中國帕米爾地區(qū)黃土上部色度變化特征及古氣候意義

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氣候代用指標(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

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　實驗方法

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、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)院綜合地化實驗室完成。

3　結(jié)果

實驗結(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]，在實驗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?。涣炼萀*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)蠋熢谝巴獠蓸雍蛯嶒炇业膸椭?/p>

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