孢粉传播-沉积模型在天山北坡的适用性研究

The aim of this project is to establish and evaluate models of pollen dispersal and deposition in the northern forelands of the Tianshan Mountains. This project will first focus on an empirical study of surface pollen from a long transect (covering alpine meadow-alpine coniferous forest- alpine meadow- mixed steppe and desert- semi-desert and desert) across the northern slopes of the Tianshan Mountains, and the results will then be compared statistically with simulated data sets created using a range of pollen dispersal and deposition (pd&d) models. This approach would be able to determine which pd&d is most appropriate for the diverse areas, especially for using pollen data to determine the changing location of tree-lines. We will then use existing pollen records from lake sediments in the study areas to reconstruct Holocene land cover dynamics using the Multiple Scenario Approach (MSA). This project will provide potentially crucial reference for the studies of environmental changes and biological conservation on the basis of pollen data in arid and semi-arid areas.

本项目拟以北温带干旱半干旱区的天山北坡不同植被带（沿天池-阜康-准噶尔盆地一线的高山草甸-山地针叶林-山地草甸草原-山地荒漠草原-半荒漠-荒漠地带）表层沉积物为主要研究材料，评估何种孢粉传播-沉积模型能模拟主要花粉类型的变化趋势，尤其是林线的变化；并结合本地区湖泊钻孔沉积记录，运用多场景地表覆盖重建方法（Multiple Scenario Approach，MSA)，定量重建全新世以来该地区地表覆盖。本项目将为我国干旱半干旱区环境演变响应研究和沙漠生态环境保护提供新的科学依据。

地表覆盖定量重建领域迫切需要建立现代花粉与植被的数量关系。然而，由于孢粉产量、传播和沉积方式等多方面因素的影响，孢粉组合与植被之间存在一定的差异性，这使得利用化石孢粉谱重建古植被变得复杂及困难。孢粉传播-沉积模型的确立是定量重建过去地表覆盖的基础，其适用程度直接关系到定量重建结果的精度和可靠性。.本研究选择天山北坡不同植被带的表层沉积物为主要研究材料，在野外植被调查的基础上，运用孢粉分析、模型模拟等手段，探讨了风力作用下云杉花粉对湖泊的贡献，并评估了孢粉传播-沉积模型在模拟云杉花粉随距离的变化趋势的有效性。本研究还结合天山西段、中段以及东段的植被调查数据，探讨了天山植被垂直带谱的区域分异规律。.研究结果表明，表土花粉组成可以较好地反应植被群落的变化。风力搬运是云杉花粉传播的重要途径；但风力的作用范围是有限的，距云杉林的距离是决定云杉花粉丰度的重要因素。大部分云杉花粉沉降在距离云杉林300m的范围内，云杉花粉的传播存在“边界”效应；PSS模型、对数模型、z^(-1)模型可以较好地模拟风力作用下云杉花粉随距离的变化趋势。天山北坡植被垂直带谱的变化遵循了东西较为干旱、中部湿润的空间变化规律。天山北坡的西段和中段的山地针叶林以雪岭云杉纯林为主，至东段落叶松逐渐成为优势种。该研究探讨了孢粉记录对植被群落变化响应的敏感性以及孢粉传播-沉积模型在干旱区高海拔山地的适用情况，对理解全球升温背景下干旱区陆地植被和生态系统的响应过程和机制提供了科学依据。

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