中国东部海岸带是东亚海陆生态系统相互作用以及人类生存活动的重要区域。末次盛冰期(LGM,距今约21ka)全球平均海平面远低于现代,陆架大面积暴露,中国东部海岸带-陆架区成为潜在的生态过渡带和古人类迁徙通道。末次冰消期气候变暖、海平面上升,部分海洋适应性文化文明证据淹没于海面以下,同时对陆架及海岸带地区生态系统产生了明显影响。重建海岸带地区的植被环境变化对于理解这一区域早期文化文明发展与环境的相互作用具有重要意义。由于海岸带及陆架区域的孢粉记录较少,记录整合不足,缺乏系统的综述性研究,末次盛冰期至现代中国东部海岸带地区植被演替过程存在较大争议,海平面上升过程中出露陆架的植被生态面貌与人类活动的生态环境背景尚未有清晰认识。
近日,《国际第四纪》(Quaternary International)发表了题为“Vegetation pattern and succession from LGM to early Holocene in the eastern coastal zone of China”的研究论文。研究聚焦中国东部海岸带-陆架区,海洋区域包括渤海、黄海、东海大陆架,陆地区域包括中国大陆东部、台湾岛、朝鲜半岛西部和日本九州岛西南部等区域的现代海岸线向陆延伸100km的范围(图1)。基于研究区内已发表的34个钻孔的孢粉数据,利用生物群区化方法重建末次盛冰期至早全新世特征时段(LGM、15 ka、12 ka、10 ka)的植被格局(图2),并结合研究区内已发表沉积相的数据分析和主要植物类群空间分布(图3),探究了影响植被格局变迁的因素。
研究结果显示,末次盛冰期渤、黄海出露陆架发育以蒿属、藜科为主的草原及草甸植被,东海陆架以森林草原-落叶阔叶林为主导植被类型。东海南部、琉球群岛和台湾海峡区域则在落叶阔叶林中镶嵌草原组分,仅在东海东南部及琉球群岛局部发育零星的落叶-常绿阔叶混交林。末次冰消期气候转暖,海平面上升驱动沉积环境从陆相向海相转变,植被整体北移,北部草原逐渐被森林替代。东海出露陆架至中国东南丘陵及台湾岛区域植被类型由北向南逐渐由落叶阔叶林向常绿阔叶林过渡。同时,海平面波动促使滨海地区非地带性植被(滨海湿地、沼泽)发育。早全新世植被多样性增加,草原与草甸植被在渤、黄海海岸带重新扩张。自东海海岸带及出露陆架区域向南,植被类型逐渐过渡到落叶-常绿阔叶混交林,森林组分分布范围进一步整体向北移动。气候变化和海平面波动是影响海岸带植被生态演替的主要因素。
主要植物种类的分布变化情况说明,栎属、蒿属的分布主要受陆缘山地平原气候环境和海平面变化控制。藜科、莎草科、禾本科、香蒲属的组合可指示非地带(隐域)性植被,如滨海沼泽、湿地草甸等。与人类活动密切相关的典型资源型植物分布向西北方向移动也印证了人类活动自末次盛冰期以来随着海平面波动上升,适宜生存环境的边界也在向内陆地区发生动态迁移这一结论。
本研究揭示了末次盛冰期至早全新世关键时段的植被格局演替过程,为理解海岸生态系统响应气候变化的机制,预测未来变暖背景下海岸带植被生态环境演变,以及理解陆架出露时期人类活动的生态背景提供科学参考。
本研究得到国家自然科学基金委“海岸带环境变迁与文化文明演替”重大项目(T2192952)的资助。论文第一作者为中国科学院古脊椎动物与古人类研究所博士研究生白广一,通讯作者为中国科学院古脊椎动物与古人类研究所赵克良研究员。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.quaint.2025.110057

图1 研究区域示意图(红色阴影区域,显示本研究所选已发表孢粉点位)。

图2 中国东部海岸带LGM、15ka、12ka、10ka植被格局。

图3 末次盛冰期至早全新世特征时段主要植物类型空间分布。