全新世潘诺尼亚森林草原(东中欧)土地利用演变:史前人类活动阶段的生态影响

【字体: 时间:2025年06月21日 来源:Quaternary Environments and Humans

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  本研究通过多指标古生态学分析,揭示了匈牙利大平原(GHP)全新世植被动态与人类活动的交互作用。研究人员利用花粉、炭屑和地球化学指标,结合考古学证据,首次证实该地区森林草原植被在早-中全新世具有自然气候成因,而晚全新世的开放性景观主要由青铜时代以来的农业活动维持。研究发现新石器时代(7600-7400 cal BP)已出现周期性榛树(Corylus)轮伐和牧业活动,并鉴定出中铜器时代(5970-5450 cal BP)早期大麻(Cannabis sativa)栽培证据。该成果为理解欧亚草原带人类-环境相互作用提供了关键案例。

  

在欧亚大陆广袤的森林草原带,关于这些半开放景观的起源长期存在"自然气候成因"与"人为改造"的学术争论。潘诺尼亚盆地作为欧洲最大的内陆草原区域,其东部大平原(Great Hungarian Plain, GHP)的植被演变历史尤为特殊——这里肥沃的黑钙土(chernozem)孕育了早期农业文明,却也导致自然植被几乎消失,使得重建原始景观面临挑战。更棘手的是,半干旱气候导致该地区沉积档案稀缺,而现存花粉记录多来自泛滥平原牛轭湖,主要反映局部河岸森林动态,难以准确重建高地草原历史。

为破解这一难题,匈牙利科研团队选择科卡德沼泽(Kokad Mire)这一非泛滥平原成因的古湖开展研究。通过高分辨率花粉、炭屑和地球化学多指标分析,结合20公里半径内521处考古遗址的系统调查,研究团队首次揭示了该地区11000年来植被与人类活动的互动历程。论文发表在《Quaternary Environments and Humans》期刊,为理解人类活动对欧亚草原带景观的改造提供了关键证据。

研究团队运用了多项关键技术:放射性碳(AMS 14C)测年构建精确年代框架;REVEALS模型定量重建区域植被覆盖;Land Use Probability (LUP)指数量化人类活动强度;主成分分析(PCA)识别植被变化关键驱动因素;广义加性模型(GAM)解析景观开放度与人类活动的关系。所有数据均来自科卡德-2岩芯(635 cm)的255个连续样本,覆盖全新世完整时段。

全新世植被动态
研究揭示了三个显著阶段:早全新世(11,100-5,700 cal BP)以栎树-榆树-榛树为主的温带落叶林草原,中全新世(5,700-3,950 cal BP)出现山毛榉(Fagus)和鹅耳枥(Carpinus betulus)扩张,晚全新世(3,950 cal BP至今)则呈现人为主导的开放景观。微炭屑通量显示早全新世(11,100-8,600 cal BP)存在自然火活动高峰,而青铜时代(3,900 cal BP起)的炭屑峰值则与人类用火开荒直接相关。

史前土地利用革命
研究发现了三个关键转折点:新石器时代中期(7,600-7,400 cal BP)首次出现榛树轮伐和黑麦(Secale)栽培;铜器时代中期(5,970-5,450 cal BP)出现大麻(Cannabis-type)花粉证据,可能由东方游牧群体引入;青铜时代晚期(3,200-3,000 cal BP)出现不可逆的森林减少,耕地面积增至10%。特别值得注意的是,铁器时代晚期(2,450-2,000 cal BP)的凯尔特群体将湖泊用于大麻沤制,产生79%的惊人花粉峰值。

气候与人为的博弈
通过CHELSA-TraCE21k气候模型与古生态记录对比,研究发现早-中全新世年均温比现今高1-2°C,年降水(约570mm)与现今相当,自然维持了40-50%的开放度。而青铜时代以来的持续开垦使开放度突破50%阈值,完全改变了植被演化轨迹。对比潘诺尼亚盆地三个典型站点显示:东北部Bereg平原最早(4,700 cal BP)出现显著人为干扰,而蒂萨平原(Sarló-hát)直到2,900 cal BP才发生明显改变。

这项研究从根本上改变了我们对欧洲森林草原成因的认知:早-中全新世的半开放景观具有自然气候基础,而晚全新世的开放程度则主要由人类活动决定。研究不仅重建了6,000年来大麻栽培的传播路线,还首次量化了不同历史时期人类活动的生态影响强度。这些发现为理解农业文明对欧亚草原带的改造提供了精确的时间坐标,对当前生态恢复工作具有重要指导意义——在潘诺尼亚盆地,完全排除人为干扰的"原始自然景观"可能从未存在,现代保护策略需要重新审视"自然基线"的定义。

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