青藏高原東南緣（包括橫斷山地區）的古高程重建對於研究整個高原的隆升過程以及該地區的物種形成演變歷史都起著至關重要的作用。之前對於青藏高原東南緣的古高程研究主要基於生物地層的對比，認為這一地區的抬升發生在新近紀，許多分子系統學研究也據此推論青藏高原東南緣的物種分化主要在新近紀發生。
最近中國科學院西雙版納熱帶植物園古生態研究組副研究員蘇濤、研究員周浙昆及該組的客座教授Robert A. Spicer等人聯合國內外9所科研院校的同行，經過多年的野外工作，在西藏芒康縣新生代地層中發現了保存完好的植物化石和火山凝灰岩。植物化石分別產於4個層位，其中MK3和MK1層化石保存最佳，種類和數量都較多，能夠進行古氣候和古高程重建的研究。另外，在這兩層化石的鄰近層位還發現了火山凝灰岩，為確定絕對地質年代奠定了基礎。研究人員利用氬-氬法對地層中的火山凝灰岩進行了測年，結果表明位於下部的MK3層所代表的地質年代為34.6 ± 0.8 Ma（百萬年），而位於上部的MK1層所代表的年代為33.4 ± 0.5 Ma。這段時期地球歷史恰巧經歷了始新世到漸新世的轉折期（Eocene-Oligocene Transition，時間界限為33.9 Ma）。整體上看，這套地層中的化石植物類群和青藏高原東南緣現代不同海拔的植物類群具有很高的相似度。其中，MK3層所出產的化石主要類群為殼鬥科的常綠類群青岡亞屬植物（Quercus subg. Cyclobalanopsis）和落葉類群樺木科（Betulaceae），代表了常綠和落葉混交的森林；而MK1層的類群包括小葉的柳屬（Salix）、薔薇屬（Rosa）、高山櫟組（Quercus sect.Heterobalanus）等，代表了高山矮灌叢類型。通過氣候-葉相多變量分析程序顯示，古溫度經歷了一定的降低過程。利用溼靜態能原理重建了MK3和MK1層所代表的古高程，其中MK3層的古高程為2910 ±910米，而MK1層的古高程為3850 ±910米，表明該地區的古高程在始新世到漸新世的轉折期上升了約900米，並接近或達到現代的海拔高度3900米。
該研究主要有三方面的重要意義：1）證明了青藏高原東南緣（包括橫斷山）的古高程在晚始新世就已經較高，早漸新世可能已經接近或達到了現在的高程；2）始新世-漸新世之交全球範圍內的降溫和青藏高原東南緣的繼續抬升，使得該地區的植被從常綠落葉闊葉混交林轉變為高山落葉灌叢，葉形顯著變小也是這種變化的一個重要特徵；3）地形地貌是物種形成與演變的重要基礎，化石植物群物種組成表明，青藏高原東南緣植物多樣性的現代化面貌不晚於晚始新世就已經出現，這遠遠早於之前許多分子生物學研究估算的結果。
這項成果以Uplift, Climate and Biotic Changes at the Eocene-Oligocene Transition in Southeast Tibet 為題發表於國際綜合性學術期刊National Science Review。該研究得到國家自然科學基金項目（31470325、41661134049、U1502231）、中科院先導專項（XDA20070301）、版納植物園引進人才A類短期特聘研究員項目、英國環境理事會項目（NE/P013805/1）、中科院前沿科學與教育局拔尖青年人才計劃（QYZDB-SSW-SMC016）、中科院青年創新促進會（2017439）以及中科院“一三五”專項方向一(2017XTBG-F01)的聯合資助。
芒康盆地及其鄰近區域地質圖
芒康盆地拉屋拉組地層與植物化石概況及古高程重建結果
閱讀更多 今日科學 的文章
