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【中国科学报】一片高山栎 三代科考人

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。/ 更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  10月12日,刚刚完成了在青藏高原的第18次古生物科考,中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称中科院版纳植物园)研究员苏涛一路风尘赶到成都。他脱下科考服,换上整齐的西装走向领奖台,接过了2019年度吴征镒植物学奖青年创新奖的奖杯。

  和他一起参与颁奖活动的,是他的导师、古植物学家周浙昆。对这对师徒而言,这次评奖有着特别的意义,因为周浙昆正是师从植物学泰斗吴征镒。现场,仿佛是三代青藏科考人的一次隔空对话。

  9月末,苏涛带领的古植物科考队和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(以下简称中科院古脊椎所)古动物科考队在冈仁波齐附近兵分两路,后者将从普兰经吉隆、聂拉木、定日寻找化石。分别前,他笑着嘱咐队友。

  希夏邦马峰位于西藏聂拉木县境内,它的壮美丝毫不亚于珠穆朗玛峰。遗憾的是,由于天气原因,它最终没能在科考队员面前“现身”。而对苏涛来说,登上希夏邦马是他的一个愿望。

  早在1964年,为了配合中国国家登山队攀登希夏邦马峰,中科院和国家体委联合组织了对希夏邦马峰的科学考察。他们在希夏邦马峰北坡海拔5700~5900米的中晚上新世(距今200万~300万年)的砂岩中发现了一块阔叶植物化石。

  时任科考队副队长的地质学家刘东生亲自把这块珍贵的化石交到了古植物学家徐仁手里。徐仁很快便认出这是高山栎的叶片化石。

  在对高山栎化石的最近亲缘种的自然分布和生存条件进行调查后发现,现代高山栎是一种喜马拉雅山区和我国西南湿润地带的现代常绿乔木,大多生长在海拔2000~3000米的山区。由此推测,化石产地当时的海拔高度在2500米左右。这就意味着,喜马拉雅在最近的200多万年中强烈地上升了3000多米!

  刘东生说,这是在青藏高原构造隆升研究中首次利用古植物实际证据证明隆起的存在,当时在国际上也引起了强烈关注。

  正是这片高山栎,才有了用生物学思想和方法定量分析青藏高原隆升这一重大科学问题的开拓性研究。直到今天,这一思想、方法也是古植物学、古环境重建研究过程中所延续的。

  希夏邦马峰这片高山栎的出现就像是一个序幕,此后,青藏高原的植物化石不断被一代又一代古植物学家重新审视,从而回答了对这一重要地区古地理、古高度、古气候、古环境的提问。

  有意思的是,2007年,有研究指出希夏邦马峰古高程重建的结果存疑。这是由于,当年对高山栎类化石鉴定的误差以及对现代高山栎垂直分布范围认识的不全面,以致对喜马拉雅抬升高度的推测可能过高。

  完成这项研究工作的,正是苏涛在2005年起进行古植物学习、研究的领路人,时任中科院昆明植物研究所研究员的周浙昆。

  他们最先选择的考察区域是青藏高原东南缘的西藏芒康。周浙昆回忆,那时研究组刚刚组建,研究经费捉襟见肘,只能在做其他项目的时候绕道去芒康采集化石,因为那里曾有化石记录。

  10月的一天,苏涛带队在芒康卡均村转了一天都没有发现化石,正当他们以为会失望而归时,终于发现了一小片叶子。第二年,团队组织对芒康化石植物群进行专项采集,既发现了代表高山灌丛的小叶类型化石,又收获了常绿乔木类化石。“在同一地层剖面有两套完全不同的植物化石群,是研究环境变迁生物演化最为理想的材料。”周浙昆说。

  前前后后5年时间,苏涛带领团队在芒康进行了6次野外工作,共采集了5000多件植物化石,其中就有高山栎。这些新生代的植物化石分别产于4个层位,其中有两个层位的化石保存最好,种类和数量也比较多。

  回到实验室,他们对植物群又进行了进一步的化石鉴定、古海拔重建、模型模拟等方面的深入研究,最终形成了一篇重要的学术论文。

  周浙昆可以说是古植物和现代植物的一位跨界研究者。他从化石历史、现代分布、分类和系统演化等方面对壳斗科,特别是栎属植物进行了深入的研究,

  “古植物研究是冷门中的冷门,中外均是如此。”周浙昆坦言,许多人对古植物研究并不了解。事实上,古植物学是以化石植物为材料,在此基础上理解植物多样性、系统性和复杂性的发展过程以及古环境的演变过程。所谓博古通今,两者密不可分。

  从事古植物学研究的要知道这门学问的灵魂所在,而对现代植物的研究者来说,也需要有这样的学术视野。

  中科院院士吴征镒是享誉中外的植物区系研究学者,是认识植物种类最多的中国植物分类学家,被称为中国植物的“活词典”。

  在他的认识中,植物区系研究中,古植物是不可分割的一部分。因为这门学科不仅要研究全球或某一地区所有植物种类的组成,还要追溯它们现代和过去的分布规律以及起源进化和演变历史。

  他曾经说过:“生物演化和分布规律不但和地球演化规律同步进行,而且受到后者严格制约;生物演化总是一元多系和生物的演化韵律和地球的律动相合。”

  20世纪90年代,吴征镒主持国家自然科学基金委员会资助的重大项目——“中国种子植物区系研究”。古今结合是该课题的特色之一,项目包含了古植物学研究内容,联合北京、南京和云南的古植物学研究人员共同努力,周浙昆是其中之一。

  他曾在1992年10月到1993年6月在西藏墨脱县进行了为期9个月的雅鲁藏布江大峡谷植物区系越冬科考考察。走遍了墨脱的全部八个乡,徒步行程2500多公里,采集植物标本7100号、3万份,活材料700多份。当时的墨脱没有公路,物资匮乏,野外科考异常艰辛。他时常想起吴征镒在青藏高原的经历。

  1975年5月,年近60岁的吴征镒参加了中科院组织的第一次青藏高原综合科学考察。在3个月的时间里,他到了藏西南的日喀则、聂拉木和志隆萨噶,考察喜马拉雅山北坡的植被和青藏高原的植物区系,包括森林、灌丛、草甸、草原和高寒荒漠等。

  1976年6月,吴征镒再次从道路十分艰险的滇藏线进藏,横穿金沙江、怒江、澜沧江大峡谷,又对喜马拉雅山脉的南坡和东南坡植被进行深入考察。“在那里,他对横断山脉地区植被的分布带有了更深的了解;对金沙江、澜沧江分水岭和澜沧江、怒江分水岭植物垂直带的分异,对青藏高原面上和雅鲁藏布江沿岸的河谷柏树林及大片原始云杉林等生物多样性的差异和联系,有了深刻印象;对三江河谷的干热、干暖及干冷河谷的植被的递变更有直观的感受。”周浙昆说,老师连“花甲之年”的生日都是在林芝度过的。

  漫步在版纳植物园的热带雨林,随处可见傲立的“巨人”——望天树。它们几乎没有分支,永远脚踏实地,心无旁骛,因而长得极高。在周浙昆的心里,吴先生就是一棵望天树。

  古生物学家很少能立即讲述化石的全部故事,而是必须在几代人之间接力、延续,并根据最新的假设和发现,用最新的方法重新审视。

  作为最年轻一代的科学家,苏涛已经在青藏高原及其邻近地区考察了近十年,采集化石标本3万余份,发现化石植物新种32个。

  2016年起,他又带领团队拓展研究范围,从藏南来到了藏北,与中科院古脊椎所一支志同道合的研究力量,联合组建了古生物科考队,并参加了中国科学院第二次青藏高原综合科学考察研究。

  近年来,苏涛团队在藏北伦坡拉盆地距今约2500万年的地层中,采集到了一枚珍贵的棕榈叶片化石标本,整个标本长度达到1米,叶脉清晰可见,是目前青藏高原地区最年轻的棕榈科化石记录。

  全球现生棕榈科植物共有2500多种,主要分布在全球热带地区,仅有部分种类分布于亚热带地区。在如今青藏高原中部这样高海拔的地区,棕榈科植物是不可能存活的。

  科研人员结合现生棕榈科植物分布区,分析了制约棕榈科生长的最冷月均温等关键气候要素,并利用古气候模型模拟了13种不同的地形地貌情景。结果表明,在2500万年前,生活在高原中部的棕榈分布的海拔高度不超过2300米,生活的地形地貌极有可能是一种东西向的峡谷,温暖湿润。这一峡谷地貌直到约2300万年前才逐步消失变成如今的高原。这一发现将青藏高原中部的抬升历史推后了至少约1000万年。

  无论是年轻科学家的涌现、化石数量的积累,还是研究方法的发展与创新,古植物学这个无比古老又冷门的学科,正在青藏高原这片最神秘的荒原变得越发充满活力。

  10月12日,刚刚完成了在青藏高原的第18次古生物科考,中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称中科院版纳植物园)研究员苏涛一路风尘赶到成都。他脱下科考服,换上整齐的西装走向领奖台,接过了2019年度吴征镒植物学奖青年创新奖的奖杯。

  和他一起参与颁奖活动的,是他的导师、古植物学家周浙昆。对这对师徒而言,这次评奖有着特别的意义,因为周浙昆正是师从植物学泰斗吴征镒。现场,仿佛是三代青藏科考人的一次隔空对话。

  9月末,苏涛带领的古植物科考队和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(以下简称中科院古脊椎所)古动物科考队在冈仁波齐附近兵分两路,后者将从普兰经吉隆、聂拉木、定日寻找化石。分别前,他笑着嘱咐队友。

  希夏邦马峰位于西藏聂拉木县境内,它的壮美丝毫不亚于珠穆朗玛峰。遗憾的是,由于天气原因,它最终没能在科考队员面前“现身”。而对苏涛来说,登上希夏邦马是他的一个愿望。

  早在1964年,为了配合中国国家登山队攀登希夏邦马峰,中科院和国家体委联合组织了对希夏邦马峰的科学考察。他们在希夏邦马峰北坡海拔5700~5900米的中晚上新世(距今200万~300万年)的砂岩中发现了一块阔叶植物化石。

  时任科考队副队长的地质学家刘东生亲自把这块珍贵的化石交到了古植物学家徐仁手里。徐仁很快便认出这是高山栎的叶片化石。

  在对高山栎化石的最近亲缘种的自然分布和生存条件进行调查后发现,现代高山栎是一种喜马拉雅山区和我国西南湿润地带的现代常绿乔木,大多生长在海拔2000~3000米的山区。由此推测,化石产地当时的海拔高度在2500米左右。这就意味着,喜马拉雅在最近的200多万年中强烈地上升了3000多米!

  刘东生说,这是在青藏高原构造隆升研究中首次利用古植物实际证据证明隆起的存在,当时在国际上也引起了强烈关注。

  正是这片高山栎,才有了用生物学思想和方法定量分析青藏高原隆升这一重大科学问题的开拓性研究。直到今天,这一思想、方法也是古植物学、古环境重建研究过程中所延续的。

  希夏邦马峰这片高山栎的出现就像是一个序幕,此后,青藏高原的植物化石不断被一代又一代古植物学家重新审视,从而回答了对这一重要地区古地理、古高度、古气候、古环境的提问。

  有意思的是,2007年,有研究指出希夏邦马峰古高程重建的结果存疑。这是由于,当年对高山栎类化石鉴定的误差以及对现代高山栎垂直分布范围认识的不全面,以致对喜马拉雅抬升高度的推测可能过高。

  完成这项研究工作的,正是苏涛在2005年起进行古植物学习、研究的领路人,时任中科院昆明植物研究所研究员的周浙昆。

  他们最先选择的考察区域是青藏高原东南缘的西藏芒康。周浙昆回忆,那时研究组刚刚组建,研究经费捉襟见肘,只能在做其他项目的时候绕道去芒康采集化石,因为那里曾有化石记录。

  10月的一天,苏涛带队在芒康卡均村转了一天都没有发现化石,正当他们以为会失望而归时,终于发现了一小片叶子。第二年,团队组织对芒康化石植物群进行专项采集,既发现了代表高山灌丛的小叶类型化石,又收获了常绿乔木类化石。“在同一地层剖面有两套完全不同的植物化石群,是研究环境变迁生物演化最为理想的材料。”周浙昆说。

  前前后后5年时间,苏涛带领团队在芒康进行了6次野外工作,共采集了5000多件植物化石,其中就有高山栎。这些新生代的植物化石分别产于4个层位,其中有两个层位的化石保存最好,种类和数量也比较多。

  回到实验室,他们对植物群又进行了进一步的化石鉴定、古海拔重建、模型模拟等方面的深入研究,最终形成了一篇重要的学术论文。

  周浙昆可以说是古植物和现代植物的一位跨界研究者。他从化石历史、现代分布、分类和系统演化等方面对壳斗科,特别是栎属植物进行了深入的研究,

  “古植物研究是冷门中的冷门,中外均是如此。”周浙昆坦言,许多人对古植物研究并不了解。事实上,古植物学是以化石植物为材料,在此基础上理解植物多样性、系统性和复杂性的发展过程以及古环境的演变过程。所谓博古通今,两者密不可分。

  从事古植物学研究的要知道这门学问的灵魂所在,而对现代植物的研究者来说,也需要有这样的学术视野。

  中科院院士吴征镒是享誉中外的植物区系研究学者,是认识植物种类最多的中国植物分类学家,被称为中国植物的“活词典”。

  在他的认识中,植物区系研究中,古植物是不可分割的一部分。因为这门学科不仅要研究全球或某一地区所有植物种类的组成,还要追溯它们现代和过去的分布规律以及起源进化和演变历史。

  他曾经说过:“生物演化和分布规律不但和地球演化规律同步进行,而且受到后者严格制约;生物演化总是一元多系和生物的演化韵律和地球的律动相合。”

  20世纪90年代,吴征镒主持国家自然科学基金委员会资助的重大项目——“中国种子植物区系研究”。古今结合是该课题的特色之一,项目包含了古植物学研究内容,联合北京、南京和云南的古植物学研究人员共同努力,周浙昆是其中之一。

  他曾在1992年10月到1993年6月在西藏墨脱县进行了为期9个月的雅鲁藏布江大峡谷植物区系越冬科考考察。走遍了墨脱的全部八个乡,徒步行程2500多公里,采集植物标本7100号、3万份,活材料700多份。当时的墨脱没有公路,物资匮乏,野外科考异常艰辛。他时常想起吴征镒在青藏高原的经历。

  1975年5月,年近60岁的吴征镒参加了中科院组织的第一次青藏高原综合科学考察。在3个月的时间里,他到了藏西南的日喀则、聂拉木和志隆萨噶,考察喜马拉雅山北坡的植被和青藏高原的植物区系,包括森林、灌丛、草甸、草原和高寒荒漠等。

  1976年6月,吴征镒再次从道路十分艰险的滇藏线进藏,横穿金沙江、怒江、澜沧江大峡谷,又对喜马拉雅山脉的南坡和东南坡植被进行深入考察。“在那里,他对横断山脉地区植被的分布带有了更深的了解;对金沙江、澜沧江分水岭和澜沧江、怒江分水岭植物垂直带的分异,对青藏高原面上和雅鲁藏布江沿岸的河谷柏树林及大片原始云杉林等生物多样性的差异和联系,有了深刻印象;对三江河谷的干热、干暖及干冷河谷的植被的递变更有直观的感受。”周浙昆说,老师连“花甲之年”的生日都是在林芝度过的。

  漫步在版纳植物园的热带雨林,随处可见傲立的“巨人”——望天树。它们几乎没有分支,永远脚踏实地,心无旁骛,因而长得极高。在周浙昆的心里,吴先生就是一棵望天树。

  古生物学家很少能立即讲述化石的全部故事,而是必须在几代人之间接力、延续,并根据最新的假设和发现,用最新的方法重新审视。

  作为最年轻一代的科学家,苏涛已经在青藏高原及其邻近地区考察了近十年,采集化石标本3万余份,发现化石植物新种32个。

  2016年起,他又带领团队拓展研究范围,从藏南来到了藏北,与中科院古脊椎所一支志同道合的研究力量,联合组建了古生物科考队,并参加了中国科学院第二次青藏高原综合科学考察研究。

  近年来,苏涛团队在藏北伦坡拉盆地距今约2500万年的地层中,采集到了一枚珍贵的棕榈叶片化石标本,整个标本长度达到1米,叶脉清晰可见,是目前青藏高原地区最年轻的棕榈科化石记录。

  全球现生棕榈科植物共有2500多种,主要分布在全球热带地区,仅有部分种类分布于亚热带地区。在如今青藏高原中部这样高海拔的地区,棕榈科植物是不可能存活的。

  科研人员结合现生棕榈科植物分布区,分析了制约棕榈科生长的最冷月均温等关键气候要素,并利用古气候模型模拟了13种不同的地形地貌情景。结果表明,在2500万年前,生活在高原中部的棕榈分布的海拔高度不超过2300米,生活的地形地貌极有可能是一种东西向的峡谷,温暖湿润。这一峡谷地貌直到约2300万年前才逐步消失变成如今的高原。这一发现将青藏高原中部的抬升历史推后了至少约1000万年。

  无论是年轻科学家的涌现、化石数量的积累,还是研究方法的发展与创新,古植物学这个无比古老又冷门的学科,正在青藏高原这片最神秘的荒原变得越发充满活力。