黄土高原东部山地表土植硅体沿海拔分布与气候关系研究

Montane vegetation represent one of the sensitive indicators for climate change. Resistant to weathering and gravity-aided in situ deposition, phytoliths were proved to be an effective vegetation proxies for climate change. Up to now, there are rare research on montane surface soil phytoliths, however, clarifying the distribution of surface soil phytoliths along altitude is vitally important to the applying of phytoliths to the research of montane vegetation and climate. No report is available about the systematic research of this aspect for north China, although there are a wide variety of mountains in this area. This project aims to research the phytolith distribution along altitude based on surface soil samples collected from five mountains situated in different latitude, east of Loess Plateau: Hengshan Mountain, Guancenshan Mountain, Guandi Mountain, Wulu Mountain, Xuehua Mountain. The project is expected to establish sequence for the altitudinal distribution of phytoliths in a diverse range of latitude, clarify the relationship between phytolith assemblages and vegetation and climate, explore the practicability of Iph(the proportion of short cell phytoliths from Chloridoideae relative to short cell phytoliths from Chloridoideae and Panicoideae) and Ic(the proportion of short cell phytoliths from Pooideae relative to total short cell phytoliths from Pooideae, Chloridoideae and Panicoideae) in Northern China, and finally provide an up-to-date analogue for the reconstruction of paleovegetation and paleoclimate in mountainous areas of Northern China.

山地植被对气候变化敏感，是气候变化研究的重要指标之一。植硅体具有耐风化、原地沉积等特点，是研究气候变化的较好的植物代用指标。探明山地植硅体沿海拔分布规律是将植硅体运用于山地古植被和古气候研究的关键。但是，迄今为止，山地表土植硅体的研究很少。我国北方山地多样，但该区植硅体系统性研究尚属空白。本项目拟通过对黄土高原东部不同纬度的山地（恒山、管涔山、关帝山、五鹿山、雪花山）不同海拔高密度采样的表土植硅体组合的较系统研究，建立不同纬度的植硅体组合沿海拔变化序列，厘清研究区植硅体组合分布与植被和气候之间的关系，探索植硅体指标参数Iph（虎尾草亚科短细胞植硅体/（虎尾草亚科+黍亚科短细胞植硅体））和Ic（早熟禾亚科短细胞植硅体/（早熟禾亚科+虎尾草亚科+黍亚科短细胞植硅体））在北方应用的可能性，为将植硅体应用于古植被研究和古气候重建提供新的基础和依据。

植硅体的形态特征是植硅体分析的主要基础。利用土壤中植硅体形态的信息可以反映过去植被的组成。.关于植硅体的形态，过去研究较多的是草本类型的植硅体，尤其是禾本科植硅体的形态分类最为详尽，而木本类型植硅体的形态研究还不够充分。本项目在总结国内外木本植硅体研究的主要进展基础上, 了解相关研究的动向和存在的问题等, 结合黄土高原东部采集的木本植物样品，进一步明确了区域木本植硅体，主要裸子植物和双子叶木本植物中植硅体的鉴定特征和细分办法, 以促进植硅体分析在区域古环境、古生态、考古学等领域更深入的应用。.黄土高原东部与华北平原交界处于温带季风气候区水热条件南北差异明显，气温由北向南逐渐增高。区域内植被类型主要有针叶林、阔叶林、灌丛、草原、草丛、草甸、栽培植被等。区域内有北部的恒山，南部的中条山，东部的太行山，西部的吕梁山等几大山系，是进行北方山地表土植硅体组合研究的理想区域。选取了黄土高原东部南北向分布的代表性山脉管涔山、关帝山、五鹿山展开研究。研究区均为国家自然保护区或者森林公园，植被保护状况较好且沿海拔垂直变化较为明显。植硅体分析结果表明，黄土高原东部山地植硅体类型丰富。五鹿山自然保护区从低海拔的表土植硅体从山脚到山顶平台艾和岩垂直变化明显，但是在某些大量种植人工林的地方不能反映自然植被变化；关帝山自然保护区从八道沟到孝文山顶峰，高差明显，植硅体变化亦为显著，反映了从阔叶林到针叶林最后到灌丛草地的植被带垂直变化；管涔山自然保护区植硅体组合对马仑草原和以下森林的林线位置敏感指示，表明植硅体是黄土高原东北缘林线位置的良好指标。