關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)模地進行以植樹種草為主的生態(tài)環(huán)境建設，而且在延安以南地區(qū)主要是恢復森林植被。如果該區(qū)不是森林發(fā)育的地帶，那么不僅會出現(xiàn)造林不成林的現(xiàn)象，造成經濟上的巨大損失，而且會導致植被退化和土壤干燥化?，F(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)有無較廣泛的森林發(fā)育，對現(xiàn)代的植樹造林工作有重要的參考價值。 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型植被發(fā)育的最關鍵因素。人們對黃土高原土壤水分進行了很多研究，已經認識到較嚴重的土壤干層是造成延安及以北地區(qū)人工林生長不良的主要原因。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和發(fā)育強弱，是決定植被類型的最主要和最關鍵的因素?，F(xiàn)代黃土高原地區(qū)的重力水入滲深度一般不能到達2m，2m以下是入滲、運移很緩慢、含量低的薄膜水，所以容易形成長期性土壤干層和嚴重的水分不足。 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段，采取野外考察，室內實驗相結合的方法，通過CaC03含量與微量元素測定、顆粒成分分析、土壤微結構鑒定等多項指標，對關中平原全新世黃土、土壤和全新世土壤水環(huán)境進行了研究，獲得的主要認識有： (1)應用CaC03淀積深度模型，結合土壤水分的運移規(guī)律和水分在土體分布中的格局及其有效性，對關中平原全新世土壤水進行了研究，并利用現(xiàn)代降水量進行驗證。研究得出，全新世土壤S0發(fā)育時期，秦嶺山前地帶王莊剖面的重

4、力水入滲深度達到3m；關中平原中部安村剖面和西楊萬村剖面的重力水入滲深度達到2.12m；關中平原西部岐山雍川鎮(zhèn)剖面的重力水入滲深度達到2.3m，重力水入滲深度指示當時的年降水量為800mm左右。根據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)育時關中平原基本沒有土壤干層發(fā)育，土層中的有效水分布深度可以滿足森林植被生長的需要，表明關中平原全新世中期古土壤發(fā)育時的植被類型應為森林。 (2)通過對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，應該是發(fā)育在全新世古土壤形成的中、后期，當時古土壤的發(fā)育已經成熟。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可以達到4m，全新世中期古土壤發(fā)育時深部土層含水量高，能夠滿足森林植被發(fā)育的需要。植物根孔的分布和重力水的入滲深度表明當時植被應為森林，全新世中期古土壤發(fā)育時深部土層含水量高。 (3)通過對關中平

6、原全新世古土壤微結構和超微結構的鑒定以及CaC03含量測定、CaC03遷移深度研究以及元素分析，發(fā)現(xiàn)關中平原全新世中期的成壤強度比現(xiàn)代關中平原和華北平原顯著強，當時形成的土壤與發(fā)育弱的黃棕壤基本相同。據此判斷當時的年降水量為800mm左右，那時暖濕氣團的活動強度大，能夠較頻繁地越過秦嶺到達關中平原。 (4)關中平原全新世晚期黃土經歷了明顯的風化成壤作用，具備土壤的結構和特點，具有殘積—淀積粘化特征，表明L0是在相對冷干氣候條件下

7、形成的土壤，該層黃土成壤強度與溫帶褐色土類似，具堿性褐土的性質。 (5)通過微量元素在剖面各層中的分布分析，可以看出S0發(fā)育時期降水較豐富，植被發(fā)育較好，風化成壤作用較強，表層土壤較高含水量的階段持續(xù)時間較長，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)育時基本沒有土壤干層發(fā)育，當時有利于森林植被發(fā)育。 (7)通過對顆粒成分的計算