image: （a）有机碳同位素，（b）黑碳碳同位素，（c）黑碳含量/总有机碳含量，（d）碳酸盐含量，（e）白云石含量/碳酸盐含量，（f）自生碳酸盐Sr/Ca元素比值，（g）自生碳酸盐Mg/Ca元素比值，（h）高岭石/蒙脱石比值，（i）基于支链甘油二烷基甘油四醚类化合物重建的温度记录。图中灰色阴影代表PETM事件。 view more
Credit: ©《中国科学》杂志社
《中国科学：地球科学》发表了中国科学院地质与地球物理研究所博士研究生王学婷、王旭研究员和陈祚伶副研究员共同取得的研究成果。该团队以我国南阳盆地北沟剖面和抚顺盆地西露天剖面沉积物为研究对象，开展黑碳含量和碳同位素测试，以揭示该地区古新世-始新世极热事件（PETM）时期的野火活动，并综合北半球不同区域PETM时期的野火研究，探讨该时期野火的时空演变及驱动机制。研究发现PETM时期北半球多数地区处于“低野火状态”。
具体而言，黑碳含量/总有机碳含量变化揭示了古新世-始新世南阳盆地所处的干旱/半干旱带及抚顺盆地所处的湿润带，在PETM事件的碳同位素负漂开始时野火活动显著减弱，在负漂期处于“低野火状态”，随后在碳同位素恢复期，野火活动逐渐增强，事件后恢复到负漂前的背景水平（图1c和图2c）。PETM时期，全球气候极端温暖湿润。北半球多数地区的孢粉组合表明该时期植被类型发生演替，例如被子植物和湿地植物增加，裸子植物和蕨类植物减少。因此，他们认为，PETM时期北半球大多数区域记录的“低野火状态”很可能是气候和植被变化所导致的。降雨过多增加了可燃物的湿度，从而抑制野火的发生。加之温暖湿润的气候会促进植被发育及植被类型演替，抑制了可燃物的空间连续性，从而减少野火活动的发生和蔓延。此外，PETM时期气候的季节性不分明，没有明显的干季或干季较短，也不利于野火发生。
此外，研究结果揭示了在PETM事件的负漂开始阶段，黑碳含量明显降低，表明惰性碳埋藏减少，更多的碳被储存在生物-大气表生系统中。而在负漂恢复阶段，黑碳含量显著升高，表明惰性碳埋藏增加，碳从短期的生物-大气碳循环转移到了长期的地质碳循环中。这种碳汇转变过程可能作为负反馈机制参与了PETM恢复期的轻碳消耗，并影响着区域碳储库以及全球碳循环。
论文：
王学婷, 陈祚伶, 崔琳琳, 王旭. 2025. 中国大陆古新世-始新世极热事件时期野火的时空演变. 中国科学: 地球科学, 55(2): 524–536
Journal
Science China Earth Sciences