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河流沉积物孢粉是重建陆地环境演变的重要载体。与湖泊、泥炭等相对封闭的沉积环境不同,河流是开放、整合的搬运通道,孢粉在运输过程中接受河道边岸、支流、坡地、河漫滩及侵蚀沉积库的持续输入,并经历水动力分选、再悬浮、暂存、再沉积和选择性保存等一系列复杂改造。这一过程究竟在多大程度上保留了区域植被与气候信号、又在多大程度上叠加了局地干扰,长期缺乏系统定量约束,严重制约了河流-三角洲孢粉古环境记录的精准解译。
为破解这一核心难题,研究团队聚焦中国东南沿海,跨越约9°纬度带,系统遴选长江、钱塘江、瓯江、闽江、晋江、九龙江六大河流-河口系统,构建完整纬度梯度研究剖面。团队采集79个表层沉积物样品,通过高精度孢粉鉴定(累计统计29746粒孢粉、鉴定115个种属),综合运用指示种分析、冗余分析、稀疏化分析与相似性分析等多维方法,深度剖析孢粉组合与气候环境、河流搬运的内在关联,并与邻近陆相孢粉数据开展定量对比,完整重建了河流-河口孢粉"搬运-改造-沉积"的响应谱系。
研究成果清晰地勾勒出东南沿海河流孢粉分布的生态图景,揭示了气候梯度与河流搬运的双重调控机制:
纬度主导的水热梯度,塑造孢粉“北木南蕨”的地理分异格局。北部长江、钱塘江系统以乔木花粉为绝对优势,占比达41.65%—48.16%;南部闽江、晋江、九龙江系统则迅速转为蕨类孢子主导,占比攀升至62.69%—78.69%,其中里白科(Gleicheniaceae)单一类群贡献达52.12%—68.16%。冗余分析进一步证实,年均降水量是驱动孢粉组合分异的首要因子,主导了区域植被的宏观分布格局。
河流搬运的持续改造,留下显著的“局地叠印”印记。距河口距离显著关联孢粉组合变化,相邻采样站点平均仅保留中等程度的组成相似性(平均Jaccard相似度0.50),而平均Cody周转指数高达10.60,表明河流搬运并非简单的均一化传送带,下游孢粉组合受到局地输入、暂时储存、再改造与河口沉积的反复调制。
“富草保木”的差异化特征,锚定孢粉记录的信号边界。与邻近陆相孢粉数据对比发现,河流沉积物系统富集草本花粉,相对增幅达15.70%—25.13%;而松属、栲属、栎属、青冈属等主导乔木类群在水、陆两套记录中保持广泛一致。这一“草本富集、乔木保真”的双重行为,为河流沉积物孢粉作为区域植被信号载体提供了定量证据边界。
此次研究首次建立了中国东南沿海河流-河口系统的孢粉现代过程定量基准,提出了“乔木花粉作为区域植被首要指标、草本与蕨类等次级类群需结合局地埋藏与沉积相审慎解译”的分层解释框架。这一成果不仅填补了我国河流-河口孢粉现代类比研究的空白,为重建历史时期流域植被演变、解析季风区水热格局变迁提供了高精度的现代校准模型,更为我国河口海岸带沉积物孢粉的物源示踪与古环境定量重建提供了灵敏高效、可推广应用的孢粉学技术方案。
研究团队表示,未来将持续深耕河流-河口孢粉现代过程研究,依托更密集的现代采样网络与沉积物钻孔孢粉记录,重建我国东南沿海流域长期植被演化序列,精准厘清气候变化与人类活动的驱动贡献率,为全球气候变化背景下我国流域生态保护、河口海岸带蓝碳增汇与可持续发展提供更坚实的科学支撑。
华南主要入海河流表层沉积物孢粉分析技术路线图
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