青藏高原黄土高原过渡带人工林土壤生态化学计量特征

选取青藏高原黄土高原过渡带青海云杉、祁连圆柏、油松、华北落叶轮、青杨、白桦6种人工林土壤作为研究对象,并以荒草地作为对照,探究人工林土壤碳(C)、氮(N)和磷(P)生态化学计量特征及其影响因素。结果表明:6种人工林土壤C、N和P质量分数范围分别为11.34~20.86、1.16~1.74和0.51~0.72 g/kg,人工林土壤养分质量分数均高于荒草地,表明植被对研究区土壤养分有一定改良作用。林型及土层深度对土壤化学计量比具有一定影响。6种人工林土壤C/N和C/P范围分别为9.30~11.60和16.56~41.98,阔叶林土壤C/N和C/P大于针叶林,其中青杨林显著高于其他林型(P<0.05),表现为较强的固磷潜力。土壤C/N随土层的加深而减小,变异系数较小,C和N随土层深度的变化具有趋同性;不同林型C/P和N/P随土层深度的变化无明显规律。N/P值在1.71~3.64之间,N素是该区域土壤养分主要限制元素。土壤养分及其化学计量比与土壤饱和导水率及碱解氮有显著相关性(P<0.05)。研究区人工林对土壤养分具有改良作用,且阔叶林优于针叶林,研究成果可为该区植被恢复建设及人工林抚育管理提供理论参考。

黄土高原-青藏高原过渡带人工林植被数量分类及环境解释

【目的】对黄土高原-青藏高原过渡带人工林植被进行数量分类,分析群落组成特征与环境因子的关系,探明林草植被恢复过程中的环境限制因子,保证植被恢复过程中人为干预的科学性和准确性。【方法】以青海省大通县安门滩小流域人工林为研究对象,对该类型生态过渡区典型退耕人工林植物群落进行调查,采用双向指示种分析法(TWINSPAN)对小流域内植物群落进行分类,同时使用典范对应分析(CCA)探讨植被组成特征并对相关环境因子进行排序。【结果】TWINSPAN将安门滩小流域23个样地划分为8个群丛类型,其中群丛Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ是以青海云杉+祁连圆柏+油松-早熟禾为代表的缓生针叶树种-喜阳草本群丛,群丛Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ是以青杨+华北落叶松-唐松草为代表的速生树种-耐荫草本群丛。CCA结果表明,人工林群落的组成特征与土壤全磷、含水量、速效钾以及林分郁闭度显著相关(P<0.05)。在目前造林阶段,缓生树种林下伴生草本对资源的大量占据延缓了植被恢复进程,林分生长受到氮元素的限制;速生树种的生长主要受到土壤含水量的限制。【结论】在黄土高原-青藏高原过渡带人工林生态恢复进程中,应根据植被群落的类型进行科学分类管理和持续监测,改善缓生树种的生长条件,调整速生树种的密度和林下层次结构,确立科学的造林营林模式。

毛乌素沙漠-黄土高原过渡带土壤养分空间异质性

毛乌素沙漠-黄土高原过渡带土壤养分的空间异质性和生态学过程,对沙荒地整治的机理研究具有重要的意义。以毛乌素沙漠-黄土过渡带为研究区,结合布点取样和室内分析,运用经典统计学和地统计学方法对其全氮、有效磷、速效钾含量的空间异质性进行分析。结果表明,(1)土壤全氮、有效磷、速效钾的平均含量分别为0.39 g/kg、9.65 mg/kg和106.84 mg/kg。3种养分的变异系数为40.54%—84.62%,均属于中等程度变异,其中全氮变异系数最大,速效钾变异系数最小。(2)半方差分析结果显示,3种养分空间变异性的最佳拟合模型均为高斯模型,空间自相关性均随着滞后距离的增加而呈下降趋势。3种养分空间变异性的块金值/基台值比值在0.09%—32.82%,全氮、有效磷具有强烈的空间相关性,结构性因素对变异起主导作用;速效钾具有中等强度的空间相关性,结构性因素和随机性因素共同对变异起主导作用。(3)克里金插值图显示3种养分含量均表现为随着地势的降低而逐渐升高的趋势,全氮含量整体呈斑点状分布,插值图较破碎,有效磷和速效钾含量整体呈条带状分布,连续性较好。(4)毛乌素沙漠-黄土过渡带土壤养分的空间变异性与地形、地貌、植物分布以及非自然因素都有关,但是以地形因素的影响为主。开展沙漠-黄土过渡带土壤养分空间异质性特征研究,为开展沙荒地整治工程,生态系统修复提供了理论依据。

青藏高原东北缘壳幔过渡带研究

利用穿过青藏高原东北缘的两条地震测深剖面提供的PMP波形资料 ,研究了该区不同构造单元壳幔过渡带的复杂性、频谱特征和速度模型 .结果表明 ,鄂尔多斯盆地和陵中盆地Moho具有稳定的构造特征 ,壳幔耦合为简单的一级间断面 ;海原地震区和巴颜喀拉地块与柴达木地块结合带莫霍面具有明显的活动迹象 ,壳幔耦合为复杂的高、低速相间的多层壳幔过渡带 ,总厚度达到 2 0多千米 .不同构造单元的莫霍面差异性反映了研究区壳幔耦合层的非均匀特征 ;海原地震区和玛沁断裂壳幔过渡带的细结构差异 ,则反映了两个陆

1961—2010年青藏高原—黄土高原过渡区可能蒸散率的变化特征

利用位于青藏高原—黄土高原过渡区内18个气象站1961—2010年的月平均气温、月降水量等地面气象观测资料,采用Holdridge可能蒸散率(PER)计算方法,对区域内近50a(1961—2010年)地表干燥度的变化趋势进行了分析。发现在区域内存在极湿润区、湿润区、亚湿润区和半干旱区四个不同的气候区,PER在空间分布上有明显的自南向北逐渐上升的特点。区域内极湿润区、湿润区、亚湿润区和半干旱区PER的年际变化趋势分别为0.01·10a^(-1)、0.04·10a^(-1)、0.06·10a^(-1)和-0.02·10a^(-1),从20世纪80～90年代开始,在湿润区、亚湿润区大部分地方出现了明显的暖干化趋势,而在半干旱区有暖湿化的趋势。区域东部PER升高的主要原因是由于降水量的减少和气温上升,区域西部在降水量增加的情况下,PER仍出现上升的趋势,其主要原因是由于气温上升导致蒸散量增加,且蒸散量增加的幅度超过了降水量增加的幅度;而处于半干旱区的青海省循化县,由于可能蒸散量的上升趋势和降水量的增加趋势非常接近,故其变化最小,有暖湿化的趋势。暖干化已经对青藏高原—黄土高原过渡区内的生态环境、水资源和农牧业生产造成了严重影响。

基于三重震相研究青藏高原和西北太平洋俯冲过渡带速度结构

上地幔过渡带是上、下地幔物质交换的一个重要场所。上地幔过渡带属性为推测地幔温度,其化学组分以及地幔对流等相关动力学研究提供了一个很重要的途径。本文回顾了对上地幔间断面的认识过程,简要介绍了近年来随着高温高压实验技术提高,地震学研究对上地幔过渡带所取得的最新进展。

青藏高原深部结构与构造地球物理研究的回顾和展望

基于我国多年在青藏高原地区的深部地球物理探测研究及其所揭示的岩石层结构、构造和地球物理场特征，讨论了高原地壳短缩、增厚与隆升的深层过程和动力机制，提出了对青藏高原深化研究必须重视的几个问题．

基于密集台阵的青藏高原东北缘地壳精细结构及九寨沟地震震源区结构特征分析

基于青藏高原东北缘密集宽频带野外流动观测台阵以及固定台站资料,利用双差层析成像方法对地震位置和研究区的地壳速度结构进行了反演.最终用于联合反演的地震事件合计9644个.结果显示青藏高原东北缘速度结构具有明显的横向不均匀性.从整体上看,青藏高原地区表现为低速异常,鄂尔多斯表现为高速异常,而扬子地块亦表现为高速异常.不同深度处速度结构表现不一致,同一深度处P波速度结构和S波速度结构也有明显差异.由西秦岭北缘断裂带、临潭—宕昌断裂以及礼县—罗家堡断裂围限的地震活动强烈的区域中,P波速度结构由深度0km时呈现的低速异常,逐渐过渡到5km时高低速相间分布的特征;而S波速度结构在此区域中,由近地表0km时高低速相间分布的特征,逐渐过渡到30km时几乎表现为低速异常.2017年8月8日九寨沟7级地震所在的塔藏断裂、岷江断裂和雪山断裂围限区域,在深度20km处的P波速度结构和周围存在明显差异,九寨沟地震处于高速异常与低速异常的过渡带内.此外,2013年7月22日发生在青藏高原东北缘的岷漳县6.6级地震,震源区所在的临潭—宕昌断裂附近的P波速度结构在15km深度处也有明显特征,震源位置所在区域也处于高低速过渡带.该区域这种地壳内部高低速过渡带可能是应力比较容易积累而发生中强地震的一个重要场所.

基于P波三重震相研究青藏高原上地幔速度结构及其动力学意义

青藏高原因其复杂的结构和演化历史,一直都是研究大陆碰撞、构造运动及其动力学的热点区域。本文采用三重震相波形拟合技术,基于中国地震观测台网和大型流动台阵记录到的某地震P波垂向记录,获得了包括拉萨、南羌塘和松潘甘孜地块在内的青藏高原上地幔P波速度结构。结果表明:①拉萨和南羌塘地块下方地幔过渡带存在高速异常,推测是俯冲的印度板片滞留体,过渡带底部的板片残余温度较低,使得660-km相变滞后约3～8 km。而松潘甘孜地块下方过渡带同样存在高速异常,可能是欧亚岩石圈发生拆沉进入地幔过渡带所致。这说明印度板块俯冲作用的影响已经到达地幔过渡带,其俯冲前缘位于班公怒江缝合带附近。②从拉萨、南羌塘到松潘甘孜地块,200 km之上的地幔岩石圈高速盖层速度由南向北逐渐减小,松潘甘孜地块则出现盖层缺失。推测受小规模地幔对流或者热不稳定性的影响,在南羌塘和松潘甘孜地块,增厚的欧亚岩石圈发生拆沉作用,岩石圈被减薄和弱化,造成羌塘地块上地幔低速和松潘甘孜地块上地幔高速盖层缺失。拆沉的冷的欧亚岩石圈可能部分停留在410-km上方,使得410-km抬升约10 km,部分沉入地幔过渡带,表现为松潘甘孜地块地幔过渡带中存在高速异常。低温造成660-km下沉约8 km,导致地幔过渡带增厚。

基于P波三重震相的华南和青藏高原地区上地幔速度结构研究

上地幔速度结构的研究,尤其是,地幔过渡带和岩石圈速度结构对于探测地幔温度、化学组分、地幔对流以及岩石圈破坏等相关动力学问题意义重大。华南块体由扬子克拉通和华夏地块两个微陆块在新元古代晚期碰撞拼合而成,经历了多期强烈的构造运动,是研究太平洋板块俯冲和岩石圈减薄机制等的最佳场所。而青藏高原则是研究陆-陆碰撞的野外实验室,自新生代印度板块与欧亚板块碰撞以来,吸收了至少1 700 km的南北向缩短量,其隆升机制和变形过程是重构青藏高原演化过程的关键。本文介绍了上地幔间断面的成因及其研究意义,总结了上地幔速度结构常用的研究方法及研究进展,重点讨论三重震相方法对上地幔速度结构的研究。本文对远震记录利用时域迭代反褶积技术分别计算了每个事件的震源时间函数和震源深度,并提出利用三重震相相对到时差反演初始速度结构模型的方法,在此基础上,结合试错法波形拟合获取最佳模型,便于今后大量高效地处理观测数据。通过对"中国地震科学台阵探测"项目一期350个流动地震台站以及中国地震台网固定台站的观测记录进行三重震相波形拟合分析,本文分别获得了华南地区以及青藏高原地幔过渡带和岩石圈速度结构特征。结合研究区域的地质、地球物理资料,探讨其可能的动力学机制。华南地区研究结果显示,中扬子克拉通下方过渡带底部存在高速异常,系中侏罗世太平洋板块俯冲至欧亚板块下方的滞留体,异常南界约27°N,向西止于南北重力梯度带(约ll〇〇E),俯冲板块并未穿透660 km的阻力到达下地幔,而是滞留在过渡带底部,使660 km下沉约11 km。而华夏地块过渡带速度结构特征基本与IASP91—致。在整个华南地区,410km上方普遍存在低速层,推测与地幔橄榄岩的部分熔融有关。此外,研究区域内岩石圈普遍存在减薄(<80 km),推测可能是太平洋板块的俯冲和快速回撤使岩石圈拆沉所致。且华夏地块减薄幅度更大,软流圈速度更小,说明其上地幔强度较弱、温度较高。自晚白垩起,太平洋板块的东向回撤使得中国大陆东部应力环境由挤压转变为拉张,此前增厚的大陆地壳与岩石圈地幔一起发生重力垮塌导致减薄,而岩石圈的拆沉导致软流圈物质上涌,引发华南地区晚中生代广泛而强烈的岩浆活动。青藏高原地区研究结果表明,拉萨和羌塘地块下方过渡带底部存在高速异常,推测是印度岩石圈俯冲板块的残余,说明印度板块的俯冲前缘已经到达班公怒江缝合带。过渡带底部的高速滞留体使得660 km相变滞后下沉约8?13 km。与此不同的是,松潘甘孜地块过渡带中较小的高速异常可能是拆沉的欧亚岩石圈进入地幔过渡带的体现,拆沉的冷的欧亚岩石圈使得过渡带内410km有所抬升,660km有所下沉,造成地幔过渡带厚度增加。此外,从拉萨、羌塘到松潘甘孜地块,其岩石圈高速盖层速度逐渐减小,到松潘甘孜地块甚至出现缺失。推测在羌塘和松潘甘孜地块上方,此前增厚的欧亚岩石圈在小规模地幔对流或者热不稳定性作用下发生拆沉,拆沉的欧亚岩石圈有可能部分停留在410km上方,部分进入地幔过渡带。

林学与水土保持专家侯庆春先生论黄土高原植被建设中的现存问题及对策

黄土高原地处生态过渡带，也是典型的生态脆弱带，植被受到了严重的破坏。为了治理水土流失，修复生态环境，我国在建国以后，大力开展了植被建设尤其从1999年退耕还林工程实施以来，该区植被建设速度加快，质量有了进一步提高；另一方面，随着目前区域经济的发展，劳动力转移和高效农业的出现，退耕还林工程深得农民的拥护“退耕速度快，面积大，植被建设质量有所提高”是当前植被建设的特点地方政府为了保证退耕还林顺利实施，

青海高原东部农业区土地利用遥感分类制图

为有效地监测复杂区域生态环境治理成效,该文以青藏高原与黄土高原过渡地带的青海高原东部农业区为例,研究大范围复杂地区土地利用遥感自动、快速提取方法。首先构建适于研究区土地利用变化分析的分类系统;其次,采用地理分区综合遥感分类法对青海高原东部农业区进行土地利用遥感分类制图。研究结果表明,上述方法适宜大范围复杂地区土地利用信息的有效提取,Kappa系数0.71,较未分区的分类结果高0.12。分类制图结果表明,研究区土地利用结构以农用地为主,其中>6°～25°的坡耕地占耕地总量的63.33%,应加大这部分坡耕地水土流失的防治。该研究为大范围复杂地区土地利用遥感信息提取提供了有效的方法,为青海高原东部农业区土地资源的科学管理与规划提供了参考。

藏北羌塘比隆错一带新生代火山岩的成因:壳幔过渡带局部熔融的地球化学证据

羌塘比隆错新近纪火山岩主要岩石类型为安粗岩—粗面岩,为一套中基性—中性的碱性系列岩石组合,SiO2含量介于52%～62%之间,Al2O3>15%,Na2O/K2O>1,MgO<3.30%。岩石轻稀土元素较强富集,LREE/HREE=10～13,(La/Yb)N=15～19,弱负Eu异常,δEu=0.71～0.89。Mg#与SiO2的相关关系和La/Sm-La、Cr-Tb等亲岩浆元素与超亲岩浆元素协变关系表明,该套岩石为共源岩浆分离结晶的产物。岩石组合类型和低的Sm/Yb值(3.23～3.97)表明,它们应来源于岩石圈地幔尖晶石二辉橄榄岩的局部熔融;弱的负Eu异常和Nb、Ta、Ti的相对亏损,又反映了陆源岩浆的特征,可见,比隆错新近纪碱性火山岩应为青藏高原特殊的壳幔过渡带局部熔融的产物。

黄土高原生态系统过渡带土地覆盖的时空变化分析

在全球气候变化及其生态环境效应研究中,生态系统过渡带作为气候变化和人类活动的敏感区域,其土地覆盖的时空变化分析逐渐成为土地利用科学研究的热点问题。基于GIS的时空分析方法,在对Holdridge生命地带模型的判别标准进行改进的基础上,构建了生态系统过渡带的时空分析模型。在建立土地覆盖正向和逆向转换规则的基础上,构建了土地覆盖正向和逆向转换指数模型。并以黄土高原为案例区,在定量识别生态系统过渡带类型及其空间格局的基础上,定量评价了各种生态系统过渡带类型土地覆盖的转换情况。模拟分析结果表明,黄土高原地区共有14种生态系统过渡带类型,其总面积占整个黄土高原的25.21%。在1985—2005年期间,黄土高原生态系统过渡带内的耕地面积平均每10 a减少0.93%,而湿地和水体、林地、草地的面积则平均每10 a分别增加3.47%、0.24%、0.06%。整个过渡带区域土地覆盖的转换率从28.53%降低到21.91%,且其正向转换和逆向转换面积总体上均呈减少的趋势。另外,黄土高原生态系统过渡带区域和非过渡带区域的土地覆盖转换率对比分析显示,过渡带区域土地覆盖的转换率高于非过渡带区域。

“地幔过渡带界面起伏3-D重建及其在青藏高原动力学研究中的应用”研究成果介绍

始于50～65Ma前的印度一欧亚2个大陆板块持续的碰撞和汇聚造就了世界上最高、最大的高原——青藏高原。古地磁的研究指出青藏高原至少吸纳了印度与欧亚大陆1800～2500km的汇聚量，虽然高原的地壳明显增厚（约为正常大陆地壳厚度的2倍），但作为板块的一部分，地幔岩石圈却未明显增厚。那么大量汇聚的地幔岩石圈物质到哪里去了呢？是否断离，并下沉滞留在地幔过渡带中？

典型毛乌素沙漠-黄土高原过渡带土壤盐渍化空间异质性及其影响因素

毛乌素沙漠-黄土高原过渡带土壤盐渍化的空间异质性和生态学过程,对沙荒地整治的机理研究具有重要的意义.以毛乌素沙漠-黄土过渡带为研究区,结合布点取样和室内分析,运用经典统计学和地统计学方法对其pH、电导率、全盐含量的空间异质性进行分析.结果表明:1)土壤pH、电导率、全盐含量的平均含量分别为8.44、5.13 mS·cm^(-1)和21.66 g·kg^(-1),变异系数范围为6.9%~73.3%,pH属于弱变异,电导率和全盐含量属于中等程度变异.2)半方差分析结果显示,3个指标的空间变异性的最佳拟合模型均为球形模型,块金值/基台值比值范围为8.6%~14.3%,均具有强烈的空间自相关性,结构性因素对变异起主导作用;变程由小到大表现为pH<全盐<电导率.克里金插值图显示,pH、电导率、全盐含量整体呈条带状分布,连续性较好.pH值表现出随着地势的升高而升高的特点,而电导率和全盐含量则表现出随着地势的升高而降低的特点.3)在垂直分布上,重度盐渍化区域的盐分有表聚现象,轻度盐渍化区域盐分垂直分布为先减少后增大.毛乌素沙漠-黄土过渡带土壤盐渍化的空间变异性与气候、地质条件、地形地貌、水文地质条件、植被分布等有关,以地形因素和水文地质条件的影响为主.

地形对色季拉山典型植被过渡带土壤有机碳含量的影响

为进一步探究土壤有机碳对气候变化的响应,以藏东南色季拉山不同植被过渡带为研究对象,采用野外采样和室内分析相结合,研究了土壤有机碳分布状况,以期为气候变化高寒敏感地带土壤有机碳碳库演化过程奠定基础。结果表明,乔灌木过渡带有机碳含量最高,林线附近有机碳含量达到115.81 g/kg,为乔木的5.05倍;海拔与土壤有机碳含量之间并无明显差异;对地形因子分析时发现,阳坡有机碳含量远大于阴坡,中坡位有机碳含量最高,达49.93±18.357 g/kg,陡坡有机碳较缓坡高,但缓坡中值大于陡坡。

青藏高原东边缘地壳“管流”层的电磁探测证据

通过对青藏高原东边缘及其附近地区石棉-乐山剖面大地电磁资料的研究发现,青藏高原东边缘带和四川地块的电性结构有明显差别,东部的四川地块地壳总体电阻率大,西部的青藏高原东边缘带地壳总体电阻率小.西部地壳分为上中下3层,中地壳为厚约10～15km的低阻层,电阻率最小达3～10Ωm,推测它含有较低黏滞度的部分熔融和(或)含盐流体,易于变形和流动,是青藏高原东边缘带向东南方向挤出作用下形成的"管流"层.它使上地壳和下地壳解耦,上地壳高阻的脆性层以左旋走滑和逆冲的断层运动为主,地表抬升,地震主要发生在上地壳内.低阻层把鲜水河-安宁河深大断裂带截成上下两段.地壳上、中、下层各自厚度的横向变化,综合产生了青藏高原东边缘带地壳厚度西部厚、东部薄、地形西部高、东部低的过渡带.

青藏高原羌塘西部上地幔SH波速度结构的研究

利用INDEPTH-Ⅲ台阵记录到震中距14°—19°之间的一个中深源地震事件（-220km深），采用三重震相波形模拟方法，得到了青藏高原羌塘西部地区上地幔一维S波速度结构模型。所得的上地幔SH波速度模型（ATIP）显示在上地慢190-270km深度范围内有一速度变化达-4％左右的明显低速异常。同时ATIP模型显示上地幔过渡带上方速度梯度小，与前人结果一致。结合其他地球物理研究结果，认为羌塘西部地区软流圈顶部埋深约190km，岩石层不存在大规模减薄现象，其上地幔结构与稳定欧亚大陆地幔类型相类似。

从大漠孤烟到雪山草甸——走近阿尼玛卿山

青藏高原东北部,有一条北西向的山脉——阿尼玛卿山,其北侧是柴达木盆地,南侧是平均海拔在4000米以上的高寒荒漠,南北两侧气候迥异,是干旱和高寒的天然过渡带。2023年6月笔者沿着德马高速自驾,自北向南走近阿尼玛卿山。