晚全新世时期的全球变暖导致了全球热带雨林面积锐减,其主要原因是热带雨林对于降水变化带来的植物生产力和生存模式波动十分敏感。频繁的严重干旱导致了生境的破碎化。大多数热带雨林干旱状态研究把注意力放在森林-气候关系,降雨-森林关系,森林采伐,以及生境破碎化等方面。在热带地区的西双版纳,原始雨林保存完好。本文利用沉积物的植硅体,能够实现部分区域气候史(包括干旱时期)的重建。顾等(2008)曾经利用植硅体和炭屑记录研究了热带西双版纳气候变化。近期研究大多利用从保存完好的热带雨林地区的冲积沉积物中提取的植硅体和炭屑记录,重建西双版纳当地古植被、古气候和火灾史。植硅体是重建区域植被和气候的可靠依据和重要工具,特别是草本植硅体,能帮助鉴别禾草类别(精细到亚科水平),且在推断古环境条件细微变化的研究上有很大前景。本研究利用植硅体记录重建植被变化,炭屑用于指示古火灾,目的在于重建植被演化对气候变化的响应,并还原过去1700年间西双版纳热带雨林地区的火灾发生情况。本研究的总目标为评估气候变化对当地植被的影响,同时确定干旱和森林火灾的相互作用,该相互作用可能对印度洋季风波动存在响应性。具体研究目标如下：鉴定植硅体形态类型的多样性,有助于丰富中国西南部植硅体数据库记录；利用植硅体组合重建当地古植被；明确气候变化和植被演替间的相互作用,指出与特定气候相符的植被类型；利用炭屑重建热带西双版纳地区火灾历史；揭示火灾与干旱的关系,特别是厄尔尼诺现象出现的时期；预测未来全球变暖将如何影响热带雨林。本研究中对于植硅体化石、炭屑化石、TOC、磁化率记录等多环境指标的运用在该领域尚属首例。我们的结论表明植硅体和炭屑是重建热带雨林地区古环境的可靠代用指标。植硅体是指某些高等植物吸取可溶性二氧化硅而后沉淀于植物细胞内或细胞外部位置,由此形成的含水非晶态二氧化硅颗粒。从解剖学意义上来说可分为7种类型：短细胞,长细胞,扇型细胞,发细胞,蕨类细胞,阔叶型细胞和针叶型细胞。前四种植硅体类型存在禾本科表皮细胞中。长细胞主要由棒型组成(平滑型和突起型)。短细胞包括哑铃型、鞍型、十字型、齿型、梯型(弯曲型和多裂片型)以及多铃型。扇型细胞由方型、长方型和扇型细胞组成。本文研究中通常将短细胞归为早熟禾牙科(帽型和齿型)、黍亚科(哑铃型、十字型和多铃型),画眉草亚科(短鞍型)和竹亚科(长鞍型)本文主要通过计算两种植硅体代用气候指标来研究热带西双版纳地区微气候和植被组成的不同方面。这些指标包括干旱指数和气候指数,它们是特殊地域典型微环境的指示基础,并月在大范围环境中有广泛运用。世界各地植硅体的研究成果论证了上述指标对于环境信息的指示作用。本文基于植硅体鉴定和分类技术,依据气候和主要植被的变化,已经鉴定和识别出许多不同地区的植硅体组合。根据现代表土植硅体研究表明,扇型、哑铃型、鞍型植硅体可能存在于温暖潮湿气候,因此属于温暖类型；另一方面,尖型,早熟禾亚科类型主要形成于寒冷气候,因此属于寒冷类型。由此可知,温暖型和寒冷型植硅体含量的比率可用于计算温暖指数,进一步揭示气候变化的过程(王伟铭等,2003)。同时,根据植物所需的土壤含水量,禾本科中的C4植物可分为耐旱型的画眉草亚科(短鞍型)和不耐旱的黍亚科(哑铃型)。因此,由公式计算干旱指数(Iph)=画眉草亚科/(画眉草亚科+黍亚科)中得到的比率可用于指示干旱程度。不仅如此,通过研究草本植物和木本植物的不同组成成分以及对比研究区现代植物和表土植硅体信息,重建了区域植被景观,再现了古气候变化过程,探寻对于气候研究有重要意义的微体植物化石的可靠标准。根据植硅体统计数据,我们可以从ML3剖面的主要植被组成和气候变化角度识别出4个植硅体组合带,反映了ML3剖面的生态气候和古植被演替的4个阶段。勐仑剖面(ML3)剖面炭屑浓度统计表明存在3个主要阶段性,发生了19次火灾事件。对于补蚌剖面(BB)的植硅体组合和气候指数研究表明过去1700年来气候变化也经历了4个阶段,其中发生了38次火灾事件。运用植硅体重建了区域古植被演化历史,利用气候指数(温度、干早)建立了区域古气候格架,发现过去1700年以来古气候主要经历了4大演化阶段：1700-1200a BP为温湿与温干交替阶段,对北大西洋B1事件有响应,有明显降温,干湿波动明显,为西南季风较弱期；1200-700aBP为暖湿与暖干交替阶段,对中世纪暖期有响应,其间有明显升温,十湿波动明显,为西南季风较强期；700-150aBP为温干阶段,受到小冰期气候的影响,其间有明显降温,干湿波动不明显,为西南季风弱期；150aBP—至今为暖干向暖湿发展,受到全球变暖的影响,其间有明显升温,干湿波动明显,为西南季风较强期。沉积记录、气候曲线与火灾代用指标综合对比表明西双版纳地区热带雨林自1700年以来经历了3阶段生态演化：早期以本地小规模火灾事件为主,为西南季风较强期；中期火灾频率和范围开始增大,仍以本地小规模火灾事件为主,为西南季风较弱期；晚期火灾发生的频率和范围大,反映了火灾的区域性和地方性,对应于西南季风弱期。本研究不仅对认识热带地区气候变化、火灾发生和植被的生态响应具有重要科学意义,而且为研究西南季风演化特征提供材料。