地质历史时期青藏高原的植被变化为理解高寒植被响应气候变化的机制提供重要证据。高原湖泊沉积物中保存的孢子和花粉(孢粉)化石是研究古植被变化的重要代用指标。由于缺少合适的基于孢粉化石定量建青藏高原植被的方法，阻碍了对青藏高原过去植被变化的深入理解。

来自中国科学院地理科学与资源研究所的研究团队将机器学习方法用于青藏高原地区的孢粉与植被关系研究，该项成果近期发表于《中国科学：地球科学》。研究者首先收集、整理青藏高原及其周边17个植被带1802条现代孢粉数据作为训练集，采用随机森立算法建立利用孢粉数据重建青藏高原植被的模型。用该模型预测现代孢粉组合的植被时，与孢粉样点实际植被相比，显示出较高的一致性(图1)。并且与传统的生物群区化法相比，新建立的随机森林模型基于孢粉数据预测青藏高原地区现代植被的准确性更高，可能更适合于该地区的古植被重建。

图1 现代样点的实际植被(上图)与用随机森林模型重建的植被(下图)对比

将新建立的随机森立模型用于青藏高原51条孢粉化石序列的古植被重建，恢复了青藏高原2.2万年以来500年间隔的植被时空格局变化。结果显示，2.2万年来青藏高原植被格局的变化大致与同时期全球气候变化和东亚季风演化趋势一致，可分为五个主要的植被变化阶段(图2)。末次冰盛期时，青藏高原大部分地区是荒漠植被，高原东南缘分布了亚热带森林。高寒草原从末次冰消期开始明显扩张，并且在高原中部和东部逐渐形成地带性植被。高寒草甸从早全新世开始占据高原东部和东南部，高原开始形成从东南至西北分布森林-草甸-草原-荒漠的格局。中全新世时，亚热带森林向北扩张，反映最适宜期的植被状况。之后，森林分布区向南退缩，高寒草甸和高寒草原在晚全新世再次向南扩张。 

图2 利用随机森林模型重建的青藏高原2.2万年以来五个阶段的典型植被格局((a)-(e)，以及化石点现代植被分布(f)

这些古植被数据，可以在未来研究中为模型模拟提供证据，增进对高寒植被变化机制的理解。