中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院 (以下簡稱西北研究院)苗運法研究員在Science發(fā)表最新研究成果。 

　　該成果以A new biologic paleoaltimetry indicating Late Miocene rapid uplift of northern Tibet Plateau為題發(fā)表于國際期刊Science。該項創(chuàng)新工作提出了基于孢粉的定量重建海拔的植被新指標(biāo)，為探索青藏高原隆升過程研究開拓了新視野，有力地推動了孢粉學(xué)科的發(fā)展。 

　　苗運法研究員為國家第四批“國家高層次人才特殊支持計劃”青年拔尖人才，長期致力于青藏高原東北部的孢粉研究。近期，苗運法研究員及其合作團隊借助3088個現(xiàn)代表層孢粉樣本 (圖1a-b)，創(chuàng)新性地選取了與海拔密切相關(guān)的四個山地針葉類型 (鐵杉屬 (Tsuga)、羅漢松屬 (Podocarpus)、冷杉屬 (Abies) 和云杉屬 (Picea))，建立了 (鐵杉屬%+羅漢松屬%) / (上述四類針葉樹總和%) 比值 (簡稱TP/TPAP)與中值海拔 (即盆地到山頂?shù)闹虚g海拔)的定量轉(zhuǎn)換方法 (圖1c-d)，同時依據(jù)地層中提取的上述四類孢粉的比值 (圖2)，定量重建了青藏高原東北部16 Ma (百萬年) 以來東、西兩組平行的海拔演化序列 (圖3b-c)，量化了高原局部隆升對區(qū)域氣候變干和高原生物多樣性形成的作用。 

　　該研究成果通過了第四紀(jì)以來青藏高原5個地區(qū)流域的中值海拔檢驗，結(jié)合過去每個百萬年的溫度差以及溫度遞減率，在青藏高原中新世以來的6個地點甚至日本海平面附近通過了可靠性驗證。并將該方法應(yīng)用于青藏高原東北部重建16 Ma以來海拔演化歷史，同時結(jié)合柴達木盆地內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的植物化石 (圖2)，揭示出青藏高原東北部中值海拔在16-14 Ma海拔東、西部分別為~1.3 km和~0.4 km，12-10 Ma迅速抬升到~2.9 km和~2.7 km，并在8-7 Ma同時抬升至~3.6 km，之后接近于現(xiàn)代高度 (圖3a); 盆地海拔在16-14 Ma 為~1.1 km，12-10 Ma抬升至~2.4 km (圖3b-c)。進一步研究中，研究團隊利用高分辨率區(qū)域氣候模式RegCM 4.6定量評估了高原東北部隆升對青藏高原及其周邊地區(qū)氣候影響，發(fā)現(xiàn)如果青藏高原東北部降低到現(xiàn)在海拔的1/3，該區(qū)域年降水量則減少50%以上，而高原南部喜馬拉雅山和東南部的橫斷山區(qū)，降水量則分別增加50%和150% (圖3d)。這一認(rèn)識與柴達木盆地西部耐旱植物孢粉含量增加以及粗骨魚出現(xiàn)指示的氣候變干相吻合，而在喜馬拉雅山和橫斷山區(qū)由于降水量的顯著增加和高地形的存在支撐了該區(qū)域豐富的生物多樣性。該項研究表明青藏高原東北部隆升產(chǎn)生的氣候效應(yīng)顯著影響了青藏高原地區(qū)的氣候和生物演化。 

　　新生代青藏高原隆升過程對理解其氣候環(huán)境效應(yīng)，如亞洲內(nèi)陸干旱環(huán)境演化和生物多樣性形成等具有重要意義。作為構(gòu)造隆升最直觀的體現(xiàn)—海拔的定量重建，常因代用指標(biāo)機理的復(fù)雜性及所選用研究材料形成環(huán)境的嚴(yán)苛性，導(dǎo)致結(jié)果差異較大且不連續(xù)，至今仍未形成對高原隆升古高度演化歷史的統(tǒng)一認(rèn)識。因此，如何獲取可以相互校驗的、連續(xù)的海拔定量重建序列成為解決上述科學(xué)問題的核心難點。 

　　植物生長與分布主要受環(huán)境水熱組合調(diào)控，對氣候和海拔變化的響應(yīng)極其敏感。孢粉 (孢子和花粉) 作為植物的生殖細(xì)胞，具有產(chǎn)量大、易保存等優(yōu)點，常被用做解讀過去氣候環(huán)境變化的“鑰匙”。但是，在古海拔重建方面的潛力尚未被深度挖掘。 

　　苗運法研究員為論文第一作者及通訊作者，中國科學(xué)院青藏高原研究所方小敏研究員和中山大學(xué)黃康有副教授為共同通訊作者，同時聯(lián)合了中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所的孫繼敏研究員、中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所肖文交院士、蘭州大學(xué)宋春暉教授、中山大學(xué)鄭卓教授、中國氣象局蘭州干旱氣象研究所任余龍研究員，以及英國布里斯托大學(xué)A. Farnsworth教授及德國波恩大學(xué)的T. Utescher教授等國內(nèi)外多名學(xué)者。西北研究院特別研究助理王雪蓮和博士生楊永恒分別負(fù)責(zé)植物化石分析和緯度-溫度效應(yīng)轉(zhuǎn)換工作，并全面參與成文過程。 

該研究獲科技部第二次青藏高原綜合科學(xué)考察、國家自然科學(xué)基金和中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項等項目聯(lián)合資助。