北美小型哺乳动物化石地点年代学更新：Neotoma古生态数据库的校正研究

《Scientific Data》：Updated chronologies for North American small mammal fossil localities in the Neotoma Paleoecology Database

本研究针对Neotoma古生态数据库中北美小型哺乳动物化石地点年代数据不一致的问题，开展了系统的放射性碳年代校正工作。研究人员对1553个化石集合的2074个14C日期进行校准，建立了以日历年为标准的统一年代框架。该成果解决了不同古环境代用指标对比的难题，为群落古生态学研究提供了可靠的时间尺度基础。

　　

在漫长的地质历史中，第四纪冰期-间冰期旋回对生物群落产生了深远影响。特别是末次盛冰期向全新世过渡阶段（Pleistocene-Holocene transition），全球气候剧烈波动导致生态系统发生重大重组。通过化石记录研究这一关键时期的生物响应模式，对理解当今全球变化下的生态演化具有重要参考价值。

然而，准确重建古生态群落面临着一个基础性挑战——时间标尺的不统一。北美地区保存有丰富的小型哺乳动物化石记录，但这些化石地点的年代测定存在明显局限。多数遗址采用未校准的放射性碳年代（uncalibrated radiocarbon dates），导致不同遗址间、以及化石记录与其他古环境指标（如花粉、冰芯等）难以进行精确对比。这种年代学的不一致性严重制约了大规模古生态学研究的可靠性。

为突破这一瓶颈，研究团队对Neotoma古生态数据库（Neotoma Paleoecology Database）中的北美小型哺乳动物化石年代学进行了系统性更新。Neotoma作为开放的第四纪古数据资源，汇集了众多化石地点的组合级分类学、空间和时间信息，但其年代学框架亟待完善。本研究通过重新评估所有¹⁴C测年的小型哺乳动物化石集合，建立了统一的校准年代序列，为群落古生态学研究提供了坚实的时间基础。

该研究成果发表于《Scientific Data》期刊，主要包括两大突破：新增2074个放射性碳日期至Neotoma数据库，并为1553个化石集合提供了新的校准年代学。与原有数据相比，新年代学覆盖更多遗址、包含更多测年数据，且所有年龄估计均以日历年表示，极大促进了多源数据的整合分析。

关键技术方法包括：系统性收集北美地区小型哺乳动物化石集合的放射性碳测年数据；使用国际标准校准曲线（如IntCal20）将¹⁴C年代转换为日历年龄；建立化石集合与校准年代的对应关系；将校准结果整合至Neotoma数据库平台。所有分析数据均来源于Neotoma数据库收录的化石标本。

研究结果显著提升了北美小型哺乳动物化石记录的时间分辨率。新建立的校准年代学不仅扩大了空间覆盖范围，还提高了时间精度，使不同地区、不同时期的化石组合能够进行可靠对比。特别是对Pleistocene-Holocene过渡期这一关键时段，校准后的年代框架使小型哺乳动物群落变化与气候事件（如新仙女木事件）的同步分析成为可能。

校准年代学还解决了长期存在的"年代混淆"问题。例如，某些原本根据未校准¹⁴C年代被认为是同期的小型哺乳动物组合，经校准后发现实际存在数百年甚至上千年的时间差。这种时间顺序的重新厘清，对理解物种迁移、群落重组等生态过程具有重要意义。

此外，研究建立的标准化年代学框架为多指标对比研究提供了便利。小型哺乳动物化石的日历年龄现在可以直接与湖泊沉积、花粉序列、冰芯记录等其他古环境指标进行对比，使生态系统多要素的协同变化分析成为可能。这种整合分析有助于揭示气候驱动下生物群落的响应机制。

结论部分强调，这项年代学更新工作为北美第四纪古生态学研究奠定了新的基础。校准后的年代框架不仅提高了时间精度，更重要的是建立了不同数据源之间的可比性。这将推动群落古生态学从单一遗址描述向区域尺度综合研究转变，从时间序列分析向机制探讨深化。

讨论指出，尽管校準年代学显著改善了数据质量，但仍存在一些挑战。某些化石地点的测年数据仍然有限，需要后续补充；部分地区的地层复杂性可能影响年代推断的准确性；未来还需要将其他定年方法（如光释光）的结果纳入统一框架。

这项研究的最大意义在于为理解长期生态变化提供了可靠的时间标尺。在全球变化背景下，通过过去认识现在、预测未来显得尤为重要。校准后的北美小型哺乳动物化石年代学，使科学家能够更准确地重建生物群落对气候突变的响应模式，为生物多样性保护提供深时视角的科学依据。