中国北方几种主要花粉类型与植被定量关系

为了解中国北方典型植被类型表土主要花粉类型与植被间的数量关系, 通过205个表土样品分析与植物样方植被调查结果显示: 不同生态类型植被的花粉组合差别明显, 温带落叶阔叶林中乔木花粉多大于30%; 温带草原花粉组合中草本花粉一般高于90%, 其中蒿属、藜科是最主要的花粉类型, 蒿属一般高于30%; 荒漠植被孢粉组合中藜科花粉百分比一般大于蒿属, 蕨类孢子较少出现; 亚高山或高寒草甸花粉组合中莎草科花粉百分比多大于20%. 花粉百分比与植被盖度间关系研究表明: 多数乔木花粉与植被盖度间表现出较好的相关性, 灌木花粉表现出一定的相关性, 草本花粉相关性较差. 乔木花粉中以云杉属花粉与植被盖度相关性最好; 其次为栎属和鹅耳枥属; 桦属、落叶松属、胡桃属花粉与植被盖度间也具有较好的相关性, 桦属花粉为超代表性类型, 桦林中桦属花粉高于40%; 落叶松属和胡桃属花粉为低代表性类型, 花粉含量超过10%, 可肯定当地有落叶松或胡桃林; 松属花粉与植被盖度间有一定的相关性, 为超代表性类型, 只有松花粉含量高于30%以上时, 周围才有可能有松林存在; 榆或杨属花粉与植被盖度的相关系数较 低, 当这两种植物与其他乔木混生时, 花粉不易被记录到, 但只要花粉含量超过1%, 周围存在该植物的可能性很大. 灌木花粉中, 以荆条与植被盖度关系最密切; 其次为榛属、柽柳及白刺, 这些植物不出现时, 花粉百分比一般小于1%; 锦鸡儿和绣线菊花粉与植被盖度有一定的相关性; 蔷薇科、虎耳草属花粉与植被盖度关系不明显. 草本花粉中, 莎草科花粉与植被盖度关系最密切, 当莎草科占优势时(盖度高于30%), 随盖度的增大, 花粉百分比增高, 植被盖度低于30%时, 花粉百分比多低于5%; 蒿属和藜科花粉含量主要与所在区域有关; 禾本科、豆科、菊科与植被盖度关系不明显.     

中国北方典型草原区花粉产量及其定量重建古植被的作用

基于中国北方典型草原区30个样点现代孢粉分析和植被调查,研究估算了常见花粉类型的相对花粉产量,并将估算结果应用于全新世以来的古植被定量重建．典型草原区现代花粉组合以蒿属、藜科、禾本科、莎草科和菊科等草本植物花粉为主,与草原区植物群落较一致．中国北方典型草原区上述五种主要花粉类型和常见花粉类型（唐松草属、鸢尾科、委陵菜属、麻黄属、十字花科和榆属）的风力传播能力强,相对花粉源1000m左右（以表土样品取样范围为沉积盆地半径,0．5m）,且基本不受风速影响．榆属、蒿属、十字花科和藜科植物花粉产量最高,唐松草属植物花粉产量较高,而菊科和鸢尾科植物花粉产量较低,禾本科、莎草科、委陵菜属和麻黄属植物花粉产量适中．相对花粉产量检验表明：多数花粉类型相对花粉产量结果可信;但菊科和鸢尾科相对花粉产量被显著低估,禾本科、藜科、麻黄属相对花粉产量被高估或低估,利用相对花粉产量定量重建古植被时应谨慎．依据花粉产量定量重建的植被演替表明,现在的中国北方典型草原区6500—5600cal．aBP之前为以禾本科、莎草科和蒿属植物为主的草甸草原,之后逐渐演变为现在的典型草原．     

黄土高原中部落叶栎林花粉组合对植被盖度的定量指示意义

基于黄土高原中部黄陵地区34个样点地表苔藓样品的孢粉分析和相应植被调查数据,阐述了落叶阔叶林顶级群落花粉组合特征及其对植被类型和物种组成的指示意义.结果显示:落叶阔叶林顶级群落花粉组合以栎属(42%)、桦属(16%)和松属(12%)等木本类型为主,不同群落间花粉组合差异较小.单个样点花粉组合与0～100m范围内植被组成存在一定差异,但与0～1000m较大空间范围内绝对植被盖度较为相近,表明表土花粉指示较大区域植被的综合信息,而不指示样点周围的植被组成.栎属、桦属和松属花粉含量与植被盖度相近;海棠(蔷薇科)和槭属等落叶阔叶属种花粉含量较低,但其对应的区域植被较高;因此,解释地层花粉组合时应考虑低代表性花粉类型蕴含的植被信息.根据获得的主要属种花粉-植被数量关系,尝试重建了黄土高原东北部公海湖区中全新世(距今7300～5000年)时期的区域植被组成,该时段湖区应发育以栎属为建群种的落叶阔叶林顶级群落.     

花粉植被化模拟的中国中全新世植被分布

花粉植被化模拟通过现代花粉与植被的类比 ,进行古植被模拟和制图 ,是国际全球变化中古植被和古气候研究的重要途径 .对表土花粉的初步测试表明它能够模拟出中国现代主要植被类型 .对 6ka花粉资料运行的结果显示了中国东部的森林植被向北推移约 30 0～ 5 0 0km .西北部荒漠植被和草原植被面积大大缩小 ,青藏高原苔原植被显著地退缩 .该研究对全球 6ka植被制图有重要输入 .     

根据加拿大中部花粉记录定量重建植被演变历史的研究

根据加拿大中部高精度湖泊钻孔的花粉数据,介绍花粉型组合生态系植被单元和现代类比法模拟古植被的研究方法,报告拟合现代植被和验证生态系区后应用在沉积花粉中、重建过去1000年以来古植被的主要结果．该研究表明,在115°～95°W和40°～60°N的北美中部,花粉模拟的现代植被中的北方林型最佳类比率81％,稀树草地型72％,草原和稀树草地型94％,与北美Ⅱ生态系植被分布基本吻合．钻孔沉积花粉的植被模拟反映了过去1000年北美中部经历了中世纪暖期,具有温暖而干旱的气候;小冰期前期寒冷而湿润,后期寒冷而干旱;20世纪具有显著的增温和转干特征．该项研究可为中国学者采用花粉记录探索过去1000年以来植被变化,尤其是在具有特征气候区域、10～100年时间精度的气候植被研究提供良好的研究途径和科学依据．     

中国新疆南部地区表土孢粉与现代植被

应用现代孢粉与其植被相关性的研究可以提高利用化石孢粉资料进行古环境重建的精度.本研究在对新疆天山以南和昆仑山以北(34°00′～43°00′N, 74°00′～94°00′E,海拔888～4530m)广大地区进行植被样方调查的基础上,共采集188个表土样品进行孢粉分析,从而对新疆南部地区表土孢粉与植被间关系进行研究,结果表明:沿海拔(3530～1124m)天山南坡地区的表土孢粉组合带从高至低依次分为山地草原带、山地荒漠草原带和山地荒漠带,其组合均以蒿属、藜科和麻黄属花粉为主;沿海拔(4530～1287m)东帕米尔高原地区的表土孢粉组合可划分为高寒草原带、山地荒漠草原带和山地荒漠带,是以蒿属、藜科和菊科花粉为主;然而,塔里木盆地南部地区(海拔3548～888m)仅有山地荒漠草原带和山地荒漠带,其孢粉组合则是以藜科和蒿属花粉为主.应用ArcGIS展示孢粉样点的地理分布,结合R值计算以及相关分析,结果表明云杉属和松属花粉因受到风、河流或冰川搬运沉积的影响,多为外来花粉,具超代表性.麻黄属和白刺属花粉主要分布在山地荒漠和山地荒漠草原植被带;藜科和蒿属花粉广泛分布于新疆南部地区,它们均属于超代表...     

长江中游网湖百年花粉序列及其沉积动力和环境特征

本文研究长江中游网湖钻孔百年来的花粉沉积序列,分析花粉沉积近、现代过程以及其与沉积粒度、过去百年湖泊由开放水系到封闭湖泊的气候、水文动力变化的关系.研究表明,花粉浓度、类型与沉积粒度的变化特征以及聚类分析反映出网湖经历了湖泊水系通江与封闭两个重大阶段变化,其花粉序列变化与沉积粒度、区域降水以及长江流量在时间序列上也具有显著的相关性.主要孢粉类型,包括陆生松属、常绿栎/落叶栎、乔灌木花粉、湿生莎草科、水生和陆生草本花粉、以及蕨类孢子,与沉积物粒度和降水具有同步相关的年份占过去130年的27%-40%,与1960年湖泊封闭以前长江流量的同步相关达到47%-57%,反映出花粉沉积量的变化受到了沉积粒径和流域降水量的影响.花粉类型对沉积和气候具有不同的响应关系,表现出具有大于降水70百分点年份以粘土沉积为主、乔灌木花粉占优的多水年模式,和小于降水30百分点的年份以粉砂沉积为主、水生、湿生、陆生草类花粉增加的少水年模式.花粉沉积与水动力这个关系为认识湖泊碎屑和利用花粉沉积记录反演过去环境变迁、生物湖泊沉积机制提供科学依据.     

中国表土花粉与建群植物地理分布的气候指示性对比

利用中国建群植物数字化的地理分布数据与1860个中国表土样品花粉数据和气候插值,定量分析了中国主要花粉含量与植物种类的地理分布和气候指示性．研究结果显示,绝大多数表土花粉含量的气候指示性与建群植物地理分布的气候区间是吻合的,表土花粉与建群植物的气候阈值的重合取决于花粉与气候的正态分布关系．此外,部分花粉种类指示的气候相对于植物存在一定的偏移,如杜鹃花科、菊科、禾本科和藜科等,这与花粉的分类鉴定水平较低和自然植被的人为干扰有关．本研究在较大空间尺度范围内将表土花粉与建群植物的气候指示性进行对比,为全球生态学、第四纪环境和古气候学研究提供了重要的数据和参照．     

青藏高原草原带和荒漠带湖泊表层沉积物现代花粉研究

花粉现代过程研究是基于化石花粉谱重建古植被和古气候变化的基础.尽管青藏高原已经有大量花粉现代过程研究,但是仅有少数关于湖泊表层沉积物现代花粉组合的报道.本研究分析了青藏高原草原带和荒漠带34个湖泊的表层沉积物花粉组合,结果显示,这两个高原植被带的现代花粉组合以草本、灌木花粉占优势,不过特征类群的相对丰度具有显著差别.高...     

辽西义县组砖城子层孢粉组合时代及古气候记录

在辽西义县鹰窝山地区义县组砖城子层采样,通过对孢粉化石的处理、鉴定和分析,确认该孢粉化石组合为Cicatricosisporites-Protoconiferus组合(无突肋纹孢-原始松柏粉组合),组合当中以裸子植物花粉,尤其是松柏类双气囊花粉占绝对优势,蕨类植物孢子较少,有少量疑似被子植物花粉.孢粉组合时代为早白垩世凡兰吟晚期或欧特里夫期-巴列姆期.应用孢粉植被的概念,依据孢粉谱和孢粉类群的古生态特征,首次对辽西地区义县组砖城子层的植被类型、气候带类型、干湿度类型分别进行了定量划分,并得出演化趋势,结果显示,在辽西义县组砖城子层沉积时期,总体气候温暖湿润,植被类型多样,有针叶林、落叶阔叶林、常绿阔叶林、草丛、灌木等;局部气温变化趋势是从温暖向更温暖、气候从半湿润向湿润方向演化,植被类型始终以针叶林为主,落叶阔叶林、常绿阔叶林、草丛、灌木和一些旱生植物的共存说明可能有垂直分带现象,且气候变化有季节性.值得注意的是,从植被类型的垂直分带现象和气候温暖湿润来综合推断,辽西义县组沉积时期地貌反差可能很大.     

据花粉分析论许家窑遗址的时代和古环境

本文应用花粉分析,对许家窑遗址沉积物的地质时代和古环境进行了探讨。指出:遗址沉积期间的气候比较寒冷,气温比现今低;其时的植被面貌,为森林草原类型;遗址沉积物的地质时代为晚更新世     

中国东北表土花粉组合特征及其在古气候重建中的意义

中国东北地区位于东亚夏季风影响范围的北界,是研究东亚夏季风强弱变化的理想区域.东北地区现代花粉数据的缺乏阻碍了该地区化石花粉记录的解译及古植被、古气候的定量重建.文章选取中国东北地区西部的森林、典型草原及草甸草原内共44个样点开展现代花粉与植被、气候关系的研究.聚类分析、指示值法和主成分分析被用于研究花粉数据的间断分布和连续变化趋势;相关分析与增强回归树分析用于确定主要的气候解释变量,而协惯量分析、冗余分析分别用于探查花粉-植被、花粉-气候的关系.研究结果表明:(1)表土花粉谱能够很好的代表植被类型.森林植被以高含量的乔木花粉(70%)为特征,桦属为优势类群(含量40%),并伴有一定数量的桤木属、落叶松属、松属等花粉;而典型草原则以草本花粉为主(80%),以蒿属、藜科花粉占优势;(2)花粉组合与年均温度、年均降水的相关性显著,表明花粉组合可用于指示东北地区温度和降水量变化;(3)蒿属/藜科比值、乔木/非乔木花粉比值在东北地区可分别作为湿度、温度的良好代用指标.     

中国北方部分科属花粉-气候响应面分析

以中国北方地区不同类型植被下的215个表层土壤样品中花粉丰度及每个采样点的气候参数为基础数据,选择地层中出现频繁、花粉形态特征明显的花粉类型的百分比与7月平均温度及年平均降水量两个气候参数进行多项式回归分析,其结果不仅开拓了从古气候意义上对一些花粉类型的新认识,而且为定量重建古气候提出了较为准确的数量指标。     

青藏高原中部纳木错流域孢粉多样性的时空变化及其对高寒植被恢复的启示

孢粉多样性可为植物多样性和植被变化历史的研究提供诸多线索.目前青藏高原地区尚未有现代孢粉多样性和过去植物多样性变化的研究.基于青藏高原中部纳木错流域的37个表土和63个湖泊表层沉积物孢粉组合,利用Shannon-Wiener指数(H)和孢粉丰富度指数(E(T_(600)))定量构建了该地区现代孢粉多样性的空间分布格局.结果显示,不同植被类型孢粉多样性指数的差异反映了流域内植物多样性的空间变化.东南部高寒草原区域的孢粉多样性较高,在高寒草甸和沼泽草甸植被区域则较低.湖泊表层沉积物孢粉组合主要来自于流域内高寒草原植被和山地垂直植被带.因而纳木错沉积物记录的孢粉多样性可以有效的反映过去植物多样性的变化.通过纳木错NMLC-1孔化石孢粉组合,重建出过去8400年以来当地植物多样性经历了逐渐上升的长期变化,并发生过多期快速变化事件.这主要受控于气候持续变冷驱动下山地垂直植被带的向下迁移.青藏高原中部与纳木错流域面临着气候变暖与植被退化等环境问题的挑战,该地区高寒植被恢复工作应重视山地垂直植被带和地带性高寒草原植被,并从植物多样性的长期变化历史中寻找参照.     

中国花粉R值特征

建立现代孢粉-植被定量关系是第四纪孢粉学研究的热点和难点. R值计算简单、表征直接,是校正现代孢粉和植被非线性关系的一种传统指标.本文基于中国1987～2021年发表的花粉R值数据,经筛选、校正和标准化等处理,建立了中国花粉R值数据集,包含了898个现代花粉采样点和2115条花粉R值数据,涵盖了152个花粉类群,分属于65科、113属.集成分析中国花粉R值特征,结果表明:(1)在宏观空间尺度上证实了基于样点尺度的传统认知,中国花粉R值整体变异性大,约2/3呈低代表性,如杉科(Taxodiaceae)、榛属(Corylus)、白刺属(Nitraria)、柽柳属(Tamarix)、莎草科(Cyperaceae)、禾本科(Poaceae)、豆科(Fabaceae), 1/3呈超代表性,如松属(Pinus)、云杉属(Picea)、桦木属(Betula)、麻黄属(Ephedra)、藜科(Chenopodiaceae)、蒿属(Artemisia),且低代表性较强,超代表性较弱;而栗属(Castanea)、栎属(Quercus)、蓼科(Polygonaceae)、菊科(Asteraceae)花粉代表...     

表土植硅体研究进展

植硅体作为微体古生物学新的分支门类,具有颗粒小、产量高、分布广、抗风化、分类意义明确和原生化学元素封闭(包裹)能力强等特点,逐渐成为地质学、考古学和植物分类学等学科研究的有效手段.分析现代表土植硅体组合、植硅体包裹体成分与植被类型、气候环境的关系,是进行古生态反演、古气候定量化重建以及地球化学循环研究的基础.近30年来,不同国家的学者对各国表土植硅体分布做了大量基础工作,重点在以下四方面.(1)形态学研究:现代表土中已鉴定出的植硅体形态约260类,其中禾本科植硅体约110类,蕨类、木本和其他被子植物植硅体约50类,其余约100类植硅体的亲缘植物仍在研究中.(2)表土植硅体与植被的关系:初步分析了全球典型地区森林、草原等不同植被类型下表土植硅体组合的特征,为利用植硅体分析恢复不同时、空尺度的古生态、古植被变化奠定了基础.(3)表土植硅体与气候的关系:利用数理统计分析方法,建立植硅体组合与年均温度、年均降水量和海拔等气候环境因子的定量-半定量关系,并进行古气候参数定量重建.(4)表土植硅体元素分析:在土壤植硅体封存碳(Phyt OC)潜力估算及其生物地球化学循环研究中取得重要进展.表土植硅体的研究在为解决地球科学、考古学等许多领域的具体问题提供了新的途径和越来越多成功的案例,本文对相关内容进行了重点介绍,并针对表土植硅体研究过程中存在的问题和研究的潜力进行了分析.     

中国第四纪花粉现代过程:进展与问题

花粉现代过程是第四纪花粉分析的基础,对正确解释地层花粉组合,定量恢复古植被、古气候至关重要.近年来,孢粉学者对花粉现代过程开展了很多卓有成效的工作,取得了长足进展.本文基于前人研究成果和笔者近几十年对花粉现代过程的探索,从花粉产量、花粉传播、花粉源范围、花粉沉积、花粉保存、花粉与植被和气候的关系及人类活动和土地利用等多个方面进行了综合探讨,介绍和评述了第四纪花粉现代过程的进展与问题.通过对比已有研究成果,笔者认为近几十年来国内外孢粉学者在古气候和古植被定量重建研究中取得了重要进展;但不同重建方法各有优缺点,且适用范围不同;花粉产量、花粉源范围、花粉传播与散布、古气候和古植被重建方法和模型等尚不完善,都有待改进;更希望尝试和研发新模型和新方法,进而获得更可信的古气候和古植被记录.虽然国外学者较早开展了花粉与人类活动关系研究,但目前中国在花粉与人类活动和土地利用研究方面处于领先地位,率先开展了人类活动强度定量重建的尝试,希望国内相关学者在今后研究中继续予以关注,以期在地层中定量识别和提取古人类活动信息方面有所突破.此外,国内外对花粉沉积过程和花粉保存研究尚显不足,虽然部分学者就其开展了部分实验和模拟,但缺乏自然环境条件下花粉沉积和埋藏过程研究,亟待开展相关工作.     

泸沽湖近代沉积环境时空变化特征及原因分析

通过对泸沽湖沉积岩芯粒度、磁化率(χ_(lf))、化学蚀变指数(CIA)等沉积指标的分析,结合~(210)Pb和~(137)Cs定年结果以及区域降水和人类活动等资料,研究了近150年来泸沽湖沉积环境的时空变化特征与主要影响因素.泸沽湖沉积物粒度组成以黏土与细粉砂为主(80%),细颗粒组分(如黏土)含量与χ_(lf)、CIA之间具有显著相关性.各岩芯沉积指标垂向变化规律相似,1920s之前,沉积指标较为稳定,为人类活动影响较弱的准自然沉积阶段;1920s以来,χ_(lf)、CIA值与黏土含量逐渐升高,反映了风化与成壤作用较强的细颗粒表土物质侵蚀开始加强,可能与流域农业发展及森林砍伐等人类活动影响有关;约1970年以来,χ_(lf)、CIA值与黏土含量进一步升高,指示了流域内表土侵蚀与上述人类活动影响的进一步增强,与文献记录的1970s—1980s两次大规模的森林砍伐吻合;约2002年以来,χ_(lf)、CIA值与黏土含量降低,反映了表土侵蚀减弱,与近年来流域植被逐渐恢复及降水减少有关.与器测资料对比研究表明,降水等气候因素对近代泸沽湖沉积环境演变的影响相对较弱.空间上,各沉积指标表现出一定的异质性.黏土含量在南部和北部湖区两侧靠近洪积扇及冲积平原的湖区沉积物中较高;近50年以来,各沉积岩芯所反映的平均沉积通量为0.020~0.043 g/(cm~2·a),南部湖区高于北部湖区,主要受入湖水系分布及流域南部地区高强度人类活动导致的土壤侵蚀的影响.     

中国东部大陆尺度南北样带尘土花粉散布规律与现状植被的关系

在中国东部地区纵向地理剖面(N18°~53°)进行了连续的尘土孢粉取样, 样点分布路线沿热量带从寒温带一直到热带的整个东部断面. 孢粉分布规律的研究结果表明, 尘土中各类花粉的含量分布具有明显的地带性, 花粉谱与地带性植被和相应气候带的人工植被分布是完全吻合的, 根据分析数据可以定量分析人工引种植物树种的分布界限, 同时利用尘土花粉与天然林下花粉的对比, 获得人类对植被干扰程度的信息. 另外, 各类草本的大陆尺度分布也具有很明显的规律性, 其总含量变化与净第一性生产力(NPP)模拟结果具有一致性, 其中最丰富的蒿属与禾本科两类草本花粉沿纬度带呈现有规律的增减, 两者的比值由南向北呈有规律的指数上升.     

青藏高原北部始新世孢粉记录与古环境变化

青藏高原隆起前始新世我国西北内陆的植被生态景观和气候状况对理解青藏高原的隆升和亚洲季风与现代西北干旱气候环境的起源和演化可提供重要的背景信息。通过对位于青藏高原北部边缘酒泉盆地西端火烧沟剖面孢粉记录的研究,揭示出始新世中晚期（40.2-33.4Ma）我国西北内陆总体为显著的行星风系下北亚热带副高控制下的干旱-半干旱荒漠植被生态景观,具体可以划分为4个组合带：白刺粉属-藜粉属-松科花粉组合带（40.2-37.9Ma）;藜粉属-白刺粉属组合带（37.9-34.6Ma）;单、双束松粉属-藜粉属组合带（34.6-33.9Ma）;藜粉属-白刺粉属组合带（33.9-33.4Ma）。各个组合带中喜热分子与耐旱分子含量之间呈现反相关性,即在温度降低时干旱加强,反之则减弱,推测温度降低时全球大气水汽减少,或者南极间歇性冰盖形成所导致的不均一性降温迫使行星风系带向北移动,副高中心靠近研究区,可能是造成干旱增强的原因,反之则干旱减弱。