古生态最新研究：秦汉以来人类活动显著降低中国东部植物多样性

自秦汉帝国以来，中国著名的人口密度线——胡焕庸线以东地区(中国东部地区)农业生产繁荣发展，人口出现快速增长，这对当地植物多样性带来什么样的影响？

显微镜下放大显示的多种多样的花粉类型。　图片来自中科院青藏高原所

　　中国学者最新对相关孢粉组合开展深入研究和对比分析发现，秦汉以来人类活动显著降低中国东部的植物多样性。

　　中国东部植被大规模扰动改造可追溯到秦汉时期

　　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中外合作者，通过分析中国现代间冰期(全新世，距今1.15万年以来)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，中国东部植被大规模的扰动和改造可追溯到两千年前的秦汉时期，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。

　　这项古生态研究重要成果论文，近日在国际全球变化领域顶级期刊《全球变化生物学》(Global Change Biology)发表。

　　论文第一作者和通讯作者曹现勇介绍说，中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，但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，中国北方距今约五千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。

　　他指出，如何去识别人类对植被影响并评估影响的强度，是摆在古生态学家面前的一个难题。

本次孢粉研究相关图表对比显示。　图片来自中科院青藏高原所

　　孢粉组合对比研究可识别人类活动对植被影响强度

　　曹现勇科普称，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。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。经过一代又一代孢粉学家的努力，中国已经积累大量的地层和现代孢粉数据，为本次研究奠定了数据基础。

　　他指出，中国当前的人口密度和生产力水平比过去任何时期都要高，人类活动对现代孢粉组合的影响也是最强的，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。

　　此次研究结果显示，距今1.15万年至两千年期间，中国东部地区仅有约50%的地层孢粉组合可以匹配到相似度高的现代孢粉组合，这一比例在距今两千年之后快速升高并达到80%，这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。

浙江丽水一处植被景观。　赵文伟 摄

　　今后应加强生态保护实现植物和景观多样性恢复

　　曹现勇表示，在自然气候波动的影响下，在两千年以前的全新世大多数时间，中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，而两千年以来孢粉多样性快速降低。相对于全新世其他时段，过去两千年内的气候波动相对较弱，这无疑表明，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两千年以来这一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，削弱中国东部植被的纬度地带性差异。

　　他认为，秦汉时期是中国社会转型期和文化整合期，也是中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中国东部地区开始大规模出现并不断扩展。

　　“本项研究告诉我们，中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。”曹现勇说。