人類活動從何時起顯著影響動植物群落？動植物群落的哪些特徵可以揭示人類的影響程度？人類活動對動植物群落組成和變化的作用是否已經超過了自然氣候因子的作用？這些問題都還存在爭議。 目前評估過去人類活動影響涉及的生物類群有限，大多模型缺乏定量的生態指標，因此尋找人類活動信息新指標，量化評估人類活動對生物群落的影響程度是突破點。中國科學院地質與地球物理研究所新生代地質與環境院重點實驗室博士後董亞傑與研究員吳乃琴等系統採集了中國北方不同人工擾動生境下（耕地、經濟林、城市公園、荒地、自然保護區和近原始生境等）的陸生軟體動物（蝸牛）表土組合樣品（圖1），建立了中國北方（空間梯度約600公里範圍內）人工擾動生境表土蝸牛組合數據庫，利用蝸牛化石記錄重建發現人類在兩千年前就開始顯著改造黃土高原的無脊椎動物群落。
研究人員在表土組合數據庫積累的基礎上，系統甄別了中國北方自然棲息地與人為棲息地的不同蝸牛組合特徵，識別出對人類活動有指示意義的特徵蝸牛種類——如Cathaica fasiola, Bradybaena ravida, Vallonia tenera等組合特徵，顯示了蝸牛組合在作為無脊椎動物群落人為干擾強度生態指標上具有良好的潛力（圖2）。通過典型對應分析（CCA），他們明確了人類影響指數（HII）（綜合了人口壓力、土地利用、基礎設施分佈等多個指標）是蝸牛組合主要的控制因子之一（圖2），並用加權平均偏最小二乘法（WAPLS）建立了蝸牛-人類影響指數定量轉換函數，其推導值與預測值相關係數平方（R2）為0.70，顯示出WAPLS蝸牛-人類活動影響轉換函數較高的可靠性。最後，他們利用WAPLS轉換函數定量重建了黃土高原全新世以來人類擾動強度變化歷史，重建結果顯示兩千年前後人類擾動指數（HII）顯著升高，與該時期區域人口增加、文化發展和農業土地利用顯著增強對應（圖3）。
該研究結果為人類活動（尤其是農業活動）至少在兩千年前開始改造中國北方自然生態系統和無脊椎動物群落提供了有力證據。
相關研究成果發表在Quaternary Science Reviews上。該研究獲得中科院戰略性先導科技專項（B類）和國家自然科學基金的資助。
圖1 中國北方人工擾動生境與自然表土樣品採集點分佈
圖2 蝸牛屬種(a)、表土樣品（b）與人類擾動指數等環境參數的典型對應分析（CCA）
圖3 蝸牛組合轉換函數定量重建的全新世以來人類活動強度與區域人口、文化發展和農業土地利用變化的對比
來源：地質與地球物理研究所
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