内蒙古乌兰呼少海子孢粉记录的末次冰消期以来植被变化与响应机制研究

来源 :内蒙古大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:haixinkp
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受亚洲冬、夏季风交互作用影响,中国北方季风边缘区全新世气候变化波动显著,植被时空变化及驱动响应机制复杂,其研究有助于认识现代人类活动对植被变化的影响,为未来变暖背景下区域植被响应提供参考。本文选取内蒙古乌兰察布市察哈尔右翼后旗乌兰呼少海子湖泊沉积物(WLHS孔)为研究对象,以AMS14C测年为框架,利用岩芯孢粉组合高分辨率地定量重建了研究区末次冰消期以来的植被变化,结合排序分析和敏感性分析研究了花粉种属和植被群区与亚洲冬季风(WM)、夏季风(SM)、年均温(MAT)、夏季温(MST)及人类活动(HII)的关系,探讨了植被在种属和群区水平上的驱动和响应机制。此外,本文综合北方季风边缘区发表的13个孢粉序列,以各花粉种属代表性和由其计算的最低孢粉群区化指数(阈值)为基础,利用孢粉群区化(BIOME)方法重建了区域植被演化格局,结合地理位置、海拔高度及地貌条件,探讨了北方季风边缘区植被演变及驱动响应机制。主要研究结论如下:1)以WLHS孔年代-深度模型为框架,利用WLHS孔孢粉组合及孢粉群区化指数定量重建了乌兰呼少海子区域18.52 cal.kyr BP以来的植被变化:18.52–17.47 cal.kyr BP,研究区植被总体为荒漠化草原,山地和低地均不发育森林植被;17.47–16.31 cal.kyr BP,植被好转为典型草原,仍无森林发育;16.31–10.73 cal.kyr BP,植被进一步好转,研究区为桦疏林草原植被景观,其中山地发育桦木疏林,低地和山地阳坡发育草原;10.73–8.75 cal.kyr BP,研究区植被为山地疏林草原,其中山地开始发育温带落叶疏林,低地仍为草原植被;8.75–7.48 cal.kyr BP,研究区植被景观为温带落叶森林草原,其中山地高海拔地区为凉落叶林,中低海拔地区广泛发育温带落叶林,并局部伴生广温性针叶林,低地仍为草原;7.48–5.70 cal.kyr BP,研究区植被为温带混交森林草原,其中山地高海拔地区凉落叶林退缩,中低海拔地区广温性针叶林扩张,温带落叶林退缩,山地大部和低地为草原;5.70–2.40 cal.kyr BP,研究区域植被为稀疏广温性针叶林主导的山地疏林草原,其中高海拔山地凉落叶林大幅退缩,低海拔山地温带落叶林也大幅退缩,草原向山地扩张,荒漠植被增加;2.40 cal.kyr BP至今,研究区植被为典型草原,山地和低地均不发育森林。2)主要孢粉种属与影响因素的排序(RDA)分析和敏感性分析(Pearson相关分析)结果表明,11.0–6.0 cal.kyr BP,植被群落对MAT响应最敏感,6.0–0 cal.kyr BP,植被群落主要响应SM和HII,其中山地森林群落对SM的响应敏感性大于HII。3)6.0 cal.kyr BP以来RDA分析和敏感性分析表明山地森林退缩和荒漠扩张可能与HII增强有关,但综合区域人口历史、移民和土地开垦历史记录,本文认为全新世以来人类活动对植被变化影响总体上比较有限,直至近几百年来移民、森林砍伐、草原放垦等人类活动对植被产生了显著的影响。4)综合中国北方季风边缘区13个孢粉序列对末次冰消期以来的植被变化和驱动响应机制的分析结果表明:(1)凉落叶林在气候恶化时避难所可能位于山地自身水热条件较好的地带,气候好转时快速响应并发生全面扩张,不存在远距离迁移的现象。不同地区及不同海拔序列凉落叶林衰退与夏季风开始全面衰退的时间节点相一致,表明凉落叶林对夏季风强度减弱的响应敏感。(2)温带落叶林在全新世的迁移主要还是发生在山地自身范围内,不存在大范围远距离迁移和山地阻隔的现象。山地生境的复杂性造成森林抗逆性的增强以及植被的垂直迁移,造成温带落叶林在早中全新世对温度响应敏感而对季风响应不敏感。(3)广温性针叶林可能是由研究区西南部山地向东北部山地迁移。广温性针叶林衰退的时间并未表现出偏北位置早、偏南位置迟的现象,表明广温性针叶林对夏季风衰退响应不敏感。(4)草原和森林此消彼长,草原群落的扩张可能敏感地响应夏季风衰退。本研究揭示了研究区植被演变规律,探讨了不同时段植被变化的驱动和响应机制,及不同植被类型迁移和扩张对气候变化的响应机制,为现代生态植被保护和未来植被响应提供参考。
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