青藏高原的隆升是新生代以来地球上最重要的地质事件之一，对亚洲的地形、气候和生态系统产生了深远影响。青藏高原上的植被变化是反映高原隆升及其伴随的生态学效应的一项敏感指标。尽管前人在青藏高原上已经开展了不少关联古植被的研究工作，然而有精准年代框架约束下的青藏高原中部植被与气候的演化历史研究，特别是从晚渐新世到早中新世这一关键时期的植被详细研究稀缺。
近日，Journal of Systematics and Evolution（JSE）在线发表了题为“Palynological evidence reveals vegetation succession in the central Qinghai-Tibet Plateau during the Late Oligocene to Early Miocene”的研究论文（https://doi.org/10.1111/jse.13168）。中国科学院植物研究所王宇飞团队与古脊椎动物与古人类研究所邓涛团队合作对青藏高原中部伦坡拉盆地具有绝对年龄测定框架约束下的丁青湖组地层进行了系统采样和详细的孢粉分析，基于时间序列下孢粉组合对应的植被数据重建了高原中部距今约2430万年至1600万年前的植被演替过程。
研究发现青藏高原中部植被在此时间区段均为暖温带针阔叶混交林。在考虑古植被包含的具体植物类群组成分析时，可进一步将植被细分出三个演替阶段，对应三阶段的气候变化。其中，第一阶段为距今2430万年至2150万年前，高原中部的针阔混交林以松属（Pinus）和壳斗科（Fagaceae）占据主导地位，森林之下潮湿的地方生长有以凤尾蕨科（Pteridaceae）为主的蕨类植物。植被存在明显的垂直分带，暗针叶树冷杉（Abies）和云杉（Picea）在高地繁茂生长，而喜温灌木如大戟科（Euphorbiaceae）和芸香科（Rutaceae）则分布在温暖的低地。远离水源的草地以菊科（Asteraceae）和藜科（Chenopodiaceae）占优势，同时存在旱生的麻黄属（Ephedra）和白刺属（Nitraria），指示了相对冷湿的气候。
图1. 晚渐新世至早中新世青藏高原中部伦坡拉古湖周边的植被演替
第二阶段为距今2140万年至1940万年前，混交林逐渐转变为以松属、桦木属（Betula）和壳斗科为主，暗针叶树生长范围收缩，阔叶树生长范围向高地扩张，旱生类群的花粉相对丰度增加，指示区域气候相对前一时期向暖干发展。同时，这一时期的部分时段，林下生长的蕨类植物大幅增加，可能指示了一些突然的变湿事件。
第三阶段为距今1920万年至1600万年前，混交林转变为以松属和栲属（Castanopsis）为主，暗针叶树种范围扩张，阔叶树生长范围收缩，指示气候相对前一阶段变冷。水生植物如眼子菜科（Potamogetonaceae）在伦坡拉古湖中出现，河湖岸生长的桤木属（Alnus）等喜湿类群增多，可能意味着伦坡拉古湖水体面积的增大。但同时如藜科、麻黄属和白刺属等旱生类群的花粉丰度同样也在增加，这可能暗示了这一时期降水的季节性差异增强。原因可能是这一阶段的季风加强，导致降水向夏季集中，夏季增多的降水汇聚到古湖中，导致了水体的扩张，而冬季降水减少，导致远离水源处的草地反而变干了。
结合青藏高原中部此前的相关研究发现，当地的植被从晚渐新世距今2550万年前至早中新世1600万年前都为针阔混交林，植被类型维持了近千万年的相对稳定，指示这一时期高原中部的气候远比今天温暖湿润且相对稳定。
进一步对比前人研究的结果显示这一时期青藏高原上的植被普遍维持相对稳定状态，指示这一时期高原的抬升没有对高原上的植被和气候造成太显著影响。但是高原不同区域的植物组成存在差异，从南到北似乎有森林植物减少、草地植物增加的趋势，暗示此时高原的海拔和体量已经足以对水汽的从南往北运输造成影响，导致高原从南向北的干旱度增加。这个工作提供了有关高原中部古植被类型和植物组成的新原创数据，有助于科学界更好地认识和理解高原抬升及其生态效应。
植物研究所谢淦高级工程师为论文的第一作者，王宇飞研究员和古脊椎动物与古人类研究所邓涛研究员为通讯作者。该工作得到了中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、第二次青藏高原综合科学考察研究等项目的资助。
原标题：《中国科学院植物研究所与古脊椎动物与古人类研究所联合团队揭示青藏高原中部伦坡拉盆地晚渐新世至早中新世时期的植被演替及气候变化》
编辑：诸鹏飞
审核：盛捷