新華社昆明10月29日電 題：2.5億年前一場“森林倒塌”，如何演變成全球性災難

新華社記者趙珮然、岳冉冉

2.5億年前，地球上最嚴重的一場生物災難席卷全球——超過八成海洋物種、七成陸地脊椎動物消失。長期以來，科學界普遍認為，北半球西伯利亞的大規模火山噴發是這場災難的“元兇”。然而，近日云南大學牽頭的一項最新研究表明，這場滅絕的重要環境指標碳—硫循環擾動并非全球同步爆發，而是經歷了分階段、區域性爆發的過程。相關成果發表于國際著名學術期刊《美國科學院院刊》（PNAS），揭示了遠古陸地生態危機從“局部失衡”走向“全球系統性危機”的演化機制，也為今天的氣候變化研究提供了重要警示。

一場“森林倒塌”：遠古生態的連鎖反應

來自云南大學植物古生態團隊的研究顯示，在二疊紀與三疊紀過渡時期，古赤道地區的森林生態系統經歷了突發性崩潰。科研人員在貴州冷清溝剖面鉆孔巖芯中發現，植物群的劇烈衰退伴隨著碳、硫同位素信號的強烈異常——標志著區域性碳—硫循環被打亂。

二疊紀晚期“華夏植物群”——大羽羊齒類植物為主的森林植被系統。（鄧珍珍 繪）

團隊負責人研究員馮卓介紹，化石記錄顯示，昔日繁盛的“華夏植物群”曾如同現代熱帶雨林般覆蓋華南地區。隨著環境脅迫增強（例如頻繁野火），森林系統逐漸退化，最終跨越生態閾值而全面崩潰。取而代之的，是以石松類等草本型植物為主的低矮植被體系。

“森林的崩塌帶來了連鎖效應。”論文第一作者副研究員陳劍波說，“失去森林根系‘抓握’后，土壤、巖石和礦物質被迅速沖刷，大量硫酸鹽被帶入盆地，導致硫同位素值迅速下降，擾亂了區域的硫循環和水體化學條件等，使得生態失衡被進一步放大，推動了區域環境惡化。”

從南到北：滅絕并非“同時發生”

研究團隊進一步將冷清溝剖面的結果與南半球高緯度地區的澳大利亞悉尼盆地進行對比。兩地均記錄到植被系統崩潰與碳—硫循環異常的現象，但時間上存在約60萬年的差異——南半球的生態危機比北半球早得多。

“這意味著二疊紀末的環境危機不是一場全球瞬時打擊。”馮卓說，“不同地區的生態系統在先后跨越閾值后逐步失穩，并在區域之間疊加放大，最終演變為全球性危機。”

早三疊世“華夏植物群”滅絕后——草本石松類為主的植被系統。（鄧珍珍 繪）

當前研究提出的“區域性植被破壞后的風化反饋”機制凸顯了在全球氣候變化背景下，碳—硫循環是陸地生態系統閾值的重要參考，同時，證實大規模的“森林倒塌”可對區域環境造成極其深遠的影響。

當森林倒下，整個生態系統隨之失衡

本研究是首次對二疊紀—三疊紀過渡期非海相地層開展了單礦物（黃鐵礦）的多硫同位素分析。相較傳統的硫同位素地球科學研究主要依賴于2個穩定同位素的比值，多硫同位素分析方法通過同時測量4種穩定同位素，能夠更精準地追蹤硫的來源與轉化路徑。

“過去20多年來，多硫同位素技術為地球科學研究提供了前所未有的高維信息，就像為地球歷史研究配備了‘高維顯微鏡’，讓我們看到過去看不清的細節。”陳劍波說。借助這一方法，科研人員明確了區域硫循環異常的成因，厘清了全球與地方信號的差異。

專家指出，這一成果不僅為理解二疊紀末生物大滅絕提供了新的視角，也為當代氣候研究提供了深刻啟示：森林系統一旦跨越生態安全閾值，其引發的連鎖反應可能遠超預期。

“遠古的教訓告訴我們，一片森林的消失，可能撬動整個地球生態系統的平衡。”馮卓說，這項對遠古災難事件的研究，為當今人類可能面臨的環境危機提出了預警：一片森林的消失可能會觸發嚴峻且不可預測的環境反饋，區域性森林系統的穩定對整個地球的健康至關重要。