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图1 中国北方表土蜗牛组合样品采集点和黄土蜗牛化石样品点分布
图2 蜗牛组合转换函数定量重建的2万年来黄土高原季节温度变化过程
图3 蜗牛化石记录的2万年年均温度变化与气候模拟结果对比
在国家自然科学基金项目（批准号：T2192954、41888101、41830322）资助下，中国科学院地质与地球物理研究所吕厚远研究员课题组及其合作者，采用地质记录中的软体动物化石，重建了我国黄土高原2万年来年均温度和四季温度的变化信息，提供了中全新世大暖期年均温度变化的新证据。相关成果以“东亚软体动物记录破解全新世温度谜题（The Holocene temperature conundrum answered by mollusk records from East Asia）”为题发表在《自然·通讯》（Nature Communications）期刊上。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-32506-7。
过去2万年，全球气候经历了从寒冷盛冰期向温暖全新世的重大转变，是农业起源、人类文明起源发展的关键时期。然而，1万年来全新世气候是如何变化的，是否存在中全新世（约8千－4千年）大暖期，是近年来科学界高度关注的重要问题。回答这个问题，古气候学界通常存在两种途径：地质记录重建和古气候模拟。然而，目前这两种途径得出的结论具有重大分歧，被称为“全新世温度谜题”。争论的焦点，是古气候模拟专家质疑地质记录重建的中全新世温度主要受到夏季温度的支配，不能反映真实的年均温度。因此，如何利用地质记录重建年均温度，寻找对季节性气候敏感的量化指标，评估不同季节温度对年均温度的贡献，是破解这个谜题的关键点。
吕厚远课题组选用对季节性气候变化敏感的陆生软体动物蜗牛作为研究对象，系统采集了我国北方约1000公里范围内的400余个表土蜗牛组合样品和2万年来的黄土蜗牛化石样品（图1），建立了东亚最全的现代陆生蜗牛与气候参数数据库，构建了现代蜗牛组合分布与四个季节温度和年均温度的定量转换函数，重建了2万年来黄土高原年均温度和四季温度的变化信息（图2）。研究发现，基于四个季节温度计算的年均温度与独立重建的年均温度变化趋势一致，从8千年前至4千年前是气候温暖期，之后呈现出明显的降温趋势（图3），且四个季节对年均温度变化都有贡献（正、负）。其中，夏季和冬季温度对年均温度变化的贡献显著大于春季和秋季（图2），不存在夏季温度支配年均温度变化趋势的情况。
综上，本研究发展了采用无脊椎动物群落量化季节性气候参数的方法，通过重建2万年来的季节温度变化信息，验证了东亚地区存在中全新世大暖期、全新世温度变化不受夏季温度支配的猜想，为破解“全新世温度谜题”提供了关键证据。