氣候變化是當(dāng)前最重要的全球性問題之一，認(rèn)識地質(zhì)歷史時期（該時段人類自身對氣候環(huán)境變化適應(yīng)能力較弱）氣候變化與史前文化發(fā)展關(guān)系，對于促進(jìn)未來增溫背景下人與自然和諧共處以及推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。
全新世（11700年以來）是距今最近的一次間冰期。因其具有與現(xiàn)代相近的氣候邊界條件，該時期的氣候環(huán)境變化過程及機(jī)制一直是學(xué)術(shù)界關(guān)心的熱點問題。在全新世時段內(nèi)，全新世氣候適宜期（自然變暖時期）作為未來全球增溫背景下氣候環(huán)境狀況的地質(zhì)歷史“相似型”，更是學(xué)術(shù)界的重點研究內(nèi)容。然而，關(guān)于全新世氣候適宜期在東亞不同區(qū)域是否同步發(fā)生，以及究竟發(fā)生在早全新世（距今約11700-8000年）還是中全新世（距今約8000-4000年）目前仍然存在著較大爭議。例如，An等[1]認(rèn)為東亞地區(qū)的全新世氣候適宜期具有穿時性，即全新世氣候適宜期在我國東北地區(qū)出現(xiàn)于早全新世，而在我國長江地區(qū)出現(xiàn)于中全新世。盡管Zhou等[2]和Jiang等[3]也認(rèn)同東亞地區(qū)全新世氣候適宜期具有穿時性，但他們卻提出我國北方地區(qū)全新世氣候適宜期始于中全新世、而在南方地區(qū)始于早全新世。此外，也有眾多學(xué)者指出全新世氣候適宜期在東亞地區(qū)是同步出現(xiàn)的，但究竟是出現(xiàn)于早全新世還是中全新世，各方觀點依舊存在較大分歧。
上述關(guān)于全新世氣候適宜期起止時間爭論的研究中，對全新世氣候適宜期的定義主要是基于溫度和（或）降水強(qiáng)度。然而，與史前人類生存發(fā)展密切相關(guān)的氣候環(huán)境最適宜條件不應(yīng)僅僅從氣候因素的強(qiáng)度來定義，氣候穩(wěn)定性可能要比氣候平均態(tài)（強(qiáng)度）對史前社會的發(fā)展具有更大影響[4]。這是因為地質(zhì)歷史時期，物質(zhì)生產(chǎn)資料有限、生產(chǎn)技術(shù)落后，史前人類抵御快速氣候變化存在一定的局限性，因而對氣候環(huán)境快速變化的適應(yīng)能力也更弱。例如，先前的研究表明中國多數(shù)新石器文化的崩潰、柬埔寨吳哥文化的消失、美洲大陸瑪雅文明的衰落等都與當(dāng)時不穩(wěn)定的氣候緊密相關(guān)。因此，從氣候穩(wěn)定性的視角來分別評估東亞早全新世和中全新世氣候狀態(tài)，或許能為解決東亞全新世氣候適宜期時空變化的爭論提供一個新的研究思路。
中國東部地區(qū)人口稠密，是東亞夏季風(fēng)影響的核心區(qū)域。相較于溫度變化，東亞夏季風(fēng)降水的異常變化引起的洪澇災(zāi)害對區(qū)域社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響更大。因此，為了提高對東亞地區(qū)全新世氣候適宜期時空變化特征的理解和認(rèn)識、評估其對史前文化發(fā)展的影響，蘭州大學(xué)及中國科學(xué)院青藏高原研究所科研團(tuán)隊通過綜合對比分析東亞地區(qū)高分辨率的湖泊、泥炭、黃土、石筍等古氣候記錄，對這一科學(xué)問題進(jìn)行了探索。相關(guān)研究成果最近在國際著名地學(xué)期刊《Earth-Sciences Reviews》2021年1月的212卷在線刊出，蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院博士研究生張志平為研究論文的第一作者，通訊作者為中國科學(xué)院青藏高原研究所劉建寶研究員。
基于嚴(yán)格的古氣候記錄篩選標(biāo)準(zhǔn)，研究團(tuán)隊遴選了12條能夠明確反映東亞季風(fēng)降水（濕度）的記錄和11條反映季風(fēng)環(huán)流變化的石筍氧同位素記錄，并利用弦距平方（Squared chord distance, SCD）量化了每條記錄樣本之間的差異。SCD值越高，表明樣本間差異越大，反映氣候越不穩(wěn)定。結(jié)果顯示，相較于早全新世，無論是單條古氣候記錄還是所有記錄的集成均表現(xiàn)出東亞地區(qū)中全新世更為穩(wěn)定的氣候特征（圖1）。
圖1東亞早-中全新世氣候穩(wěn)定性（a、b分別為基于降水（濕度）記錄和石筍氧同位素記錄獲得的氣候穩(wěn)定性序列）與植被（c）、人口（d和e）及史前文化遺址數(shù)量（f）的對比
研究團(tuán)隊進(jìn)一步對比了東亞地區(qū)早-中全新世氣候穩(wěn)定性與東亞植被變化、東亞地區(qū)史前人口變化及史前文化遺址數(shù)量變化之間的關(guān)系（圖1）。結(jié)果顯示，在氣候更為穩(wěn)定的中全新世，植被也更加穩(wěn)定，史前人口數(shù)量及以仰韶文化為代表的史前文化遺址數(shù)量均在中全新世出現(xiàn)顯著上升趨勢（圖1）。根據(jù)東亞地區(qū)早-中全新世氣候穩(wěn)定性與植被、史前人口及遺址數(shù)量的耦合關(guān)系，研究人員指出具有穩(wěn)定氣候特征的中全新世為農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的發(fā)展提供了有利條件，促進(jìn)了史前人口的快速增長以及全新世中國北方地區(qū)最具代表性的新石器文化——仰韶文化的繁榮（圖2）。據(jù)此，該項研究提出具有穩(wěn)定而強(qiáng)盛的東亞夏季風(fēng)氣候特征的中全新世更適合作為全新世氣候適宜期。
圖2黃河流域新石器文化演化時空模態(tài)。A.仰韶文化前期；B.仰韶文化時期；C.仰韶文化后期（引自Chen等[5]）
最后，研究團(tuán)隊利用TraCE-21 ka氣候模型揭示了東亞地區(qū)早-中全新世氣候穩(wěn)定性差異的機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，相比于早全新世，中全新世冰蓋完全消融，冰蓋對西風(fēng)阻擋作用消失，使得中緯度西風(fēng)帶擺動減弱，并進(jìn)一步地通過西風(fēng)-季風(fēng)相互作用，使得東亞季風(fēng)變率降低，造成中全新世東亞季風(fēng)氣候更為穩(wěn)定。
本項研究從氣候穩(wěn)定性角度出發(fā)，為全新世氣候適宜期起止時間的爭論提供了新的解決思路，改變了以往研究中僅僅以氣候平均態(tài)（強(qiáng)度）來定義全新世氣候適宜期的認(rèn)知。通過該項研究，將進(jìn)一步促進(jìn)氣候變化與史前文化變遷關(guān)系的討論，有助于推進(jìn)古氣候?qū)W與考古學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科交叉和發(fā)展。
該研究受到國家自然科學(xué)基金（編號：41790421，41722105）的資助。原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012825220304967
文章引用格式：
Zhang, Z.P., Liu, J.B*., Chen, J., Chen, S.Q., Shen, Z.W., Chen, J., Liu, X.K., Wu, D., Sheng, Y.W., Chen, F.H., 2021. Holocene climatic optimum in the East Asian monsoon region of China defined by climatic stability.Earth-Science Reviews, 212, 103450, https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103450.
參考資料：
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[2]Zhou, X., Sun, L., Zhan, T., Huang, W., Zhou, X., Hao, Q., Wang, Y., He, X., Zhao, C.,Zhang, J., Qiao, Y., 2016. Time-transgressive onset of the Holocene Optimum in theEast Asian monsoon region.Earth Planet. Sci. Lett.456, 39-46.
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