化石花粉被广泛用于重建过去的植被、气候和土地利用变化,充分理解现代花粉与植被关系是重建的重要理论基础。地表过程与资源生态国家重点实验室研究生李丹丹、马玉贞老师等研究了中国沙漠-黄土过渡带“森林岛屿”及其周边地区的现代花粉扩散和代表性,现代花粉组合与植被类型之间的关系。
本研究通过宁夏大罗山自然保护区存在垂直分异明显的5种不同的植被类型(荒漠草原、山地草原、落叶阔叶灌丛、针阔混交林和云杉林),根据地形和风向沿东南-西北断面,使用模仿天然花粉沉积过程的44个地毯花粉捕捉器采集现代花粉。基于不同植被类型的花粉组合特征,利用数理统计分析方法—判别分析,结合主要花粉类型的空间分布格局,分析研究中国沙漠-黄土过渡带“森林岛屿”及其周边地区的花粉扩散和代表性,以及现代花粉组合与植被关系。
图1 研究区位置、气候、植被类型及花粉捕捉器分布
结果表明:花粉谱、主要花粉类型的空间散布模式以及判别分析结果显示:云杉属花粉具有较高的生产能力,在风力传播下传播能力有限,当其含量大于20%(>100 grains cm-2 year-1)时样点位于云杉林内,在离开云杉林后含量迅速下降甚至消失。双束松型花粉产量高、传播能力强,具超代表性。当其含量超过20%(>100 grains cm-2 year-1)时油松在植被组合中占优势,当其含量低于7%(<39 grains cm-2 year-1)时,油松在植被组合中缺失。另外,禾本科具有高含量和高花粉产量。
图2 宁夏大罗山44个捕捉器样品的花粉百分含量图(V1荒漠草原,V2山地草原,V3落叶阔叶灌丛,V4针阔混交林,V5云杉林;星号:山地阳坡)
荒漠草原、山地草原和云杉林的花粉组合能够反映植被组成。植被类型的花粉组合具体如下:荒漠草原:藜科-禾本科;山地草原:禾本科-蒿属-紫菀型;云杉林:云杉属-蒿属-禾本科;落叶阔叶灌丛和针阔混交林的花粉组合与植被组成有一定的差异,落叶阔叶灌丛的花粉组合为蒿属-禾本科-双束松型;针阔混交林的花粉组合为双束松型-蒿属,落叶阔叶林和灌丛种类花粉含量较低可能是松属花粉的贡献增加所致。
图3 44个捕捉器样品判别分析结果的植被指数和相似概率值(V1荒漠草原, V2山地草原, V3落叶阔叶灌丛, V4针阔混交林, V5云杉林)
图4 云杉属和松属花粉的空间散布模式
该研究结果不仅可以增加中国沙漠-黄土过渡带植被气候重建的可信度,为生态和植被恢复提供重要依据,而且对类似地区的古气候重建也具借鉴意义。
(供稿人:李丹丹)