研究人员:2000年前,人类活动已成为影响亚洲沙尘暴的主要因素

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日期:2020-02-25 15:14:57    来源:科技日报    

依托距今2250年的高山湖泊记录,对比粉尘源区人口数量、夏季风降水量和沙尘暴强度后,兰州大学、中国科学院青藏高原研究所等单位的研究人员揭示,2000年前,人类活动已成为影响亚洲沙尘暴的主要因素。相关成果近日发表于《自然·通讯》杂志上。

论文的并列第一作者与通讯作者、中科院青藏高原研究所陈发虎院士介绍,科学评估自然气候变化和人类活动在沙尘暴中的相对贡献是极具挑战的前沿科学问题。团队过去的研究发现,东亚夏季风降水变化对中国文明的历史演化具有重要影响,如在工业革命以前,季风增强时,朝代强盛(如汉、唐、宋);而季风减弱时,朝代容易发生更替(如唐末、元末、明末)。

目前,我国对过去2000年来气候变化对社会经济及朝代更替的影响已经有较好的研究,拥有相关的可靠演化历史重建及其相互关联的研究。但是,对于东亚夏季风降水引起文明更替后的生态效应一直未有探索,特别是气候环境变化导致人类活动变化,进而影响生态环境改变还缺少科学考证。

为解决这一科学问题,2009年9月,陈发虎带领团队钻取了山西北部吕梁山山顶名为“公海”的高山湖泊的湖芯样本。“该湖泊位于黄土高原之上,没有受到直接人类活动干扰,是研究亚洲沙尘暴变化与人类活动关系的理想载体。”陈发虎说。

该湖芯样本覆盖了过去2250年的沙尘暴记录,最早可追溯到公元前230年,与秦朝建立的时间相当。通过提取样品中的沙尘暴组分——沉积物中直径为19至78微米的颗粒,团队重建了过去2000年亚洲沙尘暴的历史。

通过对比过去2000年沙尘暴记录、粉尘源区人口数量以及夏季风雨量,团队揭示了2000年来亚洲沙尘暴的变化规律——东亚夏季风增强时,降雨增加,生态趋好,战乱减少,王朝兴盛(如汉、唐、北宋、明朝等),人口迅速增加,农业发展,开垦草原和荒漠草原为农田,林草植被遭到破坏,进而粉尘源区扩展,最终导致沙尘暴活动快速上升;相反,东亚夏季风减弱时,降雨减少,气候恶化,国家动乱纷争(如魏晋南北朝、五代十国、南宋等),人口迅速减少,游牧民族南侵,农牧界线南移,沙尘源区植被恢复,生态环境转好,沙尘暴活动减少。研究表明,东亚夏季风降水变化不仅对我国朝代文明的更替具有重要的影响,还产生了巨大生态效应。2000年前,人类活动已超越自然变率,成为影响亚洲沙尘暴的主要因素。不论未来气候如何变化,减少人类活动都是控制该地区沙尘暴活动唯一有效的措施。(刘晓倩 记者 陆成宽)

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