Abstract Reduced rainfall increases the risk of forest dieback, while in return forest loss might intensify regional droughts. The consequences of this vegetation–atmosphere feedback for the stability of the Amazon forest are still unclear. Here we show that the risk of self-amplified Amazon forest loss increases nonlinearly with dry-season intensification. We apply a novel complex-network approach, in which Amazon forest patches are linked by observation-based atmospheric water fluxes. Our results suggest that the risk of self-amplified forest loss is reduced with increasing heterogeneity in the response of forest patches to reduced rainfall. Under dry-season Amazonian rainfall reductions, comparable to Last Glacial Maximum conditions, additional forest loss due to self-amplified effects occurs in 10–13% of the Amazon basin. Although our findings do not indicate that the projected rainfall changes for the end of the twenty-first century will lead to complete Amazon dieback, they suggest that frequent extreme drought events have the potential to destabilize large parts of the Amazon forest.

Abstract A comprehensive database of paleoclimate records is needed to place recent warming into the longer-term context of natural climate variability. We present a global compilation of quality-controlled, published, temperature-sensitive proxy records extending back 12,000 years through the Holocene. Data were compiled from 679 sites where time series cover at least 4000 years, are resolved at sub-millennial scale (median spacing of 400 years or finer) and have at least one age control point every 3000 years, with cut-off values slackened in data-sparse regions. The data derive from lake sediment (51%), marine sediment (31%), peat (11%), glacier ice (3%), and other natural archives. The database contains 1319 records, including 157 from the Southern Hemisphere. The multi-proxy database comprises paleotemperature time series based on ecological assemblages, as well as biophysical and geochemical indicators that reflect mean annual or seasonal temperatures, as encoded in the database. This database can be used to reconstruct the spatiotemporal evolution of Holocene temperature at global to regional scales, and is publicly available in Linked Paleo Data (LiPD) format.

Although it is well known that humans substantially altered the Malagasy ecosystems, the timing of the human arrival as well as the extension of their environmental impact is yet not well understood. This research aims to study the influence of early human impact and climate change on rainforests and wildlife in northern Madagascar during the past millennia. Results obtained from the lake sediment in a montane environment showed significant changes in vegetation within the lake catchment associated with a major drought that started approximately 1100 years ago. Human impact, revealed by fires, began at roughly the same time and occurred outside the lake catchment. Although this does not dismiss the impacts that humans had at a regional scale, this result demonstrates that the late Holocene natural drought also significantly impacted the ecosystems independently of anthropogenic activities. At a regional scale, a review of species demographic history revealed a substantial number of population bottlenecks during the last millennia, probably resulting from this combination of human-related impact and natural climate changes. This research highlights the importance of a multi-site and multi-proxy comparison for deciphering the nature and succession of environmental changes.

Abstract Madagascar comprises one of the Earth’s biologically richest, but also one of most endangered, terrestrial ecoregions. Although it is obvious that humans substantially altered its natural ecosystems during the past decades, the timing of arrival of humans on Madagascar as well as their environmental impact is not well resolved. In this context, this research aims to study and compare the influence of early human impact and climate change on rain forests and wildlife in northern Madagascar during the past Millennia. By using palaeoenvironmental reconstructions from lake sediment cores in a montane environment (Montagne d’Ambre), results indicate a major drought, starting approximately 1,100 years ago. This drought caused significant changes in lake levels and vegetation dynamics. Human impact, evidenced by fires, started a few decades later. Anthropogenic burning, limited to the low-altitude areas, was therefore not the driving force behind these early changes observed in the lake catchment areas. Although this does not dismiss the strong impacts humans had subsequently on these ecosystems, this work demonstrates that the late Holocene natural drought that intensified regionally about one thousand years ago, significantly impacted the ecosystems independently and prior to anthropogenic activities. At a regional scale, a review of demographic studies revealed a substantial number of inferred population bottlenecks in various wildlife species during the last millennia, likely resulting from this combination of both human-related impact and natural environmental changes (i.e., precipitation decline). This research highlights that the current state of ecosystems in northern Madagascar results from both human impact and natural climate changes. It also points to the importance of a multi-site and multi-proxy comparison for deciphering the nature and succession of past environmental changes.