《Anthropocene》：Inception of anthropogenic activities and palaeoclimatic reconstruction during the Late Holocene from a high-altitude region, Western Himalaya, India: palynological perspective
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本研究对喜马拉雅西段高海拔地区Chopta-Tungnath的表层土壤和地下沉积物进行花粉分析，揭示晚全新世 (~5000年) 气候植被变化及 (~1000年前) 人类活动影响。发现850年前栎属和Rhododendron花粉减少指示森林退化，伴生蕨类和草本花粉增多，900年前 dung真菌出现证实放牧活动。通过现代花粉模拟和 radiocarbon测年建立高分辨率气候植被序列。
阿米特·库马尔·米什拉（Amit Kumar Mishra）| 鲁奇卡·巴杰帕伊·莫汉蒂（Ruchika Bajpai Mohanty）| 拉坦·卡尔（Ratan Kar）
比尔巴尔·萨赫尼古生物学研究所（Birbal Sahni Institute of Palaeosciences），印度勒克瑙（Lucknow）大学路53号，邮编226007
摘要
本研究对印度北阿坎德邦（Uttarakhand）乔普塔-通格纳特（Chopta-Tungnath）地区的表层土壤和地下沉积物进行了孢粉分析，旨在揭示晚全新世（Late Holocene）的气候变化，以及人类活动在该高海拔喜马拉雅地区的起源、加剧过程及其影响。该研究区域以混交温带森林和高山草甸为特征。通过沿海拔梯度（2700-3680米）采集的表层土壤样本，建立了现代孢粉对比模型，这些样本涵盖了三个不同的植被带：混交温带森林、树线植被以及高山灌木丛和草甸。现代孢粉对比模型主要用于解释花粉与植被之间的关系，并与地下化石花粉记录相吻合。地下采样工作在混交温带森林区域进行，挖掘了一条探沟（深度105厘米）。基于放射性碳测年（14C）数据，通过树木花粉与非树木花粉的比例变化（AP/NAP）以及温带阔叶植物种类的频率变化，推断出了过去5070年的气候波动情况。除了揭示晚全新世的气候变化外，孢粉组合还用于记录该地区的人类活动。约850年前，人类活动的证据表现为栎属（Quercus）和杜鹃属（Rhododendron）花粉频率的下降，这表明这两种树木成分受到了破坏。同时，与人类活动相关的菊科（Asteroidae）和菊苣科（Cichorioideae）植物以及杂草花粉的频率有所增加。大约900年前，地下沉积物中的粪便真菌（coprophilous fungi）数量增加，进一步证明了该地区引入了食草动物的存在。
引言
高海拔喜马拉雅地区是研究全新世（过去11700年）气候变率和人类活动问题的理想场所，因为这些信息在相对原始的环境中得到了保存。多年来，孢粉学（研究花粉和孢子）已被成功应用于重建全球各地的过去植被和气候条件。此外，花粉和孢子分布广泛，由于其大量产生且具有高度抗性，即使少量沉积物也能产生大量的孢粉形态（Kar等人，2022年；Mishra等人，2022年；Mohanty等人，2024年；Quamar等人，2024年）。由于其独特的形态特征，花粉和孢子可以很容易地与母植物群关联起来，从而可用于任何特定地区和时间的植被和气候重建。基于这些背景，本研究在海拔梯度（2700-3680米）上的表层和地下沉积物中进行了孢粉分析，以探讨印度北阿坎德邦西部喜马拉雅地区乔普塔-通格纳特地区人类活动的起源、加剧过程及其影响。
高海拔喜马拉雅地区的孢粉学研究为早期人类活动对脆弱的高山和亚高山生态系统的影响提供了宝贵的见解。通过对表层沉积物和地下沉积物剖面中的花粉和非花粉孢子（NPPs）进行分析，可以揭示气候信号和人类活动的痕迹，如森林砍伐、放牧压力和土地利用变化。真菌元素，尤其是粪便真菌，是非花粉孢子组合的重要组成部分，它们经常从富含有机物的沉积物中提取（Bell，1983年；Cugny等人，2010年；Kar等人，2022年；Mishra等人，2022年）。这些真菌遗迹在沉积物档案中保存良好，为传统基于花粉的重建提供了补充信息，特别是在理解某一地区的人类活动方面（Almeda-Lenero等人，2005年；Raper和Bush，2009年；Kar等人，2022年）。与花粉颗粒不同，真菌孢子直接反映了当地的生态条件和微生境。它们对特定环境参数非常敏感，例如植被组成、水分条件以及基质的化学和物理性质。例如，某些真菌种类与特定的植物宿主密切相关，而另一些则依赖于腐烂的有机物，包括植物残骸和动物粪便（van Geel，2001年；van Geel和Aptroot，2006年）。其中，化石化的粪便真菌孢子尤为值得注意，它们是过去食草动物（如鹿和牦牛等野生动物或绵羊、山羊和牛等家畜）存在的有力指标（Pirozynski等人，1988年；Blackford和Innes，2006年；Ghosh等人，2017年；Kar等人，2022年；Mishra等人，2022年）。这些遗迹在分层序列中的丰富存在为检测景观内的放牧或畜牧活动的强度提供了有力工具。
许多研究表明，粪便真菌孢子在重建过去土地利用、畜牧业实践、畜牧业的引入或加剧以及不同地区人类活动的起源和加剧方面具有实用性（Davis，1987年；Pirozynski等人，1988年；Ralska-Jasiewiczowa和van Geel，1992年；Bell，1983年；van Geel等人，2003年；Hausmann等人，2002年；Bos等人，2005年；Davis和Shafer，2006年；Mazier等人，2009年；Raper和Bush，2009年；Cugny等人，2010年；Ghosh等人，2017年；Kar等人，2022年；Mishra等人，2022年）。因此，粪便真菌孢子越来越被认为是解释古环境研究中人与动物相互作用的重要指标。
在本研究中，孢粉数据被用来重建西部高喜马拉雅地区乔普塔-通格纳特地区晚全新世时期的短期气候变率和当代植被动态。这一对气候敏感的区域为理解过去的环境变化提供了宝贵的档案。本研究的主要目标是识别和解释表明人类活动起源、加剧及其生态影响的孢粉特征，从而有助于更广泛地理解高海拔喜马拉雅生态系统中的人类-环境相互作用。来自探沟（C1：深度105厘米；海拔2700米）的花粉组合显示，过去5070年来植被组成和气候发生了显著变化，同时人类活动的迹象也在增加。
研究区域、气候和植被
乔普塔（Chopta）位于印度北阿坎德邦（Uttarakhand）鲁德拉普拉亚格县（Rudraprayag District）的纬度30°29'至30°30'、经度79°12'至79°13'之间，海拔2700米（图1A）。它是前往距离约4.0公里外的通格纳特神庙（Tungnath Temple）的徒步者的起点，该神庙海拔3500米。该地区没有永久性雪线；该地区的最高峰昌德拉希拉（Chandrashila）海拔3680米（图1B）。
野外调查和样本采集
沿海拔梯度（2700-3680米）从乔普塔村到昌德拉希拉峰采集了35个表层土壤样本，以建立现代孢粉对比模型。根据植被变化，该梯度可分为三个不同的区域：区域I（2700-3100米）为混交温带森林；区域II（3100-3250米）为“Krummholz区”，由矮小的树木组成，形成树线；区域III位于...
地下剖面的年龄-深度曲线和沉积速率
从深度105厘米的探沟中获得了三个放射性碳测年结果：90-93厘米处的年龄为4280±110年前，39-42厘米处的年龄为930±70年前，9-12厘米处的年龄为575±67年前。通过插值校准后的年龄数据确定了沉积速率。90-93厘米处的样本测年为4280±110年前，沉积速率为每年0.015厘米；39-42厘米处的样本测年为930±70年前，沉积速率也为每年0.015厘米。
表层和地下孢粉组合之间的相关性
这一发现表明，现代花粉分布可靠地反映了沿海拔梯度的植被分区，并为解释该地区的化石花粉记录提供了可靠的现代对比模型。由此生成的现代孢粉对比模型有助于比较和校准地下样本中的化石花粉组合。所有样本均显示松属（Pinus）花粉占主导地位（图7A）。尽管该地区没有松属树木。
结论
- 1.
乔普塔-通格纳特地区的表层和地下孢粉记录不仅记录了过去约5000年的气候和植被变化，还记录了过去约1000年的人类活动。该地区的人类活动证据体现在栎属和杜鹃属花粉的减少，以及菊科（Asteroidae）、菊苣科（Cichorioideae）和文化相关花粉类群的频率增加上。
未引用参考文献
Erdtmann（1953年）；Faegri和Iversen（1975年）；Kozáková等人（2020年）
CRediT作者贡献声明
阿米特·库马尔·米什拉（Amit Kumar Mishra）：撰写原始草稿、软件开发、方法论设计、调查实施、数据分析、数据管理、概念构建。拉坦·卡尔（Ratan Kar）：撰写原始草稿、验证结果、监督工作、资源协调、项目管理、方法论设计、调查实施、数据分析、数据管理、概念构建。鲁奇卡·巴杰帕伊·莫汉蒂（Ruchika Bajpai Mohanty）：撰写原始草稿、方法论设计、调查实施、数据分析、数据管理、概念构建。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
RK感谢比尔巴尔·萨赫尼古生物学研究所（BSIP）所长提供的必要设施和发表许可。AKM感谢CSIR-UGC颁发的CSIR-UGC NET奖学金（授权号19/06/2016(i) EU-V-205247），并感谢BSIP所长授予的比尔巴尔·萨赫尼研究助理职位。RBM感谢新德里科技部（DST）根据女性科学家计划（SR/WOS-A/EA-15/2019）提供的研究项目支持。
补充材料说明
ESM_1.xlsx电子表格显示了相应的百分比
