《Review of Palaeobotany and Palynology》：Relationship of modern terrestrial pollen to climate and vegetation in north-western America
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•新的陆地花粉数据拓展了现有记录的空间覆盖范围。•从收集到的数据中可以识别出稳定的花粉信号。•温度是影响花粉分布的最重要气候因素。•引入相对花粉生产力指标可提升基于花粉信号的植被重建精度。•这些数据可用于估算该地区的花粉生产力。引言花粉颗粒在沉积后具有抗分解性，能够存活数百万年，
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新的陆地花粉数据拓展了现有记录的空间覆盖范围。
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从收集到的数据中可以识别出稳定的花粉信号。
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温度是影响花粉分布的最重要气候因素。
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引入相对花粉生产力指标可提升基于花粉信号的植被重建精度。
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这些数据可用于估算该地区的花粉生产力。
引言
花粉颗粒在沉积后具有抗分解性，能够存活数百万年，这主要是因为花粉颗粒的外层结构——外壁中含有一种名为孢粉素的生物聚合物（Humer, 2021）。因此，可以通过保存在沉积物中的化石花粉组合来推断过去的植被状况（Zargar et al., 2025）。尽管古花粉学存在一定偏差，但只有当现代花粉组合与周边植被之间能建立良好关联时，才能实现最准确的量化分析。
湖泊沉积物是最常被用作研究材料的档案，而苔藓垫或表层土壤的样本则为传统研究方法提供了重要替代方案，因为不同的档案类型对应不同的花粉组合。研究表明，相比湖泊样本，苔藓样本能更准确反映当地植被状况，因为湖泊沉积物会受到来自流域土壤的、被水流携带而来的花粉和孢子的显著影响（Wilmshurst et al., 2005）。通常情况下，苔藓垫样本中的花粉以本地来源为主，因其来源区域较小；而通过风传播、能长距离扩散的花粉则更多出现在湖泊沉积物中。此外，土壤样本中的花粉颗粒大多具有较强的抗腐蚀性，而苔藓则能更精准地反映当前植被状况（Wilmshurst et al., 2005）。因此，了解花粉组合在多大程度上能够反映周边植被状况十分重要。
目前已有许多研究探讨温带森林（如欧洲）的花粉分布情况，但北方地区的相关数据仍然不足。由于加拿大西北部及阿拉斯加地区的采样工作较为稀少，不同研究在分析花粉分布、现代植被与环境之间的关系时得出了不同结果（例如Li et al., 2011；Luo et al., 2009；Papadopoulou, 2025；Zhao et al., 2012；Zhang et al., 2012；Webb, 1974）。若能从更广阔的生物气候和植被覆盖背景中获取更多样本，将有助于深入理解花粉与环境之间的关联。
虽然跨越多个纬度的北方森林受近期气候变化的影响最为严重，但与其他生态系统相比，我们对这些地区环境变化的了解仍然有限。气候变化对北方森林的快速影响与正反馈机制有关：全球变暖导致冬季积雪时间缩短、海冰减少，以及树线向高纬度推进，进而使得地表反照率降低，这又会进一步加剧升温现象（Chapin et al., 2005）。20世纪期间，北纬60度以南地区的年均气温上升了0.5至3.0℃，升温幅度相当显著。为了应对气候变化并保护这一珍贵的生态系统，有必要进一步拓展相关知识并深入理解其背后的作用机制（Karl, 1985；Chapin et al., 2000）。
全球变暖不仅会影响气温，还会因蒸发量增加而改变全球的降水模式。这类降水变化较难量化，因为其变化幅度通常比气温更大。不过，有证据表明自20世纪50年代以来加拿大西部的气候趋于湿润，尽管1995年至2010年间许多地区仍遭受过干旱影响（Price et al., 2013）。尽管有关气候变异性的证据越来越多，但目前尚不清楚降水和温度模式的变化会如何影响花粉的产生、分布以及沉积物中的花粉含量。
卫星数据证实了与气候变暖相关的森林变化。测量结果显示，北方森林较寒冷区域的边缘地带出现了绿化现象，树木和灌木正在向这些区域扩展；而南部地区则因高温和干旱压力导致植被呈现褐化趋势（Berner and Cooper, 2023）。鉴于这些植被变化，监测这些变化是否能在不同植被覆盖类型的区域中一致地体现在花粉信号上变得越来越重要。
本研究旨在通过提供一套新的陆地花粉类群与非花粉型孢粉类群的数据库，填补北美西北部北方森林和苔原地区花粉-植被-环境关系方面的知识空白。该数据库基于从加拿大西北部及阿拉斯加采集的30个具有代表性的、经过系统筛选的土壤或苔藓垫样本。我们研究了哪些环境变量对花粉传播影响最大，并判断花粉传播模式是否能反映当地植被状况。为进一步提升花粉组合与当地植被模式之间的对应性，我们提出了一种基于模拟的方法，用于评估相对花粉生产力指标对基于花粉组合的植被重建精度的影响程度。我们的目标是证明，将相对花粉生产力指标作为模型参数，能够让古花粉学数据所反映的植被模式更加准确。
章节要点
研究区域
本研究区域位于加拿大西北部及阿拉斯加。采样点的地理分布范围在北纬58.8°至68.9°、西经121.8°至164.6°之间，涵盖了北美洲亚北极地区的约10度纬度和40多度经度范围。采样点所在区域的海拔高度在10米至1103米之间。该研究区域的主要生态类型为北方森林/泰加林、温带针叶林以及苔原（图1）。
在各采样点，年均
花粉组合与聚类分析
在这些样本中共鉴定出了18种种子植物的花粉类群和6种孢子类群（图3）。这些类群包括树木、开花植物、禾草与莎草、苔藓、蕨类及蕨类相似植物以及草本植物。由于每个样本的鉴定数量至少达到300个，因此树木和灌木在花粉组成中占主导地位，尤其是云杉属植物（占比1.2%至87.5%，中位数为58.8%）、桤木属植物（占比1.5%至97.7%，中位数为9.2%）、桦木属植物（占比0.2%至60.6%，中位数为10.8%）以及杜鹃花科植物（占比0至41.3%，中位数为0.9%）。部分样本中的某些花粉类群占比更高
北美西北部的新陆地花粉档案数据库
在30个样本中，共鉴定出了18种种子植物的花粉类群。其中占比最高的类群为云杉属、桤木属、桦木属以及杜鹃花科植物。根据其他研究的结果，阿拉斯加和加拿大的北方森林及苔原地区出现这些优势类群是符合预期的（Jorgensen and Meidinger, 2015；Orlóci and Stanek, 1980；Reynolds, 1990）。在陆地花粉样本中，树木物种的花粉占主导地位，其中云杉属和桤木属最为突出，不过杜鹃花科植物也占有
结论
我们构建了一套新的陆地花粉数据库，它不仅拓展了现有记录的空间覆盖范围，还为整个北美的花粉研究提供了更具代表性的样本。我们的研究结果表明，这套数据库能为植被重建相关研究提供重要支持，尤其是与湖泊沉积物记录结合使用时。
研究显示，从收集到的数据中可以识别出稳定的花粉信号。数据表明，温度是影响花粉分布的最重要因素
生成式人工智能使用声明
在撰写本文过程中，作者使用了Perplexity.ai工具。人工智能技术被用来辅助制作第4.3节中所呈现的统计分析对应的可视化图表，这些图表包括图5、图9、图12和图13。在使用这些工具后，作者对结果进行了审核，并对本文的内容承担全部责任。
未引用参考文献
Allen et al., 2010
James et al., 2013
Krzanowski, 1979
Liu et al., 2020
Minckley et al., 2008
Smol et al., 2001
Soja et al., 2007
Viau et al., 2009
Wickham, 2016
利益冲突声明
作者声明存在以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：
| Linnea Lehmann称自己获得了德国研究基金会提供的资金支持。其他作者则声明自己不存在任何可能影响本文研究成果的已知财务利益或个人关系。 |
致谢
我们要感谢Cathy Jenks对本文英文内容的校对工作。同时，我们也感谢审稿人对初稿的严格评审，他们的意见极大地提升了本文的质量。
本项目由德国研究基金会资助，项目编号为448651799。
本次开放获取文章的出版费用将由阿尔弗雷德·韦格纳极地与海洋研究中心承担。
Linnéa Lehmann|Andrei Andreev|Ulrike Herzschuh|Stefan Kruse
