苗运法：

中国科学院西北生态环境资源研究院研究员

苔花如米小，也学牡丹开。孢粉（孢子和花粉），这些生于“苔花”、在自然界中司空见惯的微小颗粒，却如一个个神奇的钢琴键子，在“似锦繁花”中幻化出美妙的音符，演奏着生命与自然的奥秘。

中国科学院西北生态环境资源研究院的苗运法研究员及其团队，长期“拨弄”这些琴键，经过近20年的不懈坚持，已经在孢粉的方法学创新、新指标获取、过去气候环境变化和高原海拔定量重建等方面取得了较为系统性的成果，演奏出专属孢粉的最美华章。

注重瓶颈问题解决，

提升孢粉“琴键”音准

作为植物的生殖体，孢粉具有产量大、易保存等优点，能够较长久地保存在沉积物中，常作为解读过去气候环境变化的“钥匙”。然而在孢粉学研究中，获取达到统计量的孢粉颗粒是研究的前提。传统研究中，常采用加大沉积物样品量的方法提升孢粉统计数量，但这会显著增加时间成本和孢粉损耗率，如多次人工换水会增加孢粉丢失的风险等。针对该问题，苗运法研究团队先后研制了自动换水和搅拌装置，有效缩短提取时间并提高了成功率，为尽可能获取地层孢粉提供了技术保障，并有利于对地层孢粉沉积与保存问题的理解。

同时，针对学界关于双气囊花粉长距离搬运影响局地孢粉组合的疑问，研究团队专门研发了空气孢粉收集装置，于2019年开始陆续布设于西北内陆地区，并开展每月一次、多方位、大空间（单次行程长达5000千米）的连续收集观测研究，为有效回应质疑提供了大量的一手数据资料。

此外，团队研发了针对在孢粉提取方法中获取的微炭屑的自动识别技术，解决了以往研究中存在的目视鉴定耗时长且参数简单，仅统计总量、大小和基本形状等的弊端，为快速、全面地描述微炭屑参数进而较好理解野火特征提供了技术支撑。

上述工作，攻克了孢粉提取效率低、远源孢粉影响评估难以及微炭屑统计慢和指标体系单薄的瓶颈问题，借助这些新的方法为有效提升孢粉“键子”的音准夯实了基础，让研究团队能够更好地“演奏”自然奥秘之音。

围绕上述工作，苗运法研究团队获得了孢粉学相关的授权发明专利和实用新型专利各3项，在全球孢粉相关专利授权量位居前列。目前，全部专利已免费推广到多家科研单位。同时，该成果也为国家重点研发计划项目“荒漠化对气候变化的响应与反馈及其生态效应”和自然资源部科学技术奖二等奖获奖成果“中国东部典型平原区第四纪地质调查与研究工作示范”提供了支撑。

揭示亚洲内陆变干趋势，

阐释孢粉“音乐经典”

孢粉提取和收集及识别能力的提高，使其演奏“孢粉重建植被和环境变化研究”的音乐在苗运法团队的研究中日益明晰起来。在随后的“作曲”中，团队以植被—生态—气候为主线，获得了多条大空间野火、植被演化记录，利用晚新生代18 Ma（百万年）以来青藏高原东北部、东南亚和东北亚的微体炭屑-野火持续增加的记录，揭示了亚洲存在气候持续变干的基本趋势；辅以孢粉百分含量、孢粉浓度和特征孢粉等多种孢粉-植被记录以及更大空间的综合集成揭示干旱化趋势，进一步从水汽“源—汇”角度深化晚新生代以来亚洲内陆干旱化主要受到全球冰量驱动的动力学机制。

围绕该部分工作，苗运法以第一作者或通讯作者发表论文12篇，其中，微体炭屑发文量和H指数均属于全球领先，以第一作者发表的两篇论文位列INCITES学科领域前10%，起到了开创和引领作用。在孢粉学—古气候环境领域全球发文量和H指数均位居前十。

原创孢粉古高度计，

演奏“青藏高原隆升”天籁之音

新生代青藏高原隆升过程对理解其气候环境效应，如亚洲内陆干旱环境演化和生物多样性形成等具有重要意义。作为构造隆升最直观的体现——海拔的定量重建，常因代用指标机理的复杂性及所选用研究材料形成环境的严苛性，而导致结果差异较大且不连续，至今仍未形成对高原隆升古高度演化历史的统一认识。因此，如何获取可以相互校验的、连续的海拔定量重建序列成为解决上述科学问题的核心难点。

植物生长与分布主要受环境水热组合调控，对气候和海拔变化的响应极其敏感。孢粉常被用作解读过去气候环境变化的“钥匙”，但其在古海拔重建方面的潜力尚未被深度挖掘。基于此，苗运法研究员及其合作团队借助3088个现代表层孢粉样本，创新性地选取了与海拔密切相关的四类山地针叶类型（铁杉属、罗汉松属、冷杉属和云杉属），建立了 (铁杉属%+罗汉松属%）/（上述四类针叶树总和%）比值（简称TP/TPAP）与中值海拔（即盆地到山顶的中间海拔）的定量转换方法，同时依据地层中提取的上述四类孢粉的比值，定量重建了青藏高原东北部16 Ma以来东、西两组平行的海拔演化序列，量化了高原局部隆升对区域气候变干和高原生物多样性形成的作用。

进一步研究中，团队定量评估了高原东北部隆升对青藏高原及其周边地区气候影响，发现如果青藏高原东北部降低到现在海拔的1/3，该区域年降水量则减少50%以上，而高原南部喜马拉雅山和东南部的横断山区，降水量则分别增加50%和150%。这一认识与柴达木盆地西部耐旱植物孢粉含量增加以及粗骨鱼出现指示的气候变干相吻合。而在喜马拉雅山和横断山区，由于降水量的显著增加和高地形的存在，支撑了该区域丰富的生物多样性。该项研究表明，青藏高原东北部隆升产生的气候效应显著影响了青藏高原地区的气候和生物演化。

研究成果于2022年12月发表在国际顶级期刊Science上，随后得到了美国科学促进会、《科技日报》、中国科技网等十多家国内外主流媒体报道，并得到了国家领导人批示，是继多种西方主导的古海拔重建方法之后由我国主导的新的原创性工作，奠定了孢粉学在海拔定量重建研究中的地位，引领了孢粉学的研究方向。该研究已被专攻高原隆升的研究团队引用，为构建高原东北部地壳缩短和增厚模型提供了有效证据。

这些成果充分展示了孢粉学的优势，为“构造—气候相互作用”提供了典型实例。

孢粉学在发展，苗运法研究员所带领的团队也在逐步地成长，他本人在2023年获得了国家自然科学基金委“杰青”项目资助，团队成员也陆续获得了国家自然科学基金委“青年”和“面上”项目及“中国科学院青年创新促进会”的资助。科学探索的脚步永不停歇，希望苗运法及其团队更上一层楼，谱写出属于孢粉学特有的华彩乐章。

责编/马铭阳

2021年12月团队在苏干湖科学考察并钻取岩芯

2023年12月课题组博士研究生毕业答辩