中国黄土研究的新进展

经济研究导刊

ECONOMIC RESEARCH GUIDE

总第76期

2010年第2期Serial No．76

No．2，2010摘

要：中国黄土分布广、地层全、厚度大，而中国的黄土研究也处于世界领先地位并经历了发现研究、比较研

究和目的研究三个层次阶段。从现今已有研究的成就中，

对中国黄土的研究状况从历史、现状和未来几个方面作一简单介绍，分别从黄土地环境研究的进展、黄土地球化学研究进展、黄土地层土壤学研究、黄土地层古植被研究、黄土的地质生态系统等方面作出述评，然后在前人的基础上总结目前研究的热点，揭示我国黄土研究总体发展的趋势。

关键词：黄土研究；地层黄土学；地质生态系统中图分类号：P941.74文献标志码：A

文章编号：1673－291X （2010）02－0248－03

收稿日期：2009-10-28

作者简介：尹爱华(1978-)，女，湖南邵东人，硕士研究生，从事人文地理学研究。

中国黄土研究的新进展

尹爱华１，陈翠峰１，石敢２

（１．西北师范大学地理与环境科学学院，兰州７３００７０；２．兰州军区军职以上退休干部休养所，兰州７３００００）

一、中国黄土研究状况

1.中国黄土研究的历史、现状和未来

中国黄土研究经历了发现研究、比较研究和目的研究三个层次阶段，今后需要加强目的研究。中国已有条件从黄土所保存的各种信息，以揭示新生代以来全球干旱化的机制、

规律和人类活动影响为目的，从区域性走向全球性研究，提出黄土“地质生态系统”研究的概念。

基础研究方面，讨论了：（1）黄土序列连续性和间断性的间断平衡(PLjN 〔汀UATEDEQUIUBRILJM 问题；（2

）黄土全球分布形成机制一元论问题；（3）黄土地貌形态与地壳运动表现问题。应用研究方面，讨论了：（l ）健康与黄土区域地球化学与地质生理学(GEO －PHYsl0LOGY)问题；（2）建设城乡与黄土地质生态结构问题；（3）农业与黄土区域生态系统管理评价，认为在黄土研究中会遇到社会和技术发展方面的挑战[1]。

2.中国黄土地环境研究的进展

中国黄土气候旋回划分、气候变化周期、黄土地层气候划分与深海沉积氧同位素曲线的对比，传统第四纪冰期划分与黄土地层气候旋回差异的原因，介绍了红褐色古土壤演积层和古土壤类型研究的新成果，黄土形成与演变的新模型，评述了黄土古植被研究的新进展和今后黄土环境研究的趋势。

二、黄土地球化学研究进展

1.中国第四纪黄土地球化学研究进展

黄土的地球化学研究是结合每一个阶段研究的中心任务逐渐发展起来的。从早期的探求黄土的物质组成和来源研究而开展的元素地球化学的研究，到探讨中国黄土——

—古土壤序列的环境意义而开展的宇宙成因核素、氧碳同位素、铁在表生环境下的地球化学行为，生物作用的地球化学过程等的研究，这些研究促进了我国第四纪地球化学的发展。

2.黄土的元素地球化学研究

20世纪50年代以来，刘东生等在对中国黄土进行全面调查的同时，做了较多的地球化学分析工作[2-5]。文启忠等[5-7]对80年代以前中国黄土的化学成分研究做了总结:（1）各地黄土(包括古土壤)的主要化学成分基本一致；（2）中国黄土的平均化学成分与地壳平均化学成分相似，MgO,CaO 和Na 2O 等稍低于地壳平均值；（3）第四纪以来黄土的化学成分具有一定程度的变化，Fe 2O 3,Al 2O 3逐渐减少,而FeO,CaO 和Na 2O 则具有不明显的增加趋势；（4）古土壤中Fe 2O 3,Al 2O 3,K 2O 和SiO 2等与黄土层中的FeO,CaO 和Na 2O 具有相反的变化。他们还就元素的区域变化进行了比较，认为无论是主要元素、

微量元素，还是稀土元素的含量均变化不大，黄河248——

中游各地马兰黄土及其粘粒组分中的REE的分布特

征都是富含Ce族稀土[6]体现了黄土母质——

—粉尘化学成分的均一性[3]。

最近黄土元素地球化学的研究主要集中在化学风化、气候和环境指标的元素地球化学分析以及对黄土来源物质的进一步调查。陈骏等对黄土化学风化过程的实验分析发现，黄土中仅Ca,Sr,P,Mg和Na元素在化学风化过程中为主要活动元素，这些元素相对于Al在古土壤中都亏损。顾兆炎等运用10Be作为示踪剂对粉尘沉积物的淋滤常数进行了计算，并对黄土中古土壤的风化淋滤程度进行估计，获得了硅酸盐中Ca，Na，Mg，U，K和Si在当地风化过程平均淋溶损失分别为43%，25%，18%，17%，约2%和约4%的结论。这两项研究从不同途径得到了相同的黄土化学风化特征，即黄土的化学风化为去除易溶碱性元素的过程。

气候、环境指标的元素地球化学分析为提取黄土——

—古土壤序列中蕴藏的古气候和古环境信息提供了新的途径。刘东生等根据Ti在风化过程中不移动性及抗化学风化的石英矿物在粉尘粗粒级富集的特征，

首次将SiO

2

/TiO2值作为指示冬季风强度的大气粉尘粒度的替代指标，用来解释0.15Ma以来黄土高原冬季风变化。陈骏等在考察若干微量元素的基础上，通过与广泛运用的气候替代指标磁化率的对比认为，Rb/Sr值具有明显的气候意义，在黄土——

—古土壤风化序列中，Rb/Sr值可以作为衡量东亚夏季风强度的替代指标。通过对2.6Ma以来洛川黄土——

—古土壤序列的Rb/Sr值测量，获得了比磁化率更具有明确气候意义的Rb/Sr 值的黄土高原古夏季风记录[7]。

三、黄土地层土壤学研究

黄土是风力作用的产物，发育在土壤化的环境中，所以其中发育了40余层红褐色古土壤。黄土中红褐色古土壤的研究始于20世纪50年代末，早期的研究认为黄土中的红褐色古土壤为碱性褐色土，发育在半干旱的森林草原条件下，根据古土壤微形态和淀积层分布等的研究认为，黄土中不仅有碱性褐土发育，还有棕壤、淋溶褐土及亚热黄棕壤发育。

四、黄土地层古植被研究

在黄土地层植被研究方面取得的进展也是比较大的，主要表现在以下几个方面。通过用强酸溶解等特殊处理方法，已在黄土层分离出很丰富的孢粉，为较全面地恢复黄土地层古植被打下了基础。黄土区现代土孢粉组合研究取得重要成果，获得了该地区不同的栋林地表中栋树花粉含量为2.7%—35.7%的认识，为恢复古植被类型提供了新的依据。黄土地层古植被研究精度大大提高，物别是对晚更新世以来的被演变划分理为详细。在上述植被类型中，今后黄土地层古植被研究的重要问题是通过表土孢粉分析，判定森林中优势乔木的种类组成，使古植被研究的水平进一步显著提高[8]。

五、黄土的地质生态系统

黄土地质生态系统把地质学和生态学结合起来作为自己的研究方向。它强调把人作为一种地质营力，把人作为生态系统中的一员。这是一个新的尝试，从我们现在对黄土高原了解的程度来看，作为一种地质体，黄土是探索人类生产环境可持续发展并需要深人研究的对象；黄土是记录新生代晚期以来全球自然环境和气候变化的最好载体。与深邃的海洋或寒冷的极地相比，黄土保存环境信息的数量和内容都比前两者好，而且陆地是我们人类自己生存的环境，它所提供的气候、生物和化学以及物理变化的信息远比深海和极地对人类生存更为直接和重要。

刘东生曾在1998年兰州的黄土与古土壤国际讨论会上将其称作红色黄土，以示区别于黄色黄土。即使暂时把7.2MaB.P.的风成沉积不算在内，从第四纪黄土算起也有2.6MaB.P.的较连续的记录。它记录了气候、生物和构造运动的活动和事件，其中包括了人类自己本身的化石记录以及几千年来有记载的文化历史。

1.黄土序列的连续性和间断性的间断平衡问题

把黄土与古土壤在一个剖面上的连续出现看成是一种现象与另一种现象连续的转换，另外也可以看作是地质意义上的连续间断。在黄土剖面上，黄色与红色是用肉眼都可以分辨的界限。OscarBaker用“间断平衡”的理论解释大冰期时地质现象。这是一种无机界的发展演化的关系。在今后工作中建立起黄土高原、黄土——

—古土壤序列的自己的划分系统，MIS一样有一套可以适用于干旱环境、大气沉积、季风影响的黄土与古土壤序列，它所揭示的地球系统科学意义，较南极、格陵兰冰芯和大洋钻探所揭示的意义更为深刻。

近年对黄土与沙漠的关系的工作已经取得了很好的进展。此外，我们还应继续关注粉尘的搬运、传输和堆积问题。黄土形成的全过程，包括了粉尘物质在其来源区，被不同高度的风力的搬运过程和在下风方向上合适地貌部位的堆积过程。近一段时期以来，在黄土的研究者之间一直“流行”一种提法，即将黄土视作冬季风的产物。我国的气象观测已经表明，我国的冬季风主要与来自北半球高纬地区的冷空气爆发有关，但并不是每次的冷空气爆发都能导致沙尘暴的发生。只有那些产生强烈的蒙古气旋及活跃的锋面系统的冷空气爆

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