晚全新世高寒干旱区放牧活动与植被覆盖对土壤侵蚀的影响

《CATENA》：Effect of grazing activity and vegetation cover on soil erosion in alpine drylands during the late Holocene

　　• 气候与人类活动共同塑造了晚全新世高山湖泊沉积物粒度。• 除气候外，放牧也是干旱高原地区百年尺度土壤侵蚀的重要驱动因素。• 粗颗粒成分急剧下降源于草地覆盖增加和粗颗粒来源减少。**引言**长期以来，游牧一直是草原地区古代人类的主要生计方式之一，同时也是耕作和运输的工具（Cai等，2025；Ning等，2020；Wilkin等，2021）。尽管中国北方游牧活动的最早时间存在争议，但自晚全新世以来，中国北方的游牧活动就已发展并拥有悠久的历史（Brunson等，2016；Huang等，2021；Librado等，2024；Miehe等，2009；Wei等，2021；Zhang等，2013；Zhang等，2021a）。放牧活动在地球系统、自然环境和人类社会发展中扮演着至关重要的角色（Anadón和Sala，2026；Filazzola等，2020；Garcés-Pastor等，2025；Marshall等，2018；Tang等，2023；Trautmann等，2023）。多项研究表明，放牧活动可以提高土壤肥力和养分含量（Gao等，2007；Sun等，2017），并增加土壤碳储量（Ren等，2025；Rui等，2011）。其他研究则指出，过度放牧活动已导致陆地生态系统（Fuller等，2011；Ruddiman等，2020）、微生物多样性（Niu等，2026）以及草原退化的广泛改变（Huang等，2017）。亦有研究认为，温暖湿润气候下的密集游牧活动促进了中国北方唐朝的兴起，成为一种社会经济和军事力量（Zhang等，2026）。因此，放牧活动对自然生态和人类社会的影响在不同地区各不相同，而缺乏高分辨率的古环境记录和放牧活动记录，使得放牧活动的长期生态与环境效应尚不清楚。历史上素以文化交流、贸易和思想传播的通道而闻名的丝绸之路，同时也是游牧迁徙和季节畜牧生产的必经走廊（Dong等，2022；Frachetti等，2017）。河西走廊是古丝绸之路最重要的路线。此前的考古学和古环境研究表明，古代人类是如何适应气候和环境变化的（Dong等，2021；Feng等，2019；Shi等，2019；Yang等，2020；Yang等，2019b）。然而，关于人类活动对区域环境影响的研究有限。在河西走廊地区，研究表明，早期的冶炼活动导致区域侵蚀速率上升和森林减少（Li等，2011）；青铜时代的农业活动引起土壤肥力流失和土地盐碱化，加速了土地退化过程（Zhou等，2012）。也有研究指出，明清之际的人类活动加剧促进了沙漠化（Yang等，2020）。然而，我们对特定放牧活动如何直接影响自然环境并加速沿丝绸之路土壤侵蚀过程的理解仍存在显著空白。此外，干旱与半干旱生态系统中土壤侵蚀的长期过程与机制仍不清楚，这使我们难以准确评估此类举措对区域生态安全的未来长期生态效应。田俄湖（39.24°N, 97.92°E, 海拔3012米）是位于青藏高原东北缘祁连山脉西部的一个高山湖泊。田俄湖地区主要以荒漠草原植被为特征，无森林分布，且具有悠久的放牧历史（Zhang等，2022b；Zhang等，2018）。此前的研究已显示，区域气候变干迫使人们将其牲畜驱赶至山区（Zhang等，2022b）。然而，该地区放牧活动对当地生态环境的影响仍不清楚，这阻碍了我们理解河西走廊乃至沿丝绸之路地区放牧人类活动与环境之间的关系。在此，我们基于来自田俄湖一条年代确定且高分辨率的沉积岩芯的微化石粒度、真菌孢子和花粉分析结果，阐明过去3500年中干旱山地—盆地系统内放牧强度、植被、粒度和土壤侵蚀之间的关系。我们的结果为理解古代人类如何影响牧区地表过程提供了历史参考，对制定未来区域畜牧业的可持续发展战略也具有潜在帮助。**章节摘录****沉积物采样与年代测定**2015年1月，使用UWITEC活塞取芯器，在天俄湖中心水深14.18米处采集了一条长621厘米的沉积岩芯（TE；39.24°N, 97.92°E；海拔3012米）（图1）（Zhang等，2018）。岩芯以1厘米间隔进行子采样，样本随后进行了冷冻干燥。在最上方621厘米深度处，选取了9个陆生植物大化石样本，进行加速器质谱（AMS）放射性碳年代测定，以避免可能的碳储库效应的影响。**粒度数据**粒度三角图（图3a）按照Folk的无砾碎屑沉积物分类标准绘制（Folk, 1954）。总体而言，TE岩芯中的沉积物以粉砂为主，少量属于粉砂质砂壤土。TE岩芯的粒度按传统沉积学分类方法分为五大类（图3b）：黏土组分（<4微米）、细粉砂组分（4–16微米）、中粉砂组分（16–32微米）、粗粉砂**代理指标的古环境意义解释**此前的研究已表明，湖泊沉积物中蒿属/藜科比值（A/C ratio，*Artemisia*对藜科）可以记录干旱和半干旱地区区域干湿度的变化（Huang等，2009；Zhang等，2023；Zhao等，2012）。在天俄湖，A/C比值一直被用作区域有效湿度的指标（Wang等，2020；Zhang等，2022b；Zhang等，2018），这也得到了湖区仪器测量数据和地表样花粉记录的支持（Wang**结论**青藏高原东北缘田俄湖沉积物的高分辨率多代理记录，对理解干旱山区的人地相互作用具有重要价值。粒度分析结果表明，湖泊沉积物中的砂组分主要由自然和人为因素搬运至湖泊。总体而言，在百年时间尺度上（公元前1540–1400年），当区域放牧活动增强时，砂组分的活动更为强烈。**CRediT作者贡献声明****张军**：写作—审阅与编辑，写作—初稿，监督，项目管理，资金获取，正式分析，数据整理，概念化。**王涛**：可视化，软件，方法论。**王宗立**：资源，方法论，调查。**李春燕**：可视化，软件，正式分析。**李鹏宇**：正式分析。**欧阳瑶**：正式分析。**闵瑞琪**：正式分析。**黄晓中**：写作—审阅与编辑，项目管理。**利益冲突声明**作者声明不存在可能影响本文所述工作的已知竞争性经济利益或个人关系。**致谢**感谢阎天龙博士协助粒度分析。本研究由**国家自然科学基金**资助（项目编号：42301170、42530501）。张军｜王涛｜王宗立｜李春燕｜李鹏宇｜欧阳瑶｜闵瑞琪｜黄晓中