（第四纪地质学专业论文）中国南方主要植物的地理分布及其与表土孢粉的关系.pdf

中国南方主要植物的地理分布 及其与表土孢粉的关系 专业：第四纪地质学 学生：余荣春 指导老师：郑卓教授 摘要 孢粉分析作为一种古生态学研究方法，已经发展成为一种对过去全球环境 变化进行定性和定量研究的重要手段之一。建立现代孢粉与现代植被之间的关 系，是利用花粉数据通过类比法、转换函数、响应面、生物群区等多种途径进 行植被和气候的转换和模拟的基本前提。本研究为了更好地讨论孢粉与植被之 间的关系，建立了中国植被重要值数据库并完善了已有的中国南方表土孢粉数 据集。重要值数据库中收集了1 1 8 个植被样方8 8 0 个植被种类，中国南方表土 孢粉数据集则包含3 0 9 种孢粉种类3 9 9 个孢粉样点，用它们作等值线图对中国 南方孢粉与植被之间的关系进行研究。 对中国南方2 7 个主要植物种属的重要值和1 3 个种属表土花粉百分含量作 等值线图进行分析，发现等值线图所表现出植物的水平空间地理分布与现代植 被地理分布情况基本一致。对于在研究区域内广泛分布的植物种类，等值线图 反映出了分布的增减趋势以及比较集中的分布中心。而大部分植物种类分布是 受气候影响而分布在一定区域范围里面的，等值线图比较好地反映了它们的分 布趋势和分布中心，同时也表现出了它们分布的区域特别是南北分布的范围。 通过对比发现，花粉百分含量等值线圈与植被重要值等值线图反映出来的 植被分布状况是基本一致的。同种植物的两个等值线图显示出了相近的植物分 布范围和相似的分布趋势，表现出的分布中心也非常接近。但是，在两图的相 互数量关系上，存在很大差别。在研究的种属中，松属( 丹，7 船) 花粉平均百分 含量远大于其植被平均重要值，黄杞属( d 培p 冉a 州 拈) 、木荷属( 砌a ) 、 栲属( 国s 栅唧拈) 、杜英属( 田a c a 印s ) 、柃属( 咖) 、木兰科 ( m a g n o l i a c e a e ) 、栎属( 驰盯c “s ) 、山矾属( 跏印。s ) 和茶科( t h e a c e a e ) 等研究区域内大部分植物种类花粉平均百分含量小于其植被平均重要值，桦木 属( 船f “如) 、杜鹃属( 肋。出幽删切日) 、柳属( 白打) 和榆属( 叩m s ) 平均 重要值与花粉平均百分含量相当。 用花粉百分含量插值结果减去植被重要值插值结果，得到它们的差值等值 线图。根据重要值与花粉百分含量之间的差值图数量关系推测某种花粉对相应 植物的代表性( r 值) ，认为中国南方大部分植物种属花粉具低代表性，桦木属、 杜鹃属、柳属和榆属等部分种属花粉具适宜代表性或代表性略高，松属花粉具 明显超代表性。 典型样方r 值分析表明，植被样方下表土花粉组合基本反映了相应的植被 组成。r 值是随着地理位置不同而变化的，但是用平均r 值来代表一个地区的 某种孢粉与植被之间的数量关系还是较为可行的。等值线图分析出来的孢粉与 植被之间的关系和典型样地分析出来的孢粉与植被之间的关系局部存在差异， 但总体上是吻合的。 关键词i 中国南方植被重要值孢粉等值线图 l i t h er e i a t i o n s h i p sb e t w e e ns u r f a c ea r b o r e a ip o h e na n dp l a n t so f v e g e t a t i o ni ns o u t hc h i n a s p e c i a li t y ：q u a t e r n a r yg e o l o g y m a s t e rs t u d e n t ：y ur 0 n g c h u n s u p e r v i s o r ：p r o f z h e n gz h u o a b s t r a c t p 0 1 1 e na n a l y s i s ， a saq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v em e t h o do f p a l a e o e c 0 1 0 9 i c a lr e s e a r c h ，h a sb e e na ni m p o r t a n ta s p e c to fs t u d y i n gt h e 9 1 0 b a le n v i r o n m e n tc h a n g e s ，t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ns u r f a c ep 0 1l e na n d m o d e r nv e g e t a t i o nc a nb ee s t a b li s h e db yas e r i e so fm e t h o d ss u c ha s r e s p o n s es u r f a c e ，p 0 1 1 e n c l i m a t et r a n s f e rf u n c t i o n ， t h eb e s ta n a l o g u e a n db i o m es i m u l a t i o na n dr e c o n s t r u c t i o nb a s e do nt h ep o l l e nd a t a s e t f o r r e v e a h n gt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ns u r f a c ep o l l e n8 n dv e g e t a t i o n ， t h e p r e s e n tw o r ki st od e v e l o pad a t a b a s eo fi m p o r t a n tv a l u ei n d e xo ff o r e s t ， a sw e l la sas u r f a c ep o l l e nd a t a s e to fs o u t h e r nc h i n a at o t a lo f1 1 8 s a 田p l e sa n d8 8 0s p e e i e sw e r ec 0 1 1 e c t e di nt h ed a t a b a s eo fi n l p o r t a n tv a l u e a n d3 9 9s u r f a c ep o l l e ns p e c t r aa n d 3 0 9p 0 1 l e nt a x ai nt h ep o 儿e n t h e p r e s e n tp a p e rd e a l sc h i e f l yw i t ht h ea r b o r e a l t a x ao c c u r r e di nt h e d a d a b a s e as e r i e so fc o n t o u rm a p so fp l a n ti m p o r t a n tv a l u ea n dp o l l e n w a sp l o t t e df o rt h ea n a l y s i s t h es p a t i a ld i s p e r s a lr e s u l to ft h em o s tp o p u l a r2 4t a x ao fv e g e t a t i o n a n d1 3d 0 11 e nt a x ai nt h ew o r k e da r e as u g g e s t st h a tt h e i rd i s t r i b u t i o n s a r ea c c o r d a n c ew i t hm o d e r nv e g e t a t i o no fc h i n a f o rt h et a x aw i t hw i d e d i s t r i b u t i o ni nt h es t u d i e da r e a ，t h ec o n t o u rm a p si n d i c a t et h e i rt r e n d s a n dt h ec e n t e r so fd i s t r i b u t i o n t h er e s u l tc o n t o u rp 1 0 t so fb o t hp o l l e n a 几dp l a n tt e s t i f yt h a tt h ec 1i m a t ei st h ei m p o r t a n tf a c t o rt h a tc o n t r o l s t h e i rs p a t i a ld i s t r i b u t i o n c o m p a r i n gt h ec o n t o u rm a p so fp 0 1 1 e nw i t ht h o s eo fv e g e t a t i o np l a n t i m p o r t a n tv a l u e ， w ec a nd i s c o v e rt h a tp o l l e na n dp l a n th a v et h e a p p r o x j m a t ed i s t r jb u t i o n ，t r e n da n df o c u s h o w e v e r ，t h ea b s o l u t ev a l u e s o ft w ok i n d so ft h ed a t a b a s ea r ev e r yd i f f e r e n t f o ri n s t a n c e ，尸，疗sh a s m u c hh i g h e rv a l u ei nt h ep 0 1 l e nd a t a b a s em a pt h a ni nt h ei m p o r t a n tv a l u e d a t a b a s e w h e r e a s ，o t h e rt a x as u c ha s ( 盈占f a 门c p s ，s 、点馏p 加，d 妇、蚴j 口7 盆、 毋a p o 阻印雌出f 膳、m a g n o l i a c e a e 、劬盯c 旧、$ 印o c d 占a n dt h e a c e a eh a v e l o w e rp e r c e n t a g ei nt h ep 0 1 1 e nd a t a s e tt h a ni nt h ep l a n ti m p o r t a n tv a l u e d a t a b a s e s o m ei s o l i n em a p ss u c ha s 船f 弧肋d 出出疗加疗、妇如a n d ，删s s h o ws i m i l a rd i s t r i b u t i o na n dv a l u e si nt h eb o t hd a t a b a s e t h ed i g i t a ld i f f e r e n c eb e t w e e ni n t e r p 0 1 a t i o nv a l u e so fp 0 1 1 e n p e r c e n t a g ea n dp l a n ti m p o r t a n tv a l u ec a nb eo b t a i n e db ym i n u sm e t h o d t h er e s u l to fd i f f e r e n c eb e t w e e nt h et w ov a l u es h o w st h a ti ti sf e a s i b l e t oe s t i m a t et h ep o l l e nr e p r e s e n t a t i o n ( r ”v a l u e ) o na1 a r g es p a t i a l s c a l e i te a nb ec o n c l u d e dt h a ti n o s tp 0 1 1 e nt a x ai nt h es o u t hc h i n aa r e u n d e r r e p r e s e n t a t i v e ，o t h e r sa s 魔 以a 、肋d 出幽疗出伽、妇善a n d 埘删s h a v es u i t a b l e r e p r e s e n t a t i o n h o w e v e r ，sp o l l e n i s o v e r r e p r e s e n t a t i v e t y p i c a lf o r e s ts a m p l e ss t u d ys h o w st h a ts u r f a c ep o l l e na s s e m b l a g e s b a s i c a l1 yr e p r e s e n tt h ev e g e t a t i o nc o m p o s i t i o n a l t h o u g h “r ”v a l u e v a r i e s 碍i t hp l a c e ， i t i ss t i l lf e a s i b l et om e a s u r et h er e l a t i o n s h i p b e t w e e ns u r f a c ep o 儿e na n dm o d e r nv e g e t a t i o nw i t ha v e r a g e “r ”v a l u e i nc e r t a i na r e a s t h eq u a n t i t a t i v er e l a t i o nb e t w e e np o l l e na n df o r e s t b a s e do np o l l e nd a t a b a s ea n dt y p i c a lp l a n tc o 呻u n i t yi n v e s t i g a t i o na r e b a s i c a l l yc o n s i s t e n t k e yw o r d s ：s o u t hc h i n a ：v e g e t a t i o n ：i m p o r t a n tv a l u e ：p 0 1 1 e n ：c o n t o u rm a p v 第1 章前言 第l 章前言 在陆地地表和各类沉积物中，孢粉是分布最广的古植被和古气候环境信息 资源。孢粉分析作为一种古生态学研究方法，已经发展成为一种对过去全球环 境变化进行定性和定量研究的重要手段之一“3 。近几十年来，利用孢粉记录作 为替代性环境指标进行全球变化定量研究成为一种新的发展趋势，如不同时间 尺度古气温和降雨量的高分辨率古气候重建，大空间尺度的生物群区和气候模 拟等“1 。这些年来，定量化方法在我国也开展了一些卓有成效的研究，如在不 同区域建立了孢粉一气候转换函数”、气候一孢粉响应面模型。”3 、最佳类比 法模型“”等，在太空间尺度上通过国际合作也进行了中国的生物群医制图和气 候模拟等工作”。 7 0 年代o a v i g 提出的转换函数法( t r a n s f e rf u n c t i o n ) ”是定量解译孢粉 资料所反映的气候特征比较成功的方法之一，并且在实践当中得到了进一步完 善“”。其原理是利用表土孢粉资料进行数理统计分析，建立气候因子的回归模 型，然后计算地层数据，进而得到古气候参数值。利用转换函数，已经在欧洲、 北美、非洲各地的古气候重建中取得了令人信服的研究成果“1 。我国孢粉学家 在应用转换函数建立孢粉一气候数学模型方面也取得了进展。宋长青等建立了中 国北方花粉一气候因子转换函数研究“，刘会平等建立了神农架地区花粉一气候 转换函数，它们的应用都得到了很好的结果。 近年来国际上使用较多的另一种古气候定量方法是b a r t l e i n 等( 1 9 8 6 ) 提 出了花粉一气候响应面( p o l l e n c l i m a t er e s p o n s es u r f a c e ) ”“，已被广泛应 用于各种重要的古气候研究项目。此法选取若干有代表性的花粉类型逐类地将 现代花粉丰度在地理空问的分布转换为在气候空间( 如年降雨量与夏季气温为 坐标) 的分布，然后用二次或三次响应面函数的方法求出该类花粉分布的气候最 佳条件( 最高值) 与极端条件( 最低值) ，将化石花粉组合的数据与各种花粉的气 候响应面对比，便可求得吉气候参数。由于此法建立在逐类花粉的生态分布资料 基础卜i ，并且考虑了花粉与气候之间的非线性关系，因此具有广泛的适用范围。 我国孢粉学家在中国北方花粉一气候响应面研究中也进行了有益地探讨“9 ”1 。 中国南方主要植物的地理分布及其与表土孢粉的关系 最佳类比法( t h eb e s ta n a l o g u em e t h o d ) 由j o ；1g u i o t ( 1 9 8 7 ) 是早提 出并应用“，也是目前围际上使用较多的种定量方法。类比法进行古气候重 建，即用欧氏距离，将多变量古孢粉数据与现代孢粉数据进行相似性类比，由 此获得晟相似的多个现代孢粉组合，从而获得现代样品分布点的多个气候数值， 取其平均值。由于该方法具有很强的数理基础，已成功地应用在第四纪古气候 重建中。我国孢粉学家也在中国热带地区运用最佳类比法进行了有益尝试，取 得了很好的效果1 。 生物群区( b i o m i z a t i o n ) 是p r e n t i c eci 等。2 1 最新发展出来的非常明确 的算法规则，在花粉分类群划分为植物功能型之后将古植被记录归并为生物群 区，称为“生物群区化”。目前该方法已成功地应用在欧洲、非洲和北美地区的 中全新世植被制图“。中国孢粉数据库小组组织并参与了国际合作研究，领导 实施了我国的b i o m e 6 0 0 0 项目，近年来取得了许多成果o 4 ”1 。 以上研究是利用孢粉数据通过类比法、转换函数、响应面、生物群区等多 种途径进行植被和气候的转换和模拟。一个基本的假设是表土孢粉反映该地区 的植被成分的组成”8 + ，因此必须建立现代孢粉与现代植被之间的关系。 d a v i s ( 1 9 6 3 ) 提出了校正系数r 值的概念，为花粉与植被关系的研究作出了重大 贡献。“。目前的研究认为孢粉与植被之间的r 值在不同区域是不同的，但是用 平均r 值来代表一个地区的某种孢粉与植被之间的数量关系还是较为可行的 “4 “”。世界许多不同地区的研究已经显示表土孢粉和植被之间存在很好的关系 3 8 一】 中国地处东亚季风气候区，地势变化较大，水平、垂直气候变化梯度明显， 造成复杂多样的生态系统类型，在过去全球变化研究中倍受瞩目。因此，选择可 靠的手段，建立生物群区模型对于准确重建我国关键时间片段生物群区空间特 征，开展对比研究具有重要意义。中国第四纪孢粉数据库工作小组自1 9 9 5 年建 立以来，已在全国收集到6 0 0 个现代表土孢粉样点，样点既注意垂直带也注意 到水平地带，而且往往和古植被、古气候研究地点同步进行，取得了明显的进 展”1 。中国许多地方表土孢粉与植被优势种之间的关系已经很好的建立起来， 这些研究主要集中在温带、热带与亚热带地区的木本，草原与沙漠的草本和高 山或高原的高植被”。 第l 章前言 但是，大陆尺度表土孢粉与植被之间的关系研究还很少，只在少数种属的 研究卜i 取得阶段性成果“，本论文对中国南方主要属种表土孢粉与植被之间关 系的大陆尺度研究尚属首次。之前本类研究难以取得突破性进展的丰要原因是 长期以来我国大陆尺度植被种类的分布往往是定性描述，缺乏系统定量研究【4 2 j ， 难以与孢粉数据进行大尺度定量对比。 凶此，现代植被的样方调查数据处理与建库，建立大尺度孢粉与植被之间 的定量关系，成为孢粉分析研究进一步开展的有益尝试。本次研究选用森林群 落研究中广泛采用的植被群落重要值这一数值与孢粉数据进行定量对比研究， 因为重要值比基面积或覆盖度更能充分显示不同植物在群落中的作用与地位 “，并且有利于学科交叉。植被重要值数据主要来源于已发表的各类文献，增 加了部分自行样方调查数据，主要是华南沿海地区的植被样方。为了得到较好 的地理代表性，尽量选择典型的自然林或次生自然林的植被样方。 本次研究利用k r i g i n g 网格化方法在s u r f e r 软件中作出等直线图进行研究。 为了避免数据插值过程中出现无植被区( 如沙漠、人类扰动严重区域等) 的失 真，所以选择中国南方作为研究范围。本论文在完善了孢粉与植被重要值两个 数据库的基础上，讨论了区域内主要植物种类的水平地理分布特征以及现代花 粉水平地带散布规律，研究了植物与孢粉之间水平分布规律定量比较。样方调 查研究的孢粉与植被检验数据表明，本次研究的结果是理想和可靠的。 叶1 崮南方主要植物的地理分布及其与表l 孢粉的关系 2 1 研究范围 第2 章研究区域概况 本次研究区域主要在中国的南方地区，介于东经1 0 0 。1 2 4 。，北纬 1 56 4 0 。之间，覆盖华北、华中、西南、华南阴个自然地区以及内蒙古、西 北、青藏的部分地区“。 2 2 研究区气候特征 研究区域内气温分布总的特点是南热北冷，平原热，高原冷，年平均气温 由南向北逐渐降低。由于我国是显著的大陆性季风气候区，气温分布具有明显 的季节差异，气温分布特征应从不同季节特别是冬季与夏季的气温分布状况加 以分析( 图2 1 ) 。 一月是冬季最冷月，可作为冬季气温的代表。一月平均o 等直线，在东 部大致和淮河、汉水上游平行，到陕南、汉中以西又循青藏高原东坡折向两南。 秦岭、淮河以北，阴山、燕山一线以南，一月平均温在o 一一1 2 ；青藏高原 地势高峻，一月平均温度大部在一1 0 一一2 4 之间；一月平均8 等温线几乎 和南岭平行。长江流域大致在0 8 之间，四川盆地气温偏高，中下游因寒潮 南下，气温偏低：南岭以南一月平均气温在1 0 以上，台湾和海南岛南部一月 均温更在2 0 以上。 研究区域内七月最热，大部分地区气温在2 0 一2 8 之间，南北气温相差很 小，东部地区平均每一纬度温差只有0 2 左右。淮河流域以南，基本都在2 8 3 0 之间。青藏地区部分因受高度影响，月平均温度低于2 0 。 该区域盛行大陆性季风气候，降水比较丰富，而且雨热同期，年降雨量由 东南向西北逐渐减少。华南沿海、海南岛以及台湾年降雨量最大，在1 6 0 0 毫米 以上。长江流域及其以南地区降雨量在8 0 0 1 6 0 0 毫米之间。淮河、汉水以北， 大致包括秦岭山地、黄土高原、华北平原和山东丘陵等广大地区降雨量达4 第2 章研究区域概况 一8 0 0 毫米。另外内蒙古高原和青藏高原部分地区降雨量在2 0 0 一4 0 0 毫米之间。 图2 1 研究区域气候平面分布图 a 一月均温( m t c o ) ； c 年均温( t n n ) ； 2 3 研究区植被分布的特点 b 七月均温( m t w ，) d 年降雨量( 附n n m m ) 研究区域自第三纪以来基本保持亚热带、热带气候，植物种类丰富，类型 多样( 图2 2 ) ，地理成分与分布复杂。受季风气候强烈影响，降雨量由东南向 西北递减，植被分布自南而北表现为：雨林、季雨林、常绿阔叶林、落叶阔叶 与常绿阔叶混交林、落叶阔叶林“4 。4 。 中国南方主要植物的地理分布及其与表上孢粉的关系 2 3 ，l 热带季雨林、雨林 图2 2 研究区域植被图 热带常绿阔叶雨林主要分布于台湾南端、海南岛东南部、云南和西藏南部 局部湿热的山谷或低地。雨林乔木层结构复杂，一1 般可以分为三层到四层，乔 本高大，通常在3 0 米以上，具板根，在种类组成上十分丰富，有龙脑香科的龙 脑香( d 劾 咖c a 印雌) 和坡垒( 鼠矽8 臼) 、青皮( 瞻j ) 、望天树( 胁日曲甜) 、 娑罗松( 鼬蝴) 。此外还有梧桐科、肉豆蔻科、橄榄科、棕裥科、茜草科、楝 科、无患子科、山龙眼科等。 热带季雨林比热带雨林广阔，分布于滇南谷地、海南岛、雷州半岛、台湾 等热带周期性干湿季节交替地区。上层乔木层以落叶或半落叶为主。构成季雨 林的种类以无患子科和楝科的属种特别丰富，柿科的种属也不少。 2 3 2 亚热带常绿阔叶林 我国的广大的亚热带地区不像世界同纬度许多地区那样表现为荒漠或草 第2 章研究区域概况 原，亚热带植被在世界同类植被中所一与面积是最大的。该地带包括秦岭、淮河 以南，南岭以北，横断山脉以东广大地区，分为三个亚带； 南亚热带天然植被为偏湿性的季风常绿阔叶林，分布于滇、粤、桂三省南 部，闽东南及台湾中南部。森林上层以樟科、壳斗科为主，中下层种类繁多， 以大戟科和芸香科为最多。 中亚热带是亚热带典型部分，主要分布于江南丘陵及云贵高原东部等地， 面积最广。群落由壳斗科的常绿青冈、栲、石栎和茶科、樟科、木兰科、金缕 梅科等树种为主要成分。针叶树有马尾松、云南松、杉树、柏树等。毛竹林分 布很广。 1 北亚热带分布于长江以北，秦岭、淮河以南的低山丘陵区，是落叶、常绿 阔叶混交林。群落组成以含有青冈栎等常绿阔叶树的落叶林( 麻栎、栓皮栎、 白栎等) 为主。针叶树主要是马尾松。在现状植被中，群落的次生性较强。 2 3 3 暖温带落叶阔叶林 该带主要分布于辽东半岛及华北的山地丘陵地。分布着由辽东栎( 以p 邝“i j a d f 如舢s 拈) 、槲栎( aa j 彻a ) 、栓皮栎( 配p a r f a 撕j 如) 、麻栎( 配 a c r ，耶砌a ) 等各种落叶栋类与其它落叶阔叶树组成地地带性森林植被。温性 针叶林主要有赤松( 尸f 刀坩咖s j 月。脚) 、油松( 尸f a 6 “a p ，a ，s ) 等。 中国南方主要植物的地理分布及其与表十孢粉的关系 第3 章中国南方典型样方植物重要值数据库 及主要植物的空间分布特征 3 1 植被重要值 本次研究选用植被群落重要值这一数值与孢粉数据进行定量对比研究。它 在森林群落研究中被广泛采用，能够充分显示不同植物在群落中的作用与地位 3 1 1 重要值的计算方法 重要值( i m p o r t a n c ev a l u e ) 是以综合数值来表示群落中不同植物的相对 重要性。这以概念是美国威斯康星学派提出的。他们根据相对密度( r e l a t i v e d e n s i t y ) 或相对多度( r e l a t i v ea b u n d a n c e ) ，相对频度( r e l a t i v ef r e q u e n c y ) 和相对显著度( r e l a t i v ep r o m i n e n c e ) 三项指数的综合，即 ，r ( 重要值) ：! 1 2 墅! 塑堕垩星! ! 塑堑! 塑型童堡! 墨型塑型塑堕! 墨! 堑! 塑型星董壁! j u u ( 3 一1 ) 其中 删啪对= 鑫斋淼川。 p z ， ，翻c + n 对多度，2 ：i i j ；i ；黼x - 。 c 。一。， 删对频肛最淼圳。 p a ， 兄p ( 相对显著度) = 垡苤壁堕里董堕! j p ( 所有种的显著度和 1 0 0 ( 3 5 ) 而显著度( p r o m i n e n c e ) 是指基部盖度或胸高断面积之和，频度是指任一 第3 章 中国南方典型样方植物重要值数据库及主要植物的空间分布特征 个样方中出现的某物种的可能性。“。 部分区域只做了一个样方调查，只能计算单个样方的植物重要值，用相对 高度( r e l a t i v eh e i g h t ) 代替相对频度，即 删c 槲榭= 蒜篇枷。 p 3 1 2 植被重要值数据库的建立 长期以来我国大陆尺度植被种类的分布往往是定性描述，缺乏系统定量研 究，难以与孢粉数据进行大尺度定量对比“。因此，建立现代植被的样方重要 值数据库来研究大尺度孢粉与植被之间的定量关系变得重要起来。 本研究植被重要值数据库收集植被样方1 3 6 个，基本覆盖了全国主要的生 态类型区。数据主要来源已发表的植被文献，少数为本实验室野外调查样方。 部分文献植被重要值总和为3 0 0 ，部分则为1 0 0 ，本次研究统一换算为l o o ，因 此重要值也可看作百分含量值。由于地形、人类活动对植被扰动等因素，西部 样品太少，东部样品相对较多，地理空间分布很不均匀，为了避免插值过程中 出现失真，我们只选择中国南方作为本次论文的研究范围。由于部分样方处于 研究区域外，主要是西北或东北的样方，予以剔除。在数据质量控制方面，除 去部分次生性太强或地理代表性不好的样方，最后1 1 8 个样方( 图3 1 ) 数据 _ h j 于本次论文研究。 本实验室在研究范围内作了大范围系统的植被调查，获得了大量的原始样 方数据，总共1 1 个样方数据收入到本次论文中，其中湖北1 个，福建1 个，广 东4 个，江西5 个。加上来自植被文献的1 0 7 个样方“1 。“1 构成了本次论文的 植被样方重要值数据库。 数据信息包括数据库样号、数据来源、采样地点、经纬度、海拔高度、样 地面积等。乔木层与灌草层重要值是分开计算的，并且在中国南方草本植物在 植被或表土孢粉中都不占主要，因此数据库收入的均是乔木层重要值，草本植 物本论文暂不讨论。许多植物有多个中文种名，以拉丁种名为标准。统植物 拉丁种名后，收入植物种类8 8 0 种，注明中文和拉丁科属种名。 中国南方主要植物的地理分布及其与表土孢粉的关系 图3 1 植被样方点位 3 2 植物重要值等值线作图方法与原理 植被的分布主要取决于地带性温度和水分条件的变化“，因此每种植物的 分布具有一定的地域性。本次研究拟通过已建立的植被重要值数据库和现代孢 粉数据库，对一些主要的植物和孢粉类型的分布特征进行水平地理分布研究， 阐明它们的分布规律以及它们地理分布之间的关系。由于植被重要值数据库的 植物种类达到8 8 0 种，孢粉数据库中的孢粉种类也达到了3 0 9 种，不可能对所 有种类进行研究，需要选择有代表性的种属。 研究区域主要覆盖了热带雨林、亚热带常绿阔叶林和暖温带落叶阔叶林等 三个植被带。热带雨林主要植物种类为龙脑香科、梧桐科、肉豆蔻科、桑科、 大戟科、橄榄科、棕榈科、楝科、无患子科和山龙眼科等，亚热带常绿阔叶林 以壳斗科、茶科、樟科、木兰科、金缕梅科、松属和竹亚科等树种为主要成分， 暖温带落叶阔叶林分布着松科的松属为主和壳斗科的栎属为主的落叶阔叶树组 成的地带性森林植被“。“。本次研究从中选择数据理想的科属，并且根据孢粉 形态进行合并”“( 表3 一1 ) ，以便对其植被与孢粉的分布规律进行对比研究。 第3 章中国南方典型样方植物重要值数据库及主要植物的空n 】分布特征 表3 1 植被重要值作图种属表 植被作图种属包括种属所属科 槭属 a c e r 槭属 a c e ra c e r a c e a e 桦木属 8 e t u l a 桦木属 b e t u a b e t u l a c e a e 栗属 c a s t a n e a 栗属c a s t 暑i n e a f a g a c e a e 栲属 c a s t a n o d s is 栲属c a s ta j n 0 d s is f a g a c e a e 柯属 l i t h o e a r p u sf a g a c e a e 柿属m 0 s p y r o s柿属d i o s p y r o s e b e n a c e a e 杜英属e i a e o c a r p u s杜英属e i a e o c a r p u s e 1 a e o c a r p a c e a e 黄杞属e n g e l h a r d ti a黄杞属 e n g e j h a r d t j aj u 9 1 a n d a c e a e 杜鹃花科 e r i c a c e a e 杜鹃属 r h o d o d e n d r o ne r lc a c e a e 大戟科e u p h o r b i a c e a e大戟科 e u p h o r b i a c e a ee u p h 0 1 1 b ia c e a e 榕属 f i c u s 榕属 f i c u sm o r a c e a e 金缕梅科 h 锄a m e lid a c e a e蜡瓣花属 c o r y l o p s i s h a m a m e li d a c e a e 蚊母树属 班s t y i i u m h a m 锄e 1i d a c e a e 马蹄荷属 e x b u c h a b d i ah a m a m e lid a c e a e 牛鼻栓属 f o r t u n e a r i ah a m a m e l i d a c e a e 橙木属l o r o p e t a lu m h 硼a j n e l i d a c e a e 半枫荷属 s e 啦li q u i d a m b a rh a j n a i | | 【e l i d a c e a e 水丝梨属s y c o p s i s h a m a m e li d a c e a e 冬青属 1 1 e x 冬青属 1 1 e x a q u i f 0 1 i a c e a e 樟科 l a u r a c e a e 黄肉楠属a c t i n o d a p h n e l a u r a c e a e 琼楠属 b e i l s c h m i e d i al a u r a c e a e 樟属 c in n 锄o l 】1 u m l a u r a c e a e 厚壳桂属c r y p t o c a r y a l a u r a c e a e 莲桂属 d e h 8 a s i 8l a u r a c e a e 山胡椒属 l i n d e r al a u r a c e a e 木姜子属 l i t s e a l a u r a c e a e 润楠属 髓a c h i1 u s l a u r a c e a e 新樟属n e o c i n n a n l o m u ml a u r a c e a e 新木姜子属 n e 0 1 i t s e al a u r a c e a e 楠属 肋d p 6 el a u r a c e a e 檫木属 s a s s a f r 8 s l a u r a c e a e 枫香属 l i q u i d a m b a r 枫香属 l i q u i d a m b 8 r h a m 绷e l i d a c e a e 蕈树属 a i t i n g i a h a m a m e l i d a c e a e 木兰科 m a g n o li a c e a e 八角属n l i c i u m m a g n o l i a c e a e 鹅掌楸属 l i r i o d e n d r o n m a g n 0 1i a c e a e 木兰属 m a g n o n am a g n o li a c e a e 木莲属 m a n g li e t i am a g n o li a c e a e 含笑属m i c h e l i 8 m a g n o lia c e a e 野桐属 柏i l o t u s 野桐属 j j o t u s e u p h o r b i a c e a e 桑科 m o r a c e a e 木菠萝属a r t o c a r p u s m 0 r a c e a e 中国南方丰要植物的地理分布及其与表 孢粉的关系 构树属 b r o u s s o n e ti am o r a c e a e 榕属 i c u sm o r a c e a e 桑属 礁o r u sm o r a c e a e 木犀科 0 1 e a c e a e 木犀科 0 1 e a c e a eo l e a c e a e 松属 p i n u s 松属 p i n u s p i n a c e a e 化香属p l a t y c a r y a化香属 p i a t ”a r y aj u g l a n d a c e a e 栎属q u e r c u s栎属q u e r c u s f a g a c e a e 青冈属c y c l o b a l a n o p s i sf a g a c e a e 蔷薇科 f 沁s a c e a e 假升麻属 a r u n c u s r o s a c e a e 樱属 c e r a s u s r o s a c e a e 枸子属 c o t o n e a s t e rr o s a c e a e 山楂属 c r a t a e g u s r o s a c e a e 金老梅属 d a s i d h o r ar o s a c e a e 枇杷属e r i o b o t r y a r o s a c e a e 白鹃梅属 e x o c a o r d a r o s a c e a e 草莓属f r a 粤a r i ar o s a c e a e 水杨梅属 国r o s a c e a e 苹果属 融甜u sr o s a c e a e 石楠属 p h o t i n i a r o s a c e a e 萎陵菜属 p 0 t e n t j l j a r o s a c e a e 樱桃属 p r u n u s r o s a c e a e 臀果木属p y g e u m r 0 s a c e a e 火棘属p y r a c a n t h e r o s a c e a e 梨属 p v r u s r o s a c e a e 石斑木属 r a p h i 0 1 e p is r o s a c e a e 蔷薇属 r o s ar o s a c e a e 悬钩子属 r u b u sr o s a c e a e 花楸属 s o r b u sr o s a c e a e 绣线菊属印i 2 硷e a r 0 s a c e a e 野珠兰属 s t e p 自a n a n d r a r o s a c e a e 无患子科s a p i n d a c e a e无患子科s a p i n d a c e a es a p i n d a c e a e 木荷属 s c h i 髓a 木荷属 s c h i m at h e a c e a e 山矾属s y m p l o c o s山矾属s y m p l o c o ss y m p l o c a c e a e 蒲桃属 s y z y g i u m 蒲桃属 s y z y g i u m m y r t a c e a e 山茶科t h e a c e a e山茶属c 啷e l n at h e a c e a e 肖柃属c l e y e r a t h e a c e a e 柃属 匕u r v a t h e a c e a e 大头茶属g o r d o n i at h e a c e a e 木荷属s c h i m at h e a c e a e 厚皮香属 t e r n s t r o e m i at h e a c e a e 石笔木 t u t c h e r i a t h e a c e a e 椴树属7 i j i a椴树属t 王i i at i l i a c e a e 荚蓬属v 珀u r n u m 英蓬属 v i b u r n u m c a p r i f o l i a c e a e 1 2 第3 章巾国南方典型样方植物重要值数据库及主要植物的空间分布特征 植被重要值等值线图是使用s u r f e r 8 2 软件的克里格( k r i g i n g ) 网格化方 法绘制”1 “1 。网格化是把以x y z 数据文件格式表示的、通常是不规则分布的原 始数据点，经过数学处理，构筑一个规则的空间矩形网格的过程。原始数据的 不规则分布，造成缺失数据的“空洞”。网格化则用外推或内插的算法填充了 这些“空洞”。插值方法分为两种：精确插值( e x a c ti n t e r p 0 1 a t o r s ) 和平滑插 值( s m o o t h i n gi n t e r p o l a t o r s ) 。精确插值指当网格结点正好位于原始数据点 时，该结点的z 值等于此原始数据点的z 值。对于加权平均内插算法，这就意 味着此原始数据点的权重为l ，而其它数据点对于该结点的权重为o 。增加网格 密度，就增大了网格结点正好位于原始数据点的可能性。平滑插值用于并不十 分依赖原始数据，只试图了解z 值的总体变化趋势的情况。平滑插值不会给任 何数据点以权重1 ，即使某网格结点正好位于原始数据点。 所谓k r i g i n g 法就是一种求最优、线性或非线性、无偏内插估计值的方法。 它是用南美采矿工程师d g k r i g e 的名字命名的一种地学统计内插方法，原 来是试图比较准确地预测矿石储量1 。k r i g i n g 法基本包括普通克里格方法( 对 点估计的点克里格方法和对块估计的块段克里格法) 、泛克里格方法、协同克 里格方法、对数正态克里格法、指示克里格法、折取克里格法等等。已经发现 在许多领域非常有用。k r i g i n g 法描述数据中隐含的趋势。比如孤立的高值点 “牛眼”，在使用k r i g i n g 法网格化时可连成“i l j 脊”。 k r i g i n g 法分为