m.quanpro.cn
始新世?漸新世氣候轉(zhuǎn)折期（EOT）全球氣候與植被變化研究進(jìn)展
工業(yè)革命以來(lái)，人類活動(dòng)向大氣中排放大量的溫室氣體已經(jīng)顯著地改變了地球的氣候與生態(tài)系統(tǒng)。探究地球環(huán)境變化(特別是CO2濃度變化)如何影響生態(tài)系統(tǒng)并塑造生物多樣性的分布格局，已成為全球變化研究的核心議題之一。預(yù)測(cè)未來(lái)氣候的一個(gè)不確定性是我們無(wú)法了解大氣中不斷增加的CO2濃度會(huì)導(dǎo)致多大程度的環(huán)境變化與生態(tài)系統(tǒng)響應(yīng)，漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期記錄了時(shí)間尺度更長(zhǎng)的氣候變化過(guò)程，生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化的幅度和速度也表現(xiàn)出一定的適應(yīng)閾值和恢復(fù)力，為我們研究未來(lái)氣候變化提供了重要參考。
始新世?漸新世氣候轉(zhuǎn)折期(Eocene Oligocene transition，EOT，~33.9 Ma)是新生代氣候轉(zhuǎn)型和大氣CO2濃度變化最為劇烈的時(shí)期之一，標(biāo)志著地球氣候系統(tǒng)由兩極無(wú)冰蓋的“溫室氣候”向南極發(fā)育冰蓋的“冷室氣候”的根本性轉(zhuǎn)變。陸地植被生態(tài)系統(tǒng)為應(yīng)對(duì)這一激烈的氣候變化也經(jīng)歷了復(fù)雜的響應(yīng)過(guò)程。
近期，中國(guó)科學(xué)院西雙版納熱帶植物園(以下簡(jiǎn)稱“版納植物園”)古生態(tài)研究組系統(tǒng)梳理并綜述了EOT在古氣候、古植被重建和數(shù)值模擬等領(lǐng)域的研究進(jìn)展、探討了該時(shí)期氣候與植被變化的潛在驅(qū)動(dòng)機(jī)制，評(píng)估了當(dāng)前EOT古氣候、古植被研究面臨的具體問(wèn)題與挑戰(zhàn)。在此基礎(chǔ)上，利用哈德萊中心海氣耦合模式(Hadley Centre Coupled Model 3,HadCM3)和Sheffield動(dòng)態(tài)全球植被模型(Sheffield Dynamic Global Vegetation Model, SDGVM)對(duì)EOT目前面臨的具體問(wèn)題進(jìn)行初步解析。最后，對(duì)EOT未來(lái)的研究方向進(jìn)行展望，旨在從古生態(tài)學(xué)視角為理解和預(yù)測(cè)陸地生態(tài)系統(tǒng)對(duì)未來(lái)氣候變化的長(zhǎng)期響應(yīng)提供理論參考。
盡管學(xué)界就EOT全球海洋普遍降溫已達(dá)成共識(shí)，但陸地氣候的空間響應(yīng)模式，尤其是空間異質(zhì)性及緯度梯度差異，仍存在顯著爭(zhēng)議;關(guān)于EOT觸發(fā)機(jī)制，軌道強(qiáng)迫、CO2濃度下降及熱隔離假說(shuō)均得到數(shù)值模擬驗(yàn)證，主導(dǎo)因素仍待明確;植被響應(yīng)模式表現(xiàn)為森林開(kāi)闊化、喜暖植物衰退及旱生植被擴(kuò)張，但區(qū)域差異顯著。目前，EOT氣候變化如何驅(qū)動(dòng)陸地生態(tài)系統(tǒng)演變的全球系統(tǒng)性研究仍相對(duì)匱乏。
研究基于HadCM3氣候模型和SDGVM植被模型的初步模擬結(jié)果顯示，EOT陸地降溫具有全球一致性，且高緯度地區(qū)降溫幅度更大(圖1)。植被模擬揭示了EOT森林生態(tài)系統(tǒng)開(kāi)闊化及C4草本植物擴(kuò)張趨勢(shì)(圖2)。最后，建議未來(lái)研究應(yīng)重點(diǎn)推動(dòng)大數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬的深度融合，構(gòu)建高精度時(shí)空框架，并發(fā)展更可靠的氣候與植被模型，以提升對(duì)EOT氣候?植被協(xié)同演變機(jī)制的理解。該研究為預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化下陸地生態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)提供了深時(shí)類比。通過(guò)整合多源數(shù)據(jù)與模型，有望揭示氣候?生物圈相互作用的復(fù)雜性，為全球變化研究提供理論支撐。
相關(guān)成果以“始新世?漸新世氣候轉(zhuǎn)折期（EOT）全球氣候與植被變化研究進(jìn)展”為題發(fā)表在自然科學(xué)綜合性學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)通報(bào)》上，版納植物園古生態(tài)研究組博士研究生王楠為論文第一作者，李樹(shù)峰研究員為論文通訊作者，成都理工大學(xué)與布里斯托大學(xué)參與了該項(xiàng)研究。研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金和云南省中青年學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人后備人才項(xiàng)目的共同資助，特此致謝。
圖1 基于化石數(shù)據(jù)和哈德萊中心海氣耦合模式(Hadley Centre Coupled Model 3,HadCM3)模擬EOT全球溫度比較。(a-c)和(d-f)分別為晚始新世和早漸新世全球年均溫(annual mean temperature,MAT)、最冷月均溫(mean temperature of coldest month,CMMT)和最暖月均溫(mean temperature of warmest month(WMMT)。背景值為數(shù)值模擬溫度，圓代表化石重建的溫度。單位為℃?；谌蜴叻刍c(diǎn)使用共存法重建的晚始新世和早漸新世全球古氣候結(jié)果源自公開(kāi)發(fā)表的數(shù)據(jù)集。
圖 2 基于Sheffield動(dòng)態(tài)全球植被模型(Sheffield Dynamic Global Vegetation Model,SDGVM)模擬晚始新世-早漸新世植被類型的變化。(a)模擬晚始新世全球植被類型，(b)模擬早漸新世全球植被功類型。
| 版權(quán)聲明： 1.依據(jù)《服務(wù)條款》，本網(wǎng)頁(yè)發(fā)布的原創(chuàng)作品，版權(quán)歸發(fā)布者（即注冊(cè)用戶）所有；本網(wǎng)頁(yè)發(fā)布的轉(zhuǎn)載作品，由發(fā)布者按照互聯(lián)網(wǎng)精神進(jìn)行分享，遵守相關(guān)法律法規(guī)，無(wú)商業(yè)獲利行為，無(wú)版權(quán)糾紛。 2.本網(wǎng)頁(yè)是第三方信息存儲(chǔ)空間，阿酷公司是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者，服務(wù)對(duì)象為注冊(cè)用戶。該項(xiàng)服務(wù)免費(fèi)，阿酷公司不向注冊(cè)用戶收取任何費(fèi)用。 名稱：阿酷（北京）科技發(fā)展有限公司 聯(lián)系人：李女士，QQ468780427 網(wǎng)絡(luò)地址：www.arkoo.com 3.本網(wǎng)頁(yè)參與各方的所有行為，完全遵守《信息網(wǎng)絡(luò)傳播權(quán)保護(hù)條例》。如有侵權(quán)行為，請(qǐng)權(quán)利人通知阿酷公司，阿酷公司將根據(jù)本條例第二十二條規(guī)定刪除侵權(quán)作品。 |