孢粉數據定量重建全新世古氣候的方法綜述

王 楠

（成都理工大學 地球科學學院，四川 成都 610059）

孢粉含量由于具有較高的氣候重建精度和捕捉較小幅度氣候變化信息的潛力的意義（魏金輝等，2013），在重建古氣候方面，國內外具有較多嘗試且效果良好。目前，利用全新世孢粉結合精準的測年數據進行古氣候重建的方法有多種。孢粉對古氣候重建的方法也經歷了孢粉定性-半定量-定量的發展過程，隨著孢粉定量重建古氣候發展和應用，使得可以對不同地區不同年代的古氣候參數得到量化有效估計和計算。大約在20世紀90年代左右，孢粉定量重建古氣候陸續引入我國，經過二十多年的發展取得較多的成果。目前，對于全新世用孢粉定量重建古氣候的方法主要有孢粉-氣候因子轉換函數法、最佳類比法、花粉-氣候響應面法。

1 主要方法與應用

（1）孢粉-氣候因子轉換函數法。轉換函數法在利用孢粉數據定量重建古氣候方面上是比較成功的，與最佳類比法被認為是在孢粉數據定量重建古氣候方面使用最多的兩種方法。這種方法的基本原理是利用具有富有指示意義、對氣候因子的變化敏感性高的幾種表土孢粉組合和氣象觀測數據，通過回歸分析（如逐步回歸分析、平均加權回歸、偏最小二乘法、平均加權偏最小二乘法等）建立以氣候因子為函數，表土孢粉類型為變量的的轉換函數。將某時期的地層孢粉數據帶入轉換函數中，就可以求得該時期的氣候參數值。但是此類方法實施的前提是花粉和氣候是線性的關系，所以適用范圍較局限。此類方法在中國也有頗多的運用，如劉會平等（2000）、朱誠等（2008）利用該方法分別計算出了神農架地區晚第四紀以來的氣候參數值，重建結果又較好的一致性，并且陳星等（2008）對氣候轉換函數中的孢粉因子的敏感性進行了分析，討論了孢粉因子選取的方法；在北方地區，李玉嵩（2011）根據TZC6-7鉆孔巖心資料結合該方法重建了唐山地區近20萬年來的年均溫度和年降水量。

（2）最佳類比法。最佳類比法是一種比較新的定量重建的方法。它是通過計算非相似性距離計算目標集樣品與訓練集樣品之間的相似程度，從而獲得與目標集相似的一個或幾個訓練集樣品，從而求得古氣候參數。在國內也有過很多次有意義的嘗試和應用，鄭卓（1999）利用265個現代孢粉數據，定量重建了雷州半島近四十萬年來的年均溫和年降水曲線。黃康有（2013）用基于東亞現代表土1749個樣點數據對神農架大九湖地區2.2萬年以來的古氣候進行嘗試重建，并對該方法的研究進展進行了闡述。王青波（2016）用該方法重建了青藏高原全新世一月和七月的氣溫序列，并對全新世氣候變化階段進行了分析。

（3）花粉-氣候響應面法。由于花粉-氣候響應面法考慮了花粉和氣候的非線性關系，經過多年的探索應用檢驗，被認為是比較成功的重建古氣候的方法之一（潘安定，2008）。這種方法其實是轉換函數的另一種運用，它的使用方法就是通過建立各類表土花粉氣候空間的響應面模型，與地層孢粉組合與建立的各類表土花粉氣候響應面作對比，求得古氣候參數。許清海（2003）用該方法定量重建了岱海盆地全新世以來的七月均溫和年均降水量，并對降溫時間和升溫事件進行了分析研究；趙傳湖（2009）利用響應面函數對神農架地區大九湖地區1.6萬年以來的7月均溫和年降水量進行了重建。陳英玉（2014）利用共和盆地的54個表土樣品，用該方法建立該區的響應面模型，為定量重建古氣候提供了比較準確地指標。但是由于響應面法適用于小區域范圍，所以較其他兩種方法適用相對較少。

2 結語

這些古氣候定量重建方法各有優缺點和適用范圍，而將不同的方法用于同一化石點，獲得的結果進行交叉驗證，是評估古氣候重建結果可靠性的重要手段。如XU等（2010）用以上三種方法對同一組數據進行岱海全新世以來的氣候重建，結果顯示降雨量基本一致，溫度方面響應面法的重建結果稍缺準確。另外，也有一些新的定量重建方法陸續在國內有所嘗試，吳海斌（2016）考慮到各古氣候指標或代用指標均為多種因素綜合作用的結果，氣候未必是唯一或最主要的因素，利用植被反演法對東亞季風區古氣候要素進行了定量化重建嘗試。

［1］魏金輝，鄭卓，彭環環，等.基于孢粉植物類群氣候區間的古氣候定量重建方法［J］.第四紀研究，2013，33（6）.

［2］劉會平.神農架花粉-氣候轉換函數的建立與初步使用［J］.華中師范大學學報：自然科學版，2000，（4）.

［3］朱誠，陳星，馬春梅，等.神農架大九湖氣候因子轉換函數與古氣候重建［J］.科學通報，2008，53（s1）：38-33.

［4］陳星，朱誠，馬春梅，等.氣候轉換函數中孢粉因子的氣候敏感性分析.科學通報，2008，53（s1）：45-51.

［5］李玉嵩，陳建強，趙碩，等.河北唐山地區第四紀近20萬年來的古氣候定量重建［J］.海洋地質與第四紀地質，2011，（4）：163-170.