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

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所鄧濤研究員團隊、中國科學院植物研究所王宇飛研究員團隊最新完成的一項合作研究，通過孢粉數(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2430萬年至1600萬年)期間，歷經(jīng)與冷濕、暖干、冷干三個氣候轉(zhuǎn)變相對應階段的植被演替。

青藏高原倫坡拉盆地晚漸新世至早中新世的植被分布和演替模式。鄧濤 供圖

這項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)學術(shù)期刊《植物分類學報》(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。本項研究的重點是位于倫波拉盆地論波日山的丁青組，由泥巖和油頁巖組成，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)樣本計數(shù)超過300粒。

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

本次研究的孢粉樣本。鄧濤 供圖

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——高地生長著暗針葉林，低處則生長著喜溫灌木。

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不同階段。

三個階段植被演替

論文第一作者、中國科學院植物研究所謝淦博士介紹說，第一階段距今2430萬年至2150萬年，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冠下的潮濕地區(qū)茁壯成長；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在低處；菊科和藜科在遠離水源的草原上占主導地位，并伴生有麻黃和白刺等喜旱分子。這一時期的區(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2290萬年左右突然提高。

第二階段距今2140萬年至1940萬年，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。在遠離湖泊的草原上，麻黃、白刺和藜科植物不斷擴張，表明當?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：在距今2040萬年和2010萬年可能發(fā)生了兩次突然的濕潤事件；突然的干旱事件可能發(fā)生在距今2130萬年和1960萬年。

第三階段距今1920萬年至1600萬年，以松和栲為主要類群的針葉—落葉闊葉混交林從高地退縮，而暗針葉林擴大。在河岸和湖泊環(huán)境中，栲樹首次出現(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、1810萬、1790萬、1730萬、1680萬、1630萬年。同時，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張。

降水的季節(jié)性加劇

王宇飛認為，在遠離倫波拉古湖的地方觀察到的干旱趨勢，加上湖泊周圍濕度的增加，可能與這一時期降水的季節(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，可能導致湖周圍局部濕度升高；相反，其他季節(jié)降水量的減少導致了遠離湖泊地區(qū)的干旱。

青藏高原倫坡拉盆地漸新世/中新世之交的生態(tài)環(huán)境重建。吳飛翔 繪

鄧濤總結(jié)稱，這項合作研究表明，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)近裂腹魚和近無角犀等脊椎動物化石，其重建的生態(tài)環(huán)境也得到新的孢粉數(shù)據(jù)的支持。