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末次盛冰期以来中国东部季风区古火活动的异步模式及其气候驱动机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月05日 来源:Global and Planetary Change 4
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中国科学院团队通过整合70个炭屑与黑碳指标,首次揭示中国东部季风区南(SC)、北(NC)部自末次盛冰期(LGM)以来的古火活动异步模式:SC火灾高峰对应干旱期(如LGM、新仙女木事件YD),NC则与湿润期(如B?lling-Aller?d暖期B/A)同步,阐明降水通过调控燃料可燃性(combustibility)与生物量(biomass)驱动区域火机制,为预测全球变暖下火灾风险提供关键古气候参照。
野火是塑造地球生态系统的重要力量,既能改变植被格局,又通过释放气溶胶影响全球气候。近年来,加拿大、澳大利亚等地频发的极端山火警示人类:在全球变暖背景下,理解火灾历史规律至关重要。中国作为东亚季风主导区,96%人口聚集的东部地区火灾风险与季风降水紧密关联,但长期以来,区域尺度的古火演变规律研究仍存在空白——究竟是干旱还是湿润气候更易引发火灾?南北区域的响应机制是否一致?这些问题的答案,将直接关乎未来防灾策略的制定。
中国科学院团队在《Global and Planetary Change》发表的研究,首次系统整合了中国东部70个地点的炭屑(charcoal)和黑碳(black carbon)记录,时间跨度从末次盛冰期(LGM, 21–18 ka BP)至今。研究人员采用高精度放射性碳测年校准年代框架,通过空间聚类将研究区划分为南部(SC,亚热带常绿林)和北部(NC,温带落叶林),结合古气候代用指标(如花粉、湖泊沉积)定量重建降水与植被动态,利用统计方法识别火灾峰值期与气候事件的对应关系。
区域火演化与燃料关系
研究发现SC与NC存在显著异步模式:SC火灾活跃期出现在LGM、新仙女木事件(YD, 12.8–11.6 ka BP)等干旱阶段,此时低降水增加燃料可燃性;而NC火活动高峰则与B?lling-Aller?d暖期(B/A, 14.8–12.9 ka BP)和全新世中期湿润期重合,表明生物量积累是主导因素。这种"南旱北湿"的分异揭示了降水通过双重路径(combustibility vs. fuel availability)调控火机制。
ENSO的远程调控
研究进一步指出厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)通过调制东亚夏季风(EASM)强度,引发中国东部干湿振荡:ENSO暖相位(厄尔尼诺)导致SC干旱、NC多雨,从而分别促进两地火灾发生。这一发现将区域火动态与全球气候系统联系起来。
结论与意义
该研究首次绘制出中国东部季风区两万年来完整的古火时空图谱,阐明南北异步模式的核心驱动是降水对燃料属性的差异化控制。成果不仅为理解自然火制度变率提供基准,更暗示在全球变暖背景下,ENSO活动增强可能加剧中国南北火灾风险的分化——SC需警惕干旱诱导的易燃性上升,而NC则面临生物量激增带来的潜在火险。论文提出的"气候-燃料-火灾"框架,为预测未来火灾格局提供了重要的古数据支撑。
(注:全文数据来源于公开沉积记录,技术方法涉及14
C测年、炭屑浓度统计及气候代用指标集成分析;作者Menglin Song为第一作者,John Dodson为通讯作者)
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