第四紀(jì)生物與人類對冰凍圈變化的適應(yīng)

第四紀(jì)在生物演化史上是個(gè)比較短暫的時(shí)段。然而，與第三紀(jì)相比，第四紀(jì)時(shí)木本植物減少而草本植物增加；木本植物中耐寒的落葉、闊葉和針葉種增加，被子植物空前繁榮；植物群落多次遷移，經(jīng)向變動(dòng)幅度達(dá)?10^o?以上，垂直帶譜上下移動(dòng)達(dá)到?1?000?m?以上，這標(biāo)志著第四紀(jì)冰凍圈壓縮與擴(kuò)張的程度。動(dòng)物界在哺乳動(dòng)物方面主要表現(xiàn)為三趾馬、軛齒象、劍齒象、劍齒虎動(dòng)物群的滅絕，以及真象、真牛、真馬的出現(xiàn)。原有部分種群向南方遷徙，得以延續(xù)。冰期中，也發(fā)展出特有的生物種群，形成新的生態(tài)系統(tǒng)。例如，西伯利亞形成凍土-苔原地帶，一度成為披毛犀-猛犸象生存王國。另外，也有少數(shù)物種在度過極端的冰期嚴(yán)酷環(huán)境后幸存下來，被稱作“活化石”，如銀杏、銀杉、水杉、水松、臺(tái)灣杉、金錢松，大熊貓、金絲猴、揚(yáng)子鱷、白鰭豚等。我國長江流域保存這些孑遺物種的區(qū)域被稱作動(dòng)、植物“避難所”，這也表明長江流域冰期環(huán)境尚未達(dá)到過于嚴(yán)酷的程度。

人類起源于非洲，在第四紀(jì)早期曾有限擴(kuò)散。在格魯吉亞、土耳其、以色列、印尼、越南、德國、匈牙利、捷克、阿爾及利亞、摩洛哥、中國（藍(lán)田人、元謀人、北京人）發(fā)現(xiàn)零星化石或石器。直到晚更新世末次間冰期才有較大規(guī)模擴(kuò)散。末次冰期海平面降低，人類通過大陸橋擴(kuò)散到美洲和澳洲。尼安德特人在生存斗爭中滅亡，而克羅馬農(nóng)人延續(xù)并成為現(xiàn)今人類祖先。這種遷徙和自然選擇的過程都與冰凍圈冰期-間冰期演變不無關(guān)系。特別有趣的是，廣譜革命^①、細(xì)石器、栽培、馴養(yǎng)、紡織、制陶等生活、生產(chǎn)技能接踵涌現(xiàn)都與新仙女木事件之后的氣候變暖相聯(lián)系。從此，農(nóng)業(yè)社會(huì)便蓬勃地發(fā)展起來。

工業(yè)革命開始，人類將地球巖石圈數(shù)億年間積累的有機(jī)能源快速釋放于大氣圈，全球增溫致冰凍圈快速退化。人類生產(chǎn)生活行為也使巖石圈（土壤）、水圈、大氣圈全方位污染，再加上生存空間競爭，造成生物物種大量滅絕，其滅絕速度與規(guī)模遠(yuǎn)超地質(zhì)史上已發(fā)生過的任何自然滅絕事件。人類對地球系統(tǒng)的影響達(dá)到如此嚴(yán)重的程度，迫使科學(xué)家們提出人類紀(jì)概念以示告誡——人類操縱下的地球這個(gè)“諾亞方舟”到底駛向何方？

中國在第四紀(jì)冰凍圈的研究中取得了長足的進(jìn)展：基本查清了青藏高原及周邊山系的第四紀(jì)冰川、凍土分布及其規(guī)律，重建了冰期序列，摸清了高亞洲冰凍圈與全球冰期和青藏高原抬升的耦合關(guān)系。然而，這種基礎(chǔ)研究仍需要大力推進(jìn)。筆者認(rèn)為近期有以下?3?個(gè)方面的工作亟待展開。

青藏高原及周邊山脈冰川與冰川地貌航拍資料庫的建立。現(xiàn)在的無人機(jī)航拍技術(shù)已很發(fā)達(dá)，能夠滿足高分辨地貌辨識(shí)，十分適合于無植被冰雪帶地貌航拍。因此，亟待利用這一新手段對冰川及其地貌進(jìn)行系統(tǒng)航拍，建立基礎(chǔ)圖庫。這既是現(xiàn)代冰川、積雪動(dòng)態(tài)檢測所需，也是冰川冰緣地貌、第四紀(jì)冰期序列細(xì)化研究所必需。這樣一套基礎(chǔ)資料的建立必將極大推進(jìn)研究和預(yù)估水平。建議國家自然科學(xué)基金委員會(huì)和中國科學(xué)院設(shè)立重大項(xiàng)目完成這一工作。

展開冰緣地貌遺跡普查工作，填制冰緣遺跡分布圖。這項(xiàng)工作迄今沒有系統(tǒng)進(jìn)行，人們對冰緣遺跡的了解停留在“順手牽羊”認(rèn)知的狀態(tài)。我國青藏高原及周邊山脈、東北與華北廣泛分布的古冰緣遺跡對于弄清第四紀(jì)尤其是末次冰期環(huán)境及預(yù)估未來有特別重要的意義，也十分有助于進(jìn)一步說明“青藏高原大冰蓋論”和中國東部所謂“低海拔冰川”的真?zhèn)螁栴}。如今交通、設(shè)備、人才各方面條件都已具備，建議這項(xiàng)工作應(yīng)盡快開展。

清理中國東部部分名山疑似古冰川以誤導(dǎo)公眾的問題。第四紀(jì)冰凍圈的研究中涉及中國東部所謂“低海拔第四紀(jì)冰川”問題。由于早期產(chǎn)生的錯(cuò)誤觀點(diǎn)加上少數(shù)人的堅(jiān)持，以及旅游經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，一些名山以似是而非的“冰川遺跡”做招牌招徠游客，極大地誤導(dǎo)了游客和公眾。建議中國科協(xié)組織專家組配合當(dāng)?shù)卣吐糜尾块T清理這方面的問題，以糾正錯(cuò)誤、正本清源，把公眾視聽引向健康的科學(xué)軌道。（周尚哲，華南師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院教授。 趙井東，中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院 ； 王  杰，蘭州大學(xué)；  許劉兵，華南師范大學(xué)； 崔建新，陜西師范大學(xué)  ； 歐先交，嘉應(yīng)學(xué)院； 謝金明，蘭州大學(xué) 。《中國科學(xué)院院刊》供稿）

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