中国北方几种常见表土花粉类型与植被的数量关系

通过中国东北样带（ＮＥＣＴ）沿水分梯度分布的３０个样方的植被调查和表土花粉分析，选取重要和常见的花粉类型：松（Ｐｉｎｕｓ）、桦（Ｂｅｔｕｌａ）、栎（Ｑｕｅｒｃｕｓ）、椴（Ｔｉｌｉａ）、槭（Ａｃｅｒ）、榆（Ｕｌｍｕｓ）、蒿（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ）、藜（Ｃｈｅｎｏｐｏｄｉａｃｅａｅ）、禾本科（Ｇｒａｍｉｎｅａｅ）和莎草科（Ｃｙｐｅｒａｃｅａｅ），取其花粉百分比值与植物重要值进行回归和相关分析．结果表明：花粉百分比和植物重要值显著相关；样带东部森林区与西部草原区的回归参数有明显差异；松、桦、藜、蒿具有高的斜率和ｙ－截距，是超代表性花粉类型；槭、莎草科、禾本科具有低的斜率和截距，是低代表性花粉类型；栎、椴、榆的斜率和截距互为消长，是具代表性花粉类型．具高斜率或高截距的花粉类型，变异系数都比较低，反映这些花粉类型的斜率和ｙ－截距在植被重建中具有较高的精确度．     

中国北方几种常见表土花粉类型与植被的数量关系

通过中国东北样带(NECT)沿水分梯度分布的30 个样方的植被调查和表土花粉分析, 选取重要和常见的花粉类型松(Pinus) 桦(Betula) 栎(Quercus) 椴(Tilia) 槭(Acer) 榆(Ulmus) 蒿(Artemisia) 藜(Chenopodiaceae) 禾本科(Gramineae)和莎草科(Cyperaceae), 取其花粉百分比值与植物重要值进行回归和相关分析. 结果表明花粉百分比和植物重要值显著相关样带东部森林区与西部草原区的回归参数有明显差异松桦藜蒿具有高的斜率和y-截距, 是超代表性花粉类型槭莎草科禾本科具有低的斜率和截距, 是低代表性花粉类型栎椴榆的斜率和截距互为消长, 是具代表性花粉类型. 具高斜率或高截距的花粉类型, 变异系数都比较低, 反映这些花粉类型的斜率和y-截距在植被重建中具有较高的精确度.     

青藏高原高寒灌丛草甸花粉组合的植被指示性

基于青藏高原泽库盆地31个样点表层苔藓样品孢粉组合分析和植被调查数据,揭示了高寒灌丛草甸花粉组合特征及其花粉来源范围,阐明了主要花粉类型对植被组成的指示意义.结果显示:研究区花粉组合以莎草科、紫菀属、毛茛科、蔷薇科和禾本科等为主,其主要由样点周围40 km范围内植被产生(花粉贡献率83%);花粉组合中出现的桦属、松属和云杉属等乔木类型花粉由风力远距离搬运而来. 0～100 m范围,研究区各样点间植被组成差异显著,与花粉组合的对应关系差; 0～3 km范围,各样点间植被组成差异性减小、整体趋于均质化,与花粉组合的对应关系逐渐提升;据此认为,考虑花粉组合贡献率和区域植被组成影响后的花粉-植被数量关系更能真实反映研究区花粉组合与区域植被组成的对应关系.此外,青藏高原灌丛草甸区湖泊表层花粉组合可能受区域外花粉或隐域性植被的影响较大,花粉组合中出现的大量蒿属和藜科花粉并不真实地代表区域植被组成,依据该区域湖泊沉积花粉组合变化推测区域植被演替及气候变化时应予以排除.     

东北地区人工扰动植被表土孢粉与植被和气候的关系

东北地区53个农田和荒地表土样品孢粉分析表明:孢粉组合具有一定相似性,如乔木花粉含量通常高于30%,以松属、栎属、桦木科和杨属为主;草本花粉含量通常高于50%,禾本科、藜科、蒿属、菊科等是最常见草本花粉类型,与研究区地带性植被类型一致.但不同区域,特别是不同地貌单元的农田孢粉组合存在一定差异:山区农田乔木花粉类型丰富,含量最高,平均为41.7%,人工禾本科花粉含量较低,仅为11.2%;高平原丘陵区农田草本花粉数量较山区增加,主要为人工禾本科,含量高达53.6%;平原区农田孢粉组成与丘陵区相近,但人工禾本科含量略有下降,平均为41.6%,孢粉总浓度较高平原丘陵区明显偏高,环纹藻数量也最多.不同土地利用类型孢粉组合存在一定差别,禾本科、藜科等主要花粉类型含量差别明显,农田人工禾本科花粉一般高于40%,荒地普遍小于10%;藜科花粉在农田中含量仅为2.5%,荒地中平均可达25.0%;农田孢粉浓度(平均3909粒/g)与荒地孢粉浓度(平均15074粒/g)差距较大.孢粉组合与气候因子的分析表明,东北地区农田孢粉组合与最热月温度和年平均温度显著负相关,与降水也有一定的相关性,表明人工扰动或人工植被仍可以较好地反映区域气候变化信息.与其他区域对比表明:不同区域孢粉浓度均可以较好地反映人类活动强度及土地利用类型状况,不同区域农田人工禾本科含量也存在一定差异,东北地区明显高于中国北方其他地区,应为人类耕作习惯和气候等因素共同作用的结果.     

中国荒漠区东部花粉对植被的指示性研究

为了解中国荒漠区花粉对植被的指示意义, 通过39个表土花粉样品分析与植物样方植被调查结果显示: 荒漠区不同群落间花粉组合差异比较明显, 盐爪爪群落和驼绒藜群落均以高含量的藜科花粉为特征(高于45%, 平均63.5%), 驼绒藜群落以含有一定量的麻黄花粉(高于3.3%, 平均16.5%)可与盐爪爪群落区分开来, 蒿群落以蒿花粉含量(多高于50%)明显高于藜科花粉(低于35%)为特征, 白刺群落以含有一定量的白刺花粉(高于2.6%, 平均13.6%)为特征, 红砂群落与四合木群落都含有一定量的柽柳科花粉(高于2%,平均8.6%), 但红砂群落蒿花粉含量一般高于藜科花粉含量, 且含有较多的禾本科、菊科、豆科等花粉; 四合木群落花粉组合蒿花粉含量一般低于藜科花粉含量, 其他类型花粉较少, 沙拐枣群落以含有一定量沙拐枣花粉(高于2%, 平均5%)为特征, 且麻黄花粉含量较高(高于38%, 平均49.3%). 聚类分析及降趋对应分析(DCA)结果表明, 霸王柴、沙拐枣、四合木、蒺藜属、柽柳科花粉联合指数A值较高, 对植被指示性良好; 蒿、藜科、禾本科具有较高的R值, 白刺、十字花科、景天属花粉具有较高的超代表性指数O, 但母体植物存在时花粉百分比平均值X_p远大于母体植物不存在时花粉百分比平均值X_a, 对植被具较明显指示意义; 葱属、豆科、蔷薇科、马先蒿、菊科等花粉类型, 联合指数A值较低, 超代表性指数O或低代表性指数U较高, 母体植物存在时花粉百分比平均值X_p与母体植物不存在时花粉百分比平均值相差不多, 对植被指示意义不明显. 其他仅出现于花粉组合中的花粉类型如松、云杉、桦、栎、榆、胡颓子科、麻黄、毛茛科、石竹科、蓼科、虎耳草科等对植被的指示意义无法确定. 麻黄/蒿比、白刺/麻黄比与蒿/藜比一样具有指示干旱区环境意义, 典型荒漠群落花粉组成中蒿/藜比值小于0.5, 麻黄/蒿比值大于0.1, 白刺/麻黄比值小于1; 草原化荒漠群落花粉组成中蒿/藜比值多为0.5~2, 麻黄/蒿比值多小于0.1, 白刺/麻黄比值多大于1.     

近550年来青藏高原中部植被演化与气候变化研究

利用普若岗日冰芯中的花粉和氧同位素记录, 高分辨率恢复了青藏高原中部过去500多年来的植被演变和气候变化历史. 通过分析冰芯中花粉记录与现代气象观测数据的相关关系, 指出草原和草甸成分的植物花粉的百分比之和可作为夏季温度变化的良好代用指标, 而花粉中莎草科/(禾本科+蒿属)[Cy/(G+A)]和草甸植物花粉/草原植物花粉(M/S)比值可作为湿度变化的代用指标. 在此基础上结合冰芯δ¹⁸O值及冰川积累量, 探讨了过去500多年来研究区植被对气候变化的响应过程. 指出1450~1640 AD主要发育荒漠植被, 气候表现为寒冷特征. 1640~1915 AD总体上以暖干气候为主, 荒漠面积减小, 草原植被范围扩张. 1915~1980 AD气候稍变冷变湿, 草原植被范围缩小, 而荒漠植被扩大. 1980~2002 AD气候暖干, 荒漠植被范围急剧减小, 主要发育草甸草原植被. 提供了藏北地区第一个长达500多年的高分辨率的冰芯花粉记录.     

陇西黄土高原秦安地区全新世植被的讨论

前人曾报道黄土高原西部甘肃秦安地区全新世中期气候湿润, 湿地广泛分布, 发现以松属为主的针叶树花粉可高达80%以上, 推断当地发育森林植被. 依据前人报道的全新世湿地-冲积黄土剖面并补充了典型全新世黄土-古土壤剖面, 开展了分子标志化合物组分的研究, 发现所有样品正构烷烃的高碳数部分均具有显著的奇偶优势, 并且以表征草本植物的正构烷烃C₃₁为主峰, 且C₂₇, C₂₉, C₃₁这三个有机分子中C₂₇的含量最低(C₂₇2931), 与研究区草原植被现代表土结果一致, 而与以C₂₉为主峰的森林草原现代表土结果有别, 也不同于当地现代松科植物以C₂₉为主峰的正构烷烃分布模式, 表明研究区全新世以草原植被为主, 并非前人报道的森林植被. 研究说明, 若将孢粉和分子标志化合物指标有机结合, 可以弥补因孢粉传播等带来的古植被重建方面的问题, 更好地解释植被变化.     

末次冰期以来南海北部孢粉记录的植被演化及千年尺度气候事件

对南海北部大洋钻探ODP1144站(20°3.18′N, 117°25.14′E, 水深 2037 m)上部(0~31 m, 27~0 kaBP)共 180个孢粉样品进行了分析研究, 时间分辨率为150年/样. 孢粉谱的主要特征是全新世时松属花粉占优势, 末次冰期时草本植物花粉占优势, 但仍然有一定数量的热带亚热带植物花粉; 18kaBP前后热带亚热带植物花粉沉积率开始升高, 草本植物沉积率以及百分含量都开始迅速降低, 意味着此时气候开始变暖变湿润, 导致大陆甚至出露的大陆架上开始生长更多的热带亚热带植被以及温带植被, 而原来大陆架上广为发育的草地范围相应缩小, 表明冰期时南海北部出露的大陆架上除了占优势的草地, 仍然可能生长热带亚热带以及温带落叶植被. 这也进一步深化了我们之前对冰期时南海北部出露的大陆架上生长的植被的认识. 详细的对比表明, 孢粉组合的变化要早于氧同位素记录指示的海平面的变化, 表明中低纬度地区气候变暖早于高纬度极地冰盖的后退. 还讨论了孢粉组合反映的植被变化所记录的千年尺度的气候事件.     

植物功能性状对动态全球植被模型改进研究进展

动态全球植被模型(dynamic global vegetation models,DGVMs)在模拟和预测陆地生态系统对气候变化响应中表现出很大的不确定性,重要原因之一在于动态全球植被模型将定义植物功能型的性状值设置为常数,忽略了植物功能性状对环境变化的响应.动态全球植被模型现有的植物功能型框架已经严重地阻碍了其发展,因此迫切需要一种新的方法来克服这种局限性.植物功能性状不仅可以反映植物对环境连续变化的响应,而且与生态系统的结构和功能密切相关,可提升当前动态全球植被模型对生态系统过程的模拟和功能的预测.本文从动态全球植被模型发展和植物功能型局限性入手,详细介绍了植物功能性状发展现状及其对动态全球植被模型改进的重要价值,归纳总结了植物功能性状对动态全球植被模型改进的主要方法,并指明植物功能性状对动态全球植被模型改进的发展方向.以期通过凝练植物功能性状在构建下一代动态全球植被模型中发挥作用,推动动态全球植被模型在我国的发展和应用.     

3.15～0.67Ma时段南海北部深海沉积物孢粉记录的植被演化及其对全球变化的响应

为了研究3Ma以来南海北部周边地区植被演化及其对全球气候变化的响应,本文选取南海北部ODP1145站深海沉积物进行研究,共分析213.62～91.9m层段(3.12～0.67Ma)608个孢粉样品.取样间隔为20cm,时间分辨率约为4.0ka.研究结果表明,1145站3.15～0.67Ma时段孢粉沉积率在2.58Ma和2.0～1.8Ma时的两次明显升高,与此时全球气候变冷,冬季风增强有关.2.58Ma以前,南海北部周边地区热带亚热带植物占优势,其中常绿栎属和阿丁枫属较多,热带山地针叶林相对发育,蕨类植物也相对较多;2.58Ma以后,温带植物增多,反映气候变冷,冬季风加强.对气候变化的周期性研究表明,热带亚热带植物更多的受低纬地区20ka岁差周期的影响,可能指示了夏季风的增减;花粉沉积率的变化反映了海平面变化的影响,与高纬度地区的"冰盖响应"有关,可能较多地反映了冬季风的强弱变化.     

长白山针阔混交林带花粉通量及垂直散布特征初步研究

花粉散布特征和花粉通量研究是正确认识和理解花粉与植被关系的重要途径，但我国花粉通量研究开展的很少，垂直散布特征研究未见报道。本研究通过长白山针阔混交林带内不同高度花粉通量研究发现，不同高度乔木花粉百分比多高于65%，通量高于5000粒/cm²/a^-1，灌木花粉常低于2%，通量低于1000粒/cm²/a^-1，草本花粉常低于20%，通量低于3000粒/cm²/a^-1。8m以下样品花粉组成相近，松属及栎属花粉数量较多，外来花粉类型较少；16m～32m样品，白蜡属花粉数量较多，有一定量外来花粉；40m样品外来花粉数量增加。花粉收集器样品花粉组合与群落组成间的相似系数较表土样品高。本实验研究时间仅一年，其结果有待更多研究证实。     

利用气象卫星植被指数进行我国植被的宏观分类

在全球变化研究中,植被被认为是一个反映生态环境变化的敏感指示器,已成为一个研究热点,其中植被类型又是进行植被研究的基础.我国地域广阔、植被类型复杂,利用常规方法进行全国植被调查是一项耗资费时的艰辛工作.近年来日益成熟的遥感技术为植被的空间分类提供了一条新的途径.我国已多次利用多光谱的Landsat/TM,MSS数据,用于植被的光谱特性     

全球变化与气候-植被分类研究和展望

对全球变化与陆地生态系统关系研究的核心问题－－气候－植被关系的研究进展进行综述和讨论，指出气候－植被分类研究３个阶段的特点：（１）以现实自然植被类型与气候相关性为特征的气候－植被分类研究；（２）以对植物生理活动具有明显限制作用的气候因子为指标气候－植被分类研究；（３）综合反映植被的结构和功能变化的气候－植被分类研究。在此基础上，提出了全球变化背景下中国气候－植被分类研究的方向，并强调了气候－植被分     

安阳地区不同农业单元表土花粉组合及空间分异

花粉分析是目前定量重建过去植被和气候变化、识别人类活动信息最佳和可能的方法. 以安阳地区为例, 通过不同农业单元表土花粉组合特征研究, 揭示我国人类活动影响下花粉组合特征和空间分异规律, 以便通过花粉记录提取更多的人类活动和气候变化信息. 安阳市周边农田菜地、荒地林地和油菜(菜籽)地等不同农业单元122个表土样品花粉分析结果表明: 安阳地区表土花粉组合中草本花粉含量较高, 平均为73%, 以禾本科、蒿属、藜科和十字花科为主; 其次为乔木花粉, 百分比平均为18%, 以松属和榆属为主; 灌木花粉和蕨类孢子数量较少, 花粉组合与植被组成基本一致. 不同植被单元花粉组合差异明显, 农田及多数菜地禾本科花粉含量较高, 平均为27%, 经对比, 农田中禾本科花粉主要为玉米和小麦花粉; 荒地及林地乔木花粉及蒿属花粉含量较高, 乔木平均为20%, 蒿平均为19%; 油菜(菜籽)地十字花科花粉含量较高, 平均为70%, 经鉴定十字花科花粉主要为油菜(菜籽). 根据PCoA排序分析, 可以大致将农田菜地、荒地林地和油菜(菜籽)地区分开. 主要花粉类型中, 松属和蒿属主要分布在安阳西部, 与花粉来源地一致; 禾本科主要分布在安阳市东部, 与农田在东部较多有关; 藜科主要分布在市区和主干道周围等人类活动频繁地带, 十字花科主要分布在市区周围及西北部菜地较多的区域.     

黄土高原地质、历史时期古植被研究状况

分析了目前对黄土高原古植被状况认识差异的可能因素, 对全新世不同地貌单元古植被记录做了初步分析, 认为黄土高原的古植被并没有严格按照植被地带性分布规律分布, 基岩山地、沟谷和塬面的植被类型有明显的差别, 全新世以来有厚层黄土分布的塬面上从来没有稳定的大面积的森林生长; 但在黄土高原南部沟谷和基岩山地全新世气候温暖期森林(疏林)可以得到较好的发育. 在黄土高原外围一些局地的植被群落, 更多的受到地形及地下水的控制.     

中国典型山地植被垂直地带性特征及其影响要素*

山地的地形特征影响其气候特性,使山地植被呈现显著的垂直地带性分异。对中国典型山地--太行山、横断山和喀斯特山地的研究表明：3个典型山地降雨的垂直地带性差异较大,北太行山迎风坡存在两个最大降雨高度,横断山最大降雨高度位于其背风坡上,而喀斯特山区没有明显的最大降雨高度。植被分布沿海拔梯度表现出较大共性：低海拔地区主要为耕地和灌丛;随着海拔的升高,针叶林和阔叶林的比例逐渐增加,植被覆盖度达到峰值;高海拔地区则主要被高山草甸或冰雪带所占据。水分是限制太行山低海拔地区植被生长的主要因子,而高海拔地区植被生长则主要受温度限制;横断山和喀斯特地区降雨充沛,植被生长主要受温度影响。     

贡嘎山和昆仑山表土中甲氧基脂肪酸的生态指示意义

利用色谱质谱(GC-MS)技术,首次在60个贡嘎山(海拔1230～4500m)和西昆仑山(海拔1300～5500m)表土以及6种贡嘎山木本植物中检测到8个(7-14)-甲氧基十六酸和9个(9-17)-甲氧基十八酸同分异构体化合物.其中甲氧基十八酸占绝对优势;而且,甲氧基在第9和第10个碳位的异构体都较丰富,随着取代基的碳数增大,相应异构体的丰度依次降低.在以阔叶林和针叶林为主的贡嘎山表土样品中,广泛存在甲氧基脂肪酸化合物,并在6种树叶中都能检测到;而在主要分布山地荒漠和高寒荒漠的西昆仑山,除了可能出现山地森林草原或半灌木荒漠的较窄高度范围外,大部分表土中未检测到甲氧基脂肪酸化合物.该研究显示甲氧基脂肪酸可能来源于某种或数种类型的木本植物.如能排除其与草本植物的关联,甲氧基脂肪酸类化合物很可能是一类具有指示特定木本植物的生物标志化合物,将对精确反演古植被和生态演化很有意义。     

黄土高原陇东盆地朝那红黏土8.1~2.6 Ma的孢粉记录

晚中新世至上新世是当代东亚季风系统和中国西北现代生态环境格局形成演化的关键时期. 文中通过对黄土高原陇东盆地朝那剖面8.1~2.6 Ma期间的孢粉记录研究, 建立了这期间古生态环境序列. 在8.10~6.73 Ma期间, 地带性植被可能是以禾本科为优势种的疏林草原, 在山地有雪松、松等山地针叶林分布, 推测为暖温带半湿润气候. 在6.73~5.67 Ma期间, 植被类型可能是森林草原, 以榆为主, 伴生着栎、柳、胡桃、桦的阔叶杂木林和以禾本科为优势种的禾草草原发育, 反映气候温暖较湿润. 在5.67~3.71 Ma期间, 蒿、禾草草原和松、云杉针叶林发育, 山地气候温凉湿润, 丘陵和低地温暖半干旱. 其中, 在4.61~4.07 Ma期间曾一度温暖较湿润. 在3.71~2.58 Ma期间, 地带性植被可能为柏疏林, 林中混生有榆, 尤其是早先一直存在的反映温暖环境的雪松和铁杉此时消失, 反映环境较前期有较大的改变, 气候季节性明显增强.     

南海深海相渐新统孢粉记录

大洋钻探184航次从南海取得了距今32.8 Ma以来的深海沉积记录, 其中的渐新世(32.8~23.8 Ma)沉积包含丰富的孢粉化石. 1148站孢粉分析建立了中国首例深海相渐新统孢粉组合序列. 孢粉组合以山地针叶树花粉为优势组分, 阔叶树花粉含量较低. 二者均以热带、亚热带植物分子为主, 但也含山地喜凉、干植物分子. 南海深海相渐新统孢粉组合序列在距今32.0 Ma显示明显的变化, 反映了南海地区渐新世气候的一次重大转折. 孢粉植物群特征表明32.0 Ma以前南海邻近陆地的植被以热带山地雨林和低地雨林为主, 南海地区具热而湿润的气候条件; 32.0 Ma以后的渐新世孢粉植物群中温带高山针叶树和山地喜温干落叶阔叶树增多, 表明此后南海地区的气候变得较为凉干.     

利用炭屑显微结构复原青铜的时代的植被

根据扫描电子显微镜显微结构，对赤峰地区两处青铜时代遗址中的炭屑进行鉴定，经鉴定，两处炭屑标本均属蒙古栎（Quercus mongolica)，该种具有较强的气候指示意义，参照孢粉组合中出现的植物种（属）及其现代种（属）的生态气候指标和群落学特征，复厚了赤峰黄土丘陵区青铜时代的植被，当时气候较为暖湿，地带性植被为蒙古栎林和油松林。