Chemie der Erde：黄土古土壤序列化学风化分析中粒度影响的评价与消除

在研究风成沉积物的化学风化历史中，消除粒度的影响至关重要。地质与地球物理研究所新生代地质与环境研究室沙漠学科组副研究员秦小光通过分析风成沉积物化学风化与粒度分布之间的关系，发展了消除化学风化分析中粒度效应的方法。研究结果表明：（1）粒度对常量元素含量（MEA）的影响可以通过从常量元素含量测量值（MMEA）中扣除粒度导致的偏移量来消除；（2）粒度对常量元素含量（MEA）的影响在黄土高原地区从南向北随化学风化强度减弱而增强；（3）对黄土古土壤剖面，粒度中值粒径序列与MMEA序列之间的相似程度指示了粒度对MMEA的影响程度；（4）对于黄土古土壤序列，化学风化对粒度分布的影响一般情况下都是可以忽略的；（5）通常情况下，粒度对化学风化指标的影响在间冰期比冰期更显著。

图1：渭南S0-L2黄土古土壤剖面常量元素的实测值（MMEA）、粒径产生值（GZMEA）、粒径无关值（GZFMEA）序列之间的比较（深蓝色菱形点（G-oxide）：GZMEA. 粉红色方块点(F-oxide): GZFMEA. 蓝色三角点(oxide): MMEA.）

图2：西风S0-L2黄土古土壤剖面常量元素的实测值（MMEA）、粒径产生值（GZMEA）、粒径无关值（GZFMEA）序列之间的比较（黑色方块点（G-oxide）：GZMEA. 蓝色方块点(F-oxide): GZFMEA. 橙色三角点(oxide): MMEA.）

这一成果近期发表在国际地球化学期刊Chemie der Erde（Qin et al. Elimination and evaluation of grain size’s effect in analysis of chemical weathering of loess–paleosol sequences. Chemie der Erde, 2011, 71: 53–58）。

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Holocene：1500年前中国古楼兰国农业活动的新证据及其伴随的环境变化

中国古丝绸之路上著名的楼兰古国已经消失1500多年。大量历史纪录表明楼兰曾存在广泛的农业种植，并以此支撑了王国数百年的繁荣。然而，虽然楼兰古城已发现100多年，但迄今仍未发现任何耕地遗迹。

地质与地球物理研究所新生代地质与环境研究室沙漠学科组副研究员秦小光等人通过遥感解译、野外地貌观察、地质取样分析，对楼兰地区的疑似耕地进行了研究，证实了楼兰地区有大面积的古代耕地分布，这些耕地的特点是具有规则、笔直、长达200-1000m的边界、有灌渠通过、地表存在石膏结壳层（GIL）、石膏结壳层中含有指示农作物的禾本科大孢粉。野外观察发现石膏结壳层属于土壤淀积层即土壤B层，其上方的土壤淋滤层即土壤A层大多已经被风蚀。这些新发现显示古代楼兰曾经有过高度发达的灌溉农业，这些耕地的规模和分布、石膏结壳层的厚度指示在这个现在极端干旱地区，农田灌溉曾持续了至少上百年的很长时间。对楼兰地区地层的研究表明该地层是在大约4-8kaBP期间堆积形成的河湖相沉积，指示在中国西部西风带控制的罗布泊地区全新世适宜期是多水湿润期，并存在着大约4kaBP和8kaBP两个干旱事件，而楼兰时期是另一个湿润阶段，这时的生态环境是湿地附近以典型农作物为特点的绿洲。楼兰晚期水资源的匮乏造成了灌溉农业的衰败，最后导致王国的消亡。

图3：楼兰东北部地区的耕地与灌渠. ( 数字是采样点位: 1=LN0812-3. 2=LN0812-142-1,2,3分别采自顶部绿色、中部红色石膏结壳层和下部粉沙岩层. 3=LN0812-FC-13. 4=LN0812-6~10和图11a, b. 5=LN0812-FC-11和图10a石器发现处. 6=图6照片. 7=楼兰佛塔剖面,8=图11c耕地残丘，9=图7b运渠，10=图7a和图8照片) (遥感图像取自maps.Google.com)

图4：楼兰地区耕地及非耕地表土花粉组合对比图 (单位: %. S-Gramineae: 花粉直径<50µm. L-Gramineae:花粉直径>50µm 且单位是花粉颗粒数) (采自耕地的样品: LN0812-3, LN0812-142-1~3, LN0812-FC-13, 14, LN0812-6~10, LN0812-FC-11. 采自非耕地的样品：LN0812-FC-3(N40º38’44.9“, E90º7’7.2”, LE 方城遗址城外), LN0812-FC-4 (N40º35’42.3", E89º57’25.3"), LN0812-FC-5(N40º34’54.7", E89º57’36.3"))

该成果即将发表在国际知名第四纪环境研究期刊Holocene（Qin et al. New evidence of agricultural activity and environmental change associated with the ancient Loulan kingdom, China, around 1500 years ago. Holocene, 2011）。

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