云南腾冲和梁河地区新近纪植物化石与古环境变化

The Neogene is a key time interval for the global climate switched from “greenhouse” to “icehouse” conditions. This project will carry out a comprehensive study of paleovegetation, paleoclimate and paleoenvironment based on plant fossils from the upper Miocene to the upper Pliocene in Tengchong and Lianghe regions, western Yunnan Province. According to the isotopic dating of the interbedded volcanics, the accurate geologic ages of the fossil-bearing horizons can be assigned. On the basis of leaf architectural and cuticular features, the fossil leaves will be identified precisely and then the plant compositions of each fossil horizon can be recovered. Using the methods of Coexistence Approach (CA), Leaf Margin Analysis (LMA), and Climate Leaf Analysis Multivariate Program (CLAMP), we will quantitatively reconstruct the paleoclimate changes at different horizons. Moreover, the paleoatmospheric CO2-levels will be studied by the stomatal analysis from some selected sensitive taxa. As a continuous research of previous studies on the late Miocene and late Pliocene floras of western Yunnan, this study will devote to reveal the paleovegetation and paleoclimate evolution during the late Neogene in the southwestern slope of the Hengduan Mountains. It will provide significant scientific values for exploring the environmental changes in the past and predicting the future environmental trends.

新近纪是全球气候变化的重要时期，经历了从“温室气候”向“冰室气候”转换的关键期。本项目以滇西腾冲和梁河地区中新世晚期至上新世晚期不同层位植物化石为研究对象，进行古植被、古气候和古环境的综合研究。结合夹层火山岩同位素测年数据，确定含化石层位的准确地质时代。通过叶结构和角质层特征对化石叶片进行准确鉴定，并重建不同层位的植物群组合面貌特征；共存分析、叶缘分析以及气候-叶片多变量分析程序定量研究古气候变化规律；利用敏感植物类群的表皮气孔参数获取古大气CO2浓度的变化趋势。本项目是对申请人前期相关研究的深入拓展，并致力于揭示晚新近纪横断山西南侧的古植被和古气候演变规律。本项目对探索过去环境变化历史，预测未来环境发展趋势具有重要的科学价值。

新生代气候变化剧烈，对人类的生存环境造成重大影响。本项目以云南西部新近纪植物化石为研究对象，开展了系统的古植物分类学研究，并对研究区古植物演化、古气候和古生态演变进行了综合分析。本项目对裸子植物罗汉松属、三尖杉属、松属、铁杉属等，被子植物杨柳科杨属、小檗科十大功劳属、锦葵科滇桐属等，真蕨类植物水龙骨科槲蕨属等进行了详细的形态学和解剖学研究，并深入探讨了它们的系统演化规律和古生物地理模式。研究表明，上新世时期地横断山区、尤其是滇西地区，是多个植物类群的现代多样中心的发源地，气候和地形的双重作用促进了现代植物分布格局的形成。化石记录表明，滇西腾冲、梁河等地新近纪以来的植物类型发生显著变化，与横断山（高黎贡山）以东存在明显区别。上新世以后横断山的快速隆起和盆谷地貌格局的形成导致了植物的地理隔离，而更新世以来的气候变冷造成了很多植物类群从滇西退出。通过共存分析法、特有种分析法定量重建了滇西地区中新世-上新世的古气候，结果表明研究区为温暖湿润的亚热带气候，年平均气温略高于现代，年平均降水量与现代大致相当。通过壳斗科、桦木科等植物叶片化石的气孔参数和碳同位素值，多种方法综合重建了研究区的古大气CO2浓度，气孔比率法获得的结果为416-495 ppmv，光合气体交换模型重建的结果为416-530 ppmv。此外，在项目的资助下，对甘肃、新疆等地中生代植物化石进行了研究，报道了部分重要植物化石类群并综合重建了三叠纪-白垩纪古大气CO2浓度的变化趋势。本项目圆满完成了研究任务，发表项目标注论文14篇，其中SCI和EI检索论文13篇。培养博士研究生2人，硕士研究生10人，其中5名硕士研究生以本项目化石材料完成了硕士学位论文。项目成果对深入认识横断山区植物多样性形成的根源、青藏高原东南缘的抬升机制及其环境效应具有重要的科学意义，为维护生态环境的可持续发展提供了重要的参考价值。