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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

發布時間:2018-11-02 08:44 點擊數:

植矽體指標在古植被重建研究中的作用日益受到學界的重視與認可,近年來,植矽體分析在草原區和熱帶森林區古植被重建研究中取得很大進展,成功識別出不同植物群落類型並細致刻畫群落植物組成及豐度等外貌特征。但是,受植矽體-溫帶樹種分類精度的限制,溫帶森林區利用植矽體指標反演古植被面貌的成功案例相對較少,同時,植矽體指標在溫帶森林區研究中的適用性受到學者們的普遍質疑。那麽,植矽體指標究竟能否客觀、准確還原溫帶森林區古植被面貌?古植被恢複精度如何?

針對以上問題,我院介冬梅教授課題組在國家自然科學基金等的資助下,大範圍采集東北地區不同植物群落下表土樣品,並選取長白山區孤山屯泥炭剖面,嘗試建立准確的現代表土植矽體-植物群落識別標准,並據此恢複長白山區晚冰期以來的古植被面貌,進而評估植矽體指標在溫帶森林區古植被重建中的作用。

研究發現,利用現代表土植矽體組合和表土植矽體指數能夠准確判別東北地區五類主要植物群落類型(落葉松混交林、紅松混交林、闊葉林、疏林群落和非森林區群落)。因此,本研究中提出的表土植矽體判別函數及植矽體指數標准能夠爲區域內古植被重建提供准確的現代“類比物”。

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.

原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S027737911830266X