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黄土高原上的黄土-古土壤序列记录了丰富的气候、环境变化信息,土壤的有机碳同位素在植被变化、气候环境的研究中应用十分广泛。本论文对黄土高原地区植物和土壤的有机碳同位素、土壤磁化率指标进行了初步研究,主要内容如下:1、从表土有机碳同位素和现代植被间的关系入手,研究C3、C4植物相对丰度与气候要素间的关系,以期能更好的理解影响C3、C4植物生物量的主要因素。计算了黄土高原塬面67个采样点的C4植物的生物量,估算出草本植物中C4植物的比例。结果表明,黄土高原塬面上最主要的C4植物是白羊草;C3植物主要由草类植物和灌木组成,如长芒草、胡枝子和禾叶嵩草等,它们主要分布在研究区域的阴坡和山谷。表土的有机碳同位素组成是反映C4和C3相对生物量贡献的可靠指标。在黄土高原地区,夏季降水量的增加会引起C4植物比例上升,同时C4植物生物量的变化也反映了降水的变化。2、调查了黄土高原及周边地区三种类型土壤的磁化率、土壤有机碳含量、有机碳同位素组成和碳氮比值等指标。样品采集自黄土-沙漠过渡区、黄土塬面和森林地区,代表了黄土高原地区主要的土壤类型。结果显示:黄土塬面、林区、黄土-沙漠过渡区土壤的磁化率变化区间分别为26.6×10-8~61.4×10-8m3·kg-1、68.6×10-8~107.5×10-8m3·kg-1、8.5×10-8~44.4×10-8m3·kg-1。黄土塬面土壤有机碳含量在0.05%到0.62%之间变化,而林区土壤的有机碳含量在1.19%到3.35%间变化。黄土塬面的土壤C/N比值也较低,在0.6到6.1之间变化,林区样品C/N比值在6.2到11.83之间变化。黄土-沙漠过渡区土壤磁化率较低,森林地区土壤磁化率较高,土壤磁化率与有机碳含量、C/N比值呈正相关关系。有机质含量增加对土壤的磁化率增强有明显贡献,有机质含量较高时,更适宜土壤中磁性细菌的生长;同时,较高的有机质含量指示着较高植被覆盖,这也会导致土壤中磁性矿物的增加;燃烧有机质时非磁性矿物会更容易转化为磁性矿物。上述因素都会增强土壤的磁化率。3、研究了洛川地区一个80m的黄土-古土壤钻孔序列,以40cm为间距,测试了201个样品的有机碳同位素值。样品的有机碳同位素组成显示,土壤的δ13C值在-19.37‰到-26.38‰之间变化。黄土-古土壤序列的有机碳同位素δ13C曲线和磁化率曲线有相似的变化趋势。从有机碳同位素结果可知,黄土高原地区第四纪以来的植被类型是C3、C4混合生长,且以C3植物为主。黄土高原上的黄土-古土壤序列的有机碳同位素值和磁化率值均呈现冰期间冰期波动,记录了季风强度的变化。