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中国团队利用化石和现生植物群落数据重建青藏高原古海拔

发布时间:2025-03-10 作者:
赖阳均、陈之端
来源:
JSystematicsEvolution
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青藏高原是全球最重要的山地生态系统之一,其隆升过程深刻影响了亚洲乃至全球的气候、生态系统和生物多样性,尤其对该地区物种的起源与演化至关重要。然而,青藏高原古海拔重建长期存在争议,特别是高原是否在始新世已接近现代高度。此外,生物学研究中常将青藏高原视为一个整体,以隆升时间作为物种分化的校准点,而忽略了其由四个具有独特地质历史的地块和喜马拉雅造山带构成,从而影响了对物种多样化、高原隆升和东亚季风演化关系的理解。近年来,稳定同位素、古气候模型和生物化石等方法在古海拔重建上取得了重要进展,但不同方法的结果仍存在较大差异,亟需整合多学科证据以提升精度。



近日,Journal of Systematics and Evolution(JSE)在线发表了中国科学院植物研究所陈之端研究员研究团队题为“Integrating fossil and extant plant communities to calibrate paleoelevation of the Qinghai–Tibet Plateau”的研究论文(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jse.13172)。该研究整合了青藏高原地区化石植物群落与现代物种海拔分布数据,提出一种全新的古海拔校准方法,系统揭示了高原不同地块的差异隆升历史,为“世界屋脊”的形成提供了更精确的生物学证据,为青藏高原古海拔测定及其对亚洲气候和生物多样性的影响研究提供了重要参考。


东亚季风降水、古温度变化、青藏高原不同构造单元的隆升过程、印-亚板块碰撞及古植被演替的关系示意图。


本研究整合了青藏高原地区39个化石植物群落与17,833种现生维管植物的海拔分布数据,基于植物分布与气候因子的关系,构建了化石与现代植物群落的物种相似性模型。研究团队运用Sørensen相似性指数,结合系统聚类分析,对比化石与现代植物群落的海拔分布特征,从而推测高原不同地质时期的古海拔变化。研究发现,青藏高原不同地块的隆升具有明显的时空差异:拉萨地块在印度-亚洲碰撞前已达到约1000米,在渐新世加速隆升,至渐新世末期才达到3000米;羌塘地块在始新世晚期隆升至3000米,隆升速率快于拉萨地块;中新世中期,羌塘地块和拉萨地块均达到4000米以上;喜马拉雅地区在上新世以后仍持续隆升至少2000米。研究强调,在利用青藏高原的隆升时间校准物种分化时间时,必须充分考虑各构造单元的隆升历史,而不能简单地将整个地区视为一个整体。


本研究不仅为古海拔测定提供了一种创新方法,还在一定程度上弥合了地质证据与生物证据之间的差异,提升了对青藏高原隆升历史的理解。未来,该方法可进一步应用于其他高原和山地的古海拔重建,为全球气候变化、生物地理学和生态演化研究提供更精准的历史数据。


中国科学院植物研究所助理研究员赖阳均为该论文第一作者,中国科学院植物研究所陈之端研究员为论文的通讯作者。课题组成员刘冰副研究员、路安民研究员,以及已毕业博士研究生刘赟,中山大学叶建飞副教授,江西农业大学魏辅文院士参加了该项研究。该工作得到国家重点研发计划、中国科学院战略性先导科技专项和国家自然科学基金等项目的资助。


原标题:《中国科学院植物研究所陈之端研究团队通过整合化石和现生植物群落数据重建了青藏高原古海拔》



编辑:诸鹏飞

审核:盛捷



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