貴州白鷴湖沉積物中孢粉記錄的5.5 kaB.P.以來的氣候變化

杜榮榮，陳敬安，曾 艷，朱正杰

(1.貴州大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，貴陽 550003;2.中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所環(huán)境地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，貴陽 550002)

植物在繁殖期間要撒出大量花粉(植物)和孢子(苔蘚類、蕨類等)，一部分孢粉散落在土壤表面，隨地表徑流遷移入湖;一部分孢粉隨風(fēng)飄揚(yáng)，直接沉降到湖泊，并保存在沉積物中。不同植物種屬的孢粉形態(tài)各不相同，根據(jù)沉積物不同層位的孢粉形態(tài)分析，可以判斷其母體植物種屬，從而可推斷該地區(qū)的植被和氣候變遷。孢粉具有個(gè)體小、數(shù)量大、分布廣泛等優(yōu)點(diǎn)，在古植被恢復(fù)方面得到了廣泛應(yīng)用。理想的孢粉研究地點(diǎn)是封閉的小型湖泊［1］。貴州白鷴湖是位于喀斯特地區(qū)的一小型山區(qū)封閉型湖泊?？λ固氐貐^(qū)的生態(tài)環(huán)境具有先天脆弱性［2-3］，對(duì)氣候變化敏感，是研究氣候變化-生態(tài)環(huán)境耦合關(guān)系的理想場所。本文選取貴州典型喀斯特地區(qū)的白鷴湖為研究對(duì)象，通過對(duì)沉積物孢粉組合的研究，探討該地區(qū)近5000年來的植被演替和氣候變化過程。

1 白鷴湖概況

貴州茂蘭喀斯特保護(hù)區(qū)位于貴州省荔波縣，其東南面與廣西環(huán)江縣毗鄰，是云貴高原向湖廣丘陵盆地的過渡地帶。東西寬 22.8 km，南北長 21.8 km，地理位置為 25°09'20″—25°20'50″N，107°52'10″—108°05'40″E，保護(hù)區(qū)面積2×104hm2，森林覆蓋率在90%以上。茂蘭喀斯特林區(qū)受中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候影響，春秋溫暖，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，且雨量充沛，年均氣溫約18℃，年平均降水量1700 mm左右。該保護(hù)區(qū)除局部地區(qū)覆蓋少量頁巖外，主要分布純質(zhì)石灰?guī)r和白云巖［4］。白鷴湖位于貴州省荔波縣茂蘭鎮(zhèn)(半)原始森林區(qū)(圖1)，位于接近山頂?shù)貐^(qū)的凹地(海拔約700 m)。湖泊面積約5000 m2，平均水深約2 m，湖盆周圍廣泛分布著碳酸鹽巖。

圖1 白鷴湖地理位置示意圖Fig.1 Map showing the location of Lake Baixian

茂蘭森林現(xiàn)生群落喬木層樹種主要有圓果化香(Platycarya longipes)、翅莢香槐(Cladrastis platycarpa)、青岡(Quercus glarca)、欏木石楠(Photinia davidsoniae)、掌葉木(Handeliodendron bodinieri)等。灌木層主要有湖北十大功勞(Mahonia confusa)、球核莢(Viburnum propinquum)、貴州懸竹(Ampelocalamus calcareus)等。草本有廬山樓梯草(Elatostema stewardii)、翠云草(Selaginella uncinata)、柳葉蕨(Cyrtogonellum fraxinellum)等植物［5-7］。草坡以禾本科草本植物為主，灌叢草坡以草本植物占優(yōu)，灌木層種類主要有楓香(Liquidambar)、楊梅(Myrica)、鹽膚木(Rhus chinensis)、香葉樹(Lindera communis)、野牡丹(Melastomaceae)等;灌木林主要樹種有青岡櫟(Quercus Glauca)、小葉柿(Diospyros mollifolia)、女貞(Ligustrum lucidum)等;喬灌林層次分化明顯，主林層由楓香(Liquidambar)、椿木(Ailanthus)、黃檀(Dalbergia)等組成;灌木層由香葉樹(Lindera communis)、藤黃檀(Garcinia)、老虎刺(Pterolobium punctatum Hemsl)、拔葜(Smilaxchinal)、樸樹(Celtis)組成［8］。

2 樣品采集與分析

利用課題組自我研制的沉積物柱芯取樣裝置于2007年5月在白鷴湖湖心區(qū)采得長56 cm的沉積物柱芯。所采沉積物柱芯保存完好，懸浮層未受擾動(dòng)。沉積物柱芯在野外現(xiàn)場按1 cm間隔分樣，裝入塑料自封袋中密閉保存。運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后，沉積物樣品經(jīng)真空冷凍干燥器干燥后，稱量樣品干重，密封保存?zhèn)溆谩?/p>

對(duì)從沉積物柱芯中挑選出的陸源植物碎屑樣品，在環(huán)境地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室前處理，制備成CO2氣體送至蘇格蘭大學(xué)環(huán)境研究中心(Scottish Universities Environmental Research Centre)利用加速器質(zhì)譜(Accelerator Mass Spectrometry)進(jìn)行放射性14C測(cè)年，并使用高精度14C樹輪年齡校正曲線校正為日歷年齡(Calibrated age)。

孢粉分析在中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所孢粉實(shí)驗(yàn)室完成，采用常規(guī)的HF酸處理法，每個(gè)樣品的孢粉統(tǒng)計(jì)數(shù)量約為500—800粒，共鑒定統(tǒng)計(jì)孢粉23287粒。

3 結(jié)果分析

在白鷴湖沉積物柱芯49 cm深度處，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非常適合于14C測(cè)年的陸源植物碎屑樣品，其14C測(cè)年結(jié)果為(4943±30)aB.P.，由此可計(jì)算出白鷴湖平均沉積速率約為1 cm/100a［4］。白鷴湖位于(半)原始森林區(qū)，基本不受人為活動(dòng)影響，其沉積速率相對(duì)保持穩(wěn)定，采用內(nèi)插法可計(jì)算各沉積物樣品的對(duì)應(yīng)年代。該沉積物柱芯記錄了白鷴湖過去5000多年來的生態(tài)環(huán)境變化歷史。

據(jù)各種屬孢粉粒數(shù)量與總孢粉粒數(shù)量可得到各孢粉所占百分比。計(jì)算公式為:

式中，P為各科屬植物孢粉所占百分比(%)，Q為各科屬植物孢粉數(shù)(粒)，X為各科屬植物孢粉總數(shù)(粒)［9-11］。根據(jù)各種類植物的習(xí)性不同，將孢粉分成9個(gè)組合(圖2):喜濕針葉喬木組、涼濕落葉闊葉喬木組、一定季節(jié)耐干木本、熱帶、亞熱帶木本、熱帶和溫帶喜溫暖濕潤木本、溫帶和亞寒帶耐寒和耐旱木本、喜濕或濕生草本、中生和耐寒或耐旱草本、蕨類。

圖2 白鷴湖LB-1柱芯孢粉組合百分比圖譜Fig.2 Pollen palynological assemblages diagram in core LB-1 in the Baixian lake

(1)喜濕針葉喬木組 鐵杉(Tsuga)、淚杉(Dacrydium)、杉科(Taxodiaceae)。

(2)涼濕落葉闊葉喬木組 棕櫚科(Palmae)、樺(Betula)、鵝耳櫪(Carpinus)、榿木(Alnus)、槭樹(Acer)、胡桃(Juglans)、榆(Ulmus)、青錢柳(Cyclocarya)、樸(Celtis)、櫸(Zelkova)、椴(Tilia)、山毛櫸(Fagus)、楓楊(Pterocarya)、楊梅(Myrica)、落葉櫟(Quercus)。

(3)一定季節(jié)耐干木本 石櫟/栲/栗(Lithocarpus/Castanopsis/Castanea)、黃杞(Engelhardtia)、化香(Platycarya)、山核桃(Carya)、楓香(Liquidambar)、冬青(Ilex)、野桐(Mallothus)、桃金娘科(Mytaceae)、莢竹桃科(Apocynaceae)、漆樹科 (Anacaodiaceae)、南酸棗 (Choerospondias)、黃連木 (Pistacia)、常綠櫟(Cyclobalanopsis)。

(4)熱帶、亞熱帶木本 大風(fēng)子科(Flacourtiaceae)、金縷梅料(Hamamelidaceae)、山欖科(Saptaceae)、蕓香科(Rutaceae)、?？?Moraceae)、紫金?？?Myrsinaceae)、酸藤子(Embelia)、紫金牛(Ardisia)、杜莖山(Maesa)、胡椒(Peperomia)等。

(5)熱帶、溫帶木本 山麻桿(Alchornea)、五月茶(Antidesma)、梭羅樹(Reevesia)、梾木(Cornas)、白蠟樹(Fraxinus)、柳(Salix)、五加科(Araliaceae)、獼猴桃(Actiniaca)、鼠李科(Rhamnaceae)、莢迷(Viburnum)、忍冬(Lonicera)、木犀科(Oleaceae)、女貞(Ligusyrum)、馬桑(Coriaria)。

(6)溫帶、亞寒帶或耐寒、耐旱木本 柞木(Xylosma)、榛(Corylus)、花椒(Zanthoxylum)、衛(wèi)矛(Euonymus)、接骨木(Sambucus)、杜鵑花科(Ericaceae)、胡禿子科(Elaeagnaceae)。

(7)喜濕或濕生草本 紫菀(Aster)、毛茛(Ranunculus)、蓼科(Polygonaceae)、紫茉莉(Mirabilis)、十字花科(Cruciferae)、半邊蓮 (Lobelia)、柳葉菜 (Epilobium)、百合(Lilium)、莎草科 (Cyperaceae)、禾本科(Gramineae)等。

(8)中生、耐寒或耐旱草本 繡線菊(Spiraea)、藜科(Chenopodiaceae)、薔薇(Rosa)、蒿(Artemisia)、菊科(Compositae)、大戟科(Euphorbiaceae)、唇形科(Labiatae)、桔梗科(Campanulaceae)、苦苣苔科(Gesneriaceae)等。

(9)蕨類石松(Lycopodium)、卷柏(Sellaginella)、水龍骨科(Polypodiaceae)、瓦韋(Lepisorus)、石韋(Pyrrosia)、蹄蓋蕨(Athyrium)、鐵線蕨(Adiantum)、鳳尾蕨(Pteris)、里白(Hicriopteris)、鱗蓋蕨(Microlepria)、金星蕨科(Thelypteridaceae)、海金沙(Lygodium)、蓮座蕨(Angiopteris)、單縫孢(Monolete spores)等。

選擇孢粉百分含量大于1%，花粉粒數(shù)在1000粒/g以上且具有生態(tài)環(huán)境指示意義的孢粉屬種，用grapher 5.0和 origin 7.5繪制孢粉濃度圖譜［10］。共選了 14個(gè)濃度高的種屬:落葉櫟(Quercus)、常綠櫟(Cyclobalanopsis)、石櫟/栲/栗(Lithocarpus/Castanopsis/Castanea)、榆(Ulmus)、無患子科(Sapindaceae)、山麻桿(Alchornea)、榛(Corylus)、花椒(Zanthoxylum)、杜莖山(Maesa)、禾本科(Gramineae)、蒿(Artemisia)、莎草科(Cyperaceae)、水龍骨科(Polypodiaceae)、瓦韋(Lepisorus)。

在孢粉濃度圖式中，以常綠櫟(Cyclobalanopsis)、禾本科(Gramineae)、蒿(Artemisia)、莎草科(Gyperaceae)和水龍骨科(Polypodiaceae)等屬種變化最為明顯，以此變化結(jié)合孢粉組合百分比圖譜作為劃帶主要依據(jù)。將湖泊沉積物柱芯從下到上劃分為4個(gè)孢粉組合帶(圖2，圖3)。

圖3 白鷴湖LB-1柱芯孢粉濃度圖譜Fig.3 Pollen concentration diagram in core LB-1 in the Baixian lake

帶Ⅰ，47.5—39 cm，即5500—4500 aB.P.期間

本帶喜濕針葉喬木平均約0.6%，涼濕落葉闊葉喬木平均值達(dá)7%;一定季節(jié)耐干木本平均27%;熱帶、亞熱帶木本平均約3.5%;熱帶、溫帶木本平均1%;溫帶、亞寒帶耐寒或耐旱木本平均2%;喜濕或濕生草本平均含量高，達(dá)30%;中生、耐旱或耐寒草本含量相對(duì)低，平均2%，蕨類植物含量也相對(duì)較低，小于10%。松(Pinus)、落葉櫟(Quercus)、常綠櫟(Cyclobalanopsis)、石櫟/栲/栗(Lithocarpus/Castanopsis/Castanea)等木本植物都較多。從圖3可見這一時(shí)期，草本主要是禾本科(Gramineae)、喜濕性莎草科(Cyperaceae);蕨類有喜濕的水龍骨科(Polypodiaceae);而耐旱的蒿(Artemisia)含量為0。

帶Ⅱ，39.50—23.5 cm，即4500—2750 aB.P.期間。本帶松(Pinus)含量與上一時(shí)期比有所降低，平均約6%;喜濕針葉喬木平均0.4%;涼濕落葉喬木與上一時(shí)期相比含量有所降低，平均4%;一定季節(jié)耐干木本與上一時(shí)期相比也有所降低，平均15%;熱帶、亞熱帶木本喬木與上一時(shí)期比，稍有上升，平均5%;熱帶、溫帶木本平均1.5%;溫帶、亞寒帶耐寒或耐旱木本1.8%;喜濕或濕生草本在本帶含量最高，與上一時(shí)期比有所增加，平均40%;中生、耐寒或耐寒草本含量升高，平均6%;蕨類植物在本帶的后半時(shí)期升高至25%。落葉櫟(Quercus)、常綠櫟(Cyclobalanopsis)含量較高，分別為4000粒/g和30000粒/g左右;草本禾本科(Gramineae)和濕生莎草科(Cyperaceae)花粉濃度含量也是最高的，分別為40000粒/g和200000粒/g左右;而旱生草本蒿(Artemisia)開始出現(xiàn);蕨類植物除水龍骨科(Polypodiaceae)含量波動(dòng)外，還有瓦韋(Lepisorus)開始出現(xiàn)。

帶Ⅲ，23.5—13.5 cm，即2750—1500 aB.P.期間

松(Pinus)約8%;喜濕針葉喬木平均0.8%;涼濕落葉闊葉喬木含量稍稍升高，約為7%;一定季節(jié)耐干木本花粉含量下降，小于10%;熱帶、亞熱帶木本與上一時(shí)期差不多，小幅波動(dòng)，在該帶的后半期上升至7%;熱帶、溫帶木本花粉平均1%;溫帶、亞寒帶木本含量稍稍降低，平均1%;喜濕或濕生草本含量降低至15%;中生、耐寒或耐旱草本升高至 8%;蕨類植物在本帶含量高，平均 30%。落葉櫟(Quercus)、常綠櫟(Cyclobalanopsis)和石櫟/栲/栗(Lithocarpus/Castanopsis/Castanea)含量都不高;而花椒(Zanthoxylum)幾乎沒有;榆(Ulmus)和榛(Corylus)含量與上一時(shí)期比也有所降低;禾本科(Gramineae)含量降低至30000粒/g以下;蒿(Artemisia)含量升高至80000粒/g左右;而濕生草本莎草科(Cyperaceae)含量降低至20000粒/g以下，并繼續(xù)呈下降趨勢(shì);蕨類植物水龍骨科(Polypodiaceae)和瓦韋(Lepisorus)含量均上升。

帶Ⅳ，13.5—0 cm，即 1500 aB.P.—今

松(Pinus)約8%;喜濕針葉喬木含量為0;涼濕落葉闊葉喬木花粉5%以下;一定季節(jié)耐干木本花粉低于10%;熱帶、亞熱帶木本波動(dòng)下降，在該帶的后半期降至3%以下;熱帶、溫帶木本花粉含量升高至平均3%;溫帶、亞寒帶木本花粉含量稍稍降低至2%;喜濕或濕生草本花粉約15%;中生、耐寒或耐旱草本花粉含量升高波動(dòng)變化，最高時(shí)達(dá)到12%;蕨類植物孢子在本帶含量繼續(xù)升高，平均35%，最高時(shí)高于45%。落葉櫟(Quercus)、常綠櫟(Cyclobalanopsis)和石櫟/栲/栗(Lithocarpus/Castanopsis/Castanea)含量都不高;而花椒(Zanthoxylum)依然幾乎沒有;榆(Ulmus)和榛(Corylus)含量與上一時(shí)期比又有所降低;禾本科(Gramineae)含量有所升高;蒿(Artemisia)含量升高至100000粒/g左右，最高時(shí)達(dá)到400000粒/g;而濕生草本莎草科(Cyperaceae)含量降低至幾乎沒有;蕨類植物水龍骨科(Polypodiaceae)含量上升，瓦韋(Lepisorus)含量稍稍下降。旱生草本在這一時(shí)期基本呈上升趨勢(shì)，濕生草本含量降低，顯示這一時(shí)期以氣候持續(xù)變干為主。

4 白鷴湖古植被與古氣候變化歷史

白鷴湖地區(qū)現(xiàn)生種由圓果化香(Platycarya longipes)、翅莢香槐(Cladrastis platycarpa)、青岡(Quercus glarca)、欏木石楠(Photinia davidsoniae)、掌葉木(Handeliodendron bodinieri)、湖北十大功勞(Mahonia confusa)、球核莢(Viburnum propinquum)、貴州懸竹(Ampelocalamus calcareus)、廬山樓梯草(Elatostema stewardii)、翠云草(Selaginella uncinata)、柳葉蕨(Cyrtogonellum fraxinellum)等植物組成［5］。剖面中，松孢粉含量一直比較穩(wěn)定，松孢粉是傳播較遠(yuǎn)的種屬，松可能來自遠(yuǎn)源。石漠化地區(qū)主要植被以草本、蕨類及灌木為主［12］。白鷴湖沉積物孢粉應(yīng)該來源于白鷴湖流域及周邊地區(qū)植被，通過風(fēng)傳播和地表徑流帶入。根據(jù)孢粉分析結(jié)果，白鷴湖地區(qū)古植被與古氣候變化可分為4個(gè)階段。

Ⅰ帶5500—4500 aB.P.期間，氣候溫暖濕潤

松(Pinus)、常綠櫟(Cyclobalanopsis)、石櫟/栲/栗(Lithocarpus/Castanopsis/Castanea)、楓香(Liquidambar)、禾本科(Gramineae)、莎草科(Cyperaceae)及單縫包(Monolete spores)含量較高，苦苣苔科(Gesneriaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)等中旱生草本含量很低，旱生蒿類(Artemisia)花粉為零，水龍骨科(Polypodiaceae)和鱗蓋蕨(Microlepria)及瓦韋(Lepisorus)等蕨類植物孢子含量很低，其中櫟屬(Quercus)、石櫟屬(Lithocarpus)為山地濕性常綠闊葉林的特征屬。溫暖濕潤的氣候條件，適宜大多數(shù)種類植物的生長。圖2顯示該帶喜濕針葉木本、涼濕闊葉落葉木本，熱帶、溫帶木本及喜濕草本百分比都較高，而中旱生草本和蕨類植物含量較低;圖3可見落葉櫟(Quercus)、常綠櫟(Cyclobalanopsis)、石櫟/栲/栗(Lithocarpus/Castanopsis/Castanea)等木本植物都較多，草本主要是禾本科(Gramineae)、喜濕性莎草科(Cyperaceae);蕨類有喜濕的水龍骨科(Polypodiaceae);而耐旱的蒿(Artemisia)含量為0。對(duì)應(yīng)這一時(shí)期，桂林響水洞和荔波董哥洞石筍δ18O值平均為-6.15‰、-8.02‰，與石筍序列平均值相比偏負(fù)，顯示這一時(shí)期西南地區(qū)為氣候適宜期［13］。貴州白骨洞石筍δ18O值也顯示這一時(shí)期降雨充沛［14］。草海δ18O值也顯示這一階段氣溫較高［15］。湖泊孢粉記錄與洞穴記錄的一致性表明這段時(shí)期內(nèi)，貴州地區(qū)主要表現(xiàn)為溫暖濕潤的氣候特征。

Ⅱ帶4500—2750 aB.P.期間，是該區(qū)的氣候轉(zhuǎn)變過渡期

本帶松(Pinus)花粉含量與上一時(shí)期比有所降低，平均6%;喜濕針葉喬木花粉平均0.4%;涼濕落葉喬木和一定季節(jié)耐干木本花粉與上一時(shí)期相比也有所降低，平均15%;熱帶、亞熱帶木本喬木與上一時(shí)期比，稍有上升，平均5%;熱帶、溫帶木本花粉平均1.5%;溫帶、亞寒帶耐寒或耐旱木本花粉約1.8%;喜濕或濕生草本花粉在本帶含量最高，與上一時(shí)期比有所增加，平均40%，但在3600 aB.P.以來呈降低趨勢(shì);中生、耐寒或耐旱草本含量升高，平均6%;蕨類植物在本帶的后半時(shí)期升高至25%。落葉櫟(Quercus)、常綠櫟(Cyclobalanopsis)含量較高，分別為4000粒/g和30000粒/g左右;禾本科(Gramineae)和濕生莎草科(Cyperaceae)花粉濃度含量也是最高的，分別為40000粒/g和200000粒/g，但在4000 aB.P.以后呈逐漸下降趨勢(shì);旱生草本蒿(Artemisia)開始出現(xiàn)，并且呈緩慢上升的趨勢(shì);蕨類植物除水龍骨科(Polypodiaceae)含量波動(dòng)外，還有瓦韋(Lepisorus)開始出現(xiàn)。以上特征表明，這一時(shí)期，木本植物稍有減少，草本含量開始增加，并且草本中的喜濕類含量由高向低轉(zhuǎn)變，而旱生類草本開始出現(xiàn)并且呈增長趨勢(shì)，表明該期是氣候轉(zhuǎn)變過渡期，氣候開始向干旱發(fā)展，氣溫逐漸下降。桂林響水洞、荔波董哥洞和云南寧蒗仙人洞石筍δ18O記錄顯示4000—2100 aB.P.時(shí)段內(nèi)是氣候冷事件的突變或轉(zhuǎn)變期，氣溫降低［13］。而云南拱王山地區(qū)4.7—2.1 KaB.P.時(shí)段氣候涼濕［16］。由于地理位置不同，兩地在降水方面存在差異，但這些記錄均反映這一時(shí)期氣溫降低。

Ⅲ帶2750—1500 aB.P.期間，氣候溫涼干旱

該帶松(Pinus)花粉平均8%，與上一時(shí)期接近;喜濕針葉喬木花粉平均0.8%，與上時(shí)期比略有增加;涼濕落葉闊葉喬木含量稍稍升高，為7%;一定季節(jié)耐干木本含量下降，低于10%;熱帶、亞熱帶木本與上一時(shí)期接近，僅有小幅波動(dòng)，在該帶的后半期上升至7%;熱帶、溫帶木本平均1%;溫帶、亞寒帶木本含量稍稍降低，平均1%;喜濕或濕生草本含量降低至15%;中生、耐寒或耐旱草本升高至8%;蕨類植物孢子在本帶含量較高，平均30%。落葉櫟(Quercus)、常綠櫟(Cyclobalanopsis)和石櫟/栲/栗(Lithocarpus/Castanopsis/Castanea)含量都不高;花椒(Zanthoxylum)幾乎消失出現(xiàn);榆(Ulmus)和榛(Corylus)含量與上一時(shí)期比也有所降低;禾本科(Gramineae)含量降低至30000粒/g以下;蒿(Artemisia)含量升高至80000粒/g;而濕生草本莎草科(Cyperaceae)含量降低至20000粒/g以下，并繼續(xù)呈下降趨勢(shì);蕨類植物水龍骨科(Polypodiaceae)和瓦韋(Lepisorus)含量均上升。綜合上述特征，喬木灌木種類沒有一致性變化，一些種類有所減少，而另一些種類又有所增加;木本植物對(duì)環(huán)境變化有一定的抵御力，整體上沒有太大變化;草本總體上數(shù)量增加，但喜濕草本減少，而耐旱草本顯著增加，尤其是適宜石漠化環(huán)境的蕨類植物大幅增加［12］。上述事實(shí)表明該時(shí)期氣候向溫涼干旱轉(zhuǎn)變，該區(qū)植被組合逐漸趨向石漠化地區(qū)的植被組合。該區(qū)孢粉記錄的氣候變化與洞穴石筍記錄的4000—2100 aB.P.時(shí)段內(nèi)氣溫降低相一致［13］。白鷴湖沉積物柱芯有機(jī)質(zhì)C/N比值、Sr/Rb比值變化分析結(jié)果亦表明 3.6—2.2 kaB.P.氣候持續(xù)向干旱化方向發(fā)展［4］。

Ⅳ帶1500 aB.P.至今，氣候干旱、溫涼

松(Pinus)平均8%;喜濕針葉喬木含量為0;涼濕落葉闊葉喬木花粉低于5%;一定季節(jié)耐干木本低于10%;熱帶、亞熱帶木本波動(dòng)下降，在該帶的后半期降至3%以下;熱帶、溫帶木本含量升高至平均3%;溫帶、亞寒帶木本含量稍稍降低，平均2%;喜濕或濕生草本花粉平均5%左右;中生、耐寒或耐旱草本花粉升高且波動(dòng)變化，最高時(shí)達(dá)到12%;蕨類植物在本帶含量繼續(xù)升高，平均35%，最高時(shí)高于45%。落葉櫟(Quercus)、常綠櫟(Cyclobalanopsis)和石櫟/栲/栗(Lithocarpus/Castanopsis/Castanea)含量都不高;而花椒(Zanthoxylum)依然幾乎消失;榆(Ulmus)和榛(Corylus)含量與上一時(shí)期比又有所降低;禾本科(Gramineae)含量有所升高;蒿(Artemisia)含量升高至100000粒/g左右，最高時(shí)達(dá)到400000粒/g;而濕生草本莎草科(Cyperaceae)含量降低至幾乎沒有;蕨類植物水龍骨科(Polypodiaceae)含量上升，瓦韋(Lepisorus)含量稍稍下降。木本的變化說明了該區(qū)氣候向溫涼轉(zhuǎn)變，草本和蕨類的變化反應(yīng)了氣候干旱化，蕨類的大量生長說明了該區(qū)生態(tài)環(huán)境向石漠化方向發(fā)展。貴州東部洞穴石筍記錄也反映這一時(shí)期氣候波動(dòng)并向溫涼干旱發(fā)展［17］。白鷴湖位于接近山頂?shù)貐^(qū)的(半)原始森林區(qū)，人為活動(dòng)影響很少，其生態(tài)環(huán)境主要受自然地質(zhì)環(huán)境條件和氣候變化影響。因此，上述研究結(jié)果還揭示了自然氣候變化事件(如氣候的持續(xù)干旱)也可導(dǎo)致喀斯特地區(qū)發(fā)生石漠化，證實(shí)了喀斯特地區(qū)生態(tài)環(huán)境具先天脆弱性。

5 結(jié)論

白鷴湖孢粉記錄揭示該地區(qū)近5000年來經(jīng)歷了4個(gè)不同的植被與氣候變化階段:5500—4500 aB.P.期間，各類植被比較豐富，氣候溫暖濕潤;4500—2750 aB.P.期間，木本植被變化不大，干旱草本和蕨類植物開始出現(xiàn)，是氣候轉(zhuǎn)變過渡期;2750—1500 aB.P.期間，木本植物組合發(fā)生明顯變化，喜濕草本減少，耐旱草本增加，氣候繼續(xù)向溫涼干旱化發(fā)展;1500 aB.P.至今，木本植被和喜濕草本繼續(xù)減少，中生耐旱草本和蕨類植物數(shù)量繼續(xù)大幅增加，干旱化趨勢(shì)明顯，植被組合向典型石漠化植被組合類型發(fā)展。白鷴湖沉積物剖面孢粉組合變化表明，該地區(qū)近5000年來氣候變化以溫度下降、降水減少為主要趨勢(shì)，并存在明顯的植被退化現(xiàn)象。本研究也表明，自然氣候變化事件(如氣候持續(xù)干旱)可導(dǎo)致喀斯特地區(qū)發(fā)生石漠化，科學(xué)評(píng)估白鷴湖地區(qū)氣候干旱化趨勢(shì)及其生態(tài)環(huán)境影響對(duì)指導(dǎo)該地區(qū)合理應(yīng)對(duì)氣候變化具重要意義，在今后的研究工作中亟待加強(qiáng)。

［1］ Wo K D.Yunnan pollen data on the significance of the tropical and subtropical regions//Quaternary Collaborative Research Group of Chinese Academy of Sciences in Australia.China-Australia Quaternary Symposium Collection，Beijing:Science Press，1987:21-27.

［2］ Wan G J.Carbonate and Environment(Volume 1).Beijing:Seismological Press，1995:1-90.

［3］ Wan G J.Carbonate and Environment(Volume 2).Beijing:Seismological Press，2000:1-6.

［4］ Chen J A，Zen Y，Zhang W，Li J，Zhu Z J.Day event at 4—2kaB.P.recorded by the sediments of Baixian lake and it's impact on the regional eco-environment.Quaternary Sciences，2010，30(6):1131-1137.

［5］ Long C L，Yu S X.Space variation of seed rain and seed bank in gaps of Karst forest in Maolan nature reserve，Guizhou Province.Acta Botanica Yunnanica，2007，29(3):327-332.

［6］ Long C L.Regeneration and the quantitative characteristics of trees in gaps in karst forest in Maolan Natural Reserve，Guizhou province.Journal of Yunnan University，2007，29(3):317-323.

［7］ Long C L，Zhu S Q.A preliminary discussion on the fate of seeds in soil seed bank of karst forest.Journal of Guizhou Normal University:Natural Sciences，2001，19(2):20-22.

［8］ Li Y Y，Mu B，Zhu X K，Long C L.Microclimate characteristics of different successional stages of communities of Karst forest.Journal of Mountain Agriculture and Biology，1998，17(6):364-367.

［9］ Pan T，Wu S H，Dai E H，Wang H，Zhao D S.Quantitative relationships between surface pollen and spores assemblages and vegetation in the Southern Subtropics of Yunnan Province，China.Acta Ecologica Sinica，2008，28(12):6060-6069.

［10］ Xu Z P，Chen J X，Xiao J Y.Pollen records since late middle-2 pleistocene in the Kunming Basin，Yunnan Province and paleoclimate evolution.Acta Geologica Sinica，2009，83(1):65-78.

［11］ Yang X D，Wang S M，Tong G B，Wu J L，Jiang X Z.The late pleistocene pollen record in the lake sediments from ancient Heqing lake and its significance for palaeoclimate.Quaternary Sciences，1998，(4):335-343.

［12］ Zhao Z Y，Yuan D X，Luo L D，Shi S Q，Hao X D.Aalynological assemblage characters and the ecologic significance among rocky desert of different grades—A case in Huajiang.Carsologica Sinica，2010，29(2):113-120.

［13］ Zhang M L，Tu L L，Lin Y S，Qin J M，Wang H，F(xiàn)eng Y M，Yang Y，Zhu X Y.The cooling events from stalagmite records during the middle and late Holocene in southwest China.Carsologica Sinica，2004，23(4):283-290.

［14］ Wu J Y，Wang Y J，Kong X G.Evolution and abrupt changes of the Holocene Asian monsoon climate recorded by stalagmite in Baigu cave in Guizhou.Marine Geology and Quaternary Geology，2006，26(5):55-61.

［15］ Tao F X，Hong Y T，Jiang H B.The near 8Ka climate change in Caohai Guizhou.Chinese Science Bulletin，1996，41(16):1489-1492.

［16］ Zhang W，Mu K H，Cui Z J，F(xiàn)eng J L，Yang J Q.Record of the environmental change since Holocene in the region of Gongwang mountain，Yunnan province.Earth and Environment，2007，35(4):343-351.

［17］ Zhang M L，Cheng H，Lin Y S，Qin J M，Zhu X Y，Yang Y，Chen H M，Edwards R L.High-resolution climatic record from a stalagmite in the past 2000 years in Libo，Guizhou Provience.Acta Sedimentologica Sinica，2006，24(3):339-348.

參考文獻(xiàn):

［1］ D.沃克.云南花粉資料對(duì)熱帶亞熱帶區(qū)域的意義//中國科學(xué)院中澳第四紀(jì)合作研究組編.中國-澳大利亞第四紀(jì)學(xué)術(shù)討論會(huì)文集，北京:科學(xué)出版社，1987:21-27.

［2］ 萬國江.碳酸鹽巖與環(huán)境(卷一).北京:地震出版社，1995:1-90.

［3］ 萬國江.碳酸鹽巖與環(huán)境(卷二).北京:地震出版社，2000:1-6.

［4］ 陳敬安，曾艷，張維，李鍵，朱正杰.貴州白鷴湖沉積物記錄的4—2kaB.P.干旱氣候事件及其生態(tài)環(huán)境影響.第四紀(jì)研究，2010，30(6):1131-1137.

［5］ 龍翠玲，余世孝.茂蘭喀斯特森林林隙種子雨、種子庫空間變異.云南植物研究，2007，29(3):327-332.

［6］ 龍翠玲.茂蘭喀斯特森林林隙樹種更新及數(shù)量特征.云南大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2007，29(3):317-323.

［7］ 龍翠玲，朱守謙.喀斯特森林土壤種子庫種子命運(yùn)初探.貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2001，19(2):20-22.

［8］ 李援越，穆彪，祝小科，龍翠玲.喀斯特森林不同演替階段群落的小氣候特征.山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報(bào)，1998，17(6):364-367.

［9］ 潘韜，吳紹洪，戴爾阜，王昊，趙東升.云南亞熱帶南部表土孢粉組合與植被間的定量關(guān)系.生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，28(12):6060-6069.

［10］ 許哲平，陳建強(qiáng)，肖景義.云南昆明盆地中更新世晚期以來的孢粉記錄及古氣候演化.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009，83(1):65-78.

［11］ 羊向東，王蘇民，童國榜，吳敬祿，蔣雪中.云南鶴慶古湖晚更新世的抱粉記錄及其古氣候?qū)W意義.第四紀(jì)研究，1998，(4):335-343.

［12］ 趙增友，袁道先，羅倫德，石勝強(qiáng)，郝秀東.不同石漠化等級(jí)的孢粉組合特征及其生態(tài)指示意義——以花江實(shí)驗(yàn)區(qū)為例.中國巖溶，2010，29(2):113-120.

［13］ 張美良，涂林玲，林玉石，覃嘉銘，王華，馮玉梅，楊琰，朱曉燕.中國西南地區(qū)中—晚全新世降溫事件的石筍記錄.中國巖溶，2004，23(4):283-290.

［14］ 吳江瀅，汪永進(jìn)，孔興功.貴州白骨洞石筍記錄的全新世季風(fēng)氣候演化與突變.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2006，26(5):55-61.

［15］ 陶發(fā)祥，洪業(yè)湯，姜洪波.貴州草海地區(qū)最近8Ka的氣候變化.科學(xué)通報(bào)，1996，41(16):1489-1492.

［16］ 張威，穆克華，崔之久，馮金良，楊建強(qiáng).云南拱王山地區(qū)全新世以來的環(huán)境變化記錄.地球與環(huán)境，2007，35(4):343-351.

［17］ 張美良，程海，林玉石，覃嘉銘，朱曉燕，冉景丞，楊琰，陳會(huì)明，Edwards R L.貴州荔波地區(qū)2000年來石筍高分辨率的氣候記錄.沉積學(xué)報(bào)，2006，24(3):339-348.