环境生态与土壤资源：研究第四纪古气候成果

为了研究某地区土壤发生与分类，首先有必要揭示该地区地表发展历史，特别需要重建该地区第四纪古地理与古成土过程。由于土壤形成物是反映特定土壤形成过程的产物，因而土壤剖面中那些不能用现代气候生物条件和现代成土过程来解释的继承性土壤形成物，即土壤残遗体是古成土过程和古土壤的重要证据，而土壤微形态方法则是研究土壤剖面中土壤残遗体或残遗特征的有力手段。通过对古土壤残遗体的微形态研究，就能正确地判断其古气候环境。

笔者在研究鄂北鄂西北黄褐土形成问题和鄂北豫西南第四纪地层中的古土壤问题时，就是运用土壤微形态方法来探讨这两个问题并揭示上述地区古气候的。(www.xing528.com)

研究表明，在鄂北、豫西南和鄂西北许多岗地和高阶地上广泛分布着由中更新统网纹红土和棕红色粘土母质发育的古红壤，以及由上更新统黄褐色亚粘土母质发育的古黄棕壤。这两种古土壤均可经过后期复钙成土过程并在现代自然条件下形成黄褐土。这是在同一土壤剖面中发生的新成土过程对古成土过程的“发育重叠”，即土壤的多元发生过程。土壤薄片镜鉴表明，在某些黄褐土微形态中，有大量古红壤残遗特征：氧化铁浸染基质在透射光下呈现红棕色，色调在5YR～7.5YR范围，亮度5，彩度8；铁锰浓聚物较多，主要为浑圆形铁质凝团、凝块，在透射光下呈暗棕色，在斜反射光下呈红棕色；沿孔隙壁淀积了大量光性定向粘粒胶膜，它在单偏光下颜色比周围基质鲜艳，呈亮黄棕，在正交偏光镜下具有高双折射率，旋转载物台时可见到黑色消光带在粘粒胶膜上移动。上述均为土壤脱硅富铁铝、粘粒淋淀和气候湿热的重要微形态标志，而这些都是与当今鄂北鄂西北气候条件不相谐调的，唯一可用古红壤予以解释。更有意义的是，在许多黄褐土剖面中有大量钙质结核（当地称料姜），其中含有数粒铁锰结核（铁子）。用偏光显微镜观察料姜薄片也证实有这种“钙包铁”现象存在（这是土壤复钙的有力证据），且发现有方解石晶体从孔隙壁析出。按照地球化学元素迁移规律，当土体中铁铝明显聚集时，游离碳酸钙早已从土体中淋失。因此，对于这种料姜包裹铁子（说明料姜形成于铁子之后）现象，只能如此推论：土壤在湿热气候条件下盐基淋失并产生了铁子，随后又发生了富含钙质的黄土状物质沉积于古土壤之上（即复钙过程），当时气候相对干冷，后来在漫长的成土过程中，发生钙质淋淀并以古土壤中的铁子为核心聚集成钙质结核，进而形成直径数厘米的料姜（又名砂姜）。当地钻孔资料表明，第四纪地层中有多层料姜出露，这也说明曾出现沉积过程大于成土过程和成土过程大于沉积过程的两种地表历史阶段的多次更替，以及气候的干湿冷热周期性变化。野外考察土壤剖面和室内进行土壤微形态研究表明，在鄂北豫西南第四纪地层中，古红壤是出现在网纹红土之后及黄褐色亚粘土之前，由此可推断，在中更新世与晚更新世的过渡时期，本区气候是很湿热的。