青藏高原被譽(yù)為“世界屋脊”和“地球第三極”，其隆升過(guò)程不僅塑造了地形，影響了亞洲乃至全球的氣候系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)，并為動(dòng)植物創(chuàng)造多樣化的棲息地。

中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所鄧濤研究員團(tuán)隊(duì)、中國(guó)科學(xué)院植物研究所王宇飛研究員團(tuán)隊(duì)最新完成的一項(xiàng)合作研究，通過(guò)孢粉數(shù)據(jù)重建模型，揭示青藏高原中部倫坡拉盆地晚漸新世至早中新世(距今2430萬(wàn)年至1600萬(wàn)年)期間，歷經(jīng)與冷濕、暖干、冷干三個(gè)氣候轉(zhuǎn)變相對(duì)應(yīng)階段的植被演替。

這項(xiàng)重要研究為青藏高原中部的植物組成和植被提供更多原始數(shù)據(jù)，也加深人們對(duì)青藏高原隆升的生態(tài)影響的理解，相關(guān)成果論文近日在專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《植物分類學(xué)報(bào)》(Journal of Systematics and Evolution)發(fā)表。

采集99份孢粉樣本

論文共同通訊作者鄧濤研究員表示，倫波拉盆地現(xiàn)在的平均海拔為4800米，盆地內(nèi)發(fā)育厚度巨大的新生代地層，自下而上分為牛堡組和丁青組。本項(xiàng)研究的重點(diǎn)是位于倫波拉盆地論波日山的丁青組，由泥巖和油頁(yè)巖組成，夾粉砂巖，共采集99份孢粉樣本，在66份樣本中發(fā)現(xiàn)了豐富的花粉和孢子，其中大多數(shù)樣本計(jì)數(shù)超過(guò)300粒。

論波日山孢粉植物群包含32科40個(gè)孢粉形態(tài)，涵蓋被子植物(25科)、裸子植物(3科)和蕨類植物(4科)，分為三個(gè)不同的孢粉帶。

論文共同通訊作者王宇飛研究員指出，此次研究的孢粉組合顯示，在漸新世末期至中新世早期，倫波拉古湖周圍生長(zhǎng)著溫帶落葉闊葉和針葉混交林；倫波拉盆地附近存在明顯的植被垂直帶——高地生長(zhǎng)著暗針葉林，低處則生長(zhǎng)著喜溫灌木。

根據(jù)從沉積層序底部到頂部的孢粉形態(tài)及其相對(duì)豐度分析，揭示出倫波拉盆地漸新世晚期至中新世早期植被演替的三個(gè)不同階段。

三個(gè)階段植被演替

論文第一作者、中國(guó)科學(xué)院植物研究所謝淦博士介紹說(shuō)，第一階段距今2430萬(wàn)年至2150萬(wàn)年，以松和殼斗科為主的針葉—落葉闊葉混交林環(huán)繞著倫波拉古湖，蓼科等草本植物和鳳尾蕨科等蕨類植物在森林樹(shù)冠下的潮濕地區(qū)茁壯成長(zhǎng)；高地被冷杉和云杉組成的暗針葉林所占據(jù)，而喜溫灌木，包括大戟科和蕓香科則生長(zhǎng)在低處；菊科和藜科在遠(yuǎn)離水源的草原上占主導(dǎo)地位，并伴生有麻黃和白刺等喜旱分子。這一時(shí)期的區(qū)域氣候以寒冷潮濕為特征，蕨類植物豐度的增加表明水分水平在距今2290萬(wàn)年左右突然提高。

第二階段距今2140萬(wàn)年至1940萬(wàn)年，針葉—落葉闊葉混交林以松、樺木和殼斗科為主，向高地延伸，而暗針葉林收縮；沿著河流和湖泊，樺木和榆木的種群數(shù)量增加；蕨類植物在林下大量繁殖。在遠(yuǎn)離湖泊的草原上，麻黃、白刺和藜科植物不斷擴(kuò)張，表明當(dāng)?shù)馗珊导觿?。與第一階段相比，第二階段氣候更溫暖、更干燥。研究揭示這一階段經(jīng)歷干濕條件之間的波動(dòng)：在距今2040萬(wàn)年和2010萬(wàn)年可能發(fā)生了兩次突然的濕潤(rùn)事件；突然的干旱事件可能發(fā)生在距今2130萬(wàn)年和1960萬(wàn)年。

第三階段距今1920萬(wàn)年至1600萬(wàn)年，以松和栲為主要類群的針葉—落葉闊葉混交林從高地退縮，而暗針葉林?jǐn)U大。在河岸和湖泊環(huán)境中，栲樹(shù)首次出現(xiàn)，榿木種群增加，眼子菜科在淺水區(qū)繁衍生息，麻黃和白刺在草原上大量蔓延。與第二階段相比，第三階段的氣候更涼爽、更干燥，顯著的干旱事件發(fā)生在距今1840萬(wàn)、1810萬(wàn)、1790萬(wàn)、1730萬(wàn)、1680萬(wàn)、1630萬(wàn)年。同時(shí)，榿木、眼子菜和蕨類植物的增加以及栲的出現(xiàn)，表明在此期間局部濕度加劇或倫坡拉古湖擴(kuò)張。

降水的季節(jié)性加劇

王宇飛認(rèn)為，在遠(yuǎn)離倫波拉古湖的地方觀察到的干旱趨勢(shì)，加上湖泊周圍濕度的增加，可能與這一時(shí)期降水的季節(jié)性加劇有關(guān)。

孢粉數(shù)據(jù)的共存分析顯示，倫波拉盆地的降雨在夏季逐漸集中，流入倫波拉古湖，可能導(dǎo)致湖周圍局部濕度升高；相反，其他季節(jié)降水量的減少導(dǎo)致了遠(yuǎn)離湖泊地區(qū)的干旱。

鄧濤總結(jié)稱，這項(xiàng)合作研究表明，在漸新世晚期至中新世早期，青藏高原中部的倫波拉盆地維持著針葉—落葉闊葉混交林，經(jīng)歷從冷濕到暖干、最終到冷干的氣候轉(zhuǎn)變。在論波日山的丁青組地層中發(fā)現(xiàn)近裂腹魚(yú)和近無(wú)角犀等脊椎動(dòng)物化石，其重建的生態(tài)環(huán)境也得到新的孢粉數(shù)據(jù)的支持。