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介冬梅等:《Quaternary Science Reviews》晚冰期以来长白山区植硅体—植被动态演变研究的新尝试

发布时间:2018-11-02 08:44 点击数:

植硅体指标在古植被重建研究中的作用日益受到学界的重视与认可,近年来,植硅体分析在草原区和热带森林区古植被重建研究中取得很大进展,成功识别出不同植物群落类型并细致刻画群落植物组成及丰度等外貌特征。但是,受植硅体-温带树种分类精度的限制,温带森林区利用植硅体指标反演古植被面貌的成功案例相对较少,同时,植硅体指标在温带森林区研究中的适用性受到学者们的普遍质疑。那么,植硅体指标究竟能否客观、准确还原温带森林区古植被面貌?古植被恢复精度如何?

针对以上问题,我院介冬梅教授课题组在国家自然科学基金等的资助下,大范围采集东北地区不同植物群落下表土样品,并选取长白山区孤山屯泥炭剖面,尝试建立准确的现代表土植硅体-植物群落识别标准,并据此恢复长白山区晚冰期以来的古植被面貌,进而评估植硅体指标在温带森林区古植被重建中的作用。

研究发现,利用现代表土植硅体组合和表土植硅体指数能够准确判别东北地区五类主要植物群落类型(落叶松混交林、红松混交林、阔叶林、疏林群落和非森林区群落)。因此,本研究中提出的表土植硅体判别函数及植硅体指数标准能够为区域内古植被重建提供准确的现代“类比物”。

图1. 不同植物群落下表土植硅体判别分析散点图

  依据上述植硅体标准,重建得到长白山区晚冰期以来的古植被演替序列为开阔落叶松混交林—较开阔的疏林群落—茂密的阔叶林—相对茂密的红松混交林。植硅体指标和已有孢粉指标的重建结果对比显示,两类指标反演的不同时段植物群落类型大体相似。同时,植硅体分析结果还有效补充了森林群落林下草层的C3 vs. C4植物及禾本科不同亚科植物组成及数量变化特征。总之,植硅体分析能够在温带森林区古植被重建研究中发挥重要作用,植硅体指标和孢粉指标的联合使用更利于古植被面貌的客观反演。

图2. 孤山屯剖面晚冰期以来植被类型演变序列

*LMF:落叶松混交林;PMF: 红松混交林;BF: 阔叶林;NUF: 林区非林下群落;NF:非森林区群落

图3. 孤山屯剖面植硅体组合图谱及有序聚类分析结果

以上研究成果近日公开发表在自然地理专业的国际高水平学术刊物《Quaternary Science Reviews》上。Gao et al., 2018. Reliability of phytoliths for reconstructing vegetation dynamics in northern temperate forest regions: A case study in northeast China. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2018.10.020.

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S027737911830266X