 圖1. (1) 現(xiàn)代大空間3088個(gè)表層樣品孢粉中四類孢粉與母體植物(鐵杉屬、羅漢松屬、生物速隆升冷杉屬和云杉屬) 的古高高原長沙美女包養(yǎng)（微信181-2989-2716）提供頂級(jí)外圍女上門，可滿足你的一切要求空間分布；(2)TP/TPAP (鐵杉屬%+羅漢松屬%) /(四類針葉樹總和%) 比值的空間分布；(3) 四類孢粉與母體植物海拔矯正示意圖；(4) 以海拔200米為間隔的TP/TPAP比值平均結(jié)果與中值海拔的定量關(guān)系。  圖2. 青藏高原東北部基于孢粉方法的古海拔重建及其氣候效應(yīng)。(a) 以100萬年為時(shí)間間隔的指示平均古海拔連續(xù)演化歷史（藍(lán)色和綠色點(diǎn)與線）及其與青藏高原北部地區(qū)構(gòu)造事件發(fā)生數(shù)目 (CCTE) (紫色線)的對(duì)比；(b)-(c) 1600-1400萬年前和1200-1000萬年前柴達(dá)木盆地及毗鄰山體古海拔和植被-孢粉分布場(chǎng)景恢復(fù)示意圖; (d) RegCM4.6模型數(shù)值模擬結(jié)果顯示高原東北部古海拔下降導(dǎo)致的高原南北和周邊降水異常，其中高原東北部、晚中亞洲內(nèi)陸變干，青藏周邊山地變濕，部快高原東南部、新的新世南部變濕。生物速隆升紫紅線表示青藏高原輪廓，古高高原虛線表示青藏高原東北部 (NTP)、度計(jì)東北長沙美女包養(yǎng)（微信181-2989-2716）提供頂級(jí)外圍女上門，可滿足你的一切要求喜馬拉雅山 (HY) 和橫斷山脈 (HD) 邊界。指示 （神秘的晚中地球uux.cn）據(jù)中國科學(xué)院青藏高原研究所：青藏高原的隆升導(dǎo)致地表形變與大地貌形成，驅(qū)動(dòng)了亞洲季風(fēng)-干旱氣候和高山生物多樣性的青藏演變，地表古高度變化歷史是這一過程的最直接表達(dá)。但是定量重建高原地表古高度一直是難題，不同的方法常得出不同的結(jié)論，產(chǎn)生諸多爭(zhēng)議。近日，中國科學(xué)院青藏高原研究所方小敏研究員帶領(lǐng)新生代環(huán)境團(tuán)隊(duì)多位成員，聯(lián)合中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院苗運(yùn)法研究員（同時(shí)也是中科院青藏高原地球科學(xué)卓越中心和青藏高原地球系統(tǒng)資源與環(huán)境全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室骨干成員）等國內(nèi)外多家單位學(xué)者協(xié)同攻關(guān)，創(chuàng)新性地構(gòu)建了一種定量刻畫過去海拔的植物孢粉新指標(biāo)，重建了青藏高原東北部古海拔演化歷史，揭示該地區(qū)主要在距今約1100-700萬年前隆起，并產(chǎn)生了強(qiáng)烈的環(huán)境效應(yīng)，該成果于2022年12月9日發(fā)表在《Science》上。 “高原地表如何隆起對(duì)于檢驗(yàn)高原隆升的動(dòng)力學(xué)模型、理解季風(fēng)-干旱環(huán)境格局形成、亞洲地形與大江大河形成演化、風(fēng)化剝蝕與全球變化等一系列重大科學(xué)問題至關(guān)重要，目前尚未形成統(tǒng)一定論，高原東北部古高度研究更是相對(duì)薄弱。”方小敏研究員說，“尋找一種行之有效的，有別于現(xiàn)有基于同位素和葉相分析兩大方面定量重建古高度的第三方方法，可為解決諸多地區(qū)古高度爭(zhēng)議歷史提供重要的獨(dú)立判別證據(jù)。” 研究團(tuán)隊(duì)利用3088個(gè)表層孢粉樣品數(shù)據(jù)庫，從與海拔關(guān)系密切的山地針葉樹類群入手，發(fā)現(xiàn)適宜生長在山地中低海拔的鐵杉屬(Tsuga，300-3300米)、羅漢松屬 (Podocarpus，600–2000米)和偏愛中高海拔的冷杉屬 (Abies，500–4700米) 和云杉屬 (Picea，300–4700米)四類植物可以作為良好的海拔指示計(jì)，在剔除了緯度效應(yīng)等的影響后，發(fā)現(xiàn) (鐵杉屬%+羅漢松屬%) /(上述四類針葉樹總和%) (簡(jiǎn)稱TP/TPAP) 比值與樣點(diǎn)海拔呈現(xiàn)顯著相關(guān)性，建立了現(xiàn)代海拔計(jì)算方程Y=-7170*R-228*W+12200 (其中Y為海拔，R為TP/TPAP比值，W為緯度) (圖1）。此為基礎(chǔ)，研究團(tuán)隊(duì)選取第四紀(jì)以來青藏高原地區(qū)的孢粉記錄進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)Y可較好地指示流域尺度上的中值海拔 (即盆地和山體的中間海拔)，從生物指標(biāo)角度建立起反演古海拔高度的新方法。 研究團(tuán)隊(duì)還利用青藏高原東北部柴達(dá)木盆地四條年代準(zhǔn)確的剖面/鉆孔——柴東的懷頭塔拉（15600-400萬年）、鴨湖剖面（530-180萬年），柴西的KC-1孔（1800-500萬年）、SG1-SG1b孔（700-40萬年）孢粉數(shù)據(jù)，結(jié)合剖面上發(fā)現(xiàn)的植物化石，利用上述建立的海拔公式，以及當(dāng)時(shí)溫度差值和數(shù)值模擬得到的濕球溫度垂直遞減率進(jìn)行矯正，分別獲得了柴東段和柴西段兩側(cè)山體1600萬年來連續(xù)的古高度變化記錄，揭示柴達(dá)木盆地在中新世 (~1500萬年前) 東、西部的古海拔分別為1332±189米和433±189米，其后東段在晚中新世 (~1100萬年前) 迅速抬升至3685±87米，西段則在~700萬年前迅速增加至3589±62米，已接近現(xiàn)代高度（圖2）。 “我們的研究表明，青藏高原東北部在新生代晚期，即約1100-700萬年前發(fā)生了強(qiáng)烈隆升，這個(gè)隆升不容小覷，它對(duì)區(qū)域氣候環(huán)境和生態(tài)演化產(chǎn)生了重要影響。”方小敏研究員如是說。 研究團(tuán)隊(duì)通過運(yùn)行高分辨率（格點(diǎn)30公里）區(qū)域氣候模型RegCM4.6，發(fā)現(xiàn)如果青藏高原東北部海拔降低2/3，高原東北部年降水量將減少50%以上，而高原南部和東南部的喜馬拉雅山和橫斷山地區(qū)，降水量則分別增加了50%和150% (圖2)。經(jīng)過分析得知，主要原因是由于山脈雨影效應(yīng)增強(qiáng)和區(qū)域環(huán)流變化共同影響所致。這一認(rèn)識(shí)與柴達(dá)木盆地西部荒漠植物類群逐漸增多以及鈣化粗骨架魚的出現(xiàn)相吻合；而在喜馬拉雅山和橫斷山脈，由于降水量顯著增加，增強(qiáng)了當(dāng)?shù)刂脖缓团佬袆?dòng)物的多樣性，表明青藏高原東北部隆升引起的降水變化影響了整個(gè)青藏高原區(qū)域的氣候和生物演化。 該項(xiàng)研究從生物指標(biāo)方面創(chuàng)立了一種重建古高度的新方法，由于上述四類針葉樹花粉在晚新生代地層中廣泛分布，保存良好，易于鑒定，可以獲得連續(xù)的古高度歷史記錄，在使用條件上優(yōu)于地層中偶然發(fā)現(xiàn)的古土壤鈣結(jié)核同位素高度計(jì)和植物化石的葉相高度計(jì)。因此，論文評(píng)審人認(rèn)為，該方法為更系統(tǒng)深入地揭示青藏高原古高度歷史，深化認(rèn)識(shí)新生代造山作用及其導(dǎo)致的氣候和生物多樣性演化提供了重要的新途徑，有利于推動(dòng)學(xué)科進(jìn)步。 該成果以“新的生物古高度計(jì)指示晚中新世青藏高原東北部快速隆升（A new biologic paleoaltimetry indicating Late Miocene rapid uplift of northern Tibet Plateau）”為題，以研究論文（Research article）的形式發(fā)表在《科學(xué)》（Science）雜志上。中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院苗運(yùn)法研究員為第一作者，我所方小敏研究員為共同通訊作者，吳福莉研究員和張偉林副研究員為共同作者。該研究得到第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究（2019QZKK0707）、國家基金委基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目（41988101、41888101）和中科院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“泛第三極環(huán)境變化與綠色絲綢之路建設(shè)”（XDA20070202）等聯(lián)合資助。 原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo2475 |