中国气候变化中的植物种类及其含义

仅以历史时期森林分布范围扩大与缩小、森林面积增加与减少来说明气候变化，不够充分有力。因为：①影响森林变迁有多种因素，气候仅是其中之一，况且气候中又包含冷暖、干湿等变化内容。②根据不同标准划分“森林”，概念则不同，例如，以气候带为标准，可分为热带林、亚热带林、暖温带林、温带林、寒温带林等；以叶形与其生长状况分，则有针叶林、落叶阔叶林、长绿阔叶林等。不作更具体区分，很难反映具体气候。③森林遭到破坏，只要温度与水分等条件适宜，恢复成林只是时间与林木组合成分等问题。某些有代表性的植物种类与森林结合，才能取长补短，更具有说服力。

历史时期的孢粉组合分析主要涉及东北、华北、长江中下游、东部沿海及青藏高原等地（图2.2）。

下面按从北到南、自东往西的基本顺序察看各个具体地点。

黑龙江呼玛（126.6°E，51.7°N）兴隆全新统中部地层中，有落叶阔叶树种和桤树的优势带［9］。该地现今处于中温带北缘，表明当时的气候远较今天温暖。

三江平原雁窝岛（约133.0°E，47.0°N）全新统中部地层，栎属花粉含量占孢粉总数20%以上，松属和桦属花粉含量各占12%，反映当时是以阔叶林为主的森林草原景观，气候较今温暖湿润［10］。勤得利（133.2°E，48.1°N）和抚远（134.3°E，48.3°N）距今9 500～5 000年的泥炭剖面上，显示榆属、栎属花粉占优势，反映其植被为温带落叶阔叶林，标志当时温度和湿度都较今高［11］。

吉林乾安（124.0°E，45.0°N）大市苏泡子上全新统孢粉组合显示，早期气候较暖湿，泡子水量较多，盐碱度低，周围生长大量木贼和水韭，呈现温带湿润草甸景观。后期气候转干旱，水中盐碱度增大，形成藜科、蒿属、毛茛科为主的草甸草原植被［12］。

吉林敦化（128.2°E，43.3°N）秋梨沟及相邻的高松树采集到一批中新世早期的植物群化石，绝大部分是乔木：其中大齿栎对应现代种目前主要分布在黄河以南；司氏山毛榉最接近的现代种目前主要分布在我国中部、南部和西部，生长在海拔1 000～2 300 m山坡上；水松属现仅存的孑遗代表为喜光树种，适宜在温暖湿润气候及水湿环境生长，不耐低温，现分布在四川^[10]、云南、广西、广东、福建、江西等地；金钱松属唯一现存种是我国特有树种，适宜生长在温暖多雨、酸性土山区，现生于江苏南部、浙江、安徽南部、福建北部、江西、湖南及湖北利川至四川万县^[11]交界地区；水杉是世界著名孑遗植物，生长于气候温和、夏秋多雨的酸性土地区，现天然分布仅限于我国川、鄂、湘三省交界地带，即四川万县b、湖北利川、湖南桑植等地；杉木现分布于秦岭、长江流域以南温暖地区及台湾山区，适宜在温暖、空气湿度较大的丘陵山地［13］。这些适宜温湿环境的乔木化石虽然年代更久远些，但它们如今分布北界明显南移，表明古今自然环境巨大变化，在气候方面则反映温度下降。

图2.2　现有历史时期植物孢粉组合分析地点分布概况

辽宁南部大孤山（123.2°E，41.0°N）距今8 000～2 500年的全新统中部地层孢粉组合中，以桤、榆、椴、胡桃、鹅耳枥、枫杨等落叶阔叶树种占优势，尤其桤木是适宜于暖湿环境的乔木树种，常作为先锋植物得到扩展。从丹东（124.3°E，40.1°N）到旅大（今大连，121.6°E．38.9°N）当时基本上都是这种以桤、枥为主的阔叶林。今这种阔叶林主要分布在山东、河北、山西的山地丘陵地区。到了距今2 500年的全新世晚期庄河县（今市）（122.9°E，39.6°N）地层，其孢粉组合中落叶阔叶树花粉趋向减少，松属趋向增加，形成温带针叶阔叶混交林，并且森林范围日益缩小，蕨类和草本植物分布日益扩展，占据了广大平原、河谷、海滩、荒坡，反映了气候转向冷干的趋势［4］。从当地土壤由泥炭、淤泥沉积到棕黄、灰黄色亚黏土、亚沙土的沉积组成变化，也可为佐证。据推算，当时辽南的年平均温度比现代高3℃左右。

北京地区埋藏着丰富的泥炭，孢粉和古脊椎动物的研究成果也不少［14～19］。根据房山^[12]（115.9°E，39.6°N）坟庄，海淀区（116.3°E，39.9°N）高里掌391孔、辛力屯，延庆县^[13]（115.9°E，40.4°N）大王庄、西五里营，通县^[14]（116.6°E，39.8°N）尹家河，怀柔县^[15]（116.6°E，40.3°N）桃山，顺义县^[16]（116.6°E，40.1°N）西府，以及京西的肖家河，河北三河（117.0°E，39.9°N）淀等不同地点的植物孢粉与动物遗存研究，距今12 000年来北京地区植被与气候可划分为五个阶段：

（1）距今12 000～10 000年，前期温湿，后期温干，沼泽消退，泥炭沉积中止。

（2）距今10 000～8 000年，气温短暂下降，是一个持续不长的冷期。

（3）距今8 000～6 000年，是一气候温暖期。

（4）距今6 000～2 000年，总的看，气候温暖，但在距今5 620年±100年、4 730年±115年、4 510年±100年，部分地区曾出现一个时间不长的冷期。距今3 500～3 200年，气候转凉。

（5）距今2 000年至今，气候温凉偏干。

河北东部与天津（117.2°E，39.1°N）一带全新世中期，海河河口地区乔木花粉此时增至16.4%～24.5%，阔叶树种占绝对优势，以桦、栎、榆、椴等属树种为主，总量可达阔叶树花粉的76.7%～ 92.3%［20］，还发现有水蕨科孢子［21］。滦河下游两个泥炭田剖面分析表明，5 000年前木本花粉达到最高点，约为40%，其中松属下降到l0%，桦属下降到10%以下，适应温暖气候阔叶树花粉数量增多，种类多样，榆和栎各达40%和20%，鹅耳枥、槭、格、榛、胡桃、杨梅、花椒、柞木等都有出现，其中杨梅和柞木现今当地均不见有分布。此外，还有不少水生植物，如菖蒲等，特别是有现代只在温暖水域生长的菱的花粉［22］。

从河北阳原（114.1°E，40.1°N）盆地西打渔湾、槽村和平顶村3个剖面的全新世孢粉图式变化和组合特征看，呈现松属花粉优势带、松-栎-椴属花粉优势带与松-桦属花粉优势带，据14C测定它们的年代分别为距今7 920～7 885年、6 665～5 605年与3 210年。表明该盆地全新世以来，同样经历了冷暖的气候波动［23］。

冀中平原全新世中期阔叶林中，栎属就占木本植物的50%，还有少量的杨梅、枫香、枫杨等［24］。白洋淀（安新县115.9°E，38.9°N一带）南端孢粉组合显示，距今11 000～9 000年，气候温和偏湿；距今9 500～7 500年，气候偏凉和半干燥；距今7 500～3 000年，当时气温较今高2℃，降水量较今多200 mm；距今3 000年至今，气候转凉，半干燥［25］。河北南宫（115.3°E，37.3°N）全新世地层中则有枫香和山毛榉的花粉［21］。

内蒙古扎赉诺尔（117.6°E，49.5°N）早期尚有温带落叶阔叶林或针叶林，并有一定水面的湖泊和草甸，气候较为温暖，人们在湖沼广泛分布的森林和草原环境中过着狩猎生活。后来森林减少，草原面积扩大，湖沼退缩。鄂温克（119.7°E，49.1°N）伊敏河细石器地点3.62 m剖面孢粉系统分析，表明距今4 500多年，生长着樟子松、云杉、松、落叶松、榆、桦、栎、胡桃等乔木，灌木和草本植物主要有蒿属、藜科、禾本科、莎草科、葎草属、伞形科、石竹科等，还有丰富的水生植物孢粉和泥炭藓孢子，说明当时有静而浅的湖沼，在较干坡地有松属生长。其后，森林又趋减少，中温性草原发展。至上层，蒿属下降，松属和栎属相应增加，水面再次扩大［26］。

内蒙古敖汉旗（119.9°E，42.3°N）兴隆洼遗址发现许多距今8 000～7 000年半炭化的胡桃楸果核，显示当时气候湿润，现今那里气候干旱少雨，植被属于暖温型草原向中温型草原过渡带［27］。距今3 400多年的大甸子遗址孢粉分析表明，当时尚有针叶落叶阔叶混交林，并有一定水域，气候较今温暖湿润。

内蒙古察哈尔右翼中旗（112.6°E，41.3°N）大义发泉村细石器文化层孢粉分析，反映全新世前期暖湿，后期转向干冷［28］。

内蒙古、山西、河北交界一带全新世孢粉组合分析与14C测定年代情况：据阳高县（113.7°E，40.3°N）、浑源县（113.7°E，39.6°N）资料反映，在泥炭形成期气候温暖略干。王官屯剖面距今6 800～2 330年，先是以松属占优势，有少量蒿属和麻黄属的植被；继而转为以松属占优势，还有桦、椴、栎、胡桃等温带落叶阔叶林；后来又转为与早期相似的植被状况。黑土塘剖面距今6 078～2 330年，早期气候温干，湖泊不发育，分布着松属温带针叶林；后期气候有利温带针叶落叶阔叶混交林生长，较高山地尚有冷杉生长。从后地河泥炭层（距今7 400年±91年和4 700年±120年）、羊肠河泥炭地（距今980年±70年）、火炮子泥炭地（1 335年±75年）孢粉组合推测，围场（117.7°E，41.9°N）地区在距今7 000多年前，气候温和略干。尽管距今7 400～4 500年间森林曾一度减少^[17]，总的看来，在距今7 000～1 300年间，坝上高原当时较今温暖潮湿。

山西襄汾（111.4°E，35.8°N）陶寺遗址距今4 200～4 000年孢粉中，乔木花粉占59.8%，灌木及草本花粉占38.7%，蕨类孢子占1.4%。具体来说，乔木有油松、桦、鹅耳枥、榛、椴、栗、榆、栎，灌木与草本有杜鹃、悬钩子、蒿、蓰草、山萝卜、菊科、唇形科、禾本科、藜科、毛莨科、豆科，蕨类主要是水龙骨［29］。这是暖温带落叶阔叶林，反映当时温暖偏湿气候。夏县（111.2°E，35.1°N）东下冯遗址出土的木炭经鉴定为槭、松和冷杉，是距今3 795年±100年至距今3 530年±100年之物，反映当时夏县一带也有茂密的森林。

陕西扶风（107.8°E，34.3°N）遗址现生长着杨属、栎属为主的落叶阔叶林，属于暖温带气候，年平均气温12.4℃。据傍龙寺和张家壕两剖面的孢粉组合分析，当地自下而上从仰韶文化层、龙山文化层、周代、汉代直至近现代的不同时期堆积层中的植物状况及反映的气候为：

（1）松属、桦属花粉优势带，反映气候较干凉，但非同末次冰期时，气温已开始回升。（2）栎属、松属优势带，表明气候还较干燥。气候虽转暖，但仍较干凉。

（3）阔叶树增长，反映当时气候温湿，是全新世以来气温最高时期。(www.xing528.com)

（4）阔叶树总数较多，气候已不如上一时期湿润，趋向变干，为温暖半湿润时期。

（5）草本植物占绝对优势，气候变得较干、较凉。（6）松属优势带，气候较干凉［30］。

河南舞阳（113.5°E，33.4°N）贾湖遗址（距今8 500～7 500年）是裴李岗文化诸遗址中迄今仅见的较多内容的孢粉分析。研究看来，人类在当地活动以前，气温虽已开始回暖，但仍不很高，降水量也不大，属温和半干旱气候。人类初来此活动时的孢粉组合中，气候条件可能与现在相似或略暖湿些的温和半湿润气候。在遗址兴盛时期，气温和降水都比现今这一地区高，其温暖湿润的气候特征与现今长江流域相似。可以推测当时年平均气温比现今这一地区高2～3℃，降水量多600 mm左右。其发展经历了温干到暖湿的过程［31］。这正是近8 000年来早期气候状况。

河南淅川（111.4°E，33.1°N）下王岗遗址的第九至第七文化层为仰韶文化期，发现动物种类多达24种，是该遗址动物种类最多的时期，其中适应温暖气候环境的动物有7种，占29%，也是暖环境中生存动物最多的阶段。同时，发现的竹炭灰也是这一时期最多，炭灰还可看出竹的纤维。较上的第七文化层（仰韶文化晚期），还发现有30多座房基，房内有的地方还铺着有竹片编织物痕迹［32］。现今下王岗虽然还有小片竹林，但其规模远不能与当时相比，说明距今6 000～5 000年远比现今温暖。

湖南洞庭湖南侧湘阴（112.8°E，28.6°N）、湘乡（112.5°E，27.7°N）、汉寿（111.9°E，28.9°N）等地全新统泥炭孢粉分析表明，中部地层阔叶常绿木本植物花粉含量较丰富，其上下两层的花粉则以松、栎占优势^[18]。反映了全新世中期气候最为温暖湿润。

江西南昌（115.9°E，28.6°N）西山洗药湖全新统中部泥炭的孢粉组合表明，当时为暖热湿润的气候［33］。

广西桂林（110.2°E，25.2°N）南郊独山西南麓的甑皮岩近年又发现了丰富的古植物群，计有181个科、属、种，今在洞穴遗址周围30 km范围内生长的植物只有黄槿等40种（包括近代31种），可见当时桂林地区植物种类十分丰富，目前在国内外亦属罕见。已发现的植物种类有：松科、柏科、梧桐科、大戟科、木樨科、小蘖科、木兰科、豆科、桃金娘科、山毛榉科、毛莨科、百合科、栎属、禾本科、槭树科、山茱萸科、棘木属、山麻杆属、杨梅科、蔷薇科、芸香科、葫芦科、榆科、朴属、蕨类等［34］。甑皮岩遗址虽不在全新世中期，但却处于距今9 000～7 500年的气候回暖期，动植物反映的气候显然较现今温暖。

北部湾沿岸更新世沉积中发现众多环纹藻，孢粉组合显示出当时以樟科、桑科、山龙眼、无患子科等南亚热带、热带森林植被为主，为炎热而潮湿的气候［35］。

东部沿海的青岛（120.3°E，36.0°N）胶州湾地区［包括胶州湾周围的崂山（120.4°E，36.0°N）、即墨（120.4°E，36.3°N）、胶县^[19]（120.0°E，36.3°N）、胶南^[20]（119.9°E，35.8°N）一带］北部属胶莱平原一部分，南部除崂山外，均为海拔100～720 m的山地丘陵。这一地区现有20 000年以来孢粉组合分析，其中涉及全新世的有：①第三阶段（距今11 000～8 500年）气候温和略干；②第四阶段（距今8 500～5 000年）气候温暖湿润；③第五阶段（距今5 000～2 500年）气候温和略干；④第六阶段（距今2 500年至今［36］气候转凉^[21]。

安徽枞阳（117.2°E，30.6°N）高桥泥炭田（距今8 380年±110年）系统的孢粉分析表明，当时湖沼广布，气候温暖［37］。安徽芜湖（118.3°E，31.3°N）与江苏南京（118.7°E，32.0°N）、江阴（120.2°E，31.5°N）距今5 100年左右的栎、栲、山龙眼、枫香、胡桃、楝和马尾松等的实物、孢粉分析，表明当时这一带植被属于亚热带常绿林，气候较今温暖湿润［38］。

上海西部地区［包括青浦（121.1°E，31.1°N）、松江（121.2°E，31.0°N）全部和金山（121.1°E，30.9°N）大部］是上海市郊地势最低、洼地面积最大地区，除十几个小山丘外，大部分为海拔3.2 m以下的冲积平原。这一地区现属于东部亚热带季风气候区，温和湿润，四季分明，年平均气温15.5℃，年降水量1 032.8～1 092.2 mm。地带性植被为常绿阔叶林，北部有常绿落叶混交林。近3 000年来这一带的孢粉组合与14C年代测定研究分为四个时期：

（1）第一阶段（距今2 900～1 800年），山丘上主要是青冈栎和栲等常绿阔叶林，低洼湿地以芦苇为主，沼泽中伴生有草本植物。常绿阔叶林是中亚热带典型植被，分布地区的年平均温度一般在16～18℃，年降水量在1 400～2 100 mm。可见当时气候较现在温暖湿润，年平均温度略高于今。

（2）第二阶段（距今1 800～1 400年），山丘上常绿阔叶林被常绿落叶阔叶混交林代替，并混有针叶树种。植被具北亚热带森林特色，反映当时气温比现在略低。

（3）第三阶段（距今1 400～850年），山丘上又恢复为常绿阔叶林，但栲属成分较第一阶段要多，与第二阶段相似，反映了它们之间相似的气候条件。

（4）第四阶段（距今850～550年），山丘被常绿落叶阔叶混交林所覆盖。从森林植被看，气温比第二阶段还稍冷，年平均气温要比目前低1～2℃［39］。

浙江桐乡（120.5°E，30.6°N）罗家角遗址孢粉组合可分五个层面，自下而上是：①生土层，气候热暖湿润，气温应比目前高；②第四文化层，据本层出土的芦苇14C测定，经树轮校正后为6 905年±155年，属马家浜文化，气候较生土层温凉，人类从事耕作活动；③第三文化层，气候热暖湿润，养蚕活动开始；④第一、二文化层，气候比前一时期温凉略干；⑤近代沉积，孢粉中以木本花粉居首位，植被为常绿、落叶阔叶混交林［40］。

罗家角遗址孢粉组合反映了气候由暖转冷，波动起伏的变化过程，与野生动物变迁吻合。

杭州湾一带孢粉组合显示，距今7 500～6 000年间，气候较今暖得多。距今6 000～4 000年，气温显著降低，中间大体上又有两个较显著的起伏：即距今6 000～5 600年间，适应温热的树种减少，以至消失，落叶阔叶树增多，犀、象也消失了；距今5 600～5 400年间，气温和湿度皆降低，距今5 300～5 000年间是一个回暖的高峰；距今5 000～4 000年间，气温又大幅度降低。距今4 000～3 500年，前期变凉，后期回暖，温度和湿度均与今相仿［41］。

青海柴达木盆地中部的察尔汗盐湖（在都兰、格尔木等地，98.1～94.9°E，36.3～36.4°N）湖水中含盐量及周围植被的演变也反映出气候变迁。据察尔汗盐湖西部别勒滩干盐湖101 m深的钻孔取得的孢粉资料分析表明，约从距今11 000多年起，随着全球性气温回升，冰川消融，降水量增加，盐湖又趋淡化，荒漠植被有所减少，温带蕨类水龙骨出现，水生沼生香蒲重新生长在淡化的湖沼边缘，禾本科、蓼科等组成的杂类草则生长在盐渍化减弱地区，一些乔木树种重新出现。总的看，过去这里气候较今潮湿、温暖［42］。

宁夏北部贺兰山（105.4～106.3°E，39.2～38.2°N）油松、山杨林下限，在距今4 000年前海拔1 700 m上下，近年在前山新沟柴渠门北坡中下坡海拔1 680 m处发现古炭迹（14C测定为距今4 000年±77年）可以为证。现在贺兰山的油松、山杨林层下限上升至海拔2 000 m处［7］。

新疆西北艾比湖（82.5～83.2°E，44.6～45.2°N）全新世孢粉组合显示，①早全新世（距今10 000～7 500年）较以前气温有所回升，但是气候干凉；②中全新世（距今7 500～2 500年）气候比目前暖湿；③晚全新世（距今2 500年～现在）［43］气候的温度与湿度都有所下降。

西藏地区，对当雄（91.l°E，30.4°N）、仲巴（84.1°E，29.6°N）、拉萨（91.1°E，29.6°N）等地泥炭层的孢粉研究表明，距今10 000～8 000年植被为高山草甸，气候冷湿；距今8 000～3 500年植被转为高山灌丛、草甸，气候温湿；距今3 500年以来，植被又转变成高山草原，气候冷干［44］。定日（87.0°E，28.6°N）亚里新石器时期植物化石表明，当时尚有杜鹃、荚裥、鼠李、忍冬等高山灌丛生长。沉错湖畔孢粉组合显示，在深层，以草本植物为主，反映当时气候干凉。在中层，据树木残体14C测定约为距今3 000年，孢粉种类多，木本植物上升为首位（占50%），属森林草甸植被，反映气候较温暖。表层，木本植物又大减，草本植物上升为首位，又转变为草甸植被，气候干凉。

昌都^[22]（97.1°E，31.1°N）卡若遗址（距今4 690年±135年）发现有热带亚热带地区植物，也有干旱环境中的蒿等，表明当时气候温暖偏干，有栽培植物出现［45］。距今8 000～5 000年，林芝（94.3°E，29.5°N）尼洋河两岸及易贡（已改设波密县，95.7°E，29.8°N）一带，高山上生长着云杉、冷杉、云南松、高山松，低缓的山坡上有高山栎、水青树科、木兰科、樟科等多种亚热带针叶阔叶树种，当时气候与现今的察隅（97.4°E，28.6°N）一带相当，可见气温高于今。

徐仁等根据对第四纪冰川、冰缘冻土、哺乳动物化石及孢粉分析的研究，认为在距今7 500～5 000年，青藏高原的气候也显著地转暖。对喜马拉雅山中段聂拉木（85.9°E，28.1°N）细石器地层古植物研究表明，当时气温比今天要高出3～5℃［46］。西藏中部和南部全新世地层孢粉资料表明，距今13 000～7 500年气候回暖，距今7 500～3 000年转为温暖潮湿气候，距今3 000年至今再转为干燥寒冷气候［47］。

四川冕宁（102.1°E，28.5°N）距今6 058年±167年曾生长着由常绿乔木石栎、青冈，落叶阔叶乔木核桃、桦，针叶乔木松、铁杉、黄杉等组成的混交林。现今这些地方生长的是由云南松和栎、杨、桤木等组成的针叶落叶阔叶混交林［48］，植被变化反映当时较今温暖湿润。

贵州梵净山［武陵山主峰，在贵州江口北（约108.8°E，27.6°N）］九龙池全新世孢粉组合地层自下而上可划分为4个孢粉组合带，14C测定为距今5 000年左右。当地古植被变化是：以常绿阔叶树为主的常绿落叶阔叶混交林→以落叶阔叶树为主的常绿落叶混交林→以落叶阔叶林→以松、栎为主的针叶落叶混交林及喜冷湿的莎草增多。反映当地气候温热→温暖→温暖偏凉→温暖偏凉湿这样的变化过程［49］。

各地点不同时期的各种孢粉组合，反映了历史时期的气候变迁状况。