影响呼伦贝尔草原土壤有机碳空间变异的主导因素

【背景】土壤有机碳(SOC)是草地生态系统全球碳循环中的关键组成部分。在气候变化和草地土壤退化的背景下,草地碳循环的研究引起了广泛的关注,特别是对草地SOC在不同时间和空间尺度上的动态和驱动因素的深入分析。然而,对草地SOC长期动态变化的估计和空间变异驱动因子分析目前主要基于遥感建模方法和模拟预测,而非直接测量。【目的】评估呼伦贝尔草原不同时期SOC空间变异因子的相对重要性及其变化特征。【方法】基于1980年全国第二次土壤调查数据,在2022年重复了呼伦贝尔草原第二次土壤调查的31个样点的土壤剖面,并通过建立多元线性模型和广义相加模型对这两个时期SOC变化及其驱动因子进行量化分析。【结果】1980—2022年,40年间呼伦贝尔草原SOC由17.25 g·kg^(-1)增加到17.62 g·kg^(-1),增加了0.37 g·kg^(-1)。气候因子的相对重要性从1980年的22.1%增加到2022年的72.9%。相比之下,地形和利用强度因子的相对重要性下降,分别从1980年的38.8%和39.2%下降到2022年的13.5%和13.5%。【结论】气候因子、地形和利用强度共同主导了呼伦贝尔草原土壤有机碳的空间变异。在过去的40多年里,影响草地SOC变化的气候因子已由次要贡献因素演变为主要控制因素。

天山古生代增生造山作用及其构造转换事件

天山造山带自新元古代以来,经历了漫长而复杂的俯冲增生造山作用和陆内构造活化过程,属于典型的复合型造山带。基于近年研究进展,本文对伊犁、境内外中天山和南天山构造带前寒武纪基底、古生代沉积序列、多期陆缘弧岩浆岩和构造缝合带的变形变质特征、形成环境和年代学等进行了总结分析,梳理了天山古生代增生造山作用中的三次重要构造转换事件及其地质记录。(1)伊犁南北两缘、中天山、南天山和塔里木北缘,均发育中奥陶世—志留纪的大陆弧岩浆作用,伊犁北缘、南天山-塔里木北部早古生代沉积环境发生显著变化,表明天山-塔里木北缘在中—晚奥陶世发生了从被动陆缘向活动陆缘的转换。(2)伊犁南、北两缘和中天山的早古生代岩层在晚志留世—早泥盆世普遍发生了强烈的韧性变形和角闪岩相变质作用,其上不整合覆盖有弱变形未变质的晚泥盆世—石炭纪火山-沉积地层;该区域不整合是哈萨克斯坦微大陆拼合事件在研究区的构造响应,也标志着准噶尔洋和南天山洋的俯冲方式在泥盆纪发生了由前进式(东太平洋型)向后撤式(西太平洋型)的构造转换,导致伊犁和中天山在晚泥盆世—石炭纪经历了伸展背景下的大陆弧岩浆作用,在南天山-塔里木北缘则形成了一系列弧后有限洋盆。(3)天山各构造单元及其边界缝合带中普遍发育晚石炭世逆冲推覆构造和二叠纪走滑韧性剪切带、晚石炭世—早二叠世滑塌堆积和二叠纪后造山岩浆岩,指示晚石炭世—早二叠世发生了由汇聚造山向陆内构造的转换。这些构造转换事件是认识古亚洲洋各分支洋盆从初始俯冲、俯冲方式转换到俯冲终结过程的基础,也是探讨增生造山动力学的关键。

中国西部新生代陆内前陆盆地迁移过程及其构造指示意义

中国西部新生代陆内前陆盆地的迁移过程反映了与其耦合的造山带的缩短隆升历史。通过综述恢复前陆盆地迁移过程的研究方法及其与地壳缩短过程的定量关系,阐明了前陆盆地迁移过程的构造指示意义。横跨前陆盆地的地震反射剖面可显示盆地内的地层上超或砾岩—砂岩过渡带迁移,反映盆地迁移过程;结合磁性地层学约束的地层年龄,可获得迁移速率;该速率的变化对应前陆盆地基底相对造山带的俯冲速率变化,反映造山带吸收的地壳水平缩短速率变化。通过对比分析西昆仑山北侧及天山南、北侧的陆内再生前陆盆地的迁移过程,发现约30 Ma以来西昆仑山和天山的地壳缩短速率变化趋势和变形模式均不相同,可能反映二者造山的动力学机制差异。该方法未来还有望应用于青藏高原东北缘以恢复高原生长过程。