中国・平夏子島の湿地における全新世の植生-水文-気候相互作用

Holocene vegetation-hydrology-climate interactions of wetlands on the Heixiazi Island, China.

• Zhenqing Zhang
• Thomas A Bianchette
• Caihong Meng
• Qinghai Xu
• Ming Jiang

抄録

湿地の進化の総合的な理解は、複数の生態学的要因の長期的な相互作用に関する知識が不足しているため、現在のところ十分に理解されていない。本研究では、平夏子島（中国）に位置する沈下性湿地から採取した全新世の古生学的記録を紹介する。古生物学的データの主成分分析とクラスター分析の助けを借りて、島の湿地の歴史的植生体制をよく再構成した。地域の水文と東アジア夏季モンスーン（EASM）の変動に関する公表されたデータからのさらなる支援を得て、島の湿地における植生、水文、気候の相互作用を、3つの要因の相関分析を用いて徹底的に分析した。その結果、強いEASMは一般的にモンスーン降水量の増加により湿地の水位が高くなり、樹上植生が増加し、ハーブが減少することが示された。一方、弱い EASM は一般的にモンスーン性降水量の減少により水位が低くなり、樹上植生の減少とハーブの増加を引き起こした。完新世初期の局所的な植生体制は、EASMの強さが増した影響で水位が上昇し、樹木/草本の比率が増加したことが特徴である。その後、EASMが徐々に後退する中新世中期から後期にかけては、水位が徐々に低下し、樹木・草本率は全般的に低下した。湿潤期は、EASMが最も強い時期である8.0-4.6ka BPで、水位と樹木/ハーブ比が最も高く、最も乾燥した時期である。最も乾燥した時期は最後の0.4ka BPであり、これはEASMの影響が最も弱かったことと人為的な撹乱の両方が原因であると考えられた。我々の研究は、多因子相互作用を取り入れた湿地の生態学的ダイナミクスの統合的なビューを提供し、全新世エポックの間の湿地の進化におけるEASMの駆動メカニズムをさらに明らかにするものである。

An integrated view of wetland's evolution is currently poorly understood due to a lack of knowledge on long-term interactions of multiple ecological factors. Here, we present a cored palynological record covering the Holocene Epoch from a depressional wetland on Heixiazi Island (China). With the aid of principal component analysis and cluster analysis of the palynological data, the historical vegetation regime has been well reconstructed for wetlands on the island. With further assistance from the published data on local hydrology and regional East Asian summer monsoon (EASM) variations, the interactions of vegetation, hydrology, and climate in the island's wetlands have been thoroughly analyzed with correlation analysis of the three factors. The results indicate that a strong EASM generally led to a high water level in the wetlands from increased monsoonal precipitation, causing an increase in arboreal vegetation and a decrease in herbs. Alternatively, a weak EASM generally led to low water levels due to decreased monsoonal precipitation, causing a decrease in arboreal vegetation and an increase in herbs. The local vegetation regime during the early Holocene was marked by an increase in tree/herb ratio due to rising water levels under the influence of an increasingly strengthened EASM. Subsequently, a general decline of the tree/herb ratio occurred from a gradual decrease in water level during the mid and late Holocene when the EASM gradually retreated. The wettest stage marked by the highest water level and tree/herb ratio occurred 8.0-4.6 ka BP with the strongest EASM. The driest stage occurred during the last 0.4 ka BP, which was attributed to both the weakest EASM influence and anthropogenic disturbance. Our study provides an integrated view of the wetlands' ecological dynamics incorporating multi-factor interactions, which further sheds light on the EASM driving mechanisms on wetlands evolution during the Holocene Epoch.

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