风化过程的研究对于解决全球气候变化、物质循环等环境问题有着重要意义。磷和硫是植物生长必需的第二、第四重要的营养元素。研究风化过程中磷和硫的赋存形态、迁移转化等生物地球化学循环过程，对进一步揭示硫和磷元素的表生地球化学循环以及全球气候变化影响下的生态环境的演变具有重要意义。　　本研究选择中温带气候区的内蒙古剖面(NMG)和长白山剖面(CBS)，暖温带气候区的秦皇岛剖面(QHD)，亚热带气候区的江西剖面(JLN-S1、S2、S3、S4)，以及热带气候区的海南剖面(HN)共计八个花岗岩风化剖面为研究对象，对比研究了不同气候环境下花岗岩风化过程中磷和硫的分布规律及其演化特征，得到了以下几点结论:　　一.花岗岩风化过程中磷的地球化学行为及其对气候变化的响应　　利用Hedley化学提取法和同步辐射X射线吸收光谱技术（XANES），研究风化剖面中磷的形态及其生物有效性，揭示风化成土过程中磷的生物地球化学循环过程及其驱动机制，并结合气候条件探讨气候对磷生物地球化学行为的影响。同时比较两种方法在剖面样品磷形态研究中的优缺点，为完善土壤磷的生物地球化学循环研究提供新途径。　　(1)典型风化剖面中磷的生物地球化学循环过程及其驱动机制探讨:A层由于大气降尘输入和植物泵吸作用，总磷含量较高。磷形态以铁铝结合态磷为主(59.7％)，其次是有机磷(23.1％)，钙结合态磷较低(17.2％)。该层较强的微生物活动促进有机磷矿化，使得磷表现出较高的生物有效性(24.2-39.1％)。B层受风化成土、植被吸收和淋溶等因素作用下，总磷含量显著下降。磷形态以铁铝结合态磷为主(84.4-97.2％)，有机磷普遍较低(2.8-11.2％)，钙结合态磷几乎消失(0-4.4％)。B层最明显的特征是植物根系广泛分布以及较高的铁/铝氧化物含量。植物根系通过分泌酸性物质酸化土壤而促进钙结合态磷溶解，使得磷表现出较高的生物有效性(21.7-46.2％)。其中大部分溶解态磷通过植物吸收和淋溶作用而移出该层，其余溶解态磷被土壤中的铁/铝氧化物固定。C层上部由于流体下渗受限，上部活跃风化反应淋溶下来的磷与钙在此发生累积，并沉淀生成新的钙结合态磷(～50％)，因此总磷含量增加。C层下部总磷含量与基岩相比几乎不变。磷形态只有钙结合态磷和铁铝结合态磷，其转化只受化学风化程度的影响，随剖面深度的加深，钙结合态磷比重逐渐增加，而铁铝结合态磷比重逐渐减少。　　(2)气候条件是影响不同气候带剖面风化程度的主要因素，风化程度又直接影响了磷形态与生物有效性。钙结合态磷和非闭蓄态磷相对含量表现为中温带＞暖温带＞热带，有机磷和闭蓄态磷相对含量表现为中温带＜暖温带＜热带。各形态磷随气候的变化趋势很好地体现了随土壤发育磷酸盐的转化方向，即原生的钙结合态磷（磷灰石）在风化成土过程中逐步溶解，向铁铝结合态磷和有机磷转化，且非闭蓄态磷减少，而闭蓄态磷增加，这种变化模式与Walker-Syers模型一致。但是各形态磷在不同气候带剖面内部的分布特征都比较相似，其分布特征主要是剖面自身性质作用的结果，主要受土壤性质（如，pH、铁铝氧化物和有机质含量）的影响，但受气候条件的影响并不大。　　(3)比较Hedley连续提取法与XANES方法测的磷形态结果，显示连续提取法在一定程度上高估了土壤中的钙结合态磷，而低估了铁铝结合态磷，故Hedley连续提取法不能准确定量磷的真实形态。但连续提取法在定量表述生物有效磷方面具有优势，而XANES方法对磷的化学形态有更好的分辨能力。二者结合可以更好的评估磷的环境意义。　　二.花岗岩风化过程中硫的地球化学行为及其对气候变化的响应　　通过测定风化剖面中不同形态硫同位素组成，分析风化剖面中硫源和迁移转化过程，并结合气候条件探讨气候因素影响下硫循环的演化及其控制机理。　　(1)典型风化剖面中硫的生物地球化学循环过程及其驱动机制探讨:江西四个剖面总硫含量均在B层达到峰值，这与该层铁/铝氧化物累积，吸附态SO42-含量显著提高有关。有机硫和吸附态SO42-是剖面硫的主要形态。植物枯枝落叶和北方远距离传输硫可能是剖面硫的两大重要来源，而大气降水和母岩的贡献很小。剖面中的SO42-主要来自于有机硫的矿化。上层剖面中有机硫矿化使得有机硫的δ34S值随剖面深度加深而增大。同时，具有高δ34S值的有机硫继续矿化产生的SO42-的δ34S值也较高，所以水溶态和吸附态SO42-的δ34S值随深度增加也增大。中层剖面中各形态硫的δ34S值均保持在较高的值不变，这表明强烈淋溶作用下上层剖面中形成的具有高δ34S值的有机硫和SO42-向下迁移。C层随深度的增加，含硫矿物风化的贡献增强，因而各形态硫的δ34S值逐渐趋向于基岩的δ34S值。　　(2)气候影响总硫含量在剖面中的分布。中温带剖面表现为表层总硫含量最高，随剖面加深而逐渐降低。而亚热带和热带剖面总硫含量在B层达到峰值。这是因为亚热带和热带剖面中有机硫的矿化、淋溶以及铁铝氧化物含量都远远大于中温带剖面。　　(3)不同气候带剖面总硫的δ34S值呈现NMG剖面≈CBS剖面＜JLN-S1剖面＜HN剖面，这是因为我国东部由北向南水热条件增强促进有机硫矿化所致。但是总硫的δ34S值在不同气候带剖面内部的分布特征都比较相似，其分布特征主要是剖面自身性质作用的结果，受气候条件的影响并不大。可总结为:上层剖面中有机硫持续矿化，导致总硫的δ34S值升高;有些剖面的亚表层中总硫的δ34S值略有降低，这可能与SO42-异化还原有关。中层剖面中高δ34S值的无机或有机硫酸盐淋溶向下迁移，导致总硫的δ34S值维持在较高的值。下层剖面中，几乎只受化学风化的控制，总硫的δ34S值随深度增加而逐渐趋于基岩。　　(4)剖面硫含量受土壤pH值、铁/铝氧化物含量和粘粒含量的影响较大。气候因子通过影响土壤微生物活性、有机质储量和矿化速率、淋溶作用，以及风化成土过程中形成的铁/铝氧化物或粘土矿物含量来控制剖面中的硫循环。