青藏高原新生代生態演變研究取得進展

最新 08-13

近年來，特別是自2017年第二次青藏高原科考啟動以來，古生物學取得了一系列重要的科學發現。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所和西雙版納熱帶植物園開展緊密合作，於藏北漸新統地層中發現的大量保存精美的高度多樣化的動植物化石更是首次呈現了高原隆升前古近紀生態系統的整體面貌。近日，古脊椎所鄧濤等在《科學通報》「第二次青藏高原科考」專題在線出版的論文中指出，在藏北倫坡拉、尼瑪等盆地漸新世地層中發現的熱帶-亞熱帶魚類、植物和昆蟲等化石證據表明，青藏高原腹地在2600萬年前仍然為溫暖濕潤的低地，當時由印度洋而來的暖濕氣流至少可以深入到西藏北部地區。另一方面，現代青藏高原的生態系統由適應於高山寒凍環境或冰凍圈的動植物組成，古近紀熱帶和亞熱帶物種完全消失；魚類區系已演化為現代青藏高原所特有的裂腹魚類，哺乳動物中以雪豹、藏羚羊、盤羊等寒冷適應動物為代表。從熱帶-亞熱帶生態體系開始向現代型高原冰凍圈生態系統的過渡發生在什麼時間？古生物聯合科考隊在藏北的倫坡拉盆地找到答案，早中新世的生態系統已經出現了重大轉變。

在尼瑪盆地南緣和倫坡拉盆地丁青組中下段沉積中保存有豐富的魚類化石，代表著完全不同於現今高原魚類的晚漸新世區系，如鯉科?類的張氏春霖魚和高原首例鱸形目魚類化石記錄——攀鱸科西藏始攀鱸。形態和解剖特徵對比顯示它們是生活在低海拔溫暖地區的魚類，反映了本地區魚類在高原隆升前的演化階段。在倫坡拉盆地和尼瑪盆地的丁青組地層中與春霖魚、始攀鱸共生的植物化石超過50種，代表了目前為止西藏地區已知保存最好、多樣性最高的植物化石組合，其中的西藏似沙巴棕、西藏椿榆、倫坡拉欒樹、長梗似浮萍葉等指示該植物組合生長於海拔相當低的熱帶至亞熱帶森林地區。

在倫坡拉盆地早中新世地層中，以春霖魚和始攀鱸為代表的熱帶魚類已消失，原始的裂腹魚類大頭近裂腹魚取而代之。隨著高原的繼續隆升，至上新世達到現代高度和整體規模，具一列咽喉齒的高度特化的裂腹魚隨之出現。在倫坡拉盆地丁青組早中新世段地層中發現的近無角犀化石證明，青藏高原地區在早中新世已經脫離了熱帶和亞熱帶環境，而轉為與溫帶氣候一致的溫涼環境，並在上新世孕育了寒冷適應性的哺乳動物。早中新世的植被中以北溫帶的落葉闊葉樹種佔據優勢地位，針葉樹種居次要地位，草本植物開始有了進一步的發展，也反映氣候背景已由晚漸新世的熱帶、亞熱帶類型轉變為溫帶特徵。

地質證據顯示漸新世/中新世之交是青藏高原構造演化的一個關鍵時期，高原中部在早中新世隆升到接近3000m高度所產生的降溫效應，使該區域的陸地生態系統脫離了熱帶、亞熱帶環境，逐漸轉變為具有溫帶特徵的動植物組合，並且開始出現今天高原生物類型的早期代表，如原始的裂腹魚類。綜合青藏高原的隆升進程和全球氣候變化以及它們之間的內在關聯，可知高原內部氣候階段性變化可能是二者疊加作用的結果，進而促成了陸地生態系統由溫暖甚至炎熱的體系向溫涼方向的轉變。