【摘要】：黃土高原的風(fēng)塵沉積物可靠地記載了第四紀(jì)以來(lái)完整的古環(huán)境信息,全新世是人類(lèi)大發(fā)展時(shí)期,其環(huán)境與人類(lèi)及社會(huì)發(fā)展的關(guān)系極為密切。關(guān)中盆地位于黃土高原南部,是季風(fēng)演變的敏感區(qū)域,對(duì)全球變化有其特有的響應(yīng)模式,其在盆地東部與西部的響應(yīng)也有所不同。論文對(duì)全新世時(shí)期關(guān)中盆地東、西部區(qū)域環(huán)境差異及其機(jī)理進(jìn)行對(duì)比研究,其成果為預(yù)測(cè)未來(lái)黃土高原南緣環(huán)境演變和季風(fēng)變化規(guī)律提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),研究具有重要的科學(xué)意義。在野外考察的基礎(chǔ)上,選擇關(guān)中盆地東部的YHC剖面和盆地西部的LC剖面作為代表性剖面,對(duì)其不同觀察尺度下的形態(tài)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)(色度、磁化率、粒度、吸濕水、燒矢量、CaCO3含量、pH)和地球化學(xué)參數(shù)(常量元素和微量元素)進(jìn)行了系統(tǒng)的觀察和分析,在綜合分析第一手實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,嘗試性對(duì)環(huán)境替代指標(biāo)進(jìn)行了R/S分析、偏相關(guān)分析和區(qū)域驗(yàn)證分析,探討有關(guān)環(huán)境替代指標(biāo)的本質(zhì)和環(huán)境敏感性、盆地東部與西部土壤風(fēng)化程度及演變模式,重建關(guān)中盆地東部和西部全新世時(shí)期環(huán)境變化和夏季風(fēng)進(jìn)退的過(guò)程。通過(guò)區(qū)域和全球的廣泛對(duì)比,查驗(yàn)關(guān)中盆地環(huán)境演變的區(qū)域響應(yīng)。本文的研究獲得下列主要結(jié)論：(1)不同剖面的理化性質(zhì)參數(shù)研究發(fā)現(xiàn)：①環(huán)境替代指標(biāo)在全新世剖面中均表現(xiàn)出系統(tǒng)性變化,磁化率、紅度、黃度、粘粒、燒矢量、吸濕水從L1→Lt→S0階梯式增加,到L0又下降；亮度、pH、CaCO3含量表現(xiàn)出相反的變化趨勢(shì)。關(guān)中盆地東部與西部全新世剖面各理化指標(biāo)也存在一些異常波動(dòng)。②成壤強(qiáng)度西部LC剖面高于東部YHC剖面,區(qū)域差異明顯。(2)對(duì)不同剖面的地球化學(xué)過(guò)程分析認(rèn)為：①常量微量元素含量、元素遷移率和化學(xué)分子比均對(duì)環(huán)境變化反應(yīng)敏感,不但能夠揭示土壤-古土壤的旋回性波動(dòng)變化,明確驗(yàn)證了關(guān)中盆地東部YHC和西部LC剖面理化性質(zhì)揭示的次級(jí)變化,是否為次級(jí)氣候事件：LC剖面210～200cm、160cm為次級(jí)事件,290cm為碳酸鹽淀積造成的假象；YHC剖面150～140cm和110～100cm的劇烈波動(dòng)為氣候波動(dòng)事件。②各種元素含量、遷移率和風(fēng)化指數(shù)一致揭示,關(guān)中西部LC剖面的風(fēng)化程度高于關(guān)中東部YHC剖面。元素遷移率、硅鋁系數(shù)、CIA共同揭示,關(guān)中西部LC剖面達(dá)到中等風(fēng)化程度,So形成時(shí)發(fā)生了微弱的脫硅富鋁化作用；東部YHC剖面處于低等風(fēng)化階段和中等風(fēng)化的過(guò)渡階段,未發(fā)生脫硅現(xiàn)象,鎂的淋溶微弱。(3)對(duì)沉積物的微觀結(jié)構(gòu)觀察認(rèn)為：①基于偏光圖像提取的土壤孔隙定量化參數(shù)(土壤孔隙度、孔隙分形維數(shù)、面積、圓度、長(zhǎng)度、寬度等)與其它成熟環(huán)境替代指標(biāo)可以進(jìn)行良好的對(duì)比,能夠揭示全新世的環(huán)境變化規(guī)律。②關(guān)中盆地西部LXY剖面S0中,鏡下發(fā)現(xiàn)有大量清晰的木本植被的根孔,粘化層中有許多棕紅-棕黃色光性粘粒膠膜聚集和大量鐵錳銹斑；關(guān)中盆地東部YHC剖面未發(fā)現(xiàn)上述特征形成物。(4)關(guān)中盆地東、西部的風(fēng)化成壤存在顯著差別。R/S分維分析和區(qū)域分析相結(jié)合進(jìn)行的綜合分析發(fā)現(xiàn)：①關(guān)中盆地土壤發(fā)育主要受控于降水,即夏季風(fēng)指標(biāo)。缺乏有效的溫度,即冬季風(fēng)替代指標(biāo)。②成壤強(qiáng)度具有明顯差別(LCYHC)。全新世大暖期成壤最強(qiáng)時(shí),關(guān)中西部LC剖面達(dá)到棕壤甚至黃棕壤的發(fā)育程度,YHC僅發(fā)育到褐土階段,并討論了形成機(jī)制。(5)全新時(shí)期關(guān)中盆地氣候的演變和對(duì)全球變化的的響應(yīng)具有這樣的規(guī)律：①關(guān)中盆地西部和東部全新世氣候變化規(guī)律基本一致：早全新世,夏季風(fēng)增強(qiáng),成壤改造開(kāi)始；中全新世是全新世最為暖濕的階段；晚全新世,夏季風(fēng)再度減弱,氣候變冷變干。②關(guān)中盆地東部與西部剖面記錄到不同的氣候突變事件。關(guān)中盆地西部LC剖面記錄的7670～7200 a B.P,事件,是以小幅度降溫為主的夏季風(fēng)減弱事件,區(qū)域水文系統(tǒng)響應(yīng)不明顯。盆地東部YHC剖面記錄到的4400-3800a B.P.和3100 a B.P.事件以降水驟減為特征,流域水文系統(tǒng)響應(yīng)敏感,渭河流域和干支流普遍發(fā)生洪水。③關(guān)中盆地東西部全新世大暖期鼎盛期開(kāi)始的時(shí)間、夏季風(fēng)進(jìn)退快慢均存在一定差異,可能跟秦嶺對(duì)季風(fēng)的差異性阻擋有關(guān)。論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是：在綜合分析第一手實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,嘗試性對(duì)各種環(huán)境替代指標(biāo)進(jìn)行R/S分維分析和區(qū)域驗(yàn)證,以及多指標(biāo)間的相互驗(yàn)證,得出新的認(rèn)識(shí)：①關(guān)中盆地土壤發(fā)育主要受控于降水,即夏季風(fēng)指標(biāo),關(guān)中盆地東部與西部成壤強(qiáng)度具有明顯差別(LCYHC)。全新世大暖期成壤最強(qiáng)時(shí),關(guān)中西部LC剖面達(dá)到棕壤甚至黃棕壤的發(fā)育程度,YHC僅發(fā)育到褐土階段。②關(guān)中盆地東部和西部全新世氣候變化規(guī)律基本一致,但記錄到不同的氣候突變事件,關(guān)中盆地西部LC剖面記錄的7670～7200 a B.P,事件,是以小幅度降溫為主的夏季風(fēng)減弱事件；盆地東部YHC剖面記錄到的4400-3800a B.P.和3100 a B.P.事件以降水驟減為特征。
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【學(xué)位授予單位】：陜西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：P532;P534.632
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本文編號(hào)：2438753