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穿行在横断山脉: 热度 4 周浙昆 2020-10-13 23:08; 秋天的槭树新冠病毒仍在全球肆虐，而神州大地却风景独好。人们的生活逐步恢复了正常，而第二次青藏高原考察这个大工程更是如火如荼的展开着。从五月份开始，古生物科考队就开始了科学考察，冈仁波齐海拔5200米的山岗和藏北的伦坡拉盆地都留下了我们的足迹。队长邓涛老师和考察队国庆假日期间，仍旧鏖战在横断山脉。邓老师在科学网上的每天一报，记录着考察队的工作、见闻和收获，像是催人出征的战鼓，让我们心驰神往。国庆一过，中国科学院西双版纳热带植物园和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所组成的考察队便开始了今年的第二次联合考察，队伍在成都集结后，便向横断山进发。横断山不仅是全球生物多样性的热点地区，而且这个地区的地层中也有丰富的动植物化石，这些化石记录了生命演化的证据。在以往的考察和研究中，有不少的化石在这一地区被发现和报道。但是，有的报道只言片语，让人意犹未尽。而有些文章，报道了一个重大的发现，却留下了更大的谜团。比如说，在上个世纪80年代，古植物学家发文称在川西始新世地层中发现了桉属植物的化石。果真如此，那么这个特产于澳洲的桉属又是从何而来？科学研究就是一个不断破解谜团，提高认识的过程。金秋十月是植物换装的季节，落叶植物红色和黄色的叶子把之前苍翠的森林变得色彩斑斓。秋天也是收获的季节，成熟的果实呈现出五彩缤纷的颜色，而植物鲜艳的色彩不是为装酷，而是为了传宗接代这个刚需。鲜艳的果实吸引鸟儿来食用，果实为鸟儿果腹，鸟儿食用果实之后，飞到更远的地方拉出种子，把植物的后代传播得更远。大自然中不仅仅有弱肉强食，更多的是互利互惠。山林的清泉、色彩斑斓的森林和蓝天白云共同描绘了一幅美丽的秋天画卷，让我们流连不前，若不是主要任务是寻找这些植物的祖先，我真想和这些植物呆上整整一天。秋天换装的植物五彩斑斓的森林以桦木、槭树等落叶植物组成的森林许多朋友知道我是搞古生物的，对我们在广袤的大地中发现化石都十分的好奇，都会不由自主地问一个问题，化石好找吗，在哪里能够发现化石？化石是过去生物留下的痕迹，这些痕迹包括骨骼，印痕，脚印，甚至粪便都可以形成化石，都是古生物学家们研究的对象。地球上的岩石，大致分为火成岩，沉积岩和变质岩，大部分的化石都是保存在沉积岩中，因此，你需要到沉积岩中去寻找化石。岩石又是有年龄的，不同年龄的地层中，产不同的化石。彩色的果实（左：小檗，右：荚蒾）彩色的果实（左上：接骨木，右上：沙棘；左下：忍冬，右：海棠）被子植物的化石，大多要去新生代的地层中去寻找。地质学工作者对全国的岩石地层都进行过全面的调查，结果记录在《区域地质调查报告》中，这些调查报告为我们提供了一个地区最基本的地质背景信息。这就像一个大型商场的导购图，告诉顾客，什么商品在什么位置。有了这个导购图，哪怕是一个第一次进商场的顾客，也很快能找到他需要的商品。然而，我们这里没有营业员，找到了位置，还得自己把需要的东西找出来。对于我们来说，找到新生代的地层不难，难的是从地层中把化石找出来。发现化石和找化石，既需要勤奋，也需要运气。勤奋是说，你要多跑多看，一块一块的挖石头，在这个过程中，运气自然就会降临到你的头上。取食果实的小鸟（栗腹䴓）我第一次找化石的情景仿佛就在昨天。那个时候中科院南京地质与古生物研究所郭双兴老师为我指定了研究的地点，我就只身一人来到云南开远的小龙潭煤矿，在偌大的煤矿，哪里去找化石。第一个星期，我一无所获，但我仍然在一块石头、一块石头的敲打着，终于发现了化石的“窝子”，采集到了完成硕士论文所需的化石。我们研究组的上万件化石也是这么找出来的，有些地点的化石一蹴而就，化石多到你不想打到都难，而有些点，需要一而再，再而三，才会有所获。今天我们比较幸运，根据我们的描述，当地老乡把我们带到了“灰白色”石头（泥巴）的地方，很快就打到了植物叶片化石。四十多年前报道的这个化石地点，我们没有费太多周折就找到了。找到化石点，我开玩笑地给大家说：打不到化石，今天晚上不能吃晚饭喔。话音未落有人就说，周老师我打到化石了；紧接着有人又说，周老师我的晚饭也有着落了。在欢声笑语中，化石渐渐地多了起来。这个化石点也有过记录和报道，在郭双兴老师在文章，提到过这个点的三个种类，今天我们在这里发现了常绿栎类、槭树、榆树、桦木和花楸等6-7种的化石植物，可以认为是一个新的植物群，这对于我们研究横断山植物区系的起源和演变又提供了新资料。尽管每次采集化石的野外工作，我们都没有扑空过，但是，每次在采到化石前，我们都有很大的心理负担，生怕会出现第一次空手而归。第一天的野外工作就找到了化石，大大鼓舞了我们，也会使接下来的行程变得轻松而愉快。采集到的部分化石照片由学生黄健提供，本文也发表于“青藏高原古生物考察队”公众号。; 个人分类: 科学考察|7416 次阅读|8 个评论

远山呼唤（日志八）: 热度 3 taodeng 2020-9-27 22:50; 远山呼唤（日志八）这次的野外考察由倪喜军和李强两位研究员组织设计，他俩都有丰富的野外经验，特别是精心选定的筛洗砂样采集点从不落空，也必定会弥补早更新世尼西动物群小哺乳动物化石稀少的缺陷。进入到采样阶段，都是高强度工作的时刻。采样地点在半山腰上，远望过去只是森林高处的一个小白点，而每袋几十公斤的砂样全部要人工扛到山脚，因为车只能开到这里。在采集砂样的过程中又发现一些大型哺乳动物的化石，包括食肉类和有蹄类，证明当时这个动物群的多样性相当高。迪庆所处的横断山地区，现代的生物多样性也非常高，是全球生物多样性热点之一。在我们的工作地点周围就是鸟语花香的迷人世界，假如童年的鲁迅来到这里，一定觉得比百草园有趣多了，他应该会这样写到：不必说碧绿的松林，光滑的石板路，高大的云杉树，鲜红的栒子；也不必说鸣蝉在树叶里长吟，矫健的岩蜂伏在葵花上，轻捷的仔仔黑（山雀）忽然从草间直窜向云霄里去了。单是周围的短短的崖壁根一带，就有无限趣味。油蛉在这里低唱，蟋蟀们在这里弹琴。翻开石块来，有时会遇见蜈蚣；还有斑蝥，倘若用手指按住它的脊梁，便会拍的一声，从后窍喷出一阵烟雾。何首乌藤和野葛藤缠络着，野葛有豆荚一般的果实，何首乌有臃肿的根。有人说，何首乌根是有像人形的，吃了便可以成仙，我于是常常拔它起来，牵连不断地拔起来，也曾因此弄坏了木栏，却从来没有见过有一块根像人样。如果不怕刺，还可以摘到覆盆子，像小珊瑚珠攒成的小球，又酸又甜，色味都比桑椹要好得远。我们确实在摘野果子吃，这个时节最多的就是川梨（ Pyrus pashia ），也叫棠梨刺，树上挂着累累硕果，虽然小巧袖珍，但完全是梨子的形态，也是梨子的味道。飞禽走兽也在忙着采食，尤其是松鼠，一定是在为即将到来的冬季储藏食物，小小的身形，竟然来来回回地搬运硕大的核桃。鸟儿们不会储存，只能不停地吃个饱。最多和最聒噪的就是白头鹎（ Pycnonotus sinensis ），在各种浆果的枝头飞来飞去。在野外，吃的东西还不是最重要，中午饿一顿关系也不太大。水才是最重要的，尤其对我而言，登山的过程中习惯于不停地喝水。很佩服一些队员，可以喝够水才上山，然后坚持到下山来猛喝一大瓶。昨天我就没有带够水，这对我来讲是极少犯的错误，却没有对自己的错误负责，向别的队员要水了，感觉像是借走了战友的枪一样，非常惭愧。今天就牢记住，背了三瓶水上山。这不禁让我想起了已故的北亚利桑那大学的美国同事 Will Downs 先生，我们在一起出野外时他总是背着巨大而沉重的背包。我问过他包里为什么装这么多，他说，只要哪一次在野外发现忘了带某件工具，从此以后他就将其装在背包中永远不再拿出去。有一次我和他在敦煌乘飞机，安检一定要他把这个托运的背包打开，结果一百多件工具铺开来，简直像是一个“武器库”。虽然都是符合安全标准的物品，还是让安检员大吃一惊。品尝秋实的故事还在继续。晚上在餐厅，老板娘向我们推荐了店里自制的青梅酒和五味子酒。青梅煮酒，那得是英雄才能喝啊！老板娘又拿来了制酒用的新鲜五味子（ Schisandra chinensis ），晶莹圆润，鲜亮夺目，这果子倒可以尝尝。啊呀，大家连呼后悔！怎么形容？真是五味杂陈啊，怪不得叫五味子。; 个人分类: 考察随笔|5290 次阅读|4 个评论

一篇写了八年的论文: 热度 22 周浙昆 2018-6-21 09:54; 一篇写了八年的论文自从返回修改稿后，心里总有几分我这个年纪不该有的焦虑和期盼，每天在焦急地等着邮件，等来论文被接受的邮件后仍不放心，时不时就会去查看“ National Science Review ” 的网站，检查论文是否上线了。 6 月 12 日终于等来期盼中的消息，我们题为：“ Uplift, Climate and Biotic Changes at the Eocene-Oligocene Transition in Southeast Tibet”的论文在“ National Sicence Review” 上线发表了（ https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwy062/5036537 ）。青藏高原东南缘（包括横断山地区）是生物多样性的热点地区，现代生物学有许多研究在探索这一区域的物种形成与演变，分布区的格局；地质学中也在探索青藏高原东南缘是什么时候抬升到现在的高程？东南缘的抬升和青藏高原整个抬升之间有何相关性？青藏高原东南缘（横断山）是全球生物多样性的热点地区之一，这个区域的抬升对这个区域的物种形成分化，生物多样性热点的形成和演变又有什么的影响？关于这个地区的古高程的研究大多依据生物地层对比开展的，认为抬升发在在新近纪以后（ Clark ， 2005 ），而越来越多的证据表明青藏高原的比人们之前认为的要早，要复杂得多。许多分子系统学的研究也认为横断山的物种分化主要发生在新近纪 (Ranner 2016) 。对于生物学和地质学的重要理论问题，化石往往能够提供不可替代的证据以及新的视野。 2011 年，我们研究组在西双版纳热带植物园开始组建，我们把地球环境演变和生物演化作为研究组的一个主要科学问题。而青藏高原就是一个天然的研究地球环境演变和生物演化的天然实验室，是研究这个科学问题的最理想的地区。我们根据在云南已有的基础，打算从在青藏高原东南缘向青藏高原深入。那个时候研究组刚刚组建，研究经费捉襟见肘，只能利用在做其他项目的时候绕道去西藏芒康采集化石。陶君容老师发表过西藏芒康的植物群的论文（陶君容、杜乃秋， 1987 ），但是仅仅根据文献资料要找到化石还是比较困难的。 2011 年第一次的野外工作由苏涛带队，他们一行四人在芒康卡均村转了一天都没有发现化石，当他们就要失望而归的时候，终于发现了一小片的叶子，尽管这片叶子保存并不好，但是这等于是找到了线索。此时天色已晚，加之其他项目的工作不能耽误，采集了少量化石之后，他们离开了芒康。第二年我们组织队伍对芒康化石植物群进行专项采集，在第一次发现化石层位，也就在论文中被称为 MK1 的层位，不断有化石被发现，这些化石大多是代表高山灌丛的小叶类型，种类组成上还比较单调。有一天一位当地藏族老乡拿着一块化石问道：这是不是你们要找的东西？苏涛一看，大喜过望。这是一块壳斗科栎属青冈亚属的化石，青冈亚属植物都是常绿乔木，大多数是亚热带常绿阔叶林的优势种和建群种，海拔分布一般不超过 3000 米，卡均村现在的海拔为 3900 米。青冈化石的发现表明这里曾经有过常绿阔叶林的存在，意示着要么这里发生过海拔抬升，要么全球温度经历过激烈的降低，或者说两种情况都同时存在。这个重要的发现，让我们激动不已，让老乡带我们去化石发现的地方，在这里我们发现了大量的保存完好的青冈化石，与之伴生的有桦木的落叶类群，这是一个常绿落叶阔叶混交林的植物类群，这就是后来在文章中被标记为 MK3 的层位。在同一地层剖面有两套完全不同的植物化石群，这无疑是研究环境变迁生物演化的最为理想的材料。拿到这些材料以后，我心中又有些隐隐的担心，能把白菜做出海鲜味是本事，把海鲜做成白菜味是暴殄天物。我是个知识结构有缺陷的人，小学到中学由于文化大革命学习都不完整。在大学学的生物学，到了研究生学的是古植物学，这使得我的植物学和古植物学都不精通。我成了那种在植物学家面前说自己的古植物学家，在古植物学家面前说自己的植物学家的人。在我的带领下，研究组到了野外就是找化石，没有对地层剖面进行研究。为了防止把海鲜做出白菜味，这需要对地层剖面进行认真的测量，搞清楚两层化石层位间的相互关系。由于我知识结构欠缺，研究组没有地质学背景人，有在其后的几年里，我们在一边采集植物化石，一边请地质学的同行帮助进行剖面的勘测，搞清楚了地层的上下关系，更为重要的是在勘测地层剖面的时候，又发现几层火山凝灰岩。火山凝灰岩的发现，就等于是找到了记录这些重要地质事件的钟表，让这批材料开始有了点海鲜味了。就这样前前后后，在 5 年时间里我们在西藏芒康进行了 6 次野外工作，共采集了 5000 多件植物化石。在实验室里，我们对化石进行了鉴定，又对火山凝灰岩送去进行绝对地质年代的测定，接下来就是数据分析和论文写作，到论文在线发表，整整花了八个年头。我承认化石以及火山凝灰岩的发现都有一些运气的成分，但是如果没有持续不断的野外工作，没有研究组许多学生和同事不记得失的坚守，运气有怎么能够如此地眷顾我们呢？这就是天道酬勤吧。借这个机会我要感谢一下，参加所以野外工作的学生和同行。说了这么多让我这项工作的主要内容和亮点总结一下吧：经过多年的野外工作，在西藏芒康县新生代地层中发现了保存完好的植物化石和火山凝灰岩（图一）。植物化石分别产于 4 个层位，其中 MK3 和 MK1 层化石保存最佳，种类和数量都较多，能够进行古气候和古高程重建的研究。另外，在这两层化石的邻近层位还发现了火山凝灰岩，为确定绝对地质年代奠定了基础。利用氩 - 氩法对地层中的火山凝灰岩进行了测年，结果表明位于下部的 MK3 层所代表的地质年代为 34.6 ± 0.8 Ma ，而位于上部的 MK1 层所代表的年代为 33.4 ± 0.5 Ma 。这段时期地球历史经历了始新世到渐新世的转折期（ Eocene-Oligocene Transition ，时间界限为 33.9 Ma ）。整体上看，这套地层中的化石植物类群和青藏高原东南缘现代不同海拔的植物类群具有很高的相似度。其中， MK3 层所出产的化石主要类群为壳斗科的常绿类群青冈亚属植物（ Quercus subg. Cyclobalanopsis ）和落叶类群桦木科（ Betulaceae ），代表了常绿和落叶混交的森林；而 MK1 层的类群包括小叶的柳属（ Salix ）、蔷薇属（ Rosa ）、高山栎组（ Quercus sect. Heterobalanus ）等，代表了高山矮灌丛类型。通过气候 - 叶相多变量分析程序显示，古温度经历了一定的降低过程。利用湿静态能原理重建了 MK3 和 MK1 层所代表的古高程，其中 MK3 层的古高程为 2910 ± 910 米，而 MK1 层的古高程为 3850 ± 910 米，表明该地区的古高程在始新世到渐新世的转折期上升了约 900 米，并接近或达到现代的海拔高度 3900 米（图2）。这项研究有三个重要意义： 1 ）证明了青藏高原东南缘（包括横断山）的古高程在晚始新世就已经较高，早渐新世可能已经接近或达到了现在的高程，也也许意示着横断山的地形地貌的基本格局在早渐新世就已经确立； 2 ）始新世 - 渐新世之交全球范围内的降温和青藏高原东南缘的继续抬升，使得该地区的植被从常绿落叶阔叶混交林转变为高山落叶灌丛，叶形显著变小也是这种变化的一个重要特征； 3 ）地形地貌是物种形成与演变的重要基础，化石植物群物种组成表明，青藏高原东南缘植物多样性的现代化面貌不晚于晚始新世就已经出现，这远远早于之前许多分子生物学研究估算的结果。在芒康工作开展的同时，在国家自然学科基金项目、第二次青藏高原考察和科学院先导专项等项目的支持下，我们研究组几乎是每年都要两上青藏高原，苏涛博士毕业不到 8 年，前前后后上了 13 次青藏高原。在青藏高原工作有种种预想不到困难，就以最近一次野外工作来说，一下子就有 4-5 位同学都有严重的高山反应，而他们中有些之前上过青藏高原的。尽管有困难，我们在坚持着，在西藏的中部、北部都发现了大量的植物化石，其中一些发现相当激动人心。我们希望通过我们的怒力，逐步揭开青藏高原植物区系演变的面纱。参考文献 Clark MK, House MA and Royden LH et al. Late Cenozoic uplift of southeastern Tibet. Geology 2005; 33 (6): 525-8. Renner SS. Available data point to a 4-km-high Tibetan Plateau by 40 Ma, but 100 molecular-clock papers have linked supposed recent uplift to young node ages. J Biogeogr 2016; 43 : 1479–87. 陶君蓉，杜乃秋， 1987. 芒康中新世植物群及其桦木科化石记录，植物学报， 29 ： 649-655. 图1. 西藏芒康卡均村（化石产地） � 图2. 利用化石植物群及湿静态能平衡原理重建的古高程图3. 2012年的野外工作图4. 2013年的野外工作图5. 2014年的野外工作; 个人分类: 科学考察|17456 次阅读|48 个评论

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