陳杰，楊太保，曾彪，何毅，冀琴

蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院, 冰川與生態(tài)地理研究所，蘭州　730000

0　引言

土壤顏色是土壤最顯著的特性之一, 反映了土壤在可見光波段的反射光譜特征，是其成分和結(jié)構(gòu)的外在表現(xiàn)，不僅能夠反映土壤發(fā)育的強(qiáng)度,而且可以反映土壤的沉積環(huán)境[1]。土壤顏色的空間變化其實(shí)質(zhì)是受到氣候要素的控制，而土壤顏色的垂直剖面變化就具有一定的氣候指示意義。由于沉積物的顏色主要是對礦物組成及其特征的反映，而自然風(fēng)化與成壤作用往往會引起沉積物物質(zhì)成分的變化。因此，沉積物顏色的變化能夠反映當(dāng)時氣候變化的信息，可以作為地層對比、沉積環(huán)境氣候的替代指標(biāo)[2-5]。

自20世紀(jì)60年代以來，沉積物色度指標(biāo)在古氣候研究方面逐漸得到應(yīng)用并廣泛發(fā)展[6-15]，其作為氣候替代指標(biāo)在第四紀(jì)長時間尺度研究中已得到驗(yàn)證，具有一定的氣候敏感性。在對夏季風(fēng)演化的過程研究中，方小敏等[16]將土壤色度作為夏季風(fēng)的代替性指標(biāo)，效果良好；楊勝利等[5]的研究表明現(xiàn)代氣候因子對土壤的顏色和成土過程有一定的影響，且在磁化率不能很好地指示成土過程和氣候意義時，色度指標(biāo)可以很好地彌補(bǔ)這一缺陷；陳一萌等[17]認(rèn)為土壤色度指標(biāo)所記錄的氣候變化過程在長時間序列尺度上是可信的，而且這種可靠程度在末次冰期以來表現(xiàn)得尤為顯著。宋春暉等[13]發(fā)現(xiàn)利用沉積物顏色的變化可以很好地重建黃土—古土壤的冷暖旋回過程。前人的研究結(jié)果表明，色度作為氣候的代用指標(biāo)在黃土沉積物中是能夠指示氣候變化特征的。

此外,在中國黃土—古土壤序列研究中, 許多相對成熟的古氣候替代指標(biāo)在揭示古環(huán)境演變和成壤環(huán)境變化方面都發(fā)揮了積極的作用,例如磁化率、碳酸鹽含量等；作為黃土研究中的一個重要?dú)夂虼弥笜?biāo)，在黃土高原地區(qū),影響磁化率變化的重要因素是成壤作用,其值主要指示區(qū)域干濕冷暖的古氣候條件。磁化率值越高,表明氣候越暖濕,反之則越干冷[18]。而在受西風(fēng)環(huán)流影響下的中亞地區(qū)，磁化率形成機(jī)制相對復(fù)雜。賈佳等[19-20]和夏敦勝等[21]通過對伊犁河谷典型的黃土剖面進(jìn)行磁學(xué)特征的研究，指出該地區(qū)地層的成壤強(qiáng)度與細(xì)顆粒磁性礦物呈正相關(guān)，而且物源對本地區(qū)的磁學(xué)性質(zhì)有很大的影響。葉瑋[22]及史正濤等[23]在伊犁盆地的黃土研究中，發(fā)現(xiàn)剖面黃土磁化率在不同地區(qū)、不同海拔都表現(xiàn)出不盡相同的特征。中亞黃土磁學(xué)的研究表明該地區(qū)磁化率增強(qiáng)不僅受到物源與原生磁性礦物的影響，而且與當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境和地質(zhì)背景有關(guān)，成因比較復(fù)雜。因此，在磁化率等這些常用替代指標(biāo)在揭示環(huán)境變化和成土過程受限的情況下，色度指標(biāo)的出現(xiàn)具有很好的互補(bǔ)作用，在古氣候變化研究中前景廣泛。但影響色度的因素在各種沉積環(huán)境中又各不相同，同一種沉積物中由于區(qū)域條件差異，所形成的色度值也不盡相同。在利用色度作為環(huán)境替代指標(biāo)時，就有必要對色度的變化特征及影響因素進(jìn)行研究。

鑒于此，本文對中國境內(nèi)東帕米爾地區(qū)奧依塔克(AYTK)黃土—古土壤序列的色度進(jìn)行定量研究，結(jié)合磁化率、CaCO3(%)和TOC等環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行綜合對比分析，揭示該區(qū)黃土色度的變化規(guī)律及其古氣候意義，為地處西風(fēng)區(qū)的中國境內(nèi)帕米爾地區(qū)古氣候環(huán)境變化的研究提供重要依據(jù)。

1　研究剖面概況

帕米爾介于70°～77°30′E,36°30′～41°N之間,地處中亞東南部，中國新疆西南部；橫跨中國、阿富汗和塔吉克斯坦三個國家,是亞洲主要山脈喜馬拉雅山、喀喇昆侖山、天山、興度庫什山和昆侖山的匯集處[24]。平均海拔在4 000 m以上，最高峰公格爾峰海拔7 719 m。該區(qū)地勢由中央向東、西、南三面逐漸降低，北、西、東緣氣候相對濕潤，內(nèi)部干旱，全年主要受西風(fēng)帶的控制，屬于典型的大陸性氣候。中國境內(nèi)的帕米爾又稱為東帕米爾，該地區(qū)年均溫為3.53 ℃，年均降水量74.39 mm，且大都集中在夏季[25]。

研究區(qū)奧依塔克(AYTK)黃土剖面(圖1)毗鄰中國新疆西面喀什邊界，具體地理位置為38°58′46.3″N,75°27′47.5″E, 海拔2 009.7 m。以2 cm為間隔選取剖面上部6 m的黃土沉積為研究對象,共計樣品300個。目前尚未對AYTK剖面進(jìn)行詳細(xì)的斷代定年研究,其年代框架和層位劃分是根據(jù)前人已有的成果[26]，以及野外土壤顏色觀測加上不同氣候代用指標(biāo)的對比分析而獲得。具體方法：將剖面磁化率和紅度a*的垂向變化與氧同位素曲線[27]進(jìn)行對比來獲得AYTK剖面的沉積年齡和層位。剖面描述和地層劃分詳見表1和圖2。

圖1　研究剖面位置圖研究區(qū)概況圖所采用的國界數(shù)據(jù)源于國家基礎(chǔ)地理信息中心發(fā)布的1∶400萬國家基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)Fig.1　Location of the research section and sampling site

地層及符號深度/m特征描述全新世土壤(S0)0～0．5褐色、結(jié)構(gòu)疏松多孔黃土層(L1)0．5～2．3棕黃色、結(jié)構(gòu)緊密均一古土壤(S1)2．3～4．0淺紅褐色、結(jié)構(gòu)致密、無明顯分層黃土層(L2)4．0～淺褐黃色、結(jié)構(gòu)均一、較緊實(shí)

圖2　AYTK剖面黃土—古土壤序列地層對比圖(LR04引自Lisiecki et al.,2005)Fig.2　Stratigraphic correlation with oxygen isotope curve of AYTK loess-paleosol sequence ( LR04 from Lisiecki et al., 2005)

2　實(shí)驗(yàn)方法

目前對樣品分別進(jìn)行了色度、磁化率、CaCO3(%)和有機(jī)碳(TOC)指標(biāo)的測試。色度指標(biāo)用X-Rite948型分光色度計進(jìn)行測量，測試參數(shù)為CIE D65標(biāo)準(zhǔn)光源(色溫為6 500 K)，觀察視野為10°，孔徑為8 mm[28]。樣品前處理和測試簡要流程如下：1)用瑪瑙研缽將烘干的樣品碾磨，并用200目的篩子過篩；2)使用標(biāo)準(zhǔn)校正白板(CR-A74白色校正版，標(biāo)準(zhǔn)偏差<0.5%，色差<0.25CIELAB DE*)對儀器進(jìn)行顏色系統(tǒng)校正；3)取2～3 g樣品放置于玻璃板上壓實(shí)、壓平至無褶皺，但勿用力過度導(dǎo)致樣品顆粒結(jié)構(gòu)被破壞；4)在背景光源恒定的條件下，隨機(jī)選擇三個表面平整的區(qū)域測試三次，儀器自動求出三次測量的a*、b*、L*平均值。磁化率采用MS2型磁化率儀,對每個樣品各測試三次，取其平均值[29]；最后計算出百分頻率磁化率(χfd%=(χlf-χhf)/χlf×100%)。CaCO3(%)含量采用氣量法[30]。有機(jī)碳(TOC)通過重鉻酸鉀—硫酸滴定法來獲取[31]。詳細(xì)的測試流程可見各參考文獻(xiàn)，以上樣品的測試工作均在蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院綜合地化實(shí)驗(yàn)室完成。

3　結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。整個剖面亮度L*的平均值為57.26，變化范圍52.50～64.42，變化幅度22.70%，剖面自上而下呈現(xiàn)出亮度L*逐漸增大的趨勢。其中黃土層L1的L*值最低，平均值54.84，變化范圍在52.57～57.69之間；在古土壤S0和S1中，亮度L*的平均值分別為56.92和56.33；剖面層位整體上亮度L*由大到小依次為：S0>S1>L1。

紅度a*在整個剖面中變化特征明顯，其值在4.94～8.56之間，平均值6.32，變化幅度為73.28%,明顯大于亮度L*。不同地層單元的a*值變化差異明顯：其峰值出現(xiàn)在黃土層L1，且在整個黃土層L1中a*由剖面自下而上呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢,曲線波動大,變化范圍為5.91～8.56，平均值6.98，變化幅度44.84%；相比之下,古土壤層S1則較低，曲線波動平緩,變化幅度不大,平均值為6.10；古土壤S0的a*值平均值在整個剖面最高，為7.09，變化幅度49.14%；a*值在剖面上從大到小依次 為：S0>L1>S1，整體表現(xiàn)出逐漸減小的趨勢。相比于亮度L*和黃度b*，剖面a*值變化幅度最大，對環(huán)境變化響應(yīng)也更為敏感，可能包含了更多的古環(huán)境信息[28]。

相比于a*來說，帕米爾AYTK剖面黃度b*值變化幅度較小，僅為28.33%,其值介于16.87～21.65之間。最大值出現(xiàn)在黃土層L1中，曲線整體變化與a*相似, 均與亮度曲線呈現(xiàn)大致相反的變化趨勢。

其他氣候代用指標(biāo)的變化特征如圖3所示：帕米爾AYTK剖面低頻質(zhì)量磁化率的變化范圍在13.54～36.71×10-8m3·kg-1之間，平均值為26.72×10-8

圖3　帕米爾黃土色度及各指標(biāo)的變化曲線Fig.3　The comparison of chromatic proxies and other indexes in the Pamir Section

m3·kg-1；碳酸鈣百分含量平均值15.49%，變化范圍在9.38%～23.66%之間,但剖面各層位之間整個曲線波動不明顯,呈現(xiàn)出“高頻低幅”的變化特征；TOC有機(jī)質(zhì)含量較少，平均含量僅為0.81 g·kg-1，顯示出整個剖面的TOC含量較低；其中最大值3.33 g·kg-1出現(xiàn)在4.76 m處，最小值在5.02 m處，其值僅為0.11 g·kg-1。

4　討論

黃土沉積物在地質(zhì)歷史時期由于受到當(dāng)時氣候和環(huán)境的影響，其風(fēng)化成壤強(qiáng)度在各個階段不同，從而使沉積物的原始物質(zhì)在一定程度上發(fā)生改變，如碳酸鹽的沉積和淋溶、鐵氧化物的轉(zhuǎn)化、有機(jī)質(zhì)的產(chǎn)生與分解等等，進(jìn)而使黃土剖面在外觀上發(fā)生顏色的變化[32]。

4.1　亮度L*的意義

沉積物的粗糙度、濕度、有機(jī)質(zhì)含量和碳酸鹽含量等都會影響L*的變化[8]，在實(shí)驗(yàn)前處理階段已將粗糙度和濕度通過物理方法使其影響降至最小。前人普遍認(rèn)為黃土中碳酸鹽礦物的存在對L*具有促進(jìn)增強(qiáng)作用，而有機(jī)質(zhì)則相反[8]，同時顏色分量a*、b*對L*也有一定的影響[28]。鑒于此，現(xiàn)對亮度L*分別與碳酸鈣、有機(jī)質(zhì)含量以及a*、b*做相關(guān)性分析(圖4)。

結(jié)果顯示亮度L*與碳酸鈣百分含量的相關(guān)系數(shù)R2在不同地層表現(xiàn)有所不同，由大到小依次是：S0>L1>S1，其R2值分別為0.329、0.065和0.010(圖4a)，但整體都不大；與有機(jī)質(zhì)含量的相關(guān)系數(shù)在各個層位中也都很小(圖4b),和a*、b*的相關(guān)系數(shù)分別為0.551、0.637(圖4c和d)。帕米爾AYTK剖面碳酸鈣百分含量平均值為15.49%，高于黃土高原地區(qū)，但各個層位碳酸鈣百分含量與L*值并未表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性，預(yù)示著該地區(qū)碳酸鹽對L*貢獻(xiàn)不大，這與苗運(yùn)法等[33]對西北地區(qū)現(xiàn)代沉積物的研究結(jié)果相似。在黃土高原地區(qū)，CaCO3含量的變化對區(qū)域的濕度狀況具有一定的指示意義：在氣候條件好，成土過程強(qiáng)的土壤發(fā)育時期，由于區(qū)域內(nèi)降水增多，濕度高而發(fā)生淋溶作用，使地層中CaCO3含量降低；相反，較低的土壤濕度使殘酸鹽在原地保留，從而使該層位表現(xiàn)為高值[34]。但我們的研究結(jié)果顯示在帕米爾地區(qū)亮度L*與CaCO3含量并未有明顯的因果關(guān)系；某些層位存在黃土層中碳酸鹽含量高的特征(如L2)，而某些層位存在古土壤層中碳酸鹽含量高的特征(如S0)，變化特征比較復(fù)雜。另據(jù)陳杰等[24]人對帕米爾地區(qū)磁化率變化特征的研究中發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)主要是以原生的砂粒沉積物為主，成壤作用比較微弱，未經(jīng)過長期的氣候作用，CaCO3含量更多的可能來自于源區(qū)攜帶而來的原生碳酸鹽物質(zhì)，而受氣候與成壤作用較大的次生碳酸鹽卻相對較少。在干旱的高亞洲地區(qū)，Zanetal.[35]也發(fā)現(xiàn)碳酸鈣與砂粒級的含量呈現(xiàn)出一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系，這都與黃土高原地區(qū)明顯不同。加上地處極端干旱氣候條件下的帕米爾高原，研究區(qū)年均降水量少，由降水增多而導(dǎo)致的淋溶作用鮮有發(fā)生。因此，在黃土高原地區(qū)碳酸鹽含量與氣候條件的這種關(guān)系在AYTK剖面并不適用，用碳酸鹽百分含量來指示亮度L*的變化在該地區(qū)有一定的局限性。

圖4　帕米爾剖面黃土亮度L*與碳酸鈣、有機(jī)質(zhì)含量以及a*，b*之間的線性關(guān)系Fig.4　Linear relationships among L*, carbonate content, organic matter, a* and b* in Pamir loess-paleosol sequence

黃土沉積物中有機(jī)質(zhì)是一定生物和氣候環(huán)境下的產(chǎn)物，在一定條件下，可反映地表植被的發(fā)育狀態(tài)和生物量的大小，而這都與降水量的多少有直接關(guān)系。在氣候濕潤且降水量多時，植被生長茂盛，有利于有機(jī)質(zhì)的產(chǎn)生和積累；而在氣候寒冷干燥且降水量少的時期，植被稀疏，不利于有機(jī)質(zhì)的產(chǎn)生和積累[36]。分析L*與TOC含量之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)帕米爾地區(qū)有機(jī)質(zhì)平均含量僅0.81 g·kg-1，整個剖面的TOC含量較低，并且變化基本沒有超過一個數(shù)量級；與L*整體相關(guān)系數(shù)僅為0.019，在各個層位中的相關(guān)性也較低。如此小幅度的變化和微弱的相關(guān)性難以引起亮度L*的改變，有機(jī)質(zhì)含量的變化對亮度L*貢獻(xiàn)微弱。處于極端干旱氣候條件下的帕米爾地區(qū)，年降水量少，土壤的化學(xué)風(fēng)化作用較弱，植被覆蓋度低，這樣的氣候環(huán)境不利于有機(jī)質(zhì)的產(chǎn)生和積累，從而使該地區(qū)的TOC含量整體都處于一個較低的水平。而在與a*、b*的相關(guān)性分析結(jié)果中，我們發(fā)現(xiàn)a*、b*的變化對亮度L*的影響程度最大：L*與a*、b*呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.551和0.637，成為影響L*的主要因素。

綜上所述，亮度L*與碳酸鈣百分含量相關(guān)性微弱，有機(jī)質(zhì)由于整體含量偏小，對L*貢獻(xiàn)較??；亮度L*的相關(guān)系數(shù)很大程度上受紅度a*和黃度b*顏色分量的影響，a*、b*成為影響亮度L*的主因，進(jìn)而可能與影響a*和b*的物質(zhì)相對含量有關(guān)。亮度L*所指示的古環(huán)境意義也有待進(jìn)一步研究。

4.2　紅度a*和黃度b*的意義

前人的研究結(jié)果表明，在排除水分影響的情況下，沉積物中鐵氧化物的種類和含量(赤鐵礦和針鐵礦百分含量的變化)是引起顏色分量a*、b*發(fā)生變化的主因[6,8，37]，而碳酸鹽和有機(jī)質(zhì)的變化對a*、b*影響較小[8]。本文將a*、b*分別同碳酸鈣、有機(jī)質(zhì)做相關(guān)性分析后(圖5)，得出與前人相同的結(jié)論：認(rèn)為在帕米爾地區(qū)碳酸鹽和有機(jī)質(zhì)對土壤的a*、b*變化影響微弱。在風(fēng)化成壤過程中，大量易淋溶及易分解的礦物和組分發(fā)生淋失，黃土中的Fe作為一種不易遷移的元素往往難以發(fā)生明顯的遷移，但其形態(tài)和價態(tài)卻容易隨著沉積環(huán)境的不同而發(fā)生轉(zhuǎn)變，多以鐵氧化物(如赤鐵礦、針鐵礦、磁鐵礦等)的形式在黃土中發(fā)生累積，進(jìn)而使得黃土的顏色發(fā)生變化，成為影響a*、b*變化的主因,但具體是哪種鐵礦物占主導(dǎo)作用還有待更深一步的研究。

圖5　帕米爾黃土a*、b*與碳酸鈣、有機(jī)質(zhì)含量之間的線性關(guān)系Fig.5　Linear relationships between a*, b*and carbonate content, organic matter in Pamir loess-paleosol sequence

帕米爾AYTK剖面色度值a*、b*均表現(xiàn)出明顯的系統(tǒng)性變化特征，黃土層(L1)表現(xiàn)出較高的紅度和黃度值，古土壤層(S0、S1)為低值，這與磁化率的變化特征(黃土層為低值，古土壤層為高值)正好相反(圖3)。通過系統(tǒng)測試發(fā)現(xiàn)a*和b*的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.892(圖6a)，說明引起a*和b*變化的鐵氧化物可能相同，并且受控于相似的氣候條件。

黃土磁化率作為常用的氣候替代指標(biāo)，在中亞干旱區(qū)氣候演變的研究中應(yīng)用廣泛[19-24],但由于該地區(qū)磁化率形成機(jī)制復(fù)雜，需與其他氣候代用指標(biāo)的結(jié)合使用才能更好的反映研究區(qū)古氣候變化過程。從圖3各個指標(biāo)變化曲線看，帕米爾地區(qū)磁化率與a*之間存在著良好的對應(yīng)關(guān)系，波峰波谷的旋回變化存在著明顯的正負(fù)對應(yīng)關(guān)系；為更加精確的分析它們之間的關(guān)系，對a*、b*和L*與磁化率進(jìn)行相關(guān)性分析，以明確色度參數(shù)的氣候意義。結(jié)果顯示(圖6): 帕米爾黃土—古土壤序列中a*、b*與磁化率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為-0.582和-0.406，與亮度L*相關(guān)性微弱，僅為0.120。何柳等[8]研究指出土壤中磁鐵礦和赤鐵礦的含量共同影響著磁化率的變化，但磁鐵礦的貢獻(xiàn)較大；而a*值對赤鐵礦質(zhì)量分?jǐn)?shù)反映敏感，但其含量增加到50%以上時，對a*的影響就甚微；而磁鐵礦對a*值的影響不明顯。雖然赤鐵礦和磁鐵礦都與成壤作用有關(guān)，但它們在土壤中的分布和含量與成土氣候環(huán)境密切相關(guān),對溫度和降水變化存在明顯差別：在黃土—古土壤序列中,赤鐵礦利于在干旱溫暖的氧化環(huán)境下生成，而濕潤潮濕的環(huán)境則對磁鐵礦的生成有利[37]。

研究區(qū)AYTK剖面的平均磁化率為26.72×10-8m3·kg-1，年均氣溫3.5 ℃，年均降水量只有74.39 mm，較差的水熱組合條件使得現(xiàn)代的成壤作用較弱。另一方面,作為成壤作用大小量度的一項(xiàng)指標(biāo),百分頻率磁化率(χfd%)值的大小可以用來近似反映該區(qū)域成壤作用的狀況[38]。測量發(fā)現(xiàn)AYTK剖面百分頻率磁化率平均值僅為0.69%，含量較少，且剖面各個層位之間變化幅度不大,說明該地區(qū)成壤作用一直很弱。在對帕米爾地區(qū)黃土磁性特征進(jìn)行研究時，陳杰等[24]和何毅[26]認(rèn)為該地區(qū)主要是以原生的磁性礦物為主，且剖面中反鐵磁性礦物含量較高(如赤鐵礦、針鐵礦等)，對磁化率影響較大的亞鐵磁性礦物(如磁鐵礦)產(chǎn)生了一定的影響。加之帕米爾地區(qū)極端干旱的氣候條件，成壤作用不強(qiáng)，有利于對a*值貢獻(xiàn)較大的反鐵磁性礦物(如赤鐵礦、針鐵礦等)生成，而使磁鐵礦的形成受限，因此出現(xiàn)當(dāng)紅度a*為高值時，磁化率值卻很低的現(xiàn)象。綜上所述, 帕米爾AYTK剖面紅度a*對氣候變化反映較L*、b*敏感，但也存在著一定的局限性，結(jié)合磁化率等氣候代用指標(biāo)，能更好的辨別黃土一古土壤層、記錄區(qū)域內(nèi)土壤成土過程以及氣候的演化等情況。單一的磁化率或色度在解釋氣候變化時都有一定的局限性，兩者的結(jié)合能夠更好的反映古環(huán)境信息。

圖6　帕米爾黃土a*、b*以及與磁化率之間的線性關(guān)系Fig.6　Linear relationships between a*，b*and magnetic susceptibility in Pamir loess-paleosol sequence

4.3　帕米爾AYTK黃土色度變化與氣候演變

帕米爾AYTK黃土剖面色度指標(biāo)的變化與黃土—古土壤地層具有良好的對應(yīng)關(guān)系，其實(shí)質(zhì)是氣候因素的變化導(dǎo)致其指標(biāo)發(fā)生變化。在古土壤S1層，L*為高值(呈降低趨勢)，a*和b*均為低值(呈升高趨勢)，表明在該階段氣候逐漸變暖，氣溫上升，降水增加，從而導(dǎo)致生物風(fēng)化和土壤成壤作用逐漸變強(qiáng)。由成壤作用生成的磁性礦物(磁鐵礦)增加,而對另一種磁性礦物(赤鐵礦)生成不利；這一點(diǎn)可由在該時期磁化率一直處于高值,而紅度a*為低值得到很好的驗(yàn)證；黃土層L1時期，a*和b*逐漸增大，相反的，此時磁化率卻處于低值，并有逐漸減小的趨勢；綜合其指標(biāo)變化表明該時期氣候相對較冷，生物風(fēng)化作用弱，降水稀少的環(huán)境特征；古土壤S0時期，L*呈逐漸上升趨勢，a*和b*卻逐漸減小，磁化率在該時期呈現(xiàn)“一峰兩谷”的態(tài)勢，表明該地區(qū)在這一歷史時期氣候經(jīng)歷了由“冷干—暖濕—冷干”的變化，只是變化程度不同而已。上述結(jié)論與前人在西風(fēng)區(qū)通過其他沉積物所記錄的環(huán)境演化結(jié)果基本相一致，遵循了全新世氣候變化的西風(fēng)模式[39-40]。

綜上所述，色度作為一種描述區(qū)域氣候環(huán)境變化的代用指標(biāo)，在黃土—古土壤序列研究中與其他氣候常用替代指標(biāo)的綜合使用，能夠更加準(zhǔn)確的恢復(fù)和重建該區(qū)古環(huán)境變化的時空特征。

5　結(jié)論

(1) 帕米爾AYTK黃土剖面色度指標(biāo)的分析表明，亮度L*受顏色分量a*、b*的影響較大，而受碳酸鈣含量和有機(jī)質(zhì)含量的影響微弱，其所指示的古環(huán)境意義有待進(jìn)一步研究。

(2) 紅度a*和黃度b*均表現(xiàn)出明顯的系統(tǒng)性變化，且具有很好的相關(guān)性，認(rèn)為它們受控于相似的氣候因子，具有較為一致的致色物質(zhì)。

(3) 紅度a*主要與土壤中鐵氧化物的種類和含量有關(guān),但具體的鐵礦物成分還有待更深一步的研究。

(4) 在帕米爾地區(qū)色度a*對氣候變化響應(yīng)敏感，與磁化率等替代氣候指標(biāo)結(jié)合使用，能更綜合、準(zhǔn)確地恢復(fù)該地區(qū)古氣候的變化過程。

致謝感謝范喆、徐浩杰、梁燁、王琳棟、陳雨以及天津工業(yè)大學(xué)田洪陣?yán)蠋熢谝巴獠蓸雍蛯?shí)驗(yàn)室的幫助。

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