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中国木本植物叶缘分析揭示叶缘推测古气候存在局限性

植物叶片的叶缘具有不同的形态,通常可分为两种,即全缘叶与非全缘叶。非全缘叶的边缘长有锯齿,或成波状或具裂片。叶缘的形态常与气候有着密切的关系,例如热带地区的常绿阔叶林常以全缘叶为主,而温带地区的落叶阔叶林则以非全缘叶为主。因此古植物学家常通过分析植物化石群落中全缘叶与非全缘叶的比例来进行古气候重建,推测古气候。

    最近,北京大学王志恒研究组李耀琪博士研究生发表文章,题为Leaf margin analysis of Chinese woody plants and the constraints on its application to palaeoclimatic reconstruction对中国木本植物叶缘与温度的关系进行了研究,发现应用叶缘比例进行古气候重建存在的局限性。该研究收集了10480个木本双子叶植物的叶缘形态数据,首次在全国范围内开展叶缘分析研究。该研究有以下重要结果:

1. 基于50km×50km的中国双子叶植物分布数据以及10480个物种的叶缘数据,展示了木本双子叶植物的全缘叶比例的空间格局。

中国木本植物全缘叶比例空间格局。数据精度为50km×50km

 

2. 基于被子植物进化树,对叶缘形态的谱系保守性进行了研究。发现全缘叶比例在科内表现明显的谱系信号,即亲缘关系越近的科,全缘叶比例越相似。

3. 对不同生活型全缘叶比例与温度关系研究发现:(1)全缘叶比例与温度关系对全部木本植物、灌木、常绿木本双子叶植物、落叶木本双子叶植物是不显著的,对于乔木和藤本是显著的;(2)随着降水的增加,全缘叶比例与温度关系的增强;(3)年龄越老,全缘叶比例与温度关系越弱。

 

该研究展示了中国完整的叶缘格局并揭示了叶缘与温度关系存在不确定性。这种不确定性可能由生活型、降水和进化历史等多种因素。该结果说明采用叶缘分析重建古气候应考虑多方面的因素:(1)科比较年轻的双子叶乔木叶缘分析能够用来重建古气候,相比于年均温,这些物种的叶缘受到冬季低温的影响更大;(2)叶缘比例与温度的转换方程只适用于在中国湿润和半湿润地区。

 

原文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/geb.12498/abstract



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