渭河上游地区黄土剖面记录的全新世成壤环境及人地关系变化研究

论文摘要

黄土-古土壤序列被认为是记录过去环境变化的良好信息载体,其反映的成壤改造特征及古气候变化信息对于全球变化等热点问题的研究具有重要意义。近年来全球变化研究已经取得了巨大成就,全新世气候环境变化与人类生存及其发展的耦合关系研究也成为了热点问题之一。渭河上游地区地处我国东部季风区、西北干旱区及青藏高寒区三大自然区域的过渡地带,能够对我国季风气候和全球变化做出敏感响应。同时,渭河上游地区是我国北方古文明的重要发祥地之一,文化遗址分布广泛,这些遗址为研究全新世以来人类活动的演变历程提供了有利条件。本文研究主要聚焦于全新世以来成壤环境变化特征,并在此基础上,探讨全新世环境变化与人类活动之间的联系。选取渭河上游樊家城（FJC）黄土剖面为研究对象,野外经过详细考察并进行连续系统采样,室内对其磁化率、粒度、色度等理化性质进行了系统测试,并结合光释光（OSL）测年数据、地层对比和文物遗迹分析,获得了以下几点主要结论:（1）建立了樊家城黄土剖面完整的地层序列及其年代框架。根据黄土剖面野外宏观特征和室内理化指标,并结合OSL测年数据,将樊家城黄土剖面自上向下依次划分为:表土层MS（1 500～0 a BP）—全新世黄土 L0（3 100～1 500 a BP）一古土壤层 S0上（5 000～3 100 a BP）—黄土夹层 Lx（6 000～5 000 a BP）—古土壤层 S0下（8 500～6 000 a BP）—过渡黄土 Lt（11 500～8 500 a BP）—马兰黄土L1（?～11 500 a BP）。（2）分析和总结了渭河上游地区黄土-古土壤理化性质。樊家城剖面不同地层单元理化指标表现出明显差异,磁化率、粘粒（<5 μm）、细粉砂（5～10 μm）、粘粉比、a*、烧失量、吸湿水等指标变化趋势一致,而粗粉砂（10～50 μm）、砂粒（>50 μm）、L*等指标变化趋势与前几种理化指标变化趋势相反。具体表现为:黄土层磁化率介于 86.63～110.20X 10-8 m3·kg-1 之间,均值为 96.53 X 10-8 m3·kg-1,古土壤层磁化率变化范围是90.57-116.27X 10-8 m3·kg-1，均值（108.59X 10-8 m3·kg-1）明显高于黄土层。粒度组成以粉砂（5～50 μm）为主,整个剖面含量介于62.4%～77.10%之间,平均为68.60%,符合风尘黄土沉积的主体部分,粘粒（<5μm）含量次之,介于11.40%～26.40%,砂粒（>50μm）含量最小,介于8.60%～19.90%。黄土层 L*和 b*（55.99、12.01）高于古土壤 S0（55.65、11.83）,a*与L*、b*变化趋势相反,古土壤层（4.31）高于黄土层（4.22）。剖面烧失量与吸湿水含量呈现黄土层低（13.21、0.79）古土壤层高（16.64、0.98）的特征。CaC03含量变化在11.61%～15.83%之间,古土壤层CaCO3均值为12.70%,黄土层均值为14.04%。值得注意的是,古土壤层中部理化指标出现异常波动,磁化率值较上下相邻古土壤层出现波谷,细粉砂含量明显减少,砂粒含量显著增多,L*值升高,烧失量含量明显降低,指示了古土壤形成时期出现了气候的次级波动,气候向干冷化转变。（3）讨论和揭示了渭河上游地区黄土的风化成壤强度变化规律。对理化指标研究表明,FJC剖面不同地层之间的风化成壤强度差异明显。马兰黄土 L1各理化指标均体现了风成黄土的基本特征,指示成壤改造作用微弱;过渡黄土 Lt形成时期成壤作用有所增强;古土壤S0成壤改造作用最强烈。对比分析发现,古土壤层中部各理化指标发生了明显的波动,形成了黄土夹层Lx,说明该时期成壤作用减弱;近代黄土 L0成壤强度高于马兰黄土层L1而明显弱于古土壤层S0。因此,FJC剖面风化成壤强度呈现出由马兰黄土层L1到古土壤S0逐渐升高、而由古土壤S0到全新世黄土 L0又降低的规律。（4）重建了渭河上游地区晚更新世以来的气候变化轨迹。根据成壤特征将渭河上游地区晚更新世以来气候变化划分为以下几个阶段:晚更新世末期（?～11500 a BP）,气候寒冷干旱。全新世早期（11 500～8 500 a BP）,气候开始向暖湿方向转变,但总体上仍较为干冷。全新世中期（8 500～3 100 a BP）,成壤作用最为强烈,气候温暖湿润;其中,6 000～5 000 a BP出现了温度降低、降水减少的气候恶化事件。全新世晚期（3 100 a BP以来）,受全球气候变化的影响,东亚季风格局发生转变,气候转为寒冷干旱。（5）初步探讨了渭河上游地区全新世时期人地关系演变过程。环境是古人类和古文化发展的前提条件,尤其是在生产力水平低的新石器时期,人类及其文化的发展与衰落都与自然环境变化密切相关。表现为8 500 a BP以前气候干冷,人类活动强度很弱。8 500～6 000 a BP期间气候暖湿,动植物资源丰富,人类活动强度增强,原始定居农业得到发展,区内发展了大地湾一期文化和仰韶早期文化;6000～5 000 a BP期间自然环境恶化背景下,在本阶段初期反而刺激先民通过提高生产技术和改进生产工具延续了仰韶文化的发展与繁荣,后期气候条件持续恶化超过人类本身应对自然环境变化的能力,最终导致了仰韶文化的衰落。5 000～3100 aBP气候好转,人类活动强度持续增强,出现和发展了繁荣的马家窑文化和齐家文化。在3 100 a BP以后,气候转为干冷,原始定居农业逐渐衰落,区内由原始定居农业文化转向游牧类型文化。

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摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 选题依据

1.2 研究进展与研究现状

1.2.1 黄土研究现状

1.2.2 全新世人地关系研究

1.3 研究内容与过程

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究过程

1.3.3 工作量

第2章区域概况和研究材料

2.1 研究区自然环境

2.2 研究材料

2.3 樊家城剖面的地层序列和年代

2.3.1 地层序列

2.3.2 地层年代

第3章研究方法

3.1 野外工作方法

3.2 室内研究方法

3.2.1 磁化率的测定

3.2.2 粒度的测定

3.2.3 色度的测定

3.2.4 烧失量的测定

3.2.5 吸湿水的测定

3.2.6 碳酸钙的测定

0.1 mm）形态的观察'> 3.2.7 粗颗粒（>0.1 mm）形态的观察

第4章实验结果与分析

4.1 磁化率特征

4.1.1 磁化率的意义

4.1.2 樊家城剖面磁化率特征

4.2 粒度特征

4.2.1 粒度组成特征

4.2.2 粒度参数特征

4.3 色度特征

4.3.1 色度的意义

4.3.2 樊家城剖面色度特征

4.4 烧失量特征

4.4.1 烧失量的意义

4.4.2 樊家城剖面烧失量特征

4.5 吸湿水特征

4.5.1 吸湿水的意义

4.5.2 樊家城剖面吸湿水特征

3特征'> 4.6 CaCO₃特征

3的意义'> 4.6.1 CaCO₃的意义

3特征'> 4.6.2 樊家城剖面CaCO₃特征

0.1 mm粗颗粒'> 4.7 >0.1 mm粗颗粒

0.1 mm粗颗粒的意义'> 4.7.1 >0.1 mm粗颗粒的意义

4.7.2 木炭屑、陶屑及生物碎屑的分布及其意义

第5章渭河上游地区全新世环境与人地关系演变

5.1 渭河上游地区全新世成壤作用与环境变化

5.2 不同区域气候变化对比

5.3 渭河上游地区全新世时期人地关系探讨

第6章结论与创新点

6.1 主要结论

6.2 创新点

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的科研成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 温瑞艳

导师: 庞奖励

关键词: 渭河上游,黄土古土壤,全新世,环境变化,人地关系

来源: 陕西师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地质学,地质学,工业通用技术及设备

单位: 陕西师范大学

基金: 国家自然基金项目(41271108),中央高校基本科研业务费项目(GK201601006)

分类号: P532;P534.63;P642.131

DOI: 10.27292/d.cnki.gsxfu.2019.000773

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渭河上游地区黄土剖面记录的全新世成壤环境及人地关系变化研究

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