青藏高原东北部现代花粉-真菌孢子组合特征及其古环境指示意义

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青藏高原高寒、缺氧,形成独特的自然地理单元,对全球气候变化非常敏感,是中国乃至亚洲大陆重要的生态安全屏障。青藏高原长时间尺度内人地关系演化发展过程及其机制是当前学术界关注的热点科学问题,而现代花粉和真菌孢子作为有效的环境指标,在古气候、植被演化和人类活动研究中发挥着重要的作用。青藏高原东北部是我国重要的农牧交错带,也是史前人类涉足高原腹地的重要通道,因此,该地区是研究气候变化-生态演替-人类活动之间耦合过程和机制的重点区域。花粉和真菌孢子是反映生态演替和环境变化的直接生物代用指标,在研究古生态和古植被以及古人类活动方面发挥着关键的作用,而花粉和真菌孢子的现代过程研究是沉积地层中化石数据准确解译的关键和基础。因此,本研究选择青藏高原东北部典型的农牧交错带开展花粉和真菌孢子的现代过程及其古环境指示意义研究,在此基础上,开展泥炭沉积地层中花粉和真菌孢子记录研究,从而揭示全新世早中期以来青藏高原东北部典型农牧交错带地区人地关系的演化发展过程及其影响机制。本文以青藏高原东北部农牧交错带(河南县、泽库县和同德县)为研究区域,采集了5个植被群落的84个表土样品、49个放牧家畜粪便样品和28个尕清剖面(GQ)泥炭沉积地层样品进行花粉和真菌孢子分析,揭示表土样品中花粉-真菌孢子与区域植被和人类活动的关系,以及家畜粪便样品中花粉-真菌孢子对家畜采食习性和粪生真菌孢子类型与组合特征的指示意义。在现代过程研究基础上,对尕清剖面进行AMS 14C年代测定及花粉-真菌孢子分析,重建区域古植被演替历史,甄别地层中人类活动的花粉和真菌孢子信息,探讨全新世早期以来研究区气候变化-生态响应-人类活动耦合过程及其机制。本研究主要得出以下结论:(1)青藏高原东北部5种植被群落表土样品中花粉组合以草本和灌木类花粉为主,占总花粉的90%以上,表土花粉组合能较好地代表区域植被群落特征。在高寒草甸重度放牧区蔷薇科、菊科、豆科、毛茛科花粉含量较高,对区域畜牧活动具有指示意义。谷物类禾本科和十字花科花粉对高原农耕活动具有显著指示意义。典型放牧家畜(牦牛、马、羊)粪便样品中花粉组合以莎草科、禾本科、龙胆科、毛茛科花粉为主,可较好地反映区域植被群落特征和牲畜啃食习性,食草动物粪花粉中有少量谷物类禾本科花粉出现反映了当地居民少量耕种燕麦用来饲养牲畜。3种放牧家畜在采食习性上存在一定差异,牦牛采食的植物种类比羊和马略多,牦牛和马对杂草类禾本科和唐松草属植物的采食率低于羊,对龙胆科、菊科和蒿属植物的采食率明显高于羊。(2)不同类型放牧家畜粪便中的真菌孢子以Sporormiella spp.、Urocystis sp.、Sordaria spp.、Pleospora spp.、Glomus spp.、QTPF-01(Qinghai-Tibetan Plateau Fungi)为主。在表土样点中,Savoryella spp.是农田样品的优势种,而Meliola spp.和Coniochaeta spp.则与山地森林环境密切相关。高寒灌丛、高寒草甸和高寒草原真菌孢子组合以Glomus spp.、Savoryella spp.、Valsaria sp.、Entorrhiza spp.和QTPF-03为主。对放牧家畜粪便和表土样品中的真菌组合对比分析表明,Sporormiella spp.、Urocystis sp.、Sordaria spp.、Pleospora spp.、QTPF-01、Podospora spp.、Delitschia A.和QTPF-07是可靠的畜牧活动指示性种属,上述粪生真菌孢子的总浓度对放牧强度响应敏感,可用于高原畜牧活动强度变化的代用指标。(3)尕清剖面花粉-真菌孢子研究分析揭示了青藏高原东北部自8.2 cal ka BP以来,区域植被主要以莎草科为主的高寒草甸,在8.2-4.3 cal ka BP期间,地层中云杉属花粉明显增加,指示全新世中期周围山地云杉林显著扩张。自4.3 cal ka BP开始菊科和藜科花粉含量逐渐增加,粪生真菌孢子Sporormiella spp.、Urocystis sp.、Sordaria spp也同步开始出现,反映了放牧活动加强导致的区域植被退化;在2.8 cal ka BP前后指示畜牧活动花粉和粪生真菌孢子含量显著增加,指示区域畜牧活动进一步增强,通过与区域其他记录综合对比发现全新世中后期青藏高原东北部形成了以畜牧经济为主导的生业模式。
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