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理解人類活動(dòng)與自然環(huán)境的交互關(guān)系，是預(yù)測當(dāng)前全球變化背景下地球系統(tǒng)未來如何演變的關(guān)鍵。黃河流域作為中華文明的搖籃，其悠久的人類活動(dòng)史是研究人地關(guān)系的理想?yún)^(qū)域。因此，獲取能客觀反映人—自然交互關(guān)系長期演變的高分辨率地質(zhì)記錄，將有助于厘清人地關(guān)系演變的復(fù)雜歷程。

中國科學(xué)院海洋研究所與地球環(huán)境研究所等研究團(tuán)隊(duì)合作，以南黃海山東泥楔的沉積物巖芯為研究材料，通過AMS ¹⁴C定年、粘土礦物、常微量元素和Sr-Nd同位素、黑碳含量及碳同位素分析，重建了過去2200年以來黃河流域的高分辨率化學(xué)風(fēng)化和火活動(dòng)演化歷史。

結(jié)果顯示，化學(xué)風(fēng)化強(qiáng)度總體受控于氣候，但自公元580年（隋朝）以來，鉀元素的淋濾與氣候變化解耦而呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢，并在寒冷的明清時(shí)期達(dá)到頂峰。這暗示流域農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)化學(xué)風(fēng)化的擾動(dòng)。此外，黑碳揭示過去2200年黃河流域的火強(qiáng)度呈現(xiàn)長期減弱趨勢，源于森林砍伐導(dǎo)致的流域植被減少。特別是，研究人員發(fā)現(xiàn)自公元1350年（明朝）前后，火的燃燒類型和植被組成類型均發(fā)生了顯著變化。煙炱/焦炭比值指示的火類型在1350年從以氣候主導(dǎo)的低溫燜燒，轉(zhuǎn)向更多人為引發(fā)的高溫明燒。與此同時(shí)，黑碳的碳同位素組成呈現(xiàn)明顯正偏趨勢，指示燃料來源從C3天然木材轉(zhuǎn)變?yōu)楦吡?、玉米等C4作物秸稈。這一轉(zhuǎn)變反映了隨著明清人口急劇增長，人類為應(yīng)對(duì)糧食和燃料危機(jī)而進(jìn)行的種植和能源革新。

該研究通過化學(xué)風(fēng)化、火活動(dòng)維度所揭示的人類活動(dòng)強(qiáng)度演變序列，與前人關(guān)于森林覆蓋率、農(nóng)業(yè)擴(kuò)張、水土流失及沙塵暴頻率的記錄相互印證，共同揭示了過去2200年來人類活動(dòng)對(duì)黃河流域環(huán)境演變的影響。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《全球與行星變化》（Global and Planetary Change）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等的支持。

論文鏈接

過去2200年黃河流域人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的擾動(dòng)歷史