巧家盆地第四纪孢粉特征及其古气候意义

杨坤美, 向 芳, 台梓含 , 王运生 , 由文智, 喻显涛

(1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)，成都 610059;2.地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学)，成都 610059)

巧家盆地位于西南横断山脉东侧，是第四纪气候变化的敏感区域，且该区发育了典型的干热河谷，是研究西南地区气候变化的重点区域。近几十年来，国内外学者对巧家及邻区第四纪气候及干热河谷的发育进行过一定程度的探讨。前人对巧家盆地或西南地区第四纪气候的研究多从湖相沉积物[1]、石笋[2]、孢粉[3-4]等角度出发，并取得一系列成果。但基于超深厚层取样困难，对巧家盆地或西南地区古气候的研究大都局限于某一特定的地质时代，而对该区第四纪连续沉积剖面的古气候研究相对缺乏。在干热河谷的研究上，则多以高原隆升[5]、季风运动[6]、植被[7]、黄土[8-9]、孢粉[10]、动物化石[10]、阶地[11]、元素和矿物[12]等为载体，研究西南地区干热河谷形成的地质年代，但存在极大的争议，在时间尺度上跨越了上新世、更新世和全新世。

巧家盆地内的第四纪沉积物厚度大、埋藏深，是研究第四纪气候变化的良好载体。孢粉具有产量高、易于保存、对植被和气候反应直接等特点，通过对孢粉的分析鉴定可重建沉积物沉积时的古植被、古环境和古气候[13-17]。Shen H.D.等[18]、张华等[19]、李永飞等[20]、谭金凤等[21]从表土花粉组合特征来研究花粉与植被的关系，为西南地区古植被、古环境重建提供了基础资料。本文基于对巧家盆地第四纪钻孔和典型阶地剖面的调查，开展第四纪孢粉研究，探讨第四纪以来的气候变化和干热河谷的发育时间，可为西南地区古气候和干热河谷的研究提供类比。

1 研究区概况

图1 研究区位置Fig.1 Location of the study area

巧家盆地(图1)位于四川盆地、川西高原、云贵高原交汇地，受区域性断裂的影响，盆地东侧为近SN走向的小江断裂带北缘，在小江断裂带的走滑活动过程中，局部拉张断陷形成了巧家盆地的雏形，随后经历了坡洪积、河流沉积、湖泊沉积等过程，堆积了大量松散的第四纪沉积物。盆地西侧为南→北流向的金沙江，河道较为平直，并在宽广的谷坡上发育了4级河流阶地[22-23]。

巧家盆地在第四纪期间是针叶、常绿阔叶、落叶阔叶混交林植物群过渡的敏感地带[24]，也是长江上游干热河谷研究的热点地区。现代巧家盆地内气候类型为亚热带季风气候，年平均气温>20 ℃，最热月均温为27.4 ℃，最冷月均温为12.2 ℃，极端最高气温42.7 ℃，≥10 ℃的年积温为7 299 ℃；干湿季节分明，年降水量为790 mm，干季降水量仅占全年降水量的10%，蒸发量大，十分干燥[25]。气候和植被均呈垂直地带性变化，从河谷地区开始，随着海拔高度增加，气候类型从亚热带、温带到寒温带；植被类型则依次为河谷灌丛草坡、云南松林、湿性常绿阔叶林、华山松林、华山松灌丛草坡、箭竹丛、高山草甸[26]。

2 样品采集和分析

为研究巧家盆地自形成以来的植被演替及古气候变化特征，课题组于2019年采集了巧家盆地内QK9钻孔的完整岩心样品。该钻孔位于巧家县城西侧，坐标位置为26°54′52″N、102°55′19″E，海拔高度为835 m，钻至玄武岩基岩，基岩之上堆积约728.2 m厚的第四纪沉积物(图2)，台梓含[27]根据不同沉积相的沉积物特征将QK9钻孔沉积剖面划分为4个沉积相类型、11个沉积层，自下而上分别为：①冲洪积相、②河流相、③冲洪积相、④湖泊相、⑤河流相、⑥冲洪积相、⑦河流相、⑧冲洪积相、⑨湖泊相、⑩冲洪积相、⑪坡洪积相。此外，在巧家盆地内，莲塘工地附近可见T4阶地，坐标位置为26°52′26″N、102°56′51″E，海拔高度为829 m；阶地剖面以砾石为主，夹多层灰黄色砂层，在下部紫红色泥中采样T4-BF-1；阶地向南另一剖面可见下部灰黑、灰绿色黏土，采样T4-BF-2。

图2 巧家盆地钻孔剖面及孢粉、年龄样品位置Fig.2 Drilling profile and sampling location of sporopollen and dating samples in Qiaojia Basin

本文选取QK9钻孔及T4阶地共11个孢粉样品，开展孢粉学研究。孢粉样品岩性以泥、泥质粉砂、粉砂为主，具体的采样位置和样品岩性如表1、表2所示。样品由中国地质科学院地质研究所孢粉分析实验室完成测试分析和鉴定。孢粉分析采用孢粉标准分析方法(SY/T 5915-2000)[28]进行处理，在实验室内称取70～90 g粒度(直径)约0.5 mm的样品，经过HCl酸处理、HF酸处理、煮酸、过筛、离心，最后制成玻片在生物显微镜下进行鉴定和统计，使用Olympus光学显微镜在40×10倍镜下对孢粉进行鉴定和统计。在QK9钻孔的⑧冲洪积相沉积层上部采集碳酸盐作为测试年龄样品，QK9-Ca-012(深度241.2 m，图2)，在中国科学院地质与地球物理研究所铀系年代学实验室，采用Neptune Plus型多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)进行铀系年龄测定。

表1 QK9钻孔孢粉样品信息Table 1 Pollen sample information of QK9 borehole

表2 阶地孢粉样品信息Table 2 Pollen sample information of terraces

3 地层沉积年代

巧家盆地是受拉分作用形成的断陷盆地，自断陷盆地形成之后，接受第四系沉积。贺蕊[11]测得巧家最高一级古阶地年龄约为1.59 Ma，其形成年代应与QK9钻孔岩心的第一套河流相沉积年代相对应，即推断在1.59 Ma前，巧家盆地第②层河流相已开始沉积。由此可大致确定①冲洪积相沉积层的形成时间为1.59 Ma之前，即巧家盆地在早更新世中期开始形成。这也与张欣[23]的研究中认为大约1.6 Ma之前小江断裂和则木河断裂产生了强烈的左旋走滑活动，使得巧家所在地块迅速下降形成断陷盆地的结论相一致。

对⑧冲洪积相沉积层上部QK9-Ca-012碳酸盐样品进行铀系年龄测定，测得年龄为401 ka。钙质胶结物主要是上部土壤淋滤在本层沉淀的结果，形成时间一般晚于沉积物实际沉积年龄，所以⑨最大湖泊相沉积层开始形成于中更新世晚期(0.4 Ma B.P.)。台梓含[27]通过金沙江巧家段重矿物特征对物源进行研究，认为在0.5 Ma之前，云南高原的隆升导致了巧家南流古水系倒转北流，金沙江贯通后，巧家段与三峡段同属贯通后的长江水系，同一水系沿岸的阶地可能具有相近的地质年代；且台梓含等[29]对宜宾地区长江沿岸T5阶地的研究发现，水系贯通后的宜宾段T5阶地与向芳等[30]划定的三峡段T5阶地年龄相近，论证了贯通后同一水系的阶地地质年代具有相似性。从向芳等[30]对三峡段阶地年龄的研究中可知T4阶地的年龄为0.3～0.5 Ma，因此认为金沙江贯通后的巧家盆地T4阶地的年龄可能为0.3～0.5 Ma，与⑧冲洪积相沉积层近乎同期形成；且金沙江巧家-蒙姑段T1-T3级阶地为堆积阶地，上覆于湖相沉积之上[31]。因此，巧家-蒙姑段T3阶地的形成可大致代表巧家盆地最大湖泊的消亡。苏怀等[8]通过地貌外推法认为晚更新世早期(0.12 Ma B.P.左右)，巧家T3阶地形成；与向芳等[30]通过ESR及前人数据综合所得的三峡段T3阶地的形成时间0.09～0.11 Ma B.P.相似，即推断巧家盆地最大湖泊消亡于0.12 Ma B.P.左右。⑨湖泊相沉积层上部的冲洪积相沉积层、坡洪积相沉积层则形成于0.12 Ma B.P.至今。

从②河流相沉积层底部至⑧冲洪积相沉积层上部QK9-Ca-012，沉积物较厚，河流相、冲洪积相交替发育，间有湖泊相沉积，缺少文献资料及年龄测试结果，为此根据二者间的年龄差(1.19 Ma)和沉积物深度差(464 m)计算出②层至⑧层大致的沉积速率(0.39 m/ka)。尽管不同沉积相的沉积速率不一致，得出的结果或有较大的误差，但在没有较为准确地质年龄的前提下，通过沉积速率计算出的年龄，可为钻孔不同沉积相的地质年代划分提供参考。本文关于第四纪年代划分均沿用曹伯勋[32]的方案，0.73 Ma B.P.为中国早更新世和中更新世的界限，根据沉积速率计算得出0.73 Ma B.P.的沉积大致位于QK9-050与QK9-061之间。

基于上述讨论，可以得出11个孢粉样品所处的大致年代，即早更新世中期(1.59 Ma以前)有QK9-003；早更新世晚期(1.59～0.73 Ma B.P.)有QK9-014、QK9-017、QK9-037、QK9-050；中更新世早期(0.73～0.4 Ma B.P.)有QK9-061、QK9-064；中更新世晚期(0.4～0.13 Ma B.P.)有T4-BF-1、T4-BF-2、QK9-073；晚更新世(0.13～0.011 Ma B.P.)有QK9-083。

4 孢粉特征

孢粉分析测试共统计陆生植物花粉3 058粒，平均每个孢粉样品鉴定了278粒，单件样品孢粉最多489粒，最少8粒；共发现并鉴定了74个科或属的第四纪植物孢粉，其中植物孢粉种类中包括木本植物花粉、草本植物花粉、蕨类孢子，分别为39、15、20个科或属，鉴定的典型孢粉如图3所示。对巧家盆地QK9钻孔、T4阶地的孢粉按其母体植物类型及植物对水分的需求，可划分为针叶乔木、阔叶乔木、灌木、中旱生草本、湿水生草本、蕨类、藻类植物(表3)。

根据镜下孢粉鉴定统计分析结果，按植物的生态类型特征归纳整理，筛除检出量过低且不具特殊气候分析意义的孢粉种类，选取主要的和具有典型代表性的43个植物孢粉种类[乔木+灌木：松、云杉、冷杉、油杉、铁杉、杉科、桦、鹅耳枥、桤木、榆、胡桃、栎(含落叶栎类、常绿栎类)、椴、桑科、黄连木、无患子科、金缕梅料、胡秃子、杜鹃花科；草本：禾本科、藜科、菊科、菊、蒿、唇形科、莎草科；蕨类：中华卷柏、铁线蕨、鳞盖蕨、桫椤、凤尾蕨、金粉蕨、金毛狗、膜蕨科、水龙骨科、水龙骨、单缝孢、石韦、瓦韦、蹄盖蕨科；藻类：环纹藻、盘星藻]，并运用孢粉专业作图软件(Tilia)绘制孢粉数量的比率图式(图4)。巧家盆地11个孢粉组合中，除QK9-037、QK9-061、T4-BF-2外，其余8个孢粉组合中木本植物占50.00%～94.83%,平均为74.42 %，有绝对优势，以松、云杉、落叶栎、椴为主；其次为蕨类植物孢子，占3.45%～34.16%，平均为18.25%，以水龙骨、单缝孢为主。在所有孢粉组合中，草本植物孢粉数量的比率偏低，除QK9-003和QK9-061分别占35.71%、37.50%，其余组合中草本所占比率≤10.00%。

图3 巧家盆地第四纪典型孢粉Fig.3 Quaternary typical sporopollen plate in Qiaojia Basin(A)松属(Pinus); (B)云杉属(Picea); (C)铁杉属(Tsuga); (D)榆属(Ulmus); (E)栎属(Quercus); (F)胡桃属(Juglans); (G)禾本科(Gramineae); (H)蒿属(Artemisia); (I)水龙骨属(Polypodium);(J)水龙骨科(Polypodiaceae); (K)单缝孢属(Monoletes); (L)凤尾蕨属(Pteris)

表3 巧家盆地QK9钻孔、T4阶地第四纪孢粉类型Table 3 Quaternary sporopollen types from QK9 borehole and T4 terrace in Qiaojia Basin

图5 巧家盆地的孢粉浓度和木本植物、草本植物、蕨类植物孢粉的比率变化图Fig.5 Sporopollen concentration and ratio variation of woody plants, herbaceous plants and ferns in Qiaojia Basin

5 讨 论

5.1 孢粉反映的古植被古气候特征

孢粉具有产量高、易于保存、对植被和气候反应直接等特点，是揭示古植被、古气候变化的重要指标之一[13-14]。典型的植被类型往往能指示气候特征，例如松含量的增多指示温度升高和降水减少，当松属占鉴定统计的孢粉数量的比率>50%时，气温-2.5～19.5 ℃，降水372～1 761 mm，是暖干气候的代表性植物；又由于松具有超代表性，当松属比率<30%时，不能指示样地有松林存在[33-34]。云杉、冷杉为耐阴耐寒树种；落叶栎喜温凉、耐干旱；榆耐干冷、不耐湿；桦、落叶栎类落叶阔叶树孢粉增加，反映气候趋向更温暖；藜科、蒿属为典型旱生植物；单缝孢、水龙骨、膜蕨科等为喜湿植物等[4,35-38]。

台梓含[27]通过金沙江沿岸巧家段物源的研究表明，在0.5 Ma B.P.之前为南流古水系；受云南高原隆升的影响，巧家古水系南流受阻，并在古水系支流的溯源侵蚀下被袭夺，水系倒转北流，金沙江贯通。T4阶地为金沙江贯通后形成的。因此推测贯通前的孢粉沉积，除松属类双气囊孢粉的比率较低时(<30%)可能是由大气环流带来的外地孢粉，其余孢粉应为近源沉积的孢粉，代表着研究区的植被，对研究区古气候的研究具有指示意义；而当金沙江贯通后，河流可带来远源沉积的孢粉，不代表研究区生长有该植物。因此本文在分析T4阶地和⑨湖泊相的古气候时，将剔除远源河流带入的孢粉。

孢粉数量的比率是一个相对指标，对于明显超代表性和低代表性的花粉，仅根据孢粉数量的比率确定植被类型可能是不足为信的。孢粉浓度受孢粉总数和浓度系数的共同影响，孢粉浓度图式所得孢粉数量相互间是独立的，弥补了孢粉数量的比率中各类孢粉相互制约的缺陷，将二者结合分析推断古植被与古气候应该更为可靠[39-40]。巧家盆地的孢粉浓度和木本植物、草本植物、蕨类植物孢粉数量的比率如图5所示。

巧家盆地11个孢粉样品中，②河流相沉积层采集相对连续的孢粉样，根据孢粉组合特征和聚合特征，将QK9-014、QK9-017划分为同一孢粉组合带；T4-BF-2、T4-BF-1两个孢粉样品均采自T4阶地，由于样品岩性和孢粉鉴定结果均相差较大，故将其划为同一孢粉组合带中的两个小分带进行叙述。其余孢粉样品在各个沉积相内仅采集了一个孢粉样品，且有部分沉积相内不具备采集孢粉样品的条件而未采集孢粉样品，孢粉的沉积背景各异，不同沉积相测得的孢粉组合不宜划分于同一孢粉带内。综上，将11个孢粉组合自下而上划分为9个孢粉组合带，各孢粉组合带特征所反映的植被类型及气候特征分述如下。

孢粉带Ⅰ：仅有1个孢粉样品(QK9-003)，松属-藜科-蒿属孢粉组合。本带只鉴定出14粒孢粉，孢粉总浓度仅为1粒/g，非常贫乏。在孢粉组合中，木本植物占多数(占总数量的50.00%)，其次为草本植物(35.71%)和蕨类植物(14.29%)。木本植物花粉均为松属(50.00%)；草本植物花粉主要有藜科(14.29%)、蒿属(14.29%)、禾本科(7.14%)等；蕨类植物孢子主要有中华卷柏(7.14%)、鳞盖蕨(7.14%)等。该带为坡洪积相。王开发等[14]在研究第四纪孢粉中提出坡积物因堆积速度较快，孢粉含量一般不高，堆积物孢粉以当地孢粉谱为主。孢粉测试结果显示该带孢粉浓度极低，植被以暖干型松属为主，可见旱生的藜科、蒿属，反映QK9-003沉积期间植被稀疏，气候表现为暖干。

孢粉带Ⅱ：含2个孢粉样品(QK9-014、QK9-017)，松属-单缝孢-水龙骨-膜蕨科孢粉组合。共鉴定出962粒孢粉。孢粉总浓度平均为 1 972粒/g，浓度较高，指示植物生长处于一个较为湿润的环境下。在孢粉组合中木本植物(平均85.4%)占优势，其次为蕨类植物(平均12.07%)和草本植物(平均2.49%)。木本植物花粉以暖干型松属(平均78.95%)为主，可见落叶栎(平均1.79%)、云杉(平均0.74%)、桦(平均0.74%)等落叶阔叶树孢粉；蕨类植物孢子主要有单缝孢(平均4.78%)、水龙骨(平均2.59%)、膜蕨科(平均2.50%)等；草本植物花粉主要有禾本科(平均1.14%)、莎草科(平均0.72%)等。单缝孢、水龙骨、膜蕨科等喜湿植物比Ⅰ带明显增多，反映了孢粉带Ⅱ沉积时代气候环境为温暖偏湿。带内QK9-017较之QK9-014，桦、落叶栎类落叶阔叶树孢粉增加，反映气候趋向更温暖。

孢粉带Ⅲ：仅有1个孢粉样品(QK9-037)，单缝孢-松属-蒿属-桫椤科-凤尾蕨属-鳞盖蕨-水龙骨科孢粉组合。共鉴定340粒孢粉，孢粉总浓度为37粒/g，相对不丰富。在孢粉组合中蕨类植物(72.35%)占多数，其次为木本植物(17.65%)和草本植物(10.00%)。木本植物花粉主要有松(13.24%)、落叶栎(1.18%)、杉科(0.88%)、桤木(0.88%)；草本植物花粉主要有蒿(7.65%)；蕨类植物孢子主要有单缝孢(58.82%)、桫椤(3.82%)、凤尾蕨(3.53%)、鳞盖蕨(2.65%)、水龙骨科(2.06%)等。松属较之Ⅱ带从76.11%急剧减少到13.24%，指示着温度的降低。乔木、灌木等中型、大型植物显著减少，喜生于山坡林下、溪边、石缝的蕨类植物和旱生草本植物蒿属花粉明显增加，且孢粉总浓度偏低，说明研究区此时环境较恶劣，不适合大型植物的生长，气候偏湿润，即该孢粉谱特征反映了此时气候冷偏湿润。

孢粉带Ⅳ：仅有1个孢粉样品(QK9-050)，松属-水龙骨-单缝孢-落叶栎-云杉-榆孢粉组合。共鉴定出281粒孢粉，孢粉总浓度为15 828粒/g，孢粉非常丰富。在孢粉组合中木本植物(65.48%)占多数，其次为蕨类植物(34.16%)，草本植物稀少。木本植物花粉主要有松(41.28%)，喜冷、喜温凉的针叶乔木、落叶乔木，如云杉(4.63%)、落叶栎(10.32%)、榆(3.20%)、冷杉(1.42%)、铁杉(1.42%)、胡桃(1.07%)等增多。当落叶栎达到10% 时，年平均温度为 2.4～15.8 ℃；但落叶栎对环境的适应性较强，对生境要求不严格，在年降雨量为615～1 836 mm的范围内均能生长[37]。耐干冷、不耐湿型榆较之Ⅰ～Ⅲ带增多，指示着该带湿度的降低。单缝孢(12.81%)等喜凉润的蕨类孢子含量迅速降低，水龙骨(16.7%)仍占一定的比例；罕见草本植物孢粉。该孢粉谱特征反映了此时植被类型为典型的针阔叶混交林，林下生长有喜凉润的蕨类植物，即该孢粉谱反映了总体气候环境为冷偏干。

孢粉带Ⅴ：只有1个孢粉样品(QK9-061)，松属-藜科-单缝孢的孢粉组合。孢粉总量和孢粉浓度均极低，只鉴定出8粒孢粉，孢粉总浓度为2粒/g，非常贫乏，可见当时气候较为恶劣。在孢粉组合中草本植物(37.50%)和蕨类植物(37.50%)稍占优势，其次为木本植物(25.00%)。木本植物花粉主要为松(25.00%)；草本植物花粉主要有藜科(25.00%)、蒿(12.50%)；蕨类植物孢子有喜湿单缝孢(25.00%)和生长于林下阴处的金毛狗(12.50%)。木本植物花粉以暖干型松属为主，说明研究区此时整体环境偏暖干。

孢粉带Ⅵ：仅有1个孢粉样品(QK9-064)，松属-水龙骨-云杉-单缝孢-禾本科-铁杉孢粉组合。共鉴定出457粒孢粉，孢粉总浓度为4 505粒/g，孢粉丰富。孢粉组合中以木本植物(63.89%)为主，其次为蕨类植物(28.45%)和草本植物(7.66%)。木本植物花粉主要有松(37.20%)、云杉(12.91%)、铁杉(3.28%)；蕨类植物孢子主要有水龙骨(18.60%)、单缝孢(6.56%)；草本植物花粉主要有禾本科(5.91%)。较之Ⅲ～Ⅴ带，蕨类植物相对较少，喜冷针叶乔木、落叶乔木孢粉增多，特别是耐寒喜湿润树种云杉(12.91%)相对偏多，为所有孢粉带中的最高值。廖君[36]根据泸沽湖及前人花粉数据集的研究认为，当云杉花粉的比率>5%时，当地对应的年平均气温为-5.0～5.8 ℃，年降雨量为 210～705 mm。徐仁等[41]在中国更新世云杉、冷杉植物群中发现云杉、冷杉现生长在滇西海拔高度为3 km左右的山上。研究区该带云杉孢粉的比率高达 12.91% ，按气温随海拔高度的升高而递减的规律可知，云杉繁盛时期，巧家盆地气候比现在低8 ℃左右，说明当时温度降低，湿度有所增加，总体环境表现为冷偏湿。

T4阶地为金沙江贯通后形成的，鉴定出来的孢粉含有远源沉积孢粉，如铁杉、鹅耳枥、榆、胡桃、黄杞、栗等鲜见于近源沉积孢粉中，而在贯通后的阶地相出现或呈现一定量的富集现象。且李永飞等[20]和肖霞云等[42]分别在金沙江中上游附近丽江老君山、鹤庆古湖孢粉研究中检测出较为丰富的铁杉、鹅耳枥、榆等第四纪孢粉。由此推测T4阶地沉积中铁杉、鹅耳枥、榆等多为河流携带至研究区沉积的远源孢粉，不能指示研究区的气候，因此在贯通后的孢粉分析中不考虑这几种孢粉。

孢粉带Ⅶ1：T4-BF-2，凤尾蕨-松-单缝孢-水龙骨科孢粉组合。共鉴定出74粒孢粉，孢粉总浓度为6粒/g，孢粉稀少。在孢粉组合中以蕨类植物(68.92%)为主，其次为木本植物(28.38%)、草本植物(2.70%)。蕨类植物孢子主要有凤尾蕨(27.03%)、单缝孢(21.6%)、水龙骨科(12.16%)、金粉蕨(2.70%)、膜蕨科(2.70%)；木本植物花粉主要有松(24.32%)；草本植物花粉主要有藜科(1.35%)、菊(1.35%)。蕨类植物占总孢粉数的68.92%，仅次于QK9-037的72.35%，且喜生于密林石缝旁的凤尾蕨和喜凉润的水龙骨科也在该孢粉样品中达到最大值；松属低于30%，指示温度降低，同时也表明研究区此时可能并不生长有松属植物，该孢粉谱特征说明此时研究区气候凉润。

孢粉带Ⅶ2：T4-BF-1，共鉴定出58粒孢粉，孢粉总浓度为9粒/g，孢粉稀少。在孢粉组合中木本植物(94.83%)占绝对优势，松的比率高达93.10 %，可见零星的蕨类植物(3.45%)和草本植物(1.72%)。木本植物花粉主要有松(93.10%)、云杉(1.72%)；蕨类植物孢子主要有单缝孢(1.72%)、蹄盖蕨科(1.72%)；草本植物花粉有蒿(1.72%)。孢粉浓度极低而松含量极高，指示其可能为外来花粉。该孢粉谱特征可能说明，此时研究区植被覆盖率很低，气候冷干。

孢粉带Ⅷ：仅有1个孢粉样品(QK9-073)，松属-水龙骨-单缝孢-水龙骨科-榆-落叶栎孢粉组合。共鉴定出471粒孢粉，孢粉总浓度为3 377粒/g，孢粉很丰富。本带为贯通后的湖泊相沉积，如前文所述，本带将不考虑铁杉、鹅耳枥、榆等河流携带至研究区沉积的远源孢粉。在孢粉组合中以木本植物(73.67%)为主，其次为蕨类植物(23.99%)、草本植物(2.34%)。高大乔木、灌木类花粉占据主要地位，主要有喜暖干的松属(44.59%)，落叶栎(5.10%)、胡桃(3.18%)等喜温凉类落叶阔叶树较之孢粉带Ⅵ再次增多；蕨类植物主要有水龙骨(7.86%)、单缝孢(6.58%)、水龙骨科(5.31%)等喜湿性蕨类植物。反映此时总体环境可能表现为温暖偏湿润。

孢粉带Ⅸ：仅有1个孢粉样品(QK9-083)，松属-云杉-单缝孢-冷杉-水龙骨科孢粉组合。共鉴定出393粒孢粉，孢粉总浓度为173粒/g，孢粉较丰富。在孢粉组合中木本植物(76.59%)占绝对优势，木本花粉依旧以松属(54.20%)为主，云杉(8.65%)、冷杉(4.33%)等耐寒喜湿针叶乔木增多，且云杉花粉的比率>5%，代表着一次冷事件，气候相对寒冷。与此同时，该带存在一定量的蕨类孢子(17.56%)，而草本植物稀少(5.85%)，反映了此时气候相对湿润，适合大型植物和喜湿蕨类植物生长，此时的总体气候环境应为冷偏湿。

巧家盆地的孢粉记录揭示自盆地形成以来，即早更新世中期以来的气候变化表现为：早更新世中期(QK9-003)的气候为暖干；早更新世晚期(QK9-014、QK9-017、QK9-037、QK9-050)的气候变为温暖偏湿-冷偏湿-干冷；中更新世早期(QK9-061、QK9-064)的气候变为暖干-冷偏湿；中更新世晚期(T4-BF-2/T4-BF-1、QK9-073)的气候变为凉润/冷干-温暖偏湿；晚更新世(QK9-083)的气候为冷偏湿。

5.2 巧家盆地干热河谷的形成时间

西南横断山区金沙江沿岸受焚风、山谷风及人类活动等影响多发育干热河谷[5,9,43]。巧家位于金沙江下游，是该区最具代表性的干热河谷之一(图6)。国内外学者从不同角度研究了包括巧家盆地在内的中国西南地区干热河谷形成的地质年代，提出的地质年代跨越了上新世、更新世和全新世(表4)。干热河谷主要植被类型为稀树灌草丛组成的“河谷型”萨瓦纳植被，植物种类比较单一，普遍具多毛、多刺、叶小等适应干旱环境的形态特征，以扭黄茅、香茅、龙须草等禾本科为主，沿河谷呈带状分布；禾本科草丛之上散生稀疏的车桑子、余甘子、四川楷木等矮小乔木、灌木；局部峡谷阳坡可见云南松林[43-46]。由于干热河谷具有的独特植被组合特征，因此本文从第四纪连续沉积的孢粉及所代表的古气候特征去探讨该区干热河谷的形成时间。

图6 金沙江干热河谷分布Fig.6 Distribution of dry-hot valleys in Jinsha River(据张荣祖[43]资料改绘)

受山地海拔高度的影响，区域植被会出现垂直分带现象，针叶树常分布于海拔较高处，阔叶树多分布于中低海拔，蕨类植物常生长于林下、石缝旁、小溪旁；而草本植物则常见于低海拔相对干旱且土壤贫瘠之处[9,47]。因此研究区孢粉组合特征所反映的植被面貌为：山地高海拔分布有暖干或冷干型的松、云杉；中低海拔分布有落叶栎、胡桃等喜温凉、半湿性常绿阔叶树，林下生长有喜温凉潮湿环境的水龙骨孢、单缝孢等蕨类植物；低海拔相对干旱且土壤贫瘠之处零星生长有禾本科、藜科和蒿等草本植物，区域植被垂直分带明显。而现代巧家地区典型的干热河谷山地植被垂直分带结构由河谷往上表现为：稀树灌木草丛-扭曲云南松林-云南松林与半湿性常绿阔叶林-高山栎林与灌丛[43]。因此，QK9岩心和T4阶地所记录的是以松、水龙骨、单缝孢等乔木、蕨类植物为主的偏湿润、暖干或冷干的气候，与典型的干热河谷以扭黄茅、香茅、龙须草等草本植物为主、罕见蕨类植物的既干又热的气候截然不同，表明干热河谷在研究区采集的11个孢粉样品沉积期间尚未出现，而可能是出现在QK9-083之后的全新世期间，这与周麟[10]对元谋地区植物孢粉及动物化石分析得出的干热河谷形成时间相近。

表4 中国西南地区干热河谷形成时代Table 4 The formation age of dry-hot valley in southwest China

6 结 论

巧家盆地钻孔岩心和阶地孢粉记录揭示了早更新世以来至晚更新世期间的古植被古气候变化。孢粉组合结果表明，在早更新世中期为松属-藜科-蒿属孢粉组合，且孢粉浓度极低，气候相对暖干；进入早更新世晚期，草本植物花粉比例剧减，孢粉组合中以松属或蕨类植物为主，气候变得湿润，后期喜冷针阔叶树种明显增多，气候转冷，总的气候变化表现为温暖偏湿-冷偏湿-干冷；中更新世早期，研究区从孢粉总数和孢粉浓度都极低的草原演变到以木本植物为主的针阔叶混交林，气候变化经历了暖干-冷偏湿的变化过程；中更新世晚期，气候经历了凉润/冷干-温暖偏湿的变化过程，前期阶地孢粉呈现出古植被古气候差异较大，气温偏凉，后期落叶阔叶树增多，草本植物相对中更新世早期减少，蕨类植物占一定比例，气候变得温暖且湿润；自120 ka B.P.晚更新世以来，云杉、冷杉相对繁盛，气候冷偏湿，代表着一次冷事件。

QK9岩心和阶地孢粉所记录植物群中不具有典型的干热河谷植被，而是以喜生于偏湿润或暖干、冷干气候条件下的松、水龙骨、单缝孢等乔木、蕨类植物，表明直至研究区采集的年代最新的晚更新世QK9-083坡积物样品沉积结束前，尚未出现干热河谷。