全新世作为典型间冰期，总体上表现为一个气候相对温暖稳定的时期，但却不断被一系列快速（或极端）气候变化事件打断，威胁人类生存环境。早在1997年，Bond等人从冰筏碎屑物中鉴定出了北大西洋8次著名的典型偏冷事件，发生时间从老至新分别是11.1, 10.3, 9.4, 8.1, 5.9, 4.2, 2.8和1.4 ka BP，加上后来被证实的7.2 ka和小冰期（LIA），全新世累计至少发生了10次快速气候变化（RCC）事件。然而，关于全新世RCC事件成因机制解释一直存在较大争议。例如，前期研究可能忽略了地表演化异常及其对气候的反馈，比如全新世以来陆地植被动态演化特征及其反馈对气候的影响机制值得深入研究。
最近，中科院地球环境研究所李新周研究员级高工及其合作者，搜集整理了东亚区域多种高分辨率地质记录，并利用公共地球系统模式(The Community Earth System Model, CESM)，完成了有动态植被（DV）、无动态植被（nDV）、轨道强迫（ORB）和植被强迫（VF）四组全新世瞬变数值试验，开展了 “模拟-记录”直接比对。结果发现，DV试验可重现中国北方全新世8次RCC事件（图1），发生时间和变化幅度与地质记录非常吻合（图1，图2），且模拟结果显示这8次RCC事件在北半球普遍存在（图3），而其他试验则仅模拟出个别一两个快速气候变化事件，或者说其他强迫因子引起的快速气候变化事件发生时间与地质记录间存在较大偏差（图2）。
这一研究表明，陆地植被的动态演化及其反馈是是全新世RCC事件发生的一个关键因子（图4）。DV与nDV试验差值显示，动态植被反馈可引起几乎所有RCC事件发生时降水明显减少和温度明显下降（Li et al., 2023, npjCAS）。文中从陆-气相互作用中陆地植被动态退化、地表反照率异常以及地面辐射平衡等方面给出了RCC事件变化及与陆地植被反馈紧密联系的机制解释。值得一提的是，本研究中并未考虑高纬冰盖动态演化和北大西洋冰筏碎屑（淡水注入）等强迫因子，但DV试验准确模拟出了全新世8次RCC事件，说明陆地植被作为陆地与大气间物质、能量交换的一个关键因子，其动态异常及其对气候的反馈在气候长期演化过程中可能起到关键调节作用，未来气候预估中应充分考虑。
图1 全新世快速气候变化（RCC）事件。 图2全新世陆地植被对RCC事件贡献。
图2 全新世8次RCC事件及其集合平均(MRE)的年降水量变化百分比(单位:%)。
图3 全新世陆地植被对中国北方年降水量和地表温度的调制。
上述研究成果于近期在线发表在国际知名期刊npj Climate and Atmospheric Science （npj CAS）上，该研究得到中科院先导专项B（XDB40030100）、基金重大项目（41991254）和崂山实验室科技创新项目(LSKJ202203300)等联合资助，李新周研究员级高工为论文的第一/通讯作者。这项工作是继上一篇发表在Communications Earth & Environment上提出动态植被反馈引起全新世降水长期演变趋势后，针对陆地植被动态演化及其对气候反馈加强了全新世快速气候变化事件的新进展。
相关论文信息如下：
原文1详见：
Li, X., Liu, X., Pan, Z. et al. Transient vegetation degradation reinforced rapid climate change (RCC) events during the Holocene. npj Clim Atmos Sci 6, 125 (2023). https://doi.org/10.1038/s41612-023-00457-5.
原文1链接及下载地址：
https://doi.org/10.1038/s41612-023-00457-5;
https://www.nature.com/articles/s41612-023-00457-5.pdf.
原文2详见：
Li, X., Liu, X., Pan, Z. et al. Orbital-scale dynamic vegetation feedback caused the Holocene precipitation decline in northern China. Communications Earth & Environment， 3, 257 (2022). https://doi.org/10.1038/s43247-022-00596-2.
原文2链接及下载地址：
https://doi.org/10.1038/s43247-022-00596-2；
https://www.nature.com/articles/s43247-022-00596-2.pdf.
转自：“中国科学院地球环境研究所”微信公众号
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