摘要孢粉是重建古植被、古气候的重要基础数据,对研究古环境演变规律、反演古气候变化特征和模拟古生物地球化学循环等具有重要意义。定量重建古植被和古气候变化过程,探讨植被演变和气候变化的关系,以及揭示人类活动对植被的影响过程,均建立在对花粉的现代过程研究之上,而准确获取花粉和植被的关系在很大程度上取决于孢粉鉴定的准确性以及现代孢粉数据库的完备程度。<br> 本研究收集了我国1960~2020年间发表和部分未发表的现代花粉数据记录,整理了各记录中的花粉类群及其百分比含量数据,对数据进行了筛选、标准化等处理;同时记录了包括采样地区、采样地经纬度和海拔高度、样品类型、数据来源、数据类型、周边植被信息、参考文献等信息,由此更新、扩充并整合完成最新的中国现代花粉数据库。<br> 中国现代花粉数据库由660个第一版中国第四纪孢粉数据库数据、2265个前期整理发表的采样点数据和2062个近期收集的采样点数据(共4987个现代花粉采样点的数据信息)组成,共包含668个花粉类群;样品类型以土壤表层样品(3840个)为主,苔藓样以及湖泊、海洋表层样等为辅,广泛地分布于全国不同地理区域和植被类型中,其中以温带荒漠区域(25.97%)和亚热带常绿阔叶林区域(26.03%)最丰富,其次为温带草原区域(17.20%)和青藏高原高寒植被区域(11.09%)。数据按照数据来源可分为原始数据(62.4%)和数值化数据(37.6%);按照数据类型可分为原始统计粒数的样点(58.03%)和以花粉百分比表达的的样点(41.97%)。<br> 在此基础上,本文对现代花粉的空间分布规律及其与植被、气候的关系进行了研究。通过GIS提取所有花粉样点的现代植被群系和群系组信息及植被区划类型数据,采用样条法对花粉样点进行了气候插值。选择28个重要花粉类群,包括裸子植物8个科属、木本被子植物12个科属和草本被子植物8个科属,结合其分布区的现代植被和气候数据,阐述了不同花粉类群的分布及其与植被和气候的关系,并利用协惯量分析方法揭示了花粉类群与周边主要植被群系的对应关系,以主成分分析、典范对应分析以及相关分析等分析方法探讨了现代花粉与不同气候指标的关系。研究结果表明:<br> (1)我国28个重要花粉类群地理空间分布格局显示,大多数种类的花粉地理分布范围与其植物地理分布现状是吻合的。在样品中花粉百分含量较低时往往对应较大的分布区域,而随着花粉百分含量的增加逐渐向其主要生长区聚集,与其植被的分布范围较为相似,如杉科、壳斗科、大戟科花粉百分含量高的样点多集中分布于热带和亚热带地区,麻黄属、白刺属、蒿属、藜科等花粉百分含量高的样点多出现于西北草原、荒漠地区,而高百分含量的莎草科、云杉属花粉样点则在青藏高原地区较为集中。但也有部分科属受风力搬运的影响,可能偏离其现代植物的地理分布区域,如松属多集中我国东部区域,但在西北内陆、青藏高原腹地等非松属植物分布区的样点中仍具有相对较高的松属花粉含量。<br> (2)协惯量分析结果显示,矩阵的前两轴特征值可解释大多数的变化信息(共85.71%)。多数样点花粉与周边主要植被群系间具有较好的对应关系,如寒温带针叶林区域、温带针叶-落叶阔叶混交林区域等森林区域样点的对应性较好;但也存在部分样点的对应性较差,在草原、荒漠及高寒植被带的蒿属、禾本科群系内的样点中表现尤为明显。<br> (3)通过分析28种重要花粉类群与不同气候指标关系,发现大部分花粉种类分布对应着一定的气候区间,且在相对含量较高时具有一定的气候指示作用。主成分分析、典范对应分析以及相关分析的结果表明,降水和温度对花粉分布具有重要影响,并且年降水量是影响花粉分布的主要气候因子;莎草科、藜科、毛茛科、松属等科属花粉的分布受年降水影响较大,柳属、落叶松属、红树科、冷杉属等科属的分布年均温关系较强。但由于其他非气候因素的影响,全国尺度上这种花粉与气候定量关系的相关性较差。<br> 半个多世纪以来科研人员对于我国表层现代花粉开展了大量的取样和研究,本数据库仅获取部分记录,但对于我国绝大多数地区有较好的地理覆盖。该数据库的建立与共享,及其现代花粉与植被和气候关系的定量研究,不仅为中国孢粉数据库的更新建设与孢粉研究提供数据支撑,也可有效应用于古植被重建的现代孢粉与现代植被校验。
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