第四纪黄土沉积的一个最直观的野外现象是黄色层与红色的古土壤层相间排列,在我国黄土高原,完整的黄土沉积具数十层古土壤。大量研究表明,黄土层堆积于干冷的冰期,古土壤则堆积于温湿的间冰期。冰期-间冰期旋回过程中,大气温度可随之作大幅度的波动。而土壤学的研究已经证明,土壤颜色主要受温度背景所控制。因此,黄土沉积的颜色变化有可能是第四纪时期温度变化的反映。尽管在表征黄土颜色变化上,过去已进行过一定的研究,但迄今为止,还没有一种简便易测的方法。土壤颜色是土壤性状的主要形态特征之一。土壤垂直剖面中的颜色变异具有发生学的诊断意义(罗扎诺夫,1998)；空间上的土壤颜色分带,反映了气候要素对土壤性质的显著制约(熊毅,李庆逵,1987)。由于凭借肉眼判别土壤颜色带有一定的主观性,国际上往往采用芒赛尔标准色卡,半定量鉴别土壤颜色,我国在80年代末研制出适合我国土壤特点的土壤标准色卡,在全国土壤调查中得到了较好的应用(中国科学院南京土壤研究所,1989)。下蜀黄土普遍发育于长江中下游地区,作为第四纪风成堆积的边缘相,下蜀黄土堆积记录了东亚冬季风中晚更新世以来的南侵过程,因而在东亚环境大断面古气候研究中具有较大的区位特色。由于该地区气候温暖湿润,黄土-古土壤之间的差异不甚明显,野外难以准确判别古土壤的顶底界线,导致不同研究者绘制的剖面图其古土壤的厚度差异明显。本文尝试应用色度参数方法,半定量研究下蜀黄土的颜色变异。初步的研究结果表明,下蜀黄土色度参数不仅可以半定量地判别黄土和古土壤,还可以作为一个测定快速、简便而廉价的气候代用指标。土壤颜色的研究始于20世纪60年代,主要集中在探索土壤中最常见的致色矿物赤铁矿和针铁矿以及有机质与土壤颜色的关系上,发现土壤彩度随游离铁氧化物的增加而增加,土壤有机质是导致土壤颜色变暗的最主要因素,而这些成分的变化又依赖于一定气候条件下的化学风化和生物风化作用(Scheffer et al., 1958;Torrent et al.,1983;Singh et al.,1992;Yang et al.,1999),进而认为完全可能通过研究黄土剖面颜色的变化,来探讨风化成土作用,恢复古气候环境的波动状况。到了20世纪80年代,陆续创造出了土壤颜色测量的各种方法和携式程控土色仪(Melville M D et al.,1985;Deaton B C et al.,1991;Fernandez R Net al.,1987),尽管如此,近年,学者们对于土壤颜色与气候间的关系并没有给予足够的重视,时至今日,其研究并未明确土壤颜色的气候意义(Fernandez R Net a1.,1987；高万一等,1991、1992；夏应菲等,2000)。本文选用古气候研究中常用的代用指标质量磁化率、粒度、地球化学常量元素和微量元素与土壤色度参数和研究剖面进行比较分析,来尝试性地揭示土壤色度参数的气候意义,证明土壤色度参数指标在气候环境变化研究中的可行性,并期望土壤色度参数指标能在第四纪气候环境和全球气候环境变化研究中发挥更大的作用。论文的目的就是探讨南京下蜀黄土沉积物色度参数指标与其他代用指标之间的关系,讨论色度参数作为下蜀黄土沉积物的一个研究参数的原理和可行性。由于它对土壤的细微变化非常敏感,也利用色度参数的变化讨论第四纪南京下蜀黄土的古气候意义。论文中应用了大量的数据,从2008年5月开始,进行样品和数据采集,通过对南京市长江北岸东南大学浦口校区附近的泰山新村剖面约0-1450cm的下蜀黄土剖面进行分析,获得了大量的色度指标数据,还讨论了色度指标与粒度、地球化学元素、磁化率等之间的关系。论文的第一章论述了下蜀黄土的研究进展,包括成因、氧化作用、物质来源、各类研究指标,同时也介绍了光谱色差计的原理,黄土沉积物色度参数的研究现状和应用方法。第二章主要介绍了南京下蜀黄土的地质、水文概况,同时描述了泰山新村剖面位置和岩性特征。第三章主要介绍了下蜀黄土样品的采集和实验室内的分析方法,即：色度参数、粒度、地球化学元素和磁化率的测定。第四章主要介绍了色度参数各参数在下蜀黄土研究剖面上的分布,包括L*(亮度)、颜色a*(红-绿色轴)、颜色b/(黄-蓝色轴)反射率的分布。第五章分别介绍了：(1)对土壤样品的粒度进行测试,利用样品的粒度结果与色度参数相对比研究,由于黄土的粒度主要反映了沉积环境信息,在粒度测试的过程中,损失了大部分的物源信息。对比研究表明,黄土沉积粒度与土壤色度参数之间相关性较小,成因上(内在的)的联系较少。(2)对黄土样品的地球化学常量元素和微量元素与土壤的色度参数进行对比研究,基本上同色度参数一样都是反映了物质的固有信息,结果发现黄土沉积的色度参数与黄土沉积中的许多成分都有成因上的联系。(3)主要介绍了磁化率与色度参数的关系,因为磁化率主要反映土壤中铁磁性物质的变化,氧化作用较强的下蜀黄土中也产生较强的磁化率,色度参数的变化又与黄土堆积的氧化还原环境密切相关,磁化率与色度参数之间具有共同的特点,而研究的结果也证实在磁化率与色度参数变化之间存在一致性。第六章是下蜀黄土剖面的色度参数能较好地区分下蜀黄土的地层序列,并能敏感地辨别其中不同风化程度的古土壤和黄土层。下蜀黄土中古土壤的色度参数明显高于黄土高原中部和南部的古土壤序列,部分黄土层也达到黄土高原典型古土壤的量值范围,反映出亚热带地区具有更强烈的化学风化作用和成壤强度。色度参数与已有气候代用指标,如粒度、磁化率、微量元素Rb／Sr比值的对应关系良好,反映出色度反演方法在长江中下游地区具有较好的古气候研究潜力。第七章是结语：对论文所得到的主要结论进行了归纳总结。