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中新世以来降水增加驱动了华东亚热带常绿阔叶林的演化
亚热带常绿阔叶林是东亚季风区最重要的植被类型,世界上最为典型、面积最大的亚热带常绿阔叶林就在我国的华东地区。然而,古植物和岩矿学证据表明,在古近纪(66~23百万年前)受行星风系影响,中国大陆自西向东有一条宽阔的干旱带几乎覆盖华东地区。当前,华东地区亚热带常绿阔叶林的演化历史受到了许多关注,但其演化格局仍不清晰,主要驱动因子也缺乏直接的证据。
栎属青冈栎组是东亚常绿阔叶林的优势类群之一,最早的化石约有48百万年的历史(图1)。我们对已发表的青冈栎组35个物种的谱系进行了重新定年(图2),结合各物种的分布信息和气候数据,比较了青冈栎组7个支系在地理分布和气候适应性上的差异,重建了青冈栎组气候适应性的演化历史。
青冈栎组各支系的地理分布(图3)及其气候适应性(图4)显示:较早分化的Cyclobalanoides、Lamellosa和Helferiana支系主要分布于西南高海拔地区,适应温度日较差大而季节性弱、旱季降水少的气候;而Semiserrata, Acuta, Glauca和Gilva 支系广泛分布于东部低海拔地区,适应温度日较差小、季节性强、冬季降水较多的气候。
青冈栎组气候适应性差异随时间的变化(图5A)显示:自19百万年前以来,与夏季降水相关的多个因子(最热季降水量、最湿季降水量、年降水量、最湿月降水量)在青冈栎祖先节点间的差异显著高于布朗运动模型的预测,提示这一时期发生了与夏季降水相关的强烈适应辐射。重建的气候生态位演化过程(图5B)表明:自19百万年前以来,华东地区的青冈栎支系发生了与亚热带季风气候相适应的显著的气候生态位分化。
图5青冈栎组气候适应性差异随时间的变化(A)和重建的气候适应性演化历史(B)
研究表明:自中新世早期以来,东亚季风增强带来丰沛的降水使华东地区由干旱地区逐渐转变为适宜常绿木本植物生存的湿润地区,青冈栎组以及亚热带常绿阔叶林的多个重要组分都在这一时期发生了辐射演化,共同促进了华东地区常绿阔叶林的兴起和扩张。中国西南和华南地区更为古老的常绿阔叶林是华东亚热带常绿阔叶林物种的重要来源。
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2026-04-27 19:23:50
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