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人類活動對北美生態系統的影響超越冰川融化

发布时间:2020-08-31 10:26:15 作者: 字体:

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許小峰

諾貝爾化學獎得主、荷蘭大氣化學家保羅·克魯岑于2000年提出了“人類世”概念。他認爲,人類活動對地球的改變已開創一個新的地質年代,地球告別了1.17萬年前開始的地質年代“全新世”。在隨後的近20年時間裏,科學界對于確立“人類世”這一新的地質年代的意見趨于一致,但关于“人類世”的起始時間則存在不同的觀點。最近,《科學》網站發表了一篇文章,介紹了不久前在美國生態學會網絡年會上發布的成果,同樣是一方面堅定地支持確立“人類世”,同時也對如何確定“人類世”的起始時間給出了獨立的研究成果。

包括農業在內的人類活動,對北美的動植物已造成了超越1萬多年前冰川開始退縮所産生的影響。這是該項成果的基本結論。在過去250年中,北美森林和草原與過去14000年相比,迅速減少。這很大可能歸因于人類活動造成的影響。研究人員表示,該項成果是以數百種化石花粉樣本爲基礎做出的,這支持了新地質年代的建立,“人類世”應始于250年前。

“冰期結束所産生的深遠影響,怎樣強調都不爲過。”曼哈頓堪薩斯州立大學的生態學家紮克·拉塔傑克說。他沒有參與上述工作,僅是強調,“人類活動産生的影響是如此驚人”。

十多年來,研究人員一直在爭論人類從何時開始留下了深刻改變地球環境的烙印。一種觀點認爲,農業在數千年前改變了地球景觀,破壞了以往動植物之間穩定的相互作用;也有人不認同,認爲大規模的采礦和冶煉作業的起始,可以在冰川記錄中追溯到幾千年前,意味著“人類世”應始于工業革命。然而,對于地質學家而言,新的年代始于一個不同的信號:20世紀中葉,核爆炸和化石燃料使用量急劇上升。

但懷疑論者則認爲,冰河時期對世界生態系統有著更大的影響。如何印證新觀點呢?斯坦福大學的艾莉森·絲黛娜教授對古生態學數據庫資料進行了研究,其中涵蓋來自全球數千個站點的記錄。她提出的問題是:在過去的14000年中,北美生態系統何時及怎樣發生了突變?伴隨氣候變化的冰川大約在2萬年前開始退縮,但在大約12800到11700年前發生過向寒冷脈沖回擺的新仙女木事件,此後,北美突然變暖,標志著我們當今所處的全新世開始。

爲了回答所提問題,絲黛娜和同事研究了北美各地植被的變化,利用化石花粉確定了在任何給定時間存在的植物種類。在1900年從湖底鑽出的泥芯記錄中,絲黛娜找到了400個具有足夠准確年代確認的化石花粉標本,並進行了分析。

隨後,她和同事們開始追蹤了每個花粉樣本隨時間變化的情況,並密切關注其突變點。例如當草原變成森林或雲杉林變成橡樹林時,可能標志著整個生態系統的轉變。研究人員觀察了250年的間隔變化,進行兩種類型的統計分析,分別找出短時和長期中斷點。佐治亞理工學院的古生態學家珍妮弗·麥克奎爾說:“艾莉森使用了一些非常有創意和嚴格的方法。”

當最後一個冰河時代結束時,北美各地的森林和草原恢複生長,形成了持續幾千年的穩定景觀。絲黛娜通過分析後指出,人類活動改變了這一切。她的小組發現,從11000年前至1700年,每250年中100個站中只會發生10次突變,但這一數字從1700年至1950年的250年間翻了一番,每100個站點出現過20個突變點。絲黛娜表示,大約在12000年前新仙女木事件冰蓋退縮時,這個突變數字是15,說明250年前開始發生的人類活動影響,從土地利用出現的變化到環境汙染,甚至氣候變化,對生態系統的影響比最近的冰川變化影響還要大。

研究人員還對不同地區的變化程度進行了比較分析。在過去的250年中,美國中西部,西南部和東南部經曆了從森林,草原和沙漠生態系統向農業和樹木種植園的大規模轉變。相比之下,在過去250年間,隨著冰川融化,阿拉斯加,加拿大北部和西北太平洋的部分地區發生了更多變化。

加州大學聖克魯斯分校的生態學家朱凱認爲:“我們已經獲得了关于氣候變化的大量信息,但這項研究增加了土地利用方面的變化,會因大陸尺度的植物改變而導致氣候變化加速。”

麥克奎爾認爲這一結果令人擔憂,植物是生態系統的基礎,快速的變化預示著整個生態系統遭到破壞甚至存在崩潰風險。她和她的學生王悅也通過使用花粉數據檢驗了森林、凍土、沙漠和其他生物群落是如何在環境變化後伴隨時間而改變的,給出了“非常相似的趨勢”。絲黛娜表示,結合各項成果,這項新的研究“消除了人們構建新地質年代的任何疑問”。

盡管目前由34名成員組成的工作組大多數成員傾向認爲20世紀中期是“人類世”的起點,但作爲一個科學問題,在探討的過程中,任何研究進展和成果都會促進人們加深對這一項工作意義和價值的認識。


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人類活動對北美生態系統的影響超越冰川融化
2020-08-31 10:26:15

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許小峰

諾貝爾化學獎得主、荷蘭大氣化學家保羅·克魯岑于2000年提出了“人類世”概念。他認爲,人類活動對地球的改變已開創一個新的地質年代,地球告別了1.17萬年前開始的地質年代“全新世”。在隨後的近20年時間裏,科學界對于確立“人類世”這一新的地質年代的意見趨于一致,但关于“人類世”的起始時間則存在不同的觀點。最近,《科學》網站發表了一篇文章,介紹了不久前在美國生態學會網絡年會上發布的成果,同樣是一方面堅定地支持確立“人類世”,同時也對如何確定“人類世”的起始時間給出了獨立的研究成果。

包括農業在內的人類活動,對北美的動植物已造成了超越1萬多年前冰川開始退縮所産生的影響。這是該項成果的基本結論。在過去250年中,北美森林和草原與過去14000年相比,迅速減少。這很大可能歸因于人類活動造成的影響。研究人員表示,該項成果是以數百種化石花粉樣本爲基礎做出的,這支持了新地質年代的建立,“人類世”應始于250年前。

“冰期結束所産生的深遠影響,怎樣強調都不爲過。”曼哈頓堪薩斯州立大學的生態學家紮克·拉塔傑克說。他沒有參與上述工作,僅是強調,“人類活動産生的影響是如此驚人”。

十多年來,研究人員一直在爭論人類從何時開始留下了深刻改變地球環境的烙印。一種觀點認爲,農業在數千年前改變了地球景觀,破壞了以往動植物之間穩定的相互作用;也有人不認同,認爲大規模的采礦和冶煉作業的起始,可以在冰川記錄中追溯到幾千年前,意味著“人類世”應始于工業革命。然而,對于地質學家而言,新的年代始于一個不同的信號:20世紀中葉,核爆炸和化石燃料使用量急劇上升。

但懷疑論者則認爲,冰河時期對世界生態系統有著更大的影響。如何印證新觀點呢?斯坦福大學的艾莉森·絲黛娜教授對古生態學數據庫資料進行了研究,其中涵蓋來自全球數千個站點的記錄。她提出的問題是:在過去的14000年中,北美生態系統何時及怎樣發生了突變?伴隨氣候變化的冰川大約在2萬年前開始退縮,但在大約12800到11700年前發生過向寒冷脈沖回擺的新仙女木事件,此後,北美突然變暖,標志著我們當今所處的全新世開始。

爲了回答所提問題,絲黛娜和同事研究了北美各地植被的變化,利用化石花粉確定了在任何給定時間存在的植物種類。在1900年從湖底鑽出的泥芯記錄中,絲黛娜找到了400個具有足夠准確年代確認的化石花粉標本,並進行了分析。

隨後,她和同事們開始追蹤了每個花粉樣本隨時間變化的情況,並密切關注其突變點。例如當草原變成森林或雲杉林變成橡樹林時,可能標志著整個生態系統的轉變。研究人員觀察了250年的間隔變化,進行兩種類型的統計分析,分別找出短時和長期中斷點。佐治亞理工學院的古生態學家珍妮弗·麥克奎爾說:“艾莉森使用了一些非常有創意和嚴格的方法。”

當最後一個冰河時代結束時,北美各地的森林和草原恢複生長,形成了持續幾千年的穩定景觀。絲黛娜通過分析後指出,人類活動改變了這一切。她的小組發現,從11000年前至1700年,每250年中100個站中只會發生10次突變,但這一數字從1700年至1950年的250年間翻了一番,每100個站點出現過20個突變點。絲黛娜表示,大約在12000年前新仙女木事件冰蓋退縮時,這個突變數字是15,說明250年前開始發生的人類活動影響,從土地利用出現的變化到環境汙染,甚至氣候變化,對生態系統的影響比最近的冰川變化影響還要大。

研究人員還對不同地區的變化程度進行了比較分析。在過去的250年中,美國中西部,西南部和東南部經曆了從森林,草原和沙漠生態系統向農業和樹木種植園的大規模轉變。相比之下,在過去250年間,隨著冰川融化,阿拉斯加,加拿大北部和西北太平洋的部分地區發生了更多變化。

加州大學聖克魯斯分校的生態學家朱凱認爲:“我們已經獲得了关于氣候變化的大量信息,但這項研究增加了土地利用方面的變化,會因大陸尺度的植物改變而導致氣候變化加速。”

麥克奎爾認爲這一結果令人擔憂,植物是生態系統的基礎,快速的變化預示著整個生態系統遭到破壞甚至存在崩潰風險。她和她的學生王悅也通過使用花粉數據檢驗了森林、凍土、沙漠和其他生物群落是如何在環境變化後伴隨時間而改變的,給出了“非常相似的趨勢”。絲黛娜表示,結合各項成果,這項新的研究“消除了人們構建新地質年代的任何疑問”。

盡管目前由34名成員組成的工作組大多數成員傾向認爲20世紀中期是“人類世”的起點,但作爲一個科學問題,在探討的過程中,任何研究進展和成果都會促進人們加深對這一項工作意義和價值的認識。

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