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当今,人类正面临着一系列前所未有的重大全球性环境问题,全球变化对于世界各国的经济发展和人类社会的生存都有着深远的影响,全球气候变化更是与人类的生存息息相关。全新世是国际过去气候变化(PAGES)研究的重点,研究全新世气候变化对预测未来环境演变有重要参考价值。许多研究方法和信息载体已经引入了全新世环境演变的研究,并且取得了很大的进展。黄土高原的黄土-古土壤序列是全新世高分辨率研究公认的良好信息载体,通过对黄土-古土壤序列的研究,已经搞清楚了中国黄土高原地区风成黄土的形成机制、物质来源及其所反映的气候变迁历史。 本文在了解国际国内的地学界和环境学界全新世环境演变进展的基础上,经过细致缜密的野外观察,选定淮河上游地区一典型的全新世黄土-古土壤剖面进行高分辨率采样,确定化学元素、磁化率、pH值、碳酸钙含量和烧失量等环境指标进行室内分析测定,获得了淮河上游全新世环境演变的高分辨率的数据信息。重点研究了各种化学元素在不同地层中的变化规律,并结合其他环境指标,探讨了淮河上游地区全新世黄土-古土壤地球化学特征及其对成壤环境的指示作用和反映的全新世气候环境演变规律,并探讨了黄土的物质来源问题,揭示了淮河上游地区全新世风成黄土-古土壤的物质来源及其成壤环境的变化,这对于阐明该区域过去一万年来成壤演变对全球变化的响应具有重大意义。 经过研究,本文得到如下结论: (一)淮河上游地区全新世风成黄土中常量元素氧化物(Al2O3、Fe2O3、K2O、MgO)含量、重金属元素(Zn、V、Co、Cu、Ni)和其它微量元素(Rb、Ga)含量随土壤地层呈现有规律性变化,即在古土壤层(So)中含量最高,在表土层(MS)中次之,在黄土层(L1、Lt、L0)中最低。其它重金属元素(Nb、Pb、Ti、Cr)含量在剖面中的变化趋势与Zn、V、Co、Cu、Ni相似,只是前者的含量在表土层(MS)比在古土壤层(S0)略高,反映出全新世后期现代成壤改造作用较强。常量元素氧化物Na2O和微量元素Sr含量在古土壤层强烈淋失,在黄土层相对富集。绝大部分化学成分含量与磁化率的相关性很强,表明它们的迁移转化受全新世以来气候变化、沙尘暴活动和成壤环境变化的控制。 (二)与黄土高原地区相比,淮河上游地区全新世风成黄土有以下特征: