科学通报 | 始新世‒渐新世气候转折期(EOT)全球气候与植被变化研究进展

工业革命以来，人类活动（化石燃料排放和土地利用等）向大气中排放大量的温室气体已经显著地改变了地球的气候与生态系统。探究地球环境变化（特别是CO2浓度变化）如何影响生态系统并塑造生物多样性的分布格局，已成为全球变化研究的核心议题之一。

预测未来气候的一个不确定性是我们无法了解大气中不断增加的CO2浓度会导致多大程度的环境变化与生态系统响应，漫长的地质历史时期记录了时间尺度更长的气候变化过程，生态系统对气候变化的幅度和速度也表现出一定的适应阈值和恢复力，为我们研究未来气候变化提供了重要参考。

始新世-渐新世气候转折期（Eocene Oligocene transition，EOT，~33.9 Ma）是新生代气候转型和大气CO2浓度变化最为剧烈的时期之一，标志着地球气候系统由两极无冰盖的“温室气候”向南极发育冰盖的“冷室气候”的根本性转变。陆地植被生态系统为应对这一激烈的气候变化也经历了复杂的响应过程。

近期，中国科学院西双版纳热带植物园古生态研究组系统梳理并综述了EOT在古气候、古植被重建和数值模拟等领域的研究进展、探讨了该时期气候与植被变化的潜在驱动机制，评估了当前EOT古气候、古植被研究面临的具体问题与挑战。

在此基础上，利用哈德莱中心海气耦合模式（Hadley Centre Coupled Model 3, HadCM3）和Sheffield动态全球植被模型（Sheffield Dynamic Global Vegetation Model, SDGVM）对EOT目前面临的具体问题进行初步解析。并对EOT未来的研究方向进行展望，旨在从古生态学视角为理解和预测陆地生态系统对未来气候变化的长期响应提供理论参考。

尽管学界就 EOT全球海洋普遍降温已达成共识，但陆地气候的空间响应模式，尤其是空间异质性及纬度梯度差异，仍存在显著争议；关于 EOT 触发机制，轨道强迫、CO2浓度下降及热隔离假说均得到数值模拟验证，主导因素仍待明确；植被响应模式表现为森林开阔化、喜暖植物衰退及旱生植被扩张，但区域差异显著。目前，EOT气候变化如何驱动陆地生态系统演变的全球系统性研究仍相对匮乏。

研究基于HadCM3气候模型和 SDGVM植被模型的初步模拟结果显示，EOT陆地降温具有全球一致性，且高纬度地区降温幅度更大。植被模拟揭示了EOT森林生态系统开阔化及C4草本植物扩张趋势。

最后，建议未来研究应重点推动大数据与数值模拟的深度融合，构建高精度时空框架，并发展更可靠的气候与植被模型，以提升对EOT气候-植被协同演变机制的理解。该研究为预测未来气候变化下陆地生态系统的响应提供了深时类比。通过整合多源数据与模型，有望揭示气候-生物圈相互作用的复杂性，为全球变化研究提供理论支撑。

中国科学院西双版纳热带植物园博士研究生王楠为论文第一作者，李树峰研究员为论文通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划（2022YFF0800800）、国家自然科学基金（42372033）和云南省中青年学术和技术带头人后备人才项目（202305AC160051）的共同资助。

文章信息

王楠, 吴梦晓, 唐赫, Valdes Paul J., Farnsworth Alex, 苏涛, 周浙昆, 李树峰. 始新世-渐新世气候转折期(EOT)全球气候与植被变化研究进展. 科学通报, 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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