中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站王克林研究員團(tuán)隊(duì)在我國(guó)西南喀斯特地區(qū)歷史人類擾動(dòng)及森林演變方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果近期以Maize Cultivation Three Hundred Years Ago Triggered Severe Rocky Desertification in Southwest China為題發(fā)表在國(guó)際地學(xué)領(lǐng)域知名期刊Earth’s Future上。
以造林為核心的森林景觀恢復(fù)（Forest Landscape Restoration）是“波恩挑戰(zhàn)”和“聯(lián)合國(guó)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)十年”等國(guó)際生態(tài)恢復(fù)計(jì)劃的共同目標(biāo)，但造林并不等于恢復(fù)，以樹為核心的恢復(fù)可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)位修復(fù)、甚至原有完整生態(tài)系統(tǒng)的破壞。大規(guī)模生態(tài)保護(hù)與修復(fù)下，我國(guó)西南喀斯特地區(qū)已成為全球 “變綠”的熱點(diǎn)區(qū)之一，但可溶性碳酸鹽巖脆弱地質(zhì)背景制約“變綠”的可持續(xù)性，過去20多年大規(guī)模人工造林與自然封育下，依然存在部分喀斯特地區(qū)難以自然恢復(fù)成森林景觀、造林也難以成林。了解歷史時(shí)期區(qū)域植被變化和石漠化歷史是回答當(dāng)前及未來喀斯特地區(qū)造林可持續(xù)性和潛力的關(guān)鍵。據(jù)史料記載，歷史時(shí)期、特別是明清時(shí)期，喀斯特地區(qū)已有人為毀林與開墾導(dǎo)致的石漠化發(fā)生，但以往關(guān)于喀斯特區(qū)歷史時(shí)期石漠化和人類活動(dòng)的研究主要借鑒歷史文獻(xiàn)記載，缺乏有效的科學(xué)實(shí)證。
針對(duì)上述問題，王克林團(tuán)隊(duì)岳躍民研究員依托環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站，初步開展了歷史時(shí)期喀斯特區(qū)人類活動(dòng)影響及森林演變工作。建立了基于喀斯特洼地沉積物測(cè)年的歷史人類擾動(dòng)識(shí)別方法，百年尺度利用137Cs和210Pbex定年，歷史時(shí)期定年主要依據(jù)炭屑14C，首次在典型喀斯特洼地的沉積物開展孢粉學(xué)分析，并結(jié)合歷史文獻(xiàn)記載、當(dāng)?shù)卣{(diào)查，重建了過去三百年以來喀斯特地區(qū)“林——?dú)Я帧阈窃炝帧钡娜齻€(gè)主要階段：在1780年之前，針、闊葉樹孢粉濃度很高，意味著當(dāng)前石漠化區(qū)在歷史時(shí)期可能曾經(jīng)覆蓋茂密的針闊混交林；1780年后以玉米花粉和先鋒物種芒萁孢子的同時(shí)出現(xiàn)標(biāo)志著生態(tài)環(huán)境的顯著變化；自20世紀(jì)30年代起，該地區(qū)存在零星造林，以針葉樹柏科/杉科花粉數(shù)量突增為主要特征。研究表明玉米引種、人口增長(zhǎng)和移民，加速了山地開墾和森林砍伐，導(dǎo)致歷史時(shí)期石漠化的發(fā)生，也是當(dāng)前部分喀斯特區(qū)難以自然恢復(fù)成森林景觀的重要原因，高強(qiáng)度人類擾動(dòng)后的喀斯特區(qū)植被修復(fù)需要權(quán)衡林或非林。
本研究作為地質(zhì)背景制約的喀斯特區(qū)歷史人類活動(dòng)影響識(shí)別及森林演變的開創(chuàng)性工作，明確了部分喀斯特地區(qū)短期內(nèi)難成林，為喀斯特區(qū)生態(tài)恢復(fù)基線確定及精準(zhǔn)還林還草提供了重要科學(xué)依據(jù)。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2022YFF1300700)、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41930652,U20A2048)及廣西重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(AB21196063)等資助。
圖1 喀斯特洼地孢粉分析與參考定年數(shù)據(jù)
圖2 過去300年以來喀斯特森林演變特征（A）和廣西森林面積變化（B）