气候模型是面向未来的,它的一般意图是假设我们的星球在未来的某个日期可能是什么样子。由于地球的植被影响气候,气候模型经常包括植被重建,并经常通过与过去的比较来验证。然而,这样的模型往往过于简化,忽略或忽略了人们是如何影响土地及其覆盖的。
这些数据的缺乏导致了LandCover6k项目的诞生,该项目目前已进入第六年,成员包括全球200多名考古学家、历史学家、地理学家、古生态学家和气候建模师。
由宾夕法尼亚大学的考古学家凯瑟琳·莫里森、庞培法布拉大学的马尔科·马德拉和格拉斯哥大学的尼基·怀特豪斯领导,宾夕法尼亚大学景观考古学家艾米丽·哈默和其他人的数据专家,LandCover6k的目标是将12000年前、6000年前、4000年前和1500年前这四个时间段的土地使用系统的考古和历史证据汇总到一个任何人都可以理解和使用的单一数据库中。
研究人员希望,该项目能够成为一种工具,改善对地球未来的预测,杏耀的信誉并填补关于地球过去的空白。“要了解人类对地球的影响,比只看过去的植被要复杂得多。了解人类如何利用土地,特别是人类土地利用和植被之间的关系也很重要,”莫里森说。
Madella说,虽然目前的地球系统模型表明,过去12,000年的人类活动影响了区域和全球气候,
杏耀平台谈科技 ,但“这些模型没有捕捉到影响过去土地覆盖的人类活动的多样性和强度,也没有捕捉到碳和水循环。”
考古学提供了有关土地利用的重要信息,“有助于揭示人类在全球范围内如何影响过去的土地覆盖,”怀特豪斯补充道,“包括种植的农作物和动物,它们是如何被种植的,以及养活不断增长的人口需要多少土地。”
在PLOS ONE的一篇新论文中,该团队详细介绍了LandCover6k的土地利用分类系统和全球数据库。
创造一个共同的语言,系统
共享这些数据意味着首先创造一种跨学科的科学家都能理解的共同语言。莫里森说,这是一项比听起来更令人担忧的任务。“分类意味着在某物上加上硬边。这是非常具有挑战性的,因为考古学家通常更喜欢叙述。”
她补充说,部分由于缺乏共同的术语,考古学家们还没有尝试在全球范围内收集和比较数据,而该项目的古生态学家和建模人员已经在做这些了。“我们花了数年时间与世界各地的同事进行磋商,讨论所有不同类型的土地使用,并开发出一种可以在任何地方使用的通信系统——相同的语言,相同的术语。”
因为在历史上,这些类别根据地点、上下文和时间时期有不同的含义,一些考古学家最初不愿意为每一个类别下单一的定义。哈默举了“耕种”的概念为例。她说:“所谓的‘农业’和狩猎采集者所认为的小规模粮食生产之间的界限在世界各地确实不同。”那么,当狩猎采集者管理野生动植物资源的行为成为“耕种”时,该领域如何公平地判断呢?
这样的问题促使LandCover6k团队在分类系统中创建了一个层次结构,上层的类别从最广泛的角度捕捉一个想法,几个不同的子类别从那里汇聚而下。在农业的例子中,研究小组创建了一个低层次食物生产的亚群体——可能包括狩猎采集者的工作。他们希望为考古学界提供足够的细微差别,同时让气候模型师也能获得数据。
除了这种灵活的层次结构和统一的术语外,最终的分类还有三个主要特征。它是独立于规模和来源的,这意味着它解释了无数种可以研究的方式。研究人员在《公共科学图书馆·综合》(PLOS ONE)上写道,它“从土地而不是人的角度出发”,采用了一致的8 × 8公里网格尺度。“从考古学的角度来看,这是相当大的,”哈默说,“但我们这样做是为了避免一个人画的东西很小,而另一个人画的东西很大。”
具体的例子
为了展示这种分类是如何运作的,研究人员以6000年前的中东地区为例。这一地区,即今天的伊拉克、叙利亚、约旦、科威特、沙特阿拉伯、卡塔尔、巴林、阿拉伯联合酋长国、阿曼和也门所代表的地区,杏耀yl是世界上最早的一些农业的发源地。利用新的分类和数据库,项目参与者建立了区域土地使用地图,尽管数据的可用性各不相同。
哈默解释说:“人们从19世纪中期就开始研究美索不达米亚,因此有大量的数据和大量的综合数据可供依赖。”“对阿拉伯的研究还远远不够。只有几个数据点,特别是在这一时期,而且由于气候事件,数据比其他时期更少。我们想要说明的是,你在拥有大量数据的情况下会采取的方法,而不是在只有少量数据的情况下。”中东土地的新地图是该项目的概念证明,显示了美索不达米亚定居农场和阿拉伯更稀疏的定居土地之间的对比。
研究人员不认为像阿拉伯半岛那样的信息缺口有问题。相反,因为土地使用数据库也记录数据的覆盖范围和质量,它可以突出需要更多研究的领域。莫里森说:“几千年来,人类已经改变了地貌。”“但我们不能就这么说。我们必须证明这一点。”
而这正是LandCover6k的目标所在,它将考古学家们从不同时间和地点收集到的关于人类土地使用的信息整合成一个单一的、可访问的气候模型数据库——以及彼此之间的数据库。哈默说:“这个项目实际上是要翻译我们所做的事情,不仅是要标准化术语,以便我们在全球范围内进行讨论,而且要把过去的故事编织在一起。”