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爱游戏体育app资助马竞:Earth-Science Reviews:东亚早期人类活动对湖泊流域生态系统的影响

  过去几十年,全球森林生态系统因受到人类活动影响发生重大改变,但人类活动影响森林生态系统并产生环境效应的时间和程度还不清楚,尤其是史前人类活动活跃的东亚地区。对此,爱游戏体育app资助马竞隆浩研究员课题组对东亚61个湖泊流域的树木花粉进行了集成(图1),并结合环境考古资料探讨了东亚早期人类活动对湖泊流域生态系统的影响,该成果以Human activities facilitated the decline of forest ecosystem in East Asia after 5000 a BP为题,近期发表在国际知名期刊Earth-Science Reviews上。 

图1 (a)全球已有孢粉点(深蓝色为本研究的孢粉点,浅蓝色来自Jenny et al.(2019));(b)东亚孢粉点分布及分区;(c)东亚树木花粉变化情况 

  东亚地区的森林植被在早、中全新世整体扩张,之后在距今5 ka呈持续下降趋势,并在距今2 ka下降到一万年以来的最低水平(图1)。距今5 ka以来东亚地区的森林植被衰退是在气候趋于冷干的背景下发生的,但同时也对应着人口和考古遗址点的增加,稻作农业广泛分布,以及炭屑浓度显著上升。这意味着史前人类刀耕火种的耕作模式对森林植被的减少也产生了显著影响。进一步将东亚划分为5个亚区(东北地区、长江中下游地区、西北地区、青藏高原东北缘和西南地区),发现各亚区森林植被在8~3 ka BP期间呈不同步下降,且下降时间与各亚区新石器农牧业起源和发展的时间高度吻合,这进一步指示人类活动对各亚区森林植被下降的显著影响。 

  综上,我们提出了气候变化、人类活动对东亚湖泊流域森林植被可能的影响机制(图2):中、晚全新世在气候趋于冷干背景下,东亚地区的原始森林组成发生变化,同时史前人类狩猎采集的食物大大减少,为了生存我们的祖先被迫训化动植物,由狩猎采集向定居农业转变,主要以刀耕火种的方式清除原始森林获得农业用地。而人口增长与农业扩张之间存在显著的正反馈效应,随着人口增加,农业用地不断扩张,人类对森林的侵占导致森林面积大大减少。人口增长和农业扩张之间显著的正反馈作用会放大人类活动对森林植被的影响,叠加在气候效应之上使得东亚的森林植被在距今2.1 ka下降到一万年以来的最低水平。而且东亚地区史前人类对森林植被产生显著影响的时间与全球陆地上其他区域人类活动改变土地利用、土壤侵蚀、植被变率等地表环境具有可比性,甚至与大气中温室气体含量变化偏离自然轨迹的时间具有可比性。因此,我们进一步提出,人类世的定义应当强调人类活动数千年来的环境累积效应,而不像人类世范式仅考虑数百年。 

2 气候和人类活动对森林植被的影响机制 

  本研究论文的第一作者系爱游戏体育app资助马竞博士研究生周声芳,通讯作者为隆浩研究员,参与单位福建师范大学。该研究得到了国家重点研发计划课题“华北湖泊流域关键带演化及对人类活动的响应”,以及中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、中科院青促会优秀会员、中科院南京地理所自主部署科研项目等项目的联合资助。 

  论文链接:https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2023.104552 

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