中大新聞網訊（通訊員李芙蓉）自然變化與人類土地利用對生態系統的共同作用構成了陸地植被覆蓋格局，簡稱土地覆被。近年來研究發現，陸地土地覆被和海洋的反饋作用是氣候模擬不確定性的重要影響因素之一，因此土地覆被變化備受關注。在氣候模擬、水文模擬、碳循環模擬等地球系統模型中加入土地覆被模塊來提高此類全球模型的準確性是非常必要的，因此獲取長尺度、高分辨率和高精度的土地覆被數據是現今全球變化研究的重點和突破點。孢粉由于個體小，分布廣泛、保存時間長等優點，是土地覆被重建的理想指標，但是由于不同植物的產孢粉能力、孢粉的傳播能力等因素的差異導致不同植物的孢粉具有不同的代表性，使得用孢粉重建的土地覆被常存在偏差。景觀重建算法中的REVEALS(the Regional Estimates of VEgetation Abundance from Large Sites)模型通過引入孢粉產量、和孢粉傳播模型，校正了孢粉重建土地覆被中的偏差。
為了獲取我國大范圍、長時間尺度和高分辨率土地覆被重建數據，中山大學生態學院李芙蓉副教授與瑞典皇家科學院院士、瑞典林奈大學Marie-José Gaillard教授聯合眾多合作者,依托聯合國PAGES (Past Global Changes)平臺Land cover 6 ka計劃，利用孢粉定量重建了我國北方全新世以來的土地覆被變化。該研究論文于2023年1月6日在 Earth System Science Data（IF=11.815）在線發表，李芙蓉副教授為論文的獨立第一作者和通訊作者，中山大學生態學院為第一單位。中國科學院青藏高原研究所曹現勇研究員，德國阿爾福雷德魏格納研究所Ulrike Herzschuh教授, 塔林大學Shinya Sugita教授, 浙江師范大學倪建教授，中國科學院地理科學與資源研究所趙艷教授，蘭州大學安成邦、黃小忠、李育教授,北京大學劉洪雁教授，中國科學院大學孫愛芝副教授，中國科學院植物研究所姚軼鋒副研究員為本文的共同作者。
圖1：研究區及鉆孔孢粉樣點：粉色虛線代表現代季風界限，（a）衛星影像圖；(b) 中國植被區劃 (侯學煜，2019) 羅馬數字代表植被區 (I) 寒溫帶針葉林, (II)溫帶針闊混交林, (III)暖溫帶落葉闊葉林, (IV) 亞熱帶常綠闊葉林 (V) 熱帶季雨林、雨林 (VI) 溫帶草原 (VII) 溫帶荒漠 (VIII) 青藏高原高寒植被。
研究團隊利用我國溫帶和北亞熱帶地區94個高分辨率全新世孢粉數據和景觀重建模型中的REVEALS模型定量重建了全新世以來（11.7ka 至今）的土地覆被動態變化過程。該研究成果涵蓋了我國溫帶和北亞熱帶區的75個1? ×1?柵格，重建結果的分辨率超過500年，近代的分辨率為100-300年。該重建結果包含27個種屬，合并成六個植物功能型和三種土地覆被類型（針葉喬木、闊葉喬木和草本植物）。該定量重建結果將有以下應用價值：可被耦合到區域及全球尺度涉及氣候與土地覆被變化互作關系的模型中，也可用于評價和校正動態植被模型和人類土地利用等模型。此外，為了研究結果在全球變化模型中的應用，論文詳細闡述了重建結果的準確性與可靠性、誤差大小，以及誤差產生的可能原因，以及該重建結果所存在的局限性。該結果將在未來氣候模擬中起到重要作用。
圖2：REVEALS模型重建全新世草本植物蓋度百分比變化動態（選取其中的八個時間窗為代表）百分比間隔為 0，> 0 %–1 %),> 1 %–5 % ，> 5 %–10 % ，> 10 %–20 %, 和 > 20 %–100%， 灰色代表本時間段無蓋度，其他時間段有蓋度。每個柵格內的藍色圓圈代表重建蓋度的誤差，用變異系數表示（變異系數=重建標準差除以重建的數值），如果標準差大于數值，藍色圓圈填滿柵格，代表該數據誤差較大，重建結果不可靠。
結合團隊之前發表在Earth-Science Reviews（Li et al., 2020），題為“Towards quantification of Holocene anthropogenic land-cover change in temperate China: A review in the light of pollen-based REVEALS reconstructions of regional plant cover”的論文,研究團隊揭示出人類活動在我國全新世以來土地覆被變化中扮演著重要角色，溫帶闊葉林區和青藏高原東北部地區早期人類活動對土地覆被的影響開始于7ka左右，而溫帶草原和荒漠區則開始于6.5-6ka左右。而進一步密集的人類活動對土地覆被的影響則于5-4.5ka左右發生于溫帶草原東部、青藏高原南部和東部，于3.5-3ka發生于溫帶草原區西部、溫帶荒漠區和青藏高原大部分地區，于2.5-2ka期間發生于溫帶落葉闊葉林區、溫帶荒漠區和北亞熱帶區。基于孢粉的人類活動對土地覆被變化的影響與考古研究揭示的人類活動基本一致。
論文鏈接：
https://essd.copernicus.org/articles/15/95/2023/
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825219304441
