东地中海主要植物类群的相对花粉产量估算：以土耳其埃格列湖及周边地区为例

《Review of Palaeobotany and Palynology》：Relative pollen productivity estimates for major plant taxa in the Eastern Mediterranean: A case study of E?ri Lake and its surroundings, Türkiye

　　

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  已获取东地中海主要植物类群的新的RPP估算值。
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  这些RPP估算值可作为定量植被重建的参考。
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  植被组成、FSP值和参考类群选择是影响RPP变化的关键因素。
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  首次报告了Cedrus libani的RPP估算值。
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  为异质性地中海景观估算了250 m的RSAP值。

引言

第四纪是地质时间尺度上约260万年的时间段，其特征是冷暖气候交替。对化石花粉和孢子（孢粉学）的分析已被广泛用于识别该时期气候和植被的变化。然而，将花粉记录解释为过去土地利用的定量重建并不容易，因为景观中的植物与沉积盆地中形成的花粉信号之间的关系是复杂的。近几十年来，一系列方法不断被开发出来，以改善从花粉记录中重建土地利用、古植被和古气候，包括生物化方法（Prentice et al., 1996, Prentice et al., 1998; Prentice and Webb III, 1998; Tarasov et al., 2013）、现代类比技术（Overpeck et al., 1985）和机制模型（Prentice and Parsons, 1983; Sugita, 2007a, Sugita, 2007b）。

"翻译"花粉数据为过去土地利用重建的定量重建算法，大多基于花粉-植被关系的线性模型，其形式为：$$p_{\mathit{ik}}={\alpha }_i{v}_{\mathit{ik}}$$

其中p_ik是地点k处类群i的花粉通量，α_ik是类群i的花粉生产力的度量，v_ik是地点k周围类群i的加权植物丰度。

将景观中植物的存在与花粉信号联系起来的距离加权项可以非常简单，但最广泛使用的项是花粉扩散和沉积的机制模型，例如高斯烟羽模型（GPM）（Sutton, 1953; Prentice, 1985; Sugita, 1993）。该模型纳入了与类群特定的花粉下落速度项（空气中沉降速度）和一些一般化大气常数。该模型旨在捕捉花粉从植物到盆地的扩散和沉积过程，并在模拟中产生预期的花粉信号变化，与沉积系统的性质（盆地大小、沉积环境）、周围景观的异质性以及类群特定的花粉生产力和扩散差异相关（Sugita, 1994; Bunting et al., 2004）。拉格朗日随机模型（LSM）是另一种日益用于模拟花粉扩散和沉积的机制模型（Theuerkauf et al., 2013; Theuerkauf and Couwenberg, 2022），但高斯烟羽模型至今仍是最广泛使用的模型，因此本研究聚焦于此，以便于与来自欧洲及其他地区关于相对花粉生产力（RPP）估算的现有综合结果进行比较（Mazier et al., 2012; Li et al., 2018; Githumbi et al., 2022; Navya et al., 2026）。

一旦估算出类群特定参数（每种花粉类群的生产力和下落速度），公式1即可用于通过景观重建算法（LRA）等方法重建过去土地利用（Sugita, 2007a, Sugita, 2007b; Sugita et al., 2010; Mazier et al., 2015; Marquer et al., 2020）。当同时有花粉（例如年通量）和植被（例如生物量测量）的独立测量数据时，花粉-植被关系模型（公式1）是线性的，但独立数据很难收集。更常见的情况是只有花粉百分比数据（例如，来自表面样品的数据，其中未知花粉组合代表多少年的通量）和植被百分比数据（例如，来自实地调查的丰度数据），但百分比数据是相互依存的（"Fagerlind效应"；Fagerlind, 1952），因此关系变得非线性。ERV（扩展R值）方法是一种迭代方法，旨在从经验百分比花粉和植被数据中估算RPP值（Parsons and Prentice, 1981; Prentice and Parsons, 1983）。近年来，大量使用该方法的欧洲和中国研究已估算出许多常见花粉类群的RPP值（如Nielsen, 2004; Brostr?m et al., 2008; Duffin and Bunting, 2008; Bunting and Hjelle, 2010; Poska et al., 2011; Abraham and Kozáková, 2012; Hjelle and Sugita, 2012; Matthias et al., 2012; Mazier et al., 2012; Theuerkauf et al., 2013; Niemeyer et al., 2015; Li et al., 2017a, Li et al., 2018; Jiang et al., 2020; Zhang et al., 2021a; Serge et al., 2023）。

在本研究中，对土耳其地中海地区的主要乔木和草本类群的RPP进行了估算。产生这些RPP值的目的是为后续使用大站植被丰度区域估算模型（REVEALS）在该区域进行植被重建提供输入数据。在其综合研究中，Githumbi等（2022）报告了七个仅限于中地中海和地中海类群的花粉下落速度（FSP）和RPP值（Buxus sempervirens、Carpinus orientalis、Castanea sativa、Ericaceae[地中海种]、Phillyrea、Pistacia和常绿Quercus），但该列表并未涵盖东地中海的所有优势种。迄今为止，仅报道了一套土耳其的RPP估算值，涉及安纳托利亚西部的五个类群（Ergin et al., 2024）（图1a）。这些类群并不代表所有重要的花粉类型，因此仅凭这些值过于有限，无法运行REVEALS并重建过去土地利用。因此，本研究着手为东地中海的主要乔木和草本类群收集额外的RPP估算值。

章节摘要

区域背景

本研究选择的区域以E?ri湖为中心，半径50公里。E?ri湖是一个冰碛堰塞湖，位于Geyik山脉中。该湖面积约50公顷，海拔2070米，其沉积记录主要由从更广泛区域的植被运输而来的花粉占主导。本研究未使用湖泊沉积物花粉记录，也未进行REVEALS重建。当前分析基于现代苔藓粉被组合以及

采样点选择

利用ArcGIS，以E?ri湖为中心划分了50公里半径范围，并随机生成了100个候选采样点，最小间距为2公里，以限制空间自相关。最初确定相对较多的候选点是因为该地区包含宽阔的山脊、海域以及广泛的农业和居民区。可到达性和局部坡度条件指导了从候选列表中进行的最终采样点选择。在21个

花粉数据

在苔藓样品中共鉴定出33个花粉类群（图2）：14个乔木/灌木类群和19个草本类群。在所有苔藓样品中计数最丰富的类群平均为：Pinus（36%）、Quercus cerris-型（落叶栎）（16%）、Cedrus（13%）、Abies（6%）、Juniperus（3%）、Fabaceae（3%）、Amaranthaceae（2.5%）和Poaceae（2%）。Pinus出现在每一个样品中，仅在Y8、Y17、Y33、Y36、Y47和Y80中低于20%。这些样点采集于无松林栖息地，一个Cedrus libani

讨论

在本研究中，为土耳其一个以地中海气候和植被为特征的区域提供了新的相对花粉生产力估算值。所获得的RPP数据集可作为类群特定的输入，用于在REVEALS模型下进行区域植被重建。这些估算值对于在安纳托利亚尺度上产生可靠的、定量的过去植被覆盖重建至关重要。

结论

本研究提供了代表土耳其地中海气候和植被的10个类群的RPP值，为安纳托利亚提供了首批最全面的数据集之一。Cedrus的RPP值是该属在文献中首次报告的，Caryophyllaceae和Lamiaceae的估算值是欧洲范围内首次呈现的这两个类群的估算值。首次为东地中海和土耳其报告了Asteraceae和Abies的值。基于

伦理声明

作者声明本研究不涉及人类或动物受试对象。

资金支持

本研究基于第一作者的博士论文，并获得了伊斯坦布尔大学科研项目协调办公室（项目编号：SDK-2023-40275）和土耳其科学技术研究委员会（TüB?TAK）（项目编号：124Y306）的财政支持。作者衷心感谢这些机构的支持。

CRediT作者贡献声明

Gülan Güng?r：概念化、方法论、数据整理、形式化分析、资源、调查、撰写–原始草稿、撰写–审阅与编辑、项目管理、资金获取。M. Jane Bunting：概念化、方法论、数据整理、形式化分析、调查、撰写–原始草稿、撰写–审阅与编辑、监督。Hülya Caner：概念化、方法论、形式化分析、调查、资源、撰写–原始草稿、撰写–审阅与

利益冲突声明

作者声明不存在已知的竞争性经济利益或个人关系，这些关系可能已影响本论文所报告的工作。

致谢

我们要感谢Nurgül Karl?o?lu K?l??、Sultan Duran、Abdulkadir Duran、Ferhat Keserci和Zeynep ?z在野外工作和实验室分析期间提供的宝贵帮助。第一作者（Gülan Güng?r）衷心感谢土耳其科学技术研究委员会（TüB?TAK）科学家支持计划局（B?DEB）在国内直接博士奖学金计划（2211-E）下的支持。

Gülan Güng?r|M. Jane Bunting|Hülya Caner|Emirhan Berbero?lu|Rüya Y?lmaz Da?deviren|Ebru Akk?prü|Cihan Bayrakdar