2020年3月，我室黄恩清副教授题为“Wetland expansion on the continental shelf of the northern South China Sea during deglacial sea level rise”的文章在国际著名地学期刊《Quaternary Science Reviews》发表。
在第四纪冰期旋回过程中，华南湿润程度及其植被类型变化一直存在争议。陆地湖泊记录显示冰期时华南地区的地带性植被为亚热带落叶—阔叶混交林，气候依然比较湿润；然而南海海洋记录却显示冰期时周边陆地草本植物大量扩张，气候干旱程度似乎明显加重。目前文献还未对这种记录和解读的差异给出合理解释。
利用南海GeoB16602钻孔材料和分子生物标志物同位素技术，并结合已经发表的孢粉数据，文章对上述问题进行了探索。发现在冰期和冰消期时，海洋记录倾向反映南海北部宽阔陆架上的植被信息，因此与华南陆相古植被记录不一致。冰期时陆架上虽然草本植被扩张(主要是禾本科)，但这些草本几乎都为C3类型。在冰消期，随着海平面逐步上涨，C4类型中的莎草科和禾本科植被显著增加。到了间冰期，陆架被上涨的海平面全部淹没，这时C3和C4类型的草本植物都降低。
研究推测陆架植被类型演化与海平面波动引起的陆架地貌变化有关，而与气候干湿变化的相关程度较低。相比于间冰期，冰期时中国南方湿润程度可能只有小幅度下降，并不足以引起植被类型在森林和开阔性草地之间的巨大转换。陆架上草本植物扩张，主要是由于陆架前端滨岸地区适合草本植物生存。冰消期时，海平面上涨导致河道地形梯度变缓和淤塞，在陆架上形成很多积水环境(例如沼泽、湿地等)。C4类型中的莎草科和禾本科植被在这种环境中形成竞争优势，因此丰度增加。在很多热带季风区，C4植被扩张往往指示气候干旱程度加深。然而在东亚亚热带地区，莎草科和禾本科里的C4植物却在潮湿的积水环境大量出现。现代植被调查也证实这个解释。因此，植被的气候指示意义因地区而异，需要具体分析。到了间冰期，草本植物只在滨岸平原地区较多出现。此时钻孔离海岸线距离比较远，因此沉积记录里草本植物丰度大幅下降。
此外，以往研究认为，中国陆架发育与新构造运动相关，其面积是在第四纪逐渐扩张的。本研究的确发现在距今43万年前的冰消期(Termination-V)，当时并没有出现草本植物扩张现象，暗示当时陆架面积还十分有限。在距今34万年之后(Termination-IV)，各个冰消期才出现C4类型草本植被扩张现象，并且扩张程度越来越明显，指示南海北部陆架面积变得越来越大。
图1 冰期旋回中，南海北部陆架地貌与植被的演化示意图。
图2南海北部陆架植被在冰期旋回过程中的演变。最近三次冰消期时C4植物中莎草科和禾本科显著增加。
本文共同第一作者和通讯作者为黄恩清副教授，我室研究生陈云如为共同第一作者。该项研究得到国家自然科学基金委(41776054, 41525020)、科学技术部(2018YFE0202400)等项目的资助。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0277379119308777
撰稿：黄恩清
编辑：高小丰
审核：拓守廷