亚-印板块碰撞背景下的植物生存策略 ——以渐新世广西为例

论文摘要

对亚欧与印度板块碰撞及伴生气候变化的研究是地学领域的探讨热点。然而,归因于该事件过程的复杂性,对其碰撞时限、影响程度等相关方面的讨论争议不断。植物化石作为地质时期重要的物质载体,见证了这次碰撞事件与气候变化的全过程,使得展开亚-印碰撞直接波及区域相关地质时段的植物古地理、古气候、古生态等方面研究,对充分理解亚-印碰撞及伴生的气候变化过程提供了古植物学视野下的揭秘窗口。本文以亚-印碰撞直接波及的东亚低纬度广西南宁、百色地区为研究区,以研究区内与该碰撞事件及气候变化时限密切相关的渐新世植物化石为研究材料,尝试解决以下问题:是否存在植物交流的化石证据可从侧面反映亚-印碰撞导致的古地理屏障消失的具体时限?亚-印碰撞时期的局部气候环境状态如何?亚-印碰撞事件背景下,局部地区的植被类型及其采取何种生态策略来适应相应的环境条件?植物系统分类方面的研究为解决上述问题提供了基础。本文利用常规角质层处理法、石蜡切片法、Micro-CT技术获取了广西南宁晚渐新世番荔枝科植物化石果、种子及叶的宏微观特征,在此基础上利用传统形态对比及主成分分析法,结合分子系统发育研究,共鉴定番荔枝科植物3属3种,含2个已发表新种。这是首例在东亚低纬度地区报道及详细描述的番荔枝科植物果、种子化石;同时,对瓜馥木属Fissistigma叶片表皮细胞及叶脉维管束形态的描述填补了该属叶化石微细构造研究的空白。此外,本文对广西百色早渐新世叶化石进行了分类,目前初步鉴定18种。基于上述系统分类基础,在植物古地理研究方面,将分子系统发育已有成果及世界范围内番荔枝科化石记录相结合,重建了番荔枝科植物的起源与地理变迁史。结果表明,亚-印碰撞造成的陆陆相连提供了“走出印度”这一东亚低纬度地区番荔枝科植物最可能经历的扩散迁移路径。在此基础上,通过总结亚-印碰撞相关地质时间内两大陆间已报道的相关科属的植物交流,认为两大陆间植物频繁交流的时限不晚于晚渐新世,这一现象亦与早渐新世百色植物群中缺乏印度来源成分的结果相一致,这种频繁的植物交流从植物地理的角度反映了植被对相关地质事件的自适应策略。而上述古植物地理方面的证据又从侧面说明亚-印碰撞过程中植物迁移地理屏障消除的时限,即两大陆间完全陆连的时间应不晚于晚渐新世。利用叶相分析法重建广西百色早渐新世气候的结果显示,早渐新世时期百色地区与现今相比略微温暖,降雨则更为丰富,季节性变化不明显。利用整合植物记录法（IPR）分析重建古植被类型的结果显示,百色早渐新世、南宁早、晚渐新世的植被类型均为亚热带常绿阔叶林。但相比南宁早渐新世来说,南宁晚渐新世常绿阔叶林中的落叶阔叶分子、硬叶类及豆型叶分子、草本类分子占比有所下降,而常绿分子占比明显增多,这种演替趋势与同时段全球气候演变趋势相一致,体现了亚-印碰撞背景下植被对环境的响应。此外,利用叶柄宽度-叶面积与比叶重的关系,重建了百色早渐新世共23种植物的化石比叶重,进一步基于重建的化石比叶重及叶经济谱系原理探讨了广西百色植物群的生态权衡策略。结果显示,早渐新世该植物群选择了以“缓慢收益”型物种为主,“快速收益”型物种占有一定地位的方式维持其生存稳定性。群落物种比叶重占比分布对比结果表明,这种生态策略与现今广西大明山亚热带近水常绿阔叶林相近,该策略的选择可能使得该植物群在充分利用资源的同时,增加其应对各类极端情况出现的能力,并利用叶功能性状层面上的分异减少对相同生态位的竞争,说明广西百色植被在亚-印碰撞时期已具较为完善的生态策略以适应相应的生存环境。

论文目录

文章来源

类型: 博士论文

作者: 李琪佳

导师: 全成

关键词: 亚印碰撞,渐新世,广西,植物化石,古气候,古地理,生态策略

来源: 吉林大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,气象学

单位: 吉林大学

分类号: Q948;P467

总页数: 148

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