摘要
土壤是人类赖以生存的物质基础,维持着地球生态系统的稳定平衡,然而土壤发育成为一个完整的剖面要经历基岩的风化、搬运和成壤的漫长过程。从岩石露出地表生长微生物和低等植物开始到高等植物定居之前的原始成土过程,是土壤形成的起点,对认识土壤发生发育具有重要的科学意义。青藏高原作为世界第三极,独特的地理环境是研究原始成土过程的理想之地,但目前对高原土壤发育的研究主要集中在生长高等植物之后的成土过程,对原始成土过程尚不明晰。因此研究青藏高原的原始成土过程对于系统认识高寒地区土壤发生过程具有重要意义。 本文选取青海湖流域东南部13个典型采样点的原始土壤(地衣土和苔藓土)、基岩、植物样、裸土以及6个大气降尘样品为研究对象,首先对基岩类型进行岩石鉴定,根据基岩类型将各样点进行归类,通过对土壤粒度、矿物组成、酸碱度(Potential of hydrogen,pH)、土壤总有机碳(Total organic carbon,TOC)和元素地球化学含量进行测试,结合流域内其他土壤剖面已有的结果,探讨青海湖流域地衣和苔藓对原始成土过程的作用,分析不同阶段原始土壤的风化程度,物质来源与大气降尘的关联程度等。 研究表明:1.青海湖流域东南部原始土壤与大气降尘的粒度主要呈三峰态分布,地衣土和苔藓土粒度大小相当,以砂质粉砂为主;原始土壤以中性土和碱性土为主,且苔藓土的碱性强于地衣土。2.原始土壤和大气降尘的矿物组成以石英和斜长石为主,含量达70%以上,伊利石和绿泥石含量次之,白云石、云母和赤铁矿较少。从地衣土、苔藓土与大气降尘的矿物组成特点看,三者的物质来源可能具有一致性,原始土壤从基岩风化而成的物质相对较少。3.从化学蚀变指数(Chemical index of alteration,CIA)看,原始土壤的CIA值整体在53.22-59.71范围,处于弱化学风化阶段,且在原始成土过程中第二阶段地衣土的风化程度,低于第三阶段苔藓土的风化程度。4.通过粒度与元素地球化学分析,原始土壤与大气降尘,以及青海湖地区风成物质的性质较为接近,指示物质来源一致,说明原始土壤是以风成沉积物为主。5.地衣和苔藓捕获大气降尘,汲取降尘中的养分,为原始土壤的形成积累富含营养元素的外来物质,且地衣土的总氮和总磷含量高于苔藓土的。