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珠峰上的孢粉遗留下的气候变化历史

来源：花匠小妙招时间：2024-08-17 13:36

▲ 这是5月11日日落时分拍摄的珠穆朗玛峰（无人机照片）。（新华社记者孙非/图）

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通过珠峰无处不在的孢粉采集和研究，结合今天全球变暖的情况，科学家试图破解自然气候变化的历史线索。

本文首发于南方周末未经授权不得转载

文｜张田勘

责任编辑｜朱力远

珠峰上可能有宝，但与人们想象的不一样，它就是看不见的孢粉，即植物的孢子和花粉。在最近的一次珠峰科考中，中国科学院古生物小组从海拔5200米的大本营出发，一路向上攀爬，采集珠峰高海拔地区现代孢粉样品，寻找孢粉中隐藏的气候秘密。

沧海桑田，现在的珠峰在远古时代可能是大海，多方面的证据证明了这一点。根据板块运动的分析，珠峰是印度洋板块和亚欧板块碰撞挤压而隆起，而且现在珠峰每年都在缓慢地长高。同时，喜马拉雅山脉发现了很多海洋生物化石，比如黄铁矿化菊石、三叶虫等，这些都是远古时代珠峰是海洋的证明。

还有一个广泛的证据就是，珠峰上处处存在的肉眼难见的孢粉，既可以证明沧海桑田的历史变迁，还可以看到自然气候的历史变化，以及对社会发展的影响。利用孢粉来考古，其实就是植物考古学。

孢粉研究是对无性生殖类植物的孢子和对有性生殖类植物的花粉的研究。以花粉为例，其产生于植物的雄花花囊中，由外壁、内壁、营养核和生殖细胞组成。花粉的外壁十分坚固，通常可在土壤中保存百万年之久。因此，可观孢粉知历史。

虽然此次中科院古生物分队重点是采集现代孢粉样品，但通过研究，可以揭示普遍的生态规律，推测过去的生态特征。而且，如果能收集到珠峰各地更深的土层下或冰芯下的孢粉，则可以通过了解过去的植被面貌来获得古代气候的信息和珠峰在古代的海拔信息。

每个地区的植被都会通过沉积在土壤表面、中间和更底层的孢粉表现出来，也体现出气候的变化。因为植被的变化虽然可以受病虫害、土壤环境和物种竞争的影响，但在成千上万年的尺度上，主要还是受气候变化的影响。而且，陆地和湖泊的沉积物底部到上部数十米都有孢粉的沉积，其中各个层级的尘中的孢粉都是过去的植被变化的记录，同时也记录了气候变化。

地表上各类森林植被通常都有它特定的表土孢粉组合，这形成了孢粉组合可以反映植被组合的基础。如果广泛收集同一地区和相邻地区主要植被的地表孢粉组合，可以建立植被-孢粉组合资料库。这些表土孢粉可以反映现代植被的结构，而现代植被可以被观察，并与其所在地区的气候状况进行关联，就可以由表土孢粉的分析推测该地区的气候状况。

现在，中科院的科考古生物小组已经在青藏高原完成了2700多个点位的现代孢粉样品采集和研究。这就有可能组建起青藏高原现代表土孢粉数据库，以此为基础，通过探讨极高海拔地区孢粉传播与扩散过程等模式，以及与更深地层或冰芯中采集的孢粉进行比较，就可以帮助人们从古生物学角度恢复青藏高原的隆升历史。

现在采取的是青藏高原表层的现生植物孢粉，如果能进一步采集到青藏高原下层土壤或冰芯中的孢粉组合推断当时的植被类型是处于什么历史时间，再进一步就可以从这些各个历史时代的植被展现的变迁来推断当时的气候变化，例如，植物是耐寒的，说明当时的气候较寒冷，反之当时的气候较炎热，从而揭示气候变化的曲线和历史。

当然，孢粉的种属鉴定大多只能达到属的水平，还不能达到种的层级，因而孢粉对原始农作物的研究作用有限，但是从同一个标本中共同出现的属已经足够观察一个孢粉组合的特性，因而可以推论这类孢粉所代表的气候类型和生态特征。

此前有研究人员通过对上海地区大量孢粉样品的研究，发现沪杭地区全新世以来气候变化具有多次的波动，表现出5个凉期和4个暖期。也有研究人员对东海冲绳海槽钻孔的孢粉进行分析后发现，陆地气候在距今约1.5万年前突然升温，在距今约1.29万-1.15万年期间短期降温，但海洋变暖超前陆地气候变暖约3000-4000年，表明海洋和陆地气候变化具有不同的时间性。

还有研究人员对云南省香格里拉县和四川省洪雅县获取石笋孢粉样品进行研究，两地相距不远却属于不同的地貌类型,前者属于滇西北高原,后者属于川西山地。通过对两地石笋孢粉记录对比分析，得出结论：香格里拉地区从大约距今31.5万年以来，先后经历了温凉偏干-冷干-略转暖湿-冷干-转暖增湿-冷干-转为暖湿-温和偏干-温凉偏干的气候变化历程；四川洪雅地区从大约距今35.6万年以来先后经历了暖湿-温润-凉干-温润-冷干-温湿-凉润-暖湿-温润的气候变化过程。

此次珠峰科考中科院古生物小组的研究还有一个特殊的工作，就是对珠峰进行不同层级采集孢粉，以研究气候与植被的关系。他们先攀爬至位于海拔6500米的最高采样点，在下山过程中，按照每隔100米为一个海拔梯度，进行表土及冰雪样品的采集。采集的孢粉有不同的空间分布，由此可以帮助研究人员理解植物在不同环境下的传播能力及空间分布情况。