末次盛冰期以来中国南方 C 3 /C 4 植被时空演化及 影响机制

当前中国南方C 3 /C 4 植被演化的研究开展得较少, 且C 3 /C 4 植被演化的主要影响机制也不明确. 这有碍于全面了解不同气候环境下C 3 和C 4 植物竞争机制及其与气候要素的关系, 也不利于评估未来气候变化对区域C 3 /C 4 植被的影响. 事实上, 区域尺度C 3 /C 4 植被变化对全球碳循环和农业生产有着重要的影响. 由此可见, 重建中国南方地区C 3 /C 4 植被的演化历史并理清气候变化对其影响机制显得尤为重要. 文章选取了长江以南地区的湛江湖光岩玛珥湖、泸沽湖、星云湖、鄱阳湖、龙感湖、白马湖、东钱湖和梵净山九龙池等8个湖泊以及定南、南屯、袍烈和铭爱村等4个泥炭沉积记录系统地开展了高碳数正构烷烃稳定碳同位素( δ 13 C)分析, 重建了末次盛冰期以来南方地区C 3 /C 4 植被的时空演化, 并结合已有的古气候记录试图探讨影响研究区C 4 植物丰度变化的气候要素. 湛江湖光岩玛珥湖、星云湖和泸沽湖3个钻孔岩芯和定南泥炭样品的高碳数(C 27 ~C 33 )正构烷烃 δ 13 C均值的集成结果表明: 从末次盛冰期至全新世早期C 4 植物比例呈逐渐增加趋势, 从21%升高到34%, 而到全新世中期C 4 植物比例显著降低, 最低达到10%. 在空间上, 末次盛冰期和全新世早期C 4 植物丰度总体上呈现由南向北逐渐降低的趋势, 而在全新世大暖期则出现相反的空间变化趋势, 这体现了C 4 植物空间分布由温度调控转变为降雨调控的结果. 该研究表明在中国南方温度是C 4 植物分布的主控因素, 而在温度条件合适时降雨的增多会降低C 4 对C 3 植物的竞争优势. 因此, 温度与降雨季节性分配的组合关系是决定C 3 /C 4 植被比例变化的重要气候要素. 在未来温度升高降雨增多的前提下, C 4 植物竞争优势的降低可能会对中国农业生产有所影响.