浙江嵊州早上新世植物群重建和古气候定量研究

上新世时期是地球环境发展变化过程中由温暖的中新世向冰期-间冰期交替出现的更新世的过渡时期，研究上新世的气候有助于研究现代全球气候变化趋势。我国上新世植物群研究不多，尤其缺乏早上新世植物群的研究。在研究化石植物群的过程中，叶角质层的信息通常被忽视。迄今，我国古气候的定量研究主要集中在山东山旺和云南地区，研究的主要是中新世和晚上新世的古气候，早上新世气候的定量研究国内外都未见报道。 本论文以采自浙江中部嵊州地区硅藻土中的植物叶和果实为材料，通过光学显微镜、荧光显微镜和扫描电镜观察，对提取的化石叶角质层和叶结构进行研究，对比研究现代相关类群植物的叶片，确定了化石植物类群计15科24属（或亚科）34种。同时参照现代植物分布，恢复了早上新世嵊州地区古植被情况，进一步运用共存分析（Co-existence Approch）定量重建了当时的古气候，得到古年均温、古年较差和古年降水量等7个参数。 研究表明，叶结构和叶角质层可以应用于化石植物类群的鉴定。光学显微镜和荧光显微镜下可以获得的信息有：气孔、表皮细胞形状及大小、表皮细胞垂周壁、分泌结构、表皮毛或毛基等。扫描电镜观察的是叶表皮细胞表面的情况，如细胞外壁是否被蜡质以及蜡质的交结情况，气孔外壁是否增厚呈环等。 经化石植物类群鉴定，早上新世（约4Ma）嵊州地区植被属亚热带常绿阔叶林。推测：该地区当时存在一个较大的湖泊，湖泊边缘水中生长有菱角，湖泊周边可能有海拔超过1400m的山地。 常绿阔叶林主要成分是壳斗科植物，其中青冈属植物可能是建群植物。自低海拔到高海拔地区都有分布的是：栎属、栗属、桤木属植物，青杨梅。低海拔地区（<600m）分布的植物有：海南锥，樟。中低海拔地区（300-1000m）分布着：柯属、黄杨属植物，水青冈，海南油丹，江南油杉，福建柏。中高海拔地区（>700m）分布有：高山栎、黄肉楠属植物，米心水青冈，榉树，建始槭，天台鹅耳枥和昌化鹅耳枥。除了上述类群，林中还散布着鼠李属、杜鹃花属和冬青属的植物，豆科崖豆藤属植物则缠绕一些较大乔木生长。另外，在一些土壤、有机质易堆积的洼地生长有竹林，山地贫瘠的地方生长着柏属植物。 嵊州早上新世化石植物群反映的植被同浙江地区现代植被相似。第三纪浙江地区从针叶林或阔叶树为主的针-阔叶混交林过渡到常绿-落叶阔叶林，再发展为常绿阔叶林。 依据23个植物类群分析获得7个古气候参数：年均温17.7-21.4°C，最热月均温22.2-27°C，最冷月均温8.4-13.4°C，年较差12.1-15.3°C，年降水量1136-1869.9mm，最大月降水量211.8-283.3mm，最小月降水量20.3-36.8mm。 对比现代嵊州地区气候参数，早上新世嵊州地区年降水量略高于现代，年均温比现代高1.3-5°C，年较差为12.1-15.3°C。早上新世期嵊州地区四季气温比现代平稳。

中部天山林线动态对气候变化的响应研究

中部天山高山林线构成一个对气候变化及其变化程度的理想而敏感的代表性指标，低温、干旱和水分胁迫等都可能限制森林的分布和影响林线的形成。本文通过沿海拔梯度定位调查高山林线样地天山云杉种群的更新情况，利用树木年轮气候学和生态学方法，研究了林线天山云杉种群的时间动态和空间动态及其与气候变化的关系，并取得了一些初步结果。 利用不同年龄的树木年轮序列建立了三个不同年龄的树木年轮宽度年表，幼龄(<100年)，中龄(100-200年)和老龄(>200年) 树木都与当年生长季前期1-3月份的温度显著正相关，和当年1月份和7月份的降水显著正相关。但不同年龄的天山云杉对气候变化的响应结果不同，幼龄(<100年)天山云杉对气候变化的响应程度随年龄的增加而增加，但变化趋势不明显；中龄树木(100-200年)对气候变化的响应随年龄的增加而降低；老龄(>200年)天山云杉受年龄的影响不大。 有关古气候变化的相关研究中，都是尽可能采取年代长的树木年轮样本建立年代较长的年表，并利用最近几十年的气候资料与最近几十年的树木生长的相关关系来重建古气候变化情况。本文的研究结果表明，将不同年龄天山云杉的树木年轮宽度序列放在一起所建成的多年龄复合年表包含有更多的气候信息，显示出当地天山云杉种群对气候变化反应的共性。研究结果表明在建树木年轮的宽度年表时，选用一定数量的不同年龄的树木年轮宽度序列可增强年表对气候变化的响应关系。 利用不同年龄的天山云杉样本建成的复合年龄的树木年轮宽度年表对冬季的最低温度的响应关系，重建了中部天山高山林线地区过去300年来的冬季最低温度。重建的冬季最低温度的有几个明显的暖期和冷期，20世纪50年代以来冬季低温则表现出显著增高的变化趋势。 中部天山高山林线天山云杉种群的胸径和年龄结构以都呈倒-J型分布，说明天山云杉种群更新良好，处于稳定发展时期。随着全球变暖和温度的升高，20世纪以来中部天山高山林线天山云杉的种群更新数量较多，天山云杉的密度有所增加，但林线位置并没有显著的上升，不同年代内更新的树木所到达的海拔高度也不一样。中部天山高山林线天山云杉种群发生的时间动态主要和冬季最低温度正相关，而不同时间内更新的天山云杉种群空间动态形成原因比较复杂，主要和冬季低温负相关。

Relationship between precipitation and the infiltration depth over the middle and lower reaches of the Yellow River and Yangtze-Huaihe River Valley

National Natural Science Foundation of China [40701021, 40625002, 40331013]; National Knowledge Innovation Program of Chinese Academy of Sciences [KZCX2-YW-315-2]

Reconstruction of late glacial and Holocene climate evolution in southern China from geolipids and pollen in the Dingnan peat sequence

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Climatic changes in Eurasia and Africa at the last glacial maximum and mid-Holocene: reconstruction from pollen data using inverse vegetation modelling

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