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新进展:西南印度洋的大型动物灭绝、人类活动与气候变化
发布者: 程海 | 2020-10-21

       2020年10月16日美东时间下午两点,《科学进展》(Science Advances)杂志刊登了西安交通大学全球环境变化研究院程海教授团队和美国加州州立大学Ashish Sinha教授的合作论文——“过去八千年的古气候记录为晚全新世马达加斯加和马斯克林群岛大型动物灭绝提供气候背景”(A multimillennial climatic context for the megafaunal extinctions in Madagascar and Mascarene Islands)。该研究为西南印度洋马达加斯加和马斯克林群岛的大型动物灭绝提供了可靠的气候变化背景,揭示了人类活动在气候剧烈震荡的干旱气候背景下对当地独特生态造成的毁灭性打击。

 

      西南印度洋马达加斯加及附近的马斯克林群岛在世界上以其拥有大量独特珍惜物种,尤其大型动物(绝大部分大型动物体重为10-150kg甚至>150kg)而闻名于世,比如马达加斯加的象鸟,狐猴,矮河马,巨型陆龟,毛里求斯的渡渡鸟和罗德里格斯孤鸽等。然而在晚全新世至近代,这些岛屿又因珍惜物种灭绝而备受瞩目。

 

       

西南印度洋区域卫星影像地图(上图)。南半球夏季降水异常分布图(干旱年份减去湿润年份,下图)

 

关于晚全新世马达加斯加巨型动物灭绝的原因一直是当地古气候和古生物学的研究热点,人类活动对当地生态系统的影响常被认为是马达加斯加物种灭绝的决定性因素。除了对当地物种造成的毁灭型打击,人类活动也悄然改变了湖泊、洞穴等沉积物中的气候信息。马达加斯加的气候如何变化,以及气候变化与生物灭绝的关系常因当地受人类活动影响的古气候记录的多样性而备受争议。

 

研究人员利用马达加斯加以东约1600km的罗德里格斯岛La Vierge 洞穴的石笋,重建了过去8000年以来高分辨率、精确定年的古气候记录。该岛屿远离东非大陆深入海洋内部,人类发现它的时间要远远晚于马达加斯岛大型动物灭绝的时段。

 

       

罗德里格斯岛卫星影像地图(上图);研究人员在La Vierge洞穴中采集鹅管中的洞穴滴水(左下);本文研究石笋切面图(右下)

 

结合现代分析,我们发现罗岛气候变化可反映大范围热带西南印度洋包括马达加斯加的气候变化。古气候记录显示过去8000年以来,西南印度洋在百年至千年尺度上频繁经历了持续时间从几十年至上百年不等的剧烈干旱事件。这一研究表明西南印度洋的大型物种在历史上数次更为严重的干旱事件中均得以存活下来,但最终在晚全新世因人类数量急剧增多和对当地生态破坏活动的影响下,难逃灭绝的命运。

 

       

A人类在毛里求斯(蓝色)和罗德里格斯岛(红色)定居时段。推测人类在马达加斯加定居时段(绿色条带和紫色虚线);B罗德里格斯岛石笋记录的过去8000年古气候变化史;C马达加斯加岛湖泊记录的干旱事件;D在马达加斯加发现的已灭绝大型动物骨骼定年分布图;E过去三千年推测的马达加斯有效人口数量

 

 

值得强调的是,虽然我们依然无法百分之百确定人类活动或气候变化到底谁是造成马达加斯大型动物灭绝的最后一次重击,但是过去1500年以来当地持续的干旱趋势并伴随有剧烈的干旱事件,是人类破坏活动加剧与大型动物灭绝的重要的、不可忽视的背景信息。17至19世纪,自从人类发现马斯克林群岛,这些岛屿上的众多独特动物在短短两百年时间以内相继灭亡,毫无疑问人类的大肆猎杀是造成当地独特物种灭绝的主因,但我们的气候记录首次指出这一时段恰好对应过去1000年以来持续时间最长且最为严重的干旱事件。

 

该研究得到了中国国家自然科学基金、美国国家自然科学基金等项目资助以及全球环境变化研究院院级大型仪器设备共享平台的支持。

 

 

论文信息:Li H, Sinha A*, André A A, Spötl C, Vonhof H B, Meunier A, Kathayat G, Duan P, Voarintsoa N R G, Ning Y, Biswas J, Hu P, Li X, Sha L, Zhao J, Edwards R L, Cheng H*. A multimillennial climatic context for the megafaunal extinctions in Madagascar and Mascarene Islands.Science Advances, 6: eabb2459. DOI: 10.1126/sciadv.abb2459

 

 

论文链接:https://advances.sciencemag.org/content/6/42/eabb2459