中国黄土高原分布的半干润均腐土是现代土壤还是古土壤--翻译

中国黄土高原分布的半干润均腐土是现代土壤还是古土壤

摘要：半干润均腐土在中国黄土高原广泛分布，农业土壤学家将半干润均腐土分类为现代

土壤，地质学家则将其分为古土壤。我们对黄土高原的半干润均腐土进行高分辨率野外调查，包括野外观察、元素分析、释光断代、磁化率和粒径分布的测定。结果表明在全新世期间理化性能的形成和土壤剖面的发展与尘土不断地堆积的地表发育是同步的。距今11500年堆积尘土的连续强烈风化导致整个全新世早期强烈的化学分异。在高原距今8500年-3100年，半干润均腐土发育，在全新世中期气候适宜期由于降雨增加和土壤水分充足导致化学分异达到最大值。土壤形成持续了5400年，在距今3100年停止。主要的土壤回归从距今3100年开始，这是由于在整个黄土高原气候干旱和尘土堆积加强导致。一般新生黄土和表土层在半干润均腐土50-80cm上堆积.强烈的径流侵蚀和沉积的再次改造的结合加剧了土壤回归。大规模的土地开垦在高原上持续了大约2170年。旱作农业的农业景观形成大约1500年。因此，现在表土层已经堆积和历史上人类耕作和厩肥的施用也影响了现代表土层。由于干旱的气候

和土壤水分缺乏，可溶性物质停留在表土层。

1.引言

全新世土壤剖面受到连续气候变化和人为活动的影响；人类对自然景观的改造，以及人类扰动的影响。然而，黄土高原高地上全新世黄土的堆积和土壤的形成的高时空分辨率的研究却少之又少。由于缺少高时空分比率的数据导致对土壤属性和土壤剖面理解的偏差。因此在研究土壤形成刚才的时环境变化，粉尘堆积，景观变化，地表变化，土壤年龄，人类扰动这些因素常常会被忽略掉。所以在对广泛分布于中国黄土高原上的半干润均腐土的起源和分类问题上，土壤学家和地理学家很难达成共识。有关这个问题已经引起了广泛的讨论。

本文通过对黄土高原腹地，元素变化，粒度分析，磁化率分析，光释光断代，考古学测年等进行详细研究。研究发现黄土高原土壤属性变化和土壤剖面的变化与半干旱区的气候变化，尘土堆积，地表过程，人类对自然景观的改变有关。这对于追求自然系统土壤分类的真

是状况是极有利的。

2.研究地点

本文的研究点位于陕西省长武县泾河中游，平均海拔大约在1000-1200 m左右。高原被第四纪黄土和古土壤覆盖，厚度达150 m。泾河及其支流在高原上深切形成200-300 m的深沟，该地年平均气温9℃，最低温在一月约-5℃，最高温集中在七月月22.5℃。年降水量500 mm，主要集中在7-9月。该地是半干旱区季风气候，每年3-5月长发生沙尘暴天气。半干润均腐土主要形成后被埋藏在表土层下50-80 cm。土壤PH为8.0-8.5。在7800 a B.P.在河谷地带开始了耕作业。在沿河谷地带分布着大量新石器时代和青铜器时代的考古遗址。7800 a B.P.以来开始在河谷低级阶地上种植谷物。然而，大规模的开荒垦田开始的事件要在此之后很长一段时间。而在相对较高的地带一直到秦汉时期都没有开始发展种植业。在现代突然剖面和表土层中都发现了耕作层，而下伏的半干润均腐土在历史时期均受到耕作的影响。历史

时期该地的主要农作物为小麦，玉米，高粱，豌豆，扁豆等。1980年以来高海拔地区助于奥开始发展苹果树种植业。之所以能有这样的从种植业向园艺业的转变主要在于地层中的半干润均腐土。现代农业和园艺业的主要自然灾害包括干旱，水资源短缺，霜冻，沙尘暴，土壤水分缺乏，水土流失等。

3.研究方法

在2001-2005年我们对泾河中游的高低进行野外调查。通过野外对土壤剖面颜色、质地、构造的仔细观察我们进行了地层划分。在二堂村（ETC）缓坡高地上一个完整的土壤地层剖面作为我们的研究剖面。在泾河峡谷的低阶地下河村（XHC）上我们还发现了一个相联系的剖面。沿着剖面每2cm连续采样。同时我们还在剖面用钢管采取释光样品。磁化率(称取10g土壤样品)的测定采用MS-2型仪器进行。粒径>0.1mm用筛子筛选，然后在双筒显微镜下观察。重液体法准备木炭样品及木炭碎片在显微镜下计算。全碳量和全有机质使用高TOC-II分析仪分析。化学分析用PW2403 X射线荧光光谱仪测定。释光断代采用细颗粒单片再生剂量法。ETC剖面的化学数据在下文的几个图表呈现，其中粗线显示元素浓度的变化，细线表示的是元素与TiO2的比值为减去碳酸盐淋溶淀积作用的影响。

4.采样点、地层和年代学

研究范围内黄土高原高地的景观包含地面坡度低于5°的平缓的斜坡。历史上由于旱作农业大多土地转变为一系列的抬升梯田。一个完整的全新世黄土-土壤地层剖面在底部(在1200米的水平距离内海拔从1050米上升为1130米)发现。在这个地点之下坡度变得更平缓，在800米的水平距离内海拔从1050米上升为1030米。这意味着整个研究地点表面坡降从约4°向下变为约1.5°。研究的土壤剖面以附近的二堂村命名，毗邻峡谷相联系的土壤剖面以下河村峡谷命名。

表1和图2中呈现ETC剖面的土壤和地层划分及土壤与沉积物描述。土层和地层划分的区分基于野外颜色、质地和构造截然不同的特征。剖面中磁化率、全炭、全有机质和N 浓度的变化能够在地层之间提供一个更精确地边界区分。

在ERC地点，全新世黄土-土壤剖面覆盖在末次冰期形成的马兰黄土之上，这与整个黄土高原其他地方是一样的。黄土和全新世剖面的边界在300cm深度。这个边界是中国黄土-古土壤序列最重要的地层划分线之一，标志着距今11500年末次冰期的结束和全新世的开始。半干润均腐土（S O）在剖面240cm-150cm范围。S O在整个黄土高原广泛分布和它距今8500年-3100年。S O之下是全新世早期的过渡层（L t）,S O被深度范围是150cm-0cm全新世晚期现在黄土和表土层覆盖。年代框架的确定是用OSL断代和剖面中发现的人类遗址。XHC 的地层划分和ETC的地层划分是准确联系的。XHC的层位用OSL方法确定。XHC剖面的更多层位是位于新石器时代和青铜时代遗址的外围，并受到人为扰动。在样品中获得考古可识别的陶瓷碎片。

ETC剖面的年龄/深度曲线由OSL断代和考古年龄结合XHC剖面的地层边界及毗邻区