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云南吕合早渐新世植物多样性及古气候和古高程重建

摘要云南是现代生物多样性热点地区之一,由于缺乏古高程的定量重建、绝对地质时代和保存完整的植物化石,其地形、气候和植物多样性间的相互作用难以进一步研究。当前论文对云南早渐新世(33-32Ma)吕合植物群展开研究。对植物化石进行鉴定,认识其植物多样性;运用叶相分析重建古气候;运用热焓重建古海拔。结合周边地区已发表的植物化石记录和古高程重建结果对地形地貌格局、古气候和植物多样性之间的关联进行讨论,主要结果如下:<br>  1)吕合植物群的组成<br>  吕合植物群鉴定出18科、34属、42种和7个叶形态类型,已发表新种2个,当前论文发表新种2个。植被类型为以桦木科和壳斗科为主的常绿落叶阔叶混交林。除古壳斗叶属(Berryophyllum)、水杉属(Metasequoia)和红杉属(Sequoia)等少数类群,其余类群在属级水平上,仍然存在于中国西南的现代植被中,进一步表明这一地区的植物区系面貌在晚古近纪就已经基本建立。<br>  2)探讨铁杉属和梣属化石的生物地理学和生态学意义<br>  在吕合植物群研究的基础上,对其中的铁杉和梣属植物进行了深入研究。对分布于西藏芒康晚始新世和云南吕合早渐新世的铁杉球果进行描述和形态对比,鉴定为新种亚洲铁杉(Tsugaasiatica)和云南铁杉相似种(Tsugacf.dumosa)。结果显示铁杉属在晚始新世就出现在青藏高原东南缘,并已产生物种分化,与该地区现代铁杉的多样性一致。<br>  吕合盆地发现的梣属果实化石是该属在北半球低纬度地区最早的化石记录。基于果实化石鉴定为新种卡氏梣(Fraxinszlatkoi)和本州梣相似种(Fraxinuscf.honshuensis)。通过化石记录分析表明梣属在古近纪晚期扩散到中国西南,逐渐向南扩散形成现代低纬度地区的分布格局。<br>  3)重建吕合盆地古气候和古海拔<br>  利用气候叶相多变量分析模型(CLAMP)重建吕合早渐新世古气候。结果显示吕合早渐新世年均温(14.9±2.3℃)和现代的年均温相似(15.6℃)。最冷月均温1.8±3.6℃,低于现代(8.3℃),最热月均温27.2±2.8℃,高于现代(21℃)。最热月均温与最冷月均温的差异约25℃,高于现代(15.6℃)。冬季低温导致植物群中有较多落叶成分。早渐新世生长季降水量1748.5±606mm高于现代882.2mm,最湿三月降水与最干三月降水量的比值为3.5∶1,低于现代(~16∶1)。由于季风强度低于现代,降水季节性差异小于现代。<br>  CLAMP计算的热焓值和HadleyCentreCoupledModelversion3(HadCM3)模拟海平面的热焓值经校准后重建吕合的古海拔,结果显示吕合在早渐新世就已达到1.7±0.9km和现代海拔1.9km相似。结合贡觉、芒康和剑川盆地的古海拔结果推测青藏高原东南缘的地形地貌格局在早渐新世就已建立。<br>  4)讨论青藏高原东南缘植物区系现代化面貌形成与地形地貌格局建立的关系<br>  青藏高原东南缘新生代植物群目前已发表大化石168个属(木化石除外),近40%的属在晚始新世和早渐新世就已经出现。现代常绿阔叶林的主要成分如栎属青冈组(Quercussect.Cyclobalanopsis)、栲属(Castanopsis)、柯属(Lithocarpus)、樟属(Cinnamomum)和楠属(Pheobe)从古近纪延续至今,与地形地貌格局形成的时间一致。最早出现在中新世的类群主要为常绿阔叶林中的常见属和伴生属,而上新世除雪松属(Cedrus)外所有属的最近现生亲缘类群依然分布在青藏高原东南缘。综合对比双河(晚始新世)、芒康(晚始新世)、吕合和文山(早渐新世)植物群的研究结果,青藏高原东南缘植物区系现代化面貌出现的时间为晚始新世-早渐新世,其植物多样性现代化面貌建立的时间与地形地貌格局形成协同一致。

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学位信息:
中国科学院大学 生态学 生态学(博士) 2022年
分类号 Q914.5
发布时间 2022-10-20
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