依托距今2250年的高山湖泊記錄，對比粉塵源區(qū)人口數(shù)量、夏季風降水量和沙塵暴強度后，蘭州大學、中國科學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，科學評估自然氣候變化和人類活動在沙塵暴中的相對貢獻是極具挑戰(zhàn)的前沿科學問題。團隊過去的研究發(fā)現(xiàn)，東亞夏季風降水變化對中國文明的歷史演化具有重要影響，如在工業(yè)革命以前，季風增強時，朝代強盛(如漢、唐、宋);而季風減弱時，朝代容易發(fā)生更替(如唐末、元末、明末)。

目前，我國對過去2000年來氣候變化對社會經(jīng)濟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，對于東亞夏季風降水引起文明更替后的生態(tài)效應一直未有探索，特別是氣候環(huán)境變化導致人類活動變化，進而影響生態(tài)環(huán)境改變還缺少科學考證。

為解決這一科學問題，2009年9月，陳發(fā)虎帶領(lǐng)團隊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，沒有受到直接人類活動干擾，是研究亞洲沙塵暴變化與人類活動關(guān)系的理想載體。”陳發(fā)虎說。

該湖芯樣本覆蓋了過去2250年的沙塵暴記錄，最早可追溯到公元前230年，與秦朝建立的時間相當。通過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，團隊重建了過去2000年亞洲沙塵暴的歷史。

通過對比過去2000年沙塵暴記錄、粉塵源區(qū)人口數(shù)量以及夏季風雨量，團隊揭示了2000年來亞洲沙塵暴的變化規(guī)律——東亞夏季風增強時，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，開墾草原和荒漠草原為農(nóng)田，林草植被遭到破壞，進而粉塵源區(qū)擴展，最終導致沙塵暴活動快速上升;相反，東亞夏季風減弱時，降雨減少，氣候惡化，國家動亂紛爭(如魏晉南北朝、五代十國、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，生態(tài)環(huán)境轉(zhuǎn)好，沙塵暴活動減少。研究表明，東亞夏季風降水變化不僅對我國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。2000年前，人類活動已超越自然變率，成為影響亞洲沙塵暴的主要因素。不論未來氣候如何變化，減少人類活動都是控制該地區(qū)沙塵暴活動唯一有效的措施。(劉曉倩 記者 陸成寬)