2015, Vol.35
黄土-古土壤序列因其较好地记录了过去季风气候的变化规律而被认为是过去环境变化的良好信息载体，前人已在秦岭北侧的黄土高原地区对其进行了大量研究并取得了显著的成果[1, 2, 3, 4, 5, 6]。而地处秦岭南侧的汉江上游地区位于温带和亚热带的分界线处，对环境变化比较敏感，也广泛分布着许多风成黄土-古土壤序列，近期已有学者对其进行研究并取得了一些成果[7, 8]，而关于亚热带环境下黄土-古土壤序列的风化成壤改造特征以及记录的环境信息等方面的研究主要是南方的红土及下蜀黄土[9, 10, 11, 12]，其他地区或类型的研究尚不多见。汉江上游作为我国南水北调中线工程调水源头，其流域生态和气候环境稳定与否是能否保证长期提供稳定水源的重要因素。本文拟通过对位于汉江上游一级阶地上辽瓦店典型的全新世黄土-古土壤序列进行研究，试图揭示秦岭南侧亚热带环境中汉江上游全新世风化成壤改造特征及其记录的全新世气候变化信息。
1 区域概况汉江位于秦岭南侧，是长江最大的支流，发源于陕西省宁强县潘冢山，自西向东流经陕西省的汉中市、 安康市，经湖北省的十堰市、 襄阳市，于武汉市汇入长江。干流河道全长1577km，流域面积达15.1×104km2。汉江上游是指丹江口以上的地区( 图1)，北依秦岭，南接大巴山、 米仓山，两端与嘉陵江为邻，自西向东穿行于秦岭、 大巴山之间，河谷深切入基岩之中，基岩主要为古生代变质岩系和少量岩浆岩，河床平均比降为0.6 ‰ ，河道蜿蜒曲折，河谷盆地与峡谷交替出现[13, 14]，这些盆地成为各种来源物质堆积并保存的地方，形成了大量面积不等的平坦台地，有些地方成为历史以来人类生活和生产的重要场所[15, 16, 17]。属北亚热带北部湿润季风气候区，气候温暖湿润，多年平均气温12～16℃，多年平均降水量800～1200mm，降水量年纪变化大且时空分布不均，80 ％ 的降水量分布在5～10月，其中大半集中在7～9月。区内植被茂密，森林覆盖率高达62 ％ 。
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图 1 汉江上游水系及LWD剖面位置图 Fig.1 Sketch map of the stream system and the location of the LWD profile in the upper reaches of the Hanjiang River |
本文所选的LWD剖面厚490cm，位于郧县辽瓦店段汉江南岸的一级阶地之上，是一含有古洪水滞流沉积层的典型全新世黄土-古土壤剖面[18]，其地理位置为32°47′08.27″N， 110°42′13.90″E， 海拔大约160m。尽管剖面顶部的现代耕作层对剖面有影响，但仅仅限于顶部，对剖面整体影响微弱。因此，该剖面较完整的保存了全新世以来的有关信息。根据野外观察并结合室内实验分析，对该剖面进行地层划分:1)0～25cm，表土层(TS)，浊棕色(10YR6/2)，粘土质粉砂，团粒结构，疏松多孔，多植物根系； 2)25～40cm，古洪水滞流沉积层(slackwater deposit，简称SWD)，灰白色(10YR6/1)，质地均一，松散，十分均匀的细粉砂，上下界限极其清楚； 3)40～70cm，现代黄土(L0)，浊黄橙(10YR7/4)，粉砂质地，块状结构，成壤微弱，含有东汉时代灰色瓦片、 烧土块等[19]； 4)70～210cm，古土壤层(S0)，暗棕色(5YR5/4)，粘土质粉砂质地，棱块状结构，坚硬，裂隙面有大量暗棕色粘土胶膜沉淀，属于黄褐土类型，还有较多灰色、 红色、 黑色薄陶片和木炭屑、 烧土块等商周时代文化遗物[19]； 5)210～280cm，过渡层(Lt)，浊黄橙(10YR7/4)，粉砂质地，块状结构，有一定程度成壤，含有蚯蚓粪团粒，裂隙面有暗棕色粘土胶膜沉淀； 6)280～420cm，马兰黄土层(L1)，浊黄橙色(2.5Y7/4)，粉砂质地，块状结构； 7)420cm～？(T1-a1，未见底)，但沿河谷方向追索，可见黄土L1覆盖在河流相沉积物上。
本文结合地层对比分析方法和OSL测年数据来确定LWD剖面的地层年龄。根据野外详细观察，LWD剖面地层连续堆积，全新世时期未发生沉积间断，可用地层对比分析方法来初步确定该剖面的地层年代框架，本课题组已经对LWD剖面附近的汉江前坊剖面(QF)进行了系统的地层年代探究，已经初步确定了前坊剖面的地层年代框架[7]。经过对比，LWD剖面与前坊剖面发育在相同的环境下并有完全相同的剖面构型，两者应该具有相同的地层年代序列( 图2)。据此，初步确定LWD剖面的地层年代框架为: 马兰黄土L1形成于末次冰期，过渡层Lt形成于全新世早期(11500～8500a B .P.)； 古土壤层S0形成于全新世中期(8500～3100a B .P.)； 现代风成黄土层L0形成于全新世晚期(3100a B .P. 至今)。而LWD剖面中所夹SWD恰好处于现代表土层TS和现代风成黄土层L0之间，这表明该古洪水事件发生在距今3100～1500a之内的某个时段。黄土L0上部夹有汉代文化层，其中含有典型的汉代红色瓦片等文化遗物，其考古学年龄范围为2200～1900a B .P. [19]。
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图 2 汉江上游谷地辽瓦店剖面(LWD)与前坊剖面(QF)黄土-古土壤剖面地层年代对比 Fig.2 Pedostratigraphic correlations between the LWD profile and Qianfang Holocene loess-palaeosol profile(QF) in the upper Hanjiang River valley, China |
而古洪水SWD恰好覆盖了汉代文化层，这说明该期古洪水事件发生于汉代文化层形成之后，因此汉代文化层年龄的下限1900a B .P. 就代表了此次特大洪水事件最早年龄。用OSL测年方法对所采集的LWD剖面的OSL样品进行了精确的测定[19]，得出该剖面马兰黄土L1的底界为 18160±1440a B .P. ，全新世早期形成的过渡性黄土Lt中OSL样品的测年数据为 12980±990a B .P. ，古土壤层中90～100cm深度的商代陶片的OSL测年数据为 3300±150a B .P. ，其顶部92.5cm深度土壤样品的OSL测年数据为 3050±240a B .P. ，现代风成黄土层L0顶部含有的东汉时期的文化遗物的OSL测年数据为 1910±110a B .P. 和 1820±180a B .P. ，古洪水滞流沉积层SWD中32.5cm深度的OSL样品的测年数据为 1740±120a B .P. ，表土层TS底部的OSL样品的测年数据为 1670±140a B .P. [19]，可见用OSL测年数据确定该剖面的地层年代框架与用地层对比分析法得出的结论基本一致。结合地层对比分析、 文化层的考古年龄和该剖面的OSL测年数据，确定LWD剖面中所夹SWD的年代在1810～1710a B .P.(200～300A .D .)之间，即古洪水事件发生在1810～1710a B .P.(200～300A .D .) 之间，相当于东汉至魏晋时代(25～316A .D .)。
2.2 研究方法沿剖面自地表向下以5cm 间距连续采样，共采集土壤样品98个。将采集的全部样品置于室内自然风干以后，所涉实验均在陕西师范大学所属实验室完成。粒度分析的前处理是向样品中加入10 ％ 的双氧水和10 ％ 的盐酸以去除有机质和次生碳酸盐，然后加入适量(NaPO3)6充分分散后，采用美国Beckman公司生产的LS13320/ULM2型激光粒度仪测定。磁化率采用英国Bartington公司生产的MS-2B型磁化率仪测量，测量精度为1 ％ ，方法为称取研磨后粒径＜2mm的风干土样10g装入无磁性塑料盒中，分别对每个样品进行高频磁化率和低频磁化率的测量，连续测量3次，取其平均值。烧失量的测量方法是将研磨至200目以下的土样放入烘箱中，在105℃条件下烘干8 小时以上，并取1g左右的样品置于瓷舟中并精确称量其质量(精确至0.001g)，再放入马弗炉中在400℃下灼烧2 小时，待冷却后再次精确称量其质量，计算获得烧失量( ％ )。吸湿水的测量方法是称取风干土样10g置于铝盒中，在烘箱中保持105℃ 烘5小时以上至恒重，然后计算吸湿水含量百分比。元素含量使用荷兰Panalytical公司生产的X-Ray荧光光谱仪(PW2403)测量，具体方法是: 将待测样品磨至200目以下，再用托盘天平称取4.0g土样放入YY60型压力机中，然后在土样上覆盖适量的硼酸辅助压成可用圆片待测，每个土样压完后用蘸取酒精的棉花球将压力机擦拭干净。测试过程中加入标准样品(GSS1、 GSD12)进行质量控制，分析结果在实验误差范围内( ＜5 ％ )。
3 结果分析 3.1 粒度组成粘粒( ＜0.005mm)含量在5.99 ％ ～27.60 ％ 之间变化，平均18.90 ％ ，曲线总体的变化趋势为由马兰黄土层L1到古土壤S0逐渐增大到剖面最高值(27.60 ％ )，然后自S0到黄土L0逐渐减小，在SWD层位发生突变性变化，出现剖面最低值(5.99 ％ )，表土TS中略有增加，其含量变化与地层对应良好( 图3)； 细粉砂(0.005～0.010mm)在5.15 ％ ～22.90 ％ 之间变化，平均16.60 ％ ，古土壤S0含量最高(平均18.70 ％ )，SWD含量最低(均值5.81 ％ )，马兰黄土层L1含量较低(均值15.20 ％ )，其曲线变化趋势与粘粒相似； 粗粉砂(0.01～0.05mm)在28.20 ％ ～54.40 ％ 之间变化，平均47.80 ％ ； 细砂粒(0.05～0.10mm)在2.93 ％ ～28.70 ％ 之间变化，平均10.50 ％ ，SWD中含量最高(均值28.30 ％ )，其次是马兰黄土层L1(均值13.50 ％ )，古土壤S0中含量最低(均值5.82 ％ )，其曲线的变化趋势与粘粒相反； 粗砂粒( >0.1mm)在0.97 ％ ～31.60 ％ 之间变化，平均6.22 ％ ，SWD中含量最高(均值28.80 ％ )，其次是马兰黄土层L1(均值7.76 ％ )，古土壤S0中含量最低(均值2.56 ％ )，其曲线的变化趋势与细砂粒相似，与粘粒相反； 粘粒/粗粉砂比值在0.20～0.62之间变化，平均0.39，古土壤S0最高(平均0.47)，SWD最低(平均0.23)，马兰黄土层L1较低(平均0.33)，其曲线变化趋势与粘粒相似。
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图 3 汉江上游LWD剖面粒度分布曲线 Fig.3 The distribution curves of grain-size at LWD profile in the upper reaches of the Hanjiang River |
图4表明，LWD剖面磁化率在9.6×10-8～91.3×10-8m3/kg之间变化，平均49.1×10-8m3/kg。其中古土壤 S0 磁化率最高，在47.9×10-8～91.3×10-8 m3/kg，平均76.4×10-8m3/kg； 马兰黄土L1的磁化率为整个剖面最小值，在9.6×10-8～43.0×10-8m3/kg，平均28.8×10-8 m3/kg； 表土层TS、 现代风成黄土层L0和过渡层Lt的磁化率介于古土壤S0和马兰黄土L1之间，均值分别为44.2×10-8m3/kg、 38.5×10-8m3/kg和37.4×10-8m3/kg； SWD层位的磁化率出现突变特征，在62.3×10-8～67.6×10-8m3/kg之间，平均65.7×10-8m3/kg，稍低于古土壤S0而显著高于其他层位。
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图 4 汉江上游LWD剖面磁化率、 烧失量、 吸湿水含量和Rb/Sr 分布曲线 Fig.4 The distribution curves of magnetic susceptibility, loss on ignition, hygroscopic water and Rb/Sr at LWD profile in the upper reaches of the Hanjiang River |
如图4所示，LWD剖面的烧失量在1.48 ％ ～4.87 ％ 之间，平均3.07 ％ ，其曲线的变化趋势与磁化率曲线对应良好。古土壤S0烧失量最高，在3.28 ％ ～4.87 ％ 之间，平均3.69 ％ ； 马兰黄土L1的烧失量较低，在2.38 ％ ～3.18 ％ 之间，平均2.65 ％ ； 表土层TS、 现代风成黄土层L0和过渡层Lt的烧失量介于古土壤S0和马兰黄土L1之间，均值分别为3.22 ％ 、 2.98 ％ 和2.98 ％ ； SWD层位的烧失量出现突变特征，为剖面最低，在1.48 ％ ～1.60 ％ 之间，平均1.55 ％ 。
3.4 吸湿水如 图4所示，LWD剖面的吸湿水在0.17 ％ ～1.58 ％ 之间，平均0.95 ％ ，其曲线的变化趋势与磁化率和烧失量曲线对应良好。古土壤S0的吸湿水含量最高，在1.05 ％ ～1.58 ％ 之间，平均1.35 ％ ； 马兰黄土L1的吸湿水含量较低，在0.17 ％ ～0.98 ％ 之间，平均0.57 ％ ； 表土层TS、 现代风成黄土层L0和过渡层Lt的吸湿水含量介于古土壤S0和马兰黄土L1之间，均值分别为1.11 ％ 、 1.17 ％ 和0.89 ％ ； SWD层位的吸湿水含量出现突变性特征，为剖面最低，在0.29 ％ ～0.39 ％ 之间，平均0.33 ％ 。
3.5 Rb/Sr 比值如 图4所示，LWD剖面的Rb/Sr比值在0.48～1.12之间，平均0.92，其曲线的变化趋势与磁化率、 烧失量和吸湿水曲线对应良好。古土壤S0的Rb/Sr比值最高，在1.02～1.12之间，平均1.10； 马兰黄土L1较低，在0.74～0.92之间，平均0.80； 表土层TS、 现代风成黄土层L0和过渡层Lt的Rb/Sr比值介于古土壤S0和马兰黄土L1之间，且均值均为0.90； 其值在SWD层位出现突变性特征，为剖面最低，在0.48～0.53之间，平均0.50。
4 讨论粒度可作为成壤强度的替代指标，其理论依据是风化成壤过程中硅铝酸盐类矿物分解形成了更细的粘粒，使粘粒含量增加，且与成壤强度呈正相关关系[20, 21, 22]。从 图3可以看出，粘粒含量、 细粉砂含量和粘粒/粗粉砂比值的曲线表现出了相似的变化趋势，且与细砂粒和粗砂粒含量曲线呈现出相反的变化趋势。在古土壤S0中，粘粒含量(均值23.40 ％ )、 细粉砂含量(均值18.70 ％ )和粘粒/粗粉砂比值(均值0.47)均为剖面最高，细砂粒和粗砂粒为剖面最低值(5.82 ％ 和2.56 ％ )，说明古土壤发育时期，沉积物风化成壤作用强烈，次生粘化作用显著，粘粒含量增多。在马兰黄土L1中，细砂粒和粗砂粒的含量较高，均值分别为13.50 ％ 和7.76 ％ ，而粘粒含量、 细粉砂含量和粘粒/粗粉砂比值均在剖面较低，均值分别为15.70 ％ 、 15.20 ％ 和0.33，说明黄土堆积时期，粉尘堆积作用显著，风化成壤作用不明显。在过渡层Lt中，粘粒含量(均值18.20 ％ )、 细粉砂含量(均值16.60 ％ )、 粘粒/粗粉砂比值(均值0.37)、 磁化率含量(均值37.4×10-8 m3/kg)、 烧失量(均值2.98 ％ )、 吸湿水(均值0.89 ％ )、 Rb/Sr比值(均值0.90)、 细砂粒含量(均值10.70 ％ )和粗砂粒含量(均值4.87 ％ )均介于L1和S0之间，表明在这个时期气候由干冷逐渐向暖湿转变，有一定程度的成壤作用发生。现代风成黄土层L0的粘粒含量(均值19.60 ％ )、 细粉砂含量(均值17.80 ％ )和粘粒/粗粉砂比值(均值0.43)相对于古土壤S0(均值23.40 ％ 、 18.70 ％ 和0.47)较低，而细砂粒含量(均值9.49 ％ )和粗砂粒含量(均值7.13 ％ )相对于S0(5.82 ％ 和2.56 ％ )较高，表明该时期气候由暖湿转向干冷，成壤作用较弱。SWD的粘粒含量(均值6.89 ％ )、 细粉砂含量(均值5.81 ％ )和粘粒/粗粉砂比值(均值0.23)为剖面最低值，细砂粒含量(均值28.30 ％ )和粗砂粒含量(均值28.80 ％ )为剖面最高值，说明SWD是气候突变事件的产物，未受到成壤改造作用的影响。
磁化率是黄土-古土壤研究中重要的环境和气候替代指标，反映土壤剖面铁磁性矿物含量的变化，而这些铁磁性矿物主要是在风化成壤过程中产生的。因而磁化率的变化反映了成土强度的变化，间接反映了气温和降水量的变化[23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30]。如 图4所示，在LWD剖面中，古土壤S0的磁化率最高(均值76.4×10-8m3/kg)，表明其形成于全新世大暖期，气候温暖湿润，降水量比较大，植被生长发育良好，粉尘堆积作用明显减弱，生物风化成壤作用强烈，非常有利于铁磁性矿物形成。马兰黄土L1的磁化率最低(均值28.8×10-8m3/kg)，表明其形成于末次冰期，气候寒冷干燥，沙尘暴频发，生物活动微弱，成壤作用不明显。过渡层Lt的磁化率含量(均值37.4×10-8m3/kg)介于L1和S0之间，表明其形成于气候状况有所好转的全新世早期，降水量有所增加，成壤作用有所增强。黄土L0的磁化率含量(均值38.5×10-8m3/kg)低于古土壤S0，表明其形成于全新世晚期，气候又一次恶化，寒冷干燥，成壤作用微弱。SWD层位的磁化率出现突变特征，均值(65.7×10-8m3/kg)稍低于古土壤S0(均值76.4×10-8m3/kg)而显著高于其他层位，这显然与SWD的形成过程有关，可能是洪水在形成过程中，对地表产生了侵蚀，将土壤中的一些铁磁性矿物带入洪水，并在弱水动力条件下沉积了下来。
烧失量表示沉积物中有机碳和结晶水的含量，反映成壤过程中生物活动强弱的变化和地表植被的覆盖量，因此可反映当时的气候和环境条件[31, 32, 33]。古土壤S0烧失量最高(均值3.69 ％ )，表明其形成时期植物生长茂密，良好的土壤环境促进了微生物的活动，生物作用显著，成壤作用强烈。现代风成黄土层L0、 过渡层Lt和马兰黄土L1的烧失量均较低，表明黄土堆积时期土壤有机质含量低，地表植被稀疏，生物活动微弱，成壤作用较弱。SWD层位的烧失量出现突变特征，为剖面最低(均值1.55 ％ )，这与其几乎未受到成壤改造作用有关。
土壤中吸湿水含量，通常与土壤空气相对湿度、 土壤质地以及土壤有机质有关，可以指示成壤强弱和生物气候条件的变化。古土壤S0的吸湿水含量最高(均值1.35 ％ )，表明全新世中期空气相对湿度较大，土壤吸附了较多的吸湿水，也反映了降水丰富，风化成壤作用强烈。马兰黄土L1的吸湿水含量较低(均值0.57 ％ )，表明其堆积时期，气候寒冷干燥，风化成壤作用不明显。现代风成黄土层L0和过渡层Lt的吸湿水含量介于古土壤S0和马兰黄土L1之间，表明其堆积时期气候环境总体偏干冷。SWD层位的吸湿水含量出现突变性特征，为剖面最低(均值0.33 ％ )，表明其未受到成壤改造作用的影响。
前人研究认为，岩石在风化成壤过程中，Rb、 Sr元素的地球化学行为有所不同[34, 35, 36]。在风化淋溶过程中，由于Rb的离子半径较大，具有较强的被吸附性能，易被粘土矿物吸附而保留在原位。相比之下，离子半径较小的Sr则主要以游离态形式被地表水或地下水带走，从而导致风化产物中Rb/Sr比值升高，因此Rb/Sr比值对成壤强度具有很好的指示作用，Rb/Sr比值越高，反映风化成壤作用越强[37]。古土壤S0的Rb/Sr比值最高(均值1.1)，表明其形成时期降雨量比较大，植被发育良好，生物风化增强，土壤的淋溶作用增强，成壤作用强烈。其值在现代风成黄土层L0、 过渡层Lt和马兰黄土L1均较低，表明黄土堆积时期，气候寒冷干燥，降雨量较少，地表植被覆盖降低，沙尘暴频繁发生，粉尘堆积速率加快，成壤作用较弱。其值在SWD层位出现突变性特征，为剖面最低(均值0.50)，说明SWD为气候突变事件的产物，未受到成壤改造作用的影响。
SWD层位于表土层TS和现代风成黄土层L0之间，结合野外考察时对其宏观特征的观察和室内理化指标的分析，已经鉴别其为古洪水滞流沉积层，各指标含量曲线中SWD层位均呈现出突变性的变化，且变化幅度甚大，说明其为气候突变事件的产物，未受到成壤改造作用和生物活动的影响。在粉砂—细砂—粘粒三角图中( 图5a)，古洪水滞流沉积层(SWD)均落在细砂—粉砂区，且成分以细砂为主，粉砂次之，粘粒含量最少，因此可以确定SWD为粉砂质亚砂土，而黄土和古土壤等沉积物落在粉砂—粘粒区，与SWD的位置明显不同，表明其与SWD的粒度组成有很大差异。Y值是沉积物粒度参数的综合指标，不同沉积物的Y值分布范围不同，因此Y值可作为判别参数来判别不同沉积物的成因，Y值通过方程计算获得，Y=-3.5688Mz+3.7016σ2-2.0766 Sk＋3.1175Kg(式中Mz、 σ2、 SK和Kg分别为平均粒径、 标准差、 偏度和峰态)[38]。研究表明，运用Y值来判别风成沉积物的成因效果良好。大量研究结果显示:Y值＜-2.7411时，沉积物应属典型的风成沉积物[38, 39]。对LWD剖面的不同沉积物的Y值进行统计，结果表明黄土和古土壤等沉积物的Y值均小于-2.7411，而滞流沉积物(SWD)的Y值大于-2.7411( 图5b)。由此说明滞流沉积物(SWD)非风成成因，应是流水改造的堆积物。
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图 5 汉江上游LWD剖面不同沉积物粒度成分三角图(a)和Y值参数分布图(b) Fig.5 Triangle diagram of grain-size (a) and Y value of grain size distribution (b) in the LWD profile, the Hanjiang River |
粒度分布频率曲线可以反映沉积物的物源[40, 41, 42]，在LWD剖面中，实验数据显示，SWD曲线呈现明显的单峰型曲线，正偏态，与其他堆积物如黄土和古土壤的曲线相比较，其主峰高而狭窄，说明分选较好，主峰偏向粗颗粒一侧(向右)且落在细砂—粉砂区域，说明SWD为典型的悬移质沉积物，而黄土的曲线呈现双峰式，古土壤S0呈现三峰式，由一个主峰和两个低矮的次峰组成，与SWD的曲线明显不同( 图6)。粒度概率累积曲线有助于沉积物的沉积成因的分析。在LWD剖面中，SWD的S型曲线尾端细长，中断陡峭，位于黄土和古土壤等沉积物曲线的右侧，偏向粗颗粒一侧，表明SWD的粒度成分较粗，以细砂为主，其曲线较其他沉积物曲线的陡峭度大，表明其分选性要比黄土和古土壤等沉积物好( 图7)。
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图 6 汉江上游辽瓦店剖面粒度分布频率对比曲线 Fig.6 A comparison of grain size distribution in the LWD profile, the Hanjiang River |
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图 7 汉江上游辽瓦店剖面粒度分布累积曲线 Fig.7 A accumulated grain-size distribution in the LWD profile, the Hanjiang River |
SWD年代为1810～1710a B .P.(200～300A .D .)之间，相当于东汉至魏晋时代(25～316A .D .)，而在对汉江上游的郧县到安康段进行野外考察时，在沿河谷上游的庹家洲、 前坊、 归仙河口和黄坪村[43, 44, 45, 46]等地的全新世剖面的相同层位也都鉴别出了该期古洪水事件，表明全新世晚期的东汉末年，在汉江上游流域曾发生过一次强烈的气候突变事件，引起了特大洪水的发生。而据前人野外调查发现，长江上游地区、 江汉平原和黄河流域在距今1800～1700a前后都有特大洪水发生的地质记录[47, 48, 49]； 另外，前人对文献记载的整理研究也确定了距今1800～1700a前后的东汉至魏晋时代是一个洪涝灾害频发的时期[50, 51, 52]。且据史料记载，东汉末年环境资源退化，农业歉收，经济衰退，社会动荡不安，群众大量迁移，居无定所，国家政治经济中心不断转移，朝代更替频繁，可能正与此次气候恶化引起的特大洪水事件有关[52]。
在对汉江上游进行野外考察时所发现的这些剖面同为夹有古洪水滞流沉积层的全新世黄土-古土壤剖面，无论其年代框架和理化性质都可以相互进行佐证，证明本课题组的研究是合理且可信的。对本文所研究的LWD剖面和QF剖面的理化指标进行对比，发现两个剖面在粒度指标上极为相似，两者的SWD均以细砂为主，粉砂含量次之，粘粒含量最少，而黄土和古土壤均以粉砂为主，粘粒和细砂含量较少。磁化率指标有所差别，LWD剖面磁化率在9.6×10-8～91.3×10-8m3/kg之间变化，而QF剖面的磁化率在59.3×10-8～336.2×10-8m3/kg之间，其值显著高于辽瓦店剖面，说明前坊剖面的成壤强度要明显强于辽瓦店剖面。两个剖面在烧失量、 吸湿水和Rb/Sr比值指标上差别不大，其曲线的变化趋势均与磁化率曲线对应良好[53, 54]。
5 结论本文通过对汉江上游谷地郧县辽瓦店典型全新世黄土-古土壤剖面的粒度、 磁化率、 烧失量、 吸湿水和Rb/Sr比值等理化指标进行分析研究，揭示了该地区全新世以来风成沉积物的风化成壤过程和所记录的气候变化信息。
在马兰黄土L1中，磁化率为剖面最低值，粘粒含量、 细粉砂含量、 粘粒/粗粉砂比值、 烧失量、 吸湿水和Rb/Sr比值也在整个剖面较低，而细砂粒和粗砂粒含量较高，表明马兰黄土L1形成于末次冰期，气候寒冷干燥，降雨量较少，地表植被稀疏，沙尘暴频繁发生，生物活动微弱，风化作用和粘化作用微弱，成壤作用不明显。
在过渡层Lt中，磁化率、 粘粒含量、 细粉砂含量、 粘粒/粗粉砂比值、 烧失量、 吸湿水和Rb/Sr比值相对于马兰黄土L1均有所上升，而细砂粒和粗砂粒含量相对于马兰黄土L1均有所降低，表明过渡层Lt形成于全新世早期(11500～8500a B .P.)，气候状况有所好转，降水量有所增加，植被开始恢复，粉尘堆积速率减慢，成壤作用有所增强。
在古土壤S0中，粘粒含量、 细粉砂含量、 粘粒/粗粉砂比值、 磁化率、 烧失量、 吸湿水含量和Rb/Sr比值均为剖面最高，细砂粒含量和粗砂粒含量均为剖面最低，表明古土壤S0形成于全新世中期(8500～3100a B .P.)，气候温暖湿润，降水量充沛，植被繁茂，生物活动强烈，粘化和淋溶作用强烈，风化成壤作用强烈。
现代风成黄土层L0的粘粒含量、 细粉砂含量、 粘粒/粗粉砂比值、 磁化率、 烧失量、 吸湿水和Rb/Sr比值相对于古土壤S0较低，而细砂粒和粗砂粒含量相对于S0较高，表明黄土层L0形成于全新世晚期(3100a B .P. 至今)，由于受到东亚季风格局变化的影响，气候向干旱化发展，重新进入一个相对干旱少雨时期，粉尘堆积显著，风化成壤作用较弱。
各指标含量曲线中SWD层位均呈现出突变性的变化，且变化幅度甚大，说明其为气候突变事件的产物，未受到成壤改造作用和生物活动的影响，表明全新世晚期的东汉末年，在汉江上游流域曾发生过一次强烈的气候突变事件，引起了特大洪水的发生。
| 1 | Huang C C, Pang J L, Su H X et al. Climatic and anthropogenic impacts on soil formation in the semiarid loess table land in the middle reaches of the Yellow River, China. Journal of Arid Environments, 2007, 71 (3):280～298 |
| 2 | Huang C C, Pang J L, Su H X et al. The Ustic Isohumisol(Chernozem)distributed over the China modern soil or palaeosol?Geoderma, 2009, 150 (3～4):344～358 |
| 3 | Pang J L, Huang C C. Mid-Holocene soil formation and the impact of dust input in the middle reaches of the Yellow River, Northern China. Soil Science, 2006, 171 (7):552～653 |
| 4 | Chen T H, Xu H F, Xie Q Q. Characteristics and genesis of maghemite in Chinese loess and paleosols. Earth and Planetary Science Letters, 2005, 240 (3):790～802 |
| 5 | Huang C C, Pang J L, Zhou Q Y et al. Holocene pedogenic change and the emergence and decline of rain-fed cereal agriculture on the Chinese Loess Plateau. Quaternary Science Reviews, 2004, 23 (23/24):2525～2535 |
| 6 | An Z S, Liu T S, Lu Y C et al. The long term paleomonsoon variation recorded by the loess-paleosol sequence in Central China. Quaternary International, 1990, 7/8 :91～95 |
| 7 |
庞奖励, 黄春长, 周亚利等. 汉江上游谷地全新世风成黄土及其成壤改造特征. 地理学报, 2011, 66 (11):1562～1573 Pang Jiangli, Huang Chunchang, Zhou Yali et al. Holocene aeolian loess and its pedogenic modification in the upper Hanjiang River valley, China. Acta Geographica Sinica, 2011, 66 (11):1562～1573 |
| 8 |
查小春, 黄春长, 庞奖励等. 汉江上游郧西段全新世古洪水事件研究. 地理学报, 2012, 67 (5):671～680 Zha Xiaochun, Huang Chunchang, Pang Jiangli et al. The Holocene palaeoflood events in the Yunxi reach in the upper reaches of Hanjiang River. Acta Geographica Sinica, 2012, 67 (5):671～680 |
| 9 |
叶玮, 朱丽东, 李凤全等. 中国亚热带风尘沉积物磁学特征对比研究. 第四纪研究, 2013, 33 (5):911～926 Ye Wei, Zhu Lidong, Li Fengquan et al. Magnetic properties of the Quaternary sediments with aeolian dust characteristics in present subtropical China, and their implications for climate. Quaternary Sciences, 2013, 33 (5):911～926 |
| 10 | 吕镔, 刘秀铭, 王涛等. 花岗岩上发育的亚热带红土岩石磁学特征. 第四纪研究, 2014, 34 (3): 504～514 Lü Bin, Liu Xiuming, Wang Tao et al. Rock magnetic properties of subtropical red soils developed on granite. Quaternary Sciences, 2014, 34 (3): 504～514 |
| 11 |
刘彩彩, 邓成龙. 南方红土的磁性矿物组成及其区域性差异. 第四纪研究, 2012, 32 (4):626～634 Liu Caicai, Deng Chenglong. Magnetic mineralogy of the red soil sequences in Southern China and its variety. Quaternary Sciences, 2012, 32 (4):626～634 |
| 12 |
刘秀铭, 吕镔, 毛学刚等. 风积地层中铁矿物随环境变化及其启示. 第四纪研究, 2014, 34 (3): 459～470 Liu Xiuming, Lü Bin, Mao Xuegang et al. Iron minerals of aeolian deposits vary with environment and its significances. Quaternary Sciences, 2014, 34 (3): 459～470 |
| 13 |
沈玉昌. 汉水河谷的地貌及其发育历史. 地理学报, 1956, 22 (4):295～321 Shen Yuchang. Landscape and its development history of Hanjiang River valley. Acta Geographica Sinica, 1956, 22 (4):295～321 |
| 14 |
朱震达. 汉江上游丹江口至白河间的河谷地貌. 地理学报, 1955, 21 (3):259～270 Zhu Zhenda. Valley landscape of Hanjiang River upstream between Danjiangkou to Baihe. Acta Geographica Sinica, 1955, 21 (3):259～270 |
| 15 | 湖北省文物局. 湖北省南水北调工程重要考古发现(Ⅰ). 北京: 文物出版社, 2007. 215 Hubei Bureau of Cultural Heritage. Important Archaeological Discovery from South to North Water Diversion Project in Hubei Province(Ⅰ). Beijing:Cultural Relics Publishing House, 2007. 215 |
| 16 | 湖北省文物局. 湖北省南水北调工程重要考古发现(Ⅱ). 北京: 文物出版社, 2010. 271 Hubei Bureau of Cultural Heritage. Important Archaeological Discovery from South to North Water Diversion Project in Hubei Province(Ⅱ). Beijing:Cultural Relics Publishing House, 2007. 271 |
| 17 |
李中轩, 朱诚, 张广胜等. 湖北辽瓦店遗址地层记录的环境变迁与人类活动的关系研究. 第四纪研究, 2008, 28 (6):1145～1159 Li Zhongxuan, Zhu Cheng, Zhang Guangsheng et al. Relationship between human activity and environment of the Liaowadian site in Hubei Province. Quaternary Sciences, 2008, 28 (6):1145～1159 |
| 18 |
顾洪亮, 黄春长, 周亚利等. 汉江上游湖北段低阶地风成黄土-古土壤释光测年研究. 第四纪研究, 2012, 32 (3):516～526 Gu Hongliang, Huang Chunchang, Zhou Yali et al. OSL dating of the Holocene eolian loess and palaeosol on the low terrace land in the upper Hanjiang River valley. Quaternary Sciences, 2012, 32 (3):516～526 |
| 19 |
周亮, 黄春长, 周亚利等. 汉江上游郧县段全新世特大洪水事件光释光测年研究. 长江流域资源与环境, 2013, 22 (4):517～526 Zhou Liang, Huang Chunchang, Zhou Yali. OSL dating of the palaeoflood events in the Yunxian reach of the upper Hanjiang River. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2013, 22 (4):517～526 |
| 20 | Huang C C, Pang J L, Chen S E et al. Holocene dust accumulation and the formation of policyclic cinnamon soils in the Chinese Loess Plateau. Earth Surface Processes and Landforms, 2003, 28 (12):1259～1270 |
| 21 |
赵国永, 刘秀铭, 吕镔等. 全新世黄土记录的古气候演化及磁化率和粒度参数灵敏性探讨. 第四纪研究, 2012, 32 (4):777～784 Zhao Guoyong, Liu Xiuming, Lü Bin et al. The paleoclimatic evolution recorded by Holocene loess and discussing on the parameter sensitivity of magnetic susceptibility and medium particle diameter. Quaternary Sciences, 2012, 32 (4):777～784 |
| 22 | Ding Z L, Yu Z W, Rutter N W et al. Towards an orbital time scale for Chinese loess deposits. Quaternary Science Reviews, 1994, 13 (1):39～70 |
| 23 | Maher B A, Thompson R. Paleorainfall reconstructions from pedogenic magnetic susceptibility variation in the Chinese loess and paleosols. Quaternary Research, 1995, 44 (3):383～391 |
| 24 | An Z S, Kukla G J, Porter S C et al. Magnetic susceptibility evidence of monsoon variation on the Loess Plateau of Central China during the last 130000 years. Quaternary Research, 1991, 36 (1):29～36 |
| 25 | Huang Chunchang, Zhao Shichao, Pang Jiangli et al. Climatic aridity and the relocations of the Zhou Culture in the southern Loess Plateau of China. Climatic Change, 2003, 61 (3):361～378 |
| 26 | Huang Chunchang, Jia Yaofeng, Pang Jiangli et al. Holocene colluviation and its implications for tracing human-induced soil erosion and redeposition on the piedmont loess lands of the Qin Ling Mountains, Northern China. Geoderma, 2006, 136 (3～4):838～851 |
| 27 |
李香钰, 方小敏, 杨一博等. 3Ma以来黄土高原朝那黄土-红粘土序列赤铁矿记录及其古气候意义. 第四纪研究, 2012, 32 (4):700～708 Li Xiangyu, Fang Xiaomin, Yang Yibo et al. Hematite record of 3Ma loess-red clay sequences in the central Chinese Loess Plateau and its paleoclimatic significance. Quaternary Sciences, 2012, 32 (4):700～708 |
| 28 |
谢巧勤, 陈天虎, 徐晓春等. 西峰黄土-红粘土序列有机质记录及其对磁化率古气候意义启示. 第四纪研究, 2012, 32 (4):709～718 Xie Qiaoqin, Chen Tianhu, Xu Xiaochun et al. Organic matter record of Xifeng eolian deposits and its decipherment for the paleoclimatic proxy of magnetic susceptibility of the loess-red clay sequences in Chinese Loess Plateau. Quaternary Sciences, 2012, 32 (4):709～718 |
| 29 |
李冠华, 夏敦胜, 温仰磊等. 天山北麓典型黄土沉积序列的磁学特征及主控因子初探. 第四纪研究, 2013, 33 (5):900～910 Li Guanhua, Xia Dunsheng, Wen Yanglei et al. Rock magnetism of the loess/paleosol sequences in north of the Tianshan Mountains, Northwest China. Quaternary Sciences, 2013, 33 (5):900～910 |
| 30 |
李平原, 刘秀铭, 郭雪莲等. 西北戈壁沙漠-黄土高原区表土磁化率特征及其意义. 第四纪研究, 2013, 33 (2):360～367 Li Pingyuan, Liu Xiuming, Guo Xuelian et al. The magnetic susceptibility properties of top soil in Gobi Plateau, Northwest China. Quaternary Sciences, 2013, 33 (2):360～367 |
| 31 | Zhou W J, Donahue D, Porter S C et al. Variability of monsoon climate in East Asia at the end of the last glaciation. Quaternary Research, 1996, 46 (3):219～229 |
| 32 |
张晓, 贾鑫, 饶志国等. 陇西黄土高原东南部地区末次冰期以来C3/C4植物相对丰度变化及其区域性剖面的对比研究. 第四纪研究, 2013, 33 (1):187～196 Zhang Xiao, Jia Xin, Rao Zhiguo et al. C3/C4 variation since the Last Glacial in the southeastern Longxi Loess Plateau and its comparison with other results. Quaternary Sciences, 2013, 33 (1):187～196 |
| 33 |
饶志国, 张晓, 薛骞等. 西峰红粘土/黄土剖面有机碳同位素研究的初步结果. 第四纪研究, 2012, 32 (4):825～827 Rao Zhiguo, Zhang Xiao, Xue Qian et al. Primary organic carbon isotopic study result of Xifeng loess/red clay profile. Quaternary Sciences, 2012, 32 (4):825～827 |
| 34 | Gallet S, Jahn B, Torii M. Geochemical characterization of the Luochuan loess-paleosol sequence, China, and paleoclimatic implications. Chemical Geology, 1996, 133 (1):67～88 |
| 35 |
汪海斌, 于英鹏, 刘现彬等. 黄土高原S1古土壤的地球化学特征及其对物源的指示. 第四纪研究, 2011, 31 (2):338～346 Wang Haibin, Yu Yingpeng, Liu Xianbin et al. Geochemical characteristics of last interglacial paleosols in the Chinese Loess Plateau and its implications to loess provenance. Quaternary Sciences, 2011, 31 (2):338～346 |
| 36 |
张文翔, 史正涛, 张虎才等. 中国西风区伊犁盆地塔勒德黄土-古土壤元素地球化学特征及环境意义. 第四纪研究, 2011, 31 (5):812～821 Zhang Wenxiang, Shi Zhengtao, Zhang Hucai et al. Geochemical characteristics and environmental significance of the Talede loess-paleosol sequence in westerly area of China. Quaternary Sciences, 2011, 31 (5):812～821 |
| 37 |
陈骏, 汪永进, 季峻峰等. 陕西洛川黄土剖面的Rb/Sr值及其气候地层学意义. 第四纪研究, 1999, (4):350～356 Chen Jun, Wang Yongjin, Ji Junfeng et al.Rb/Sr variations and its climatic stratigraphical significance of a loess-paleosol profile from Luochuan, Shaanxi Province. Quaternary Sciences, 1999, (4):350～356 |
| 38 |
鹿化煜, 安芷生. 黄土高原红粘土与黄土古土壤粒度特征对比——红粘土风成成因的新证据. 沉积学报, 1999, 17 (2):226～232 Lu Huayu, An Zhisheng. Comparison of grain-size distribution of red clay and loess-paleosol deposits in Chinese Loess Plateau. Acta Sedimentologica Sinica, 1999, 17 (2):226～232 |
| 39 | Chengdu Geological Institute. Sedimentary Particle Size Analysis and Its Application. Beijing:Geological Publishing House, 1976. 31～127 |
| 40 |
刘东生等. 黄土与环境. 北京: 科学出版社, 1985. 62～81 Liu Tungsheng et al. Loess and Environment. Beijing:Science Press, 1985. 62～81 |
| 41 |
马玉改, 黄春长, 周亚利等. 黄河中游吉县段全新世古洪水滞流沉积物光释光测年研究. 第四纪研究, 2014, 34 (2):372～380 Ma Yugai, Haung Chunchang, Zhou Yali et al. OSL dating of the Holocene paleoflood events in the Jixian reach along the middle Yellow River. Quaternary Sciences, 2014, 34 (2):372～380 |
| 42 |
冯少华, 唐自华, 王旭等. 内蒙古准格尔旗红粘土序列的成因、 年代及其古气候意义. 第四纪研究, 2010, 30 (5):911～918 Feng Shaohua, Tang Zihua, Wang Xu et al. Origin and age of 'red clay’ sediment at Jungar Banner, Inner Mongolia, and its palaeoclimatic implications. Quaternary Sciences, 2010, 30 (5):911～918 |
| 43 |
白开霞, 查小春, 黄春长等. 汉江上游郧县庹家洲河段全新世古洪水研究. 水土保持通报, 2013, 33 (4):295～301 Bai Kaixia, Zha Xiaochun, Huang Chunchang et al. Holocene palaeoflood hydrological events of upper reaches of Hanjiang River in Tuojiazhou of Yunxian County. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2013, 33 (4):295～301 |
| 44 |
乔晶, 庞奖励, 黄春长等. 汉江上游郧县前坊段全新世古洪水研究. 长江流域资源与环境, 2012, 21 (5):533～538 Qiao Jing, Pang Jiangli, Huang Chunchang et al. Palaeoflood hydrological study in the Qianfang section of Yunxian County in the upper reaches of the Hanjiang River. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2012, 21 (5):533～538 |
| 45 |
虎亚伟, 庞奖励, 黄春长. 汉江上游郧西段全新世古洪水水文学研究. 自然灾害学报, 2012, 21 (5):55～62 Hu Yawei, Pang Jiangli, Huang Chunchang et al. Hydrological study on Holocene palaeoflood at Yunxi section of upper reaches of Hanjiang River. Journal of Natural Disasters, 2012, 21 (5):55～62 |
| 46 |
郑树伟, 庞奖励, 黄春长. 汉江上游黄坪村段古洪水滞流沉积物研究及意义. 土壤通报, 2014, 45 (4):1025～1031 Zheng Shuwei, Pang Jiangli, Huang Chunchang et al. The significance of palaeoflood slack water deposit in Huang Ping site in Hanjiang River. Chinese Journal of Soil Science, 2014, 45 (4):1025～1031 |
| 47 | Huang C C, Pang J L, Zha X C et al. Impact of monsoonal climatic change on Holocene overbank flooding along Sushui River, middle reaches of the Yellow River, China. Quaternary Science Reviews, 2007, 26 (17):2247～2264 |
| 48 |
葛兆帅, 杨达源, 李徐生等. 晚更新世晚期以来的长江上游古洪水记录. 第四纪研究, 2004, 24 (2):555～560 Ge Zhaoshuai, Yang Dayuan, Li Xusheng et al. The paleoflooding record along the up-reaches of the Changjiang River since the Late Pleistocene epoch. Quaternary Sciences, 2004, 24 (2):555～560 |
| 49 |
谢远云, 李长安, 王秋良等. 江汉平原近3000年来古洪水事件的沉积记录. 地理科学, 2007, 27 (1):81～84 Xie Yuanyun, Li Chang'an, Wang Qiuliang et al. Sedimentary records of palaeoflood events during the last 3000 years in Jianghan Plain. Scientia Geographica Sinica, 2007, 27 (1):81～84 |
| 50 |
李燕, 黄春长, 殷淑燕等. 古代黄河中游的环境变化和灾害对都城迁移发展的影响. 自然灾害学报, 2007, 16 (6):8～14 Li Yan, Huang Chunchang, Yin Shuyan et al. Environmental change and disasters in middle reaches of the Yellow River in history:Influence on migration and development of capital. Journal of Natural Disasters, 2007, 16 (6):8～14 |
| 51 |
陈业新. 两汉时期气候状况的历史学再考察. 历史研究, 2002, (4):76～95 Chen Yexin. A historical reinvestigation of climatic conditions during the West and East Han Dynasties. Historical Research, 2002, (4):76～95 |
| 52 |
许靖华. 太阳、 气候、 饥荒与民族大迁移. 中国科学(D辑), 1998, 28 (4):366～384 Xu Jinghua. Sun, climate, famine and nationality movement. Science in China (Series D), 1998, 28 (4):366～384 |
| 53 |
乔晶, 庞奖励, 黄春长等. 汉江上游郧县段全新世古洪水滞流沉积物特征. 地理科学进展, 2012, 31 (11):1467～1474 Qiao Jing, Pang Jiangli, Huang Chunchang et al. Characteristics of palaeoflood slackwater deposits of Yunxian County in the upper reaches of the Hanjiang River. Progress in Geography, 2012, 31 (11):1467～1474 |
| 54 |
赵艳雷, 庞奖励, 黄春长等. 郧县前坊村辽瓦店剖面黄土-古土壤序列风化成壤及古气候研究. 沉积学报, 2014, 32 (5):840～845 Zhao Yanlei, Pang Jiangli, Huang Chunchang et al. Study on loess-weathering paleosol sequence and paleoclimate evolution in QFC profile in Yunxian, China. Acta Sedimentologica Sinica, 2014, 32 (5):840～845 |
Abstract
The Hanjiang River is the biggest tributary of the Yangtze River and it will supply water resource to Beijing through the national "South-to-North Water Diversion Project". Field investigations were carried out along the upper reaches of the Hanjiang River. The typical Holocene eolian loess-soil sediment profile(490cm)with interbedded palaeoflood slackwater deposits(SWD)was found at the Liaowadian site(32°47'8.27"N, 110°42'13.90"E, 160m a .s .l)located on the first terrace of south bank of the Hanjiang River in the Yun County, Hubei Province. 98 samples of soil were taken every 5cm continuously down the LWD profile and the samples for optically stimulated luminescence(OSL)dating were also taken by using steel tubes from the profiles at the same time. After all of these samples were air-dried in the indoor environment for two weeks, all of experiment was done in the environment change laboratory of Shaanxi Normal University. Comparing and analyzing with the curves of particle-size distribution, magnetic susceptibility, loss on ignition, hygroscopic water and Rb/Sr ratio, the results showed that the content of clay, content of fine silt, clay/coarse silt ratio, magnetic susceptibility, loss on ignition, hygroscopic water and Rb/Sr ratio varied regularly in the Holocene loess-palaeosol profile, and the content of these oxides reached the highest in S0 (23.40 %, 18.70 %, 0.47, 76.4×10-8m3/kg, 3.69 %, 1.35 %, and 1.10)and the lower in the loess, including L0 (19.60 %, 17.80 %, 0.43, 38.5×10-8 m3/kg, 2.98 %, 1.17 %, and 0.90), Lt (18.20 %, 16.60 %, 0.37, 37.4×10-8 m3/kg, 2.98 %, 0.89 %, and 0.90)and L1 (15.70 %, 15.20 %, 0.33, 28.8×10-8 m3/kg, 2.65 %, 0.57 %, and 0.80). However, fine sand and coarse sand reached the lowest in S0 (5.82 % and 2.56 %)and the higher in the loess, including L0 (9.49 % and 7.13 %), Lt (10.70 % and 4.87 %)and L1 (13.50 % and 7.76 %). The change of the indexes showed the climate and pedogenic environmental changed since the Holocene. The study results indicated that the climate was warm and wet, and the precipitation is abundant and the pedogenesis was stronger in the period of the palaeosol formation. In the stage of the loess accumulation, the climate was cold and arid, so the weathering pedogenesis was very weak. Combined with the observation of gross feature field and experiment in laboratory, SWD lied between topsoil(TS)layer and Holocene loess (L0) layer was determiend as the palaeoflood slackwater deposits, the curves of the various index content appeared abrupt shift and the amplitude was lager(6.89 %, 5.81 %, 0.23, 65.7×10-8 m3/kg, 1.55 %, 0.33 %, and 0.50)and(28.30 % and 28.80 %), Which indicating the SWD was be product for a dramatic climate mutational event and was barely affected by pedogenic modification and biological activity. In combination with the stratigraphic correlation, archaeological dating and OSL dating, Malan loess L1 has been accumulated in the last glacial period, the transitional loess Lt has been accumulated in the Early Holocene(11500~8500a B.P.), the palaeosols(S0) has formationed in the Middle Holocene(8500~3100a B.P.), Holocene loess L0 has been accumulated in the Late Holocene(3100a B.P.so far), the extraordinary palaeoflood events recorded by SWD were dated to 1810~1710a B.P.(200~300A .D.), which is equal to the Eastern Han Dynasty to Wei Jin Era(25~316A .D.), indicating that a dramatic climate change event for the upper-Hanjiang catchment occured in the end of Eastern Han Dynasty during the Late Holocene, and which causing catastrophic floods in the upper-Hanjiang catchment.