植物化石揭示东亚常绿阔叶林起源的时空异质性

　　

在世界地图上，按照行星风系的全球性规律，与撒哈拉同纬度的东亚理应是副热带高压控制的干旱地区。然而，在东亚副热带高压似乎“消极怠工”，生长着一片郁郁葱葱的常绿阔叶林。常绿阔叶林是东亚最具特色的植被类型，不仅塑造了东亚植物多样性王国，还在生态系统服务中发挥着重要作用。那么，东亚究竟是在何时、又是如何突破副热带高压的“壁垒”，孕育出湿润的常绿阔叶林的呢？常绿阔叶林的出现是一个饶有兴趣的科学问题，受到地质学家和生物学家的广泛关注。

分子系统学的研究通过重建东亚常绿阔叶林重要类群的多样化历史，推测该森林植被起源于晚渐新世至早中新世。然而，近年来古植物学的快速发展以及越来越多具有精确地质年代的植物化石群的研究表明，常绿阔叶的出现时间可能早于分子生物学测定的结果。

中国科学院西双版纳热带植物园的研究团队从古植物学角度切入，围绕这一科学问题展开研究。该团队收集了东亚四个地区（中国西南部、华南地区、中东部及日本）的新生代古植物数据，重建了常绿阔叶林主要类群的化石历史，恢复了古气候，并比对化石植物群与现存植被的相似性。研究结果表明，大部分化石植物群在地质历史时期已展现出常绿阔叶林的特征。结合主要类群的出现时间及化石点的地理分布，可以推断常绿阔叶林的形成存在不同的时空模式，其最早的踪迹可追溯至中始新世的中国南方(图2A)，随后在晚始新世至早渐新世扩展至中国西南部(图2B,C)，再于早渐新世出现在日本(图2C)，最终在中新世扩展至中国中东部(图2D)。

同时，研究团队中的李树峰研究员与英国布里斯托大学的Paul J. Valdes教授和Alex Farnsworth博士合作，运用哈德利中心耦合模型进行了古气候模拟。通过对古气候的定量重建和模拟结果的对比发现：最湿季降水超过600毫米是东亚常绿阔叶林出现和维持的重要因素。结合亚洲季风的最新研究，进一步推测亚洲季风多阶段演变促进了常绿阔叶林在不同的时间出现于东亚不同的地区。

与以往关于常绿阔叶林起源的观点不同，该研究强调东亚常绿阔叶林具有异时、异域的差异化起源，不同地区的常绿阔叶林起源时间各不相同。相关研究成果以“Heterogeneous occurrence of evergreen broad-leaved forests in East Asia: Evidence from plant fossils”为题发表在学术期刊Plant Diversity上。版纳植物园博士研究生赵佳港为论文第一作者，周浙昆研究员和星耀武研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、云南省基础研究计划以及版纳植物园“十四五”项目等的联合支持。

图1.常绿阔叶林的主要类群

图2. 新生代东亚常绿阔叶林出现的时空异质性