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Catena: 北宋农业活动导致北方山地森林退化与土壤侵蚀加剧

2021/07/22

北方黄土高原地区作为中华文明诞生的摇篮,新石器时期的人类活动可能已经改变了平原区自然植被。随着人口增加、生存压力变大,人类对高山植被会产生更大的生态压力,但在全新世晚期中国北方山地植被何时以及以何种方式受到人类活动的影响还不清晰。

黄小忠课题组利用中国北方高山湖泊马营海沉积物中孢粉和炭屑的记录,结合历史文献资料记载的人口、战争以及区域的气候变化记录,探讨高山地区人类活动、植被与气候的关系。春秋战国和西汉时期,作物花粉指示农业活动增强,乔木花粉略有降低表明农业对森林植被产生可逆的干扰;隋唐时期松属花粉含量降低,可能与隋炀帝修建汾阳宫,消耗了大量的材质好、易于加工的松木有关;北宋时期,高含量的炭屑和谷物类花粉表明区域农业发展,乔木花粉显著减少到极低表明区域主要为耕地;元和明初时期乔木花粉含量逐渐增加,与元朝期间蒙古游牧民族入侵导致的农业活动减弱,也与明初封山禁林政策相关;而明中后期乔木花粉减少可能因修建长城导致森林被砍伐有关(图1)。此外,研究发现,随着森林破坏,湖泥沉积速率明显加快,流域土壤侵蚀加强,表明山地森林对水土保持非常重要。

本研究探讨了中国北方全新世晚期人类活动对山地森林的影响,特别是北宋农业的发展导致了森林砍伐和生态转变,山地森林破坏和农业活动造成了流域严重的水土流失,为早期人类活动对生态环境的影响提供了新的认识,为区域可持续发展提供历史借鉴。

该研究成果于近日在国际知名期刊《Catena》上在线正式发表,题为“Anthropogenic mountain forest degradation and soil erosion recorded in the sediments of Mayinghai Lake in northern China” 黄小忠为论文第一和通讯作者,博士生任秀秀为第二作者,合作者主要有陈发虎院士、山西大学张晓森副教授、西北院陈雪梅博士以及兰州大学博士生申忠伟、张军、胡玉等。该研究成果由自然科学基金重大项目资助(课题编号:4199125141790422)。

文章全文链接:https://authors.elsevier.com/a/1dRwU1Dk5ARdC6

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0341816221004550

1马营海湖泊沉积记录与中国其他记录的比较:(a)山西省近2300年的人口规模(Wang et al., 2018);(b)中国山西省战争频次(Wang et al., 2018);(c)炭屑浓度;(d)谷物禾本科/禾本科花粉比率(CTP/P);(e)天池乔木花粉含量记录(Zhao et al., 2010);(f)山西公海湖乔木花粉含量记录(Xu et al., 2017);(g)马营海湖乔木花粉含量记录;(‘’表示年代点)。黄色阴影表示人类活动加剧的阶段,紫色阴影表示人类活动减少的阶段。