孢粉化石揭示冬季低溫導(dǎo)致云南早漸新世植被以落葉闊葉林為優(yōu)勢(shì)
云南多樣的氣候環(huán)境和地質(zhì)地貌發(fā)育了多種植被類型,但是總體上以常綠闊葉林占主導(dǎo)地位。云南新生代化石記錄表明,亞熱帶常綠闊葉林的主要成分在始新世已出現(xiàn),但是直到新近紀(jì)才占據(jù)優(yōu)勢(shì)。目關(guān)于云南古近紀(jì)的古植被及古氣候面貌,由于沉積記錄較少并缺乏準(zhǔn)確的年代信息我們還知之甚少。云南古近紀(jì)植被面貌如何?是什么驅(qū)動(dòng)了云南地區(qū)古植被由落葉闊葉林向常綠闊葉林轉(zhuǎn)變?探索研究這些問(wèn)題可為我們了解云南現(xiàn)代植被的形成演化提供重要參考資料。
版納植物園熱帶森林生態(tài)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室古生態(tài)組博士生唐赫在導(dǎo)師周浙昆研究員及李樹峰副研究員的指導(dǎo)下,通過(guò)研究植物孢粉化石,利用單孢粉掃描電鏡技術(shù)、生物氣候模型等方法,定量重建了云南呂合早漸新世(大約3300萬(wàn)年至3200萬(wàn)年前)古植被和古氣候。呂合盆地早漸新世地層中共鑒定出孢粉類型38種,其中4種蕨類植物類群,26種被子植物類群,4種裸子植物類群等類型。呂合盆地孢粉植物群以落葉闊葉類群為主,主要成分有:殼斗科(Fagaceae)落葉類櫟屬(Quercus)、樺木科(Betulaceae)的榿木屬(Alnus)、樺木屬(Betula)、鵝耳櫪屬(Carpinus)、鐵木屬或榛屬(Corylus/Ostrya),和胡桃科(Juglandaceae)的山核桃屬(Carya)、胡桃屬(Juglans)、楓楊屬(Pterocarya)。并且混有一些常綠成分,主要為殼斗科栗亞科(Castaneoideae)、常綠類的櫟屬。裸子植物主要為松屬(Pinus)、云杉屬(Picea)和鐵杉屬(Tsuga)。利用生物氣候分析方法,重建了呂合早漸新世古氣候參數(shù)。呂合早漸新世年均溫為14.4–15.4 °C,和現(xiàn)代年均溫(15.9 °C)較接近。但是冬季溫度(6.7–7 °C)、最冷月最低溫(0.7–1.4 °C)均低于現(xiàn)在(9.3 °C,2.1 °C)。冬季溫度較低是呂合早漸新世古氣候的顯著特征。和現(xiàn)代分布在呂合地區(qū)的半濕潤(rùn)常綠闊葉林相比,呂合盆地早漸新世明顯的落葉成分更多。基于古氣候重建的結(jié)果,我們認(rèn)為最冷月均溫或冬季溫度是制約了該區(qū)域早漸新世常綠闊葉林發(fā)展的主要?dú)夂蛞蛩亍T颇隙镜蜏乜赡苡捎诋?dāng)時(shí)云貴高原北部及大涼山等還沒(méi)有隆升到一定高度,來(lái)自蒙古-西伯利亞的寒冷氣流可以長(zhǎng)驅(qū)直下,冬季寒冷氣流因此控制和影響了云南大部分地區(qū)的氣溫。此外,早漸新世全球氣候變冷也可能是導(dǎo)致冬季低溫的另外一個(gè)因素。而到中新世以后,由于云貴高原北部及大涼山等一系列山脈抬升對(duì)亞洲冬季風(fēng)的阻擋,并且受到南支西風(fēng)帶的影響,云南因此形成了暖冬的氣候特點(diǎn),導(dǎo)致亞熱帶常綠闊葉林逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)。
該研究結(jié)果擴(kuò)展了我們對(duì)云南季風(fēng)氣候變化和植被演變之間的耦合關(guān)系的認(rèn)識(shí),不僅可以為研究古植被、古氣候演變供重要信息,而且可以為預(yù)測(cè)氣候環(huán)境變化對(duì)植被變化的影響提供重要依據(jù)和對(duì)策。相關(guān)成果以Early Oligocene vegetation and climate of southwestern China inferred from palynology 為題在國(guó)際古生態(tài)學(xué)雜志Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology上在線發(fā)表。
圖1. 呂合盆地部分孢粉類型圖
圖2. 呂合盆地剖面主要孢粉組成變化圖譜