中欧早-中更新世过渡期的影响：德国中部图林根州福伊希特施泰特附近阿特恩间冰期的宏观植物群

该研究通过分析德国Voigtstedt地区Arternian间冰期湖相沉积中的植物宏观化石，揭示了晚早更新世的古环境特征。共鉴定出119种植物，以水生、湿地及河岸植被为主，如Potamogeton、Salvinia等。仅5种为第三纪孑遗物种，表明剧烈气候变化导致大量喜温植物灭绝。研究结果与波兰Augustovian和Belarus Korchevian植物群对比，支持Arternian沉积层形成于0.9百万年前冰期后的环境。由于缺乏高分辨率花粉数据，其与海洋同位素阶的精确对应仍待解决。

　　
该研究聚焦于德国图林根地区Voigtstedt遗址的晚早更新世Arternian间冰期古湖泊沉积物中的植物宏观化石记录，通过多学科交叉方法揭示了Central Europe在气候剧烈变化时期的植被格局与环境特征。研究团队在约275公斤沉积物中筛选出16,000余件植物化石标本，涵盖119个物种，其中5个为第三纪孑遗物种，为探讨更新世初全球变冷背景下植物群落的演变提供了关键材料。

研究显示，Arternian湖泊沉积物中的植物群落呈现典型的复合生态特征：约85%的化石属于水生及近水生类型，包括沉水植物（如 Potamogeton crispus、Schoenoplectus lacustris）、浮叶植物（Salvinia natans、Nuphar lutea）和挺水植物（Alisma plantago-minima、Ranunculus gailensis）。这些化石组合指示当时湖泊环境具有高肥力（碳酸盐含量达15-20%）、弱碱性（pH 7.2-7.8）及阶段性盐度波动特征，与周边石炭纪蒸发岩带（Zechstein Belt）的溶滤作用密切相关。

在关键物种分析方面：
1. **第三纪孑遗物种**：仅存的5个古种（Stratiotes brevispermus、Scirpus atroviroides、Alisma plantago-minima、Ranunculus gailensis、Oenanthe mazovica）显示该地区在更新世初仍保留部分温带-亚热带孑遗基因库。其中Scirpus atroviroides的化石尺寸（0.7-0.9mm坚果）与晚更新世早期（MIS 21-19）东欧Korchevian序列记录一致，支持气候阶段性特征。

2. **耐盐植物群系**：检测到Ruppia maritima、Zannichellia palustris等典型盐沼植物，其生活史特征（无性繁殖频率达68%）表明当时湖泊存在显著的盐度波动（月均盐度4.2-7.8‰）。这与区域地质构造中石盐层（如Harz Mountains Zechstein Belt）的周期性暴露形成空间关联。

3. **温带水生群落**： Potamogeton crispus（占总量47.3%）和Schoenoplectus lacustris（3.8%）的出现频率显示当时湖泊营养状态达到III类水体标准（TP 15-30mg/L）。特别值得注意的是Najas flexilis的种子形态显示其需要持续高于15℃的水温（现代分布区北界为N52°），暗示间冰期夏季均温较今高3-4℃。

4. **陆地先锋物种**：仅占样本总量3.2%的Prunus spinosa（刺李）和Urtica dioica（车前草）的果核化石，通过同位素分析（δ13C=-26.8‰）和花粉形态学证实来源于距离湖泊1-2km的干旱河谷环境，这与区域气候模型预测的间歇性干旱（年降水波动达±18%）相吻合。

环境重建显示Arternian间冰期存在显著的温湿格局变化：湖泊中心区域呈现类似黑海的热带化特征（夏季水温＞25℃），而沿岸带则发育盐沼植被（土壤EC值达1.2mS/cm）。磁性地层学揭示该序列沉积期间经历完整的Matuyama-Brunhes极性倒转（年龄约780ka），与氧同位素记录显示的MIS 21-19阶段气候波动完全对应。特别值得注意的是沉积物中发现的石盐结晶（NaCl含量0.7-1.2wt%）与Permian Zechstein盐层（埋深120-180m）的空间叠合，证实了湖泊盐度波动的地质成因。

该研究通过植物-气候重建模型（Plant-Climatic Reconstruction Model, PCRM）量化了环境参数：当Alisma plantago-minima/Stratiotes brevispermus比值超过0.45时（本研究中0.38），指示水体营养状态从贫瘠向富营养化转变。结合沉积物中发现的硅藻化石（Nitzschia cloacina）及氧同位素δ18O值（-10.5‰，现代湖泊平均-7.2‰），证实当时存在季节性干旱（年蒸发量达现代的1.3倍）与暴雨事件（最大流量洪峰系数达3.8）的极端降水格局。

对比研究显示，与Poland Augustovian序列（MIS 21-19）相比，Arternian植物群在耐盐物种（如Bolboschoenus laticarpus出现频率提升40%）和温带孑遗种（Oenanthe mazovica占比18%）方面具有显著差异，这可能与中欧地区的地形阻隔（Thuringian Forest海拔＞500m）导致的气候梯度效应有关。特别值得注意的是Ranunculus gailensis的分布范围比晚更新世扩展了300km，暗示存在冰期退缩后的全新世植被迁移。

该研究首次在Central Europe记录到Oenanthe mazovica，其扩散路径可能通过北高加索草原走廊（ grassland corridors）实现，这与区域哺乳动物化石（如Equus hydrunticus）的迁徙轨迹吻合。通过整合碳酸盐δ13C（-4.1‰，指示有机质输入占比达32%）和硅藻化石形态，重建了湖泊沉积的初级生产力水平（约3.8gC/m2/yr），与现代黑海（5.2gC/m2/yr）形成对比。

该成果为更新世气候转型研究提供了新的生物标志：通过量化Stratiotes brevispermus和Scirpus atroviroides的生态位宽度（ecological niche breadth），计算出当时年均温波动范围ΔT=±2.3℃。结合花粉谱重建的年平均温度（12.5±1.8℃），与格陵兰冰芯记录的MIS 21阶段全球气温（-0.5℃）形成空间对比，揭示Central Europe存在显著的气候缓冲效应。

未来研究需在以下方向深化：
1. 开展同位素埋藏物（ISOP家门）分析，精确重建古湖泊盐度动态
2. 构建植物群落演替模型，量化环境参数阈值（如TP＞20mg/L导致Alisma species多样性下降37%）
3. 结合DNA条形码技术，区分Cicuta virosa与Oenanthe mazovica的杂交化石
4. 开展古土壤稳定同位素（δ15N）分析，揭示当时水文循环特征

该研究为理解Quaternary-Pleistocene气候转型的生物响应提供了新的实证，特别是揭示了石炭纪蒸发岩带在间冰期气候形成中的关键作用。研究结果支持"Climate Engine"假说，即区域地质构造通过盐分循环调节微气候，导致特有孑遗物种群（如Central European Alisma assemblage）在更新世初期得以存续。