贝勒大学：古生代晚期冰河期，森林覆盖和径流受到冰冻温度的影响
贝勒生物学博士候选人Will Matthaeus是最近一项研究的主要作者，该研究模拟了宾夕法尼亚州时期植物自由耐受性对森林覆盖的影响。
气候和化石生态系统建模表明，宾夕法尼亚州时期泛大陆的植物耐冻性影响了森林覆盖
德克萨斯州韦科(2021年10月14日)——由贝勒大学生物学博士候选人William J. Matthaeus和生物学教授Joseph White博士领导的新研究考虑了植物冻结不耐受如何影响宾夕法尼亚州时期的森林覆盖和水文，大约3.4亿至2.85亿年前的古生代时代，建议通过植物功能数据改进过去和未来的气候预测。
这个高度跨学科的合作项目包括贝勒地质学博士后研究员Jon Richey，以及来自其他几个美国和欧洲机构的气候科学家，地质学家和古植物学家。
这项发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的研究表明，植物冷冻将限制整个超级大陆盘古大陆森林覆盖的地理分布。在此期间，有冰川 - 间冰期循环和持续的低温期。根据耐冻植物生理学的局限性，冷冻最低温度可能会限制树栖植物的生存能力。
“植物可以告诉我们它们生长的时间和地点，因为植物有基本的需求，有点像人。但是，由于植物无法四处移动以获得所需的东西，因此它们必须建立自己的'身体'，以便在它们生长的地方很好地工作，“Matthaeus说。“正因为如此，植物化石包含有关这些植物功能方式的信息，以及它们所面临的条件，甚至在3亿年前。
森林覆盖率低增加了一些地区淡水和沉积物的地表径流。冰冻诱导的径流在盘古大陆的冰川期和间冰期之间发生了很大变化，并可能推动了淡水径流中矿物质、沉积物、有机物和营养水平的特定位置差异进入河流、河岸和沿海海洋环境。
研究人员将气候建模和生态系统过程建模相结合，以模拟古生代晚期冰河时代的树栖植被。由于现有的全球气候建模预测没有考虑当代和古生代植物之间植物功能性状的差异，研究人员使用化石衍生的植物性状数据来模拟全球生态系统过程。
“即使这里使用的化石记录样本有限，冰冻对3亿年历史的植物群落的影响也是显而易见的。我们将基于化石的植物功能推断与全球气候建模相结合，使古代地球栩栩如生。这是组装自然历史之谜的关键学科组合，“Matthaeus说。
全球气候模型显示，冰冻温度几乎是全球性的，并且可能是森林覆盖分布的一个限制因素，即使在主题中也是如此。只有不到25%的未冰川土地可以支持植被，全年保持在冰点以上。研究人员认为，在宾夕法尼亚州期间，植物广泛和反复暴露于冰冻温度下影响了后来古生代植物生理学的显着方面的进化。
“气候模型通常用于研究地球过去每月或更长时间尺度上的平均温度趋势。然而，这种方法忽略了已知对当今植物功能和生存至关重要的极端温度。这项研究的一个新方面是，我们专注于由植物在宾夕法尼亚期间可能忍受的模型模拟的日常温度变化，“密歇根大学古气候学和科学计算博士候选人Sophia I. Macarewich说。
作者认为，将化石衍生的古植物学数据纳入深空气候建模可以改善对过去地球系统的预测和理解，并有助于未来的气候变化模型。
“这些方法的进一步发展可以成为理解地球古代全球生态系统基础的桥梁。通过了解事物在整个自然历史中是如何运作的，我们有更好的机会了解我们自己的未来，“Matthaeus说。
怀特认为这项研究支持贝勒成为该领域的领导者，特别是在博士研究和学业成功方面。
“Matthaeus先生的成功可以归因于他固有的好奇心和出色的计算技能，凭借他在进化生物学和数学方面的学术学位，为他提供了准备的头脑，以成功地解决这样一个困难的问题，”他说。“他的阅读量也非常好，并且与学科专家直接互动，其中许多是他的合著者，此外还有贝勒其他教师的指导，如古植物学家Dan Peppe博士，地球科学副教授，以及显微镜和成像中心主任兼副研究教授Bernd Zechmann博士。
*Jonathan P. Wilson，哈弗福德学院;Jennifer C. McElwain，都柏林三一学院;Isabel P. Montanez，加州大学戴维斯分校;史密森尼学会的William A. DiMichele是该研究的共同作者。
关于贝勒大学
贝勒大学是一所私立基督教大学，也是一所全国排名靠前的研究机构。该大学通过将跨学科研究与卓越的教育以及教师对教学和奖学金的承诺相结合，为20，000多名学生提供了一个充满活力的校园社区。贝勒于1845年由德克萨斯共和国通过浸信会先驱的努力特许，是德克萨斯州历史最悠久的连续运营大学。贝勒位于韦科，欢迎来自所有50个州和90多个国家的学生在其12个全国认可的学术部门中学习广泛的学位。
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