孢粉数据定量重建全新世古气候的方法综述

王 楠

（成都理工大学 地球科学学院，四川 成都 610059）

孢粉含量由于具有较高的气候重建精度和捕捉较小幅度气候变化信息的潜力的意义（魏金辉等，2013），在重建古气候方面，国内外具有较多尝试且效果良好。目前，利用全新世孢粉结合精准的测年数据进行古气候重建的方法有多种。孢粉对古气候重建的方法也经历了孢粉定性-半定量-定量的发展过程，随着孢粉定量重建古气候发展和应用，使得可以对不同地区不同年代的古气候参数得到量化有效估计和计算。大约在20世纪90年代左右，孢粉定量重建古气候陆续引入我国，经过二十多年的发展取得较多的成果。目前，对于全新世用孢粉定量重建古气候的方法主要有孢粉-气候因子转换函数法、最佳类比法、花粉-气候响应面法。

1 主要方法与应用

（1）孢粉-气候因子转换函数法。转换函数法在利用孢粉数据定量重建古气候方面上是比较成功的，与最佳类比法被认为是在孢粉数据定量重建古气候方面使用最多的两种方法。这种方法的基本原理是利用具有富有指示意义、对气候因子的变化敏感性高的几种表土孢粉组合和气象观测数据，通过回归分析（如逐步回归分析、平均加权回归、偏最小二乘法、平均加权偏最小二乘法等）建立以气候因子为函数，表土孢粉类型为变量的的转换函数。将某时期的地层孢粉数据带入转换函数中，就可以求得该时期的气候参数值。但是此类方法实施的前提是花粉和气候是线性的关系，所以适用范围较局限。此类方法在中国也有颇多的运用，如刘会平等（2000）、朱诚等（2008）利用该方法分别计算出了神农架地区晚第四纪以来的气候参数值，重建结果又较好的一致性，并且陈星等（2008）对气候转换函数中的孢粉因子的敏感性进行了分析，讨论了孢粉因子选取的方法；在北方地区，李玉嵩（2011）根据TZC6-7钻孔岩心资料结合该方法重建了唐山地区近20万年来的年均温度和年降水量。

（2）最佳类比法。最佳类比法是一种比较新的定量重建的方法。它是通过计算非相似性距离计算目标集样品与训练集样品之间的相似程度，从而获得与目标集相似的一个或几个训练集样品，从而求得古气候参数。在国内也有过很多次有意义的尝试和应用，郑卓（1999）利用265个现代孢粉数据，定量重建了雷州半岛近四十万年来的年均温和年降水曲线。黄康有（2013）用基于东亚现代表土1749个样点数据对神农架大九湖地区2.2万年以来的古气候进行尝试重建，并对该方法的研究进展进行了阐述。王青波（2016）用该方法重建了青藏高原全新世一月和七月的气温序列，并对全新世气候变化阶段进行了分析。

（3）花粉-气候响应面法。由于花粉-气候响应面法考虑了花粉和气候的非线性关系，经过多年的探索应用检验，被认为是比较成功的重建古气候的方法之一（潘安定，2008）。这种方法其实是转换函数的另一种运用，它的使用方法就是通过建立各类表土花粉气候空间的响应面模型，与地层孢粉组合与建立的各类表土花粉气候响应面作对比，求得古气候参数。许清海（2003）用该方法定量重建了岱海盆地全新世以来的七月均温和年均降水量，并对降温时间和升温事件进行了分析研究；赵传湖（2009）利用响应面函数对神农架地区大九湖地区1.6万年以来的7月均温和年降水量进行了重建。陈英玉（2014）利用共和盆地的54个表土样品，用该方法建立该区的响应面模型，为定量重建古气候提供了比较准确地指标。但是由于响应面法适用于小区域范围，所以较其他两种方法适用相对较少。

2 结语

这些古气候定量重建方法各有优缺点和适用范围，而将不同的方法用于同一化石点，获得的结果进行交叉验证，是评估古气候重建结果可靠性的重要手段。如XU等（2010）用以上三种方法对同一组数据进行岱海全新世以来的气候重建，结果显示降雨量基本一致，温度方面响应面法的重建结果稍缺准确。另外，也有一些新的定量重建方法陆续在国内有所尝试，吴海斌（2016）考虑到各古气候指标或代用指标均为多种因素综合作用的结果，气候未必是唯一或最主要的因素，利用植被反演法对东亚季风区古气候要素进行了定量化重建尝试。

［1］魏金辉，郑卓，彭环环，等.基于孢粉植物类群气候区间的古气候定量重建方法［J］.第四纪研究，2013，33（6）.

［2］刘会平.神农架花粉-气候转换函数的建立与初步使用［J］.华中师范大学学报：自然科学版，2000，（4）.

［3］朱诚，陈星，马春梅，等.神农架大九湖气候因子转换函数与古气候重建［J］.科学通报，2008，53（s1）：38-33.

［4］陈星，朱诚，马春梅，等.气候转换函数中孢粉因子的气候敏感性分析.科学通报，2008，53（s1）：45-51.

［5］李玉嵩，陈建强，赵硕，等.河北唐山地区第四纪近20万年来的古气候定量重建［J］.海洋地质与第四纪地质，2011，（4）：163-170.