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.     

青海湖流域表土花粉分析

青海湖位于青藏高原东北部,是我国最大的半成水湖。表土花粉研究显示青海湖流域各植被带表土花粉组合与主要植被类型之间相关性良好。占绝对优势的草、灌植物花粉中,蒿属花粉具有超代表性特征,禾本科、莎草科、蓼科花粉则表现为低代表性,蒿／藜比具有区域植被生态特点与气候指示意义。青海湖中花粉沉积来源于整个流域植被,花粉组合主要受控于近源植被类型,风速和风向对青海湖花粉的散布与沉积影响巨大。青海湖花粉沉积具有均一分布特点,但湖泊的汇聚作用以及河流和湖流作用等也造成了花粉沉积的局部差异性。     

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.     

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．     

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.     

冕宁地区中更新世早期沉积环境与古环境演化研究

昔格达组地层是我国西南地区晚新生代典型的沉积地层之一,但针对其沉积环境和古环境的研究记录较少。为此以冕宁县城西北方向钻孔揭示的昔格达组沉积物为研究对象,通过沉积物年代、粒度和孢粉测试分析,结合沉积序列、岩性岩相、沉积构造特征等,可知736～719 ka期间沉积物以滨湖亚相的沉积环境为主,植被分布存在显著的垂直地带性,气候整体温暖湿润;719～563 ka期间沉积物以深湖-滨湖亚相的沉积环境为主,此阶段针叶类植被花粉含量增加,禾本花粉含量稍有下降,气候较上一阶段变冷干;563～455 ka期间沉积物以半深湖-浅湖亚相沉积环境为主,此阶段针叶类植被花粉含量增高,阔叶类植被花粉含量稍有减少,指示该时期古环境较为冷湿。     

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...     

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．     

新疆孔雀河北岸72-51 ka BP湖相沉积物中粘土矿物特征

对新疆孔雀河北岸LX02剖面湖相沉积物开展光释光和粘土矿物样品X射线衍射分析,根据样品中的粘土矿物成分及质量分数对本区古气候演化进行了探讨.结果显示,该剖面湖相沉积自72 ka BP延续到51 ka BP.这期间,研究区粘土矿物以伊利石占绝对优势(56%~64%,平均为61%),其它粘土矿物有绿泥石(18%~26%,平均为22%)、高岭石(7%~12%,平均为8%)和伊/蒙混层(5%~15%,平均为9%),这与塔里木盆地粘土矿物组成颇为一致.具体来说,72.4—66.8 ka BP,伊利石和绿泥石含量之和较高,同时绿泥石含量较高,对于高岭石而言,除了一个样品外,其它样品的平均值较低,伊/蒙混层含量较低,指示该时段为冷干气候环境;66.8—56.1 ka BP,伊利石和绿泥石含量之和最低,同时绿泥石含量亦最低,高岭石、伊/蒙混层含量较高,指示该时段为暖湿气候环境;56.1—51.0 ka BP,伊利石和绿泥石含量之和增大,同时绿泥石含量亦增大,高岭石、伊/蒙混层含量较低,指示该时段为较冷干气候环境.这与孢粉植物群、地球化学元素含量及其主成分F1和粒度、色度及碳酸盐主成分F1'所反映的古气候特征及其变化一致,亦与柴达木盆地东部介形类丰度特征研究、柴达木盆地东部古湖泊高湖面光释光年代学研究、北京平原区有机碳同位素研究等结果吻合较好.研究表明塔里木盆地东部晚更新世气候仍以暖湿-冷干气候变化模式为主.     

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.     

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 .     

西宁地区第四纪晚期孢粉组合及古环境

西宁地区位于黄土高原与青藏高原的接壤处,是环境和气候变迁的敏感地带。本文对西宁市北川河河谷地区黄土沉积的钻孔剖面进行了孢粉分析,获得了比较丰富的孢粉数据,结果呈现出以松、桦、蒿及藜等木本及草本植物花粉为主的孢粉组合。据各类植物花粉量在该剖面垂向上的明显变化,由下而上可划分为5个孢粉带。研究表明,该剖面的孢粉分析数据及资料不仅记录了75kaB.P以来大量的古地理及古环境的变迁,也揭示了西宁地区晚更新世以来古植被及古气候的演替及变化,其演变分别经历了5个阶段:第一阶段为森林型针叶林,反应了温爽轻湿的气候;第二阶段为针叶林,为温凉轻润的气候;第三阶段为针叶林夹稀树草原,属温和湿润夹温凉轻湿的气候;第四阶段为森林草原,反应了温凉轻爽的气候;第五阶段为针叶林,反应了温和湿润的气候。     

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.     

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。     

南海北部最近37 ka以来天然火与气候

通过南海北部陆坡 １７９４０站（２０°０７′Ｎ, １１７°２３′Ｅ,水深 １７２７ ｍ）沉积柱状样的炭屑数量统计,结合有关花粉资料研究了 ３７ ｋａ以来天然火的历史及其与气候的关系．研究表明,该站在冰期时炭屑浓度以及炭屑与陆生植物花粉浓度比值都明显超过全新世,说明冰期时天然火发生的强度及频率都较全新世高,而干旱气候是引起天然火的主要原因之一．粗、中粒炭屑浓度在末次冰期时明显增加,可能表明它们主要来源于出露的大陆架上发生的天然火．冰期时细粒炭屑浓度的峰值几乎均与反映干旱气候的蒿届花粉峰值相对应,而粗粒炭屑的浓度峰值却往往滞后于蒿属峰值,与反映相对冷湿气候的山地针叶树花粉峰值一致．这表明细粒炭屑可能来源于相对干旱条件下大陆上的天然火,由强大的冬季风带入南海;而粗粒炭屑则可能是当气候相对湿润时,由于降水的增加将在干旱阶段出露的大陆架上所积累的炭屑冲刷到研究区并沉积下来．     

南海北部ODP1144站更新世(1.05~0.36 Ma)孢粉记录

根据对南海ODP1144站下段孢粉分析, 将其自下而上分为两个孢粉组合带和11个组合亚带. 根据松粉、蕨类孢子及草本植物花粉含量的相互消长关系, 将PB带进一步划分为11个孢粉组合亚带(PB21~11), 分别与深海氧同位素分期相一致(对应MISs 21~11期). 间冰期孢粉组合以松粉和蕨类孢子含量增加、草本植物花粉含量降低为特征; 冰期则相反. 间冰期孢粉组合面貌反映其气候与现代相似. 各冰期出露的大陆架上生长了以禾本科、莎草科及蒿属为主的草本植物. 组合亚带PB12(对应MIS12期)中Artemisia花粉含量的增加及高的松粉沉积率值表明此次冰期气候相对干冷, 冬季风较强.     

黑龙江阿城晚二叠世安加拉-华夏混生植物群——兼述古亚洲洋的关闭问题

记录了产自黑龙江阿城地区上二叠统红山组的20种植物化石,包括Pecopteris tangwangheensis Huang, C. obese Huang, C. shenshuensis Huang, C. tangwangheensts Huang, C. heilongjiangensis Huang, C. zeilleri Zalessky, C. sp., Comia yichunensis Huang, C. tenueaxis Huang, Iniopteris sibirica Zalessky, Supaia teiliensis Huang, Compsopteris tchirkovae Zalessky, C. cf. adzvensis Zalessky, Nilssonia sp. 1, Nil. sp. 2, Taeniopteris cf. densissima Halle, T. cf. nystraemii Halle, T. sp., Noeggerathiopsis derzavinii Neub.等．植物群主体为安加拉型,但共生有晚期华夏植物群的重要分子,显示了混生植物群的特点．主要分子的地史分布及与相似植物群的对比表明该植物群的时代为晚二叠世晚期,其混生的特点指示西伯利亚板块在晚二叠世和华北板块于西拉木伦河-长春-延吉缝合带拼合,古亚洲洋关闭．     

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.     

北大兴安岭地区全新世植被演替及气候响应

通过对大兴安岭北部地区霍拉盆地泥炭剖面和表土样品的花粉分析,重建9100cal a BP以来植被演化历史及其对气候变化的响应过程.结果显示研究区植被经历了从早-中全新世暖温、寒温混合型植被向晚全新世寒温型植被的演变过程.全新世温暖期(9100~6000cal a BP),北大兴安岭寒温带针叶林区气候较现在更为温暖湿润,发育鹅耳枥属、榛属、松属和云杉属为主的暖温型针阔叶混交林,与寒温型落叶松和桦共同组成了特有的混交林地,其植被多样性增加.约6000~5000和3500~2500cal a BP的两次显著的降温事件,导致鹅耳枥属、榛属等喜暖植物类型减少,落叶松属和桦属为主的耐寒植被扩张.2500cal a BP之后,形成落叶松和桦为主的寒温型针阔叶混交林植被景观.全新世温暖期温度增加可能导致东亚夏季风对中国北大兴安岭地区的影响增强,有利于暖温型森林植被发育并增加植物载荷.     

中国南方内陆山地末次冰盛期植被特征及古环境意义

选取鄂西神农架大九湖、南岭山地大湖和闽北甘棠3个剖面孢粉记录,推定在末次冰期时,中国秦岭淮河以南的华南内陆山地森林植被繁茂.剖析3地古植物群中有指示生态意义的冷杉(Abiessp.)林、水青冈(Fagussp.)林和桤木(Alnussp.)林的演替过程,认为在末次冰期中后期,中国秦岭-淮河一线以南至南岭以北的山地可能有一定量的降水和有效湿度,生态环境能够满足山地森林植被地带性分布.末次冰盛期(LGM)阶段是寒冷、湿润的气候配置,与中国北方黄土高原和青藏高原的末次冰期草原和荒漠草原景观所显示的寒冷干燥气候特点完全不一样.中国南方内陆山地冷湿的气候特点除了受北半球气候驱动主导因子影响,还与所在的纬度、毗邻大洋的区位以及地形地貌等地理因素密切相关.