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黄土地层的形成实质上是土壤化过程，不同特性的黄土层代表了不同的成壤作用。不同地区的黄土主要是草原、荒漠草原和森林草原地区发育的灰钙土、栗钙土、棕钙土、棕漠上和黑沙土。与红褐色古土壤相比，黄土是冷于气候条件下发育的灰黄色古土壤，黄土层能够作为冷干气候的指示。根据灰黄色古土壤与红色古土壤的交替，可将２５０万年来黄土区气候变化分为５１个旋口与亚旋回。