在MIS 37–31期间（约125万至106万年前），西南地中海地区的植被与气候动态：来自海洋岩芯ODP站点976的见解

《Quaternary Science Reviews》：Vegetation and climate dynamics in the south-western mediterranean during MIS 37–31 (～1.25 - ～1. 06 Ma): Insights from the marine core ODP site 976

本研究通过马略卡海ODP 976站点的深海沉积物，获得了1.25-1.06 Ma连续花粉与氧同位素记录，揭示了地中海植被从温带森林向干旱草原转变的机制，证实了气候周期由41 ka向100 ka转变的植被响应，并首次发现北-南梯度下 relic 货物（如Sciadopitys、Cathaya）分布受干旱程度制约，挑战了传统“南部庇护所”理论。

　　在地球历史的漫长演变过程中，早到中更新世过渡期（EMPT，1.4至0.4百万年前）被视为一个重要的气候转折点。这一时期标志着地球气候模式从以41,000年为周期的斜率驱动冰期循环转变为以100,000年为周期的偏心率驱动循环。这一变化不仅对全球气候产生了深远影响，也对地中海地区的植被演替产生了显著的推动作用。特别是在这一时期，地中海地区曾经广泛存在的亚热带森林植物种类，如Sciadopitys、Cathaya和Eucommia等，逐渐消失，为理解植被与气候之间的关系提供了重要的研究窗口。

然而，EMPT时期的沉积记录却相对稀少，尤其是地中海地区的连续记录更为有限。由于缺乏长时间的连续数据，研究人员难以准确重建该时期的植被演替过程以及气候波动的具体模式。本研究通过分析ODP 976钻孔的连续花粉和同位素记录，为这一时期提供了新的数据支持。该钻孔位于阿尔伯兰海（Alboran Sea）的西端，是目前西方地中海地区唯一一个涵盖EMPT时期的连续记录，填补了相关研究的空白。这一数据的获取不仅有助于进一步揭示地中海地区植被变化的区域动态，也为理解全球气候与环境变化提供了新的视角。

研究发现，地中海地区的植被演替模式在EMPT时期呈现出明显的阶段性特征。在冰期阶段，植被以草原为主，如Artemisia和Ephedra等草本植物的丰度显著增加，而温带森林的种类则相对减少。而在间冰期，温带森林种类如Quercus（栎属）、Carpinus（山毛榉属）和Cupressaceae（柏科）则表现出较高的丰度。这种变化模式表明，随着冰期和间冰期的交替，地中海地区的气候条件在逐渐向更干旱的方向发展，同时也出现了由温带植物向更耐旱的草原植物转变的趋势。

研究还指出，在EMPT时期，地中海地区的植被演替呈现出一定的空间差异。例如，Cupressaceae和Ericaceae（杜鹃花科）在不同区域的分布存在显著的异质性。特别是在冰期向间冰期转变时，这些植物的丰度变化被用来衡量植被的区域特征。例如，Cupressaceae在西部地中海的丰度较高，而Ericaceae则主要出现在某些特定的区域。这种分布差异可能反映了不同区域的气候特征和水文条件的差异，从而对传统的“南部避难所”假说提出了挑战。

研究中提到的Cupressaceae和Ericaceae植物的分布差异，不仅揭示了地中海地区在冰期与间冰期之间的植被演替模式，也进一步强调了气候变化对植被分布的影响。在某些阶段，这些植物的出现可能与特定的气候条件有关，例如在间冰期，Cupressaceae的丰度增加可能反映了较湿润的气候条件，而在冰期，Ericaceae的增加则可能意味着更加寒冷和湿润的环境。这种变化模式为理解地中海地区植被对气候变化的响应提供了重要的线索。

此外，研究还发现，EMPT时期的植被变化与全球气候周期的变化密切相关。例如，MIS 31（Marine Isotope Stage 31）被确认为一个显著的间冰期，其气候条件可能比其他间冰期更为温暖和湿润，从而支持了温带森林的扩张。然而，在这一时期，MIS 34和MIS 36也被识别为两个强烈的冰期，其气候条件更为寒冷和干旱，导致草原植物的广泛分布。这种冰期与间冰期交替的模式，为研究地中海地区的植被变化提供了重要的时间框架。

值得注意的是，研究还强调了地中海地区在EMPT时期植被变化的区域性差异。例如，在南部地区，由于干旱加剧，亚热带植物的丰度显著减少，而在北部地区，这些植物可能仍然存在。这种南北植被差异可能与气候变化的区域性影响有关，也可能与地理因素如海拔、降水和温度的变化有关。研究认为，这种南北植被差异可能挑战了传统的“南部避难所”概念，即认为在寒冷的冰期中，植物可能在南部地区找到更适宜的生存环境。

在方法上，本研究采用了多种技术手段，包括高分辨率同位素分析和花粉分析。通过对ODP 976钻孔中56个新样本的同位素数据进行分析，研究人员能够更精确地确定该钻孔中不同MIS阶段的年代位置。同时，通过花粉分析，研究人员还识别了多种植被类型，并对其变化进行了详细的描述。这些分析不仅提供了详细的植被组成信息，还揭示了植被对气候变化的响应机制。

研究中还提到，某些植物的分布可能受到地理位置和水文条件的影响。例如，Cedrus（雪松属）在ODP 976记录中可能主要来自北非和伊比利亚半岛北部，而不是南部。这种分布模式可能与该地区的气候条件和水文变化有关，也可能反映了植物对环境变化的适应性。此外，研究还指出，某些植物的出现可能受到特定气候条件的限制，例如在干旱的冰期，某些植物可能难以在南部地区生存，而在较湿润的间冰期则可能广泛分布。

通过分析ODP 976钻孔的花粉和同位素数据，研究人员发现，EMPT时期的植被变化不仅与气候周期的变化有关，还与海洋环流和季风系统的演变密切相关。例如，阿尔伯兰海的海洋环流模式可能影响了该地区的气候条件，从而对植被分布产生了重要影响。此外，研究还指出，地中海地区的植被变化可能受到多种因素的共同作用，包括全球气候变化、海洋环流的变化以及区域降水和温度的变化。

总的来说，这项研究通过ODP 976钻孔的连续花粉和同位素记录，为理解EMPT时期的植被变化和气候变化提供了新的数据支持。研究不仅揭示了地中海地区植被变化的区域性特征，还强调了气候变化对植被分布的影响。这些发现为进一步研究地中海地区的植被演化提供了重要的基础，并可能对理解全球气候变化与植被变化之间的关系产生深远影响。