JGR-A:珠峰北坡大气花粉的物候及其气候变化意义

发布日期:2020-12-31 来源: 字体:[ ]
  花粉是湖泊沉积物重要的生物指标之一,利用花粉分析能够重建过去流域内植被、气候的变化历史。青藏高原湖泊沉积物的花粉记录显示,末次冰期最盛期(LGM)曾出现较多的松属、云杉属、桦木属等乔木花粉,有专家认为当时的植被类型代表是森林,但这一观点与普遍认为的LGM时期气候寒冷不利于植被发育相矛盾。因此,准确理解花粉的古环境意义急需从花粉现代过程研究中寻找答案。青藏高原现代花粉过程研究多集中于表土或湖泊表层沉积物,由于表土或表层沉积物花粉是一个时期沉积的结果,难以反映花粉物候及其代表的植被状况;但从现代大气花粉的视角出发,分析大气花粉组合及其与气候、植被、大气环流的关系,能够深入认识沉积花粉组合反映的物源及其大气环流条件。
  中科院青藏高原所湖泊与环境变化团队朱立平研究员、吕新苗副研究员等,基于2011-2013年在中科院珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站开展大气花粉观测,分析了大气花粉组合特征及其季节变化。研究发现,草本和灌木为主的大气花粉组合反映出当地灌丛草原的植被类型。不同类型的花粉对气候因子的响应不同,草本花粉对气温、降水更敏感,乔、灌木花粉与风向、风速关系更密切。大气花粉组合和数量具有明显的季节变化,季风期(6-8月)花粉浓度高且以草本为主,西风期(9-5月)花粉浓度很低且以外来的乔木花粉为主(图1)。大气花粉的年际和季节变化受植物物候、气温、降水等影响。利用不同季节的大气环流和花粉组合特征,结合大气花粉与气象因子的判别分析和气团来源追踪。研究团队提出,乔木/非乔木花粉比值(AP/NAP)可以作为青藏高原半干旱无林区气候、植被和大气环流的指示指标,AP/NAP比值越高,指示西风为主、冷干环境下的稀疏植被特征。据此推测LGM时期以乔木花粉高含量为特征的花粉组合与现代大气花粉西风期的组合类似,主要受西风影响,气候冷干不利于当地植被发育,造成外来花粉的比例相对较高,而非森林植被发育。大气花粉作为大气生物和气候事件的载体,对其进行长期观测研究,将为理解植被响应气候变化以及沉积物花粉记录的环境解释提供参考。
  研究成果以“Phenology and climatic regime inferred from airborne pollen on the northern slope of the Qomolangma (Everest) region”为题发表在《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》。我所吕新苗副研究员为第一作者。该研究获得中科院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”(XDA20070101)、第二次青藏高原综合科学考察研究专项(2019QZKK0202)、国家自然科学基金项目(41671214, 41171162)、“PaDeMoS” within the BMBF program CAME等共同资助。
图1 中科院珠穆朗玛大气与环境综合观测研究站主要大气花粉类型百分含量与气象因子、PDI(Pollen Discriminant Index)的对比。
Group 1是季风期、Group2是西风期