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黄土高原完整的黄土 -古土壤序列记录着第四纪以来全球和区域环境变化的丰富信息,为我们研究古气候环境提供了较全面的的依据。黄土高原南部的关中平原地区是我国重要的农业生产基地,该区降水量较少,但是农业较为发达,这与黄土地层在特殊环境下形成的土壤理化性质有很大关系。在不同成壤环境下发育的土壤,其理化性质会随着成壤环境而发生变化,这直接影响了土壤的水分特征差异。本文在详细的野外调查基础上,以黄土高原南部的宝鸡蔡家坡和杨陵地区晚更新世末次间冰期发育的第一层古土壤(S1)为研究对象。该层古土壤为三层古土壤(S1S1、S1S2、S1S3)夹两层黄土(SiL1、S1L2)复合层。对S1进行了容重、总孔隙度、水稳性大团聚体、颗粒组成、有机质、CaCO3、饱和导水率、水分特征曲线等物理和水分性质测定,揭示不同土层水分渗漏和保持特征差异及水分特征垂直运移的规律。探讨晚更新世末次间冰期气候旋回与成壤过程对土壤水分特征的影响,为现代黄土高原的成壤环境及土壤水环境提供理论参考。本文的主要研究结果如下:(1)S1容重随土层深度的增加逐渐变大,分别在S1S1、S1S2、S1S3(0-35cm、75-125cm、175-235cm)处出现峰值;总孔隙度则随土层深度的增加逐渐降低,在S1L1、S1L2(35-75<cm、125-175cm)处出现峰值,容重和总孔隙度且出现“三峰两谷”趋势。(2)S1颗粒组成中粉粒含量较高,其次为0.05-0.02mm的粗粉粒和<0.002mm的黏粒,土壤可被分类为粉砂质黏壤土。<0.002 mm颗粒曲线变化明显,呈现“三峰两谷”变化趋势,能够较好地反映夏季风的变化:S1中水稳性大团聚体含量较高,高达79.87%,这表明古土壤S1成壤过程中,在较暖湿气候条件下,土壤发育程度较高,土壤团聚结构较好;S1有机质含量出现波动变化,由深度的增加出现先降低后增加再逐渐降低再增加的趋势,且同土壤黏粒含量呈较强正相关,出现“三峰两谷”变化趋势,在S1S1、S1S2、S1S3(0-35cm、75-125cm、175-235cm)处出现峰值。(3)S1剖面CaCO3含量顶部最高,向下部逐渐减少,到达一定深度后,含量保持不变,中下部的含量约为1%左右。剖面古土壤中下部CaCO3含量趋于0,表明在古土壤发育过程中,经受了强烈的淋溶作用,碳酸盐大部分随着土壤水分向下淋滤,甚至迁移出古土壤层。(4)S1的导水特征:S1随土层深度增加,土壤饱和导水率出现一定波动,整体上小幅降低,且在SiL1、S1L2(35-75cm、125-175cm)处出现峰值,在SiSi、S1S2、S1S3(0-35cm、75-125cm、175-235cm)出现谷值。土壤饱和导水率在剖面上表现出异质性,形成含水层和隔水层。(5)S1的持水特征:S1水分特征曲线实测值与VG模型能较好拟合,相关程度较高,可作为土壤水吸力和含水量换算的参照。在低吸力范围内土壤水含量随吸力增加而显著减小,在高吸力范围变化较平缓。土壤饱和含水量、田间持水量随着深度的增加呈现波动变化,表明土壤水分特征在空间上出现较强变异性。土壤有效含水量在S1S1、S1S2、S1S3(0-35cm、75-125cm、175-235cm)处出现峰值,表明在该土层具有较好的持水能力。不同成壤环境下的土壤容重、结构、质地、有机质含量等因素都对土壤水分特征产生影响。深入研究成壤环境变化对黄土理化性质和水分特征的影响,探究黄土地层的入渗和含水、持水能力,探讨黄土含水层、隔水层,不仅对认识黄土地下水与水资源富集规律有重要科学意义,而且对该区土壤水库建设和农业发展具有实际意义。