花粉作为一种重要的生物指标,被广泛用于重建过去的植被和气候变化。本着“将今论古”的思想,要利用地层花粉重建过去的植被和气候变化,首先要清楚地表花粉与现代植被和气候的关系。为此,前人开展了大量的地表花粉研究。但是,空间分布很不平衡。由于客观原因,已有的研究也存在着不确定性。例如,人类活动干扰较大,气候数据不精确,没有区分气温和降水的贡献等。秦岭山脉位于中国大陆中部,是中国南北重要的地理分界线。秦岭山脉处于亚热带常绿阔叶林向暖温带落叶阔叶林、湿润季风气候向半湿润季风气候过渡的区域,海拔梯度大、气候变幅高,自然植被对气候变化的响应十分敏感,此外人类活动干扰较小,是研究地表花粉与植被和气候关系的理想区域。本文沿着秦岭中部的一条南北断面,跨越不同海拔高度、不同植被带、不同气候类型,采集了 46个自然植被景观下的地表花粉样品(苔藓)。对采集回来的样品进行孢粉分析,建立了秦岭中部地表花粉与现代植被和气候的定量关系。结果表明:(1)秦岭中部地表花粉组成主要是乔木花粉,占到60%以上。针叶乔木有松属(Pinus)、冷杉属(Abies)、云杉属(Picea)、落叶松属(Larix)等。阔叶乔木有落叶栎属(Deciduous Quercus)、常绿栎属(Evergreen Quercus)、桦木属(Betula)、鹅耳枥属(Carpinus)、栗属(Castanea)、槭属(Acer)、榛属(Corylus)、枫香树属(Liquidambar)、枫杨属(Pterocarya)、椴树属(Tilia)、榆属(Ulmius)等。灌木有火棘属(Pyracantha)、黄栌属(Cotinus)、黄檀属(Dalbergia)等。草本有禾本科(Gramineae)、薹草属(Carex)、风毛菊属(Saussurea)、紫菀属(Aster)、茜草属(Rubia)等。地表花粉组成与植被调查结果基本一致。对应分析和聚类分析能区分出高山针阔叶混交林、锐齿槲栎林、马尾松林、栓皮栎林等不同植被类型下的样品,表明地表花粉能指示现代植被。(2)为解决地表花粉研究中气候数据不精确、不准确的问题,采用薄盘光滑样条函数对气象数据进行空间插值,获得了秦岭-大巴山高分辨率的气候格点数据集。插值结果与流行的WorldClim2.0格点数据集在描述秦岭-大巴山气温和降水空间分布上具有一致性,但是比后者更准确、分辨率更高、细节更突出。插值结果表明:秦岭南麓是最冷月气温的0℃分界线。秦岭-大巴山具有明显的气温垂直地带性。6月气温垂直递减率最大,为0.608℃/100 m;12月气温垂直递减率最小,为0.376℃/100 m;年均温垂直递减率为0.508℃/100m。降水从南向北递减,大巴山是年降水1000mm等值线,秦岭是年降水800 mm等值线,强降水中心出现在大巴山南坡。与大尺度大气环流对比揭示出,秦岭-大巴山气温和降水的空间分布主要受到东亚季风和地形因子的控制。(3)采用典范对应分析(CCA)研究了地表花粉与气候的定量关系。结果表明:年均温(Tann)能够解释地表花粉9.4%的方差,1月气温(Tj an)能够解释8.9%的方差,7月气温(Tjul)能够解释9.6%的方差,年降水(Pann)能够解释3.6%的方差。但是方差膨胀因子(VIF)检验表明,Tann、Tjan与Tjul高度关联。因此,7月气温(Tjul)和年降水(Pann)是影响秦岭中部地表花粉组合空间分布最主要的两个气候要素。落叶松、冷杉等针叶树花粉百分比与温度呈现负相关关系。青冈树属、枫香树属等亚热带成分花粉百分比与降水呈现正相关关系。采用方差分解方法(pCCA)分离了气温和降水对地表花粉空间分布的贡献。结果表明7月气温贡献了 71.6%,年降水贡献了 28.3%。因此,在秦岭地区,温度对地表花粉组合空间分布的影响比降水更为重要。