黄土剖面中缓效钾的生物

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1、黄土剖面中缓效钾的生物摘要：分析了黄土剖面中缓效钾的生物-地球化学特征，认为黄土-古土壤序列中缓效钾的形成既受到地质大循环的控制，又受到了地区生物小循环的影响作用；通过对磁化率与缓效钾的含量进行相关分析，结果表明缓效钾的形成与东亚古夏季风变化有密切关系，比传统的替代性指标磁化率更能反映古气候环境变化过程中次一级的气候波动事件，是一种新的反映东亚夏季风变化的替代性指标。　　关键词：缓效钾；磁化率；夏季风变化；古气候环境　　1672-1683（2010）06-0018-03　　CharacteristicsofSloistryintheL

2、oessSectionanditsPaleoclimaticEnvironmentSignificance　　S2磁化仪进行低频质量磁化率的测定，每一个样品测量6次，取其平均值。　　2.1土壤中缓效钾的生物-地球化学特征　　土壤中钾素根据化学形态可分为水溶性钾、交换性钾、非交换性钾和结构钾；根据对植物的有效性分为速效钾（水溶性钾和交换性钾）、缓效钾（非交换性钾）和无效钾（结构钾）［7］。土壤中缓效钾（非交换性钾）指镶嵌在某些2∶1型黏土矿物（如伊利石、蒙脱石、蛭石和流泥石等）结晶层之间所固定的钾，缓慢地被释放到土壤溶液中［8］。无效钾

3、可以经过缓慢风化转化为缓效钾，缓效钾经过风化可以转变为速效钾，速效钾可以直接被植物吸收利用。从各钾素在土壤中含量来看，无效钾缓效钾＞速效钾［7］；从其对作物有效性来看，速效钾＞缓效钾无效钾［7］。　　2.2黄土剖面中缓效钾的古气候指示意义　　黄土-古土壤中钾素单一，钾源应于黄土母质——风尘的堆积，钾汇在于钾素的经风化侵蚀、径流流失或者生物系统内流转与迁出。因此，黄土体系与其他体系之间钾素的循环交换机理相对较为简单，而钾素在黄土体系内部的生物地球化学转化、分异、迁出和循环显得复杂得多。　　缓效钾的生物-地球化学特征决定了其在黄土剖面中

4、含量的分布变化主要受到风化成壤以及生物作用有关。在冬季风较强的堆积期，黄土受到外界环境干扰以及生物作用较弱，无效钾难以经过有效的风化作用大量地转化为缓效钾（黄土剖面上无效钾约占全钾的94％，是缓效钾的最主要），不利于缓效钾的形成，其含量会较低。然而，在夏季风较强的成壤期，黄土受到外界环境的强烈风化作用有利于无效钾向着缓效钾的转变；当然，也有利于缓效钾向速效钾转化、从而引起速效钾被植物吸收利用或流失，土壤中速效钾的减少促进了化学平衡向着更多的缓效钾和速效钾的形成，由于速效钾含量不足缓效钾含量的1/10（约占784％），并且极易流失，对于环境

5、变化的信息应更多地保存在较为稳定的缓效钾中。因此，可以认为黄土剖面中缓效钾的含量与分布主要是受到东亚季风气候的影响，能够反映古气候环境变迁。　　2.3黄土剖面中缓效钾的古气候信息记录　　2.3.1黄土剖面中缓效钾的含量与分布特征　　整个黄土剖面上缓效钾的平均含量约为1166ppm，变化范围为743～1800ppm。缓效钾的最低含量发现存在于黄土层L.1，其值约为743ppm，该黄土层中缓效钾平均含量约为946ppm；最高含量的缓效钾出现在古土壤层S.0(黑垆土层)，为1800ppm，该古土壤层中缓效钾的平均含量约为1483ppm（表2

6、）。其他过渡性土壤层中缓效钾含量变化都在其间；总体特征是古土壤中缓效钾含量要比黄土层中缓效钾含量要高。这也说明，缓效钾的含量与分布特点应该与黄土剖面上古土壤的发育形成过程有密切关系。表2黄土剖面中缓效钾的含量与分布Table2Thecontentanddistributionofslo最大值最小值平均值　　表土耕作层(TS)155213861503　　现代黄土(L.0)158513611465　　古土壤(S.0)180012001483　　过渡性古土壤（S.0-1）12508311003　　过渡性黄土（L.1-0）1019843932

7、　　黄土（L.1）1139743946　　过渡性古土壤（S.1-0）1459104212652.3.2黄土剖面中缓效钾与磁化率的关系　　黄土－古土壤序列的磁化率是公认地［2］反映东亚古夏季风变化的良好替代性指标（主要反映黄土-古土壤序列的成壤强弱程度）。通过对黄土剖面中磁化率与缓效钾的含量进行相关性分析（图1）表明，缓效钾的含量与磁化率有非常显著性的高度相关性（r2=06294，P＜001），说明了缓效钾的形成与黄土风化成壤作用密切相关，其形成过程应受到了黄土-古土壤的成壤作用，是能够反映东亚古夏季风变化的。图1黄土剖面中

8、磁化率与缓效钾含量的相关性分析　　Fig.1Thecorrelationdiscussionofthesusceptibilityandcontentofsloaticrecor