千年孢粉透露:秦汉已现我国东部土地利用格局



人类活动对生物多样性产生了怎样的影响?中国科学家通过掩藏在岁月沉积物中的植物的孢子和花粉,找到了过去 2000 年,我国东部植被被大规模扰动和改造的蛛丝马迹,表明我国东部的土地利用格局可能早在秦汉时期已见雏形,今后应加强生态保护实现植物和景观多样性的恢复。

千年孢粉透露:秦汉已现我国东部土地利用格局

近日,国际全球变化领域顶级期刊《全球变化生物学》(Global Change Biology)发表了一项中国学者牵头的研究成果——中国科学院青藏高原研究所古生态与人类适应团队曹现勇研究员联合首都师范大学田芳副研究员等国内外合作者,通过分析我国现代间冰期(全新世,距今 11500 年以来)地层孢粉组合与现代表土孢粉组合的相似性及孢粉记录的植物多样性时空变化特征发现,我国东部植被大规模的扰动和改造可追溯到距今 2000 年前(秦汉时期),持续且不断增强的土地利用加剧了植物多样性的丧失,并显著降低了植被景观多样性。

孢粉:重建古植被景观的一把钥匙

我国胡焕庸线以东地区(简称我国东部地区)是世界上重要的农业起源地,农作物驯化和栽培历史可追溯到全新世初期,然而人类土地利用对植被显著影响的开始时间及强度等尚存在不确定性。

例如,中国北方距今约 5000 年前开始出现森林减少趋势,有学者认为这一现象可能指示了人类毁林开荒和农业发展,但无法排除季风降水持续减少对森林植被的影响。

如何去识别人类对植被影响并评估影响的强度?古生态学家想到了孢粉。

孢粉是植物孢子和花粉的总称。不同科属孢粉粒的外壁纹饰以及萌发器类型存在差异,可用于识别其母体植物,因此不同的孢粉组合能够代表不同的植被群落。

千年孢粉透露:秦汉已现我国东部土地利用格局

孢粉粒在风力和水流的搬运作用下,被汇聚并埋藏到湖泊和泥炭等沉积物中,成为重建古植被景观的一把钥匙。

孢粉学家将埋藏于沉积物中的孢粉一粒一粒地识别并统计出来,结合沉积物年代学分析结果,就可以重建过去植被景观及土地利用历史。目前,我国已经积累了大量的地层和现代孢粉数据,对比地层孢粉组合与现代孢粉组合的相似性就可以识别出人类活动对植被影响的强度。

先民大规模影响植被始于两千年前

研究结果表明,距今 11500 年至 2000 年期间,我国东部地区仅有约 50% 的地层孢粉组合可以匹配到相似度高的现代孢粉组合,这一比例在距今 2000 年之后快速升高并达到 80%,表明历史时期先民土地利用开始对植被产生了大规模影响。

论文第一作者和通讯作者曹现勇研究员介绍,在自然气候波动的影响下,在距今 2000 年以前的全新世大多数时间,我国东部不论南方还是北方,其孢粉多样性虽存在一定幅度的波动,但整体维持在一个较高的水平,而 2000 年以来孢粉多样性快速降低。

千年孢粉透露:秦汉已现我国东部土地利用格局

相对于全新世其他时段,过去 2000 年内的气候波动相对较弱,无疑该阶段的植物多样性丧失应主要由人类土地利用导致。

同样,代表植被景观多样性的孢粉贝塔多样性也在该阶段出现快速降低现象,表明农田和次生林等人类改造的植被景观逐步代替由多种多样树木为主的森林景观,削弱我国东部植被的纬度地带性差异。

他说,秦汉时期是我国社会转型期和文化整合期,是我国历史上第一个强盛发展时期,人口出现快速增长。人口压力和农业发展扩大了对植被破环的范围,也加剧了破坏强度。人类毁林开荒导致原始森林面积缩小,取而代之的农田和次生林等景观在我国东部地区开始大规模出现并不断扩展。




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