基于植物群落稳态的孢粉古气候因子恢复方法技术

本发明专利技术提供一种基于植物群落稳态的孢粉古气候因子恢复方法，属于古生物和地球物理中古气候恢复领域，核心关注和表征古气温值及古降水量，具体涉及一种将实测地层陆生孢粉种属、含量与陆生植物种属及群落繁衍所需气候条件指示相比，并结合古纬度日照及蒸发强度校正的依托钻井或岩柱的孢粉

【技术实现步骤摘要】
基于植物群落稳态的孢粉古气候因子恢复方法


[0001]本专利技术涉及古生物及地球物理
，尤其涉及一种基于植物群落稳态的孢粉古气候因子恢复方法。

技术介绍

[0002]文献1：(许清海,肖举乐,中村俊夫,等.孢粉资料定量重建全新世以来岱海盆地的古气候[J].海洋地质与第四纪地质,2003.)将选取的有代表性的花粉类型逐类地将现代花粉丰度在地理空间的分布转换为气候空间的分布，然后用2次或3次响应面函数的方法求出该类花粉分布的最佳气候条件与极端条件，将化石花粉组合的数据与各种花粉
‑
气候响应面对比，从而求出古气候参数。具体步骤是：首先选出在剖面中主要的并且是已建立趋势面模型的花粉类型,然后将表土花粉数据所在的气候空间均匀分成若干个网格，网格的结点即为一个数据点，利用趋势面求出这些花粉类型的各个结点的百分比含量，将这些花粉类型的百分含量数据作为一组向量与每个剖面样品含同样花粉类型的一组实测百分比数据进行对比，计算这两组数据的相似性,相似性最大就认为它们拥有相同的气候参数值。但花粉
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气候响应面是基于自然状态下植被对气候和环境的响应而建立的花粉与气候的函数关系。由于目前已很难找到纯自然状态下的植被，所以基于人类活动干扰下的植被和气候关系建立的花粉
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气候响应面难免存在着一些误差和干扰。
[0003]文献2：(李皓楠,王春连,刘成林,等.江陵凹陷始新世早期古气温:来自无水芒硝流体包裹体的证据[J].地质学报,2015,89(11):9.)无水芒硝相对于石盐来讲，有硬度高、溶解度低、较不易重结晶等优点，更有利于原生包裹体的保存，且无水芒硝是暖性矿物的代表性矿物，其流体包裹体所含温度信息可能会与当时的古气温有较好的关系。测温均挑选只含有单一液相流体包裹体或只含少量气液两相流体包裹体的无水芒硝样品(气液两相流体包裹体均被标记出并在测温过程中排除)，从而保证了测温数据的准确性。此方法对资料精准度和测温方法技术依存度高，且流体包裹体通过测定流体被矿物捕获时的温度近似代表古地温，难以真正反应大气温度。
[0004]文献3：(贾玉连，范云崎，施雅风.水能联合方程恢复流域古降水量时参数的确定方法及其应用—以青海湖全新世大暖期古降水量推算为例[J].水科学进展.2001,12(3):324
‑
330.)根据古湖泊遗迹确定古湖泊面积,建立全流域水量平衡方程,推算流域古降水量，其针对封闭湖泊流域全流域水量与能量平衡联合方程为：利用各种参数包含表面水汽压、大气温度、云量覆盖度、表面反射率、表面散射率、天文辐射、大气透明系数、蒸发潜热、波恩比等，将今论古，多次逼近求取参数。此方法参数求取多依赖经验转化及数学类比，且涉及参数较多难以用于全新世以前的古老地质时代，一般只适用于全新世以来的封闭湖盆，局限性较大。
[0005]因此，如何获取准确的古气候因子(古气温值、古降水量)，得到连续型的古气候变化曲线，仍然是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种基于植物群落稳态的孢粉古气候因子恢复方法，用以解决现有技术中难以获取准确的古气候因子(古气温值、古降水量)，以及离散曲线而非全序列连续型气候曲线的问题。
[0007]本专利技术提供一种基于植物群落稳态的孢粉古气候因子恢复方法，包括：
[0008]采集原始的每个深度每种孢粉个数数据，将其转化为各深度各孢粉含量数据；
[0009]基于各深度各孢粉含量数据，以及陆生孢粉气温
‑
降水转换数据库，确定各深度的气候指数，其中，所述气候指数包括气温指数和降水指数，所述气温指数包括最高气温、最低气温和平均气温，所述降水指数包括最大降水、最小降水和平均降水；
[0010]基于各深度各孢粉含量数据按照预设规则确定各深度的优势植物孢粉，确定所述优势植物孢粉所属优势植物群落，基于所述优势植物群落，确定群落降水系数和群落气温系数；
[0011]基于所述群落降水系数对所述降水指数进行校正，得到各深度的初始古降水指数，基于所述群落气温系数对所述气温指数进行校正，得到各深度的初始古气温指数；
[0012]基于各个深度的古纬度和各个深度的初始古气温指数确定日照系数作为古气温校正倍数，基于所述初始古气温指数和所述古气温校正倍数，确定最终古气温指数；
[0013]基于各个深度的古纬度和各个深度的初始古降水指数确定蒸发系数作为古降水校正倍数，基于所述初始古降水指数和所述古降水校正倍数，确定最终古降水指数；
[0014]利用气候敏感性曲线转换为天文旋回曲线，将所述天文旋回曲线的周期性变化作为趋势联合最低气候和最高气候作为参考边界值，平均气候作为基础参数，拟合生成连续的周期性曲线，其中，最低气候包括最低气温和最小降水，最高气候包括最高气温和最大降水，平均气候包括平均气温和平均降水。
[0015]根据本专利技术提供的一种基于植物群落稳态的孢粉古气候因子恢复方法，所述基于各深度各孢粉含量数据，以及陆生孢粉气温
‑
降水转换数据库，确定各深度的气温指数和降水指数，具体包括：
[0016]基于陆生孢粉气温
‑
降水转换数据库中的标准气候指数与各深度各孢粉的含量进行加权求和，得到各深度的气候指数。
[0017]根据本专利技术提供的一种基于植物群落稳态的孢粉古气候因子恢复方法，所述基于各深度各孢粉含量数据按照预设规则确定各深度的优势植物孢粉，具体包括：
[0018]对于古纬度南或北在0至23.5
°
选取被子植物中占比最高的孢粉为优势植物孢粉，对于古纬度南或北在23.5至66.5
°
综合选取被子植物和裸子植物各自最高占比最高的孢粉为优势植物孢粉，对于古纬度南或北在66.5
°
至90
°
选取裸子植物中占比最高的孢粉为优势植物孢粉。
[0019]根据本专利技术提供的一种基于植物群落稳态的孢粉古气候因子恢复方法，基于所述群落降水系数对所述降水指数进行校正，得到各深度的初始古降水指数，基于所述群落气温系数对所述气温指数进行校正，得到各深度的初始古气温指数，具体包括：
[0020]通过如下公式计算各深度的初始古降水指数和初始古气温指数：
[0021]T
i
＝t
i
+ΔT
i
，P
i
＝p
i
+ΔP
i
[0022]其中，T
i
为深度i处的初始古气温指数，t
i
为深度i处的气温指数，ΔT
i
为深度i处的
群落气温系数，T
i
为深度i处的初始降水指数，t
i
为深度i处的降水指数，ΔP
i
为深度i处的群落降水系数。
[0023]根据本专利技术提供的一种基于植物群落稳态的孢粉古气候因子恢复方法，所述基于各个深度的古纬度和各个深度的初始古本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于植物群落稳态的孢粉古气候因子恢复方法，其特征在于，包括：采集原始的每个深度每种孢粉个数数据，将其转化为各深度各孢粉含量数据；基于各深度各孢粉含量数据，以及陆生孢粉气温
‑
降水转换数据库，确定各深度的气候指数，其中，所述气候指数包括气温指数和降水指数，所述气温指数包括最高气温、最低气温和平均气温，所述降水指数包括最大降水、最小降水和平均降水；基于各深度各孢粉含量数据按照预设规则确定各深度的优势植物孢粉，确定所述优势植物孢粉所属优势植物群落，基于所述优势植物群落，确定群落降水系数和群落气温系数；基于所述群落降水系数对所述降水指数进行校正，得到各深度的初始古降水指数，基于所述群落气温系数对所述气温指数进行校正，得到各深度的初始古气温指数；基于各个深度的古纬度和各个深度的初始古气温指数确定日照系数作为古气温校正倍数，基于所述初始古气温指数和所述古气温校正倍数，确定最终古气温指数；基于各个深度的古纬度和各个深度的初始古降水指数确定蒸发系数作为古降水校正倍数，基于所述初始古降水指数和所述古降水校正倍数，确定最终古降水指数；利用气候敏感性曲线转换为天文旋回曲线，将所述天文旋回曲线的周期性变化作为趋势联合最低气候和最高气候作为参考边界值，平均气候作为基础参数，拟合生成连续的周期性曲线，其中，最低气候包括最低气温和最小降水，最高气候包括最高气温和最大降水，平均气候包括平均气温和平均降水。2.根据权利要求1所述的基于植物群落稳态的孢粉古气候因子恢复方法，其特征在于，所述基于各深度各孢粉含量数据，以及陆生孢粉气温
‑
降水转换数据库，确定各深度的气温指数和降水指数，具体包括：基于陆生孢粉气温
‑
降水转换数据库中的标准气候指数与各深度各孢粉的含量进行加权求和，得到各深度的气候指数。3.根据权利要求1所述的基于植物群落稳态的孢粉古气候因子恢复方法，其特征在于，所述基于各深度各孢粉含量数据按照预设规则确定各深度的优势植物孢粉，具体包括：对于古纬度南或北在0至23.5
°
选取被子植物中占比最高的孢粉为优势植物孢粉，对于古纬度南或北在23.5至66.5
°
综合选取被子植物和裸子植物各自最高占比最高的孢粉为优势植物孢粉，对于古纬度南或北在66.5
°
至90
°
选取裸子植物中占比最高的孢粉为优势植物孢粉。4.根据权利要求1所述的基于植物群落稳态的孢粉古气候因子恢复方法，其特征在于，基于所述群落降水系数对所述降水指数进行校正，得到各深度的初始古降水指数，基于所述群落气温系数对所述气温指数进行校正，得到各深度的初始古气温指数，具体包括：通过如下公式计算各深度的初始古降水指数和初始古气温指数：T
i
＝t
i
+ΔT
i
，P
i
＝p
i
+ΔP
i
其中，T
i
为深度i处的初始古气温指数，t
i
为深度i处的气温指数，ΔT
i
为深度i...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志垚，刘强虎，吴孟禧，贾悦锐，余雄飚，袁帅，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：