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昆明植物所周浙昆研究组在古大气二氧化碳浓度重建研究方面取得进展
日期:2015-03-03 |来源:昆明植物研究所 |作者:胡瑾瑾 | 【 【打印】【关闭】浏览次数:

  重建古大气CO2浓度不仅能反映地质时期的古环境和古气候情况,还能为未来的气候变化提供一定的参考。利用植物叶片气孔频度(stomatal frequency)与大气CO2浓度的相关性重建古大气CO2浓度是一种重要的古大气CO2浓度研究方法。气孔频度主要包括气孔密度(stomatal density, SD)和气孔指数(stomatal index, SI)这两个参数。若气孔频度与CO2浓度存在一定的相关性即可应用于相应的植物化石中以重建古大气CO2浓度。之前的研究发现,大部分植物的SD/SICO2浓度呈负相关关系,一部分无相关性,而呈正相关的比例不超过12%。目前几乎所有的研究者都是利用气孔频度与CO2浓度的负相关关系来重建古大气CO2浓度,而利用正相关关系来重建古大气CO2浓度的研究鲜见报道。 

  近期,中国科学院昆明植物研究所周浙昆研究组发现帽斗栎(Quercus guyavifolia H. Lév., 1)的气孔频度与大气CO2浓度呈正相关关系,该关系来源于两个相互独立的系列:第一个系列沿海拔梯度采集,因为大气pCO2随海拔升高而降低;第二个系列沿时间变化采集,采集了最近90年间标本馆内历史腊叶标本的样品,因为近90年来大气pCO2逐步增加。这两个系列得出一致的结果:帽斗栎的气孔指数随CO2浓度升高而升高(图2, 3)。这一“反常”的正相关关系被应用于与帽斗栎亲缘关系最近的高山栎组植物化石Q. preguyavaefolia中,重建了时代为晚上新世的两个化石点的古大气CO2浓度,结果与同一时期他人的重建结果基本一致(图4)。这说明气孔频度与大气CO2浓度的正相关关系也是重建古大气CO2浓度的一种可靠途径,这一关系为古大气CO2浓度重建提供了一个新的思路。 

  研究结果以“A new positive relationship between pCO2 and stomatal frequency in Quercus guyavifolia (Fagaceae): a potential proxy for palaeo-CO2 levels”为题发表于植物学期刊 Annals of Botany(文章链接:http://aob.oxfordjournals.org/content/early/2015/02/13/aob.mcv007.abstract?keytype=ref&ijkey=SF2qBN97g4gGC5g)。本研究获得了国家自然科学基金重点项目(41030212)和973项目(2012CB821901)的资助。

图1:帽斗栎现生植物与前帽斗栎化石的形态比较图

图2:帽斗栎沿海拔梯度采集的样品的气孔频度与大气CO2浓度的关系

图3:帽斗栎历史标本样品的气孔频度与大气CO2浓度的关系

图4:晚上新世古大气CO2浓度重建结果比较图

 

 

 

 
 
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