实时评估干旱半干旱区的生态环境质量,对我国干旱半干旱区生态环境可持续发展具有至关重要的意义.本研究以阴山北麓典型地区内蒙古武川县为研究区,利用谷歌地球引擎,耦合绿度、湿度、干度、表土粒度、热度5个指标,构建表土遥感生态指数(TRSEI),对武川县1990-2020年生态环境质量进行评价,并采用一元线性回归、多元回归残差分析以及Hurst指数等方法揭示生态环境质量的时空演变及其驱动因素.结果表明:研究区TRSEI的第1主成分贡献度超过70％,特征值均值达0.148,表明TRSEI能有效集成各生态指标信息,引入的表土粒度指标对干旱半干旱区生态环境质量评价有重要意义.1990-2020年,研究区TRSEI波动范围在0.289～0.458,整体呈轻微恶化趋势;耕地及退耕区生态环境质量有所改善,改善区域面积占总面积的47.9％,而草地、裸地、城建区恶化,恶化区域面积占总面积的52.1％.未来,36.9％区域的生态环境质量将持续改善,而41.4％区域可能持续恶化.人类活动是研究区生态环境质量变化的主要驱动因素,面积占比88.6％;气候变化同样有显著影响,面积占比11.4％.TRSEI能够有效评估干旱半干旱区生态环境质量,可为干旱半干旱区生态保护建设提供科学依据.

封面图片由河南大学地理与环境学院李国栋教授在2023年7月于黄河故道区实地考察时拍摄(33°02′33"-35°25′22"N,113°26′34"-120°24′50"E).图片展现了黄河改道后留下的独特景观和自然遗产,在这片广袤的土地上,往日黄河澎湃的流水已不再,取而代之的是宁静的湿地和蜿蜒的旧河道,它们像一条巨大的生命脉络,记录着黄河的变迁和土地的演变.水上散布着一些小岛或浅滩,岛上长满了树木和灌木丛,水鸟翩翩起舞,水面波光粼粼,展示了生态系统中水分与热量的自然调节机制.河岸边,茂密的芦苇丛随风摇曳,宛如绿色的波涛.古河道两侧,广袤的农田与星罗棋布的村庄点缀其间,居民们在此辛勤耕作,悠然生活.黄河故道地区不仅风光旖旎,更是我国生态安全的坚固屏障.

地层孢粉数据是古植被和古气候重建等古环境研究的重要基础.孢粉数据库推动古环境研究从点到区域和全球尺度,从定性到定量,从而实现在大空间尺度和长时间序列上探索植被、气候和人类干扰的相互关系,以更好地理解地球系统的演变.该数据集整合了全国第四纪末期(5万年以来)共372个地层花粉序列,涵盖790个花粉类群,样点分布于中国30个省级行政区与领海.数据集包含地层花粉采样点的地名、经纬度坐标和海拔高度、数据来源、样品类型、沉积物长度、样品数量、测年方法及测年数量、时间跨度和参考文献,以及每个采样点的花粉含量百分比.数据主要来源于20世纪80年代至今.采样点集中分布在温带和亚热带森林、温带草原和荒漠以及青藏高原高寒植被区域;在深海到青藏高原不同海拔高度都有分布,但集中在海拔2 000 m之下.按照数据来源区分,原始数据样点178个,占47.8％;数值化数据194个,占52.2％.按照样品类型分类,多数样点为湖泊样品(151个)、冲积物/洪积物样品(99个)与泥炭样品(67个),占总样点数的85.2％.年代测定的主要方法为放射性碳同位素手段(占样品总数的93.8％),大部分记录有2-10个测年数据.采样点的平均花粉类群数量是19个,以4-30个花粉类群的采样点最多.代表性花粉类群(松属(Pinus)、栎属(Quercus)、蒿属(Artemisia)、禾本科)含量的时空分布格局表明,从末次盛冰期到全新世,这些花粉科属的分布范围扩大,含量也增加,但分布区域具有分异.半个多世纪以来,孢粉学工作者建立中国大部分地区的地层花粉记录,为探究古环境演变及其气候变化、人类活动驱动机制奠定了重要的基础.

湿地作为地球表层物种丰富、功能独特的生态系统,在其发育和环境演变过程中储存了环境变化的大量信息,能反映湿地环境变迁.同时,湿地碳储量巨大,既是“碳源”也是“碳汇”.植硅体作为气候变化的指示剂、长期的陆地碳汇机制,近年来,在考古、古环境和全球碳汇研究中备受关注.研究湿地生态系统中的植硅体及植硅体碳,对探讨湿地中植被类型变化、重建区域古生态环境和碳“汇”具有重要意义.在查阅国内外关于研究湿地植硅体的文献的基础上,总结了植硅体在湿地古气候、古环境研究中的应用;湿地生态系统中植硅体的形态、含量与分布特征,以及植硅体碳的含量特征与在全球碳汇中的重要作用.

近年来,随着距今8 000-7 000年跨湖桥文化和万年之久的上山文化的相继发现,浙江钱塘江流域新石器考古取得了突破性成果,环境考古工作也随之取得了重要进展.我们通过该区域诸暨楼家桥遗址文化层的AMS14C年代测定和孢粉详细分析,重建了遗址区距今约6 500年以来的植被环境及人类活动的过程,特别是对文化层中间的间歇层成因进行了重点剖析.结果表明在楼家桥河姆渡文化早期阶段,研究区孢粉组合以青冈属(Cyclobalanopsis)、栎属(Quercus)为主,指示了遗址点附近分布有常绿落叶阔叶混交林,反映当时气候温暖湿润,适宜人类渔猎和采集的定居生活,同时水稻农业已具一定规模.此时受人类干扰作用较小,地带性植被并未发生改变.随后距今约6 100年文化层中断,形成了自然沉积的间歇层,其孢粉组合面貌显得十分“异常”,主要表现为松属(Pinus)骤增;少量的云杉属(Picea)、冷杉属(Abies)和铁杉属(Tsuga)组成的亚高山针叶植物首次出现;与海相相关的刺甲藻属(Spiniferites)、舌形藻属(Lingulodinium)首次集中出现;同时,淡水盘星藻属(Pediastrum)持续产出.结合钱塘江区域全新世环境演变特点,推断当时杭州湾已经形成,其强烈的海潮上涌顶托造成河水阻塞,受海水及河水淹没的共同作用,从而导致文化层突然中断,不利的环境迫使古人类放弃遗址居住点.此后,随着水灾等环境改善,河姆渡文化晚期先民重返楼家桥.此时,孢粉组合发生了显著改变,以栎属为优势的次生阔叶林形成,说明随着人类稻作农业活动强度的增大,森林植被受到了较强的干扰.

农业的起源与发展,改变了人类食物资源的获取方式.作为史前文化发展的中心,关中地区史前人类生业模式演变规律与影响因素的探索,将为北方地区农业的起源、发展与传播,文化交流对农业发展的影响,人类对环境变迁的适应等热点问题研究提供重要依据.本文对关中地区史前不同文化、不同遗址人与动物骨骼的稳定同位素以及动植物遗存进行了综合分析.结果显示,受文化的发展与交流、区域地理环境的差异、气候的演变等因素影响,关中地区史前先民生业模式呈现时空差异.老官台文化先民的生业模式中旱作农业与狩猎采集并重.仰韶文化早期,旱作农业成为先民生业模式的主体,但不同区域发展水平不同;另外,家畜饲养的发展速度要滞后于农作物.仰韶文化中、晚期至龙山文化早期,水稻与小麦先后传入,形成以粟、黍旱作农业为主,兼营水稻、大豆等的多元化农业结构;水稻对仰韶文化中期先民的食谱产生影响,而同时期家畜饲养主要依赖于粟黍类农作物.龙山文化,黍、粟农业比重下降,水稻含量相对增加,并对先民与家畜的食谱产生影响;肉食获取方式以饲养活动为主,渔猎活动为辅.

通过对宁波北仑NBBL钻孔约6.5 m长柱状样中的有孔虫进行分析及定量统计,结合AMS14C测年结果,恢复了宁波北仓中晚全新世古环境变化历史.研究结果显示,该区在全新世经历了一个完整的海进-海退演变过程.早中全新世(~7 300 Cal aBP以前),宁波北仑为陆地;自~7 300 Cal aBP开始,海水开始影响北仑地区,该区域为滨岸沼泽相;~7 150-2 480 Cal aBP演变为近岸浅海环境,此时段为海侵最盛期;~2 480 Cal aBP以后,海水影响逐渐减弱;其后海水完全退出该地区,北仑地区变为陆地.

简要论述了近十年来泥盆纪石松类研究取得的主要进展.分支系统学研究增进了对石松类起源与谱系分异的认识,新构建的系统发育树中石松纲与真叶植物互为姐妹群,并识别出原始鳞木目和异孢石松类两个单系.基于化石数据库和定量统计分析,揭示了泥盆纪石松类的多样性演变模式:早泥盆世布拉格期(Pragian)石松类的属种数量显著增加,在埃姆斯期(Emsian)至艾菲尔期(Eifelian)逐步取代工蕨类,至晚泥盆世进一步辐射.依据华南、新疆及全球其他地区丰富的化石材料,大量泥盆纪的石松植物新类群得以建立,一系列已有属种得到详细的再研究,明确了这些植物的生物学特征,也促进了对石松类根系、生长和繁殖习性演化的深入理解.对华南早泥盆世的镰蕨类和挪威中 晚泥盆世乔木状石松的研究分别揭示了这一时期植物-土壤相互作用及热带森林群落面貌,为了解早期维管植物对地球环境和陆地生态系统的影响提供了新的资料.

古病理学(Paleopathology)主要是通过古代人类遗存来研究古代人类疾病的产生、演变和发展以及人类对环境的适应性,是体质人类学的重要内容.人类遗骸保留着大量的疾病信息,通过对病理现象的观察、描述、检测和研究,可以有效地推测个体生前所患病症;对人群疾病的研究则有助于了解其生活方式、生业模式、社会组织关系、人群迁徙、信仰和习俗等.

大珠山遗址是青岛市首个具有地层依据的旧石器遗址.该遗址的发掘不仅丰富了我国沿海地区的旧石器考古材料,更对探讨早期人类的生存适应和迁移扩散等问题具有深远意义.解译遗址中的环境背景信息,可以帮助我们更准确地理解当时人类的生存状态.本文通过花粉和磁化率等指标,重建了该遗址所在区域的环境演变过程.研究结果显示:1)大珠山遗址的光释光年龄为65.7-52.9ka,对应MIS4-MIS3c;2)从MIS5b到MIS3b (86.0-45.0ka),区域植被经历4个演替阶段,依次为落叶林草原、落叶阔叶林草原、温带草原和疏林草原,其反映的气候趋势与区域背景下的环境变化过程基本一致;3)MIS4-MIS3c期间迅速回暖的气候,稳定适宜的生存环境,均为早期人类的活动提供良好的生态背景.随后气候转冷,海岸线后退,该地区的人类遗存明显减少,可能指示人类活动减弱或者迁出.这种不同时期内的人类活动强度的变化,表明气候主控下的生存环境变化深刻影响着近海地区早期人类的适应策略.