Ideas and perspectives: Human impacts alter the marine fossil record

Nawrot, Rafał; Zuschin, Martin; Tomašových, Adam; Kowalewski, Michał; Scarponi, Daniele

doi:https://doi.org/10.5194/bg-21-2177-2024

文章|第21卷第9期

https://doi.org/10.5194/bg-21-2177-2024

©作者2024。这项工作分布在
知识共享署名4.0许可证。

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文章|第21卷第9期

想法和观点

2024年5月3日

想法和观点|

|2024年5月3日

想法和观点：人类影响改变了海洋化石记录

拉法·纳鲁特, 马丁·祖辛, 亚当·托马舍夫, 米夏·科瓦列夫斯基, 和丹尼尔·斯卡波尼

摘要

最年轻的化石记录是记录海洋生态系统近代历史及其人类长期变化的重要数据来源。然而，重塑群落和栖息地的人类活动也改变了沉积和生物过程，这些过程控制着记录这些影响的沉积档案的形成。这些不同的物理、地球化学和生物扰动包括由于冲积层和海岸地貌的改变而引起的沉积物通量变化，海底拖网和船舶运输对海底的扰动，海洋酸化和脱氧，本地物种的迁移，以及入侵生态系统工程师的引入。这些新的过程改变了沉积速率、沉积物混合的深度和强度、孔隙水饱和度状态和骨骼遗迹的保存潜力，这些参数控制着化石记录的完整性和时空分辨率。我们认为，人类已经成为改变海洋化石记录性质的主要力量，这种改变既可以阻碍也可以提高我们重建过去生态和气候动态的能力。更好地了解人类对生态系统过程的影响及其在海洋化石记录中的保存之间的反馈，为解释沿海海洋正在进行的人类改造的地史档案提供了新的研究机会和新的工具。

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收到日期：2023年12月9日–讨论开始时间：2024年1月26日–修订日期：2024年3月26日–接受日期：2024年3月28日–发布日期：2024年5月3日

1 介绍

人类世的化石和沉积档案（地质历史记录）（sense Gibbard et al.，2022；另一种观点见Head et al.（2022））是生态监测和仪器记录开始之前生态系统和气候状态数据的不可或缺的来源，允许重建人类对海洋生态系统的长期影响（Ditel和Flessa，2011；Kidwell，2015；Yasuhara等人，2020；Dillon等人，2022）。与任何历史记录一样，地理历史数据在其信息质量得到充分理解时最有价值。然而，人类不仅改变了海洋生态系统，也改变了记录这些变化的地层档案的性质（Wilkinson，2005；Tyrrell，2011；Oberle等人，2016；Syvitski等人，2022）。换言之，人类不仅影响保存的东西，也影响保存的方式，因为受人类影响影响的关键生态系统过程，如生物扰动和有机物再矿化，也控制着骨骼遗迹的埋藏和保存。尽管由此产生的埋葬学和地层学特征可能对准确重建过去的生态和气候动力学构成挑战，但它们也可以精确定位生态系统功能的历史变化（例如，Gooday等人，2009年；Yasuhara等人，2019年；Tomašov-ch等人，2021年）从而提高我们对全球变化后果的理解。

在此，我们提出了一个概念框架，用于理解人类对海洋生态系统的改变如何改变在人类影响集中的边缘海洋、大陆架和斜坡环境中形成的地史记录的完整性和时空分辨率（Halpern等人，2008年）。我们强调了这一现象对海洋古生态学、保护古生物学、，和古气候研究，并提出了可以最大限度地提高从沉积物岩芯和地表死亡组合（即在当今海床的地表混合层中积累的骨骼遗骸）中提取的地质历史数据的信息价值的研究策略。通过概述人类修改早期化石记录的机制，我们希望鼓励在解释海洋沉积和化石档案时更明确地考虑这些影响。

2 什么决定了地史记录的质量？

沉积序列中埋藏化石形成的地史记录的质量取决于其时空分辨率和完整性。时空分辨率对应于化石组合的空间混合和时间平均程度，即生活在不同时间和/或地点的生物遗骸在单个沉积层中的共生（沉积分辨率sense Kowalewski和Bambach，2008）。记录的完整性既可以理解为化石组合相对于其来源群落的完整性（受分类群内部和跨分类群保存潜力的可变性控制），也可以理解为地层的完整性（Sadler，1981）由间断时间决定（地层分辨率sense Kowalewski和Bambach，2008）。在这里，我们将主要关注化石组合的完整性，它决定了地质记录中保存的给定生态环境变量相对于其原始信号的保真度。例如，仅限于年龄变化3000年的厚壳标本的化石样本具有较低的完整性和粗略的时间分辨率，因此相对于源生物组合的原始组成来说保真度较低。

在海洋领域，地史记录的完整性和分辨率主要由四个参数控制：（1）净沉积物堆积率，（2）海底以下沉积物混合的深度和强度，（3）主要由孔隙水饱和状态和生物侵蚀决定的崩解率，以及（4）骨骼生产和耐久性（Kidwell，1986年；Olszewski，2004年；Kowalewski和Bambach，2008年；Tomašov-ch等人，2019年）。骨骼的产生取决于群落组成和种群动态，这控制着骨骼遗骸的耐久性和它们进入死亡组合的速度。随后，沉积、沉积物混合和孔隙水化学决定了遗迹是否在沉积物-水界面附近崩解，以及它们是否以何种速度埋藏在历史层中，以防止混合、溶解或侵蚀（Olszewski，2004）。高沉积速率往往通过减少骨骼残骸混合和溶解的暴露时间来提高时间分辨率和完整性（Kidwell，1986），而快速崩解可以防止较老的残骸堆积，导致完整性低但时间分辨率高（Kowalewski，1997）。

这些参数对地史档案质量的净影响通常取决于它们之间的复杂相互作用（图1）。例如，沉积速率的变化调节了底栖生物群落的组成（Thrush等人，2004），但生物也可以通过沉积物再悬浮、稳定和生产来改变沉积速率（Meadows等人，2012）。反过来，骨架碳酸盐的大量输入可以缓冲孔隙水化学，即使在不饱和条件下也可以减少碳酸盐的溶解（Sulpis等人，2022）。生物扰动和物理改造通常会降低时间分辨率，增加骨骼残骸的物理磨损，并通过孔隙水灌溉促进硫化物氧化，从而促进碳酸盐溶解（Aller，2014）。然而，它们也可能导致骨骼遗骸的快速埋藏，从而保护它们免受沉积物表面附近较高的骨骼分解速率的影响（Tomašov庸ch等人，2019）。骨骼保存也受到生物相互作用的影响，如生物侵蚀、杜罗食人鱼捕食和硬壳化（Kidwell和Bosence，1991）。

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图1理解人类影响如何影响当前形成的海洋化石记录质量的简化概念框架（a），生物（b）和地球化学（c）对海洋生态系统的干扰。控制化石记录质量的四个参数（黄色区域）可以直接受到人类影响（蓝色箭头）的影响，也可以通过社区组成的变化间接受到影响（绿色箭头）。这四个参数依次通过复杂的反馈循环（橙色箭头）链接，并共同决定记录的分辨率和完整性（黑色箭头）。人类活动影响的方向和强度通常取决于上下文（见正文中的示例）。（a）拖网作业对海床（5-10厘米深的犁沟）造成的干扰——亚得里亚海北部的里雅斯特湾（图片由Michael Stachowitsch提供）。（b）觅食射线引起强烈的生物扰动；右边可以看到一个直径为几分米的老喂食坑——巴哈马群岛的圣萨尔瓦多（图片由MichałKowalewski提供）。（c）深海双壳类索勒库图斯1983年9月，亚得里亚海北部的里雅斯特湾（Trieste Gulf of Trieste，norther Adriatic Sea）缺氧引发的大规模底栖生物死亡事件中，该物种在沉积物表面出现并死亡（图片由Michael Stachowitsch提供）。

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三人类活动改变了地史记录

决定海洋地质历史记录完整性和分辨率的四个参数由构造、气候或生物相互作用驱动的自然生物和地质过程控制。然而，当人类成为一种主要的地质力量时，人类活动开始运作，其空间范围、频率、速率和幅度可能会超过自然驱动因素（Wilkinson，2005年；Tyrrell，2011年；Syvitski等人，2022年）。人类活动可以直接修改决定记录质量的四个参数（例如，森林砍伐导致的沉积物供应增加会增加沉积速率）或间接通过诱导群落组成和生态系统功能的变化（例如，由于缺氧而将穴居者排除在外，导致沉积物混合减少；图1）。

3.1 物理干扰

人类通过改变沉积物动员、运输和沉积的速率和路径来改变物理环境（Syvitski等人，2022年）。在陆地上，这些变化是由河流管理、农田和牧场扩张、森林砍伐、采矿、城市化和其他景观变化驱动的。在海洋中，直接的物理影响包括生物资源的开发（拖网捕捞）、全球海上贸易（航运）的维持以及减轻海岸侵蚀和海平面上升的干预措施。这些活动影响到海洋沉积物通量的大小、海岸地貌、沉积速率和海床特性，在地层层序中留下清晰的特征（例如，Martín et al.，2014；Anthony et al.、2014；Handley et al..，2020）。

在过去3000年中，人口增长和强烈的景观变化时期与流向海洋盆地的河流沉积物流量显著增加以及河流三角洲快速增长有关（Maselli和Trincardi，2013；Anthony等人，2014；Syvitski等人，2022）。然而，在上个世纪，尽管沉积物产量不断增加，但由于河流筑坝、水库建设和土壤保护计划，其向海洋的输送量迅速下降（Syvitski et al.，2022）。例如，三峡大坝建成后，长江三角洲的泥沙供应降至历史最低水平，而海岸侵蚀加剧（Wang等人，2018），这将降低当前形成的地质记录的时间分辨率和完整性（图2a）。

底拖网捕鱼、海底挖掘和航运是海洋生态系统中人为扰动的驱动因素，即人为沉积物混合（Zalasiewicz等人，2014；Bunke等人，2019）。拖网捕鱼是大陆架和斜坡海床物理扰动最广泛的来源（Puig et al.，2012；Amoroso et al.，2018）（图第1a段）。它可以侵蚀、混合和再悬浮大量沉积物；改变底栖生物群落的组成和功能；并以与农业和陆地森林砍伐相当的规模改变海景（Martín等人，2014；Paradis等人，2021；Epstein等人，2022）。拖网作业对海底的影响从最小到强烈的风选和顶部30 cm的完全混合（Oberle等人，2016）。例如，在波罗的海，定期拖网捕捞的海床被彻底均匀化至25厘米，这大大超过了自然水动力混合和生物扰动的深度(<10 cm），并消除沉积物岩芯中的时间和地球化学信号（Bunke et al.，2019）（图2b）。拖网引起的细颗粒再悬浮和离岸运输反过来会导致沉积速率显著增加，从而提高渔场下方陆坡沉积记录的时间分辨率（Martín et al.，2014）。

船舶交通和锚泊、航道疏浚以及海砂和砾石开采可能会在海床上留下更大的物理足迹，尽管它们的影响仅限于较浅水域，而且比拖网捕鱼更局限（Schoellhamer，1996；Rapaglia等人，2015；Mielck等，2021年；de Schipper等人，2021年；Watson等人，2022年）。例如，船舶尾流再悬浮1.2×10⁶ 威尼斯泻湖每年的沉积物总量为t，导致浅滩严重侵蚀（Rapaglia et al.，2015）。填海造地、海滩滋养和海岸基础设施建设，以抵消侵蚀，代表着人类对海岸带和离岸源区沉积动力学的直接大规模干预，这些项目的沙子都是在这些区域开采的（Mielck等人，2021年；de Schipper等人，2022年）。最后，新兴的深海采矿业将把人类扰动的影响扩大到深海平原（Levin等人，2020年）。

除了改变沉积物通量外，人类还将新材料引入沉积体系，如混凝土、塑料和其他类型的海洋垃圾。微塑性和大塑性碎屑的存在改变了沉积物的物理性质（Russell等人，2023；Wang和Hou，2023），并且这些物质与海洋生物群相互作用（例如，Galloway等人，2017；Hope等人，2021），影响了沉积物的稳定性、侵蚀、迁移和生物扰动率。

所有这些物理扰动通过显著改变沉积速率和增加地表混合层的深度，直接影响控制地史档案时间分辨率的参数。此外，表层沉积物的混合诱导氧化增加了有机质再矿化（Epstein等人，2022），从而增加了骨骼分解率（Aller，2014），降低了目前形成的化石记录的完整性。人类活动引发的沉积物侵蚀、搬运和再沉积也会通过混合来自不同栖息地的骨骼组合降低空间分辨率（Benavente等人，2005；Bizjack等人，2017）。

3.2 地球化学扰动

大气CO升高引发的海水pH值下降和碳酸盐矿物饱和状态₂直接增加碳酸盐溶解速率（Tyrrell，2011；Eyre等人，2018；Fabricius等人，2020）。因此，随着海洋酸化的持续升级，在海底及其正下方形成的早期化石记录将以越来越快的速度溶解。一些珊瑚礁已经因溶解而遭受净沉积物损失，预计这一模式将在全球加速（Eyre等人，2018年）。更间接地，酸化会影响钙化生物分泌骨骼的能力，骨骼会变得更薄、更多孔、更脆弱（Kroeker等人，2013年）。例如，生活在CO号潜艇附近的腹足类贝壳₂渗漏是研究酸化生物效应的自然系统，其溶解程度高，机械强度降低（Duquette等人，2017年），这损害了其在海底的保存和长期堆积（图2c）。深海化石档案也受到影响，因为浮游有孔虫和翼足类的钙化受损（Bednaršek等人，2012；Béjard等人，2023），方解石补偿深度变浅（Sulpis等人，2018）。

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图2由人类活动（包括物理活动）驱动的地史记录的时间分辨率和完整性的预期变化示例（a–b），地球化学（c–d），和生物学（e–f）干扰。大多数情况下，无法定量估计给定扰动后化石记录的分辨率和完整性的变化，但箭头的方向传达了地质历史记录性质变化的预期方向。（a）大坝拦沙导致长江三角洲沉积速率降低（Wang等人，2018）。（b）波罗的海西南部定期拖网区域的表层沉积物混合（Bunke等人，2019年）。（c）暴露于高架环境下腹足类动物外壳机械完整性的退化第页一氧化碳₂近海CO₂西西里岛北部的渗漏，代表了对海洋酸化长期影响的自然实验（Duquette等人，2017年）。（d）亚得里亚海北部季节性缺氧导致生物扰动和沉积物通气量下降（托马舍夫等人，2018年）。（e）在挪威北部，红帝王蟹入侵导致的挤壳捕食增加，生物扰动减少（Oug等人，2018年）。（f）由于牛鼻鳐的扩散，生物扰动和贝壳破坏增加，这可能是由大西洋西北部鲨鱼数量减少引起的（Myers等人，2007年）。

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海洋酸化会与人为富营养化相互作用，降低碳酸盐的生成和保存率（Silbiger等人，2018年）。富营养化提高了初级生产力，降低了光照水平，这可能导致底栖生物群落结构发生变化，并增加生物棒的丰度（Lescinsky等人，2002年；Fabricius，2005年；Rice等人，2020年）。在近岸珊瑚礁生态系统中，陆源营养物质的大量输入降低了珊瑚钙化率和碳酸盐沉积物的生成（Chazottes等人，2008年；Silbiger等人，2018年）。相比之下，生物侵蚀率可能比贫营养地区高出几个数量级，如受富含营养物质的海底地下水排放影响的夏威夷珊瑚礁所记录的那样（Prouty等人，2017年）。此外，在不受底水含氧量限制的栖息地中，富营养化驱动的生物涡轮机的增殖会增加沉积物中的氧-缺氧循环，从而增加碳酸盐的溶解。

然而，富营养化也会导致缺氧和缺氧（Rabalais等人，2014）。在低氧条件下，在实际死亡发生之前很久，应激性infauna的出现就停止了颗粒再加工（Riedel et al.，2014）（图1c），随后的穴居动物数量减少或灭绝限制了生物扰动和生物灌溉（Schaffner et al.、1992；Bianchi et al.和2021），修改早期成岩途径（Middelburg和Levin，2009）。由此导致的沉积物通风量下降₂通过限制还原代谢物的再氧化来减少碳酸盐溶解（Aller，2014）。因此，缺氧事件频率的增加（Rabalais等人，2014）提高了人类世记录的完整性（增加了贝壳保存）和时间分辨率（减少了沉积物混合）（图2d，3）。

3.3 生物干扰

人类通过引入非本土物种、移除本土分类群或改变其相对丰度来改变海洋生态系统。这种广泛的影响往往是物理和地球化学扰动的次要后果。如果它们影响到生态系统工程师或关键物种（Meadows等人，2012年；Guy-Haim等人，2018年；Bianchi等人，2021年），生物扰动、沉积物地球化学甚至沉积速率（通过生物介导的沉积物再悬浮或稳定）的变化会迅速改变早期化石记录的性质。

非本土物种的传播可能会产生深远的沉积学和地震学影响。例如，红帝王蟹入侵巴伦支海(骆驼副石)以穴居无脊椎动物为食不仅加剧了贝类的捕食，而且还导致了沉积物改造和生物灌溉的下降，氧化表面混合层的厚度减少就表明了这一点（Oug等人，2018年）。这些功能变化这将导致骨骼底栖生物的保存减少，同时增加其化石记录的时间分辨率（图2e）。相反，非本地多毛类在波罗的海的扩散马伦泽利亚spp.比本地物种钻得更深，导致更有效的沉积物改造和生物灌溉（Kauppi et al.，2018），增强有机物再矿化，并促进从季节性缺氧系统切换回常氧系统（Norkko et al.，2012）。

人类活动还可能导致直接或间接影响沉积和埋藏过程的物种区域性减少或灭绝。例如，大型捕食者过度开发导致的营养级联可能会对骨骼保存的生物控制产生意想不到的后果。在大西洋西北部，由于捕鱼压力，鲨鱼数量急剧下降，引发了牛鼻鳐的繁殖，长鼻犀（Myers等人，2007年）。由于这种杜罗鱼挖掘大型取食坑（宽达1米，深20–45厘米）以寻找其非法猎物，射线丰度增加导致生物扰动加剧，海草床被不稳定的沙子取代（Orth，1975），从而影响沉积物混合和贝壳破碎（图2f）。

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图31950年后CE化石记录质量变化的一个例子，由海洋生态系统的人为变化引起（托马舍夫等人，2018年）。（a）20世纪亚得里亚海北部的富营养化导致溶解氧（DO）浓度下降，季节性缺氧频率增加，缺氧敏感型婴儿减少。（b）在波前三角洲的地层记录中，这种状态变化与时间分辨率的增加有关，表现为生物扰动强度的上核下降（如X射线图像所示，岩芯下部强烈均质的生物组构被上部离散的棘类痕迹所取代）；软体动物群落的时间平均缩短；以及与十年一遇洪水相对应的薄粉土层的保护。时间平均值是根据双壳类贝壳的四分位年龄范围来测量的¹⁴C校准氨基酸外消旋法（每个核心增量30个外壳）。（c）沉积物岩芯的化石组合表明，耐缺氧双壳类的丰度和体型显著增加长臂猿为研究影响前软体动物群落动态提供了一个窗口，该窗口可追溯到19世纪末，即第一次底栖生物调查之前的几十年，以及亚得里亚海北部系统生态监测开始之前的一个多世纪（托马舍夫等人，2018年、2020年）。

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4 解读人类世的海洋地质历史记录

这些物理、地球化学和生物扰动经常相互作用（例如，Norkko等人，2012；Silbiger等人，2018；Handley等人，2020；Geraldi等人，2020），并且它们对最年轻的地史档案质量的净影响因环境而异。例如，底拖网捕捞对大陆架记录的负面影响可能伴随着由于再悬浮驱动的沉积速率增加而提高的相邻大陆坡的时间分辨率。人类对海洋沉积层序的改造强度和空间范围也有很大差异，从全球或区域驱动因素（如酸化、沉积物通量变化）到高度局部化的驱动因素（例如锚固），在海景上产生了复杂的镶嵌大陆架邻近区域的严重扭曲部分，影响最小（Oberle等人，2016；Paradis等人，2021）。此外，全球变暖和海平面上升加速的后果，例如剥蚀和海岸侵蚀加剧（Syvitski等人，2022年；de Schipper等人，2021年），生态系统工程师分布的变化（Aronson等人，2015年；Bianchi等人，202一年；Weinert等人，202二年），非本土物种的扩散（McKnight等人，2021年），或基于海洋的气候干预的潜在影响（Levin等人，2023年），可能会加剧许多影响化石记录质量的人为过程。

一方面，人类对海洋生态系统过程和记录这些人为变化的沉积档案的性质的交互影响（图1）可能对依赖地史数据的研究提出挑战。化石记录质量的变化与生态系统的重大重组同时发生，可能掩盖或夸大从地史档案重建的生态变化的幅度。拖网引起的扰动会扭曲顶部沉积层的地层秩序；破坏原始沉积组构；截断、平坦或反转近地表地球化学浓度剖面，可能影响基于沉积物岩芯的环境解释（Oberle等人，2016；Martín等人，2014；Bunke等人，2019）。然而，其他因素的影响更为隐蔽，产生的地层伪影可能被误认为是生物信号。例如，由于低沉积速率而增加的时间平均值不仅降低了时间分辨率，而且可能会虚假地提高化石样本的均匀度和丰富度，同时降低它们之间的成分周转（Kidwell和Tomasovych，2013）。此外，沉积物混合和时间平均化可以消除突然状态变化的地层表现，使其看起来更为缓慢（Anderson，2001；Tomašov塣ch et al.，2020），而沉积中断可以将逐渐的生态过渡转变为地层记录中的突然变化（Kidwell，1986）。尽管这种影响在古生物学数据中最为明显，但生物地球化学代理记录，包括生物标记物和沉积古DNA等新兴记录，并不能免受人类在其保存过程中引起的变化（Paradis等人，2021）和沉积档案的解析。骨骼化石是许多关键古环境指标（例如有孔虫稳定同位素测试）的载体，而其他指标的解释最终依赖于基于放射性同位素剖面或化石放射性碳测年的岩芯年龄-深度模型，因此可能会受到保存、混合、，或沉积速率（Bunke等人，2019年；Kosnik等人，2015年；Lougheed等人，2018年）。

另一方面，生态系统过程中人为变化引起的沉积序列变化为解决全球变化不同方面的地史研究提供了新的机遇。人为特征地理历史记录的完整性和分辨率可以作为生态系统功能重大转变的重要代表（图3）。例如，生物扰动的减少、有机碳含量的增加以及叠层等精细沉积结构的存在通常被用作受影响生态系统和缺氧条件的指标（Gooday et al.，2009；Tomašových et al.，2018），而沉积物岩芯中观察到的骨骼遗骸保存状态可用于追踪沉积物生物灌溉效率的历史变化（Tomašovích et al.，2021），并有助于识别过去的珊瑚大规模死亡事件（Wapnick et al.）。

重要的是，许多人类干扰（如沉积物供应增加或海岸缺氧）产生的沉积记录具有比在冲击前条件下形成的沉积记录更高的时间分辨率（图3），有助于重建生态系统响应和恢复。此外，即使记录的质量降低，一套新的多学科方法结合了生态学、地震学、沉积学、生物地球化学和地层数据，也可以对过去的生态系统动力学提供有力的解释。将保存状态、时间平均值和沉积速率信息纳入古生态重建中，有助于查明记录中的空白，并有助于将主要环境扰动的影响与保存或时间分辨率变化引起的虚假模式相混淆。

地质年代学方法的最新进展（例如，Bush等人，2013年；Clark等人，2014年；Gottschalk等人，2018年）允许对大量单个化石样本进行年龄测定，从而直接估计时间平均值、地层紊乱和间断持续时间（例如，Kosnik等人，2007年；Scarponi等人，2013；Nawrot等人，2022年；托马舍夫等人，2022年；Tomašovích等人，2023年进行了审查），从而对与年龄-深度模型相关的不确定性进行了更现实的评估（Kosnik等人，2015年；Lougheed等人，2018年；Dolman等人，2021年）。更重要的是，这种方法可以用于分解化石组合，从而解决产量、体型和群落组成的时间变化，这在时间平均记录中可能不明显（例如，Harnik et al.，2017；Tomašov-ch and Kidwell，2017；托马舍夫-ch et al.、2019、2020；Clark et al.和2023）。单个化石的放射性碳年代测定（尽管核试验产生了蚀变；Dutta，2016）也可以与来自相同样本的地球化学替代物分析相结合，从而从高度时间平均的沉积序列中提取分辨率良好的古环境时间序列（Lougheed et al.，2018）。

最后，联合模拟生态、沉积学和埋藏过程的数值模拟为埋藏和地层叠加如何修改生物和环境信号提供了有价值的见解。例如，元群落模型与保存过程相结合，用于估计在时间分辨率损失增加的情况下预期的群落更替变化幅度（Kidwell和Tomasovych，2013），并通过将数值模拟与演化模型相结合，探讨了时间平均对地层记录中政权转移检测的影响（Tomašov喠ch et al.，2020）。将这些模型的输出与经验数据进行对比，可以限制与地层记录中观察到的模式一致的可能生态场景的范围。

5 结论

与海森堡不确定性原理类似，改变生态系统的人类驱动过程也会影响我们根据地理历史数据重建这些变化的能力。人类在改变目前形成的古生物记录方面的作用在陆地上已经相当大（Bennett et al.，2018；Plotnick and Koy，2020），并且只会随着海洋资源开发和其他人类压力源的加剧而加剧（O'Hara and Halpern，2022），代表着保护古生物学、历史生态学和古气候研究的潜在挑战。同时，考虑到过去人类引起的生态系统功能变化留下的地层特征，我们应该进一步增强利用化石、地球化学替代物、古代DNA和其他地史数据追踪沿海海洋人类改造历史的能力。因此，我们需要更好地理解人类行为对控制人类世化石记录保真度的埋葬方程不同参数的影响。

数据可用性

本文未使用任何原始数据。用于创建图3的数据可作为托马舍夫等人（2018年、2020年）的补充。

作者贡献

RN构思了最初的想法；RN、MZ、AT、MK和DS进行了文献调查并提供了数据；RN、MZ、AT、MK和DS撰写了手稿。

竞争性利益

联系作者声明，所有作者都没有任何利益冲突。

免责声明

出版商注释：哥白尼出版公司对本文中的管辖权主张、出版的地图、机构隶属关系或任何其他地理代表性保持中立。虽然哥白尼出版物尽一切努力列入适当的地名，但最终责任在于作者。

鸣谢

我们感谢Michael Stachowitsch分享水下照片，并感谢Tadej Gračner提供斯洛文尼亚Piran海洋生物站的通道，该站是本文的初始大纲制定地。

财政支持

本研究得到了国家科学基金会（批准号：EAR-1559196和EAR-1922562）的支持；特工乌拉纳·波德普鲁·斯库穆·阿·沃哈（授权号：APVV-22-0523）；VedeckáGrantováAgentúra MŠVVaŠSR a SAV（授权号：2/0106/23）；第二代欧盟通过意大利大学和研究部根据PNRR–任务4第C2部分，投资1.1“保护地球上的生命：化石记录是对过去变暖事件的生态和进化反应的无与伦比的档案”。

审查声明

本文由Olivier Sulpis编辑，Moriaki Yasuhara、Niklas Hohmann和一位匿名裁判审阅。

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简短总结

最年轻的化石记录是海洋生态系统历史及其人类长期改变的重要数据来源。然而，重塑生态系统的人类活动也改变了沉积和生物过程，这些过程控制着记录这些影响的地质档案的形成。因此，人类一直在以影响我们重建过去生态和气候动态能力的方式改变海洋化石记录。

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