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黄河三角洲是受到黄河来水来沙、尾闾流路变迁、全球气候变化等自然因素和农业耕种熟化、城镇化、工业化等人类活动交互作用、叠加影响的区域。目前对气候变化、人类活动和陆海相互作用多重影响下黄河三角洲区域土壤环境质量、土壤发生发育过程和土壤沉积物物质链关系缺乏一个整体认识。本论文基于黄河三角洲地区的42个典型类型土壤剖面（182个土壤样品）和26个临近海域表层沉积物样品,分析了土壤基本理化性质、土壤重金属元素与稀土元素、有机氯农药和石油烃等有机污染物、土壤原状土和胶体的矿物组成、化学组成、磁学性质等地球化学特征、土壤和沉积物放射性铅同位素和稳定性碳、氮同位素,表征了黄河三角洲地区土壤由陆到海的土壤质量特征;探讨了无机元素和有机污染物的土壤环境地球化学行为及来源;揭示了黄河三角洲土壤剖面红粘层的时空分布、地球化学特征和陆海相互作用下的环境意义。这些研究成果可为高强度人类经济活动及强烈陆海交互作用下黄河三角洲区域生物地球化学循环与可持续发展提供基础数据和科学依据,具有重要的科学意义和现实的指导意义。本研究的主要结果包括以下几个方面:（1）黄河三角洲在滩涂、湿地、棉田、粮田、菜地由海到陆的利用方式和空间过渡下,土壤盐分逐渐降低,土壤结构和肥力水平逐渐提高。其中,滩涂土壤结构较差,肥力水平很低,代表了该地区自然成陆条件下的原始土壤理化性质特征。滩涂发育为湿地后,湿地淹水的环境及丰富的植被,使得在该利用方式下土壤粘粒、有机质、氮、磷等含量显著提高。湿地开垦为农田后,人为改良使得土壤脱盐脱碱显著,明显提高了土壤供氮、供磷强度,但人类活动加剧了土壤团聚体的破坏以及有机质的释放。（2）黄河三角洲土壤重金属、有机氯农药和石油烃的整体含量较低,目前环境生态风险不高。土壤重金属在黄河河岸和三角洲南部区域含量有升高趋势;有机氯农药中相对活跃组份（γ-HCH和o,p’-DDT）和相对稳定组份（β-HCH和p,p’-DDE）有沿海-内陆的两极分布趋势。土壤总石油烃呈现代黄河三角洲内部低、外部高的趋势,靠近孤东油田的区域土壤中总石油烃含量相对较高。土壤剖面中铁氧化物和粘土矿物对重金属有显著富集,土壤粘粒也是表层和剖面土壤中γ-HCH的重要载体,土壤石油烃则主要与土壤发育程度相关。黄河泥沙的搬运和沉积是多数污染物的主要来源,但随着调水调沙、石油开采、农业垦殖和海岸工程等人类活动的日益频繁,黄河三角洲污染物逐渐受到了当地人为过程的影响。（3）黄河三角洲土壤剖面中稀土丰度与物源的风化程度和成土程度有正相关趋势。土壤剖面不同层次之间稀土分馏情况是同步的,轻稀土相对重稀土富集,La-Eu曲线较陡,Eu-Ld曲线较平缓,Eu呈较为明显的负异常,Ce正异常不明显。通过稀土特征参数可以得出,黄河三角洲各层次土壤的源物质在黄河侵蚀、搬运、沉积过程中经历了充分的混匀过程。（4）黄河三角洲土壤剖面中的典型红粘层主要分布在1855年之后形成的现代黄河三角洲和1855年之前形成的古代三角洲区域,在黄河和弥河之间为红粘层过渡区,在弥河以东无红粘层分布。出现深度较浅的红粘层沉积相对较厚。对典型剖面的137Cs和210Pb定年可得,黄河三角洲剖面红粘层沉积的年代在1910s1960s区间内,红粘层多出现于沉积速率发生较为剧烈变化的层次区间,与水动力变化有关。在形貌特征上,典型红粘层平均粒径为6.69±0.79φ、中值粒径为11.6±7.3μm、红度（a*）值为7.5±0.4。（5）黄河三角洲土壤红粘层粘土矿物和方解石含量都显著高于其上下黄砂层,而原生矿物如石英和长石的含量则显著低于黄砂层。在常量元素组成上,典型红粘层SiO2为55.6±3.7%、Al2O3为13.5±1.1%、CaO为8.18±1.03%、Fe2O3为5.49±0.83%、MgO为2.83±0.34%、K2O为2.54±0.83%和Na2O为1.34±0.32%。19种微量元素中,红粘层只有Zr和Hf含量显著低于黄砂层,其余微量元素都要显著高于黄砂层。红粘层相对黄砂层具有较高的风化程度,典型红粘层的硅铝率为6.71±1.06。磁学性质上,红粘层的磁学特征参数数值χfd%为8.3±1.7%、χarm为362.7±90.0×10-8 m3/kg、χarm/SIRM为67.1±15.1×10-5 m/A、SIRM/χlf为9.6±1.5×103 A/m和χARM/χlf为6.3±1.0,说明了红粘层中较细的成土性SP/SD颗粒含量较高,对该层磁性增强贡献较大。红粘层和黄砂层土壤胶体间色度和磁学特征差异较小,但粘土矿物和元素组成略有差异。黄河三角洲土壤红粘层是源区温湿气候条件下的高风化物质,经黄河由上游至下游搬运、混合、沉积,在三角洲地区水动力分选而形成。红粘层与黄砂层物源总体上较为相似,但又存在区别,主要是由于不同时期沉积造陆物源不同以及沉积时海相的影响和成陆之后的成壤过程导致不同土层间的地球化学特征差异。（6）黄河三角洲土壤红粘层重金属平均含量是黄砂层的约1.5倍,红粘层中铁锰结合易还原态Pb、Co以及弱酸溶态Cd比例要高于黄砂层,红粘层中重金属的潜在迁移性更强。红粘层是三角洲底层土壤中重要的有机碳、有机氮和无机碳库,红粘层中累积的无机碳可能主要以次生碳酸盐形式存在,具有固碳的能力。红粘层出现的深度和厚度结合黄河尾闾改道时间可推测现代三角洲形成期环境和人类活动变化。黄河三角洲土壤和沉积物的碳氮稳定性同位素分馏特征表明,滨海湿地土壤、菜地土壤、田地（棉田和粮田）土壤、河相沉积物、海湾和深海沉积物是影响区域碳氮循环的6组重要介质,由自然土壤向海洋沉积物过渡,对应了由源区较活跃有机质库向沉积区较稳定有机质库转移的过程。