潘诺尼亚盆地南部沙丘中的古土壤（克罗地亚和塞尔维亚）：区域相关性及母质影响的评估

《Quaternary International》：Palaeosols in southern Pannonian Basin dunes (Croatia and Serbia): Assessing regional correlation and parent material effects

　　

Petar Steji?|Stjepan Husnjak|Lidija Galovi?|Jasmina Martin?evi? Lazar|Rodoljub Gaji?|Mihajlo Pandurov|Stanko Ru?i?i?|Ajka Pjani?|Koen Beerten

塞尔维亚地质调查局，塞尔维亚贝尔格莱德

摘要

本研究在潘诺尼亚盆地内对形成于河流来源的风成沙中的古土壤进行了研究，其中包括克罗地亚的?ur?evac沙地的一个剖面，以及塞尔维亚Deliblato沙地（Labudovo Okno、Dubovac和Grebenac）的三个剖面。研究的目的是了解风成序列中形成的古土壤和沙子的形态、土壤学及矿物学特性。通过野外观察，识别、描述并采集了不同的古土壤层。对这些土层的描述包括颜色、粒径、结构、质地、生物扰动迹象，以及木炭、陶器和/或化石的存在情况。实验室分析包括粒径和pH值测量、颗粒度参数（Mo、So、Sk）及其比值（So/Sk），还有碳酸盐、土壤有机质和腐殖质含量的测定，以及利用X射线衍射分析<2毫米粒级物质的整体矿物组成。在?ur?evac沙地中发现的古土壤可追溯到全新世和晚冰期，而在Deliblato沙地中发现的最年轻的古土壤则与青铜时代（公元前2200–700年）有关，这一结论是根据在Labudovo Okno和Dubovac的人为层中发现的陶器碎片得出的。Deliblato沙地的颗粒更细，其古土壤剖面比?ur?evac沙地的更为发育完善。?ur?evac沙地的平均碳酸盐和腐殖质含量较低，但土壤有机质含量却高于Deliblato沙地的剖面。矿物组成的差异进一步表明这两个地区的沉积物来源不同。?ur?evac沙地以石英为主，碳酸盐含量极低，微量矿物质也较少，这表明其在稳定潮湿的气候条件下经历了长期的风成作用。而Deliblato沙地的矿物多样性显著更高，石英含量较低，碳酸盐、斜长石、辉石及次生矿物的比例则较高。这些发现表明，德拉瓦河流域（阿尔卑斯山脉来源）的古土壤与蒂萨河-多瑙河流域（喀尔巴阡山脉及喀尔巴阡-巴尔干山脉来源）的古土壤存在差异，同时也为莫拉瓦河可能产生的影响提供了研究可能性（未来将进行进一步研究）。

引言

在欧洲的沙质地形中，晚冰期和全新世的古土壤已被广泛研究且有大量文献记载（Bertran等，2009；Buró等，2016；Koster，1988；Hilgers，2007；Kaiser等，2009；Kalinska等，2019；Kasse等，2018；Markovi?等，2024；Moska等，2023a；Ninard等，2023；Soko?owski等，2022）。与黄土档案相比，这一覆盖整个大陆的风成沙档案仍需在更大范围内对其所经历的古环境变化的时间和性质进行分析，这样才能更好地理解欧洲晚冰期和全新世期间气候变化的时空模式。

本研究关注的南潘诺尼亚盆地拥有两个著名的内陆沙丘地带，它们形成于全冰期、晚冰期和全新世：位于克罗地亚北部的?ur?evac沙地（?ur?evac沙地特殊地理-植物保护区）（Beerten等，2026；Galovi?和Posilovi?，2019；Galovi?等，2023；He?imovi?，1987，1988；Petri?，2009），以及位于塞尔维亚东部的Deliblato沙地（“Deliblatska Pe??ara”特殊自然保护区）（Markovi?等，2024；Sipos等，2022，图1、图2、图3）。这两个沙丘地带都是强烈风成活动的结果，风沙运动十分剧烈，同时也有植被较为茂盛、土壤发育较好的稳定时期。正因如此，这两个沙丘地带都保存有各种古土壤。由于它们在发育过程中具有相似的气候和植被历史（Magyari等，2019），形成的地形也大致相同（在原本平坦的地形上形成沙丘），而且土壤发育的时间窗口也相近（从晚冰期持续到全新世），因此母质可能是唯一在两个沙丘地带存在显著差异的土壤形成因素（Jenny，1994）。尽管这两个沙丘地带都是由经过搬运的河流沉积物形成的，但它们的来源地却截然不同，这就导致了母质的差异。?ur?evac沙地的母质来自德拉瓦河的河流沉积物（图1），这些沉积物来自阿尔卑斯山脉（Beerten等，2026；Galovi?等，2023；Zakwan等，2022），而Deliblato沙地的母质则来自蒂萨河的河流沉积物（图1、图2），这些沉积物来自喀尔巴阡山脉（Raki?，M.，1980；Steji?，2007）。因此，与Galovi?等（2023）和Beerten等（2026）之前基于土壤学和矿物学分析的研究不同，本研究旨在通过对这两个地区特定的地质和土壤学多样性进行详细的高分辨率研究，来阐明母质在土壤形成过程中的作用。在总体相似的沉积环境中，本文展示了潘诺尼亚盆地南缘地区母质和土壤学过程的相似之处与差异。（图1a和b）。作为对这类古土壤研究的进一步贡献，本文还介绍了在这些土壤-沉积复合体中形成的古土壤的基本土壤学和矿物学特征，并结合不同的母质进行了分析讨论。

章节摘录

?ur?evac沙地

?ur?evac沙地保护区位于潘诺尼亚盆地西南部的德拉瓦河谷中（图1）。如Galovi?等（2023）所述，2019年7月，我们在废弃的Draganci沙坑（北纬46°00′09″，东经17°10′14″）进行了野外观察和采样工作。Galovi?等（2023）和Beerten等（2026）对?ur?evac沙地的地质和地貌特征进行了详细描述。在克罗地亚北部，沉积记录大多

野外调查

为了研究土壤-沉积记录，我们发现了垂直的地层序列。我们在研究区域内选择了四个最高且最为复杂的地点作为调查对象（图1a和2）。为了减少近期风化作用和植被的影响，我们清除了露头表面至少0.5米的表层物质。根据野外观察，我们识别、分析并采集了不同的土壤学和岩相层（如果未受成土作用影响的话）。对这些土层的描述包括

岩石学和土壤描述

虽然一些研究结果已经发表（Beerten等，2026；Galovi?等，2023），但本总结旨在便于与Deliblato沙地的结果进行对比（表1；图5）。?ur?evac沙地的土壤剖面包含九个土层（D 6a至D 6i），海拔范围从123.5米到118.2米不等，其中包含一系列砂质沉积物和古土壤，这些古土壤的成土作用程度、生物扰动现象以及沉积特征各不相同。

我们尚未到达剖面的底部。

讨论

潘诺尼亚盆地的沙质区域（Enciu等，2015；Gábris，2003），包括Deliblato沙地和?ur?evac沙地，都属于由主要河流沉积的河流沉积物经过再搬运而形成的风成系统。这些风成沉积物在成因上不同于欧洲沙带（ESB）的沉积物，后者的分布模式与斯堪的纳维亚地区的魏斯泰尔冰盖的分布有关（Bertran等，2016）。

最近，Holu?a等（2024）进行了

结论

?ur?evac沙地和Deliblato沙地共同构成了晚冰期和全新世时期重要的地质和土壤学档案。与?ur?evac沙地相比，Deliblato沙地的颗粒更为细小，这可能表明这些风成沉积物的来源地不同，或者其风成作用的动力学机制存在根本差异，比如盛行风的方向不同。Deliblato沙地中的古土壤更为发育完善，这说明其母质中含有更多易风化的硅酸盐

CRediT作者贡献说明

Petar Steji?：研究工作、撰写——初稿。 Stjepan Husnjak：概念构建、定量分析、研究工作、可视化处理、撰写——初稿。 Lidija Galovi?：概念构建、定量分析、研究工作、资源协调、监督指导、结果验证、可视化处理、撰写——审阅与编辑。 Jasmina Martin?evi? Lazar：定量分析、研究工作、撰写——初稿。 Rodoljub Gaji?：研究工作。 Mihajlo Pandurov：研究工作。 Stanko Ru?i?i?：研究工作、撰写——

利益冲突声明

作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究成果的已知财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了克罗地亚科学基金会的支持，项目编号为ACCENT（IP-2020-02-3274），同时还获得了INQUA项目PAST（INQUA 2025，2516 s-y IRN）的资助。

我们感谢塞尔维亚诺维萨德的伏伊伏丁那博物馆的博物馆顾问Stanko Trifunovi?以及文物保护专家Marija ?ukovi?，他们协助我们对陶器进行了分析并给出了大致的年代推断。