文档介绍：DOI:
青海湖流域草甸土光释光年代学研究* 国家自然科学基金项目(41761042,41361047)和青海省自然科学基金项目(2017-ZJ-901)资助 Supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos. 41761042,41361047)and the Natural Science Foundation of Qinghai Province (No. 2017-ZJ-901)
作者简介:鄂崇毅(1979-),男,青海民和人,教授,主要从事第四纪沉积物年代学研究。
E-mail: echongyi@
收稿日期:2018-01-09;收到修改稿日期:2018-03-29
鄂崇毅1 张晶1 吴成永1 孙永娟1,2 孙满平1
闫文亭1 李萍1 吕顺昌1 杨龙1
(1青海师范大学地理科学学院,青海省自然地理与环境过程重点实验室,西宁 810008)
(2 中国科学院青海盐湖研究所,西宁 810008)
摘要高山草甸土是青藏高原的主要土壤类型,其特征为土层薄、土壤发育微弱,但由于土壤具体的发育时代尚不明晰,限制了对草甸土成土过程和气候背景的理解。选取青海湖流域西南部的橡皮山顶草甸土两个剖面(XPSD1、XPSD2)和东南部的日月山垭口两个剖面(RYS1、RYS2)进行了光释光(Optically Stimulated Luminescence, OSL)年代学研究,系统分析草甸土中颗粒(38~63 μm)石英单片再生法测年的可靠性,探讨了草甸土发育的气候背景。结果表明:(1)OSL测年方法可有效运用于高山草甸土的测年中,释光自检验表明该测年结果可靠。(2)四个剖面的年代结果显示,现存的草甸土主要是晚全新世(4~0 ka)形成的,是相对干冷气候下的产物,其成土发育过程以风尘加积为主。(3)± ka,与上部土壤呈假整合接触,存在约14 ka的沉积间断。
关键词青海湖;高山草甸土;光释光测年;土壤年代学
中图分类号 文献标识码 A
土壤是一系列成土因素(母岩、活的和死的有机体、气候、陆地年龄与地形)综合作用形成的历史自然体[1],当母质、生物、地形和气候四因素相同或相近条件下,土壤性质的变化就成为随时间变化的函数[2]。因此,土壤年代学是土壤科学研究的重要基础性科学问题。
青藏高原作为世界“第三极”,对全球变暖异常敏感,生态环境极其脆弱。草甸土(又称草毡土、高寒草甸土等)是青藏高原的主要土壤类型,×108 hm2,占高原总面积的35%[3]。第四纪晚期、末次冰消期()以后,高原上的广大山地才从冰川覆盖下裸露出来,由此,土壤的绝对形成年龄应该比较短暂。此外,高山草甸土因地处高寒环境,在低温控制下,生物与化学风化过程的强度小,矿物风化速率低,物质释放少、迁移弱,土壤普遍表现为薄层性、粗骨性,B层发育不明显,其相对年龄也较轻[4-6]。以往由于测年手段有限,有关青藏高原草甸土形成发育时代的报道较少,草甸土形成发育的气候背景也不清晰。
传统的土壤测年主要是利用14C测年方法对土壤中的有机质进行测年,然而由于土壤有机质在土体中随时间表现为持续的输入和分解状态,加之草甸土土层较薄、植被根系发达,下层土壤有机质的来源混合了过去土壤和现代植被的有机质,采用传统的14C测年方法定年很可能导致土壤年代偏轻。而光释光(Optically Stimulated Luminescence, OSL)测年法的材料主要是构成土壤骨架的石英、长石等矿物颗粒,一般采用38
μm以上的矿物颗粒进行测年,避免了淋溶淀积作用的影响,加之草甸土的发育模式以风尘加积型为主[7],风尘中的石英颗粒在传输过程中极易晒退,因此保证了OSL测年的可靠性。对构成草甸土土壤骨架不同层位的石英进行OSL测年,辅以有机质含量、化学风化指数等土壤发育指标即可限定出草甸土土壤发育的年代框架。目前OSL方法已经广泛应用于青藏高原第四纪沉积物测年当中,青海湖流域风成沉积物利用OSL测年获得了可靠的年代结果[8-11]。已开展的大量风成沉积物OSL测年工作[12-17],多以风沙土、栗钙土为研究对象,其侧重点在于区域环境演变重建[9,18],但对广泛分布于高寒山地的草甸土OSL年代学研究甚少。因此,本文在青海湖流域橡皮山和日月山共选取四个草甸土剖面进行系统的OSL年代学研究,获取土壤发育的年代,结合剖面土壤粒度组成、有机质含量等变化特征,探讨草甸土的成土过程和气候背景。
1材料与方法
研究区概况
青海湖流域位于青藏高原东北缘,