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新生代海南岛发生漂移并影响生物区系的来源和演化吗?

发布时间:2025-05-23
来源:植物系统发育与多样性保护研究组

海南岛在新生代经历过明显的漂移吗?长期以来这一问题受到自然科学界的普遍关注。作为中国最大的热带大陆架岛屿,海南岛地处中国南部沿海,通过琼州海峡与雷州半岛相望,是探讨其与周边陆块之间的生物地理联系的天然实验室。自上世纪五十年代以来,海南岛构造演化与物种源方面的研究持续推进,但其是否曾在新生代发生漂移、是否由此塑造了独特的生物区系成分组成,仍是悬而未决的研究焦点。科学家们围绕两个关键问题展开了激烈讨论,问题核心主要有两点:一是海南岛是否自北部湾区域漂移而来?二是,若发生漂移,这一地质构造事件是否直接影响了海南岛上生物区系的形成与演化?遗憾的是,至今的地质与生物学研究并未给出一致答案,反而因各学科证据的交错与矛盾,使得问题更加扑朔迷离。所以,厘清这一谜团,不仅关系到海南岛自身的地质演化,更关乎整个南海地区的地理格局、生物多样性形成机制及其潜在的演化驱动力。

对此,中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称“版纳植物园”)植物系统发育与多样性保护研究组开展研究,发现关于海南岛新生代的漂移推断主要基于古地磁数据的估测和简化的地质示意图,缺乏有力的实证支持和系统性的解释。结合地质学、古地磁学及生物学数据的综合评估,目前尚无确凿证据表明海南岛发生过漂移。鉴于海南岛复杂的生物地理格局在探讨其生物来源与演化时,应保持审慎态度,避免基于未经充分验证的漂移假设进行推断。

围绕海南岛漂移,地质与生物学界长期存在争议。早期研究认为海南岛自新生代以来作为华夏古陆稳定的一部分,未发生过漂移,与大陆生物区系间的联系主要通过海平面波动形成的陆桥实现。尽管有古地磁研究提出海南岛曾位于更北纬度,也有观点设想其自北部湾漂移至今,但这些推测缺乏直接证据支持,相关地球物理机制亦被质疑不具可行性。相比之下,近期研究通过古地理重建与生物多样性分析,强调周期性陆桥才是解释海南岛物种来源与演化的关键。基于以上背景,我们系统地从地质学、古地磁学、生物区系等多方面,评估并否定了新生代海南岛漂移的可能性。

一方面,从现有的地质构造、地球物理及古地磁等多方面证据来看,海南岛新生代发生大规模漂移的假说缺乏有力支撑。尽管早期支持该观点的研究曾提出,中南半岛的侧向逃逸运动可能为海南岛漂移提供动力机制,但系统性的证据评估结果已否定了这一推测。首先,地壳结构显示海南岛及其邻近区域具备典型的大陆型稳定地壳特征,地壳厚度普遍在30km左右;南海北部海域等深线分布均匀、地貌结构连续,缺乏支持大规模构造变动的迹象。其次,早期支持漂移的古地磁数据,经重新校正后出现明显的沉积后扰动和系统误差,难以作为支持海南岛大幅南移构造过程的有力证据。最后,目前多个有影响力的板块构造重建模型亦未呈现出支持海南岛在新生代发生漂移的动力学轨迹。综上,地壳结构稳定性、古地磁数据的再评估,以及构造动力学模型的重建结果彼此印证,共同构成了对海南岛漂移的有力反证体系。

另一方面,生物亲缘关系以及植物区系成分的相似性也不能作为该假说的充分证据。在第四纪期间,北部湾海床的反复露出为物种迁移提供了关键通道,促使海南岛与其周边地区之间形成频繁的生物地理联系。这种周期性的地理连接,使海南岛在新生代大部分时间内并非孤立的陆块,而是与中南半岛和华南大陆保持着密切的生物交流。尽管海南岛植物区系与毗邻地区的相似性常被引用以支持漂移假说,但此类相似性可能源于新生代以来的多次扩散事件及环境过滤过程。而对于系统发育上的亲缘关系证据,即便存在一定的地理隔离,陆桥的周期性形成以及长距离扩散机制,足以促成跨区域的谱系联系。因此,生物区系成分相似性或系统发育亲缘关系本身,并不能作为地质构造位移的直接证据。在探讨生物起源和分布演化时,需明确区分长期地质构造过程与短期地理事件的不同驱动机制,避免因忽视关键的海陆变化而误判历史生物地理格局。

综合各方面证据,我们认为海南岛在新生代并未发生显著漂移,其生物区系成分的来源更可能由于海平面下降、区域大陆架的周期性露出形成迁移扩散的廊道,而非地质构造运动主导的漂移所致。相关结果以Did Hainan Island (Southern China) Undergo Significant Cenozoic Tectonic Displacement,and Impact Its Biota's Sourcing and Evolution?为题发表于国际生物地理学旗舰期刊Journal of Biogeography版纳植物园植物系统发育与多样性保护研究组博士研究生黄佩涵为第一作者,版纳植物园孟宏虎副研究员和李捷研究员以及上海辰山植物园的宋以刚副研究员为这项工作进行了指导。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院东南亚中心项目、上海市园林绿化市容科学研究专项基金、中国科学院西部学者项目、云南省兴滇英才支持计划项目以及版纳植物园“十四五”项目的支持。

1 海南岛及其邻近大陆的地理位置,红河断裂带以橙色线条标示

2 南海西北部及其陆地边缘区域的海底地形与地壳厚度分布图。等深线标示了10米、20米、50米、100米、150米和200米的水深,地壳厚度以不同颜色的色块表示,各颜色对应的厚度数值详见图中


本文作者:黄佩涵、孟宏虎

责任编辑:张维静
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