中大新聞網(wǎng)訊（通訊員李芙蓉）自然變化與人類土地利用對生態(tài)系統(tǒng)的共同作用構(gòu)成了陸地植被覆蓋格局，簡稱土地覆被。近年來研究發(fā)現(xiàn)，陸地土地覆被和海洋的反饋?zhàn)饔檬菤夂蚰M不確定性的重要影響因素之一，因此土地覆被變化備受關(guān)注。在氣候模擬、水文模擬、碳循環(huán)模擬等地球系統(tǒng)模型中加入土地覆被模塊來提高此類全球模型的準(zhǔn)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(shù)據(jù)是現(xiàn)今全球變化研究的重點(diǎn)和突破點(diǎn)。孢粉由于個(gè)體小，分布廣泛、保存時(shí)間長等優(yōu)點(diǎn)，是土地覆被重建的理想指標(biāo)，但是由于不同植物的產(chǎn)孢粉能力、孢粉的傳播能力等因素的差異導(dǎo)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(chǎn)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(shí)間尺度和高分辨率土地覆被重建數(shù)據(jù)，中山大學(xué)生態(tài)學(xué)院李芙蓉副教授與瑞典皇家科學(xué)院院士、瑞典林奈大學(xué)Marie-José Gaillard教授聯(lián)合眾多合作者,依托聯(lián)合國PAGES (Past Global Changes)平臺Land cover 6 ka計(jì)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(fā)表，李芙蓉副教授為論文的獨(dú)立第一作者和通訊作者，中山大學(xué)生態(tài)學(xué)院為第一單位。中國科學(xué)院青藏高原研究所曹現(xiàn)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(xué)Shinya Sugita教授, 浙江師范大學(xué)倪建教授，中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所趙艷教授，蘭州大學(xué)安成邦、黃小忠、李育教授,北京大學(xué)劉洪雁教授，中國科學(xué)院大學(xué)孫愛芝副教授，中國科學(xué)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(qū)及鉆孔孢粉樣點(diǎn)：粉色虛線代表現(xiàn)代季風(fēng)界限，（a）衛(wèi)星影像圖；(b) 中國植被區(qū)劃 (侯學(xué)煜，2019) 羅馬數(shù)字代表植被區(qū) (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(tuán)隊(duì)利用我國溫帶和北亞熱帶地區(qū)94個(gè)高分辨率全新世孢粉數(shù)據(jù)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(tài)變化過程。該研究成果涵蓋了我國溫帶和北亞熱帶區(qū)的75個(gè)1? ×1?柵格，重建結(jié)果的分辨率超過500年，近代的分辨率為100-300年。該重建結(jié)果包含27個(gè)種屬，合并成六個(gè)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(jié)果將有以下應(yīng)用價(jià)值：可被耦合到區(qū)域及全球尺度涉及氣候與土地覆被變化互作關(guān)系的模型中，也可用于評價(jià)和校正動態(tài)植被模型和人類土地利用等模型。此外，為了研究結(jié)果在全球變化模型中的應(yīng)用，論文詳細(xì)闡述了重建結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性、誤差大小，以及誤差產(chǎn)生的可能原因，以及該重建結(jié)果所存在的局限性。該結(jié)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(tài)（選取其中的八個(gè)時(shí)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(shí)間段無蓋度，其他時(shí)間段有蓋度。每個(gè)柵格內(nèi)的藍(lán)色圓圈代表重建蓋度的誤差，用變異系數(shù)表示（變異系數(shù)=重建標(biāo)準(zhǔn)差除以重建的數(shù)值），如果標(biāo)準(zhǔn)差大于數(shù)值，藍(lán)色圓圈填滿柵格，代表該數(shù)據(jù)誤差較大，重建結(jié)果不可靠。
結(jié)合團(tuán)隊(duì)之前發(fā)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(tuán)隊(duì)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(qū)和青藏高原東北部地區(qū)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(qū)則開始于6.5-6ka左右。而進(jìn)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(fā)生于溫帶草原東部、青藏高原南部和東部，于3.5-3ka發(fā)生于溫帶草原區(qū)西部、溫帶荒漠區(qū)和青藏高原大部分地區(qū)，于2.5-2ka期間發(fā)生于溫帶落葉闊葉林區(qū)、溫帶荒漠區(qū)和北亞熱帶區(qū)。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
