孢粉-植被-气候关系研究进展

随着全球变化研究的不断深入 ,第四纪孢粉学研究已取得了长足的进步 ,特别是近些年来 ,孢粉 植被 气候关系研究已成为世界孢粉学界的热点之一。空气孢粉学的研究在大气环境污染监测、花粉过敏症、农业收成预报和第四纪植被与环境重建等方面得到了广泛应用 ,并不断发展 ;近年来 ,为开展全球范围的古环境研究 ,各大洲相继建立了孢粉数据库 ,大量开展表土孢粉研究。中国第四纪孢粉数据库的建立 ,汇集了我国近半个世纪积累的孢粉资料 ,并利用中国第四纪孢粉数据 ,系统开展了中国现代表土孢粉、6kaBP(中全新世 )及 1 8kaBP(末次盛冰期 )的生物群区模拟及重建 ,建立了花粉 气候转换函数和响应面模型 ,并取得了良好的结果 ;冲积物孢粉学和环境考古孢粉学研究 ,也取得了一定成果 ,但研究还有待于深入 ;特征指示种花粉雨研究 ,对古生态环境重建也具有重要的意义。     

长白山区晚更新世以来孢粉-古植被古气候重建及其与植被关系综述

长白山区分布的泥炭地与玛珥湖是孢粉的良好载体,适宜开展晚更新世以来孢粉分析重建古植被与古气候研究以对该区未来气候变化进行准确预测。几十年来,该研究经历了从定性描述—半定量重建—定量重建的三个阶段。随着对研究剖面样本采集密度的增加,研究者们也得以观察到更多气候变化事件,尝试提出了气候周期性变化规律,并初步探索了气候变化驱动机制;同时,为了提高定量重建古植被、古气候的准确性,对长白山区也开展了现代孢粉植被关系研究,并取得了一定成果。相信随着对现代孢粉植被关系认识的加深,古植被、古气候重建精度的提高,研究者能够更准确地预测未来气候变化。     

扫描电镜下的花粉(封面、封二及封三照片说明)

孢粉学是一门研究孢子和花粉的新兴学科,其中孢子和花粉形态的研究是孢粉学的基础。它为植物分类提供了重要的资料,也为化石孢粉的鉴定提供了可靠的依据。通过孢粉分析可以进一步探讨古地理、古气候、古植     

四川螺髻山表土和化石孢粉揭示的环境生态意义

通过四川螺髻山（1984、2017年）表土和化石孢粉与植被的关系分析发现：孢粉组合中木本植物含量（91.0%）占绝对优势,松属、冷杉属、青冈属、常绿栎类、落叶栎类、桤木属、杜鹃花科、禾本科和蒿属为主要花粉类型;人工次生林花粉组合能很好地反映母体植被的群落特征,并可指示优势种的存在和人类活动痕迹;针阔混交林花粉组合能较好地反映群落整体特征,花粉类型能与母体植被中优势种较好地对应;常绿阔叶林、针叶林和灌丛草甸的花粉组合难以反映母体植被的群落特征。DCA表明,花粉谱的百分含量,能较好地区分人工扰动植被和天然植被,但人工次生林、常绿阔叶林和针阔混交林之间以及针叶林和灌丛草甸之间未能区分。30年前后表土孢粉组合变化明显,1984年样品以松属、青冈属和桤木属等花粉为主,而2017年采样分析中松属、桤木属花粉占绝对优势。随着人类活动的加强,部分地区松树和桤木大面积飞播或种植,表土孢粉组合对当地植被指示意义与扰动强度呈负相关关系。现生植被与表土孢粉组合的差异能为恢复古植被和古环境提供参考,但原生植被已经被破坏地区的孢粉图谱,就很难作为重建历史时期植被的根据。本研究可以为亚热带山地利用孢粉学恢复第四纪时期植被与气候,探讨人类活动与环境的关系提供理论依据和实践参考。     

华北上新世-更新世过渡期植被、气候与大气CO_2研究进展

上新世-更新世过渡期是新生代全球气候变化的重要拐点之一,此期气候经历了由"暖室"向"冰室"的转变。研究该气候转型期的特征可为科学界和国家层面应对现在和未来的全球气候变暖提供理论基础和实践指导。通过深入研究中国华北山西榆社盆地张村组上新世-更新世过渡期地层中保存的植物大化石、孢粉以及硅藻组合,为重建该时段陆地生态系统中植被演替和气候变化提供坚实的生物学证据。在综合回顾张村组化石植物研究历史的基础上,侧重介绍最近5年在古植被、古气候、古环境以及古大气CO2浓度重建等方面的最新进展。这些新成果定性及定量地刻画了第三纪-第四纪之交中国北方黄土高原东南缘气候变干、变凉的转型过程及其陆地生态系统中大气CO2浓度先升后降的变化趋势。     

第四纪主要孢粉数据库评述

基于孢粉数据重建古植被和古环境是地层孢粉学的主要研究内容。孢粉数据库作为收集、存储、整理和分析数据的有效工具得到了蓬勃发展,其类型可大致分为地层和形态两种。本文概述了国内外第四纪地层和形态孢粉数据库的发展历史与现状,并简要介绍了Neotoma和PalDat两大国际主流数据库以及我国的5个代表性孢粉数据库。文中还讨论了当前国内外数据库所面临的资金短缺、信息共享程度低、智能化不够等问题并作出了展望。     

中国现代花粉数据集

孢粉是重建古植被、古气候的重要基础数据。孢粉数据库对研究样点至区域和全球尺度上的古环境演变规律、古气候变化特征反演和古生物地球化学循环模拟等具有重要意义。该文收集整理了中国1960-2020年间发表和部分未发表的现代花粉数据记录, 包括样品编号、采样位置、采样地经纬度和海拔高度、样品类型、数据来源、数据类型、周边植被信息、参考文献、花粉类群及其含量等信息; 并对数据进行筛选和标准化等处理, 由此整合为中国现代花粉数据集。该数据集由4 497个现代花粉采样点的数据信息组成, 包括660个来自中国第四纪孢粉数据库数据, 1 763个前期整理发表的数据和2 074个近期收集的数据, 涵盖772个花粉类群。样品类型以土壤表层样品(3 332个)为主, 苔藓样品以及湖泊、海洋表层样品等为辅, 广泛分布于全国不同地理区域和植被类型中, 其中以温带荒漠区域(24.91%)和亚热带常绿阔叶林区域(24.02%)最丰富, 其次为温带草原区域(16.14%)和青藏高原高寒植被区域(15.83%)。数据按照来源可分为原始数据(58%)和数值化数据(42%); 按照数据类型可分为原始统计粒数的样点(59%)和以花粉百分比表达的样点(41%)。半个多世纪以来, 科研人员开展了大量的表层现代花粉取样和研究。本数据集虽然仅获取部分记录, 但样点覆盖了我国绝大多数地区, 可有效地用于古植被与古气候重建的现代孢粉与现代植被校验, 并将为中国孢粉数据库的建立与更深入的孢粉研究提供数据支撑。     

中国东部花粉比值与气候的关系及其在定量古气候重建中的应用

在中国东部连续的尘土孢粉样基础上,用转换函数的方法研究中国东部孢粉与气候的定量关系,研究结果证明,中国东部现代花粉的分布与年均温有密切关系,某些草本植物花粉之间的含量变化很大程度上与太阳辐射量和不同纬度的温度变化有关,因此定量重建古植被带的迁移及古气候的变化就成为可能,通过对比,选择Artemisisa与Poaceae的比值作为温度替代指标,Arte/Poac与纬度相关系数的平方值（R2）为0．9579,它与年均温的相关系数平方值也达到0．9162,用回归方程定量重建了中国东部海域钻孔DGKS－9602的古气候,由于末次盛冰期草本植物花粉丰富,获得的气候值可信度最好,即年均温比现代降低了8℃左右（6－10℃）,植被带向南推移了约8－10纬度,这一结果与前人的研究结果基本吻合。     

孢粉与环境

本文探讨了孢粉学在研究古植被、古气候、古地理方面的意义。文中运用我国丰富的新生代孢粉分析资料,详细地讨论我国新生代以来古植被的特点,古气候的演变以及古地理的变迁,进一步讨论上述古环境诸因素的演变对寻找石油、煤等有机可燃矿产及各种沉积矿产方面的意义。本文还讨论了现代孢子花粉研究在环境保护和人类保健方面的意义。     

应用聚类分析划分孢粉带(区)的实例

一、序言随着计算机的普遍使用,孢粉分析学者对于数值方法在第四纪孢粉分析中的应用有了长足的认识。聚类分析、全成分分析、因子分析、回归分析、时间序列分析等多变量统计分析已用于处理第四纪孢粉学问题。应用这些方法划分孢粉带、孢粉分布区,进而探讨孢粉谱和植被、气候间的关系,定量解决第四纪孢粉学和古生态学的问题。在我国,虽有少数孢粉学者做了这方面的工作,但工作开展得还不够充分。本文是应用Q型聚类分析方法的一个实例。试图用聚类分析方法对珠江三角洲和内蒙古旱海的两个钻孔和南中国海海域表层样品作孢粉带划分     

中国第四纪晚期孢粉记录整理

孢粉数据库是重建过去植被格局以及研究古气候变化和大气圈-生物圈-人类活动相互关系的基础,而孢粉取样信息的记录和整理是建立孢粉数据库的重要前提。该文在收集我国1960–2008年发表的孢粉研究文献的基础上,整理分析了第四纪晚期,尤其是2万年以来(全新世为主)全国孢粉采样点的信息,包括采样地点名称、详细采样位置、省份、采样点经纬度和海拔高度、样品类型、取样深度、孢粉样品数量、14C测年数量及年代记录、覆盖的时间段和参考文献。总结发现,我国目前共有2324个表土/湖泊表层花粉采样点和987个第四纪晚期的地层沉积剖面和钻孔,其中高质量的地层孢粉采样点714个。虽然我国以及部分国际上从事第四纪研究的科学家尽了最大努力开展中国疆域的孢粉学研究,但由于人力、物力以及地形条件的限制,在我国仍然存在部分孢粉采样的"地理空隙",比如北方和西北荒漠地区、青藏高原无人区、中南部山区和东部人类活动频繁区域。然而,该数据信息库的不断完善,将为中国第四纪孢粉数据库的建立奠定良好基础。     

重庆喀斯特地区现代花粉组合与植被的关系

重庆喀斯特地区4种不同地貌单元的81份表土和苔藓样品的孢粉分析结果表明:(1)研究区植物孢粉组合共由109科属组成。除金佛山外,其他植被退化严重地区样点均以草本和蕨类植物占据优势(剔除石漠化治理大量引种的马尾松、柳杉和侧柏等乔木花粉),其次是乔木植物花粉(主要为马尾松),灌木植物花粉含量很低,显示该区植被退化严重;(2)孢粉组合的PCA分析能够很好地将研究区的现代孢粉组合区分开来,较好地反映了重庆喀斯特地区不同地貌单元的植被特征,特别是石漠化区植被退化严重的孢粉组合特征。生态保护较好、自然植被发育的金佛山地区具有106科属的乔木、灌木与草本孢粉类型,以及高含量的乔木花粉,而喀斯特石漠化地区的鸡公山(46科属)、青木关镇(56科属)和南平镇(50科属)则表现为乔灌木孢粉类型较少;(3)银杉作为金佛山特有的孑遗植物,其花粉含量明显低于松属花粉,说明其花粉不利于远距离传播;(4)随着土地利用强度的增加,现代孢粉组合中乔灌木花粉含量和种类越少,草本和蕨类植物孢粉含量越多,且以耕地杂草为主。因此,土地利用方式的变化是喀斯特石漠化区次生植被及其现代孢粉组合变化的主要影响因素。研究可为重庆喀斯特地区土地利用策略的制定,重庆及其周边地区第四纪古植被、古气候和古环境重建研究,以及中国孢粉数据库建设提供基本数据和科学依据。     

云南亚热带南部表土孢粉组合与植被间的定量关系

以云南亚热带南部沿温度带分布的35个表土孢粉样品和7个植被样方调查为基础,计算了代表性孢粉类型的百分比和孢粉浓度,及常见孢粉的R值,并分析了影响R值的因素;同时,研究了植物群落和样方内孢粉组合的相似度。结果表明,云南亚热带南部表土样品孢粉产量丰富,蕨类植物孢子产量较高,具有典型的亚热带特征,且山地垂直分异显著;木本、草本植物花粉基本代表了区域内乔木和草本植物特征,蕨类植物孢子则具有超代表性;表土孢粉组合与植物群落间的相似系数绝大部分都在70％以上,表土孢粉组合基本上可以反映植物群落面貌;表明云南亚热带地区表土孢粉与现代植被之间具有较好的对应关系,这对在该区利用化石孢粉资料定量恢复古植被和重建古气候有重要意义。     

中国地层花粉数据集

地层孢粉数据是古植被和古气候重建等古环境研究的重要基础。孢粉数据库推动古环境研究从点到区域和全球尺度,从定性到定量,从而实现在大空间尺度和长时间序列上探索植被、气候和人类干扰的相互关系,以更好地理解地球系统的演变。该数据集整合了全国第四纪末期(5万年以来)共372个地层花粉序列,涵盖790个花粉类群,样点分布于中国30个省级行政区与领海。数据集包含地层花粉采样点的地名、经纬度坐标和海拔高度、数据来源、样品类型、沉积物长度、样品数量、测年方法及测年数量、时间跨度和参考文献,以及每个采样点的花粉含量百分比。数据主要来源于20世纪80年代至今。采样点集中分布在温带和亚热带森林、温带草原和荒漠以及青藏高原高寒植被区域;在深海到青藏高原不同海拔高度都有分布,但集中在海拔2 000 m之下。按照数据来源区分,原始数据样点178个,占47.8%;数值化数据194个,占52.2%。按照样品类型分类,多数样点为湖泊样品(151个)、冲积物/洪积物样品(99个)与泥炭样品(67个),占总样点数的85.2%。年代测定的主要方法为放射性碳同位素手段(占样品总数的93.8%),大部分记录有2–10个测年数据。采...     

中国古生物学会孢粉学分会七届二次学术年会在石家庄召开

中国古生物学会孢粉学分会第七届二次学术年会于2007年6月5日—8日在石家庄河北师范大学顺利举行。来自全国各科研院所、高等院校和石油、花粉资源开发、出版行业等系统的100多位代表出席了本次会议。会议共收到论文摘要67篇,学术报告55个。内容涉及早期生命、几丁虫、生物地层、孢粉相、古植被与古环境、第四纪孢粉与环境、考古、表土花粉、空气孢粉、花粉形态学与系统演化、埋藏学、花粉营养学、数据库、植硅体和硅藻等众多方面。反映了中国孢粉学在近年所取得的丰硕成绩。朱日祥院士和郑卓教授分别作了题为“早期人类与环境”和“中国表…     

孢粉信息函数在辽河断陷西部凹陷沙河街组古环境分析中的应用

为了加强含油气盆地的古环境和古气候研究,寻找古环境研究的多种途径,探索用孢粉信息函数半定量恢复古环境和古气候。孢粉是气候变化敏感的信息载体,气候适宜,孢粉信息函数值越高,而且在沉积过程中,从岸边到湖盆中心,随着水体加深,孢粉信息函数值逐渐降低。利用孢粉信息函数的这种变化规律,按<2.0、2.0—2.1、>2.1三个参数值,将辽河断陷西部凹陷沙河街组一段沉积时期的湖盆划分为半深湖、浅湖和滨浅湖环境。并依据沙河街组孢粉信息函数值从沙四段到沙一段呈现低(1.97)—高(2.12)—低(1.88)—高(2.28)的韵律性变化,判断古气候呈干热—潮湿—干热—潮湿的旋回性演变。西部凹陷沙河街组孢粉信息函数的变化规律与古气候演变有很好的响应,同时与盆地不同发育阶段的古地貌、古环境密切相关。因此,孢粉信息函数是重建古气候、古环境的有效手段之一,能弥补缺少大化石给含油气盆地沉积环境研究带来的不足。     

依据Altingiaceae和Juglandaceae孢粉化石探讨我国第三纪植物群及气候特征

依据化石花粉Caryapollenites和Liquidambarpollenites的现存对应植物的生态特征 ,探讨我国第三纪一些孢粉组合的植物群及其所反映的古气候特征。得出 :1)我国第三纪植被 ,从第三纪初至末 ,东西部就有明显区别 ;2 )我国第三纪的孢粉组合所反映的古植被可以和我国现存的植被进行比较 ,从而获得气候特征 ;3)从孢粉资料判断 ,Carya属和Altingiaceae科植物从第三纪初至今 ,生长地带纬向南移了 10°多。     

峨眉山世界遗产地表土孢粉组合及其生态和古环境启示

通过峨眉山40个样点表土孢粉组合及其与植物群落之间关系的分析,结果表明:(1)花粉组合中木本植物含量(83.3%)占绝对优势,松属、杉科、桤木属、蔷薇科、桦属、枫杨属、蒿属、毛茛科和水龙骨科为主要孢粉类型;(2)中山常绿阔叶林花粉组合未能反映植被的群落特征;低山常绿阔叶林间人工次生林和常绿落叶阔叶混交林花粉组合只能反映母体植被的部分组成;针叶林花粉组合基本可以指示母体植被的群落特征;灌丛草甸花粉组合能够较好地反映母体植被的群落组成;针阔混交林花粉组合不仅可以很好地指示群落特征,花粉高含量类型还可以与植物群落优势种很好地对应;(3)主要花粉类型冷杉属、杜鹃花科、蔷薇科、珙桐属、槭属和盐肤木属具低代表性;枫杨属、栲属/柯属、桤木属和杉科花粉具超代表性;(4) DCA表明,通过花粉百分含量,能较好地区分人类扰动植被、阔叶林和针叶林,但常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林和针阔混交林之间,针叶林和灌丛草甸之间难以区分;(5)利用孢粉学恢复热带亚热带常绿阔叶代表类群樟科群落和第三纪孑遗落叶阔叶属种珙桐群落时,受其主体植物花粉外壁薄,易破碎影响,原生植被优势种缺失;因此,孢粉实验改良和保存环境研究,与其他生物学指标(植物大化石和气孔器)综合分析在重建古植物群落中具有重要意义;(6)植物(如冷杉)花粉含量一定程度上能够指示其林分结构。本研究可为热带亚热带山地及相似地区利用孢粉学进行地质时期气候与环境重建提供理论支持和基础资料,并对植被生态恢复提供实践和参考。     

孢粉用途面面观

众所周知,孢粉形态和孢粉分析是孢粉学的两个主干分支。研究地层中的孢粉化石,可以探讨古地理、古气候和古植被,以及进行地层的划分和对比,从而成为找油、找气、找矿、找水的重要手段之一。研究现代孢粉,不但能为孢粉微体化石的鉴定提供对比的可靠依据,而且能为植物的系统发育与演化积累丰富的资料。另外,研究现代孢粉还在养蜂学、医学、侦缉学、冶金、照明、地形学和土壤学等方面,有着多种用途。１－冶金工业方面当今之世,在盛产一种蕨类植物石松的众多国度里,已把破囊而出的石松孢子,这些看来不起眼的小家伙,广泛用于各种金属…     

苔藓植物化石的研究进展及应用

苔藓植物化石为探索植物界物种进化发展和重建古气候环境提供了重要的科学基础。该文通过大量的化石资料,结合当今前沿科学技术和热点问题,从苔藓植物起源分化及物种多样性分布、形态表现及分子进化及古气候环境的重建等方面对该领域的研究成果进行了综述和总结。(1)苔藓植物起源于早古生代的赤道低纬度区,至少在奥陶纪时期就有了苔类与藓类的分化;其物种多样性总体上呈增加趋势,并具有低纬度区物种多样性高的特点,但个别地质年代苔类与藓类的物种多样性具有明显差异,凸显了二者对气候环境的敏感程度不同。(2)苔藓植物具有缓慢的形态和分子进化,其中苔类的进化速率相对较快。(3)对于显生宙古气候环境的变迁及重建,苔藓植物化石自身的形态特征、孢粉学和古分子化石的分析、以及碳和氧同位素的测量均提供了重要的科学依据。针对苔藓植物化石研究中存在的问题,作者提出了自己的观点。