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《内蒙古大学》 2019年
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中国北方及青藏高原地区湖泊表层沉积物花粉与植被和气候定量关系研究

王远  
【摘要】:现代花粉与植被、气候的定量关系研究是解译化石孢粉资料,重建古植被、古气候的重要依据。然而当前研究较少采用湖泊表层沉积物花粉组合作为研究对象,花粉组合分布、花粉代用指标与植被、气候的定量-半定量关系目前尚未有明确的结论,花粉-气候模型仍缺乏更多不同时间尺度、空间范围的应用研究。本研究以中国北方及青藏高原地区258个样点的湖泊表层沉积物花粉组合为研究对象(其中包括本课题采集的46个样点),结合区域植被、气候资料,对湖泊表层沉积物花粉组合以及蒿藜比(A/C)代用指标与植被、气候的定量关系进行研究,建立湖泊表层沉积物花粉-气候模型并应用于古气候重建,初步得出以下结论:(1)A/C可以作为半定量指标区分山地草原、亚高山灌木草原和草甸草原等草原植被与荒漠、高山荒漠和荒漠草原等荒漠植被,同时能够在一定程度上指示年降水量P_(ann)以及有效湿度P/Et_0的变化,并且A/C对于P/Et_0的响应更敏感,但A/C的指示作用可能受到外来花粉的引入、湖滨盐化草甸苋科植物的生长等因素影响而下降。(2)冗余分析(RDA)结果显示,P_(ann)、P/Et_0和7月均温T_(july)三个气候因子的第一、第二排序轴特征值的比值λ_1/λ_2分别为0.36、0.88、2.56,显著性检验p值均为0.002,单一解释变量依次为14.1%、24.7%、36.5%,T_(july)、P/Et_0、P_(ann)是影响湖泊表层沉积物花粉组合分布的最主要的三个气候因子,但由于本研究选取样点间的海拔高度差异较大导致T_(july)对于花粉组合的影响被夸大。(3)本研究建立的基于留一交叉检验法(WA-PLS)、最佳类比法(MAT)和增强回归树法(BRT)三种方法的花粉-气候模型的建模结果显示,在预测P_(ann)时,BRT模型具有最高的决定系数r~2和最低的均方根误差RMSEP,而MAT模型具有最低的最大误差Max.bias;在预测P/Et_0时,MAT模型具有最高的r~2、最低的RMSEP和最低的Max.bias;在预测T_(july)时,BRT模型具有最高的r~2和最低的Max.bias,而MAT模型具有最低的RMSEP;三种模型的h-block检验结果显示WA-PLS模型受空间自相关性影响最小,BRT模型次之,MAT模型最大;通过与前人研究中建立的花粉-气候模型的性能参数对比可知本研究建立的三种模型均具有良好的预测能力;将三种花粉-气候模型应用于辉腾锡勒(HTL)、查干淖尔(CG)和西海子(XHZ)钻孔岩芯的气候重建结果显示,三种模型均可以较好地应用于P_(ann)的重建,但受样点选择、物种指示作用等因素影响不能较好地进行T_(july)的重建。(4)BRT方法作为一种建立花粉-气候模型的新方法可以较好地应用于中国北方和青藏高原的花粉-气候建模与古气候重建中,同时BRT方法具有符合真实生态状况、重建结果灵敏度高、过程能够可视化等优势,但是也存在物种的指示作用易受干扰、需要较大地理空间范围内的较多样点的数据参与建模等不足。
【学位授予单位】:内蒙古大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:Q948;P532

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