第四纪冰冻圈——全球变化长尺度研究

第四纪生物与人类对冰冻圈变化的适应

第四纪在生物演化史上是个比较短暂的时段。然而，与第三纪相比，第四纪时木本植物减少而草本植物增加；木本植物中耐寒的落叶、阔叶和针叶种增加，被子植物空前繁荣；植物群落多次迁移，经向变动幅度达 10^o 以上，垂直带谱上下移动达到 1 000 m 以上，这标志着第四纪冰冻圈压缩与扩张的程度。动物界在哺乳动物方面主要表现为三趾马、轭齿象、剑齿象、剑齿虎动物群的灭绝，以及真象、真牛、真马的出现。原有部分种群向南方迁徙，得以延续。冰期中，也发展出特有的生物种群，形成新的生态系统。例如，西伯利亚形成冻土-苔原地带，一度成为披毛犀-猛犸象生存王国。另外，也有少数物种在度过极端的冰期严酷环境后幸存下来，被称作“活化石”，如银杏、银杉、水杉、水松、台湾杉、金钱松，大熊猫、金丝猴、扬子鳄、白鳍豚等。我国长江流域保存这些孑遗物种的区域被称作动、植物“避难所”，这也表明长江流域冰期环境尚未达到过于严酷的程度。

人类起源于非洲，在第四纪早期曾有限扩散。在格鲁吉亚、土耳其、以色列、印尼、越南、德国、匈牙利、捷克、阿尔及利亚、摩洛哥、中国（蓝田人、元谋人、北京人）发现零星化石或石器。直到晚更新世末次间冰期才有较大规模扩散。末次冰期海平面降低，人类通过大陆桥扩散到美洲和澳洲。尼安德特人在生存斗争中灭亡，而克罗马农人延续并成为现今人类祖先。这种迁徙和自然选择的过程都与冰冻圈冰期-间冰期演变不无关系。特别有趣的是，广谱革命^①、细石器、栽培、驯养、纺织、制陶等生活、生产技能接踵涌现都与新仙女木事件之后的气候变暖相联系。从此，农业社会便蓬勃地发展起来。

工业革命开始，人类将地球岩石圈数亿年间积累的有机能源快速释放于大气圈，全球增温致冰冻圈快速退化。人类生产生活行为也使岩石圈（土壤）、水圈、大气圈全方位污染，再加上生存空间竞争，造成生物物种大量灭绝，其灭绝速度与规模远超地质史上已发生过的任何自然灭绝事件。人类对地球系统的影响达到如此严重的程度，迫使科学家们提出人类纪概念以示告诫——人类操纵下的地球这个“诺亚方舟”到底驶向何方？

中国在第四纪冰冻圈的研究中取得了长足的进展：基本查清了青藏高原及周边山系的第四纪冰川、冻土分布及其规律，重建了冰期序列，摸清了高亚洲冰冻圈与全球冰期和青藏高原抬升的耦合关系。然而，这种基础研究仍需要大力推进。笔者认为近期有以下 3 个方面的工作亟待展开。

青藏高原及周边山脉冰川与冰川地貌航拍资料库的建立。现在的无人机航拍技术已很发达，能够满足高分辨地貌辨识，十分适合于无植被冰雪带地貌航拍。因此，亟待利用这一新手段对冰川及其地貌进行系统航拍，建立基础图库。这既是现代冰川、积雪动态检测所需，也是冰川冰缘地貌、第四纪冰期序列细化研究所必需。这样一套基础资料的建立必将极大推进研究和预估水平。建议国家自然科学基金委员会和中国科学院设立重大项目完成这一工作。

展开冰缘地貌遗迹普查工作，填制冰缘遗迹分布图。这项工作迄今没有系统进行，人们对冰缘遗迹的了解停留在“顺手牵羊”认知的状态。我国青藏高原及周边山脉、东北与华北广泛分布的古冰缘遗迹对于弄清第四纪尤其是末次冰期环境及预估未来有特别重要的意义，也十分有助于进一步说明“青藏高原大冰盖论”和中国东部所谓“低海拔冰川”的真伪问题。如今交通、设备、人才各方面条件都已具备，建议这项工作应尽快开展。

清理中国东部部分名山疑似古冰川以误导公众的问题。第四纪冰冻圈的研究中涉及中国东部所谓“低海拔第四纪冰川”问题。由于早期产生的错误观点加上少数人的坚持，以及旅游经济发展的需要，一些名山以似是而非的“冰川遗迹”做招牌招徕游客，极大地误导了游客和公众。建议中国科协组织专家组配合当地政府和旅游部门清理这方面的问题，以纠正错误、正本清源，把公众视听引向健康的科学轨道。（周尚哲，华南师范大学地理科学学院教授。 赵井东，中国科学院西北生态环境资源研究院 ； 王  杰，兰州大学；  许刘兵，华南师范大学； 崔建新，陕西师范大学  ； 欧先交，嘉应学院； 谢金明，兰州大学 。《中国科学院院刊》供稿）

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