RPP:孢粉记录揭示华南地区中始新世重大环境转变

发布日期:2020-04-24 字体:[ ]
  我国华南地区是受东亚季风影响显著的湿润季风区,环境格局与世界同纬度其他地区的干旱沙漠形成强烈对比,季风的建立标志着华南新生代环境的重大转变。最近一项研究揭示了东亚季风至少在4000多万年前的中始新世就已经在华南地区建立。然而,东亚季风建立前,华南具有怎样的气候环境,东亚季风是否在中始新世之前就已经在华南建立,影响华南古近纪气候环境格局演变的主要因素是什么?这些科学问题目前尚不清楚,因而有必要对华南古近纪不同时期的环境格局以及环境格局演变的机制进行更深入的研究。
  针对上述科学问题,中国科学院青藏高原研究所新生代环境团队方小敏研究员等人,通过研究华南地区7个盆地(图1)古近纪地层孢粉,发现华南地区的气候和植被在中始新世时期发生了重大转折:古新世到早始新世的孢粉组合中耐旱的麻黄粉属和凤尾蕨孢含量较高,指示当时气候偏干旱;中始新世到渐新世的孢粉组合中则出现丰富的喜湿热的热带、亚热带常绿树种和落叶阔叶林以及针叶树种,旱生植物种类几乎消失,植被为亚热带常绿落叶阔叶混交林,属温暖湿润的亚热带气候。在系统整理孢粉记录和动植物化石、岩性等证据的基础上,科研人员绘制了古新世、早始新世、中始新世、晚始新世和渐新世5个不同时段的古近纪环境格局图(图2),并详细对比不同时段,进一步确定了华南环境格局的重大转变主要发生在中始新世。
  利用共存分析法,科研人员重建的中始新世气候参数与现今华南气候参数基本相似:年均温为16.5~23.5℃,年均降水量为1035~1724 mm,气温和降水具有明显的季节性变化特性,属亚热带季风气候。通过对比华南中始新世气候参数与现代不同季风区的21个地点的气候参数(图3),发现华南中始新世的年均温、年均降水量和气温、降水的季节变化特征与现今中国南方(东亚季风区)的气候特征最为类似,而与受“热带辐合带”摆动影响形成的热带季风气候特征截然不同。由此推断,华南中始新世的气候主要受东亚季风影响。此外,通过对比华南古近纪孢粉植物群与全球气候变化和青藏高原隆升等构造事件(图4),推断东亚冬季风增强与始新世中后期的全球变冷有关,东亚夏季风在华南的建立主要与这一时期印度与欧亚板块碰撞和青藏高原中南部隆升有关。该研究成果对认识华南地区古近纪植被与气候格局的形成演化具有重要意义,为理解东亚季风早期起源演化提供了重要信息。
  该研究成果近期以“ A major environmental shift by the middle Eocene in southern China: Evidence from palynological records”为题,在线发表于国际古植物学和孢粉学期刊Review of Palaeobotany and Palynology。中国科学院青藏高原研究所博士生谢宇龙为第一作者,吴福莉研究员和方小敏研究员为共同通讯作者。该研究得到了中国科学院A类战略性先导科技专项“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”(XDA20070201)、“第二次青藏高原综合科学考察研究”专项(2019QZKK0707),“青藏高原地球系统”基础科学中心项目(CTPES,No. 41988101-01)、国家自然科学基金项目(41620104002)等项目的联合资助。
  
图1 研究区地理位置
  
图2 华南古近纪环境格局图 (a)古新世;(b)早始新世;(c)中始新世; (d)晚始新世;(e)渐新世
  
图3 华南中始新世气候参数与现代不同季风区气候参数对比
  
图4 华南古近纪孢粉记录与深海氧同位素揭示的全球气候变化及青藏高原隆升等构造事件的对比