7月10日，地学期刊《Quaternary Science Reviews》在线发表了海洋与地球科学学院黄恩清教授及合作者的研究成果：末次盛冰期以来巽他大陆植被演化场景以及背后的水文气候驱动机制。
距今约两万年前的末次盛冰期，全球平均海平面下降120-130米，暴露的大陆架将现今的中南半岛、马来西亚半岛、婆罗洲、苏门答腊、爪哇岛等区域连成一片，在赤道地区出现了第三块“大陆”(即巽他大陆)。巽他大陆最大面积可达四百万平方公里，规模介于现今的南美洲亚马逊盆地和非洲刚果盆地之间。巽他大陆是全球生物多样性和基因流的热点地区，也是古代人类从亚洲大陆向澳大利亚迁徙的必经路径。因此长久以来，巽他大陆的植被景观和气候演变历史是热点研究话题。存在两种截然不同的观点，一种观点认为作为地球上最湿润的地区之一，冰期时巽他大陆被茂密的热带雨林覆盖，使得地球又多出了一个“氧吧”；另一种观点认为巽他大陆气候较为炎热干旱，草原面积大规模增加，甚至出现一条横跨赤道、将马来半岛和印尼南部岛屿连接起来的“热带稀树草原走廊”(图1)。这条走廊也让古代人类能够较为容易地穿越巽他大陆，不必冒险进入原始雨林。
图1 两万年前巽他大陆地理图以及推测的“热带稀树草原走廊”(橙色区域)。
该研究整理了一系列古植被重建数据(孢粉记录、分子生物标志物、哺乳动物化石、蝙蝠粪便等)，综合利用气候数值模拟输出结果(CESM2耦合模型，PI与LGM标准实验)，对上述问题提供了较为明确的答案。
数据表明，相比于现在，冰期时巽他大陆植被出现三个变化(图2)：（1）热带低地雨林分布出现纬向收缩，在北半球的中南半岛、巴拉望、马来半岛以及南半球的印尼群岛，草地和开阔林地面积都显著扩增；（2）在婆罗洲、苏门答腊和爪哇岛等海拔较高地方，热带山地雨林依然存在，可能成为冰期时雨林的重要“庇护所”；（3）巽他大陆的中央地带确实存在南北走向的“草原走廊”，但这条走廊不见得都是“萨瓦纳草原景观”(savannah)，也有可能是开阔的干旱性雨林(dry rainforest)。
图2 距今两万年前末次盛冰期时巽他大陆的植被类型变迁。(与现代相比，绿色代表冰期时植被类型不变，为热带雨林；橙色代表草类植物出现不同程度的扩增)
进一步对比现代观测数据和气候模拟结果，发现东南亚植被类型变迁与降水季节性变化存在紧密联系，但与年均降水量变化的相关性较弱。降水季节性，即雨季和旱季降水量的差异程度。当降水季节性增强，意味着旱季降水量减少，水分胁迫压力增加，有利于草类植物在生态系统中取得竞争性优势。末次盛冰期时，由于巽他陆架出露，西太平洋暖池大气深对流中心向东移动，巽他大陆上空相比现代盛行下沉气流活动。在北半球冬季(旱季)，这种下沉气流活动导致“热带辐合带”(即大气对流和降雨中心)在巽他大陆上空出现缺口(图3)；而在南半球冬季(旱季)，盛行的下沉气流活动导致“热带辐合带”向北收缩(图4)。因此在两个半球，旱季的降水量都出现下降，这解释了冰期时巽他大陆草类植被和开阔性景观大规模扩增的现象。
该项工作为热带气候演变研究提供了一个更广泛的启示，即除了关注年均降水量演变，也需要注意降水在季节尺度上的不均匀分布状况，后者也会塑造陆地生态体系的面貌。
图3 气候数值模拟显示的末次盛冰期(LGM)与工业革命前(PI)热带大气环流格局的对比。在北半球旱季，相比于PI，LGM时西太平洋暖池大气深对流中心向东移动，巽他大陆上空盛行下沉气流活动，导致“热带辐合带”在巽他大陆上空被“稀释”，出现缺口。
图4 气候数值模拟显示的末次盛冰期(LGM)与工业革命前(PI)热带大气环流格局的对比。在南半球旱季，相比于PI，LGM时西太平洋暖池大气深对流中心向东移动，巽他大陆上空盛行下沉气流活动，导致“热带辐合带”在巽他大陆上空向北收缩。
该论文第一和通讯作者为我院黄恩清教授，合作者包括我院田军教授和贾国东教授，以及袁子杰、王诗贺和杨莹三位研究生。研究项目受到国家自然科学基金和国家重点研发计划的共同资助。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0277379124003251