什么？青藏高原東北部已進(jìn)入“早人類世”！？

青藏高原東北部近千年環(huán)境演變與人類活動(dòng)的關(guān)系備受學(xué)術(shù)界關(guān)注，這對(duì)理解全球“人類世”開端至關(guān)重要。南京信息工程大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院聯(lián)合中國科學(xué)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(huán)境記錄，發(fā)現(xiàn)近200~300年來，人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響逐漸超越氣候因素，AD 1950年后達(dá)顯著峰值。湖泊沉積物指標(biāo)顯示，人類活動(dòng)增強(qiáng)導(dǎo)致環(huán)境快速變化，使氣候與生態(tài)環(huán)境間的耦合關(guān)系“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(huán)境正在從晚全新世向早人類世過渡。在進(jìn)入“早人類世”后，各類沉積物中人類活動(dòng)的信號(hào)增強(qiáng)，而古氣候信號(hào)逐漸模糊至消失。該研究成果發(fā)表在《中國科學(xué)：地球科學(xué)》，為理解人類活動(dòng)對(duì)高原環(huán)境的影響提供了全新視角。

隨著全球人類活動(dòng)對(duì)地球環(huán)境影響的日益顯著，如何定義和評(píng)估人類世（Anthropocene）已成為科學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。青藏高原東北部作為人類在高原地區(qū)最早定居的區(qū)域，其環(huán)境演變與人類活動(dòng)的互動(dòng)關(guān)系為探討人類世提供了寶貴的研究樣本。該文旨在通過高分辨率的古氣候、古環(huán)境記錄，揭示該區(qū)域近千年來的環(huán)境變化特征及其與人類活動(dòng)的聯(lián)系，并深入研究了這些變化對(duì)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(dòng)歷史，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)自清代中期以來經(jīng)歷了顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)變革。隨后，研究團(tuán)隊(duì)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(jī)質(zhì)含量、孢粉A/C比值等關(guān)鍵環(huán)境指標(biāo)，以分析該地區(qū)的環(huán)境演變過程。通過對(duì)比不同歷史時(shí)期的氣候變化與人類活動(dòng)強(qiáng)度，探討了人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境影響的動(dòng)態(tài)變化。

該文采用了數(shù)據(jù)集成的方法，對(duì)青藏高原東北部的多種沉積記錄進(jìn)行了綜合分析。首先，篩選出了時(shí)間分辨率達(dá)到20~30年的沉積序列，確保能夠捕捉到環(huán)境變化的細(xì)節(jié)。隨后，利用Z-score標(biāo)準(zhǔn)化和低通濾波技術(shù)，對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，以消除量綱差異并突出長期趨勢。最終，通過計(jì)算算術(shù)平均值，生成了包含15個(gè)指標(biāo)的集成曲線，用于反映近千年來的環(huán)境變化(圖1)。

圖1 該研究集成數(shù)據(jù)與區(qū)域及全球環(huán)境指標(biāo)變化對(duì)比圖. (a) 青藏高原東北緣萬象洞石筍氧同位素曲線, 表征亞洲季風(fēng)活動(dòng)強(qiáng)度; (b) 青藏高原東北部湖泊沉積物有機(jī)質(zhì)含量指標(biāo)及A/C指標(biāo)的 z-score集成曲線; (c) 青海東部人口數(shù)量變化趨勢; (d) 青藏高原東北部蘇干湖沉積物粗粒部分占比變化, 代表研究區(qū)沙塵天氣發(fā)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(shù)量變化

研究發(fā)現(xiàn)，近千年以來，青藏高原東北部的人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的影響逐漸增強(qiáng)，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(dòng)相關(guān)的理化指標(biāo)呈現(xiàn)出指數(shù)型增長，標(biāo)志著全球“大加速”現(xiàn)象在該地區(qū)的顯著體現(xiàn)。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，氣候因素與環(huán)境變化之間的耦合關(guān)系在人類活動(dòng)的影響下逐漸解耦，表明該地區(qū)已進(jìn)入“早人類世”階段(圖2)。

圖2 高原地區(qū)人類世起始時(shí)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(huán)境變化的主導(dǎo)因素. 其中氣候條件兩側(cè)的箭頭代表氣候的上下波動(dòng)狀況, 人口數(shù)量右側(cè)的箭頭代表單調(diào)上升過程

該文的創(chuàng)新之處在于綜合分析了青藏高原東北部的多種沉積記錄，通過數(shù)據(jù)集成的方法揭示了近千年來的環(huán)境變化與人類活動(dòng)的動(dòng)態(tài)關(guān)系。此外，研究還提出了適用于高原地區(qū)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(diǎn)在于其詳實(shí)的數(shù)據(jù)支持和深入的理論分析，為全球環(huán)境變化和人類世研究提供了寶貴的參考。通過揭示該地區(qū)環(huán)境變化的特征和機(jī)制，為制定環(huán)境保護(hù)政策和應(yīng)對(duì)全球氣候變化提供了科學(xué)依據(jù)。

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蒲陽, 魏學(xué)瓊, 劉建寶, 張科, 李蓓蓓, 魏柱燈, 張萌萌, 何同, 王艷君, 邵曉華. 2024. 近千年青藏高原東北部環(huán)境演變與人類活動(dòng)的關(guān)系及其對(duì)人類世開端的啟示. 中國科學(xué): 地球科學(xué), 54(11): 3574–3586