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依托距今2250年的高山湖泊記錄，對(duì)比粉塵源區(qū)人口數(shù)量、夏季風(fēng)降水量和沙塵暴強(qiáng)度后，蘭州大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所等單位的研究人員揭示，2000年前，人類活動(dòng)已成為影響亞洲沙塵暴的主要因素。相關(guān)成果近日發(fā)表于《自然·通訊》雜志上。

論文的并列第一作者與通訊作者、中科院青藏高原研究所陳發(fā)虎院士介紹，科學(xué)評(píng)估自然氣候變化和人類活動(dòng)在沙塵暴中的相對(duì)貢獻(xiàn)是極具挑戰(zhàn)的前沿科學(xué)問(wèn)題。團(tuán)隊(duì)過(guò)去的研究發(fā)現(xiàn)，東亞夏季風(fēng)降水變化對(duì)中國(guó)文明的歷史演化具有重要影響，如在工業(yè)革命以前，季風(fēng)增強(qiáng)時(shí)，朝代強(qiáng)盛(如漢、唐、宋);而季風(fēng)減弱時(shí)，朝代容易發(fā)生更替(如唐末、元末、明末)。

目前，我國(guó)對(duì)過(guò)去2000年來(lái)氣候變化對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)及朝代更替的影響已經(jīng)有較好的研究，擁有相關(guān)的可靠演化歷史重建及其相互關(guān)聯(lián)的研究。但是，對(duì)于東亞夏季風(fēng)降水引起文明更替后的生態(tài)效應(yīng)一直未有探索，特別是氣候環(huán)境變化導(dǎo)致人類活動(dòng)變化，進(jìn)而影響生態(tài)環(huán)境改變還缺少科學(xué)考證。

為解決這一科學(xué)問(wèn)題，2009年9月，陳發(fā)虎帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)鉆取了山西北部呂梁山山頂名為“公海”的高山湖泊的湖芯樣本。“該湖泊位于黃土高原之上，沒(méi)有受到直接人類活動(dòng)干擾，是研究亞洲沙塵暴變化與人類活動(dòng)關(guān)系的理想載體。”陳發(fā)虎說(shuō)。

該湖芯樣本覆蓋了過(guò)去2250年的沙塵暴記錄，最早可追溯到公元前230年，與秦朝建立的時(shí)間相當(dāng)。通過(guò)提取樣品中的沙塵暴組分——沉積物中直徑為19至78微米的顆粒，團(tuán)隊(duì)重建了過(guò)去2000年亞洲沙塵暴的歷史。

通過(guò)對(duì)比過(guò)去2000年沙塵暴記錄、粉塵源區(qū)人口數(shù)量以及夏季風(fēng)雨量，團(tuán)隊(duì)揭示了2000年來(lái)亞洲沙塵暴的變化規(guī)律——東亞夏季風(fēng)增強(qiáng)時(shí)，降雨增加，生態(tài)趨好，戰(zhàn)亂減少，王朝興盛(如漢、唐、北宋、明朝等)，人口迅速增加，農(nóng)業(yè)發(fā)展，開(kāi)墾草原和荒漠草原為農(nóng)田，林草植被遭到破壞，進(jìn)而粉塵源區(qū)擴(kuò)展，最終導(dǎo)致沙塵暴活動(dòng)快速上升;相反，東亞夏季風(fēng)減弱時(shí)，降雨減少，氣候惡化，國(guó)家動(dòng)亂紛爭(zhēng)(如魏晉南北朝、五代十國(guó)、南宋等)，人口迅速減少，游牧民族南侵，農(nóng)牧界線南移，沙塵源區(qū)植被恢復(fù)，生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)好，沙塵暴活動(dòng)減少。研究表明，東亞夏季風(fēng)降水變化不僅對(duì)我國(guó)朝代文明的更替具有重要的影響，還產(chǎn)生了巨大生態(tài)效應(yīng)。2000年前，人類活動(dòng)已超越自然變率，成為影響亞洲沙塵暴的主要因素。不論未來(lái)氣候如何變化，減少人類活動(dòng)都是控制該地區(qū)沙塵暴活動(dòng)唯一有效的措施。(劉曉倩 記者 陸成寬)