關(guān)中平原全新世土壤和土壤水環(huán)境研究.pdf

1、目前黃土高原地區(qū)正在大規(guī)模地進(jìn)行以植樹(shù)種草為主的生態(tài)環(huán)境建設(shè)，而且在延安以南地區(qū)主要是恢復(fù)森林植被。如果該區(qū)不是森林發(fā)育的地帶，那么不僅會(huì)出現(xiàn)造林不成林的現(xiàn)象，造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，而且會(huì)導(dǎo)致植被退化和土壤干燥化。現(xiàn)代氣候是全新世氣候的延續(xù)和發(fā)展，因此，研究全新世黃土高原中南部塬區(qū)有無(wú)較廣泛的森林發(fā)育，對(duì)現(xiàn)代的植樹(shù)造林工作有重要的參考價(jià)值。 在黃土高原地區(qū)，由于地下水埋深大，該區(qū)植被的發(fā)育主要依靠來(lái)自大氣降水入滲形成的土壤水分，

2、所以土壤水分的多少是決定不同類(lèi)型植被發(fā)育的最關(guān)鍵因素。人們對(duì)黃土高原土壤水分進(jìn)行了很多研究，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到較嚴(yán)重的土壤干層是造成延安及以北地區(qū)人工林生長(zhǎng)不良的主要原因。已有的研究表明，土壤中重力水的入滲深度能夠指示土壤干層的有無(wú)和發(fā)育強(qiáng)弱，是決定植被類(lèi)型的最主要和最關(guān)鍵的因素?，F(xiàn)代黃土高原地區(qū)的重力水入滲深度一般不能到達(dá)2m，2m以下是入滲、運(yùn)移很緩慢、含量低的薄膜水，所以容易形成長(zhǎng)期性土壤干層和嚴(yán)重的水分不足。 為此，我們選擇和現(xiàn)

3、代氣候聯(lián)系緊密的全新世作為研究時(shí)段，采取野外考察，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，通過(guò)CaC03含量與微量元素測(cè)定、顆粒成分分析、土壤微結(jié)構(gòu)鑒定等多項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)關(guān)中平原全新世黃土、土壤和全新世土壤水環(huán)境進(jìn)行了研究，獲得的主要認(rèn)識(shí)有： (1)應(yīng)用CaC03淀積深度模型，結(jié)合土壤水分的運(yùn)移規(guī)律和水分在土體分布中的格局及其有效性，對(duì)關(guān)中平原全新世土壤水進(jìn)行了研究，并利用現(xiàn)代降水量進(jìn)行驗(yàn)證。研究得出，全新世土壤S0發(fā)育時(shí)期，秦嶺山前地帶王莊剖面的重

4、力水入滲深度達(dá)到3m；關(guān)中平原中部安村剖面和西楊萬(wàn)村剖面的重力水入滲深度達(dá)到2.12m；關(guān)中平原西部岐山雍川鎮(zhèn)剖面的重力水入滲深度達(dá)到2.3m，重力水入滲深度指示當(dāng)時(shí)的年降水量為800mm左右。根據(jù)重力水入滲深度和重力水帶之下厚約1m的毛管水帶的分布可知，S0發(fā)育時(shí)關(guān)中平原基本沒(méi)有土壤干層發(fā)育，土層中的有效水分布深度可以滿(mǎn)足森林植被生長(zhǎng)的需要，表明關(guān)中平原全新世中期古土壤發(fā)育時(shí)的植被類(lèi)型應(yīng)為森林。 (2)通過(guò)對(duì)迷鹿村全新世古土壤

5、下部木本植物根孔充填物的顏色、粒度成分和礦物組成的研究，發(fā)現(xiàn)根孔充填物與全新世古土壤粘化層基本相同，應(yīng)該是發(fā)育在全新世古土壤形成的中、后期，當(dāng)時(shí)古土壤的發(fā)育已經(jīng)成熟。植物根孔的分布深度和充填物的遷移深度指示全新世中期重力水的入滲深度有時(shí)可以達(dá)到4m，全新世中期古土壤發(fā)育時(shí)深部土層含水量高，能夠滿(mǎn)足森林植被發(fā)育的需要。植物根孔的分布和重力水的入滲深度表明當(dāng)時(shí)植被應(yīng)為森林，全新世中期古土壤發(fā)育時(shí)深部土層含水量高。 (3)通過(guò)對(duì)關(guān)中平

6、原全新世古土壤微結(jié)構(gòu)和超微結(jié)構(gòu)的鑒定以及CaC03含量測(cè)定、CaC03遷移深度研究以及元素分析，發(fā)現(xiàn)關(guān)中平原全新世中期的成壤強(qiáng)度比現(xiàn)代關(guān)中平原和華北平原顯著強(qiáng)，當(dāng)時(shí)形成的土壤與發(fā)育弱的黃棕壤基本相同。據(jù)此判斷當(dāng)時(shí)的年降水量為800mm左右，那時(shí)暖濕氣團(tuán)的活動(dòng)強(qiáng)度大，能夠較頻繁地越過(guò)秦嶺到達(dá)關(guān)中平原。 (4)關(guān)中平原全新世晚期黃土經(jīng)歷了明顯的風(fēng)化成壤作用，具備土壤的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，具有殘積—淀積粘化特征，表明L0是在相對(duì)冷干氣候條件下

7、形成的土壤，該層黃土成壤強(qiáng)度與溫帶褐色土類(lèi)似，具堿性褐土的性質(zhì)。 (5)通過(guò)微量元素在剖面各層中的分布分析，可以看出S0發(fā)育時(shí)期降水較豐富，植被發(fā)育較好，風(fēng)化成壤作用較強(qiáng)，表層土壤較高含水量的階段持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，土層深部含水量較高。 (6)Sr元素遷移深度和CaCO3遷移深度一樣具有指示重力水入滲深度的作用。Sr含量表明全新世中期古土壤發(fā)育時(shí)基本沒(méi)有土壤干層發(fā)育，當(dāng)時(shí)有利于森林植被發(fā)育。 (7)通過(guò)對(duì)顆粒成分的計(jì)算