許維偉,郭建秋,尹錦鋒,王幫全

(1.昆明理工大學國土資源工程學院,昆明650093;2.平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院,平頂山467001;3.四川省地質調查院,雙流 610213)

0 引言

四川省道孚地區(qū)地處青藏高原東南緣、甘孜洲東北部[1],雅礱江支流—鮮水河中下游,東北與丹巴、金川接壤,東南與康定、雅江毗鄰,西北與新龍、爐霍、壤塘交界。地理坐標為東經 100°32′～101°44′,北緯 30°20′～ 31°32′。根據當地氣象站的資料顯示,現(xiàn)代的年平均氣溫7.8℃,1月均溫2.5℃,7月均溫16℃,年降水量569 mm。該地區(qū)現(xiàn)代植被群落從低海拔到高海拔分為6個類型,其植被主要成垂直分布,共有草本植物342種,木本植物57科,119 屬 、223 種 ;有云杉 、冷杉 、鐵杉 、樺木等,珍稀樹種有紅豆杉、檀木;藥用植物有227種,主要有無花果、黨參、貝母、天麻、當歸[2]。通過對該區(qū)第四紀湖積剖面樣品孢粉組合特征的研究,將其劃分出3個組合帶,探討了該區(qū)49.2萬a以來植被及氣候的演化特征,對今后該區(qū)及鄰區(qū)的相關研究有一定的指導意義。

1 孢粉記錄

1.1 取樣剖面介紹

所選采樣剖面位于四川省道孚縣城南約1 km,鮮水河南岸。沉積物均為一套湖積黏土,屬湖積階地,其沉積物均為一套湖積黏土:具一定膠結程度的粉砂質黏土層,分屬于四次冰期沉積物—冰積物,相對應的海拔高度為3 900 m、4 000 m、4 250 m、4 400 m。

根據其沉積物特征該剖面屬于深—淺湖相:中厚層狀泥質粉砂質及泥質黏土為主,具有明顯的灰黃、灰白相間的韻律紋層,紋層細密,向上顆粒粒度逐漸變粗,砂質含量增加,顆粒分選好至中等,磨圓度較好。該套黏土層構成湖積臺地地貌,該剖面臺坎及臺面保存比較完整,臺坎高7～9 m,臺面寬度300～400 m,之間剖面共揭露了約900 cm,上部以耕作土層為界,下部至湖水面。按照一定的取樣間距共采取了3個孢粉組合樣分別記為BF1、BF2、BF3,如圖1所示。

圖1 道孚地區(qū)湖積剖面及采樣位置圖

1.2 分析方法

室內對野外采集的所有孢粉樣品進行化學分析處理,即傳統(tǒng)的鹽酸、氫氟酸、堿處理法[3]。具體操作過程如下:每塊樣品取樣100 g,加入百分比濃度為36%的鹽酸和15%的氫氟酸,使其充分反應,除去圍巖中鈣質、泥質成分,再加入百分比濃度為10%的碳酸鉀溶液,使其中和。然后分別用相對密度為2.25、2.1的碘化鋅重液進行2次浮選,從而獲得孢粉化石[4]。最后在BX50型Olympus雙目生物顯微鏡下進行觀察、鑒定,在多數樣品中見有豐富的孢粉化石。

1.3 結果分析

1.3.1 孢粉組合特征

根據樣品中孢粉百分含量的變化和種類的不同,將其劃分為3個組合帶,見圖2。

圖2 道孚地區(qū)湖積黏土剖面孢粉組合帶圖

Ⅰ帶(4.5～8.1 m)以木本植物花粉的高含量為特征。木本植物花粉的含量高達86.1%,主要是針葉植物樹種,有云杉(27.3%)、冷杉(13.1%)和松屬(10.8%),闊葉植物樹種有較多的樺屬(Betula)及櫟屬(Quercus)、榛屬(Corylus)、櫪屬(Celtis)、榆屬(Ulmus)等。草本植物花粉主要是莎草科(Cyperaceae)及少量的禾本科(Gramineae)、毛莨科(Ranunculaceae)、藜科(Chenopodiaceae)等。蕨類植物孢子也很繁盛,有卷柏屬(Selaginella)、石松屬(Lygodium)、鐵線蕨屬(Adiantum)、短腸蕨屬(Allantodia)、鱗蓋蕨屬(Lepidopteris)、水龍骨科(Polypodiaceae)的孢子等。

Ⅱ帶(1.0～4.5 m)以木本植物花粉含量下降、蕨類植物孢子含量增加為特征。和上帶相比,冷杉(8.8%)、云杉(8.3%)、松屬(7.6%)、羅漢松屬(Podocarpus)及樺屬、櫟屬等木本植物花粉下降明顯。草本植物花粉主要是禾本科花粉,含量為11.2%,其它草本植物花粉包括莎草科、毛莨科、菊科(Compositae)、藜科等。水生草本植物花粉僅見有菱屬(Typha)。蕨類植物孢子仍很繁盛,其含量與木本植物花粉含量相近,主要是水龍骨科(Polypodiaceae)的孢子[5],占整個組合的20.0%,其它還見有卷柏屬(Selaginella)、石松屬(Lygodium)、鐵線蕨屬(Adiantum)、短腸蕨屬(Allantodia)、鱗蓋蕨屬(Lepidopteris)、鳳尾蕨屬(Pteris)、里白屬(Hicropteris)等。

Ⅲ帶(0.6～1.0 m)在木本植物花粉中,針葉樹種花粉含量回升,冷杉、云杉較上帶有所增加,二者含量分別為10.3%、12.8%,松屬花粉增加明顯,含量為20.8%,其它還見有雪松(Cedrus)、鐵杉(Tsgua)和杉科(Taxodiaceae)花粉。落葉闊葉樹種常見,有樺屬、櫟屬、榛屬、榿木屬(Alnus)、漆樹屬(Rhus)等;在草本植物花粉中,禾本科含量有所下降,占組合的8.5%,毛莨科、藜科花粉略有增加,出現(xiàn)少量的水生植物花粉及藻類孢子。蕨類植物孢子含量較高,主要是水龍骨科(Polypodiaceae)中瘤面單縫孢類的孢子,占整個組合的10.2%,其它還見有卷柏屬(Selaginella)、紫萁屬(Osmunda)、短腸蕨屬(Allantodia)、鱗蓋蕨屬(Lepidopteris)、里白屬(Hicropteris)及苔蘚類的水蘚屬孢子。

1.3.2 古植被、古氣候的重建與演化

植物歷來有自動“溫度計”之稱,植被能及時地隨氣候及生長地區(qū)的緯度、高度變化而發(fā)生更替或遷移。一定的植物群反映一定的氣候,因此,利用孢粉資料恢復古植被是研究古氣候的有效方法之一[6]。

根據以上3個孢粉組合帶的特征(見圖2),可以把道孚地區(qū)古植被、古氣候的演化劃分為以下3個階段。

第1階段(4.5～8.1 m,花粉帶Ⅰ,ESR測得底界年齡為49.2萬a),云杉(27.3%)、冷杉(13.1%)和松屬(10.8%)的花粉含量高,且花粉濃度高,說明當時當地生長著以喜冷濕環(huán)境的云杉和冷杉為主的亞高山暗針葉林[7]。另外,林間海拔稍低處松林中生長著落葉闊葉類植物,這些植物要求暖濕的環(huán)境,表明該區(qū)當時氣候屬溫濕型。植被的垂直分帶較明顯,在海拔較高處,還見有莎草科(Cyperaceae)及少量的禾本科(Gramineae)。這一階段的植被類型總體上反映當時的氣候較冷,比現(xiàn)在氣溫略高,如表1。

表1 道孚地區(qū)49.2萬a以來的植被演替與氣候變化

第2階段(1.0～4.5 m,花粉帶Ⅱ,ESR測得底界年齡為33.8萬a),與前一階段相比,亞高山暗針葉林的分布規(guī)模較早期縮小,其中包括冷杉(8.8%)、云杉(8.3%)、松屬(7.6%)等。蕨類植物孢子含量增加,大規(guī)模出現(xiàn),其中草本植物花粉主要是禾本科花粉,含量為11.2%,其它草本植物花粉有莎草科、毛莨科、菊科(Compositae)、藜科等。其植被類型顯示出氣溫下降,亞高山暗針葉林花粉含量減小,反映當時的氣候較寒冷,與現(xiàn)在氣溫相當,降水量減少,低于現(xiàn)在的降水量?？梢钥闯霰緟^(qū)在這一階段有經歷了一次冰期作用。這一時期氣溫的降低可能與青藏高原的隆升運動及第四紀冰期有一定聯(lián)系[8]。

第3階段(0.6～1.0 m,花粉帶Ⅲ,ESR測得底界年齡為11.6萬a),在早期(花粉帶Ⅰ),亞高山暗針葉林擴張,本階段亞高山暗針葉林分布規(guī)模稍遜于第 1階段,但超過第 2階段,其中包括冷杉(10.3%)、云杉(12.8%),氣溫較之第2階段有所回升,但仍沒有超過第1階段,推測當時的氣溫比現(xiàn)在高。由于組合中藜科花粉含量占草本植物花粉第2位,該植物類型適合較濕潤的生存環(huán)境,顯示出當時年降水量較大,與現(xiàn)在接近或略多。

從以上3個階段的分析可以看出,該區(qū)古氣候及古植被經歷了3個階段的演化,古植被的演化反映了古氣候的演化變遷規(guī)律,該區(qū)大的古氣候環(huán)境以溫暖濕潤為背景,經過了暖濕—冷干—暖濕的演化過程,與區(qū)域上氣候特征的演化相吻合[9]。

2 結語

通過以上研究得出,該區(qū)第四紀湖積剖面孢粉組合帶可以劃分為3個組合帶:

Ⅰ帶(4.5～8.1 m)以木本植物花粉的高含量為特征。主要是針葉植物樹種,有云杉(27.3%)、冷杉(13.1%)和松屬(10.8%),闊葉植物樹種有較多的樺屬(Betula)及櫟屬(Quercus)、榛屬(Corylus)、櫪屬(Celtis)榆屬(Ulmus)等。

Ⅱ帶(1.0～4.5 m)以木本植物花粉含量下降、蕨類植物孢子含量增加為特征。冷杉(8.8%)、云杉(8.3%)、松屬(7.6%)、羅漢松屬(Podocarpus)及樺屬、櫟屬等木本植物花粉下降明顯。

Ⅲ帶(0.6～1.0 m)在木本植物花粉中,針葉樹種花粉含量回升,冷杉、云杉較上帶有所增加。

通過上述植被類型及氣候探討,筆者認為該地區(qū)49.2萬a以來的氣候經歷了和植被演替一樣的3個階段:第1階段的植被以亞高山暗針葉林為主,顯示出氣候較冷,比現(xiàn)在氣溫略高→第2階段植被以亞高山暗針葉林和草甸為主,降溫,寒冷→第3階段以亞高山暗針葉林為主的植被類型,表明氣溫高。

[1]許志琴,候立瑋,王宗秀,等.中國松潘—甘孜造山帶的造山過程[M].北京:地質出版社,1992:1-182.

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[8]呂榮平,羅鵬.西藏札達盆地托林剖面孢粉組合特征及其古氣候意義[J].地質通報,2006,25(12):1 475-1 480.

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