云南腾冲上新世团田植物群及其古环境分析

论文摘要

滇西地处横断山系的南部、青藏高原的东南缘，新近纪以来受喜马拉雅强烈构造运动的影响，形成了复杂的地形地貌、独特的植被景观和立体的气候特征。滇西地区不仅拥有复杂的植被类型和丰富的植物资源，而且是我国乃至全球新生代植物化石保存最好的地区之一。研究滇西地区的新生代植物，尤其是新近纪植物的发展和演化，不仅可以为了解我国植物的多样性提供资料，而且可以从中提取古气候、古环境数据，进而为研究青藏高原隆升时期的气候环境演变提供古植物学证据。本文通过叶结构与角质层微细构造特征相结合，对腾冲地区团田盆地上新世芒棒组植物化石进行了分类鉴定。目前鉴定的化石植物共有：裸子植物1科1属1种，被子植物化石20科28属36种。从植物的组合面貌来看，团田植物群以盛产大型常绿阔叶植物为主，气候类型为热带至亚热带气候。解剖学和同位素地球化学研究表明，叶片面积、表皮细胞壁的弯曲程度等形态特征，气孔密度、气孔指数以及角质层的δ13C值可以用于辨别化石植物叶片的古生态类型。化石和现生植物的表皮和碳同位素特征显示，金缕梅科马蹄荷属（Exbucklandia）植物的阴叶相对于阳叶有以下特点：较大的叶片面积、较弯曲的表皮细胞壁、较小的气孔密度和气孔指数，以及较低的δ13C值等特征；此外，阳叶具有优先保存为化石的埋藏学特点。通过气孔比率法重建地史时期的大气CO2浓度，是当前古植物学领域的重要课题。本文利用10种化石植物及其现存最近亲缘种的气孔比率，恢复出团田晚上新世的古大气CO2浓度值在387.5-466.5 ppmv之间，平均值为433.4 ppmv，明显较当前的水平要高。通过共存因子分析法，取团田植物群37个化石种的最近亲缘种的气候因子的共存区间，定量重建了团田晚上新世的古气候特征：年均温为16.4-19.8℃，最热月平均气温21.3-25.1℃，最冷月平均气温10.8-14.6℃，气温年较差11.3-16.3℃，年均降水量1225.7-1638.3 mm，年均相对湿度75-82％。同时对腾冲中新世南林组、剑川中新世双河组以及洱源晚上新世三营组三个植物群的植物大化石进行了古气候共存分析，并与团田晚上新世植物群古气候数据进行了对比。结果表明，滇西地区新近纪以来的古气候演变存在以下趋势：中新世至晚上新世，滇西地区的古气候条件基本未变，或仅有微小变化；晚上新世之后，腾冲以及洱源地区气温下降幅度均较大，气候迅速变冷。

论文目录

• 摘要
• Summary
• 1 绪论
• 1.1 选题依据
• 1.2 研究的主要内容
• 1.3 本文的主要创新点
• 1.4 完成的主要工作量
• 2 区域地质地理概况
• 2.1 研究区地理概况
• 2.2 滇西地区大地构造与地质背景
• 2.3 研究区地层及时代
• 2.3.1 地层划分
• 2.3.2 地层时代
• 2.4 滇西地区新近纪植物群研究状况
• 3 材料与方法
• 3.1 化石叶片角质层处理
• 3.2 现生叶片角质层处理
• 3.3 角质层切片
• 3.4 角质层的观察和照相
• 3.5 角质层碳同位素测定
• 3.6 表皮参数的统计
• 3.6.1 气孔参数的统计
• 3.6.2 表皮细胞弯曲度计算
• 3.7 全缘叶百分比与年平均气温
• 3.8 植物化石共存分析法
• 3.9 叶结构和角质层术语
• 4 化石系统描述
• 5 角质层特征与古环境
• 5.1 辨别化石叶片中的阴、阳叶类型
• 5.1.1 叶面积与植物叶片阴、阳叶的关系
• 5.1.2 阴、阳叶的表皮细胞弯曲度和气孔参数分析
• 5.1.3 阴、阳叶的碳同位素差异
• 5.1.4 化石植物阴、阳叶类型的埋藏学特征
• 5.2 表皮旱生结构与古环境干旱度的关系
• 2浓度'>6 气孔参数与大气CO₂浓度
• 6.1 研究背景
• 6.1.1 植物气孔的基本概念和功能
• 6.1.2 外界环境对气孔参数的影响
• 6.1.3 生物因素对气孔参数的影响
• 6.1.4 气孔比率法
• 2浓度重建'>6.2 团田盆地上新世大气CO₂浓度重建
• 7 团田植物群组合面貌与共存分析
• 7.1 云南现代植物区系划分
• 7.2 团田盆地上新世古植被分析
• 7.2.1 植物组合面貌与演化
• 7.2.2 滴水叶尖
• 7.2.3 叶缘分析
• 7.3 植物群共存分析与古气候重建
• 7.3.1 团田盆地上新世植物群古气候共存分析
• 7.3.2 滇西地区新近纪植物群古气候共存分析
• 7.4 滇西地区新近纪古气候综合对比
• 结语
• 参考文献
• 图版及图版说明
• 博士在学期间科研成果（2006-2009）
• 致谢