Abstract Paleoenvironmental changes dating back to 30,000 yr B.P. documented in a pollen record from central Brazil (lat. 19°S) permit the reconstruction of climatic changes related to shifts of the Antarctic polar fronts. The paleoclimatic inferences were obtained by a study of modern vegetation and pollen distribution, taking into account present-day climatic parameters. At 30,000 yr B.P. the climate must have been warmer and moister than today judging from the high amount of tree pollen taxa characteristic of floodplain forest. From 17,000 to 14,000 yr B.P. the climate was drier although tree pollen percentages were relatively high. After 12,000 yr B.P. Araucaria forest elements increased, suggesting a moister and cooler climate. The Araucaria forest disappeared during a short interval between 11,000 and 10,000 yr B.P. This could be related to the Younger Dryas event. At the beginning of the Holocene the climate became cool and moist again, as indicated by the reexpansion of the Araucaria forest. The latter was progressively replaced by a mesophytic semideciduous forest indicating warmer and drier climate after 8500 yr B.P. At 5000 yr B.P. an arid interval was followed by the expansion of mesophytic semideciduous forest elements.

The high-altitude Andean Altiplano has been subject to abrupt climate changes during the Holocene. The resulting impact on the hydrological cycle has obliged ancient societies to adapt and develop strategies to face droughts and sustain agropastoral activities. Here, we present the results of archaeological prospections together with the biogeochemical characterization of a well-dated core collected at Saitoco wetland in the arid southern Altiplano (Intersalar Region, Bolivia). Archaeological survey allowed the mapping of a network of channels collecting water from the surrounding mountains to the wetland, and the presence of small copper mines and metallurgical installations. Traces and major element concentrations and accumulation rates, together with elemental and isotopic characterization of organic matter (OM) (i.e., Corg and δ13Corg) in the wetland core have been used to document the evolution of the landscape in relation to climatic and anthropogenic pressure. While OM, bromine (Br), selenium (Se) and mercury (Hg) data were used to assess the variability of precipitations during the Late Holocene (4.2 ka BP to the present), local and regional mining activities have been reconstructed through the variations of lead (Pb), copper (Cu), and antimony (Sb). Our results show an abrupt change in OM composition during the 14th and 15th century CE, characterized by an abrupt shift in δ13Corg synchronous with a rise in Br, Se and Hg, testifying for the waterlogging of the wetland during a known arid period in the region. This change is attributed to anthropogenic transformation of the landscape through the irrigation of the wetland by channeling streams from the surrounding mountains. At the same time, a mining pollution signal was recorded supporting local Cu mining and metallurgy. The mining signal then reached its maximum values during the Inca and Colonial periods, which matches with reported enhanced mining activities in the region. From the colonial era onward, the wetland progressively dried up, likely resulting from the abandonment of the site. Through the combination of a biogeochemical record and archaeological prospections, this study provides evidences that societies of the arid Intersalar region have transformed their landscape and developed wetland irrigation and mining during the arid 14th and 15th century CE Period.

Abstract Human activity has fundamentally altered wildfire on Earth, creating serious consequences for human health, global biodiversity, and climate change. However, it remains difficult to predict fire interactions with land use, management, and climate change, representing a serious knowledge gap and vulnerability. We used expert assessment to combine opinions about past and future fire regimes from 98 wildfire researchers. We asked for quantitative and qualitative assessments of the frequency, type, and implications of fire regime change from the beginning of the Holocene through the year 2300. Respondents indicated that direct human activity was already influencing wildfires locally since at least ~ 12,000 years BP, though natural climate variability remained the dominant driver of fire regime until around 5000 years BP. Responses showed a ten-fold increase in the rate of wildfire regime change during the last 250 years compared with the rest of the Holocene, corresponding first with the intensification and extensification of land use and later with anthropogenic climate change. Looking to the future, fire regimes were predicted to intensify, with increases in fire frequency, severity, and/or size in all biomes except grassland ecosystems. Fire regime showed quite different climate sensitivities across biomes, but the likelihood of fire regime change increased with higher greenhouse gas emission scenarios for all biomes. Biodiversity, carbon storage, and other ecosystem services were predicted to decrease for most biomes under higher emission scenarios. We present recommendations for adaptation and mitigation under emerging fire regimes, concluding that management options are seriously constrained under higher emission scenarios.