中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所揭示：新石器時(shí)代土壤溫度變化深刻影響東亞粟作農(nóng)業(yè)演化

5月5日，中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所聯(lián)合蘭州大學(xué)、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，以及韓國、英國、美國等國內(nèi)外多家科研機(jī)構(gòu)，在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）在線發(fā)表重要研究成果。研究團(tuán)隊(duì)重建了黃土高原高分辨率古土壤溫度序列，提出全新世土壤溫度波動(dòng)是調(diào)控新石器時(shí)代東亞粟作農(nóng)業(yè)時(shí)空演化的關(guān)鍵因素，為解析中華文明早期演化的環(huán)境動(dòng)力提供了新的科學(xué)依據(jù)。

黃土高原北部地區(qū)（陜北）種植的粟照片

新石器時(shí)代東亞土壤溫度變化影響粟作農(nóng)業(yè)社會(huì)演化示意圖（董廣輝設(shè)計(jì)）

粟作農(nóng)業(yè)是中華文明起源與早期發(fā)展的重要經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，以粟、黍（小米、黃米）種植和利用為主要特征。中華文明早期演化呈現(xiàn)“距今一萬年奠基、八千年起源、六千年加速”的發(fā)展軌跡，其中距今8000年至6000年出現(xiàn)發(fā)展緩慢的階段，而同期中國北方氣溫、降水均處于全新世氣候適宜期，水熱條件與粟作農(nóng)業(yè)、文明發(fā)展進(jìn)程相悖，導(dǎo)致這一矛盾現(xiàn)象的原因是未解難題。

中國北方距今4千年以前具有粟作農(nóng)業(yè)的考古遺址及brGDGTs溫度重建點(diǎn)位分布圖

針對這一問題，研究團(tuán)隊(duì)選取東亞粟作農(nóng)業(yè)核心區(qū)——黃土高原中部慶陽龍骨溝黃土沉積剖面為研究對象，依托18個(gè)光釋光年代與14個(gè)全有機(jī)碳十四年代數(shù)據(jù)，構(gòu)建了距今12300至2800年前的高精度年代框架。通過生物標(biāo)志物分析，團(tuán)隊(duì)重建了該區(qū)域全新世高分辨率土壤溫度變化歷史，并結(jié)合粟黍作物分布模型模擬、北方考古遺存與古氣候數(shù)據(jù)綜合分析，探討了土壤溫度變化對新石器時(shí)代粟作農(nóng)業(yè)發(fā)展的影響模式與機(jī)制。

東亞粟作核心區(qū)土壤溫度、水文氣候與人類活動(dòng)對比圖

黍作生長適宜性對溫度變化的響應(yīng)

研究結(jié)果表明，距今8000-7500年，較高的土壤溫度為粟黍種植提供了適宜條件，在生存壓力驅(qū)動(dòng)下，燕遼地區(qū)古人類率先將粟黍種植作為主要生計(jì)方式，此時(shí)黃土高原仍以狩獵采集為主；距今7500-6000年，區(qū)域植被覆蓋度提升、土壤濕度增加，導(dǎo)致土壤溫度大幅下降，燕遼地區(qū)逐步失去粟黍種植的適宜環(huán)境，促使粟作農(nóng)業(yè)發(fā)展中心南遷至土壤溫度更適宜的黃土高原；距今6000-4000年，溫暖穩(wěn)定的土壤溫度搭配較低植被覆蓋度，促進(jìn)了粟作農(nóng)業(yè)快速擴(kuò)張，為北方新石器晚期文化繁榮筑牢了經(jīng)濟(jì)根基。

黃土高原北部地區(qū)（陜北）種植的粟照片

該項(xiàng)研究建立了東亞地區(qū)高精度全新世土壤溫度記錄，提出土壤溫度是調(diào)控新石器時(shí)代粟作農(nóng)業(yè)時(shí)空演化的關(guān)鍵環(huán)境因子，為理解中華文明“八千年起源、六千年加速”之間“延誤”現(xiàn)象背后的環(huán)境成因提供了新的學(xué)術(shù)視角，有助于推進(jìn)中華文明探源工程的相關(guān)研究。

（中國日報(bào)陜西記者站）

來源：中國日報(bào)網(wǎng)