中国西南地区高山栎组孢粉形态学研究

【作者】 张潇； 郑卓；

【机构】 中山大学地球科学与工程学院；

【摘要】 栎亚属高山栎组(Quercus section Heterobalanus Menitsky)是一类以东喜马拉雅和横断山地区为分布中心的硬叶常绿阔叶树种,共包括8种植物,生长海拔集中在2500-3600m,是我国山地硬叶常绿阔叶林的主要组成成分。由于其特殊的形态特征、群落外貌和生长环境,高山栎组植物对恢复古植被和古气候的作用尤为突出。但目前仍缺少对这一类型植物孢粉形态学的分析和研究。本文通过形态学和统计学等手段,对比其他栎属植物,建立较为合理的高山栎组植物的鉴定标准,为中国西南地区的化石孢粉鉴定提供参考依据。在前人研究中,通常根据栎属孢粉在光学显微镜(LM)下的形态特征,如体积大小、表面纹饰、孔和沟等,将其划分为常绿栎(Quercus type-evergreen)和落叶栎(Quercus type-deciduous)两大类。前者代表温暖湿润的亚热带气候环境,而后者则是温带环境的指标。由于高山栎组的孢粉形态在光学显微镜下与常绿栎类植物孢粉几乎无异,因此常被鉴定为常绿栎类或青冈栎。由于高山栎组植物与亚热带的常绿栎类或青冈亚属植物的生态环境差别很大,因此两者的区别对恢复古环境差别巨大。本研究利用扫描电镜(SEM)对高山栎组花粉进行观察,并对比了同区域分布的其他栎属植物。结果显示:常绿栎中高山栎组孢粉的表面纹饰均为"棒皱状"(rodlike rugulate)表面纹饰;其他低海拔分布的常绿栎种,如铁像栎(Q.cocciferoides)、锥连栎(Q. franchetii)等,表面纹饰均为"细棒皱状"(rodlike micro-rugulate);落叶栎类孢粉的表面特征为(小)瘤/疣状结构([micro]-verrucate);而青冈亚属孢粉的表面特征为"垂直棒皱状"(rodlike vertical)。将该结果应用至腾冲青海湖沉积物的孢粉鉴定中,对栎属孢粉分进行了扫描电镜图像分析,结果显示冰期阶段迅速增加的常绿栎类孢粉表面纹饰多为棒皱状结构,即高山栎组植物。同时,利用高倍(20000×)扫描电镜结果,统计化石孢粉中棒皱状结构的纹饰细微尺寸大小,分析结果显示,冰期时段丰富的化石栎属花粉大部分与现代高山栎种(Q.semecarpifolia)皱棒状纹饰特征重叠,也有少量栎属纹饰统计数据靠近黄背栎(Q. pannosa)和刺叶高山栎(Q. spinosa)。由此可以认为,云南冰期时段的"常绿栎属"花粉高含量并不代表亚热带地带性常绿阔叶林的增加。反而指示了高山栎组植物(特别是Q. semecarpifolia)的增加,并在冰期成为该地区的主要建群植物,由于高山栎群落现在的植被带通常集中在3000 m上下,而腾冲钻孔位置海拔仅有1885 m,因此,本研究证明了高山栎的增加与高海拔植被带在冰期阶段向较低海拔迁移有显著关联。更多还原