孢粉生物群区化与古植被定量重建

定量重建古植被分布格局不仅可研究古环境本身的演变规律,也为探索其与古气候变化和古人类活动的相互关系、反演古气候变化和古生物地球化学循环,以及校验古植被和古气候模型提供重要的本底数据。孢粉的生物群区化方法(Biomisation)是20世纪90年代发展起来的一种将孢粉数据定量转化为生物群区类型的方法。它主要利用BIOME系列模型中的生物群区类型和生物气候准则,以全球变化研究的植物功能型概念作为纽带,将植物孢粉类群归并到一定的植物功能型中,然后利用关键植物功能型的组合定义生物群区类型,根据某一地点表土和地层中不同孢粉类群丰富度的差异,通过一个模糊逻辑学为基础的客观运算法则计算孢粉谱的相似得分,以此定量重建现代表土植被和古植被类型,最终实现区域和全球孢粉类群到植被类型的转化。本文在已经发表的4篇中文综述的基础上,再次深入介绍了定量重建古植被的孢粉生物群区化方法以及古植被制图的7个操作步骤,包括每一步骤中隐含的注意事项和植物学与生态学资源;简述了为实施Biomisation而设计的Biomise程序运行过程;概括了已发表综述中未涉及到的Biomisation方法的最新发展应用和存在问题,展望了今后在基于孢粉的古植被和古气候重建及其相关领域的研究挑战,包括更新孢粉数据库、加强空白区域的孢粉采样、解决孢粉类群归并为植物功能型的不确定性、重建人类干扰的生物群区以及实现基于孢粉和植被模型的古气候定量反演。

全新世中期中国气候格局定量重建

古气候要素的定量化，是认识气候变化规律的关键节点之一。以往对于我国的古气候要素定量化重建，主要基于孢粉一气候的统计学方法。由于该方法难以有效区分温度、降水和大气CO2浓度等环境因子对植物生长的影响，因而导致重建结果可能存在不确定性。本次研究，我们基于植物生理过程、新一代古气候定量重建的植被反演方法，考虑环境因子对植被生长的影响，利用新完善的中国第四纪孢粉数据库中的孢粉数据，定量化重建了我国全新世中期（6±0．5ka14C）的古气候要素空间格局。结果表明，全新世中期我国年均温度比现在略高约0．7℃，东部区域增温明显，尤其是东北地区，而西北地区可能略有降温；最冷月温度增温较大，达约1℃，而最热月温度增温较小，为约0．5℃。全国年降水量整体比现在多约230mm，主要是夏季降水增多所导致，其中东部地区增加显著。上述结果揭示，全新世中期全球增温将有利于我国降水增加，并导致季节性温度变化明显。本次重建结果增强了与古气候模拟结果的可对比性。