两种古海拔重建方法及山旺中中新世古海拔的定量重建北大核心

气孔参数法和热力学原理是两种利用植物化石定量重建古海拔的方法。气孔参数法是基于气孔参数与大气CO2浓度的负相关性,而热力学原理则是基于热焓与海拔的负相关性。本文详细介绍这两种古海拔重建方法,并采用热力学原理,结合相关文献资料,定量重建中国山东山旺中中新世的古海拔,结果为400—1000m,高于现代山旺的250m,支持之前共存分析的研究结果。推测自中中新世以来,山旺海拔存在下降的趋势,与中国地貌演变的研究结果吻合。     

植物叶片化石气孔参数与古海拔定量重建: 方法与进展

古海拔的定量重建在推演地球动力学模型、大气循环模式、古气候变化以及地球化学循环过程方面都具有十分重要的作用,但是迄今为止在古植物学和古环境研究领域中古海拔的定量重建仍然存在许多难点。本文在介绍目前古海拔定量重建领域几种方法的基础上,重点对植物叶片化石气孔参数及其应用与进展进行了讨论,着重介绍:(1)如何利用植物叶片化石气孔参数法恢复古海拔;(2)方法实践过程中的误差来源与分析;(3)应用实例及展望。     

浙江宁海下南山组晚中新世古海拔与古气候定量重建

通过对浙江宁海晚中新世下南山组已准确鉴定23属植物大化石的现存属共存分析表明,它们的共存区间为:26°—30°N,107°—115°E,海拔为500—1200m。依据共存分布区间的常年气候资料,获得宁海晚中新世古气候参数定量数值为:年平均气温9.91—19.74℃;年较差18.31—30.68℃;最冷月均温-3.20—5.19℃;最热月均温16.73—26.44℃;年极端最高气温27.99—37.41℃;年极端最低气温-6.56—-20.16℃,年降雨量为1117.7—1546.4mm。推测晚中新世浙江宁海地区为亚热带山地气候,古湖海拔为500—1200m。     

精确重建古大气CO2浓度的气孔方法

为了更好地理解大气CO2浓度与气候之间的耦合关系,维护自然与人类社会的可持续发展,精确重建古大气CO2浓度的变化尤为重要。在众多研究古大气CO2浓度的方法中,化石植物叶片气孔方法已被证明是一种比较精确和理想的方法。文章介绍了气孔方法恢复古大气CO2浓度的概念、方法以及最新应用,用气孔比率法恢复了中国西北地区早、中侏罗世的大气CO2浓度变化。其趋势为：从早侏罗世普林斯巴赫期一中侏罗世阿林期一巴柔期,大气CO2浓度先是下降,而后持续上升,整个时期的大气CO2浓度在1000—1500ppmv之间,这种趋势与Bernet的碳平衡模型基本一致,并指出恢复的古大气CO2浓度低于碳平衡模型值可能是由于海拔引起的。最后提出了几个方面的研究前景。     

山东山旺中新世植物群研究进展

 山旺盆地位于东经118º,北纬36º,是一个中新世中期内陆湖泊沉积盆地。地层内保存了丰富的植物及动物化石。自40年代至今,已对山旺中新世植物群中的大植物化石(87属125种),植物孢粉(41属71种),硅藻(16属45种)及真菌(9属15种)进行了详细的研究。考虑到山旺中新世植物群处于全球气候变化的转折期,对其进行埋藏学,古环境重建等深入细致的研究,对阐明全球中新世气候变化的机制具有重要意义。     

苏铁属植物叶表皮特征及其分类学和古生态学意义

苏铁属(Cycas)作为一类古老的裸子植物,经历了漫长的演化历史,因此,深入研究其形态特征与环境的相互关系,有望为古环境重建提供重要参考依据。本文分析西双版纳和深圳两地植物园栽培环境下27种苏铁属植物的叶表皮特征及气孔参数的差异,并进一步探讨气孔参数与系统发育的关系。结果表明:(1)苏铁属内叶表皮特征保守稳定,具有一定的分类学意义:依据表皮细胞及气孔器特征划分了四种叶表皮类型,可为苏铁现生植物或化石的鉴定提供参考。(2)四种叶表皮类型指示了不同的原生生境特征,对古环境具有一定的指示意义。(3)同一环境下,气孔参数在属内的种间差异显著,其次,气孔指数在属内变化与系统发育有关,除气孔指数具显著的系统发育信号外,其余气孔参数均无显著系统发育信号。本研究结果表明气孔参数法重建古大气CO2浓度时,需尽可能利用亲缘关系相近、叶表皮和生境皆相似的代理种,并明确气孔参数与大气CO2分压的相关关系在种间的异同,从而提高该方法的有效性。     

山旺中新世叶蜂科新属和新种（膜翅目：叶蜂科）

山旺,位于我国山东省临朐县东22公里,这里的中新世沉积的硅藻土页岩中含有大量动物和植物化石。山旺化石以其种类丰富、保存完美、具有较高的科学研究价值而闻名于世,一直得到国内外古生物工作者的重视和关注。山旺昆虫化石的研究对于恢复中新世山旺地区古地理、古气候、古沉积环境和寻找我国经济建设中急需的硅藻土矿等方面有重要意义。 本文所描述的叶蜂科1新属3新种,是山旺化石昆虫群中最新发现;标本由张希雨同志采集;现保存在山东地质博物馆。     

陆生植物气孔参数与大气CO_2浓度变化

陆生植物的起源与演化与全球气候和环境的变化密不可分,利用植物气孔参数(气孔密度和气孔指数)来指示或重建古大气CO2浓度变化是近年来全球变化研究的热点之一。就陆生植物气孔参数的研究进行了概述,对研究中存在的问题及其前景作了简要探讨,并对植物生物学方法在定量研究古气候和古环境变化的趋势进行了分析。     

陆生植物气孔参数与大气CO2浓度变化

陆生植物的起源与演化与全球气候和环境的变化密不可分,利用植物气孔参数(气孔密度和气孔指数)来指示或重建古大气CO₂浓度变化是近年来全球变化研究的热点之一。就陆生植物气孔参数的研究进行了概述,对研究中存在的问题及其前景作了简要探讨,并对植物生物学方法在定量研究古气候和古环境变化的趋势进行了分析。     

利用孢粉记录定量重建大尺度古植被格局

 古植被定量重建是过去全球变化研究的重点之一, 生物群区化(Biomisation)方法以特征植物功能型来定义生物群区, 通过一种标准化数量方法计算孢粉谱的相似得分, 以此把孢粉谱转变为生物群区类型, 是进行古植被定量重建的一种有效方法。该文在前人综述文章的基础上, 简述了生物群区化方法定量重建古植被格局的发展历史、具体步骤及存在问题, 重点描述了以此方法为基础重建的全新世中期(MH)和末次盛冰期(LGM)的全球古植被分布格局, 以及中国的古植被定量重建工作和古植被格局变化。目前的研究表明, 全新世中期北极森林界线在某些地区有轻微的北移迹象, 北部的温带森林带通常向北远距离迁移, 欧洲的温带落叶林也大范围向地中海地区(向南)和向北扩展, 在北美内陆, 草原侵入到森林生物群区, 但中亚地区却没有此现象, 中国大陆的森林生物群区扩张, 典型撒哈尔植被(如干草原、干旱疏林灌丛和热带干旱森林)进入撒哈拉地区, 而非洲热带雨林却呈减少趋势; 末次盛冰期苔原和草原扩张, 在欧亚大陆北部逐渐混合, 北半球的森林生物群区向南迁移, 北方常绿森林(泰加林)和温带落叶林呈碎片状, 而欧洲和东亚的草原却大范围扩张, 非洲的热带湿润森林(比如热带雨林和热带季雨林)有所减少, 在北美洲的西南地区, 荒漠和草原被开阔针叶疏林所取代。     

《山旺植物化石》

正值世纪之交的时刻 ,由山东科技出版社推出了一本我国晚新生代的著作———《山旺植物化石》（孙博主编 ,陶君容、王宪曾、李佳英等撰写 ,这是我国古生物研究中较全面系统地总结了这一重要中新世陆相沉积盆地的古植物研究成果 ,成为今后这一时期对山旺盆地乃至中国中新世植物化石研究的一本有指导性的著作。该书是在对前人工作的总结基础上 ,更系统全面地研究了产自山旺组的大植物化石、及所组成的古植物区系和古植被面貌 ;细致分析了山旺组孢粉植物区系的特点 ,并利用这些资料探讨地层时代 ,古气候特征等问题 ,运用硅藻土纹层中孢粉组合特…     

山东银莲花叶片形态结构对异质生境和海拔变化的响应

山东银莲花为一分布极其狭域的稀有物种,对海拔600 m以上的针阔混交林和山顶灌丛两种异质的生境都具有较高的适应性。为探索其适应策略,选择两种异质生境中的5个海拔梯度样带,采用常规石蜡切片法和显微观察技术,对叶片进行观察、分析和测量,通过比较叶片外部形态特征参数和内部解剖结构的差异,推测其叶片适应海拔和异质生境的响应策略。结果表明:为适应阴暗、潮湿的针阔混交林和干旱、强光照的山顶灌丛两种不同环境,山东银莲花分别表现出不同的适应策略。针阔混交林下,叶片的背腹表皮毛密度、比叶面积和气孔相对开度较山顶灌丛的大,而气孔密度、叶片厚度、栅栏组织和海绵组织的厚度较山顶灌丛的小;山顶灌丛植株叶片栅栏组织细胞排列较林下更加整齐紧密。两种生境中叶片腹面表皮毛的长度、气孔相对开度都随海拔的升高而减小,且差异明显;而叶片厚度、比叶面积、气孔指数等对600 m以上海拔变化未表现出明显的规律性。本研究将为山东银莲花的保护和利用提供理论基础及依据,为其他植物的相关研究提供参考。     

长白山区晚更新世以来孢粉-古植被古气候重建及其与植被关系综述

长白山区分布的泥炭地与玛珥湖是孢粉的良好载体,适宜开展晚更新世以来孢粉分析重建古植被与古气候研究以对该区未来气候变化进行准确预测。几十年来,该研究经历了从定性描述—半定量重建—定量重建的三个阶段。随着对研究剖面样本采集密度的增加,研究者们也得以观察到更多气候变化事件,尝试提出了气候周期性变化规律,并初步探索了气候变化驱动机制;同时,为了提高定量重建古植被、古气候的准确性,对长白山区也开展了现代孢粉植被关系研究,并取得了一定成果。相信随着对现代孢粉植被关系认识的加深,古植被、古气候重建精度的提高,研究者能够更准确地预测未来气候变化。     

云南保山盆地新近纪云杉属针叶化石及其古海拔指示意义

松科(Pinaceae)云杉属(Picea A. Dietrich)花粉化石记录丰富,大化石则以木材和球果居多,而针叶化石报道较少且缺少微形态研究。云南保山盆地新近纪羊邑组产大量三维立体保存的云杉属针叶化石。这些针叶化石呈扁平条形,叶尖急尖,叶基截形,无叶柄;上表面中脉隆起,中脉两侧各有一个气孔带,每个气孔带有5–6条气孔线,气孔线多连续,少数不连续,气孔呈椭圆形至长椭圆形,非气孔带表皮细胞矩形至长矩形,细胞壁波浪状弯曲;下表面中脉亦隆起,无气孔,表皮细胞多为矩形至长矩形,细胞壁波浪状弯曲。通过与现生云杉属针叶的宏观形态和微形态对比发现,该化石与油麦吊云杉(Picea brachytyla var. complanata(Mast.) W. C. Chengex Rehder)在形态上最为相似。但由于缺少其他植物器官(如球果),难以判断化石是否真正代表了这个现生种,因此,将其暂定为似油麦吊云杉。基于云杉属在青藏高原东南缘的海拔分布范围(2000–4000 m),以及考虑到新近纪比现在更为温暖的气候环境,推测保山盆地在新近纪时期具有比现在(1650 m)更高的海拔。该推断进一步丰富了青藏...     

中国-中新世湖泊的古生态:根据山旺盆地植硅体的初步解释

山东山旺中新世山旺组湖相沉积中富含保存精美的古生物化石。对于湖相沉积中的昆虫、植物和哺乳动物化石,前人已经做了大量的研究工作。其中植物大化石和孢粉的研究结果表明,中新世山旺组在沉积期间,山旺湖周围的植被处于湿润的暖温带到亚热带的古生态环境下。哺乳动物蝙蝠和貘化石的研究结果也支持这个结论。然而,迄今为止,还没有关于草本植物的种类组成及含量的研究报道。本文首次对山旺组样品中的植硅体进行了研究,为山旺中新世植被的研究提供了新的证据。对从6块山旺组样品中分析出的植硅体进行研究的结果表明,山旺中新世植硅体组合含有丰富的保存极好的草本植物植硅体,代表森林成分的双子叶植物植硅体,以及偶尔出现的棕榈科植硅体。草本植物的植硅体主要来自于C_3/C_4禾本科的PACCAD类群和早熟禾亚科的植物,少数可能来自于在林下封闭生活环境中生长的草本植物。山旺中新世植硅体组合显示,在湖边森林生活环境下,伴生大量的适合沼生到中生环境的草本植物,在较干旱的地区生长着早熟禾(和PACCAD)的草本植物。本文的研究结果进一步支持山旺中新世气候比现在更加湿润而且变动较小的观点。山旺中新世植硅体组合与土耳其和北美大平原中新世湖相沉积中的植硅体组合不同,后者的植硅体组合主要是由多种C_3早熟禾亚科草本和不同种类的PACCAD类群草本植物组成。今后的研究工作将进一步揭示这种差异是否反映了草本植物群落在大尺度的生物地理上的差异,或者是由于地区性的局部气候不同所导致。     

山东山旺蝉类和蝽类昆虫化石

一、前言山旺位于山东省临朐县城东22km,是世界上最著名的化石产地之一。这里的中新世山旺组硅藻土页岩中富含种类繁多,保存完美的化石。山旺昆虫化石的研究,不但在恢复中新世山旺地区古地理、古气候和古沉积环境等方面有重要意义,而且对找寻与硅藻土矿等有关的国民经济急需的矿产资源也有一定的作用。     

陕南中低海拔山区植物物种多样性与海拔及坡向的关系

为了研究陕南中低海拔山区植物物种多样性与坡向、海拔之间的关系, 在研究区内设置并选取了具有代表性的样方91处, 统计分析了每150 m海拔区间内乔木层、灌木层、草本层物种多样性及其关系。结果表明: (1)研究区内共有维管束植物129科、312属、460种; 阴坡乔木、灌木、草本植物的物种数均多于阳坡; 相同坡向内草本植物的科、属、种数量最多, 灌木次之, 乔木最少。(2)除草本植物的H、D值外, 其他层次物种多样性指数的变异系数阴坡均大于阳坡; 阳坡海拔1250 m以上草本植物物种数逐渐降低, 优势种逐渐显现; 在阴坡, 海拔500—650 m处草本植物物种数最多, 而海拔1400—1550 m灌木的个体数量最多。(3)回归分析中, 多样性指数与海拔之间大多能呈现较好的拟合效果。阴、阳坡向内乔木层的多样性指数均先降低再升高, 海拔950 m以上, 阴坡乔木层的H、M值大于阳坡, 差异显著(P<0.05); 而D、J值差异不显著。阴坡灌木层的H、J、M值在海拔800 m处呈现单峰格局; 阳坡灌木层的H、M值在研究区域内单调升高, 而J值与海拔之间没有很好的拟合效果。在研究区内, 阳坡草本层的H、J、M值随海拔升高呈现先增加再降低趋势, 而阴坡草本层各指数与海拔之间没有很好的拟合效果。(4)不同层次间相关性检验中, 阳坡乔木层H值与灌木层的H、D、M为显著负相关(0.01相似文献   

地质时期植物生活型重建及古植物群落恢复

介绍了重建地质时期植物生活型及恢复古植物群落的原理和方法, 阐述了地质时期植物的形态、结构和功能与古生态环境的相互关系。     

珠芽蓼叶片对海拔变化的表型可塑性

采用石蜡制片、扫描电镜和透射电镜方法,研究了祁连山植被垂直分布带海拔2300、3200和3900 m 珠芽蓼叶片组织结构、叶表皮特征和叶绿体超微结构对海拔升高的适应性变化。结果表明: 珠芽蓼为异面叶,随海拔升高,叶片表皮毛数目减少而直径增大变粗,表皮蜡质层结构更加致密。叶片厚度在海拔3200 m最大,分别比海拔2300和3900 m增加了39.6%和50.5%。从海拔2300到3200 m,栅栏组织细胞层数由2层增加为3层且细胞排列紧密,海绵组织细胞间隙逐渐增大;在海拔3900 m处,栅栏组织细胞层数减少至2层且细胞间隙增加,海绵组织细胞间隙减小,表皮细胞厚度增加,但细胞层数在3个海拔间无显著差异。随海拔升高,叶下表皮附属物和气孔下室物质的积累增加,气孔密度增加,张度降低,气孔位置由表皮拱起变为内陷。从海拔2300到3200 m,基粒片层由6～9层增至8～12层;至海拔3900 m,基粒片层降为 2～3层且片层之间变得致密,基粒数目减少且排列方向不规则,叶绿体膨大,被膜部分降解。随海拔升高,叶片部分解剖结构指标之间呈现出明显的协同进化,表现出较大的可塑性。珠芽蓼叶片解剖与超微结构在不同海拔表现出的差异显示,表型可塑性及其对高山异质环境和海拔变化的适应特征,是植物长期适应高山复杂环境的结果。     

太白山栎属树种气孔特征沿海拔梯度的变化规律

气孔是植物与外界环境进行水分和气体交换的主要通道,调节植物碳同化和水分散失的平衡关系,在一定程度上反映植物对外界环境变化的适应。沿太白山北坡1100—2300 m海拔,测定4种栎属树种的气孔性状,分析气孔性状沿海拔的变化规律和其对环境因子的响应。结果表明:(1)气孔密度与气孔长度间的负相关在4个树种间均显著存在(P0.05);除栓皮栎(Quercus variabilis)外,气孔密度与潜在气孔导度指数的正相关关系均达显著水平;而气孔宽度与气孔长度之间只在栓皮栎和锐齿栎(Q. aliena var. acuteserrata)达到显著水平。(2)栓皮栎和槲栎(Q. aliena)的气孔长度和宽度随海拔升高而下降,气孔密度、潜在气孔导度指数增加,辽东栎(Q. wutaishansea)变化形式则相反;锐齿栎气孔宽度减小,其余性状沿海拔呈单峰变化,在约1600 m处气孔长度达到最小值,气孔密度和潜在气孔导度指数达到最大值。(3)与土壤因子相比,气孔性状主要受气候因素的影响。潜在气孔导度指数与大气温度、空气湿度成极显著正相关(P0.01),与降水量显著负相关(P0.05)。其中,空气相对湿度是影响潜在气孔导度指数的主要因素,能够解释气孔变异的22.9%。本研究结果对于深入认识秦岭太白山地区栎属树种对环境变化的响应和适应提供理论证据。