史前温度变化对文明演进产生重要影响

　　兰州大学资源环境学院教授黄小忠课题组发现了过去5500年来的温度巨大变化对内陆地区的文明演进产生重要影响，该研究根据对盘星藻现代种属分布及气候意义的调查，解译了博斯腾湖沉积岩芯中的盘星藻种属指示的温度变化。该研究对盘星藻作为古生态指标的未来应用具有重要意义，所发现的中晚全新世气候变化及其与文明演进的关系对环境考古和古气候研究提供了重要的证据。

　　近日，相关研究成果以《盘星藻记录的中晚全新世温度变化及其对西北荒漠—绿洲区文明演进的影响》为题，在线发表于第四纪科学的国际知名期刊《第四纪科学评论》。

　　温度对地理环境具有重要影响，而全新世（过去11700年）温度变化研究结果扑朔迷离，迫切需要深入研究。盘星藻（Pediastrum）在淡水湖泊中分布广，易于分辨，对生境要求单一性、较大的种间差异性和较短的生命周期使得它们能迅速响应水体环境变化，因而是潜在的古气候和环境变化代用指标，但相关研究相对较少。

　　结合今年年初黄小忠课题组在《古植物学和孢粉学综述》（Review of Palaeobotany and Palynology）杂志上发表的中国和蒙古西部43个水体（湖泊和水库）盘星藻现生种、变种的大尺度空间范围调查结果，发现年均温是影响现代盘星藻物种组成和空间分布的最重要环境变量，从而发展了盘星藻种类变化指示古温度的潜力。本次研究又调研了大量文献，查明盘星藻种类的分布情况，明确了单角盘星藻（P. simplex）是一种嗜热种，二角盘星藻（P. duplex）是次嗜热种，短棘盘星藻（P. boryanum）属于广温种。

　　博斯腾湖是中国最大的内陆淡水湖，对区域气候和环境变化异常敏感，其沉积物中保存有大量气候和环境信息。利用2004年和2019年博斯腾湖沉积岩芯BST04H/BST19B盘星藻组合变化，结合同一钻孔自生碳酸盐团簇同位素Δ47重建的绝对温度变化，课题组首次根据盘星藻嗜热种P. simplex等重建了区域中晚全新世温度波动，发现在~4.7-4.3 ka（距1950年之前，千年）气候异常温暖，P. simplex在4.2-4.1 ka和3.6-3.5 ka期间的减少或消失则表明气候变冷，该重建结果得到同一钻孔自生碳酸盐团簇同位素Δ47重建的温度变化以及青藏高原、黄土高原其他古气候记录的支持。结合考古资料发现，温暖气候促进了史前人类在相对寒冷的阿尔泰山及周边地区活动；极端变冷事件可能触发了阿尔泰山地区史前人群向南迁徙，才使得南北疆盆地绿洲出现早期文明。

　　课题组同时发现，我国北方黄土高原和青藏高原的一系列文化更替可能与中晚全新世的温度变化有关，如温暖气候为我国新石器文化鼎盛、宗日文化在青藏高原出现提供了气候条件，而寒冷气候事件则迫使人群南向迁徙、技术更新、生业模式转换，开启了我国青铜时代，促进东西方技术文化交流。

　　该项工作在中国科学院院士陈发虎指导下完成，部分研究工作始于17年前，黄小忠为该文章的第一作者和通讯作者，福建师范大学副研究员雷国良为共同通讯作者。

　　相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2021.107054