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昆明植物所在中國木本雙子葉植物葉相地理分布與氣候的相關(guān)性研究取得進展 文章來源:資源植物與生物技術(shù)重點實驗室 | 發(fā)布時間:2019-05-09 | 作者:陳文允 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 植物葉片形態(tài)特征(葉相)反映了植物在生理和生態(tài)過程上的功能適應(yīng),從而能敏感的指示當?shù)貧夂?/span>。木本雙子葉植物葉相特征和氣候因子之間存在顯著的相關(guān)性,這種相關(guān)性不僅在某個類群和群落中存在,而且在區(qū)域尺度、大陸尺度、甚至全球尺度內(nèi)都存在,因此古植物學(xué)家利用葉相-氣候的這種相關(guān)性定量重建新生代陸地古氣候。中國濕潤、半濕潤地區(qū)是全世界木本雙子葉植物多樣性最為豐富的地區(qū)之一,加上該區(qū)域受到夏季多雨、冬季干旱為顯著特征的亞洲季風氣候影響,使得區(qū)域內(nèi)形成了特殊的植物葉相組合,而與世界其它地區(qū)有所不同。而這種季風季風的強烈影響下的獨特葉相特征、葉相地理分布格局以及基于該葉相-氣候模型的古氣候重建模式,還沒有經(jīng)過覆蓋廣闊區(qū)域的大數(shù)據(jù)檢測。 中國科學(xué)院昆明植物研究所陳文允博士在周浙昆研究員的指導(dǎo)下,對中國濕潤、半濕潤地區(qū)的木本雙子葉植物的葉相地理分布格局、氣候因子對其地理分布的影響、以及基于葉相-氣候構(gòu)建古氣候重建模型等方面開展了研究。該研究基于中國濕潤、半濕潤地區(qū)3, 166種木本雙子葉植物地理分布數(shù)據(jù),建立了在732個縣域內(nèi)包括單葉、波形葉、葉面積、葉尖形態(tài)、葉基形態(tài)、葉片長寬比和葉形等21個葉相特征地理分布(圖1)。葉相特征的地理分布具有顯著的緯度分布規(guī)律性,沒有明顯的經(jīng)度分布規(guī)律性,其中波形葉,微型葉、葉基鈍形和卵形葉等11種葉相特征隨著緯度增高而增加,而單葉、大型葉、葉基急尖和橢圓形葉等10種葉相特征隨著緯度增高而減少。通過葉相與氣候的相關(guān)性分析,得出中國濕潤、半濕潤地區(qū)木本雙子葉植物葉相分布規(guī)律主要由溫度(最冷月均溫)和降雨量(生長季節(jié)降雨量)共同決定的;此外,也受到亞洲季風氣候下季節(jié)性降雨變化的影響,即受到連續(xù)三個最濕月降雨量的影響要大于連續(xù)三個最旱月降雨量的影響。 此外,基于葉相-氣候的多線性回歸分析,建立了13種氣候參數(shù)的多線性傳遞函數(shù)。并利用年均溫和降雨量多線性傳遞函數(shù),對中國現(xiàn)在年均溫和年降雨量作出預(yù)測,并使用預(yù)測年均溫(圖2)和年降雨量冗余值(圖3)的分布,檢測這兩個傳遞函數(shù)運用于古氣候重建的適應(yīng)性。結(jié)果表明基于大數(shù)據(jù)的年均溫多線性傳遞函數(shù)對年均溫古氣候重建要比使用單線性傳遞函數(shù)更精確和適用范圍更廣;相比于世界其它地區(qū),基于大數(shù)據(jù)的年降雨量多線性傳遞函數(shù),適于對中國亞洲季風影響區(qū)域內(nèi)年降雨量的古氣候重建。 近期,研究結(jié)果以“The relationship between leaf physiognomy and climate based on a large modern dataset: implications for palaeoclimate reconstructions in China”為題在線發(fā)表于國際古植物學(xué)期刊Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology。該項目得到國家自然科學(xué)基金-云南省聯(lián)合基金(U1502231)、中科院A類先導(dǎo)專項(XDA20050204 and XDA19050301)、中國科學(xué)院前沿科學(xué)重點研究項目(QYZDB-SSW-SMC016)以及中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會(2017439)支持。
圖1 葉面積和葉片長寬比地理分布
圖2 實際年均溫、預(yù)測年均溫和預(yù)測年均溫為冗余值分布
圖3 實際年降雨量、預(yù)測年降雨量和預(yù)測年降雨量冗余值分布 (責任編輯:李雪)
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