基于花粉产量定量重建我国6 ka以来的土地覆被(1°×1°)变化

Quantitative reconstruction of land cover change is the core and hot spots.of global change and climate simulation. Pollen records are the most effective empirical data to quantitative reconstruct past land cover change. Pollen-vegetation relationship is not linear and need to be corrected. Pollen productivity is an basis to attempt pollen-based quantitative vegetation reconstructions. This project try to calculate pollen productivity and relative pollen source area (RSAP) for the major plant taxa of the most common and extended vegetation types of China using ERV Models based on the vegetation survey data and surface pollen analysis data , and then to quantitatively reconstruct land-cover change since 6ka of typical period at the global and regional scale (grid cells of 1° by 1°) using the model REVEALS and the Chinese Quaternary pollen database. This project will not only provide better land-cover data-sets in regional scale, but also provide a scientific basis for the accurately assessing of the future climate change and the quantitative understanding of the impact of human activities on the environment, to improve our capacities to predict and respond to future global change. This project is also one of the key targets for “Land Cover 6ka” work group (www.pages.org) proposed by IGBP-PAGES. So it is an urgent research to be carried out in China.

定量重建土地覆被变化是全球变化研究和气候模拟的核心和热点。花粉在定量重建过去土地覆被变化研究中具有不可替代的作用。但由于花粉与植被不是简单的线性关系，需要进行校正。花粉产量是正确认识花粉与植被关系的基础，本项目拟通过我国主要植被类型区表土花粉分析和特定的植被调查，用ERV模型估算不同植被类型区主要植物种类的相对花粉产量和相关花粉源范围（RSAP），再利用REVEALS模型和中国第四纪花粉数据库数据定量重建6ka以来典型时段的土地覆被变化（1° ×1°），提高全球及区域尺度气候模拟中土地覆被/植被描述的精度，为准确评估未来气候变化，定量认识人类活动对环境的影响，提高人类预测和应对未来全球变化提供科学依据。本项目也是IGBP-PAGES 最新启动的“6k土地覆被变化”（Land Cover 6ka）(www.pages.org)工作组的研究目标，是我国亟待开展的研究工作。

定量重建地质历史时期土地覆被变化是当前全球变化研究和气候模拟的核心和热点。相对花粉产量是利用地层花粉数据定量重建区域土地覆被变化的基础。项目组基于我国主要植被类型区相对花粉产量研究，利用景观重建算法和中国第四纪花粉数据库定量重建了我国不同区域距今6ka以来的土地覆被变化，取得的主要研究成果包括：（1）利用ERV模型估算了我国亚热带森林区、温带森林区、典型草原区、荒漠草原区和高寒草甸区主要植物属种的相对花粉产量，为利用景观重建算法定量重建区域植被丰度提供了基础数据。（2）提出了基于最佳类比法-景观重建算法相结合的花粉-古植被-土地覆被定量重建方法，为获得准确的土地覆被变化（含裸地盖度）奠定了基础。（3）提出了基于区域集成花粉数据集构建气候校准函数的新思路，解决了传统研究中单一表土样品与湖泊沉积样品花粉组合的不匹配性问题。（4）重建了我国主要植被类型区距今6ka以来的土地覆被变化：亚热带地区整体表现为森林组分减少、草本植物扩张，区域人类活动距今3.5-2.7ka起逐渐由沿海平原区向内陆山区扩张；北方寒温带-中温带森林区表现为落叶阔叶林减少、针叶林增加，暖温带森林区发育以栎属、桦木属和松属等为主的落叶阔叶林，距今3ka以来人类活动影响显著增强，温带草原区始终发育以蒿属和禾本科为主的草地或草甸草原；西北内陆地区山地植被以森林和草甸为主，盆地植被为荒漠草原，可能与不同海拔引起的水分差异有关。上述研究成果为定量认识人类活动对土地覆被变化的影响、准确评估过去气候变化、提高人类预测未来全球变化的能力等提供了重要科学依据。