
二疊紀(jì)晚期“華夏植物群”——大羽羊齒類植物為主的森林倒塌森林植被系統(tǒng)。(鄧珍珍 繪)
團(tuán)隊負(fù)責(zé)人研究員馮卓介紹,遠(yuǎn)古億年化石記錄顯示,發(fā)現(xiàn)昔日繁盛的前場全球“華夏植物群”曾如同現(xiàn)代熱帶雨林般覆蓋華南地區(qū)。隨著環(huán)境脅迫增強(qiáng)(例如頻繁野火),何演森林系統(tǒng)逐漸退化,變成最終跨越生態(tài)閾值而全面崩潰。性災(zāi)取而代之的森林倒塌,是遠(yuǎn)古億年以石松類等草本型植物為主的低矮植被體系。
“森林的發(fā)現(xiàn)崩塌帶來了連鎖效應(yīng)?!闭撐牡谝蛔髡吒毖芯繂T陳劍波說,前場全球“失去森林根系‘抓握’后,何演土壤、變成巖石和礦物質(zhì)被迅速沖刷,性災(zāi)大量硫酸鹽被帶入盆地,森林倒塌導(dǎo)致硫同位素值迅速下降,擾亂了區(qū)域的硫循環(huán)和水體化學(xué)條件等,使得生態(tài)失衡被進(jìn)一步放大,推動了區(qū)域環(huán)境惡化?!?/p>
從南到北:滅絕并非“同時發(fā)生”
研究團(tuán)隊進(jìn)一步將冷清溝剖面的結(jié)果與南半球高緯度地區(qū)的澳大利亞悉尼盆地進(jìn)行對比。兩地均記錄到植被系統(tǒng)崩潰與碳—硫循環(huán)異常的現(xiàn)象,但時間上存在約60萬年的差異——南半球的生態(tài)危機(jī)比北半球早得多。
“這意味著二疊紀(jì)末的環(huán)境危機(jī)不是一場全球瞬時打擊?!瘪T卓說,“不同地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)在先后跨越閾值后逐步失穩(wěn),并在區(qū)域之間疊加放大,最終演變?yōu)槿蛐晕C(jī)?!?/p>
早三疊世“華夏植物群”滅絕后——草本石松類為主的植被系統(tǒng)。(鄧珍珍 繪)
當(dāng)前研究提出的“區(qū)域性植被破壞后的風(fēng)化反饋”機(jī)制凸顯了在全球氣候變化背景下,碳—硫循環(huán)是陸地生態(tài)系統(tǒng)閾值的重要參考,同時,證實大規(guī)模的“森林倒塌”可對區(qū)域環(huán)境造成極其深遠(yuǎn)的影響。
當(dāng)森林倒下,整個生態(tài)系統(tǒng)隨之失衡
本研究是首次對二疊紀(jì)—三疊紀(jì)過渡期非海相地層開展了單礦物(黃鐵礦)的多硫同位素分析。相較傳統(tǒng)的硫同位素地球科學(xué)研究主要依賴于2個穩(wěn)定同位素的比值,多硫同位素分析方法通過同時測量4種穩(wěn)定同位素,能夠更精準(zhǔn)地追蹤硫的來源與轉(zhuǎn)化路徑。
“過去20多年來,多硫同位素技術(shù)為地球科學(xué)研究提供了前所未有的高維信息,就像為地球歷史研究配備了‘高維顯微鏡’,讓我們看到過去看不清的細(xì)節(jié)?!标悇Σㄕf。借助這一方法,科研人員明確了區(qū)域硫循環(huán)異常的成因,厘清了全球與地方信號的差異。
專家指出,這一成果不僅為理解二疊紀(jì)末生物大滅絕提供了新的視角,也為當(dāng)代氣候研究提供了深刻啟示:森林系統(tǒng)一旦跨越生態(tài)安全閾值,其引發(fā)的連鎖反應(yīng)可能遠(yuǎn)超預(yù)期。
“遠(yuǎn)古的教訓(xùn)告訴我們,一片森林的消失,可能撬動整個地球生態(tài)系統(tǒng)的平衡?!瘪T卓說,這項對遠(yuǎn)古災(zāi)難事件的研究,為當(dāng)今人類可能面臨的環(huán)境危機(jī)提出了預(yù)警:一片森林的消失可能會觸發(fā)嚴(yán)峻且不可預(yù)測的環(huán)境反饋,區(qū)域性森林系統(tǒng)的穩(wěn)定對整個地球的健康至關(guān)重要。
來源:新華網(wǎng)
作者: 趙珮然 岳冉冉