中国东部沿海地区从末次冰盛期(LGM)到全新世早期的植被格局与演替过程

【字体: 时间:2025年11月28日 来源:Quaternary International 1.8

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  中国东部沿海地区在末次冰期至早全新世期间,受海平面上升和气候变暖影响,植被从草原和草甸逐步过渡为森林,呈现从渤海至黄海草原为主、东海森林扩张的格局。通过整合花粉与沉积记录,结合生物素法分析,揭示了海岸植被的时空演变规律及其驱动机制。

  
中国东部沿海区植被与海平面演变的耦合关系研究

中国东部沿海地区作为连接陆地与海洋的关键生态过渡带,在新生代气候变化背景下呈现出独特的植被响应模式。本研究通过整合 Bohai 海湾、黄海及东海大陆架的海洋沉积记录与陆相花粉资料,系统重建了末次冰期至早全新世(约21,000-10,000年前)的植被演变轨迹,揭示了气候变化与海平面波动对滨海生态系统协同作用的机制。

研究区域覆盖北纬22°至42°、东经116°至131°的典型沿海-大陆架复合地带,包括 Bohai 海湾(渤海)、黄海及东海大陆架的海洋环境,以及向陆延伸100公里的过渡性陆地区域。该区域具有显著的西北-东南梯度特征,现代地形以平原和丘陵为主,地质历史中多次经历海平面升降导致的陆海转换。

末次盛冰期(LGM,约21,000年前)的植被格局显示明显的陆海分异特征。 Bohai 和黄海大陆架主要分布着以 Artemisia(蒿属)和 Chenopodioideae(藜科)为代表的温带草原与草甸生态系统,其形成与该时期东亚季风减弱导致的干旱化气候密切相关。东海大陆架则发育着以 Quercus(栎属)和 Fagaceae(山毛榉科)为优势的森林草原生态系统,表明当时区域气候存在从西北干旱向东南湿润的梯度变化。

末次冰期解冻阶段(约21,000-15,000年前)的海平面上升速率达到年均3-4毫米,促使大陆架持续出露。这种海陆交互作用导致植被发生三重转型:其一, Bohai 和黄海大陆架的草原带向西北退却,其范围被压缩至现代渤海湾区域;其二,东海大陆架的森林生态系统通过北向迁移扩张,形成连接 Korean Peninsula(朝鲜半岛)与 Japan Islands(日本群岛)的连续森林带;其三,海陆交界处的潮间带生态系统出现生物聚合现象,发育出耐盐碱的碱蓬属(Suaeda)等特殊植被类型。

全新世初期(约10,000年前)的植被重建显示显著的生态异质性。 Bohai 海湾区域因海平面回升至现代海拔以下30米,草原带得到恢复性扩张,形成 Artemisia-Chenopodium(蒿-藜)优势的复合群落。黄海大陆架则发育出具有过渡性质的森林-草原混合带,其中 Betula( Betula 槭属)和 Quercus 的共生现象揭示了微气候变化的驱动作用。东海大陆架在暖湿气候推动下,形成了以Castanopsis(栲属)和 Pinus(松属)为优势的常绿-落叶混交林,其空间分布与季风强度变化存在显著相关性。

研究创新性地提出"双驱动"植被演化模型:气候驱动(温度与降水)通过控制植物物候和分布上限起主导作用,而海平面波动通过改变陆海边界和沉积环境产生次生效应。例如,当海平面上升速率超过植被迁移能力(约2-3毫米/年)时,会导致沿海湿地生态系统向内陆迁移,这种时空错位在 Bohai 海湾的碱蓬群落扩张中尤为明显。

该研究对现代沿海生态系统的管理具有三重启示:首先,揭示的草原-森林生态梯度为盐碱地植被恢复提供了理论依据;其次,末次冰期人类活动的考古证据(如 Dazhushan 文化遗址)与植被分布的时空耦合,为早期农业起源研究建立了环境框架;最后,对东海大陆架森林扩张的定量分析(通过花粉浓度梯度测算迁移速率),为预测未来气候变暖下的滨海植被转型提供了关键参数。

未来研究可进一步结合同位素分析与沉积物磁化率数据,解耦自然气候变化与人类活动的影响权重。此外,建立陆海联动的植被-沉积-海平面动态模型,将有助于精确预测极端气候事件(如百年一遇风暴潮)对沿海生态系统的冲击阈值。该成果已通过国家自然科学基金(项目编号:T2192952)资助的跨学科研究团队验证,相关数据已向国际地质学界开放共享。
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