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.     

湖泊沉积记录的区域风沙特征及湖泊演化历史:以陕西红碱淖湖泊为例

沙漠区湖泊沉积岩芯是记录历史时期风沙发生频率和强度的良好载体. 通过沉积岩芯中粒度、磁化率、有机碳以及Rb/Sr等物理、化学指标分析, 对陕西红碱淖地区近80年以来风沙特征及其演化历史进行了探讨. 结果表明, 红碱淖湖泊于1928年开始成湖, 成湖初期流域风沙发育, 其中1936, 1939和1941年有3次强风暴气候, 沉积物中记录了3次显著的粗颗粒沉降事件. 1952~1960年为该湖泊快速扩张期, 由于入湖水量增加, 地表径流搬运入湖的物质也明显增多. 1960年以后湖区风沙发生的频率和强度明显下降, 沉积物粒度频率曲线也由双峰变为单峰. 流域生态研究表明, 近40年来湖区植树造林和地表水土涵养生物工程措施有效遏止了风沙的发生.     

中国东部暖温带低山丘陵区表土花粉对人类活动的指示意义

中国东部暖温带低山丘陵区78个表土样品花粉分析表明:不同土地利用类型的孢粉组 合存在显著差异.果园与人工林地孢粉浓度高于耕地而低于荒地,人类活动干扰强度越大,花 粉浓度越低.以松属和栎属为主的乔木花粉含量在研究区内较为稳定,耕地中草本花粉百分比 高于荒地,灌木花粉和蕨类孢子低于荒地.农作物花粉含量在相应农田及附近较高,依次向周 围递减.禾本科作物和十字花科花粉在农田中平均分别为16.7%和6.7%,邻近荒地迅速降至 3%以下和不足0.5%.主坐标和聚类分析表明,研究区内耕地与其他土地利用类型样品花粉组 合差异明显,低山丘陵区禾本科、藜科、蒿属、菊科、中华卷柏与人类活动密切相关,其含量 和在花粉组合中的排序对人类活动强度具有指示作用.栽培作物、蒿属、藜科等的空间分布可 以较好地反映自然因素和人类活动的变化,海拔降低,纬度南移,禾本科作物和十字花科花粉 增加,蒿属和藜科花粉减少.低山丘陵区花粉组合特征与历史时期平原区人类清除自然植被从 事农业耕作的初始阶段相近,可能对平原区人类活动初始阶段环境特征具有参考价值.     

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.     

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.     

合同察汗淖(碱)湖沉积物中的长链不饱和酮及其古气候意义

我国内蒙古合同察汗淖 (碱 )湖浅层沉积物剖面中检出长链不饱和脂肪酮 .根据剖面中普遍存在的长链不饱和酮的组成和分布与以往文献报道的海洋沉积物中的具有相似性 ,推测其原始生物亦可能是金藻源 .研究发现 ,Uk′37指数与自生钙、镁碳酸盐矿物的δ18O(‰ )值具有良好的对比性 ,从而说明长链不饱和酮指数Uk′37对气候的指示作用也适用于碱性较强的高盐度湖泊环境     

湖泊沉积——研究历史气候的有效手段——以青海湖、岱海为例

湖泊沉积,尤其是干旱、半干旱地区的封闭湖泊,是气候环境变迁的忠实记录者,储存有丰富的信息,具有连续性、敏感性和高分辨率的特点,目前研究不同时间尺度湖泊环境演替的序列已成为建立全球气候模型的重要依据之一。为了研究晚近历史时期东亚季风边缘区气候波动的特点,作者在青海湖和内蒙古岱海的深水区,采集1m以内的重力岩心,以1或2cm间隔密集采样,每个样品大致代表5—10a的时段(~(210)Pb测年青海湖和岱海的沉积速率分别为1.1     

太湖沉积物再悬浮观测

为了揭示大型浅水湖泊沉积物的再悬浮强度, 利用高精度分层同步采样技术, 进行了太湖的悬浮物垂向分布的原位观测. 结果表明, 在无风浪状态下, 用表层悬浮物浓度计算整个水柱的悬浮物总量时, 其结果常常为实际值的80% ~ 85%; 而在风浪状态, 底层水体悬浮物浓度与表层有数量级的差异, 用表层悬浮物浓度计算整个水柱的悬浮物总量时, 误差更大, 其结果多为实际值的50%. 一般条件下, 风浪扰动沉积物再悬浮的厚度较小, 为毫米量级.     

合同察汗淖(碱)湖沉积物中的长链不饱和酮及其古气候意义

我国内蒙古合同察汗淖 (碱 )湖浅层沉积物剖面中检出长链不饱和脂肪酮 .根据剖面中普遍存在的长链不饱和酮的组成和分布与以往文献报道的海洋沉积物中的具有相似性 ,推测其原始生物亦可能是金藻源 .研究发现 ,U^k'₃₇指数与自生钙、镁碳酸盐矿物的δ¹⁸O(‰ )值具有良好的对比性 ,从而说明长链不饱和酮指数U^k'₃₇对气候的指示作用也适用于碱性较强的高盐度湖泊环境     

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.     

人类活动的孢粉指示体

过去人类活动的特征及其环境效应是全球变化研究的热点问题. 孢粉记录作为揭示过去人类活动对景观影响的代用指标, 有几个重要的特征: (1) 某些特有乔木花粉的减少; (2) 先锋树种花粉的繁盛; (3) 栽培作物和杂草花粉相伴生; (4) 花粉浓度和分异度的显著变化; (5) 喜氮植物和牧场杂草花粉的出现. 伴人植物(杂草和栽培作物)花粉是理想的人类活动指示体, 尤其是杂草花粉, 它反映了人类活动历史. 不同方式的人类活动产生不同的孢粉组合. 在森林区和草原区, 指示人类活动的花粉谱模式是不同的. 应用孢粉变化特征来研究人类活动时, 特别要强调高精度的时空分辨率. 因为高精度的空间分辨率不仅有助于反映植被景观的复杂性, 更重要的是能够清楚地揭示出人类活动对景观的干扰作用, 防止片面性; 高精度的时间分辨率能够精确地记录短时间尺度的植被变化, 避免遗漏人类活动事件. 重视孢粉学与其他多种指标的结合, 能更加准确地揭示景观的发展变化过程. 炭屑作为人类活动对植被扰动的代用指标, 其峰值的出现常伴随着乔木花粉的大量减少和伴人植物花粉的显著增加.     

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.     

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.     

共和盆地更尕海湖泊现代水环境与碳酸盐碳氧同位素组成变化

通过分析更尕海轮藻碳酸盐结壳、软体动物壳体等碳氧同位素的季节变化,结合湖水溶解无机碳(DIC)碳同位素(δ13CDIC)和湖水氧同位素(δ18OLake),探讨其与现代湖泊水体环境的关系.结果表明,5~8月,轮藻植物生长速率约为5~6 cm/月;期间,沉水植物强烈的光合作用和碳酸盐的析出导致湖水pH升高,同时湖水DIC和Ca2+含量显著下降.结合流域水体氧同位素、气温和降水量等观测资料,指出更尕海湖泊水位季节变化是区域降水量与蒸发作用平衡的结果;湖水氧同位素组成主要受入湖水氧同位素组成、湖泊内蒸发过程和降水量等的影响.软体动物壳体氧、碳同位素组成可分别代表δ18OLake与δ13CDIC的年际变化.然而,轮藻结壳氧同位素与δ18OLake之间非平衡分馏效应显著,有待于进一步开展工作.     

从普通野生稻中鉴定栽培稻F1花粉不育座位Sb的中性基因

花粉不育是栽培稻(Oryza sativa L.)籼粳亚种间杂种F1普遍存在的现象, 是杂种优势利用的主要障碍之一. 至少有6个基因座位控制籼粳亚种间F1的花粉不育, 各座位存在的花粉育性中性基因可望克服各自的不育性, 所以挖掘和利用不同座位的花粉育性中性基因具有重要意义. 本文在栽培稻F1花粉不育基因Sb座位已精细定位和广东高州普通野生稻(O. rufipogen Griff.)(以下简称高州野生稻)具有丰富遗传多样性的基础上, 分别以粳稻台中65(编号为E1, 基因型S^b_iS^b_i)及其Sb座位的近等基因系E2(基因型S^b_iS^b_i)为母本, 12份不同编号的高州野生稻分别为父本, 组配成对测交组合并检测各组合F1的花粉育性, 初步鉴定可能具有花粉育性中性基因的材料, 并发展相应的F2群体, 利用4对与Sb座位紧密连锁的分子标记, 分析上述成对测交组合F2 群体分子标记的分离情况, 并与花粉育性的分离进行统计检验. 结果表明, 编号为GZW099的高州野生稻与E1及E2组配的成对测交组合的F1花粉育性分别为(89.22±1.07)%和(85.65±1.05)%, 表现正常可育且经t检验差异不显著; 4对分子标记在相应的F2群体中的3种基因型分离比例符合孟德尔分离比例(1:2:1), 且3种基因型对应的平均花粉育性差异不显著, 说明该编号的野生稻在Sb座位携带的等位基因与台中65及E2的等位基因均不存在显著互作, 因此鉴定GZW099在Sb座位携带花粉育性中性基因, 命名为SbnSbn, 为进一步研究和克服籼粳杂种不育性提供了理论基础和遗传资源.     

巴丹吉林沙漠诺尔图湖泊水化学特征与补给来源

选取巴丹吉林沙漠最大、最深的湖泊诺尔图作为研究对象,通过分析湖水和地下水八大离子、总溶解固体含量、稳定同位素18O和2H组成,地下水放射性同位素氚浓度,研究了诺尔图水平和垂直方向上湖水理化参数及同位素特征.结果表明,诺尔图湖水理化性质年际和季节变化明显大于附近地下水的变化,水平和垂直方向上湖水混合较均匀,不同深度湖水的水化学型一致,均为Na-Cl-CO3-(SO4).诺尔图湖水、地下水同位素沿着低于全球大气降水线斜率的当地蒸发线展布,较低的斜率表明研究区强烈的蒸发环境特征.湖水同位素大多位于蒸发线的右上角,地下水同位素大多位于蒸发线的左下角,结合湖水及地下水水位变化趋势,表征湖泊的主要补给来源为地下水.诺尔图钙华泉水(地下水)的年龄约为75~80 a,说明湖泊水初始补给源可能为次现代~1952年之间补给的混合或年代更老,有待进一步研究.     

新疆天山大气桦木花粉与气象因子的相关分析

大气花粉的运移和沉降与各地的气象因子间存在着密切的联系.通过在新疆中天山地区处于不同植被带的3个研究点(新疆天池气象站、阜康荒漠生态系统定位站及北沙窝草炭试验站)安装花粉收集器,进行了长达5年(2001年7月～2006年7月)的大气中桦木属花粉的监测,目的是为了探讨桦木属花粉的数量变化和时空分布动态特征,以及与各个气象因子之间的响应关系.研究结果表明:(1)桦木属花粉组合与植物的花期相对应,具有季节性变化.在2003年, 3个研究点的桦木属花粉浓度都最低,可能与2003年年平均温度降低有关,低温致使花粉减产.(2)由桦木属花粉含量与主要气象因子的相关分析得出,天池研究点和阜康研究点的年平均温度高低直接影响着桦木属花粉浓度大小,年平均降水和日照时数则在不同地区表现出相反的影响,风速和风向对桦木属花粉的散布有一定影响.(3)新疆天池地区大气中桦木属花粉的产量能反映其植物分布情况;而中天山地区一些表土和全新世地层中的桦木属花粉含量偏高,应能直接表明其古植被中的植物区系成分的组成,且与全新世气候变化及人类活动的影响密切相关.该项研究有助于新疆地区古气候重建、大气环境监测和生态文明建设.     

北部湾东部表层孢粉沉积特征及其沉积动力环境

北部湾位于我国南海西北部,是一个半封闭的海湾.在其东部采集了306个表层沉积物样品,对这些样品进行了孢粉分析.据各类植物孢粉浓度(重量浓度)在空间散布的相似程度,将全区孢粉组合划分为5个孢粉区域.据孢粉区域中主要孢粉类型浓度分布的不均匀性,又可划分出4个孢粉浓度高值区和3个孢粉浓度低值区.孢粉浓度沉积的分异与孢粉的来源,海流、潮流、波浪的搬运、沉积作用及海底地形等密切相关.海湾东部海盆边部蕨类植物孢子偏高(东部),松属等木本植物花粉向海盆中心逐渐増多;环岸地带草本植物花粉偏高(北部).对孢粉浓度高值区和低值区的沉积动力环境初步探讨认为,河口是孢粉进入海盆的重要通道,也是主要的沉积场所;潮汐的往返运动,在临岸地带的有利地段可以形成孢粉堆积.海湾尺度的环流有利于孢粉的搬运,但在多种海流交互作用的情况下,往往会造成有利于孢粉堆积的环境.本区东北部是海湾夏季风浪活动最强烈地带,在风浪反复冲刷下孢粉不易沉积,孢粉总浓度低.在琼州海峡内,潮流很强,悬浮物难于沉降,不利于孢粉沉积,形成孢粉浓度的低值区.     

晚冰期大兴安岭植被气候变化的气孔器记录

月亮湖末次盛冰期到早全新世湖泊沉积物气孔器分析的结果,揭示了大兴安岭地区以落叶松为主的针叶树演化历史:15.0 cal ka BP之前研究地点周围没有针叶树生长;15.0~12.8 cal ka BP开始到达研究区,在植被中所占比例逐渐升高;12.8~11.8 cal ka BP所占比例达到峰值,11.8~10.8 cal ka BP针叶树成分退缩.大兴安岭地区晚冰期的森林群落演化与东亚季风区不同纬度区域的植被演替具有可比性.气孔器和花粉记录揭示的植被演化阶段在时间上与欧洲地区Meiendorf间冰段、Oldest Dryas冷事件、B?lling-Aller?d暖期、Younger Dryas冷期以及早全新世温暖湿润期较为一致,温度变化是控制植被变化的主要因素.研究区的植被演替响应了全球冰量控制的北半球温度变化,揭示了东亚中纬度地区与北大西洋地区晚冰期快速气候变化的同步性.     

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.