中英德三国科学家密切合作，选择山东山旺中新世古生物地层中产出的化石植物为研究对象，对该地区1500万年以前的古环境进行了定量研究，提出了定量研究古气候与古海拔的新方法——植物分布区交叠分析法（ODA）。该成果通过三维（经度、纬度和海拔）古环境分析所获得的古气候和古海拔数值较为客观，特别对古山地的气候与海拔重建具有独特的优越性和准确性。
利用生物学的思想和方法，通过植物材料定量研究全球气候环境的变化过程是当前国际学术界的研究热点。人类很早就已经认识到不同气候带上生存的绿色植物是地球环境变化的敏感指示物。早在中国北宋时期，沈括便利用“竹笋”化石推断古代延州的气候比当时潮湿而温暖，体现了“将今论古”的创新性科学思想。
国际科学界现已广泛利用现代植物和化石植物作为环境变化的敏感指示物，定量研究全球气候的历史变化。目前，在利用“将今论古”原理，通过植物材料定量研究古气候与古海拔的研究领域，已形成了国际上认可的两种重要方法，即：共存分析法和叶相分析法。但这两种方法在中国地区的应用具有明显的局限性，主要原因是共存分析和叶相分析的数据库均缺乏中国地区的植被与气候数据，而且没有考虑海拔因素。
针对中国地区的实际问题，由中国科学院植物研究所研究员李承森领导的植物演化生物学研究组与英国开放大学地球行星空间和天文研究中心教授R. A. Spicer领导的研究组，以及德国森肯堡研究所教授V. Mosbrugger领导的研究组进行了合作。他们通过ODA分析发现：山旺中新世时期年均温为10.9℃～14.5℃，年降雨量1107.3～1880.0mm，年较差为21.1℃～22.7℃，最冷月温度为-0.5℃～3.3℃，最热月温度为21.9℃～25.0℃，年降雨量为1107.3～1880.0mm。山旺地区中新世的海拔远高于目前的海拔（约为250米），这个结果表明当地中新世时期为山地气候,合理地解释了当时亚热带与温带植物共存的原因。
与此同时，研究人员采用生物学的其他方法定量恢复山旺地区1500万年前的古气候。这是世界上第一次针对同一个化石产地、同一套化石植物资料和同一套现代气象数据，采用多种方法同时进行古气候重建的尝试。研究人员对不同方法所获结果进行对比和交互验证，从而将山旺地区古气候和古海拔的定量研究推向一个崭新的高度。
据悉，该项成果已在《美国植物学报》上发表。（科学时报）
原始出处:
American Journal of Botany. 2007;94:599-608.
Climatic reconstruction at the Miocene Shanwang basin, China, using leaf margin analysis, CLAMP, coexistence approach, and overlapping distribution analysis1
Jian Yang, Yu-Fei Wang7, Robert A. Spicer, Volker Mosbrugger, Cheng-Sen Li7 and Qi-Gao Sun
2State Key Laboratory of Systematic and Evolutionary Botany, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100093, P. R. China; 4Department of Earth Sciences, The Open University, Walton Hall, Milton Keynes, MK7 6AA, UK; 5Senckenberg Research Institute and Natural History Museum, Senckenberganlage 25, 60325, Frankfurt, Germany; 3State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology, Institute of Earth Environment, Chinese Academy of Sciences, Xi'an, 710075, P. R. China; 6Graduate University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100039, P. R. China
ABSTRACT
The reconstruction of the climate in the Miocene Shanwang basin is an important link in understanding past climate and environmental changes in East Asia. A recent study showed that the mean annual temperature (MAT) estimates derived from leaf margin analysis (LMA) and the Climate Leaf Analysis Multivariate Program (CLAMP) conflicted with and were remarkably lower than those estimated by the coexistence approach (CA). Overlapping distribution analysis (ODA), a new method introduced here, is used to reconstruct the Shanwang Miocene climate based explicitly on local plant distribution data and associated meteorological stations. The Shanwang flora (17–15.2 Ma) suggests a MAT of 10.9–14.5°C and a mean annual precipitation (MAP) of 1107.3–1880.0 mm. This result is closer to the values derived from CLAMP and LMA than that obtained by CA. This report is the first comprehensive intercomparison of foliar physiognomic and nearest living relative climate proxies in a Chinese context and provides important cross validation of results.
Key Words: climate • Climate Leaf Analysis Multivariate Program (CLAMP) • coexistence approach • leaf margin analysis • Miocene • overlapping distribution analysis • Shanwang basin
