国际知名地学期刊《Catena》近日以“Holocene wildfire regime shifts induced by the enhancement of human activities in the Changjiang (Yangtze River) Basin”为题，发表了我室博士生郝强的研究成果。
以森林火灾为代表的植被燃烧是发生在地表的剧烈氧化过程。自4.2亿年前植物登陆后不久，野火就随即出现，并在气候（温度和降水）控制下直接参与到全球的碳循环过程中。而人类用火历史最早可以追溯到190万年前，但直到全新世中期，人类才通过刀耕火种的农业活动改变了自然火情。本研究选择长江三角洲典型的全新世沉积记录，开展野火历史（黑碳）研究。结果显示，在12-5 ka时期，水文气候对长江流域的土壤侵蚀速率、植被类型以及野火活动起主导作用（图1）；而到5.0 ka之后，黑碳（BC）、树木孢粉（AP）和流域内湖泊泥沙堆积速率（SARS）与水文气候变化发生了显著的解耦，这表明流域尺度上驱动火活动变化的主导因素发生了变化。
图1. 长江口钻孔记录揭示全新世流域黑碳丰度与气候变化的响应关系
5-2 ka期间，出现了持续近3千年的火活动高峰期，此时树木孢粉同步下降，这可能与农业活动和青铜冶炼对原始森林的破坏有关。随着繁盛的汉朝（距今约2.0 ka）到来，人口在不足1000年的时间里增长了6倍，流域生态系统（植被类型）完成了从森林向永久农田的转变（图2）。生物质燃料的减少，加之对防火管理的提升，抑制了大规模自然火灾的出现，而频繁的人类活动（如战争、烧荒和化石燃料）增加了局部火灾发生的频率，因此，BC丰度在2.0 ka之后呈现出高频低峰的特征。这些发现推进了大河流域火灾历史、碳循环和物质源汇过程对自然气候变化与人类活动的反馈的深入认识，促进了对人地耦合关系自全新世到人类世的演变的认知。
图2. 长江流域全新世人类生存策略与火历史演化相关性示意图
文章第一作者为我室博士生郝强，杨守业教授为通讯作者，合作者包括室内外成员。该研究得到国家重点研发计划项目（2022YFF0800504）等基金的资助。
全文链接： https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.107998
撰稿：郝 强
编辑：高小丰