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埴物 学 报1 9 9 0 ,3 2 cf a of an 衄Si r i c a 昆明盆地第四纪孢粉时间序列的波动 特征及其地质环境意义 童国 榜 自 士英 周顺江 张俊牌 地质矿产部水文地艟工程地质研究所, 河北正定 o 5 o 8 0 0 陈 乐 尧 地质矿产都成都地藕矿产研究所,成都 6 1 0 O 8 2 摘 要 本文 用数 字滤波 方 法, 对 昆明盆 地 1号 孔的孢 粉时 间序 列进 行 了波动 特 征的 研究 。 结 果 表明, 植物演变存在着四种显著的局期, 分别为大于 1 0 0万年的长周期 , 2 5 3 1 万年的中等 周期 , 9 . 7 1 2 - 万 年 艮 4 . 8 6 . 3万年 的 短周 期。“ 三通 低通 、 带 通 、 高 通 滤 波曲线 显示 了 挺 被 捕盎 阶 段和演 变模 式的 信 息, 展 现 出地质 断代特 征 。 本文还将三通滤波曲线与气候波动、 踩海氧同位素及地球轨道偏心率曲线加以对比, 可比 廿很好。在定量分析计算的基础上,应用古植被古气候分析和测年成果对 昆骺缸地第四纪气 变化的周期性进行了讨论, 并建立了第四纪气候变化序列。 关 键 同第四 纪 ; 孢 粉对 间序 列; 古环 境 j 数 字滤 波 THE CHARACTERl STI CS 0F THE POLLEN SPORE T王 M E SL RI ES FL UCTUAT1 0N AND I TS SI GNI FI CANCE I N THE GE0LoGI CAL ENVI R0NME NTS 0F THE QUATER NARY I N KUNM I NG BASI N T o n g G u o b a n g ,B a i S h n g , Z h o u S h u n - j i a n g a n d Z h a n g Z u n - p a l 1 r / t u J e o t Hy d r o g c o l o g y d E n g i n e e r l n G e o l o g ,MGMR .z b ∞ l a g ,0 5 0 8 0 0 He b 由 Ch e n Le - y a 9 【 c f M n e r a l R e s o u r c e』 Mi n i u r y o f G e o l o g y 4 Mi n e r a l Re s o u r c e s ,C h e n g d u 6 1 8 0 8 2 T h e l o w - a s s , b a n d - p a s s a n d h i 曲- p a s s d i g k a l f i l t e r i n g me t h o d s w e l e a d o p t e d t o s t u d y t h , l s e r i o d i c a l f l u c t u a t i o n s o f v e g e t a t i o n i n a c c o r d a n c e wi t h the p o l l e n s p o r e s e r i e s o f No . 1 b o r e - 丰文于 1 9 8 8 军 5 月收到, R年 1 2卢收列修改稿a 维普资讯 2 期 童国榜等昆明盆地第四纪孢粉对间序列的波动特征及其地质环境意义 ho l e i n Kun mi n g Ba s i n The r e s ul t s ho we d t ha t t h e r e we r e o b v i o us l y 4 pe r i o ds i n v e g e t a t i o n S I C C e s i o n t h e l o n g p e r i o d wa s 1 一 】 . 4 mi l l i o n y e a r s ; t h e mi ddl e p e r i o d wa s 0 . 2 }一0 . 3 1 ra i l l i o n y e a r s ;t he s h or t pe r i o d wa s 9 7 一 I 2 a n d 4 8 _ 6 3 t ho u s a nd y e a r s Th e t hr e e p a ∞f i l t e r i n g c u r v e s s h o we d t h e i n f o r ma t i o n o f g e o l o g i c a l d a t i n g ,s t a g e a n d p a t t e r n o f v e g e t a ti o n mc c e S s i 0 n . Thi s pa pe r p r e a e n t s a go o d c o n t r a s t wi t h t he t hr e e - pa s s f i l t e r i n g c u r v e s ,c l i ma t i c f l u c t u a t ] o n,0 i s o t o p e i n de e p S e a a n d t h e e a r t h’ s o r bi t e c c e n t r i c i t y Th e r e s u l t i s s a t i s f a c t o r y . Th e p a l e o c l i m a t i c a n a l y s i s a n d t h e g e o l o gi c a l d a t i n g me t h o ds ,b a s e d o n the qu a nt i t a t i v e a n a l y s i s ,a r e u s e d t o di s c us s t h e p a l e o v e g e t a t i o n s u c c e s s i o n ,s t a g e a n d pa t t e r n a 5 we l l a s the f l u c t u a t i o la o f t he p ol l e n t i me s e r i e s a n d t h e c l i ma t e c y c l i c v a r i a t i o n a nd t o pr e s e nt t he S l _ C ces s i o n o f the c l i m a t i c v a r i a t i o n i 1 1 the Qu a t e r n a r y . Th e s u c c e s s i o n c o n t a l m t wo c l i ma t i c c y c l e s . e a c h f o r i l l r e t h a n 1 mi l l i o n y r s . ,t e n c l i ma t i c p e r i o d s ,e a c h f o r 0 . 2 卜0 . 3 mi l l i o n y r s,a n d 2 5 c l i ma t i c f l u c t ua t i on s , e a c h f or 9 7 1 2 5 t h o u s a nd yr s . I t i s c o n s i d e r e d t h a t t h e g e o l o g i c a l a n d c l i ma t i c i n f o r ma t i o n c a n b e v a l l d l y e x t r a c t e d b v me a d s o f t h e me t h o d o f t h e d i gi t a l f i l t e r i ng f r o m t he p o l l e n s p o r e s u c c e s s i o n;, the r e upo n we m a de d uc e t he s u ce esi o na l t r e n d a nd p r o gr e s s of t h e pa l e o v e g e t a t i o n t ha t r e fle c t s t he f l ut u a - t i o n s o f t h e p a l e o c l i ma t e a n d the g e o g r a p hi c a l c o nd i t i o n s . Ke y wo r d s Qu a t e r n a r y ;Po l l e n s p o r e t i me s e r i es;P a 1 e 0 e n v 0 n me n £ Di g i t a l f i l t e r i n g 昆明盆地位 于北纬 2 4 。 2 5 -- 2 5 。 1 5 ,东 径 1 0 2 。 3 1 一 l 0 2 。 5 5 。 盆地中新生代地层发 育, 晚第三纪以来的松散沉积层厚达千余米, 沉积基本连续。八十年代以来,地矿部成都 地 质矿产研究所 及云 南地 矿局共 同在本区进行过大量的第四纪地质工作 ,系统 地开 展了 孢粉分 析, 发现 了丰富的孢粉 化石 , 建立了第四纪孢粉序列。在此基础 上, 我们主要 用数 字滤波算法 ,对 昆明 1号孔进行了定量分析 ,获得 了第四纪孢粉 时间序列 波动 的 良好图 象 , 揭示 了昆明盆地 第四纪 以来的古气候 及古地 理的演变特征。 ’ 自 然环境 昆明盘地是云贵高 原上的一个大型 山阃盆地 , 面 积约 1 0 0 0余平方公 里 ,海拔高 度为 1 9 0 0 m 左右 ,周围群 山高达 2 3 0 0 -- 2 5 0 0 m。 山势巍峨挺拔 。 盆地 气候 主要受西南季风 影响, 千 湿分明。夏季无酷 署 , 冬季无严寒 , 四季如春。年平均温度为 1 4 . 5 ℃ , 最冷 月均温 为 9 ℃ , 最热 胃均温为 2 0 ℃, 年积温 4 0 0 0 -- 5 0 0 0 C, 年 平均降水量为 1 0 3 4 mmo本区植 被 属中亚热带常绿阔叶林地带 , 主要树种有滇青冈 c y , 。 f d 。 5 打 g l a u c o i d e a 、 黄毛 青 网、 c.d e l a o a y i 、栲 属 C a s t a n o p s i * 、高山栎 _9 , 5 s e mi e a r p i f o l i a 等常 绿阔叶 成分 , 伴 有少量落叶和硬叶 栎属 9 , s 、冬青属 1 l e x 等。由于 人为采伐 ,常绿 阔 叶林范强逐渐缩小 ,大面积分布 的是云南 松 P i n u s y u n n a n e n * i s 林 ,其中杂有 华山松 P .a r ma n d l i 和滇油杉 Ke l e l e e r i a e v e l y n i a n a 。阳鼓山地为由禾本科 G r a mi n e a e 组成的亚热带干旱草原。在 3 5 0 0 m 以上的高山有冷杉属 db i e s 林。 植被垂直分布规 律清晰。 钻孔剖面及孢粉组合 昆明 1号孔位于滇池托端湖岸上 , 孔深 5 0 0余米 ,由 一套灰 色、 灰绿 鱼为主的髑相松 散 沉积物组成 , 不整台于寒武系黄褐色粉砂岩上, 松散沉积岩层中台有丰富的化石。现将 维普资讯 植 物 学 报 地 层及孢粉组合分述如下 一晚新 生代地层 1 . 上新统上 部灰绿 色、 褐灰色泥岩与 浅橄 榄灰 色粉 细砂岩互 层 , 泥岩 中常 夹薄崖 褐 煤及黄质泥岩 , 有时含泥砾。砾石为下伏泥岩 的风化物 , 底部有 一层 2 m 厚的 白色 粘土与 下伏 地层不整 合接触 。 2 . 下 更新统灰绿 、 灰褐 、 暗褐 、 褐红色中厚层状粘土 , 偶夹浅灰色生物钙质 粘土 及薄 层褐煤 、 炭质粘土。上部橄榄灰色粘土 与睹褐 色、 暗绿 色粉 、 细砂呈互层 。 3 . 中更新统灰黑 、 褐灰 色粘土与薄层粉 细砂互层 , 夹 多层褐煤及硅藻土。下部 砂层 较上部厚。 4上更新统及全新统褐黄、 浅绿灰 色缅砂、 泥质粉砂与粘土互层 ,夹炭质粘土与 褐 媒 数 层 。 二孢 粉组合 孢粉 组合中木本植物花 粉 占优势, 一般高于总量的 6 0 %;蕨类植 物孢子次之 , 占总量 的 1 5 弼 左右; 草本植物花粉 较少, 一般小于 1 0 弗,.叉在 个别 屠段中达 3 O 一 4 O 。木 本中 以针叶植物花粉为主 , 有松属 、 铁杉属 Ts u g a 、 云杉属 P i c e a 、冷杉属 、 雪松属 C e a r u s ; 阔叶植 物花粉 次之 , 主要有栎属 , 其次有粟属 c d 、 榆属 Ut mu O、朴属 C e l t i s 、 榛属 C o r y t u s 、 桤木 属 A l n u s 、 胡桃 属 ] u g l a n s 、冬青属、 山核 桃属 Ca r y a 、楝 科 Me l i a c e a e 、 山矾 属 S y mp t o c o s 等。 草本植物花粉 主要有禾 本科、 蓼属 P o t y g o n u m 、 十字花 科 C r u c i f e r a e 、 毛莨科 Ra n u n c u 1 a c e a e 、 菊科 C o mp o s i t a e 、 百合科 L i l i a c e a e 等。 蕨类植物 孢子有凤 尾蕨属 P t e r i s 、 水龙 骨属 P o l y p o d i u m 、瓦韦属 L e p i s o r u s 、 卷 柏属 e t a g i n v l l a 、石 松属 L y c o p o d i u m 、桫椤属 C y a e h e a 。水生 植物花粉 经常 出现狐 尾藻属 My r i o p h y t t u o n 、杏菜属 Ny mp h e l d e s 、睡莲禹 Ny mp h a e a 、 菱餍 Tr a p a 等。 孢粉 组合在垂直 向上的变化颇为显著 , 可 划分 为 2 7个 孢粉带 , 详觅 图 1 o 随机数字滤波计算 孢粉含量在 剖面 上的分布 , 标 志着植物兴衰 演化 过程在时间序列 中的波动。 这 种在 地质历史上 的波 动 ,往往反映从一个兴衰过程转化到另一个兴衰过程的交替的周期性 变 化 。而这 种周期变化是 否存在 ,常 常要通过频谱 分析 功率谱分 析或相关函数分析等 予 以检验或直接 用滤波 的方法从数据中消除随机干扰 , 进而提 取不 同的 周期成分 。 随机数 字滤波方 法具有很 大的灵活性和适应性 , 只需改变滤波 算子 就可 以达 到不 同的 目的。 对随机数据进行 滤波 的 目的是平滑数 据 ,分离不同的周期成分。 线性滤波器 输 入 f 和输出 y O 之间的一般关系可用如下的褶积表示 f . , 一 I r 1 ~ r d r ⋯ 1 J 一0 在实 际运算时把上式变为 如下有限项求和形式 1 睬乐尧、 意瑞华, 1 9 8 4 昆明盆地晚新生代稳粉组合受其古气候特征 维普资讯 2 期 童 昆榜 等 昆明 盆地 第四 纪 孢粉 时间序 列的 波动 特征 及其 地 质环 境意 义 y f 一 ∑ 2 式中 , y 为输 出信息 滤 波后的结果 , 一 r 为输入的编码信号 即原始数 据 , 为 时间序列 , 为滞后 相关 的时差 , 一 一Ⅳ,一Ⅳ 1 , ⋯ N 一 1 ,N。N 为输入 点数 目, r 为滤波算子 滤波 器 通过 1 、 2 式可知 , 对随机数 据进行滤波的关 键问题是 确定适 当滤 波算 子 r 。确 定 滤波算子可 以用频谱分 析中 的挟 速富里叶 变换 求得 ,也可以通过 滞后 相关递推的方法 确定 。在 时间域 内的数字滤波过程可 以用离 散的 变换理 论来实现 。一般的 滞后过滤 器 用 下式表示 F g 一 口 1 口 2 ⋯ 4 . ⋯ 3 式 3 为 次过 滤器的 变换。其中的常数项 、口 - 口 为滞后的权 系数 。递 推公式表示每个输 出点的值是 由输入点与以前输 出点的加权和推算 出来。 其 褶积形式 为 y , 一 2 口 i ≈ 口 0 薪 Q l - s 一 - 。 j ≈ ⋯ d 。 。 ’ ‘ { 0 根据 变换递推方法, 分别得出如下低通、 带通和高通的滤波算子 一 低通滤波算手 ] _ [ ] 一 面 [ 一 _2 一. ㈣ 8 。 为正 弦积分符号 , 为截止 周期 。 带通滤波算手 等 ] 一 2 N “t- 1一 、 r 2 N “t-一 L ] ⋯ ㈣ 三高通滤渡算 手 一 岛 } 十 { } 一 ⋯ 7 在运算前应将原 始数据序列变 为平 稳随机序 列 , 即将之变化 为均值为零、 方 差为 1的 新 序列。 , 然后进行计算 。 孢粉数据序 列的建立孢 粉分 析数据极 为丰富 , 为满 足滤波算法的要求 , 莪们 选取 有 代 表意义的 术本 渣物花粉总量 , 草本渣物花粉总量及松属花粉含量建立三个原始序列。 序 列中 各点的间隔 为 2 m, 如果实际采样点不在所取位置上时 , 则采取 线性 插值取数 。 我们采用方差分析方法 对低通随机数字滤波计算 结果 进行了 比较 ,同时也是 为滤波 结果的置信度进 行检 验 表 1 。检 验结果是 令人满 意的。 维普资讯 l 5 0 植 物 学 报 A B u 一 。 . _ E 一々 1寸 一 日 一一;l C b 一 I - 孝 1 _ 1 ‘ 等 【 } 3 l嚣 4 f ● 5 ■ I K } 7 J - r 9 ■ } r - I D L r } l I - 12 l l - I I 【 - L l 。 一 c ’O l 打 ● } 坫 。 r 1 0 r 。l ∞ ● - 一t r } n - } r { l _ l [ _ . 【 岔 【 23 一 i 阜一 2 B N 叠 l蠢 『 I 0 霉 ~4 0 , 豳 口 岫 图 l昆明 1号孔孢 扮图式 . 地质时代B . 柱扶图C 孢粉带 Fi g. 1 pl yuo gr a m口I N o . 1 b or e hol e i u K un皿 i ng B ‘ A.Ge 。I 。Ii “ 1 q e B.Co l umnar G t i o C- Pol l e n 5 p。 。。 。 ‘ 注 C下的空 格为2 , 孢粉带 。 子 孢 葵卅 罄 口 维普资讯 期 童圉榜等昆明盆地第四纪孢粉时间序列的波动特征及其地质环境意义 l , I ●. P b. PI f , Cf r d. Ts u ga C ⅡP e s s ac e ae f p ⋯ g. h- C● , l 4 口1 . R05 4 1 . 8⋯ t k. U f ⋯t C0, . G ra i n a 0 n P o y o o. R I Ⅱu nc u1 ea c p . Ti f i a q . P口 ㈣0 g n” r Hy 0p hyl s .Pol vP0 dl a c e ae t ● y,口 I , PI e r i v S⋯ l ag w Lf p i f Or 1 . Pi ga C a 5 Ⅲa 2 Cu pt el 0 Ⅲa e P i . C 0 s t a 3 t l ⋯一 占f ㈨ t - l i a 4 Pi n f - H m o ph yf ⋯Pot y p0 di a c a e 5 . P i 一 0 ,F UI; Ⅳ 6 ⋯- 丁 一 0 ⋯ 0 ⋯ P i 』 - T u g a , S i ⋯t P J f -g d 9 . Tt uga - 0⋯川 Fo y 。 ⋯ Ts g Pi F d- , 0 P。d i u 0⋯⋯一 0 5 口 』 l y p o d i u m 1 2 , 0 f UI T l 3 JJ 2 ⋯一 9⋯⋯- Po l y o d1 a c t a e 1 4 - P i 川 Pi 4 - P l ypo di u I 5 . Pi nu - 口 一 Que r 【 6 0⋯f 卜T uga ⋯ Ul J l , 2i - Uf - Pol yg od i - 翱_l 8 . P i f f Pi Po l Podi n 1 9 0 - Pi Tt ga 2 n , f Ce dr u 一 Uf 删21 m CF r R⋯ncu I a 啪e 2 2 . Pi ⋯G amj 嘞e - 0⋯ 2 3 P扣 Ra nune ul c e a ㈨G 洲 i a e 2 4 P f ⋯ G a ra i nea e ⋯ Cad 2 5 . o⋯f Ce d r - R nu口 乱 I a c ea e Z 6 . .41 G 皿 Ⅲe P 口 , t p o d Ⅳ 2 7 . 0 f , 一 r g Ⅱ 一 P o l y p o di a 袭 1昆明 1号孔方 差置信 度捡 驻 T j b1 e l Ver i f i ca 0“ 。 ㈣ r l Ⅱc c 。nf 1 d e 。t No.1 b。r t ho l e n K u nm I g B 4 5 i D 吨函 0 4 B 0 1 6 0 一 0 O 花 粉类型 草盎 术丰 梧 草 太盎 格 1 o1 1 Ⅱ t ypc s H c r b5 W oo d s Pi n 3 H e r bs W o ods Pi ㈣ F值 V I l ue F 4 . 2l 2 9. 31 3. 9 e 0. 36 里 着性 水平 高度显 著 高度 显著 高度 显著 显著 显著 不显著 {i ‘ni / i o Ⅲe H ; 一S i gni f i 一 l ⋯i H i 一 i gⅡi i H ; 一S i gni f S i gⅡl ; Ⅲc e S i gai f . U n Si gmi / , 计算结果的分析 一 低通数 字滤 波 低 通数 字滤波 目的在于消除或 抑制原始序列中的中 、短周鹱变动 ,提取 出长 用期信 鱼.计算 表明 图 2 , 有如下四个趋势水平存在0 5 0 m 相 当于 和 , 5 0 1 6 0 r a 相 当于 Q2 , 1 6 0 4 0 0 m 相当于 Q】 ,4 0 0 4 8 0 m 相 当于 N 。其中 4 0 0 m 处存在着 明显的地质断代信息 , 4 0 0 m以下标志着木本植物 包括松属 不繁茂 , 而草本植物繁茂。 进 人第四纪后 , 尽管 存在着中、 短周期的变化 , 但是木本增高近 1 . 6倍 ,松增高近 4 . 8倍 。相 厦 , 草本则降低 5 倍。从总体序列看, 草本的偏差系数为木本的 6 倍 ,说明草本植物的兴 寰按 动远比木本植物大。 表 2 给出各趋势水平 地质时期 的孢粉平均含量 c V 及标志波动性大小的偏差 薯 数值 cD 。 。 二 带 通数字滤 波 带通数字谲渡的 目的在于消除或抑 制长短 周期成 分而保 留中等 周期信息 。图 3右 木本 、 松 科和草本孢粉含量的滤 波曲线表明 , 在 4 t l , m 处 仍然保 留着犹如低通滤 波一样的 j 醢势突 变信 息。其波 型和 波动 值在其 上下具有 显著的 差异。木本的带通 曲线经 此突变后 连人几 乎等幅对称波动的过程 。每个 中等周期的延续时间相接近 , 没有大起大落的变 化。 草 本的带通 曲线 虽然也存在这一突 变信息,但是 就波形 和波动值 来讲 则延续了一段时闻 维普资讯 l S 2 植 物 学 报 , 2巷 墨 兰 主 占 莨 I A I B 术 术 搬囊 草 率 恤 馕 变 化⋯⋯ ⋯ a r r . Tc e e s P l a s Co l a C D 蕞 一 0 嚣 / \ / / 喜 -Bt Ⅱ _ 0 _ t r /f / 一 ● 、 一 7 一 ● ’ --1 0 0 6 一 . 1 、 ; / l S I 4 ∈ 一I 抽 一 _ i 3 于 / 一 230 I 圈 2 昆明 l 号孔低通洁波及其与古气候曲线 据 A .Ho l m e s ,1 9 6 5年 的出较 A. 古地磁救性柱B . 地质时代C . 气候毖回D 气候期 Fi g.2 Compar i s on 。f t h e l ow- pa s s f i l t e r i ng CU i “ Ve o f No .1 b o r e hol e i n g .unm i a g 9 a s i a wi t h t h e c l i ma t i c c u r v e 。 a f t e r .Ho l me s .1 9 6 s A . Po1 a r t Ⅲh, m B. Ge ol o gi c a l a ge C. Cl i m a t i c c yc l e D . Cl i m a t i pe r i o d 裘 2 昆瞩 l 号孔各趋势水平的均 幢 t t 蕊酋差 暴教 c d Ta b l e 2 Th e mⅢv 8 1 u e c v a n d t h e d e v i a t i o n c o e f f i c i e n t c d o f I o w - p - s s f i l t e r l n g e t t v e a t va i ou s t e nd en cy l e s e l i n N0 .1 bo z e hol e i a Kunmi ng Ba i n 井 琢 , 0 5 4 2 j 0 一 I 6 日 1 6 0 4 0 0 4 0 D 一 ● B 0 4 8 0 2 4 0 3 2 0 3 2 0 一● 0 口 Dc p t h - { 未 丰 C V 7 j . 4 8 I . 4 0 6 . 6 2 4 B . 7 £ 7 2 . 7 8 7 1 . 6 0 7 B . 9 5 2 9 . ; O W oo d s c d 0. 0 0 7 0 D 0 0. 0 01 0. 0 1 l 0. 0 O1 0. 0 2j 0. 0 3 1 0. 0 l , _ 藐黔 类 型 C V 5 6 .9 6 ● 3. 6 0 4 B. 0 5 1 0. 0 8 4 2. 8 B { 5. 9 5 5 0. 6 3 P嚣 0 .们 4 P 1 1 f● t yp e s c d 0. 口 2 0. 0 0 9 0. 0 0 3 O. O 20 0. d 0 2 0. 0 0 8 草 本 C v 1 】 . 6 0 6. 2 5 6. 0 4 3 9 . 2 3 1 2. 2 1 2. 5 B j . 2 B l Z . 2 h e rb S 0 .0 31 0. 01 , c d O .O 3 1 0. Ol 6 0. 0 1 0 0. 0 1 4 0. 0O 6 0. 0 23 维普资讯 探度 De p t h m 毒 苗i 葡 茸 量 津 圈3 昆明 1 号孔孢瞬的带通、 高通诲谴曲线与北太西洋 V Ⅲ 孔的地球轨道偏心率豆薄水 o 对比阻 地质时代B .气候波动划分 Fi g Co m pa r i s o n of t h e hi g h- pa s s .b a nd- ps s f i l t er i ng c uf v e 0 of t h e po l l e r s po r e i n No.1 bof h ol e i ⋯ K mi ng Bss i n wi t h t he e ar t h’ s or bi t e c ce 玎【 r i c l t Y in d s t a w t er ’ 1 0 i s ot 。 pe i n c f 1 c V I 6 2O S bo r eh0 J 。f t j l c No r t h At J a n c i c Oce a n A. Ge ol og c a g B. Di i d e c 1 i m 毗 i c f l u c c u at 】 on 声 ∞ 蔷 hU 圭 n. 一 两鼍 维普资讯 植 物 学 报 后 约在 Q 后 才有较大的变化 , 其 周期 间隔 相差较大 , 说明草本植物的兴衰波动起伏辘 太 。尤其是到 了晚 更新世后期又有 重演早更新世特点的趋势 。 三高通数字滤波 高通数字滤波的 目的在于消除或抑制中、长 局朝成分保留并突出短属期成分。高通 滤 波曲饯也显示 了 4 0 0 m 处的 地质 断代信 息。其 上下 部的趋 势值相差很大。 眭‰的波动 特 点是在对应的带通 周期间隔 内又出现更短 周期的波动 。木 本 包 括松 其波形 几乎 相 同 , 峰 、 谷通 过序 列均值线左右对称 ; 草本 Qj 后 则 偏离均值 线一侧 , 说明它是处于低值 球 平上的 短周期波 动 , 到晚 更新世 后期 又有增高的趋势 。 四、相关分析 通 过数 字滤镀曲线可 以看 出, 木本 孢粉 曲线与草本孢粉 曲线星对称状态 , 而 木本 孢榜 曲 线与松科孢粉 曲线的状态是一致的 , 说 明三 者存在着互 为依存而又制 约的关系 。为此 . 我 们进行 了多元相关分 析计算 。设木本孢 粉台量 为因变量 y , 松科 孢粉 含量 。 与擎 本 孢粉 含量 为 自变量。计算 结果 为如 下多元回归方 程 一 6 4 880. 33 xl一0. 5 3 x2 方程表明, 术率植物花粉的增减与草本植物花粉是负 相关关系。 木本植物兴盛时期 正 是草本植物 的衰退过程 , 提供 了当时大气温度及 湿度 变化的信 息。 松科植物兴衰演化 刑 从属 于东卒植物 ,是一 种正 棺关关系 。 方程中 草率 的偏回归 系数 o . 3 太于 松科的偏 回归系数 0 . 3 3 。说 明第四纪以来 , 木本 与草 本植物的 衰演 化是植物演 化的主体 成分。 依据 植物 界兴衰演 化的这一主要 信息推测 当时的气候、地理 条件的变迁是 符台实际情况 的 。 讨 论 一古植被演变阶 段 低通数字 滤波提取 了由四个趋势水平组成的二个长 周期 变动的信息。其分界相 当于 布 容正极性 世的底部 7 3 万 年 。 第一 周期的地质时代 为早更新世 ,证于松山负极性 避 中 。第二 周期 地质 时代 为中更新世到全新世。第一长周期的孢粉组 台中常绿阔叶成分较 多 , 反映 早更新世 古地 理特征为中亚热带 或 南亚 热带 北部 性质 , 第二长 周期 以后孢粉 组 台 中落 阔 叶成 分增 多, 古地理具有中亚热带到北亚 热带南 部的 特点 。 每个周 期反映 出两个 古植彼演 变过 程。高趋 势水平段 的孢 粉组 台以栎 、 松 为主 , 其次 既 有一 定量的高山暗针叶树种云杉、 冷杉花榜 , 又有少 量亚 热带常绿 阔叶树种的花 粉 ,如 山核桃、 枫香属 L i q u i d a mb a r 、 山矾、 杨梅属 My r i c a 等。反映 当时地 势起 伏大 , 气候 温暖 湿润。高山各垂 直带的植被均很发育 , 其基带植被 类型 为亚热 带常绿阔叶林。 低趋 势水平段孢 粉组台以松为主 , 温带落叶阔叶树种的花粉成分显著增加 , 如榆、 择 、 胡 桃等 。耐旱的禾本科花粉及水龙骨科蕨类孢子也有所增加 , 反映气温下 降、湿度 减小 , 基 带植被类型为针阔混 交林或 落叶 阔叶林 。 根据滤波曲线的周期变化, 可把第四纪植被演变捌分为 Q } 、Q { 、Q 、 Q 及 一 五 个 植被期 , 分属 两个植被阶段。Q-为第一植被阶段 ,Qt 一 为第 二植被 阶段 古植被 的滇变模 式 维普资讯 2期 童匡磅等 昆明釜地第四纪孢粉时间序列的波动特征及其地质环境意义 板据 “ 三通” 数 字滤波曲线线翌 、 渡 幅分析 , 第四纪植被的演变一般 表现 为渐 变及麦变 两j L i 模式。尤其是 带通 、 高通 线细致 地刻 划了这种模式的转 化过程。由晚 第三 纪进入早 更 折世 , 以及 由早更 新世进A中更新世时 , 曲线波幅 由逐渐增大到突 然变 小 ,波长则 由短 增长到突然变短 。其 原西是青 藏高 原整 体隆 起 - 而导致本区地 势起 伏变大 , 造成 各垂 直 带的埴物孢粉同 时在 组台中 出现。 当然 , 青藏高原的隆起也直接影 响到本 区气候的变化 , 由于西南季风的增强 导致早 、 中更新世初期的气候环境 以湿 热为 主。 其它几个植被翔间的变化形式基本上是渐变 的 , 服从于周期性 的变化格局 图 2 其变化主要受垒球性气候变化所 制约。 三孢 粉时 间序 列的波动 性与气候 期 孢粉对伺序列的波动性受控于气候周期变化 一, 因为植被的演变是气候变动的 产物。 图 2 表明, 低通滤波曲线与 H o l me s 的第四纪气侯变化曲线有着对应的相似性。冷期 或 冰 翱 与术本植物 花粉曲线 的“ 谷 相
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