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青果期刊 | 地质所:揭示全新世北疆湿润化与沙丘固定的控制因素-从冰盖主导向冬季日照的转变

青果期刊 | 地质所:揭示全新世北疆湿润化与沙丘固定的控制因素-从冰盖主导向冬季日照的转变 青研之家
2025-10-19
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导读:中科院地质所硕士研究生张巧文、郭利成副研究员等近期发表标题为《全新世期间,从冰盖到冬季日照的转变对北疆湿润化与沙丘固定的控制因素》的文章。




研究概要:
    全新世期间中亚干旱区(ACA)湿度变化和沙丘活动耦合过程,对于理解中纬度干旱-半干旱地区水循环系统演化规律及其对文明兴衰的影响具有重要意义。关于ACA全新世湿度演化历史,现有研究存在两种模式:(1)基于沉积记录的研究认为早全新世偏干,中全新世湿润,晚全新世较湿润,即传统西风模型;(2)综合集成研究则显示湿度呈近线性持续增加,晚全新世达到最湿润状态。值得注意的是,高海拔地区的记录显示,该区域湿度在10ka(距今千年)急剧跃升,并在10–6ka期间维持峰值,随后呈现显著下降趋势。这些差异源于湿度记录对温度与降水的响应机制存在显著差异,进而导致湿度演化重建存在不确定性。低海拔与高海拔湿度记录的显著解耦现象表明,传统西风模型可能低估了地形对水汽输送的调制作用。鉴于此,整合不同海拔区域的沉积记录,排除了温度对湿度演化的干扰,可以更全面地揭示ACA全新世湿度演化的复杂过程及其驱动机制。该研究集成了北疆地区(ACA核心区)28条具有精确年代标尺的湿度记录,通过构建低海拔-高海拔记录对比体系,有效剥离了温度信号的干扰,实现了全新世湿度演化的高精度重建;同时,基于118个风成沉积物的光释光测年数据,进一步重构了区域沙丘活动的时空演变格局。

    研究表明:高海拔(约1700米以上,含受冰雪融水影响的区域)地区的湿度记录明显受温度控制,低海拔(约1700米以下)地区的湿度记录主要受控于降水。经温度信号剥离后,低海拔地区湿度记录显示,该区域12–9ka湿度偏低、沙丘活化,约9ka至0.15ka湿度增加、沙丘趋于固定,随后湿度转为下降态势。研究还指出,早全新世,北半球残余冰盖是北疆低湿度与沙丘活化的主要原因,冬季太阳辐射贡献次之,其中冰盖减少海洋水汽来源、增强西伯利亚高压及近地表风力,促进沙源输送;中晚全新世,45°N冬季太阳辐射增强西风强度,主导该区域湿度增加与沙丘固定。此外,高夏季太阳辐射通过增加融水与蒸发,调控水分循环,导致高海拔地区早全新世湿度增加,而中晚全新世低夏季辐射则降低该区域湿度。该研究通过集成北疆地区湿度和年代学数据,排除了温度对湿度演化的影响,厘清了不同海拔区域全新世湿度与沙丘活动的演化模式及驱动机制,为深入理解西风区水循环过程提供了关键证据,更为区域生态环境治理和农业适应性管理策略的制定奠定了理论基础。


北疆全新世不同太阳辐射条件下水循环示意图


北疆地区全新世环境记录及其与全球记录的对比




核心PI




郭利成

中国科学院
地质与地球物理研究所

简介:
郭利成,中国科学院地质与地球物理研究所副研究员,硕士生导师。2019年于中国科学院地质与地球物理研究所获博士学位,随后在本所开展博士后研究,2023年1月起任特聘副研究员。曾获中国科学院院长优秀奖、北京市优秀毕业生等荣誉


研究及招生方向:

1、古气候学与地质学

2、大陆风化与显生宙东亚环境演变

3、全新世人类活动与土壤退化


主要科研项目:

1、国家自然科学基金面上项目(42477217):白垩纪热室期东亚低纬大陆风化进程及其对高CO2气候终结的可能贡献,2025/01-2028/12,主持;

2、国家自然科学基金青年科学基金项目(42007282):东北黑土区全新世农业转型特征及环境效应,2021/01-2023/12,主持;

3、国家自然科学基金重大研究计划重点支持项目(92479208):极热气候事件的深部驱动机制及地表响应,2025/01-2028/12,参加;

4、中国科学院B类先导专项(XDB0710000):岩石圈驱动的地球系统过程及表生资源效应,2023/12-2028/11,参加;

5、国家重点研发计划项目(2022YFF0800800):白垩纪-古近纪深部碳循环与热室地球演变,2022/12-2027/11,参加;

6、国家自然科学基金面上项目(42077409):东北黑土区全新世碳同位素及碳储库时空格局与古气候意义,2021/01-2024/12,参加;


文章信息:


上述研究成果发表于国际权威期刊《Quaternary Science Reviews》。中国科学院地质与地球物理研究所硕士研究生张巧文为文章第一作者,郭利成副研究员为文章通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目(42477217)和中国科学院地质与地球物理研究所自主部署项目(IGGCAS-201905)联合资助。


论文发表:

Qiaowen Zhang, Licheng Guo, Shangfa Xiong, Zhizhong Li, Jingyi Cui, Xiuling Chen. Shift from ice sheet to winter insolation as a control on both wetting and dune stabilization in northern Xinjiang during the HoloceneQuaternary Science Reviews.


点击文末“阅读原文”可查看相关原文。














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【声明】内容源于网络
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