平均海拔4600米以上的(de)青藏(zang)高(gao)原(yuan)(yuan)中部，現在(zai)是一片高(gao)寒(han)荒蕪之(zhi)地(di)。青藏(zang)高(gao)原(yuan)(yuan)如何抬升到現有(you)高(gao)度，許多(duo)演化(hua)細節仍不清楚。我科學家(jia)最近發現的(de)蔣浪植物化(hua)石群，刷新了(le)人們(men)對青藏(zang)高(gao)原(yuan)(yuan)的(de)認知——

高冷的青藏高原中部 4700萬年(nian)前(qian)是一片亞(ya)熱帶森林(lin)？

↑視覺中國供圖

↑青藏高原中部班戈縣中始(shi)新世種類豐富的化石(shi)植物類群。受(shou)訪者供(gong)圖

日前，中國與尼泊爾兩國向全世界正(zheng)式宣布，珠(zhu)穆朗(lang)瑪峰的(de)最(zui)新高程為8848.86米。

珠穆朗瑪峰(feng)以(yi)及(ji)與之相鄰(lin)的(de)青藏(zang)高(gao)原(yuan)的(de)崛起并非一蹴而(er)就(jiu)。長期以(yi)來(lai)，青藏(zang)高(gao)原(yuan)地表抬(tai)升歷史，是新生代以(yi)來(lai)眾多地質(zhi)事(shi)件和氣(qi)候環境(jing)事(shi)件的(de)邊界條(tiao)件，也是青藏(zang)高(gao)原(yuan)研究(jiu)的(de)熱點和難點。在漫(man)長的(de)抬(tai)升過程中，有大(da)量(liang)的(de)謎(mi)題：在青藏(zang)高(gao)原(yuan)隆起到現有高(gao)度(du)之前，那里到底是什么樣的(de)？在“高(gao)冷”的(de)青藏(zang)高(gao)原(yuan)，數(shu)千萬年(nian)前真的(de)曾藏(zang)著(zhu)一個溫熱的(de)“香(xiang)格里拉”？

12月7日(ri)，美(mei)國《國家(jia)科學院(yuan)院(yuan)刊(kan)》首次發布了我(wo)國科學家(jia)關于4700萬年前(qian)青藏(zang)高(gao)原中(zhong)部的一(yi)項重要“探秘”成果，彌補了此前(qian)認知和研究的大(da)量(liang)空(kong)白。

發現古近紀最豐富植物化石群

青藏高(gao)原(yuan)中部，平均(jun)海拔4600米以上，是(shi)一(yi)片廣袤的高(gao)寒荒蕪之地(di)(di)，卻(que)是(shi)認識青藏高(gao)原(yuan)形(xing)成過(guo)程的關鍵地(di)(di)區(qu)，長(chang)期以來備受地(di)(di)球科學和生命(ming)科學領域的關注。盡管(guan)經(jing)歷了(le)幾十年的調(diao)查，青藏高(gao)原(yuan)的地(di)(di)貌演化(hua)細節仍不清楚。

“為(wei)什么要(yao)(yao)研(yan)究青(qing)藏高(gao)原(yuan)？因為(wei)青(qing)藏高(gao)原(yuan)的(de)形成，是(shi)新生(sheng)代全球最(zui)重要(yao)(yao)的(de)地質(zhi)事件(jian)，改變了我們亞(ya)(ya)洲的(de)地形地貌(mao)，也塑造(zao)了亞(ya)(ya)洲的(de)季風(feng)氣候，以及現在(zai)的(de)生(sheng)物多樣(yang)性分布格局(ju)。”中國科學(xue)院西雙版納熱帶植物園(yuan)蘇濤研(yan)究員開門(men)見山地說，青(qing)藏高(gao)原(yuan)是(shi)非(fei)常重要(yao)(yao)的(de)一個研(yan)究區域(yu)，不僅(jin)對(dui)地質(zhi)學(xue)、生(sheng)物學(xue)等(deng)各個學(xue)科都非(fei)常重要(yao)(yao)，人(ren)們關注的(de)高(gao)原(yuan)隆(long)升時間跟隆(long)升方式，也是(shi)青(qing)藏高(gao)原(yuan)研(yan)究的(de)焦(jiao)點。

“作為地球(qiu)上最年輕、最高的山(shan)脈，喜(xi)馬(ma)拉雅(ya)山(shan)脈是(shi)由印(yin)度次大(da)陸與(yu)歐亞板塊碰撞形(xing)成(cheng)的。然而(er)對于喜(xi)馬(ma)拉雅(ya)山(shan)的隆升歷史及機(ji)制(zhi)，仍存在爭議(yi)。”中國科學院昆(kun)明動物研究所車靜研究員(yuan)說(shuo)。

目前，關(guan)于喜馬拉雅(ya)山(shan)脈(mo)隆(long)升(sheng)(sheng)歷(li)史(shi)的主要假(jia)說(shuo)有(you)兩個：一(yi)是(shi)(shi)近期隆(long)升(sheng)(sheng)假(jia)說(shuo)，該假(jia)說(shuo)得到(dao)(dao)(dao)了水(shui)文學和(he)熱學證據(ju)的支持，認為喜馬拉雅(ya)山(shan)直(zhi)(zhi)到(dao)(dao)(dao)上新(xin)世中期才達到(dao)(dao)(dao)現有(you)高(gao)度；二(er)是(shi)(shi)漸進式隆(long)升(sheng)(sheng)假(jia)說(shuo)，該假(jia)說(shuo)認為喜馬拉雅(ya)山(shan)在(zai)古新(xin)世晚(wan)期就已(yi)經(jing)開(kai)始隆(long)升(sheng)(sheng)，但前期抬(tai)升(sheng)(sheng)較為緩慢(man)，直(zhi)(zhi)到(dao)(dao)(dao)中新(xin)世才開(kai)始快(kuai)速隆(long)升(sheng)(sheng)繼而達到(dao)(dao)(dao)現在(zai)的高(gao)度。

而化石(shi)是(shi)生(sheng)物(wu)與環境在漫長地質時(shi)期協(xie)同演化的產物(wu)，是(shi)探(tan)討高原生(sheng)物(wu)多樣(yang)性演變歷史以(yi)及高原形成過(guo)程的關(guan)鍵證據。通過(guo)研究化石(shi)，科(ke)學家可以(yi)認識(shi)地質時(shi)期的生(sheng)物(wu)多樣(yang)性歷史，及其環境變化過(guo)程。

近10年來(lai)，中國科學家通過大量的(de)青藏高原野(ye)外工(gong)作(zuo)，發現了棕(zong)櫚、攀鱸、水黽(min)等化石(shi)類群，種類非(fei)常(chang)豐富，這些類群在(zai)現在(zai)的(de)青藏高原中部不復存在(zai)。

近(jin)期，由中國(guo)科(ke)(ke)學(xue)院西雙(shuang)版納熱帶植(zhi)物園古(gu)生態組(zu)和中國(guo)科(ke)(ke)學(xue)院古(gu)脊椎動物與古(gu)人類研(yan)究所(suo)共同組(zu)織的(de)“第二次青藏(zang)高(gao)原綜合科(ke)(ke)學(xue)考察研(yan)究”古(gu)生物科(ke)(ke)考隊，聯(lian)合國(guo)內外多家(jia)科(ke)(ke)研(yan)院所(suo)，在曠(kuang)野的(de)風霜(shuang)中，在強烈的(de)高(gao)原紫外線(xian)條件下，開展了大量野外工作及(ji)相關研(yan)究。

功夫不(bu)負有(you)(you)心人。不(bu)久前，在(zai)青藏高原(yuan)中(zhong)部的(de)(de)(de)那曲市班戈(ge)盆(pen)地(di)一個叫蔣浪的(de)(de)(de)地(di)點進行科(ke)考時，科(ke)考隊在(zai)一套(tao)灰色(se)泥巖中(zhong)有(you)(you)了重大(da)發(fa)現。“經過我們對整(zheng)套(tao)出(chu)露地(di)層的(de)(de)(de)踏勘，發(fa)現產(chan)化(hua)(hua)石的(de)(de)(de)層位共(gong)有(you)(you)5層，種類非(fei)常豐富。這(zhe)是(shi)迄今為(wei)止高原(yuan)上發(fa)現的(de)(de)(de)物(wu)種最(zui)豐富的(de)(de)(de)新生代化(hua)(hua)石植(zhi)物(wu)群。”蘇濤說，這(zhe)一發(fa)現，意味著(zhu)青藏高原(yuan)古近紀(ji)具有(you)(you)豐富的(de)(de)(de)、與今天截然不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)植(zhi)物(wu)多(duo)樣性(xing)。

與北半球植物區系有過密切交流

蘇(su)濤(tao)他(ta)們(men)此(ci)次發(fa)現的蔣浪植物群，屬于古新統(tong)至(zhi)始新統(tong)牛堡(bao)組，位于現海(hai)拔4850米，地處(chu)青(qing)藏高原中部“班公湖(hu)—怒江縫合帶”。

“在這套(tao)地層的(de)多個層位中，我們發現(xian)了大量植物化(hua)石，包括葉片(pian)、果實、種子、花(hua)、地下塊莖(jing)等，共劃分為(wei)70余個形(xing)態類型，這是迄今(jin)青藏高原發現(xian)的(de)物種最(zui)為(wei)豐(feng)富的(de)新生代(dai)植物群。”蘇(su)濤向科(ke)技日報記者介紹，通過鈾-鉛法放射(she)性同(tong)位素(su)測(ce)定，蔣浪植物群的(de)絕對地質年(nian)代(dai)約為(wei)4700萬年(nian)。

“蔣浪植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)群(qun)的(de)(de)很多植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)(zhong)類是(shi)青(qing)藏(zang)(zang)高原乃(nai)至亞(ya)洲最早(zao)的(de)(de)化(hua)石(shi)(shi)記(ji)錄，和北半球同時期的(de)(de)植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)群(qun)有著很高的(de)(de)相(xiang)似性(xing)。”中(zhong)國科學(xue)院(yuan)西雙版納熱帶植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)園周(zhou)浙昆研究員告(gao)訴記(ji)者，這個植(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)群(qun)的(de)(de)不(bu)少種(zhong)(zhong)類，如(ru)兔耳果屬(shu)、椿(chun)榆屬(shu)、金魚(yu)藻屬(shu)、臭椿(chun)屬(shu)等，都是(shi)這些類群(qun)在青(qing)藏(zang)(zang)高原乃(nai)至亞(ya)洲最早(zao)的(de)(de)化(hua)石(shi)(shi)記(ji)錄；一些種(zhong)(zhong)類，如(ru)翼核果族，甚至是(shi)該(gai)類群(qun)目(mu)前已知的(de)(de)全(quan)球最早(zao)化(hua)石(shi)(shi)記(ji)錄。

“這些化石類群的(de)(de)(de)發現，表明青藏高原(yuan)是周(zhou)邊(bian)地區植物(wu)多(duo)樣(yang)性(xing)的(de)(de)(de)重要源頭之一。”蘇濤說，其生物(wu)多(duo)樣(yang)性(xing)對(dui)青藏高原(yuan)及周(zhou)邊(bian)地區，例如東南(nan)亞、甚至對(dui)整個亞洲(zhou)的(de)(de)(de)生物(wu)多(duo)樣(yang)性(xing)的(de)(de)(de)貢獻(xian)是非常大的(de)(de)(de)。

非常(chang)(chang)有(you)意(yi)思的(de)(de)(de)是，蔣浪植物(wu)群中(zhong)，有(you)很多(duo)類(lei)群在如(ru)今的(de)(de)(de)西(xi)雙(shuang)版(ban)納熱(re)帶植物(wu)園中(zhong)居然能(neng)找(zhao)到(dao)，一些種子及果實(shi)都能(neng)與古老的(de)(de)(de)化石對應(ying)(ying)起來。“比如(ru)有(you)一種蘿藦亞科的(de)(de)(de)種子，當時我們還不知道它的(de)(de)(de)分類(lei)學(xue)位(wei)置，有(you)一次非常(chang)(chang)偶然的(de)(de)(de)機(ji)會，在我們去西(xi)雙(shuang)版(ban)納植物(wu)園上(shang)班的(de)(de)(de)路上(shang)，居然發現(xian)了與其(qi)現(xian)生對應(ying)(ying)的(de)(de)(de)種子，形態非常(chang)(chang)匹配。這表(biao)明，在4700多(duo)萬年前，青藏高原中(zhong)部應(ying)(ying)該是偏熱(re)帶、亞熱(re)帶的(de)(de)(de)氣候類(lei)型。”蘇濤(tao)說(shuo)。

與(yu)同時期的(de)(de)植(zhi)物(wu)(wu)群(qun)比較(jiao)發現，青藏高原在中(zhong)始新世與(yu)北半球(qiu)其他地(di)區具有相似的(de)(de)植(zhi)物(wu)(wu)區系組成，也就是(shi)說(shuo)植(zhi)物(wu)(wu)種類具有較(jiao)高的(de)(de)相似性。其中(zhong)，和(he)美國綠河生物(wu)(wu)群(qun)的(de)(de)物(wu)(wu)種相似度最高，其次(ci)是(shi)德國麥瑟爾(er)生物(wu)(wu)群(qun)，例如兔耳果屬(shu)、臭(chou)椿(chun)屬(shu)、椿(chun)榆屬(shu)在三個植(zhi)物(wu)(wu)群(qun)中(zhong)同時出現，說(shuo)明當時青藏高原與(yu)北半球(qiu)的(de)(de)其他地(di)區存在密切的(de)(de)區系交流(liu)。

古氣候重建表明這里曾溫暖濕潤

長(chang)期以來，人們對(dui)青藏高原地(di)形地(di)貌以及亞(ya)洲季風(feng)和(he)生物多樣性之(zhi)間的(de)復雜關系知之(zhi)甚少。

除(chu)了(le)(le)關注古(gu)植物本身(shen)，蘇(su)濤他們還把目光鎖定在青(qing)藏高原地質(zhi)時(shi)期(qi)的(de)(de)(de)環境變化(hua)上，而“會(hui)說話的(de)(de)(de)化(hua)石”，不(bu)僅記錄了(le)(le)地質(zhi)時(shi)期(qi)青(qing)藏高原生物區系的(de)(de)(de)多種成分，還可量化(hua)當時(shi)的(de)(de)(de)溫度(du)、降(jiang)雨量等(deng)氣(qi)候指(zhi)標，為4000多萬年(nian)前(qian)隱(yin)藏在青(qing)藏高原中部的(de)(de)(de)“香格里拉”生態系統的(de)(de)(de)古(gu)氣(qi)候面(mian)貌(mao)提供了(le)(le)最(zui)直(zhi)接的(de)(de)(de)證據。

“通過葉片(pian)的(de)形態特征(zheng)與氣(qi)(qi)候(hou)的(de)相關性，并結(jie)合(he)熱力學原理，我(wo)們(men)定(ding)量計算出4700萬(wan)年前(qian)青藏(zang)高原中部的(de)古環(huan)境：在(zai)季風氣(qi)(qi)候(hou)下，東西(xi)向(xiang)中央谷(gu)地(di)(di)森林的(de)生長海拔約為1500米。”周浙昆說，他們(men)利用氣(qi)(qi)候(hou)—葉片(pian)多變量分(fen)析程(cheng)序，對化(hua)石植物群的(de)古氣(qi)(qi)候(hou)定(ding)量進行重建，結(jie)果表(biao)明(ming)，中始新世(shi)青藏(zang)高原中部存在(zai)溫暖濕潤的(de)季風氣(qi)(qi)候(hou)，該(gai)地(di)(di)區既低(di)又濕，年均溫度(du)約為19攝氏度(du)。

周浙昆(kun)、蘇濤(tao)團隊還利用熱(re)力(li)學(xue)原理，重建了(le)植(zhi)物群的古海拔，表明(ming)當(dang)時青(qing)藏高(gao)原中(zhong)部存在海拔不(bu)超過1500米的東西(xi)向中(zhong)央谷地，南北(bei)兩側(ce)分別是岡底斯山(shan)和羌(qiang)塘山(shan)脈，這(zhe)也(ye)得到了(le)模(mo)型模(mo)擬結果的支持。結合古生態組前期發表的棕櫚(lv)化(hua)石證據，中(zhong)央谷地在經歷(li)了(le)2000余萬年之后，由于北(bei)向擠壓和剝蝕填(tian)充，到了(le)中(zhong)新世才逐漸形成現(xian)在的高(gao)原。

蘇濤介紹，青藏(zang)高原本身結構(gou)很復雜，它(ta)是由(you)不(bu)同的(de)板(ban)塊拼接而(er)成(cheng)的(de)；而(er)不(bu)同板(ban)塊形(xing)成(cheng)的(de)歷史不(bu)盡相同。這(zhe)個山谷(gu)及(ji)其所占據的(de)生態(tai)系統，一直持續到中新世才逐漸(jian)結束(shu)。

“這(zhe)項研究也為探(tan)討高(gao)原的形(xing)成過程(cheng)提供了重(zhong)要(yao)的古生(sheng)物(wu)學依據(ju)。”周浙(zhe)昆提示說(shuo)，今后研究青(qing)藏高(gao)原生(sheng)物(wu)多(duo)樣性(xing)演變歷史與古環(huan)境變化(hua)過程(cheng)，需要(yao)考慮青(qing)藏高(gao)原形(xing)成過程(cheng)的差(cha)異性(xing)和復(fu)雜性(xing)。（記(ji)者 趙漢斌）