科學通報 | 始新世?漸新世氣候轉折期(EOT)全球氣候與植被變化研究進展

工業革命以來，人類活動（化石燃料排放和土地利用等）向大氣中排放大量的溫室氣體已經顯著地改變了地球的氣候與生態系統。探究地球環境變化（特別是CO2濃度變化）如何影響生態系統并塑造生物多樣性的分布格局，已成為全球變化研究的核心議題之一。

預測未來氣候的一個不確定性是我們無法了解大氣中不斷增加的CO2濃度會導致多大程度的環境變化與生態系統響應，漫長的地質歷史時期記錄了時間尺度更長的氣候變化過程，生態系統對氣候變化的幅度和速度也表現出一定的適應閾值和恢復力，為我們研究未來氣候變化提供了重要參考。

始新世-漸新世氣候轉折期（Eocene Oligocene transition，EOT，~33.9 Ma）是新生代氣候轉型和大氣CO2濃度變化最為劇烈的時期之一，標志著地球氣候系統由兩極無冰蓋的“溫室氣候”向南極發育冰蓋的“冷室氣候”的根本性轉變。陸地植被生態系統為應對這一激烈的氣候變化也經歷了復雜的響應過程。

近期，中國科學院西雙版納熱帶植物園古生態研究組系統梳理并綜述了EOT在古氣候、古植被重建和數值模擬等領域的研究進展、探討了該時期氣候與植被變化的潛在驅動機制，評估了當前EOT古氣候、古植被研究面臨的具體問題與挑戰。

在此基礎上，利用哈德萊中心海氣耦合模式（Hadley Centre Coupled Model 3, HadCM3）和Sheffield動態全球植被模型（Sheffield Dynamic Global Vegetation Model, SDGVM）對EOT目前面臨的具體問題進行初步解析。并對EOT未來的研究方向進行展望，旨在從古生態學視角為理解和預測陸地生態系統對未來氣候變化的長期響應提供理論參考。

盡管學界就 EOT全球海洋普遍降溫已達成共識，但陸地氣候的空間響應模式，尤其是空間異質性及緯度梯度差異，仍存在顯著爭議；關于 EOT 觸發機制，軌道強迫、CO2濃度下降及熱隔離假說均得到數值模擬驗證，主導因素仍待明確；植被響應模式表現為森林開闊化、喜暖植物衰退及旱生植被擴張，但區域差異顯著。目前，EOT氣候變化如何驅動陸地生態系統演變的全球系統性研究仍相對匱乏。

研究基于HadCM3氣候模型和 SDGVM植被模型的初步模擬結果顯示，EOT陸地降溫具有全球一致性，且高緯度地區降溫幅度更大。植被模擬揭示了EOT森林生態系統開闊化及C4草本植物擴張趨勢。

最后，建議未來研究應重點推動大數據與數值模擬的深度融合，構建高精度時空框架，并發展更可靠的氣候與植被模型，以提升對EOT氣候-植被協同演變機制的理解。該研究為預測未來氣候變化下陸地生態系統的響應提供了深時類比。通過整合多源數據與模型，有望揭示氣候-生物圈相互作用的復雜性，為全球變化研究提供理論支撐。

中國科學院西雙版納熱帶植物園博士研究生王楠為論文第一作者，李樹峰研究員為論文通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃（2022YFF0800800）、國家自然科學基金（42372033）和云南省中青年學術和技術帶頭人后備人才項目（202305AC160051）的共同資助。

文章信息

王楠, 吳夢曉, 唐赫, Valdes Paul J., Farnsworth Alex, 蘇濤, 周浙昆, 李樹峰. 始新世-漸新世氣候轉折期(EOT)全球氣候與植被變化研究進展. 科學通報, 2026, 71(3): 637–650

Wang N, Wu M, Tang H, Valdes P J, Farnsworth A, Su TM Zhou Z, Li S. Global climate and vegetation changes during the Eocene-Oligocene Transition: a review of recent progress (in Chinese). Chin Sci Bull, 2026, 71(3): 637–650, doi: 10.1360/CSB-2025-0232

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