李 越，宋友桂，王千鎖

（1.中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所 黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710075；2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.南京師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，江蘇省環(huán)境演變與生態(tài)建設(shè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210046）

新疆昭蘇黃土剖面色度變化特征及古氣候意義

李 越1,2，宋友桂1，王千鎖3

（1.中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所 黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710075；2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.南京師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，江蘇省環(huán)境演變與生態(tài)建設(shè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210046）

對(duì)受西風(fēng)影響的伊犁盆地南緣的昭蘇波馬剖面進(jìn)行色度指標(biāo)分析后發(fā)現(xiàn)，在黃土堆積期間，亮度L*在很大程度上受控于顏色分量a*、b*，同有機(jī)質(zhì)含量關(guān)系密切。在S0中亮度L*與碳酸鈣有較好的相關(guān)性，而在L1中相關(guān)性極低。紅度a*受赤鐵礦含量的影響最大，其較好的正相關(guān)關(guān)系可以很好地反映氣候變干的過程。而黃度b*與針鐵礦相關(guān)性較差，易受到多方面因素的影響，對(duì)氣候轉(zhuǎn)變的敏感性不高。

昭蘇剖面；黃土?古土壤；色度；氣候變化

土壤顏色是土壤在可見光波段的反射光譜特征，其與土壤有機(jī)質(zhì)含量、氧化鐵含量、質(zhì)地和粘粒含量、水分、粘土礦物類型等理化性狀密切相關(guān)。由于沉積物的顏色主要反映礦物組成及其特征，而自然風(fēng)化成壤作用往往會(huì)引起沉積物物質(zhì)成分的變化。因此，沉積物顏色（色度）的變化能反映氣候變化的信息。在黃土高原千年尺度和萬年尺度的黃土–古氣候研究中土壤顏色能很好地反映亞洲季風(fēng)和全球氣候變化的特征（Fang et al，1999；楊勝利等，2001；Yang et al，2003；Sun et al，2011）。但對(duì)于色度是否能應(yīng)用于新疆干旱區(qū)黃土古氣候的研究尚未見報(bào)道，本文以位于新疆伊犁盆地南緣的昭蘇波馬黃土剖面（ZSP）為研究對(duì)象，探討伊犁黃土色度指標(biāo)的古氣候意義，為研究西風(fēng)帶影響下的伊犁地區(qū)的環(huán)境變遷研究提供重要依據(jù)。

1 地理背景與采樣

1.1 地理背景

伊犁盆地地處78°10′～ 84°50′E、42°30′～44°35′N，東部位于我國新疆天山山脈的西段，西部在哈薩克斯坦共和國境內(nèi)。地貌輪廓是一個(gè)開口向西的喇叭形山間谷地，地勢(shì)東高西低，盆地西側(cè)是中亞戈壁沙漠區(qū)（圖1）。伊犁地區(qū)地處新疆西部的天山深處，具有中溫帶大陸性濕潤(rùn)氣候特征。冬季，地面為蒙古高壓所控制；夏季，蒙古高壓對(duì)新疆的控制消失，代之以北上的印度熱低壓（葉瑋，1999） 。雖地處遠(yuǎn)離海洋的亞歐大陸中心地帶， 但受到上述地貌形態(tài)的影響，來自北冰洋及地中海的水汽可直接從伊犁谷地西口進(jìn)入本區(qū)，在受到北、東、南三面的山體阻擋后，于山麓地帶形成豐沛的降水。該區(qū)年平均氣溫2.6～9.2℃，隨著由西向東海拔高度與水熱條件的變化，植被逐漸由荒漠草原變?yōu)楦刹菰?，土壤則由灰鈣土變?yōu)槔踱}土。

圖1 伊犁地區(qū)地理環(huán)境狀況及采樣點(diǎn)位置圖（據(jù)宋友桂和史正濤（2010） 修改）Fig.1 Geographical environment and sampling site in the Ili Basin (modif ed from Song and Shi (2010) )

1.2 剖面概況與采樣

昭蘇波馬剖面（ZSP）（80.25°E，42.69°N，1875 m）鄰近中哈邊界波馬古城遺址，位于伊犁盆地南緣的特克斯河流階地上（圖1）。該黃土剖面厚6.9 m，上部全新世土壤厚約0.9 m，下部為0.3 m的古土壤沉積，底部為河流砂礫石層。對(duì)剖面自上而下以5 cm間距共采集了138個(gè)粉末樣品，用于磁化率、CaCO3含量、有機(jī)質(zhì)含量和色度等代用指標(biāo)的測(cè)試。相關(guān)的巖石磁學(xué)（宋友桂等，2010；Song，2012），粒度（李傳想等，2011）、礦物學(xué)（曾蒙秀和宋友桂，2013）和年代學(xué)（李傳想和宋友桂，2011；Song et al，2012）結(jié)果已發(fā)表。據(jù)光釋光年代（Song et al，2012）外推，其底部年齡為73 ka。

2 樣品測(cè)試與表色系統(tǒng)

2.1 測(cè)試方法

色度在柯尼卡美能達(dá)公司生產(chǎn)的CM-700d分光測(cè)色計(jì)進(jìn)行，其中測(cè)試參數(shù)為CIE D65標(biāo)準(zhǔn)光源（色溫為6500 K），觀察視野為10°，孔徑為8 mm。儀器采用鏡面反射光和漫反射光（SCI）測(cè)量模式，光譜反射率標(biāo)準(zhǔn)偏差小于0.1%，色度值的標(biāo)準(zhǔn)差值ΔE*ab小于0.04。色度測(cè)試的具體步驟如下：①用瑪瑙研缽將烘干的樣品碾磨至200目以下；②使用零校正盒CM-A182進(jìn)行儀器零位校準(zhǔn)后，取樣品0.5 g左右放于載玻片凹槽中壓實(shí)、壓平，然后放在CM-700d分光測(cè)色計(jì)自帶的CM-A177白色校正板上；③隨機(jī)選擇三個(gè)表面平整的區(qū)域測(cè)試三次，獲得L*、a*、b*以及400～700 nm反射光譜數(shù)據(jù)，然后分別取平均值。磁化率由英國Bartington公司生產(chǎn)的MS2B型磁化率儀測(cè)量（Song et al，2010）。CaCO3含量采用Bascomb國際標(biāo)準(zhǔn)碳酸鹽法測(cè)量。有機(jī)質(zhì)含量利用水合熱重鉻酸鉀氧化?比色法獲得。上述指標(biāo)均在黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成測(cè)量。

2.2 CIELAB表色系統(tǒng)

CIELAB表色系統(tǒng)是目前最主要的顏色描述和測(cè)量系統(tǒng)之一。該表色系統(tǒng)使用L*、a*、b*這三個(gè)參量描述任何均勻連續(xù)的顏色空間。其中：L*代表明度，變化于黑（0）與白（100）之間；a*代表紅度，變化于紅和綠之間（+a*為紅色方向，–a*為綠色方向）；b*代表黃度，變化與黃與藍(lán)之間（+b*為黃色方向，–b*為藍(lán)色方向）。下文采用該表色系統(tǒng)以上三個(gè)參數(shù)來描述土壤的顏色變化。

3 結(jié)果

3.1 紅度特征

圖2中顯示a*值的變化范圍為2.9 ～ 4.7，平均值為3.8，變化幅度為62.07%，紅度值的最大值出現(xiàn)在545 cm處。從大到小的剖面層序?yàn)長(zhǎng)1L1（3.95）＞ L1L2（3.88）＞ L1S1（3.68）＞ S1（3.62）＞S0（3.48）。L1L1變化于2.91 ～ 4.51；L1L2比L1L1紅度值要低，波動(dòng)變化于3.31 ～ 4.7； L1S1的變化范圍3.19 ～ 4.44。S1古土壤層紅度值變化于2.97 ～3.99，而全新世S0古土壤層是剖面中紅度值最低的，波動(dòng)范圍2.9 ～ 4.3。

3.2 黃度特征

黃度值曲線變化沒有紅度曲線變化明顯（圖2），在古土壤層中變化異常，如自約10 ka以來就表現(xiàn)出明顯的急劇下降趨勢(shì)。而在黃土層中除了弱發(fā)育古土壤層有低頻高幅的振動(dòng)外，其余地層均相對(duì)較為穩(wěn)定。b*值的變化范圍為8.36～17.63，平均值為14.28，最大值出現(xiàn)在680 cm處。剖面層序從大到小為S1（16.25）＞ L1L1（14.70） ＞L1L2（14.65）＞ L1S1（14.36）＞ S0（11.71）。S1波動(dòng)變化于13.5～17.63，變化幅度為30.59%；L1L1波動(dòng)范圍是12.8～16.18；L1L2波動(dòng)變化于13.39～15.54；L1弱古土壤層L1S1的變化范圍13.65～15.49；S0波動(dòng)范圍8.36～14.83。

3.3 亮度特征

亮度值的變化特征和趨勢(shì)與a*、b*是相反的（圖2），其值在黃土?古土壤序列中的差異程度不如a*顯著。整個(gè)剖面的變化范圍為53.21～72.06，平均值為67.22，最大值出現(xiàn)在325 cm處。其值從大到小變化順序依次為S1（69.83） ＞ L1S1（68.48） ＞ L1L2（68.20） ＞ L1L1（67.47） ＞ S0（62.01）。S1變化于69.15 ～ 70.82；L1S1弱古土壤層亮度值變化于64.96 ～ 71.22；L1L2黃土層的亮度值波動(dòng)范圍是65.59 ～ 70.73；L1L1黃土層黃度值波動(dòng)變化于63.63 ～ 72.06，變化幅度為13.25%；S0古土壤層的亮度值是該剖面中最低的，其變化范圍53.21 ～ 70.47。

圖2 昭蘇剖面黃土?古土壤序列及亮度(L*)、紅度(a*)、黃度(b*)、磁化率變化特征Fig.2 Variations of lightness(L*), redness(a*), yellows(b*) and magnetic susceptibility of loess-paleosol section in Zhaosu County

3.4 磁化率與碳酸鈣、有機(jī)質(zhì)百分含量變化特征

圖2中顯示剖面質(zhì)量磁化率與頻率磁化率變化趨勢(shì)基本一致，兩者都為在古土壤層大于黃土層，前者變化于35.68×10?8～ 88.98×10?8m3·kg?1，后者變化于?3.10% ～ 8.40%。如圖3所示，該剖面碳酸鈣含量變化于3.37% ～ 19.20%，黃土層的含量明顯大于古土壤層；有機(jī)質(zhì)含量變化于0.22% ～ 5.72%，在S0中急劇增加。

4 討論

4.1 亮度的意義

色度指標(biāo)中的亮度是指土壤的明暗程度。前人普遍認(rèn)為碳酸鈣和有機(jī)質(zhì)是影響土壤亮度的主要因素（彭淑貞和郭正堂，2003；何柳等，2010），同時(shí)a*和b*也會(huì)影響L*（顏色深淺）的變化（石培宏等，2012）。鑒于此，現(xiàn)對(duì)亮度L*分別與碳酸鈣、有機(jī)質(zhì)含量以及a*、b*進(jìn)行相關(guān)性分析（圖4）。結(jié)果顯示亮度L*與碳酸鈣、有機(jī)質(zhì)含量的相關(guān)系數(shù)R2分別為0.442（圖4a）和0.542（圖4b），與b*的為0.462（圖4d），而與a*的相關(guān)系數(shù)R2只有0.006（圖4c）。

從相關(guān)性分析結(jié)果（圖4）來看，似乎是整個(gè)剖面中有機(jī)質(zhì)含量對(duì)亮度L*的影響程度最大，碳酸鈣的影響比有機(jī)質(zhì)?。稽S度b*的增加也會(huì)顯著地使亮度L*增大，而紅度a*與亮度L*不相關(guān)。但值得注意的是圖4中大部分樣品都分布比較集中，認(rèn)為通過對(duì)剖面整體做相關(guān)性分析會(huì)掩蓋一部分重要信息。如圖3所示，全新世發(fā)育的古土壤與下伏地層無論是在色度參數(shù)還是成分上都有較明顯的變化，因此認(rèn)為有必要將S0與下伏地層分開來研究。S0中，亮度L*與碳酸鈣含量的相關(guān)系數(shù)R2為0.636，與有機(jī)質(zhì)的為0.508；與b*的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.792，而與a*的僅為0.034。S0以下的地層中，對(duì)應(yīng)的相關(guān)系數(shù)為0.010、0.001、0.022和0.595。

S0中L*與碳酸鈣、有機(jī)質(zhì)存在較為顯著的相關(guān)性。有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)等對(duì)反射光譜有較強(qiáng)的吸收能力，從而決定了相對(duì)富含有機(jī)質(zhì)的古土壤具有較低的光譜反射值（徐琳琳和季耿善，1987）。而碳酸鈣的影響高于有機(jī)質(zhì)，這可能與兩者質(zhì)量分?jǐn)?shù)的明顯差異有關(guān)。S0中L*與b*呈最為顯著的正相關(guān)（R=0.89），可能是由于CIELAB系統(tǒng)是一個(gè)立體顏色空間系統(tǒng)，不同顏色分量會(huì)相互影響（石培宏等，2012）。下伏地層中亮度L*與有機(jī)質(zhì)、碳酸鈣不相關(guān)，這一點(diǎn)與苗運(yùn)法等（2013）的研究結(jié)果一致，而a*卻成為影響L*的主要因素，與L*呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系（R= ? 0.77），這與石培宏等（2012）的結(jié)果相同，而且相關(guān)系數(shù)也相近。通過以上內(nèi)容可以看出，亮度L*在很大程度上受a*、b*顏色分量的影響。而與有機(jī)質(zhì)的相關(guān)程度取決于有機(jī)質(zhì)的豐度，因?yàn)閺膱D3來看，下伏地層有機(jī)質(zhì)含量比S0要小得多，并且其變化基本沒有超過一個(gè)數(shù)量級(jí)（圖3），如此小幅度的變化即使可以引起亮度L*的改變，也是很微弱的。亮度L*與碳酸鈣也并不總具有相關(guān)性，其相關(guān)系數(shù)可能受控于紅度a*，并且進(jìn)而可能與影響紅度a*的物質(zhì)相對(duì)含量有關(guān)，所以不能只用碳酸鈣含量來解釋這種相關(guān)性。亮度L*與碳酸鈣之間的相關(guān)性機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

圖3 昭蘇剖面黃土色度、碳酸鈣、有機(jī)質(zhì)、針鐵礦百分含量隨深度的變化Fig.3 Changes in yellows value and percentages of calcium carbonate, organic matter and goethite with depth

圖4 昭蘇剖面黃土?古土壤序列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*, organic matter, carbonate, a* and b* in Zhaosu loess-paleosol sequence

4.2 紅度和黃度的意義

表面上紅度和黃度是反映沉積物在特定條件下的顏色變化，實(shí)質(zhì)上是土壤內(nèi)在成分的反映。黃土與古土壤的顏色差異主要與碳酸鹽、有機(jī)質(zhì)、鐵氧化物的含量變化有關(guān)（徐琳琳和季耿善，1987；彭淑貞和郭正堂，2003；季峻峰等，2007；何柳等，2010），其中鐵氧化物主要指是針鐵礦（明亮黃色）和赤鐵礦（赤紅色）（Ji et al，2001；Chen et al，2002；Balsam et al，2004；Torrent et al，2006）。不同鐵氧化物礦物鐵元素的軌道電子的晶體場(chǎng)不同導(dǎo)致形成不同的特征反射光譜（Scheinost et al，1998），據(jù)此特征可以鑒定樣品中的各類鐵氧化礦物，特別是赤鐵礦和針鐵礦（季峻峰等，2007）。昭蘇剖面各樣品在可見光范圍內(nèi)的反射率變化曲線比較平滑，無明顯的峰值（圖5a），但反射率譜的一階導(dǎo)數(shù)（圖5b）可以檢驗(yàn)赤鐵礦和針鐵礦的存在與否。

昭蘇樣品的一階導(dǎo)數(shù)曲線明顯具有多峰分布的特點(diǎn)（圖5），其中貢獻(xiàn)最大的三個(gè)高峰區(qū)間位于在425～ 450 nm、500～525 nm和550 ～575 nm的波長(zhǎng)范圍。研究表明針鐵礦有兩個(gè)反射峰，主峰位于535 nm，次峰位于435 nm，而赤鐵礦只有一個(gè)顯著的反射峰，位于565～575 nm（季峻峰等，2007）。圖5位于550～575 nm區(qū)間的反射峰可以與赤鐵礦的反射峰對(duì)應(yīng)起來，說明樣品中一定有赤鐵礦的存在。然而425～450 nm和500～525 nm區(qū)間的反射峰不能很好地區(qū)分主峰、次峰，只有425～450 nm的反射峰可以對(duì)應(yīng)針鐵礦435 nm的次峰，本文認(rèn)為其原因是：（1）樣品中雖然存在針鐵礦，但含量很少。一般認(rèn)為，隨著針鐵礦含量的增加，礦物特征峰會(huì)向著長(zhǎng)波方向移動(dòng)（季俊峰等，2007）。而本文得到的針鐵礦特征峰向短波方向偏移，說明其含量相對(duì)較少；（2）針鐵礦反射峰受到其他與之顏色相近的物質(zhì)成分的干擾，即存在強(qiáng)烈的基體效應(yīng)（Deaton and Balsam，1991）。在昭蘇地區(qū)黃土中，無論是全巖樣品還是分粒級(jí)樣品，綠泥石的含量均較高，其中在全巖樣品中綠泥石的平均含量達(dá)12%（曾蒙秀和宋友桂，2013），而粘土礦物中的伊利石和綠泥石在440 nm處也有特征峰存在，很容易與針鐵礦在435 nm處的特征峰疊加，從而干擾正常的檢測(cè)（Balsam and Damuth，2000），這樣也就造成主次峰不能很好區(qū)分的現(xiàn)象。

圖5 昭蘇剖面樣品在可見光范圍內(nèi)的各波長(zhǎng)光譜反射率變化曲線及部分一階導(dǎo)數(shù)曲線Fig.5 Spectral ref ectance curves of each wavelength in visible region for all the samples and the f rst derivative curves deduced from parts of the former

為了確定該剖面中赤鐵礦、針鐵礦與色度指標(biāo)的相關(guān)關(guān)系，需要得到兩者的含量。由于伊犁黃土中的主要礦物組成與黃土高原的較為一致（曾蒙秀和宋友桂，2013；Song et al，2014），故嘗試使用季峻峰等（2007）的方法來求得赤鐵礦和針鐵礦的相對(duì)含量。

將a*分別與碳酸鈣、有機(jī)質(zhì)以及赤鐵礦作相關(guān)性分析（圖6），結(jié)果發(fā)現(xiàn)其與赤鐵礦有顯著的相關(guān)性（圖6e），相關(guān)系數(shù)R2為0.455，而受碳酸鈣和有機(jī)質(zhì)的影響十分微弱（圖6a，b），尤其是在L1層中，由此證明赤鐵礦作為一種鐵氧化物是影響該地區(qū)黃土剖面紅度變化的主要因素，而紅度a*與碳酸鈣、有機(jī)質(zhì)含量變化基本無關(guān)，這與何柳等（2010）的結(jié)論一致，而與苗運(yùn)法等（2013）的結(jié)果不同。

在黃土?古土壤序列中，蒸發(fā)量大于降雨量的干旱溫暖的氧化環(huán)境有利于赤鐵礦的形成，而濕潤(rùn)的環(huán)境則有利于磁鐵礦的形成。盡管波馬剖面所在的昭蘇縣現(xiàn)在的年平均降雨量為500 mm （李新新和宋友桂，2013），然而特殊的地形以及較差的水熱組合條件使得現(xiàn)代的成壤作用較弱（李傳想和宋友桂，2011）。對(duì)于黃土?古土壤序列，頻率磁化率（χfd）可以作為成壤作用強(qiáng)度的一項(xiàng)指標(biāo)（Zhou et al，1990）。由圖2可以看出，剖面各層位的頻率磁化率（χfd）值基本都要小于現(xiàn)今的值，所以剖面發(fā)育期間成壤作用一直不如現(xiàn)今，在這樣的沉積環(huán)境中，磁鐵礦的形成受限。巖石磁學(xué)研究（Song et al，2010；宋友桂等，2010）表明昭蘇地區(qū)磁化率增強(qiáng)機(jī)制除了成壤作用的模式外，還存在阿拉斯加風(fēng)速論模式的特點(diǎn)，這樣昭蘇磁化率的古環(huán)境意義變得較為復(fù)雜，例如在L1S1層中，磁化率曲線看不出波動(dòng)。然而紅度a*在該層上部（350 ～ 400cm）卻顯示有更加干旱的記錄，并且下部還有3次低頻振動(dòng)（圖2），因此紅度具有比磁化率更加明確的氣候意義。當(dāng)然使用紅度a*來反演古環(huán)境也不是十分完善，比如頻率磁化率（χfd）曲線上230 ～ 270 cm處大幅度千年尺度的波動(dòng)在紅度曲線上卻沒有顯著記錄。另外對(duì)于古土壤層紅度a*的平均值小于黃土層的情況，還有待進(jìn)一步研究。綜上所述，紅度a*可以有效地反映古氣候演變，但如果只用單一的紅度a*來解釋氣候變化，可能會(huì)造成信息的不完整。

將黃度b*與針鐵礦作相關(guān)性分析（圖6c，d，f），發(fā)現(xiàn)其相關(guān)性（R2= 0.196）明顯要比碳酸鈣（R2= 0.297）和有機(jī)質(zhì)（R2= 0.587）的差。本文認(rèn)為其原因可能是該區(qū)自末次冰期以來的沉積環(huán)境存在高亞洲風(fēng)成沉積物的碳酸鹽含量變化特點(diǎn)（Zan et al，2013）。當(dāng)氣候變得相對(duì)比較濕潤(rùn)時(shí)，不但有針鐵礦的形成（Balsam et al，2004），而且碳酸鈣的含量會(huì)升高，但這并不能說明外觀為白色的碳酸鈣是引起黃度值變化的礦物成分。另外如圖3所示，在170 ～ 200 cm處，碳酸鈣含量存在一個(gè)千年尺度的減小過程，而在這期間黃度值的變化較為緩和；在470 ～ 560 cm處碳酸鈣含量經(jīng)歷了一次明顯的大幅度波動(dòng)，然而黃度b*的變化卻始終同針鐵礦含量的波動(dòng)相一致。由此認(rèn)為在黃土發(fā)育階段，碳酸鈣與黃度b*只是通過降水量這一中間變量來聯(lián)系起來，從而具有了較為顯著的相關(guān)性。而對(duì)于黃度b*與有機(jī)質(zhì)之間更顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，認(rèn)為其作用機(jī)制與碳酸鈣相同，而且只是表現(xiàn)在0～65 cm處（圖3），因?yàn)樵撎幍貙又悬S度b*與有機(jī)質(zhì)的相關(guān)系數(shù)R2=0.827，有機(jī)質(zhì)含量急劇增加到之前的12倍左右，從而抑制了該層位黃色的表現(xiàn)。而在65 cm以下的地層中，其相關(guān)系數(shù)R2僅為0.008，這可能是其有機(jī)質(zhì)含量極少的緣故，從而對(duì)黃度影響很小。

由于以上原因，黃度b*就不能很好地表現(xiàn)出針鐵礦含量的波動(dòng)，造成兩者的相關(guān)性不太顯著。當(dāng)然針鐵礦含量少以及在求針鐵礦含量時(shí)公式的適用性可能也是其中的原因。由于容易受到碳酸鈣和有機(jī)質(zhì)等多方面的影響和制約，因此黃度b*不能對(duì)氣候變化作出很好的響應(yīng)。

圖6 昭蘇剖面黃土?古土壤序列a*、b*分別與碳酸鈣、有機(jī)質(zhì)、赤鐵礦以及針鐵礦之間的關(guān)系Fig.6 Relationship among a*、b*and calcium carbonate, organic matter, hematite as well as goethite in Zhaosu loess-paleosol sequence

5 結(jié)論

昭蘇波馬黃土剖面色度指標(biāo)的分析表明，亮度L*受顏色分量a*、b*的影響較大，進(jìn)而可能受控于鐵氧化物的含量，而與有機(jī)質(zhì)含量關(guān)系密切。在S0中亮度L*與碳酸鈣有較好的相關(guān)性，而在L1中則不相關(guān)。亮度L*與碳酸鈣的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。紅度a*主要與沉積物中的赤鐵礦有關(guān)，其值隨著赤鐵礦含量的增加而增大。在昭蘇地區(qū)a*反映環(huán)境演變的能力明顯要好于磁化率，但在剖面某些地方對(duì)氣候的敏感性較差，只用單一的紅度值來重建古環(huán)境可能會(huì)造成結(jié)果的不完整性。由于容易受到多方面因素的影響，所以黃度b*與針鐵礦的相關(guān)性較差，也就造成其對(duì)氣候變化的響應(yīng)在三個(gè)指標(biāo)中最差。以色度作為干旱區(qū)的氣候代用指標(biāo)仍然需要更多剖面來加以驗(yàn)證。

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Chroma characteristics in the Zhaosu loess section and its paleoclimatic signif cance

LI Yue1,2, SONG You-gui1, WANG Qian-suo3
(1.State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology, Institute of Earth Environment, Chinese Academy of Sciences, Xi′an 710075, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. Key Laboratory of Environmental Evolution and Ecological Construct of Jiangsu Province, College of Geography Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210046, China)

Chromatic proxies of loess section at the Zhaosu County in the southern Ili Basin are analyzed in this paper. The f ndings show that correlation between lightness L*, to a large extent, controlled by color components, a* and b*, and it is close to organic content. In the interval S0, lightness L* correlates well with calcium carbonate, while either none or less relates to that in the interval L1. Redness a* is mainly affected by hematite content, namely, a* value increases with the increase of hematite content, suggesting that it can well indicate the process of drying. But yellows b* has less relation with goethite content, with lower sensitivity to climatic shift due to the effects of several different factors.

Zhaosu; loess-paleosol sequence; soil color; environmental evolution

P532

：A

：1674-9901(2014)02-0067-09

10.7515/JEE201402003

2014-01-08

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目（2013CB955904）；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41172166）；中國科學(xué)院科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)及自主布署項(xiàng)目（ZZBS1301）

宋友桂，E-mail: syg@ieecas.cn