第四紀冰凍圈——全球變化長尺度研究

第四紀生物與人類對冰凍圈變化的適應

第四紀在生物演化史上是個比較短暫的時段。然而，與第三紀相比，第四紀時木本植物減少而草本植物增加；木本植物中耐寒的落葉、闊葉和針葉種增加，被子植物空前繁榮；植物群落多次遷移，經向變動幅度達?10^o?以上，垂直帶譜上下移動達到?1?000?m?以上，這標志著第四紀冰凍圈壓縮與擴張的程度。動物界在哺乳動物方面主要表現為三趾馬、軛齒象、劍齒象、劍齒虎動物群的滅絕，以及真象、真牛、真馬的出現。原有部分種群向南方遷徙，得以延續。冰期中，也發展出特有的生物種群，形成新的生態系統。例如，西伯利亞形成凍土-苔原地帶，一度成為披毛犀-猛犸象生存王國。另外，也有少數物種在度過極端的冰期嚴酷環境后幸存下來，被稱作“活化石”，如銀杏、銀杉、水杉、水松、臺灣杉、金錢松，大熊貓、金絲猴、揚子鱷、白鰭豚等。我國長江流域保存這些孑遺物種的區域被稱作動、植物“避難所”，這也表明長江流域冰期環境尚未達到過于嚴酷的程度。

人類起源于非洲，在第四紀早期曾有限擴散。在格魯吉亞、土耳其、以色列、印尼、越南、德國、匈牙利、捷克、阿爾及利亞、摩洛哥、中國（藍田人、元謀人、北京人）發現零星化石或石器。直到晚更新世末次間冰期才有較大規模擴散。末次冰期海平面降低，人類通過大陸橋擴散到美洲和澳洲。尼安德特人在生存斗爭中滅亡，而克羅馬農人延續并成為現今人類祖先。這種遷徙和自然選擇的過程都與冰凍圈冰期-間冰期演變不無關系。特別有趣的是，廣譜革命^①、細石器、栽培、馴養、紡織、制陶等生活、生產技能接踵涌現都與新仙女木事件之后的氣候變暖相聯系。從此，農業社會便蓬勃地發展起來。

工業革命開始，人類將地球巖石圈數億年間積累的有機能源快速釋放于大氣圈，全球增溫致冰凍圈快速退化。人類生產生活行為也使巖石圈（土壤）、水圈、大氣圈全方位污染，再加上生存空間競爭，造成生物物種大量滅絕，其滅絕速度與規模遠超地質史上已發生過的任何自然滅絕事件。人類對地球系統的影響達到如此嚴重的程度，迫使科學家們提出人類紀概念以示告誡——人類操縱下的地球這個“諾亞方舟”到底駛向何方？

中國在第四紀冰凍圈的研究中取得了長足的進展：基本查清了青藏高原及周邊山系的第四紀冰川、凍土分布及其規律，重建了冰期序列，摸清了高亞洲冰凍圈與全球冰期和青藏高原抬升的耦合關系。然而，這種基礎研究仍需要大力推進。筆者認為近期有以下?3?個方面的工作亟待展開。

青藏高原及周邊山脈冰川與冰川地貌航拍資料庫的建立?，F在的無人機航拍技術已很發達，能夠滿足高分辨地貌辨識，十分適合于無植被冰雪帶地貌航拍。因此，亟待利用這一新手段對冰川及其地貌進行系統航拍，建立基礎圖庫。這既是現代冰川、積雪動態檢測所需，也是冰川冰緣地貌、第四紀冰期序列細化研究所必需。這樣一套基礎資料的建立必將極大推進研究和預估水平。建議國家自然科學基金委員會和中國科學院設立重大項目完成這一工作。

展開冰緣地貌遺跡普查工作，填制冰緣遺跡分布圖。這項工作迄今沒有系統進行，人們對冰緣遺跡的了解停留在“順手牽羊”認知的狀態。我國青藏高原及周邊山脈、東北與華北廣泛分布的古冰緣遺跡對于弄清第四紀尤其是末次冰期環境及預估未來有特別重要的意義，也十分有助于進一步說明“青藏高原大冰蓋論”和中國東部所謂“低海拔冰川”的真偽問題。如今交通、設備、人才各方面條件都已具備，建議這項工作應盡快開展。

清理中國東部部分名山疑似古冰川以誤導公眾的問題。第四紀冰凍圈的研究中涉及中國東部所謂“低海拔第四紀冰川”問題。由于早期產生的錯誤觀點加上少數人的堅持，以及旅游經濟發展的需要，一些名山以似是而非的“冰川遺跡”做招牌招徠游客，極大地誤導了游客和公眾。建議中國科協組織專家組配合當地政府和旅游部門清理這方面的問題，以糾正錯誤、正本清源，把公眾視聽引向健康的科學軌道。（周尚哲，華南師范大學地理科學學院教授。 趙井東，中國科學院西北生態環境資源研究院 ； 王  杰，蘭州大學；  許劉兵，華南師范大學； 崔建新，陜西師范大學  ； 歐先交，嘉應學院； 謝金明，蘭州大學 。《中國科學院院刊》供稿）

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