二叠纪末高温野火事件导致热带雨林生态系统崩溃

2.52亿年前的二叠纪末生物大灭绝严重破坏了海洋和陆地生态系统，导致约81%的海洋生物和89%的陆地生物在短时间内灭绝。近期，中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代研究团队研究员张华、硕士研究生角升林和博士蔡垚峰，联合南京大学和云南大学，通过高精度的生物标志化合物多环芳烃有机地球化学分析，证实了二叠纪末存在大规模高温野火燃烧事件，为探索该时期陆地生态系统的崩溃过程提供了重要证据。

特提斯周缘强烈的酸性火山活动和西伯利亚大火成岩省通过释放大量温室气体和有毒气体，导致全球变暖，而干旱和高温的气候条件使得野火事件显著增加。野火事件产生的多环芳烃（PAHs）有很强的化学惰性和生物惰性，能够在地层中长期稳定保存，成为恢复古代野火历史常用的一类指标。然而，全球二叠纪-三叠纪转折期关于多环芳烃的研究多基于海相记录，而对陆相材料的研究程度相对不足。因此，利用陆相记录探索该时期野火事件，对剖析二叠纪–三叠纪转折期陆地生态系统的崩溃和植被的演替过程具有重要意义。

科研团队利用中国华南海陆过渡相的冷清沟剖面钻探岩心开展了高精度的生物标志化合物多环芳烃有机地球化学分析。研究发现，在二叠纪–三叠纪转折时期，多环芳烃含量均显示较为一致的显著富集，并与有机碳同位素负异常呈耦合关系，表明在该时期高温且干旱的古气候条件下存在大规模高温野火燃烧事件。在这些多环芳烃化合物中，低分子质量的二苯并呋喃（DBF）等化合物主要来源于陆地植物多糖和木质素的生物降解，这些化合物在二叠纪–三叠纪转折期的异常富集以及与燃烧源多环芳烃之间的协同变化，表明多环芳烃主要来源于陆地植物的高温野火燃烧，且该时期的热带雨林植被系统为大规模野火燃烧提供了充足的燃料。

此外，早三叠世极低的多环芳烃含量和明显变化的多环芳烃参数指标表明，在经历陆地二叠纪末生物大灭绝事件后，陆地生态系统受到影响，分布于古特提斯洋东岸地区高度多样化的热带雨林消失，取而代之的是草本石松类植物所代表的“草地”植被系统，在一定程度上印证了大羽羊齿植物群在二叠纪末期发生了“快速”的绝灭。

相关研究成果发表在《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters）上。研究工作得到国家自然科学基金重大项目和中国科学院战略性先导科技专项的支持。

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图1.贵州冷清沟HK-1钻孔岩芯样品、标准化合物、空白样品的芳烃组分

图2.贵州冷清沟HK-1钻孔岩芯二叠系-三叠系之交岩石地层、有机碳同位素和多环芳烃含量

图3.晚二叠世–早三叠世陆地生态系统重建