川北若尔盖高原表土孢粉的特征及其与现代植被的关系

通过对若尔盖高原不同植被带34个表土样的孢粉分析,研究了各植被带的表土孢粉组合与现代植被的关系。结果显示：表土孢粉组合基本上能够反映出现代植被的整体特征,与现代植被带在空间分布、建群种和优势种属方面基本相同,但不完全等于植被组成,影响其差异的原因可能是人类活动、孢粉保存、孢粉产量、外来孢粉和孢粉鉴定。表土花粉的代表性因种属的不同而各有差异。乔木花粉中,松属具有超代表性,云杉属代表性较好,而桦木属不具有超代表性;草本花粉中,菊科具较好的代表性,蒿属和藜科等具代表性,而禾本科和莎草科具低代表性;蕨类孢子具等代表性。     

川北若尔盖高原玛曲-红原一带表土中孢粉组合的特征

通过对四川若尔盖高原玛曲—红原一带20个表土孢粉样的分析,研究了该区域表土孢粉组合与现代植被的关系。结果显示,玛曲—红原一带表土的孢粉组合基本反映了现代植被的整体特征,与现代植被在植被类型、植被带的空间排列、主要建群种属和优势种属等方面基本一致。依据孢粉的百分含量,可以划分为亚高山灌丛植被区,亚高山灌丛、亚高山草甸植被区和高寒草甸、草原植被区3个植被带。表土花粉的代表性因种属的不同而各有差异,松属和菊科花粉具超代表性,云杉属花粉的代表性较好,禾本科和莎草科具低代表性,而桦木属则不具有超代表性,可能与桦木属花粉不易搬运有关。3个植被区中的表土孢粉的种类、比例与现代植被均存在一定的差别,这可能与植被退化有关。     

石羊河流域表土孢粉与植被的关系

通过对石羊河流域不同植被带76个表土样的孢粉分析, 研究了该流域各植被带的表土孢粉组合及主要植物花粉与其植物比例的关系. 结果显示: 石羊河流域各科属孢粉与植物之间的关系复杂, 同一科属孢粉在不同植被带中的代表性也各有差异, 所以某科属孢粉的代表性问题需要在不同植被带中分别讨论. 森林带的云杉属花粉和流域自身的大气环流状况是影响流域表土孢粉组合及各科属花孢粉与植物关系的主要因素.     

岩溶石漠化区不同植被类型表土孢粉组合特征——以重庆市南川区南平镇石漠化区为例

通过对南平次生林地、杂草丛、坡耕地不同植被类型表土调查和采样,利用LuoPacias孢粉鉴定系统对所采的表土样品进行分析鉴定,以研究该区表土的孢粉组合特征。结果显示:（1）样品植物孢粉共由123种植物组成,其中以草本和蕨类植物占据优势,其孢粉含量为46.40%～76.47%,平均为65.55%,其次是乔木（主要为马尾松）,花粉含量为17.73%～46.84%,平均为26.40%,灌木植物花粉含量最小,为5.79%～12.50%,平均为8.26%,显示该区植被退化严重;（2）不同植被类型的表土孢粉组合差别明显, 次生马尾松林和次生樟树林的孢粉组合特征依次为马尾松—火棘—大楼梯草—里白和樟树—火棘—构棘—泽芹;杂草丛为裂叶荨麻—圆叶藜—车前子—里白;坡耕地为异叶花椒—裂叶荨麻—剑叶凤尾蕨—玉米,与其相应的实际植被情况大致相同,较好地反映出了石漠化地区现代植被的基本状况。      

重庆中梁山岩溶槽谷区表土孢粉与现代植被的关系研究

本文选取重庆中梁山岩溶槽谷区的表土和苔藓样品做孢粉分析,探讨其与现代植被的关系,并初步推断中梁山岩溶洼地的花粉来源,为其洼地剖面花粉来源提供参考。结果表明:表土花粉组合与现代植被类型具有较好的对应关系,耕地、撂荒地、灌木丛、马尾松林以及竹林能够较好地反映母体植被的群落组成;混交林与母体植被群落对应关系较差。由于洼地对区域花粉的汇聚作用,其表土花粉谱更能反映整个区域的植被状况。洼地表层样品中松属花粉来源是中梁山地区与西南风区域的花粉;落叶栎属、桤木属、枫杨属、葎草属等的主要来源是周围山地;禾本科花粉来源相对复杂。本研究可为在这一地区利用孢粉学开展第四纪古植被、古气候和古环境等研究提供参考性依据。      

川北若尔盖高原红原泥炭剖面孢粉记录的晚冰期以来古气候古环境的演变

利用^14C测年及孢粉分析方法对位于若尔盖高原的红原泥炭剖面进行了系统研究,重建了若尔盖地区晚冰期以来古环境的演化历史,并识别在此期间发生的主要气候事件。结果表明：该区晚冰期的气候特点为冷偏干或凉偏干,冷暖波动频繁。其中,14．1-13．4、12．4-12．0和10．5-10．0kaBP之间的冷阶段分别对应于Oldest Dryas、Older Dryas及Younger Dryas事件;发生于12．6～12．4和12．0-10．5kaBP左右的暖阶段分别对应于Bolling及Allerod暖期。Younger Dryas事件之后,气候总体以温湿为主要特征,8．9-8．7和6．1-5．8kaBP之间的明显降温为全新世期间的2次冷事件。孢粉记录所反映的若尔盖地区晚冰期以来的气候演化与全球气候变化具有较好的可比性。     

苏鲁人类扰动区表土花粉组合与植被关系的研究

利用江苏和山东地区70个农田和非农田表土样品研究不同土地类型的花粉特征,为使用孢粉作为研究手段分析古代农业提供重要参考资料。结果表明所有植被类型的花粉谱均以草本花粉为主,但是含量明显不同,表现为农田>荒地>林地。其中禾本科谷物类型含量的变化最大,农田最高达41%,荒地高于11%,林地低于8%。谷物类禾本科花粉传播距离很短,其百分含量在10~20m内急剧衰减至27.6%,500m以外降低至20%以下;十字花科花粉也有相似的变化规律。藜科花粉对农田和荒地具有同等指示意义,可能与人类活动强度与方式有关。中华卷柏含量增加表明人类活动加强。油菜、水稻、小麦和玉米等谷物类花粉产量或者在土壤中保存存在差异:十字花科>玉米型禾本科>水稻型禾本科>小麦型禾本科。降趋势对应分析(DCA)结果表明,通过花粉相对百分含量,可以较好地区分水田、麦田和非农田,但油稻田与麦稻田、荒地与林地难以区分。     

若尔盖高原及其周围山地的冻土和环境

若尔盖高原内部年平均气温０．６～３．３℃，气温年较差１９．１～２１．２℃，已不具备多年冻土形成和保存的气候条件。据１９９２年７月间试坑和钻孔测温，在１．０～２．２ｍ深处地温为５～８．４℃，浅层地下水温６．０～７．８℃，由此判断不存在多年冻土，季节冻结深度为１．０～２．０ｍ。据冻土现象和试坑资料判断，周围山地海拔４１５０～４２００ｍ以上发育山地岛状多年冻土。区内沼泽演化表明，部分沼泽已疏干或向疏干趋势发展，草场退化和草原沙化已成为本区生态环境的重要问题，并已影响畜牧业发展     

青藏高原表土孢粉定量重建的气候参数探讨

孢粉在古环境研究中具有重要价值,尤其是在重建古气候方面,既可以定性地恢复过去的植被类型变化,也能定量地重建气候变化规律,是古气候研究中最常用、较可靠和较成熟的环境代用指标。现代类比法是探讨表土孢粉与气候定量关系的方法之一,适用性较为广泛。本文利用青藏高原及其毗邻地区495个现代表土样点的孢粉谱,及现代气象站点器测资料,采用现代类比法得到气候参数的模拟值,并分析模拟值与气候参数观测值之间的关系。结果表明:相关性最高的气候因子是年均降水(r=0.894),其次为年均相对湿度(r=0.863)和年均蒸发量(r=0.801),最低的是干燥度(r=0.18)。因此在重建古气候时降水的可信度较高,相对湿度和蒸发量也具有一定的可信度。并选用相关性较好的年均降水指标,分析其与11个孢粉类型之间的相关性,然后将相关性较高的孢粉组合与降水之间建立孢粉-气候函数模型,用以重建该地区过去气候变化。     

川北若尔盖高原盆地沙漠化、岩漠化遥感动态监测研究

若尔盖高原盆地是全国五大牧区之一,曾是青藏高原东北缘最好的草场。若尔盖高原盆地生态环境脆弱,生态平衡极易被打破。一旦失去平衡,生态环境将呈现由沼泽→草原→荒漠草原→荒漠逐级退化的发展趋势。20世纪80年代中期以来,若尔盖高原盆地逐渐沙漠化、岩漠化,部分地段甚至出现沙(岩)进人退、沙(岩)进路移的景象。遥感动态调查证实,该地区2000年沙漠化、岩漠化区面积已达43911.15hm2,比1986年扩大了6280.44hm2。沙漠化主要分布在山丘的北坡和垭口,岩漠化分布在山丘的南坡。沙漠化、岩漠化主要受北西向季风、地貌条件、松散沉积物、古沙丘等自然因素和过度放牧等人为因素控制。     

渭河盆地新生代孢粉组合与植被演化特征

在新生代全球变冷的背景下,亚洲环境变化的主要特征之一是季风气候的形成和演化。渭河盆地具有连续的新生代沉积序列,为研究新生代植被演化历史,探究季风的阶段性变化特征提供了良好材料。文章通过分析和综合集成渭河盆地新生代的孢粉记录,初步重建了新生代以来的古植被和古气候变化序列。始新世植被以含热带亚热带乔木成分的落叶阔叶林为主,气候暖湿;渐新世植被类型为含常绿树种的落叶阔叶林,气候相对暖热湿润;早中新世植被以落叶阔叶树为主,气候温暖湿润,晚中新世植被以森林草原为主,气温和降水比早中新世略有降低;上新世植被为落叶阔叶林和针叶林交替出现,后期变为森林草原,气候向干凉方向发展;第四纪以来,植被向森林草原—稀疏的森林草原—草原发展,气候变化趋于凉干。新生代以来降水阶段性减少,与全球变冷趋势基本一致,可能揭示了全球变冷对构造时间尺度亚洲季风降水和植被演替的影响。

     

植被-表土花粉定量关系研究的一种方法

表土花粉与植被-气候的关系一直是孢粉学、生态学研究者关注的热点。孢粉资料是恢复植被演替、重建古环境和古生态的重要资料。孢粉能够在不同的时间和空间尺度上反映植被史。在时间尺度上,孢粉既能反映几千年中长时间尺度的植被史,也能反映高分辨率的几百年的植被变化;从空间尺度上,可开展全球尺度的Biome、区域尺度的植被变迁史及局部范围的群落演替研究。表土花粉研究是正确再造植被史的关键。但表土花粉数据受多种因素影响,它与植被并非呈简单的线性关系。许多研究者用不同的方法进行花粉-气候-植被关系研究,提出了一些定量化参数。     

黄土高原-阿拉善高原典型断面表土磁学特征研究

在黄土高原-阿拉善高原区域沿接近降水量最大梯度线方向系统采集了表土(包括沙漠和土壤)样品,详细研究了其环境磁学、粒度和有机质含量等环境替代指标的变化特征。结果表明,整个断面表土中的强磁性矿物主要为磁铁矿和磁赤铁矿,并含有赤铁矿。阿拉善高原表土中磁性矿物颗粒多为多畴(MD),总体含量偏低,磁性矿物中硬磁组分含量较高;黄土高原区表土中磁性颗粒多为准单畴(PSD),总体含量偏高,磁性矿物中软磁组分含量较高。进一步分析发现,在干旱地区,频率磁化率与降水有良好的相关性,而常用的磁化率不能较好地反映降水量变化。本研究指示在干旱地区应用单一磁化率指标解释环境变化需要谨慎。     

晚更新世晚期以来滇西北高原的孢粉记录与我国南方石笋记录的气候变化对比研究

运用古气候参数方法对滇西北高原YXL剖面进行孢粉分析,结合定年数据,重建了该地区晚更新世晚期以来的植被变化和气候变化并与我国南方石笋记录等进行对比分析。研究表明:从大约31570cal.yrBP以来,滇西北高原总体经历了温凉偏干-冷干-略转暖湿-冷干-转暖增湿-冷干-转为暖湿-温和偏干-温凉偏干的气候变化历程,其间多有反复;YXL剖面孢粉记录与董哥洞、葫芦洞石笋记录在古气候变化大趋势上基本一致,对H2、H1、YD、MWP、LIA等气候事件反映明显;YXL剖面孢粉记录中全新世大暖期升温增湿的速度慢于石笋记录和冰芯记录,其干冷气候期持续时间较长,这些特点均与高原环境有关,并受到青藏高原的影响,具有一定的区域性意义。      

云南省玉龙雪山表土花粉垂直散布与植被关系研究

对云南省玉龙雪山地区8个垂直植被带下采集的49个表土样品进行表土孢粉的垂直散布研究,同时选择43个受人类活动干扰较少的样品和20个主要木本花粉类型进行了降维对应分析(DCA)。结果表明,玉龙雪山地区不同垂直植被带的孢粉组合具有不同的代表性成分与变化特征,能够较好地反映相应的植被带类型。在植物稀疏、花粉产量低的高山杜鹃灌丛植被带中,孢粉组合以外来的松属、冷杉属、落叶松属、云杉属和铁杉属等为主;   冷杉林、落叶松林、云杉林和铁杉林等植被带孢粉组合的指示性成分分别是冷杉属、落叶松属、云杉属和铁杉属花粉,它们对应的峰值分别为13.6％,4.7％,39.4％和11.5％;   针阔混交林、中山湿性常绿阔叶林的孢粉组合分别以高含量的常绿栎类、栲/石栎属为特征,并都含有多种落叶阔叶乔木和灌木的花粉,但后者比前者所包含的阔叶乔木与灌木成分更多,且蕨类孢子的峰值也出现在中山湿性常绿阔叶林中;   云南松林的孢粉组合中除松属外很少有木本花粉出现。DCA排序结果较好地反映了现代植被与环境之间的相互关系,认为温度是决定不同植被带样点分布的最重要因素,这与垂直植被带随着海拔升高、温度逐渐降低而发生更替的规律是一致的。     

青海共和盆地达连海湖泊流域的表土孢粉研究

对青海共和盆地内的达连海湖泊流域54个样点进行植被调查及表土花粉分析,研究了植被与表土花粉之间的关系. 结果显示： 表土花粉组合可反映出该区植被的总体特征;达连海湖泊流域花粉沉积来源于整个流域植被,花粉与主要植被类型之间相关性良好,但不能完全反映出群落的建群种、优势种和盖度等. 蒿属和藜科花粉具有超代表性,禾本科表现为低代表性,蒿/藜比具有区域植被生态特点与气候指示意义,在不同的植被区域A/C变化明显;影响达连海湖泊流域表土花粉组合的主要控制因素是风力作用.     

若尔盖高原草甸土与泥炭土氧化CH4研究

若尔盖高原草甸土氧化大气CH₄的速率为-0.092～0.125 ng·g^-1·h^-1,氧化速率随着土壤深度的增加而减小,深度超过25cm的土层没有氧化大气CH₄的潜力;而高原泥炭土CH₄排放速率为0.236～1.088 ng·g^-1·h^-1,排放速率亚表层土(10～25 cm)最大.两种土壤均能氧化高浓度CH₄,泥炭土氧化大气浓度CH₄的速率是草甸土的15～22倍.两种土壤不同层次氧化高浓度CH₄的潜力都没有显著差异.降水减少或人为排水导致的泥炭地水位下降,将加强若尔盖高原土壤氧化CH₄从而减少CH₄排放.     

黄土高原表土花粉与植被覆盖度定量模型的建立及应用

黄土高原是一个气候变化敏感区,亦是一个生态环境脆弱区,更是我国人口-资源-环境矛盾最为集中的区域之一。因此,构建适合于黄土高原表土花粉与植被覆盖度定量模型对了解过去植被覆盖度的演变以及人与环境之间的关系具有重要意义。本工作基于黄土高原443个表土花粉数据和2000~2015年的归一化植被指数（NDVI）,采用逐步回归法（Stepwise）、增长回归树法（BRT）、局部加权加权平均法（LWWA）、加权平均偏最小二乘法（WA-PLS）和最佳类比法（MAT）,结合植被覆盖度（FVC）和年均降水量（MAP）、年均气温（Tann）、1月月均温（T1）、7月月均温（T7）、有效湿度（MAP/ET0）这5个气象要素数据,构建表土花粉与植被覆盖度定量模型;通过普通检验、留一交叉检验（LOO）、自助法检验（Bootstrap）和检验空间自相关性的h-block检验方法对定量模型进行检验,进而筛选出最优模型;最后,利用31个全新世地层花粉数据重建黄土高原过去植被覆盖度,探讨其变化特征。结果表明：1）FVC、MAP、T1、T7和MAP/ET0是黄土高原环境变化的5个重要因子,其中,FVC的第一排序轴特征值/第二排序轴特征值（λ1/λ2）最大（0.47）,单一解释变量最高（8.75）,其与花粉组合的相关性最强（0.66）,可用于构建表土花粉与植被覆盖度定量模型;2）采用Stepwise、BRT、LWWA、WA-PLS和MAT这5种方法分别建立表土花粉-植被覆盖度定量模型,根据观测值与预测值的决定系数（R²）、最大偏差（Max.bias）和预测均方根误差（REMSP）评估构建的模型,结果显示BRT模型表现更优,可用于黄土高原过去植被覆盖度的定量重建;3）全新世FVC重建结果显示,早、中全新世黄土高原FVC较高,其中7.0 cal.ka B.P.时达到峰值（平均值为0.68）;但自4.0 cal.ka B.P.开始,植被覆盖度下降,特别是3.0~2.0 cal.ka B.P.下降明显,平均值低于0.30。通过与研究区内其他气候指标和人类活动强度指标的对比,认为早、中全新世黄土高原植被覆盖度的变化主要受自然气候变化的影响,而晚全新世以来FVC的减少可能更多地与人类活动强度增加有关。