厘清青藏高原地表抬升的历史，对于认识高原形成与演化的地球动力学机制及其对区域乃至全球气候，以及亚洲生物多样性演化的影响至关重要。冈底斯山脉位于青藏高原南部拉萨地块南缘（图1A），其古高程历史对于认识高原的形成与演化具有关键意义。南木林盆地为冈底斯山脉东段发育的新生代山间盆地。现有的古高程重建结果表明，该盆地自渐新世晚期（< ~31 Ma）至中中新世（~15 Ma）（Ma–百万年前）经历了~1 km的抬升。近期，一项基于沉积物物源分析的研究进一步揭示，上述抬升过程在~15 Ma可能发生了加速。但这一推测尚未得到其他证据证实，隆升幅度也缺乏定量约束。

若南木林盆地在~15 Ma发生过快速抬升，剧烈的环境变化很可能引起盆地周边植被的适应性响应。因此，该时期盆地周边植被变化的记录是验证上述推测的关键证据。

基于孢粉的古植被重建是获取地质历史时期植被演变的可靠手段。近日，中国科学院西双版纳热带植物园（以下简称“版纳植物园”）植物多样性演化与迁地保护团队联合成都理工大学、英国开放大学、布里斯托大学等国内外机构，对南木林盆地欧布堆村剖面（29°41′47″N, 89°34′46″E）（图1B）上部最大沉积时限约67万年（15.10 ± 0.49 Ma–15.03 ± 0.11 Ma）的地层开展了系统的孢粉分析。结果显示，在该沉积时限内，盆地周边的植被由类似今天的温带森林转变为高山灌丛/草甸（图1C，3B）。

研究人员利用高分辨率气候-植被（HadCM3-BIOME4）模拟（图2），并结合已有地质记录证实，盆地所在区域的抬升是导致上述植被转变的主导因素，而非全球或区域气候波动。根据孢粉组合所代表植被带的现代海拔分布范围和~15 Ma（兰盖期）盆地温度直减率校正，研究人员估算了上述抬升的幅度约为525–1050米。以剖面下部植物大化石层位（LB-1）（图1C）沉积时的古海拔（~5.5 km）为起点，抬升后南木林盆地的海拔可能达到6–6.5km，超过其现代海拔（~4.5 km）约1.5–2km。

喜马拉雅山脉隆升所形成的雨影效应被认为是导致青藏高原南部中中新世以来逐渐干旱化的关键因素。高分辨率气候-植被模拟结果显示，在兰盖期（15.98–13.82 Ma）边界条件下，当喜马拉雅/冈底斯（注：在现有模型分辨率下将二者合并）的海拔达到约6 km时，高原内陆发生显著干旱化，植被由森林/林地转变为灌丛/荒漠（图2）。根据本研究估算，抬升后南木林盆地的海拔已经达到甚至超过这一阈值，但高原中部伦坡拉盆地的孢粉记录却指示，上述植被转变直到~12 Ma尚未发生。这一对比表明，~15 Ma发生抬升的区域范围有限，而非冈底斯山脉整体同步抬升。

印度板片断离被认为是~15 Ma南木林盆地隆升的关键驱动因素（图3A），这一动力学过程在中新世沿东西方向具有显著的时空异质性，可能是导致冈底斯山脉不同地区差异响应的原因。而~15 Ma以来，南木林盆地沉降至现代海拔（~4.5 km）则可能是晚新生代高原南部东西向伸展垮塌，以及印度板块持续俯冲对上覆拉萨地块南部向下拖拽共同作用导致的。

相关成果以“Mid-Miocene rapid rise of the Gangdese Mountains, South Tibet, quantified by pollen records”为题，发表于Earth and Planetary Science Letters上。版纳植物园博士后杨毅为论文第一作者，版纳植物园李树峰研究员和成都理工大学苏涛研究员为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中国科学院国际人才计划、云南省“彩云博士后计划”创新项目，以及版纳植物园博士后研究计划等共同资助。

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图1.  青藏高原及其邻区地貌图（A），欧布堆村采样剖面（B）及其孢粉谱（C）。

图2.  兰盖期边界条件下，分别设置喜马拉雅/冈底斯山脉古高程为 5 km、5.5 km 和 6 km 的古气候与古植被模拟结果（A1–A3：植被；B1–B3：年平均气温；C1–C3：年平均降水）。

图3.  ~15 Ma印度板片断离驱动南木林盆地地表抬升（A）与盆地古湖岸线附近垂直植被带转变（B）。