泰国和马来西亚的现代花粉与环境校准：归一化差异植被指数（NDVI）和降水量作为植被重建的定量约束因素

定量工具重建东南亚历史水文气候有限，本研究通过88个土壤花粉样本（含33个新样本）建立非乔木花粉（NAP）与NDVI及年均降水量的线性回归模型，利用Huber回归和分段回归方法，在泰国东部识别出花粉空间阈值51%，并将模型应用于南海古海洋花粉记录（25-18 ka BP），发现末次冰盛期（LGM）西、东部分别以闭合森林为主，南部较开放，湿度与现代表海区域相似。

　　

摘要

研究目的

用于重建东南亚过去水文气候的定量工具仍然有限。因此，我们开发了新的校准方法，将非树木花粉（NAP；不包括森林下层草本植物和蕨类孢子）与归一化植被指数（NDVI）及年平均降水量联系起来，并评估这些方法在应用于南海南部（SCS）的海洋花粉记录时的样本外预测性能。

研究地点

泰国中部和东部；马来西亚半岛西部；南海南部（冰川时期低海平面时的巽他大陆架区域）。

研究时间范围

本研究使用的是末次冰盛期（LGM）的数据进行花粉校准。

主要研究对象

来自热带生态系统的非树木花粉（NAP）。

研究方法

我们收集了88个表层土壤花粉样本（其中33个来自泰国，55个来自马来西亚）。为每个地点提取了插值后的年平均降水量（使用WorldClim v2.1气候数据）和NDVI数据。通过线性回归分析了泰国境内及泰国与马来西亚之间的NAP与NDVI之间的关系。此外，我们使用5折交叉验证法评估了基于花粉预测因子（NAP和高山花粉）的Huber回归模型对降水量进行预测的能力。分段回归分析了区分不同植被类型的花粉空间阈值。这些校准方法和相关阈值被应用于南海南部已发表的海洋花粉记录中。

结果与主要结论

在泰国境内及泰国与马来西亚之间，NAP与NDVI之间存在强烈的线性相关性。将NAP与年平均降水量进行关联的Huber回归模型在5折交叉验证中的样本外预测能力表现出较高的稳健性（R²?=?0.77；RMSE?=?365?mm?year^?1）。分段回归进一步确定了一个实用的花粉空间阈值，该阈值约为51%的NAP，可以区分泰国东部的开阔景观（林地草原）和封闭森林。将这一模型应用于南海南部（大陆架和斜坡地区；约25–18千年前，末次冰盛期）的10份已发表的海洋花粉记录后，我们基于NDVI和降水量重建的结果以及阈值框架表明：在末次冰盛期，西部和东部地区以封闭森林为主，而南部地区则呈现较为开阔的森林特征。总体而言，推断出的湿度条件与现代周边沿海地区的湿度条件大致相当。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

数据详见手稿的支持信息部分。