地球在大约2.52亿年前经历了一场毁灭性的生物大灭绝事件，即二叠纪-三叠纪大灭绝。这被认为是有史以来最严重的生物危机，海洋生物和陆地生物的灭绝规模都达到了空前的高度。科学家普遍认为这场灾难的主因是西伯利亚大火山岩区喷发引发的大量二氧化碳排放，导致地球气候急剧升温。然而，令人困惑的是，尽管火山活动在地质时间尺度上迅速结束，地球表面的超强温室气候却持续了近五百万年。究竟是什么维持了这段极端温暖时期，科学界一直在探讨和研究。最新的综合化石资料和气候-生物地球化学模型指出，地球植被的崩溃是导致这段长时间超强温室气候的核心驱动力之一。
植被作为地球碳循环的重要组成部分，通过光合作用吸收大量大气中的二氧化碳，并通过有机碳沉积和化学风化作用帮助调节全球气候。研究显示，在二叠纪末期和早三叠世初期，尤其是热带地区，陆地植被发生了剧烈的减少。热带低地森林大量消失，原本茂密的高大乔木被低矮的草本植物和灌木取代，植物整体的生产力下降了70%左右。这种植被崩塌不仅意味着碳汇的减少，也直接削弱了陆地化学风化的效率，而化学风化是地球天然的二氧化碳清除机制之一。 通过详细的植物化石数据分析，科学家绘制了从晚二叠世到中三叠世的全球植被分布和生产力变化地图。结果显示，二叠纪晚期植被高度繁盛，低纬度地区丰富的森林生态系统展现出较高的物种多样性和复杂的空间结构。
然而，随着大灭绝的到来，尤其是在地球低纬度的热带至亚热带区域，超过八成的植物物种灭绝，导致所谓的“煤缺口”现象，也就是说，在早三叠世的地层记录中，矿物质煤层极度稀少，反映了植被生产力的严重下降。与此相对应的是高纬度地区的植物物种多样性相对保存得更好，植被的空间分布也出现了从低纬度向高纬度的迁移趋势。 地球系统模型仿真支持了通过植被崩溃引发的超强温室气候机制。研究团队将植被生产力变化纳入全球气候-生物地球化学耦合模型，复现了由于植被减少导致的有机碳埋藏减少和陆地化学风化能力降低所引起的大气二氧化碳浓度升高。模型结果表明，由于生物界对化学风化的增强作用被削弱，大气中的二氧化碳浓度在早三叠世达到约7000ppm的峰值，比正常水平高出约四倍，全球赤道地区地表气温高达33至34摄氏度。此高温状态与地质化石和同位素记录相符合。
值得注意的是，植被减少不仅减少了碳吸收，还打破了气候系统中的负反馈机制。过去，火山喷发释放的大量二氧化碳导致气温上升，进而促进岩石风化，帮助清除过剩的二氧化碳，维持气候稳定。然而，当植被大量消失后，这种风化反馈机制被严重削弱，导致温室效应被放大和持续，使气温长期居高不下。此外，植被减少还影响了水循环和土壤稳定，改变了陆地生态系统结构，进一步加剧了气候异常。 这段时间的气候极端变化对陆地生态系统的影响深远。大量低纬度地区的陆生生物灭绝，重大生态位空缺造就了环境适应性强的先锋植物群落。
然而，恢复过程缓慢，植物生产力和物种多样性直到中三叠世才逐渐恢复，伴随着煤层和其他有机碳沉积物的重新出现，也促进了大气二氧化碳水平的逐步下降，气候开始趋于凉爽和稳定。 研究还揭示，气候变化与生物系统之间存在阈值，即当全球温度超过某一阈值时，植被崩溃和碳汇功能丧失将触发正反馈机制，进一步推进全球变暖。这表明地球气候系统具有多稳态性质，可能在不同稳定态之间跳变，早三叠世的超强温室被视为处于一个高温稳态。此外，这种机制也为理解现代全球变暖可能导致的生态系统崩溃提供了重要参考和警示。 除了植被崩溃，早三叠世温室效应的形成还可能伴随其他因素的协同作用，例如硅酸盐风化中逆风化作用的加剧、硅元素在海洋中的累积，以及河流侵蚀率的变化等。但植被崩溃作为延长温室高温状态的主要动力，已获得坚实的证据支持。
火山活动导致的剧烈气候和环境压力触发了植被大范围死亡，而植被丧失又使得气候调节失衡，形成恶性循环。 整体来看，早三叠世的超级温室气候是地球气候系统与生物圈复杂交互作用的典型案例。研究深入揭示了生物系统尤其是陆地生产者对全球碳循环和气候稳定的重要作用，强调了生态系统健康对维持地球宜居环境的关键。如今的气候变化趋势与二叠纪末期的极端暖化存在某些相似性，了解亿万年前发生的植被崩溃及其对气候系统的深远影响，对于预测和缓解现代气候危机具有重要现实价值。未来研究需要进一步聚焦于植物生理机制、土壤生物地球化学过程以及气候-生态系统反馈机制的多尺度耦合，以全面把握气候与生命的相互制约关系。早三叠世的教训警示我们，生态系统的崩溃不仅是生物多样性问题，更是全球气候稳定性的重要警钟。
。
