土记录了数千年来的古气候变化，为气候学家提供了珍贵的数据。

通过对黄土的研究，可以揭示古代气候的特征和变化规律，从而更好地理解地球气候系统。

黄土在古气候研究中有着广泛的应用，可以用来推断古气候条件、预测未来气候趋势。

黄土也为古气候研究提供了重要的启示，帮助人们更好地理解气候变化对人类社会的影响。

未来的研究方向应该更加重视黄土的影响因素，深入探讨其与气候变化之间的关系，为我们更好地了解古气候提供更多的线索。

中国黄土及其古气候意义对于气候学、地质学等领域的研究具有重要意义。

【关键词】中国黄土、古气候、形成过程、气候变化、研究、启示、影响因素、重要性、未来研究方向1. 引言1.1 中国黄土及其古气候意义中国黄土是中国独有的土壤类型，以其广泛分布和特殊的地质形成过程而著名。

黄土主要分布在黄河流域、长江流域、淮河流域等地区，占据中国国土的约三分之一。

由于其在地质、气候、植被等方面的特殊性，中国黄土成为了古气候研究的重要对象。

黄土记录了数百万年来地球气候的变化历史，包含了大量有关古气候的信息，如降水量、温度、植被覆盖等。

通过对黄土中的微粒、氧同位素、有机物等的研究，科学家们可以还原古代气候的变化过程，探讨气候变化与人类活动的关系。

黄土在古气候研究中具有重要的应用价值，可以帮助科学家们了解过去气候的情况，预测未来气候的变化趋势，为应对气候变化提供科学依据。

黄土还可以帮助科学家们研究地质变化、生态环境演变等问题，对人类社会的可持续发展具有重要的参考意义。

中国黄土及其古气候意义的重要性不容忽视，未来的研究方向应当更加深入，探索更多关于黄土和古气候的信息，为人类认识地球的过去与未来、应对气候变化提供更多有益的知识和技术支持。

2. 正文2.1 黄土的形成过程黄土的形成过程通常经历了风化、侵蚀、搬运、沉积、胶结和干旱等多个环节。

黄土的形成始于古老的沉积作用，这意味着大部分时间是在某个地方。

黄土和气候变化1、黄土记录气候后环境变化的机制黄土是记录古气候和古环境变化信息的良好载体,长江三角洲平原及东海岛屿晚更新世黄土地层剖面的发现, 证明了末次冰期以来长江三角洲地区及海域均广泛存在风尘黄土堆积的事实,研究表明长江三角洲平原埋藏黄土和来东海岛屿黄土是下蜀黄土上部地层在中国东部沿海和海域的延伸和继续.中国东部风源尘黄土记录了我国晚更新世以来东部沿海地区的气候变化及东亚季风演变,与中国西北地区黄土地层相比,东部黄土具有沉积厚度小、成因复杂、次生作用强烈的特点;粒度和磁化率等参数垂向变化规律没有西部明显;粘土矿物和常量化学成分显示了东部黄土经历了较强地淋溶作用.在东部风尘黄土研究过程中,更需注意区域环境特征、地貌地形特点以及沉积期后环境变化对风尘黄土沉积物的影响效应,通过多指标的综合验证才能够正确解读黄土地层赋含的环境变化信息以及认识我国东部季风区晚更新世以来的古环境演变过程及规律.2、黄土的显微结构与古气候的关系高原黄土粒度组成中不同粒级组分的古气候意义不同,并且各粒级组分界线随着研究地区的不同而发生变化. 同时发现,黄土粒度分布中可以分离出具有全球的和区域的古气候意义的颗粒组分. 其中较粗颗粒含量变化与东亚冬季风强度变化正相关,它具有全球的古气候意义;较细和细颗粒含量变化与东亚冬季风强度变化反相关,这些颗粒含量可能与粗颗粒的沉降量变化和风化成壤作用强度变化相关3、黄土和气候变化的关系?4、黄土磁化率是怎样反映气候变迁的黄土磁化率（magnetic susceptibility of loess）是黄土在地磁场作用下产生磁性，受单位强度的磁场磁化所产生的磁化强度。

其大小主要取决于黄土中小于等于1微米的细微矿物颗粒，主要是磁铁矿和磁赤铁矿。

一般用磁化率仪以5～20厘米间隔在地层剖面上进行测量，得出黄土磁化率随深度变化的曲线。

研究结果发现古土壤层的磁化率值要比黄土层的为高。

现在磁化率也被认为是反映气候变化的指标之一。

中国黄土及其古气候意义中国黄土是指我国黄土高原地区分布的一种土壤类型，主要分布在陕西、甘肃、宁夏、内蒙古等地。

黄土是以粉砂为主要组成成分的黏土，呈现黄色，因此得名。

黄土的形成主要是受到古气候条件的制约，对研究古气候具有重要意义。

中国黄土的形成是一个漫长的过程，追溯到数百万年前的更新世晚期。

在这个时期，中国黄土高原地区比较湿润，气候条件适宜植被的繁衍生息。

植被通过吸收土壤中的水分和养分，使土壤中的黏土颗粒被固定在一起，形成了黄土地层。

随着气候的变干，植被覆盖减少，土壤中的黏土颗粒逐渐松散，黄土逐渐形成。

中国黄土记录了几百万年来的古气候变化，对研究地球气候系统具有重要意义。

通过对黄土中的颗粒组成、矿物组成、化学元素等进行分析，可以推断出当时的气候条件。

黄土中的颗粒组成记录了古植被的类型和覆盖程度。

若黄土中含有大量的植物残骸和林木花粉，则说明当时气候湿润，植被繁茂；反之，如果黄土中缺乏植物残骸和花粉，或者含有少量的沙粒，则说明当时气候干燥，植被较少。

通过对黄土样品的花粉分析，还可以推断出当时的植被类型，如森林、草原等。

黄土中的矿物组成也可以反映出当时的气候条件。

黄土中主要含有石英、长石、云母等矿物。

当气候湿润时，石英和长石的含量较高，而云母的含量较低；当气候干燥时，石英和长石的含量较低，而云母的含量较高。

通过对黄土中各种矿物的含量进行分析，可以推断出当时的气候湿度。

黄土中的化学元素也是研究古气候的重要指标。

黄土中的氧同位素含量可以反映降水的来源和变化；黄土中的有机碳含量可以表征当时的植被生长情况。

通过对中国黄土进行系统的研究和分析，可以还原出近几百万年来的古气候演化过程，为人们研究气候变化的原因提供了重要线索。

黄土也被公认为重要的古气候档案，为了更好地解读其古气候意义，需要对黄土进行多方位的研究和分析，以充分挖掘其蕴含的信息。

甘肃天水全新世黄土—古土壤序列化学风化特征及其古气候意义刘俊余;查小春;黄春长;庞奖励;周亚利;李洋【摘要】对甘肃天水地区师家崖典型黄土—古土壤剖面化学元素的测定和分析结果表明:该剖面中氧化物SiO2、Fe2 O3、K2 O和Al2 O3含量变化趋势基本一致,均在古土壤层(S0上和S0下)中较高,黄土层(L0、L1和Lt)中较低;而氧化物CaO 和Na2 O变化呈相反趋势;根据钙镁比(Ca/Mg)、钾钠比(K/Na)、淋溶系数、退碱系数、残积系数和化学蚀变系数(CIA)等化学参数的统计分析结果,揭示了古土壤层形成时期风化成壤作用强烈,黄土层堆积时期风化成壤作用微弱的规律;以Ti为参比,Si、Fe、K和Al相对富集,而Na和Ca发生不同程度的淋溶,总体处于脱Ca、Na的低等化学风化阶段;SJY剖面全新世以来的沉积环境分为化学风化较弱期、波动增强期和减弱期,记录了该区域气候经历了早全新世温凉、中全新世温暖湿润但不稳定,晚全新世凉干的演变过程,对天水地区的古气候变化具有重要意义.【期刊名称】《沉积学报》【年(卷),期】2018(036)005【总页数】9页(P937-945)【关键词】黄土—古土壤;地球化学;师家崖;常量元素【作者】刘俊余;查小春;黄春长;庞奖励;周亚利;李洋【作者单位】陕西师范大学地理科学与旅游学院地理学国家级实验教学示范中心,西安 710062;陕西师范大学地理科学与旅游学院地理学国家级实验教学示范中心,西安 710062;陕西师范大学地理科学与旅游学院地理学国家级实验教学示范中心,西安 710062;陕西师范大学地理科学与旅游学院地理学国家级实验教学示范中心,西安 710062;陕西师范大学地理科学与旅游学院地理学国家级实验教学示范中心,西安 710062;陕西师范大学地理科学与旅游学院地理学国家级实验教学示范中心,西安 710062【正文语种】中文【中图分类】P5320 引言化学风化是地球表生环境相互作用的重要形式，对于揭示风成黄土成壤环境演变、古气候和古环境重建以及源区自然环境特征具有重要的作用[1-3]。