地形特征和沉积环境可能自MIS3时期以来就对中国西南地区的植被重建产生了影响

《Quaternary Science Reviews》：The topographic features and sedimentary environment potentially influenced the vegetation reconstruction in southwestern China since the MIS3

本研究利用贵州Niangniang Mountain湿地泥炭Core的花粉记录，重建了末次冰期以来（37ka BP）西南中国植被与气候的演变。结果显示，末次冰期以Quercus（D）等阔叶林为主，全新世早期转为常绿阔叶林（Castanopsis/Cyclobalanopsis），近2400年因人类活动与火灾演替为高海拔灌丛和草本。对比传统湖泊沉积数据，发现海拔植被重构存在不确定性，且气候重建中年均温（MAT）可能因忽略局部地形影响而高估。研究强调AMOC通过影响印度季风降水，对SW China植被演替起关键调控作用。

　　这项研究聚焦于中国西南部（SW China）的植被变化和生态系统演变，特别关注了自末次冰期（Last Glacial Period, LGP）以来的环境变迁。通过对位于云南-贵州高原西部的尼昂尼昂（Niangniang, NN）山湿地的泥炭柱进行分析，研究人员获得了关于该地区过去37,000年植被和气候演变的详细数据。这一研究填补了以往对冰期期间生态系统变化研究的空白，尤其是针对MIS3（中更新世晚期）阶段的研究，为理解植被对气候波动的响应提供了新的视角。

中国西南部的山脉和山谷是重要的冰期避难所，其独特的地形特征和与印度季风（ISM）及周期性冰期相关的强烈气候波动，使其成为全球生物多样性热点地区。近年来，多项研究通过收集不同海拔的花粉记录，为定量重建该地区的古植被和古气候提供了关键数据。特别是在末次冰期最大（LGM）阶段，花粉记录表明，高海拔地区的常绿硬叶栎林（Evergreen sclerophyllous Quercus Forest, ESQF）分布范围显著扩大，而中高海拔地区的落叶阔叶林（Deciduous Broadleaved Forest, DBLF）则占据主导地位。这些研究揭示了植被变化与垂直生态系统演变之间的紧密联系，但同时也存在一定的局限性，特别是在对冰期阶段（如MIS3）的深入研究方面，以往的数据分辨率较低，限制了对快速气候变化的准确定位和空间相关性分析。

此外，花粉记录在不同地形和沉积环境下的代表性差异也引起了研究者的关注。在平坦地区，花粉可以通过风力传播数百公里，而在山区，其传播范围通常较短，仅达几十公里。因此，风力传播的花粉种类在花粉记录中可能被过度代表，从而影响对植被类型比例的准确判断。例如，某些研究指出，针叶树和阔叶树在花粉记录中的高比例可能反映了其在区域植被中的重要性，而实际上，这些花粉可能来源于更远的地区。相比之下，湿地等沉积环境的花粉捕获能力较弱，因此能够更准确地反映局部植被的演变特征。这一差异可能导致即使在地理位置相近的区域，花粉记录所反映的植被类型也存在显著差异。

在本研究中，NN山湿地的花粉记录显示，末次冰期期间该地区主要由落叶阔叶林覆盖，其中栎属（Quercus, D）和其他桦木科植物是主要的组成部分。尽管在泥炭柱沉积物中存在一个从18.5至4.6千年前的沉积间断期，但通过与其他花粉和气候记录的对比，研究者仍然能够推断出从末次冰期到全新世晚期，NN湿地周围的森林逐渐从落叶阔叶林转变为常绿阔叶林（Evergreen Broadleaved Forest, EBLF），而常绿栎林（Castanopsis）和壳斗科植物（Cyclobalanopsis）则成为主要植被类型。在过去2400年中，与之相关的植物群，如禾本科（Poaceae）和松属（Pinus），以及次要植物如桤木属（Alnus）的迅速扩展，推动了向高山灌丛和草地（Alpine Shrubland and Meadow, ALSM）生态系统的过渡。这一变化主要归因于早期的人类活动和火灾的影响。

除了冰期与间冰期尺度的驱动因素外，大西洋经向翻转环流（Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC）在调节印度季风降水的波动中也发挥着关键作用，从而影响西南地区生态系统的演变。这一发现进一步表明，植被变化不仅受到区域气候变化的影响，还与全球气候系统的变化密切相关。因此，为了更准确地重建自末次冰期以来西南地区的植被演变过程，有必要获取更多来自非传统湖泊源的花粉记录。

研究团队在NN山湿地选取了一个泥炭柱样本，该样本长度为150厘米，涵盖了从地表到基岩的所有沉积层。通过在泥炭柱的前50厘米每隔1厘米采集一次样本，以及在50至150厘米之间每隔0.5厘米采集一次样本，共获得了245个样本。每个样本约重1克，经过处理后用于花粉分析。该研究还结合了沉积岩性和泥炭柱年代测定，对泥炭柱的沉积层进行了初步划分。沉积物从底部到顶部可以分为五个层次，其中底部至126厘米的沉积层主要由灰泥和木屑、植物残体组成，而126至100厘米的沉积层则为有机质含量较高的暗色泥炭层。这些沉积层的特征为后续的花粉分析提供了重要的背景信息。

通过对NN和CH（如Caohai湖）的花粉记录进行对比，研究者发现，尽管这些地点距离相近，但它们的沉积环境差异显著，导致花粉记录所反映的植被类型也存在明显不同。例如，CH湖的花粉记录显示，该地区在末次冰期期间主要由常绿硬叶栎林覆盖，而NN山湿地的花粉记录则显示该地区主要由落叶阔叶林占据。这种差异不仅反映了沉积环境对花粉记录的影响，也揭示了不同区域植被演变的复杂性。

研究结果表明，末次冰期期间，NN山湿地周围的主要植被类型是落叶阔叶林，其中栎属和其他桦木科植物是主要的组成部分。这一发现与以往的研究结论有所不同，表明在冰期阶段，落叶阔叶林可能在中高海拔地区广泛分布，而不是常绿硬叶栎林。因此，基于花粉数据的以往对年均温（Mean Annual Temperature, MAT）的估算可能在末次冰期至全新世期间存在高估现象。此外，AMOC在调节印度季风降水波动中的作用也得到了强调，表明全球气候系统的变化对区域植被演变具有深远影响。

研究团队通过系统的花粉分析和与其他古气候记录的对比，揭示了NN山湿地周围植被从落叶阔叶林向常绿阔叶林，再到高山灌丛和草地的演变过程。这一演变过程不仅受到气候波动的影响，还与人类活动和火灾等外部因素密切相关。因此，为了更全面地理解西南地区植被变化的驱动机制，有必要结合多种因素进行综合分析。

综上所述，本研究通过获取NN山湿地的高分辨率花粉记录，为重建西南地区自末次冰期以来的植被和气候演变提供了新的数据。这一研究不仅有助于理解区域生态系统对气候变化的响应，也为进一步探讨全球气候系统与区域植被变化之间的相互作用提供了重要依据。同时，研究还强调了沉积环境对花粉记录代表性的影响，为未来在不同地形和沉积源中获取更准确的植被演变数据提供了参考。