近日，中国地质大学（武汉）楚道亮教授、宋海军教授团队联合国外学者在国际著名地学期刊《Geology》上刊发题为“Diachronous end-Permian terrestrial crises in North and South China”的研究成果，揭示了二叠纪末陆地生态危机的异时性及其机制。
二叠纪-三叠纪之交（2.52亿年前）发生了显生宙历史上最严重的生物灭绝事件，海洋和陆地生态系统均遭受重创，同期的大规模火山活动导致的温室气体排放被认为是导致这次灭绝事件的主要原因。然而，准确厘清火山活动引发的气候变化与陆地生态系统响应之间的因果关系仍存在挑战，目前也尚不明确陆地生态系统响应的型式和时间是否具有空间差异性。
图1 CCSM 3.0模拟不同大气二氧化碳浓度下的华南和华北温度和降水结果
针对上述问题，本研究以华南和华北的代表性陆相二叠系-三叠系剖面为材料来源，开展了古生物学、沉积学、地球化学和地球系统模拟研究。系统的古生物学研究发现华南热带雨林植物被气候耐受性更强的种子蕨和石松植物所取代，伴随着植物的灭绝发生了频繁而高强度的野火事件。华北的松柏类植物也遭受了严重的危机，灭绝后植物化石记录十分有限。化学地层和高精度测年数据表明华北地区陆地生态危机的起始时间比华南地区早约30万年。
本研究利用CCSM 3.0地球系统模式开展了不同大气二氧化碳浓度下的气候敏感性实验，结果表明大气二氧化碳浓度的升高导致了致命的热浪、干旱及季节性气候的增强可能是造成陆地生态危机的重要原因。伴随着大气二氧化碳浓度的升高，华南陆表年平均温度升高6-7 ℃，季节性降水增强。华北地区温度和降水的季节性也显著增强，陆表年平均温度升高约8-10 ℃，最高温度可达42℃以上，极端高温和更严重的干旱导致了植物可用水分的缺乏。以上模拟结果与气候敏感沉积物和孢粉学的证据吻合。
因此，本研究认为气候变化的起始时间和强度具有显著的空间差异性，可能是造成华南和华北陆地生态危机异时性的主要原因。本研究为完整认识二叠纪-三叠纪陆地生态危机的型式、过程和空间差异性提供了新材料和新视角。
图2 二叠纪末华南和华北陆地生态危机之间的异时性
相关论文信息：
Chu, D.L.*, Song H.J., Dal Corso, J., Winguth, A.M.E., Gautam, D. M., Wignall, P.B., Grasby, S. E., Shu W.C., Song, H.C., Song, H.Y., Tian, L., Wu, Y.Y., Tong J.N., 2025. Diachronous end-Permian terrestrial crises in North and South China, Geology, v. 53, p. 55–60, https://doi.org/10.1130/G52655.1.
编辑：诸鹏飞
审核：盛捷