青藏高原東北部近千年環境演變與人類活動的關係備受學術界關注,這對理解全球“人類世”開端至關重要。南京資訊工程大學地理科學學院聯合中國科學院青藏高原研究所和南京地理與湖泊研究所,通過分析青藏高原東北部具有代表性的古氣候、古環境記錄,發現近200~300年來,人類活動對環境的影響逐漸超越氣候因素,AD 1950年後達顯著峰值。湖泊沉積物指標顯示,人類活動增強導致環境快速變化,使氣候與生態環境間的耦合關係“解耦”。研究還建立了確定高原人類世地層邊界的模型,指出高原環境正在從晚全新世向早人類世過渡。在進入“早人類世”後,各類沉積物中人類活動的信號增強,而古氣候信號逐漸模糊至消失。該研究成果發表在《中國科學:地球科學》,為理解人類活動對高原環境的影響提供了全新視角。
隨著全球人類活動對地球環境影響的日益顯著,如何定義和評估人類世(Anthropocene)已成為科學界關注的焦點。青藏高原東北部作為人類在高原地區最早定居的區域,其環境演變與人類活動的互動關係為探討人類世提供了寶貴的研究樣本。該文旨在通過高解析度的古氣候、古環境記錄,揭示該區域近千年來的環境變化特徵及其與人類活動的聯繫,並深入研究了這些變化對人類世開端的影響。
論文首先回顧了青藏高原東北部的人類活動歷史,發現該地區自清代中期以來經歷了顯著的社會經濟變革。隨後,研究團隊選取了包括湖泊沉積物、冰芯、泥炭等多種沉積記錄,提取了有機質含量、孢粉A/C比值等關鍵環境指標,以分析該地區的環境演變過程。通過對比不同歷史時期的氣候變化與人類活動強度,探討了人類活動對環境影響的動態變化。
該文採用了數據集成的方法,對青藏高原東北部的多種沉積記錄進行了綜合分析。首先,篩選出了時間解析度達到20~30年的沉積序列,確保能夠捕捉到環境變化的細節。隨後,利用Z-score標準化和低通濾波技術,對所有數據進行標準化處理,以消除量綱差異並突出長期趨勢。最終,通過計算算術平均值,生成了包含15個指標的整合曲線,用於反映近千年來的環境變化(圖1)。
圖1 該研究集成數據與區域及全球環境指標變化對比圖. (a) 青藏高原東北緣萬象洞石筍氧同位素曲線, 表徵亞洲季風活動強度; (b) 青藏高原東北部湖泊沉積物有機質含量指標及A/C指標的 z-score集成曲線; (c) 青海東部人口數量變化趨勢; (d) 青藏高原東北部蘇幹湖沉積物粗粒部分佔比變化, 代表研究區沙塵天氣發生頻率; (e) 近千年全球大氣甲烷濃度變化; (f) 二氧化碳濃度變化; (g) 近千年全球人口數量變化
研究發現,近千年以來,青藏高原東北部的人類活動對環境的影響逐漸增強,特別是在近200~300年間,其影響程度已超越氣候因素。自1950年代以來,與人類活動相關的理化指標呈現出指數型增長,標誌著全球“大加速”現象在該地區的顯著體現。此外,研究還發現,氣候因素與環境變化之間的耦合關係在人類活動的影響下逐漸解耦,表明該地區已進入“早人類世”階段(圖2)。
圖2 高原地區人類世起始時間及地層邊界模型. 圖中橙色虛線代表人類世開端, 加粗線條齒輪代表在不同階段影響環境變化的主導因素. 其中氣候條件兩側的箭頭代表氣候的上下波動狀況, 人口數量右側的箭頭代表單調上升過程
該文的創新之處在於綜合分析了青藏高原東北部的多種沉積記錄,通過數據集成的方法揭示了近千年來的環境變化與人類活動的動態關係。此外,研究還提出了適用於高原地區的人類世地層邊界模型,為全球人類世研究提供了新的視角和方法。論文的亮點在於其詳實的數據支援和深入的理論分析,為全球環境變化和人類世研究提供了寶貴的參考。通過揭示該地區環境變化的特徵和機制,為制定環境保護政策和應對全球氣候變化提供了科學依據。