云南文山中中新世植物群及古环境

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本研究通过对云南东南部文山盆地中中新统花枝格组地层中发现的叶化石和果实化石的研究,恢复了该植物群的基本面貌,重建并讨论了其古植被和古气候。取得了以下研究成果:  1)了解了文山植物群的区系组成及其性质:  通过对文山植物群的5000余号化石的研究,到目前为止共鉴定出维管植物33科51属64种(含化石新种19种)。包括蕨类植物1科1属1种、裸子植物2科3属4种、被子植物30科47属59种。植物群中壳斗科、樟科、豆科、金缕梅科含种数量最多,壳斗科多样性最为丰富,还含有大量如榉树、鹅耳枥、古沙坝榕等亚热带石灰岩森林类群,还含有柄翅果等典型热带成分。该植物群是以一个以常绿阔叶林为主体、混生有大量石灰岩落叶成分和热带成分的亚热带植物群。区系成分分析显示该植物群在属级水平体现了较强的热带性质,与各种热带成分均有广泛的联系。  2)在化石类群深入研究的基础上,探索了生物地理学和生态学意义  对植物群中的若干类型进行了深入研究,发现了东亚的最早的十大功劳属及马蹄荷属的一个化石新种并讨论了它们的植物地理学和生态学意义。  描述了基于小叶的十大功劳属一个新的化石种东亚十大功劳(Mahonia mioasiatica),通过对化石记录的整理表明早在中新世早期便已出现在东亚的常绿阔叶林之中;北大西洋陆桥-喜马拉雅走廊的路线是本属从美洲传播至亚洲的最可能途径。该属的多样性中心在地质时期中依次出现在北美西部、欧洲和东亚西南部,其东方群对森林环境的适应而成为散播最广的分支。  描述了基于叶片的马蹄荷属一个新的化石种尖叶马蹄荷(Exbucklandia acutifolia)。通过对化石记录的整理表明该属曾广泛地存在于北美和东亚,北美种群的灭绝导致了该属的东亚特有分布格局。通过对比化石与现生种的叶形态,表明该属不同物种的分布区在漫长的地质历史中发生了变化,指示了中国-喜马拉雅森林区域的扩张以及中国-日本森林区域的退缩。叶片形态、最近亲缘种的生境、共存植物的生境和植物群的气候重建均表明化石种尖叶马蹄荷生活在相对今天降雨量更高的环境中。  3)重建了文山植物群所代表的古植被:  依据植物化石深入研究,在参考滇东南地区现代植被资料和实地考察的基础上,通过最近亲缘种生态和化石数量组合,表明中新世文山植物群由非石灰岩植被和石灰岩植被两大类5种植被类型组成:a)以壳斗科、樟科、金缕梅科等典型常绿阔叶植物为主体,局部混交马尾松的常绿阔叶林;b)由蒲桃、柳等小灌木和禾本科草本构成的水岸植被;c)以各种灌木藤本组成的亚热带石灰岩灌丛;d)以壳斗科、樟科常绿乔木,翠柏等裸子植物,榉树、鹅耳枥等落叶乔木组成的亚热带石灰岩森林;e)以柄翅果为主体的热带石灰岩季节性雨林。  该植被与现代滇东南地区的基本一致,但其东部森林成分明显多于现代,与中国-日本森林区系有更密切的关系;亚热带与热带石灰岩植被同时大量共存表明其具有高于现代的年均温,植被处于亚热带植被向热带植被的过渡过程之中。植被类型组合明显分化为石灰岩和非石灰岩植被,与现今贵州荔波地区石灰岩森林在主要成分上有高相似性。  4)定量重建了文山植物群所代表的古气候:  运用4种方法重建文山中中新世古温度,得到的年均温(CA:18.81-20.05℃、CLAMP:13.98±4.10℃、CLANN:19.01±2.85℃、LMA:19.39±1.70℃)表明除CLAMP法外所有重建的年均温都高于现在。运用3种方法重建年降雨量结果(CA:1270-1613mm、CLAMP:1382±569.6mm、CLANN:1317.3±478.6mm)均高于现代值。  文山中中新世年均温处于东亚的气候带南亚热带和北热带的过渡区域之间,表明其中中新世时更为温暖,与MMCO的特点吻合。对CLAMP法计算年均温出现的偏差做出了推断和初步验证,表明CLAMP法在计算同一地区年均温时,石灰岩森林的预测年均温低于非石灰岩森林近2℃。这一结果为中中新世气候最适宜期古气候的研究提供了重要证据。
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