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【人物】许清海:孢粉里探秘古生态

2020-01-23 05:55:43 来源:河北新闻网

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2015年,许清海在长白山开展植被调查——采集表土花粉。 河北师范大学资源与环境科学学院供图

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他研究了40多年孢粉,包括地下数十米深的沉积地层中的尘封孢粉,也包括每年全国不同植被带的新鲜孢粉。

过去,他的研究是要搞清楚地层沉积时当地生长着什么样的植被;现在,他想搞清楚那一地质时期不同的植被都有怎样的覆盖度。

他一手为河北师范大学打造了一支孢粉科研团队,将这支团队带入国内一流科研阵列,主持、参与了11个国家自然科学基金项目。

他是许清海,河北师范大学资源与环境科学学院教授、博士生导师,国内知名的自然地理学家、古生态学家。

许清海上世纪80年代手绘的孢粉图。河北日报记者白云摄

研究了一个冷门专业

许清海研究的,是一个冷门专业。

2019年12月26日,河北师范大学理科群5号楼5楼,许清海办公室。这位身材微胖的老头儿,戴着大眼镜,头发花白,正在显微镜前伏案工作。

一台400-1000倍的显微镜将放大后的孢粉样品,呈现在一旁连接的电脑上。记者看到载玻片上被放大的图像,和想象中的完全不一样,它的形状居然五花八门,从圆形到纺锤形甚至不规则……末了,物镜定格在一块咖色有着深浅不一的圆形孢粉上,许清海从厚眼镜后面扫了一眼电脑屏幕说,这是松属的花粉。

作为一名自然地理学家,孢粉,正是许清海的研究对象。

孢粉是孢子和花粉的简称,孢子植物的孢子和种子植物的花粉,都是植物的生殖细胞。

“孢子和花粉粒微小、质轻、量多,可散布很远,不同沉积地层中均可保存,通过研究这些保存在地层中的孢粉,我们就可以重塑地层沉积时的古植被、古气候和古地理环境。”许清海说,这些孢粉沉积在地层中,通过打钻提取土样,再从土样中分离孢粉,确定它们属于哪一类植物,也就能推测这一地层曾有哪些植物属种生长,从而推测地质时期当地的气候和环境特征。

“上世纪80年代,基于白洋淀10个钻孔的地层资料和白-4孔的孢粉数据,我写出了白洋淀环境变化的第一篇学术论文。”许清海慢吞吞推推眼镜腿,在研究中他发现,白洋淀地层中的水蕨孢子比例,最高能占到40%,这就说明距今3000多年前,冀中平原白洋淀一带竟然属于温暖湿润的亚热带气候,整个华北平原平均气温要比现在高2-3℃。

显微镜下,许清海观察过华北平原古河道的孢粉,也识别过泥河湾遗址群的孢粉。这项工作非常枯燥,虽然借助仪器,但还是靠一双肉眼,对一粒粒孢粉观察分辨,许清海指指自己的厚瓶底眼镜说,“费眼,也烦人的活儿。”

这项磨人的工作,让许清海大部分时候说起什么都平静淡定,语速不急不缓。

探寻古土样中的孢粉,能求证古地理环境中有什么植物。近些年,许清海和全世界从事这一领域的科学家一起,试图通过现代孢粉,重建古环境中植物群落的覆盖度。

许清海目前正在主持的国家自然科学基金重点项目——《基于花粉产量定量重建我国6ka以来的土地覆被(1°×1°)变化》,就是想通过采集全国各地不同区域的孢粉,来重建我国6000年以来地表植被的变迁过程。

这一项目执行期从2017年持续到2021年。每年许清海都要带队到全国各地采集孢粉,2017年是东北长白山和陕西黄陵,2018年是黑龙江大兴安岭和青藏高原,2019年是新疆巴里坤盆地。

“在这些点取样时,我们可以观察到这些孢粉所来自的植被的覆盖情况,也就能更直观地建立孢粉和植被的关系。”掰扯起孢粉与植被有关的理论,许清海声音会略显洪亮,“找到这个关系,相当于找到了一个解题公式,就可以推导若干年前,古地层中的孢粉和当时植被覆盖的关系。”

怕记者听不懂,许清海快步起身走到电脑跟前,打开一个PPT,以安阳殷墟为例,许清海完成的“基于花粉产量定量重建古植被群落”,通过50个古土壤样品和3个自然剖面289个孢粉样品的研究,得出了这样一个结论:殷墟建都前,孢粉百分比中农作物占比为1%,植被覆盖中农作物占比为3%;殷墟建都后,孢粉百分比中农作物占比为3%,植被覆盖中农作物占比达8%。

“这说明殷墟建都后,安阳地区的人口和土地开发有了飞速发展,这就有助于我们更好地去还原殷墟当时的经济生活。”许清海指着占比图说。

责任编辑:张云
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