中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項“應對氣候變化的碳收支認證及相關問題”之影
本文關鍵詞：更新世東亞人群連續(xù)演化的考古證據及相關問題論述，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
文章信息 郭正堂, 任小波, 呂厚遠, 高星, 劉武, 吳海斌, 張春霞, 張健平 Guo Zhengtang, Ren Xiaobo, Lu Houyuan, Gao Xing, Liu Wu, Wu Haibin, Zhang Chunxia, Zhang Jianping 過去2萬年以來氣候變化的影響與人類適應——中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項“應對氣候變化的碳收支認證及相關問題”之影響與適應任務群研究進展 Effect of Paleoclimate Changes and Human Adaptation —Progress on “Impact and Adaptation” Group of CAS Strategic Priority Research Program “Climate Change: Carbon Budget and Relevant Issues” 中國科學院院刊, 2016, 31(1): 142-151 Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2016, 31(1): 142-151 文章歷史 修改稿收到日期：2015年12月25日
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郭正堂, 任小波, 呂厚遠, 高星, 劉武, 吳海斌, 張春霞, 張健平. 過去2萬年以來氣候變化的影響與人類適應——中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項“應對氣候變化的碳收支認證及相關問題”之影響與適應任務群研究進展[J]. 中國科學院院刊, 2016, 31(1): 142-151
Guo Zhengtang, Ren Xiaobo, Lu Houyuan, Gao Xing, Liu Wu, Wu Haibin, Zhang Chunxia, Zhang Jianping. Effect of Paleoclimate Changes and Human Adaptation —Progress on “Impact and Adaptation” Group of CAS Strategic Priority Research Program “Climate Change: Carbon Budget and Relevant Issues”[J]. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2016, 31(1): 142-151
過去2萬年以來氣候變化的影響與人類適應——中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項“應對氣候變化的碳收支認證及相關問題”之影響與適應任務群研究進展
郭正堂1 
1 中國科學院地質與地球物理研究所 北京 100029;
2 中國科學院重大科技任務局 北京 100864;
3 中國科學院古脊椎動物與古人類研究所 北京 100044
修改稿收到日期: 2015年12月25日
基金項目: 中科院戰(zhàn)略性先導科技專項項目(XDA05120000、XDA05130000).
作者簡介: 郭正堂 中科院院士,中科院地質與地球物理所研究員�！皯獙夂蜃兓奶际罩дJ證及相關問題”戰(zhàn)略性先導科技專項“影響與適應”任務群首席科學家。現任中國科學院大學副校長,全球變化中國委員會古全球變化工作組組長,國際第四紀研究聯合會(INQUA)副主席,中國第四紀研究委員會副主任委員、黃土專業(yè)委員會主任,《中國科學:地球科學》副主編、“Global and Planetary Change”編委。主要從事新生代地質與古氣候研究,在風塵沉積地層學、古土壤與古環(huán)境等方面取得了系統(tǒng)的學術成果,在國內外學術刊物和文集發(fā)表論文160余篇,論文被引用3000余次;研究成果獲國家自然科學獎二等獎。 E-mail:ztguo@mail.iggcas.ac.cn
摘要：在當前全球氣候變化背景下,中科院戰(zhàn)略性先導科技專項“應對氣候變化的碳收支認證及相關問題”之“影響與適應任務群”主要以全新世大暖期為“相似型”,研究全球平均增溫約 1℃—2℃ 情形下的我國環(huán)境格局及其對陸地生態(tài)系統(tǒng)的可能影響,為人類適應提供自然背景及參照;探討過去不同氣候環(huán)境背景下人類的適應方式,揭示人類適應氣候變化的規(guī)律和模式,為未來人類如何適應氣候變化提供啟示。通過近 5 年的工作,在自然背景研究方面,揭示出目前的全球增溫有自然變暖的周期背景,且不同尺度的增溫總體有利于我國季風區(qū)降水增加,導致森林面積擴大,我國北方沙漠區(qū)收縮,陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲量增加。在人類起源與適應研究方面,獲得了東亞地區(qū)現代人起源和遷徙的新證據,揭示出過去的氣候變暖促進了農作物的栽培與馴化。8 ka BP—6 ka BP,稻作和旱作農業(yè)在空間上顯著擴展,農業(yè)技術的進步促使史前人類在青藏高原大規(guī)模定居。一般情況下,過去寒冷的氣候條件限制了人口發(fā)展,而相對暖濕的氣候有利于人口的增加和文化的發(fā)展。研究同時顯示,近70年來我國海岸帶陸地面積由于人類活動加劇而增加近 14 200 km2。未來工作應加強高分辨率氣候變化歷史的定量重建,加強氣候-環(huán)境-人類活動相互作用的機制等研究。
關鍵詞： 全新世大暖期 環(huán)境格局 人類活動
Effect of Paleoclimate Changes and Human Adaptation —Progress on “Impact and Adaptation” Group of CAS Strategic Priority Research Program “Climate Change: Carbon Budget and Relevant Issues”
Guo Zhengtang1
1 Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Science, Beijing 100029, China;
2 Bureau of Major R&D Programs, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100864, China;
3 Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology, Chinese Academy of Science, Beijing 100044, China
Author: Guo Zhengtang Academician of Chinese Academy of Sciences（CAS）, Professor. Professor Guo is the chief scientist of the“Impact and Adaptation”task group of CAS Strategic Priority Research Program“Climate Change: Carbon Budget and Relevant Issues”. He is the Deputy Director of the University of Chinese Academy of Sciences, Chair of the PAGES Working Group, Vice President of the International Union for Quaternary Research（INQUA）, Chair of the Loess Commission of Chinese Association for Quaternary Research（CHIQUA）, Associate Editor-in-Chief of Science China: Earth Science, and Editor of Global and Planetary Change. His research interests focus on Quaternary/Cenozoic geology, paleoclimatology, paleopedology, and biogeochemistry. He has authored over 160 publications, and won the 2nd class of National Natural Science Awards. E-mail: ztguo@mail.iggcas.ac.cn
Abstract:The response of environmental change and human adaptation to global climate changes, as well as their role in climate, has been a subject of much debate. The motivation for the“Impact and Adaptation” task group of CAS Strategic Priority Research Program“Climate Change: Carbon Budget and Relevant Issues”, originated in understanding the climate of the Holocene Megathermal period—an epoch that many consider as “the closest analogue” to future greenhouse conditions with global temperature increasing by 1-2°C. The core issues of the project are to evaluate the effect of the past warming climate on the environmental pattern and terrestrial ecosystems in China, which provided the natural background for human adaptation. This is combined with exploring the how humans adapted to different climatic and environmental conditions, offering a potential future analogue for climate changes impact humans. During the last five years, our project revealed the current global warming has a natural warming cycle background and that global warming at different scales favors an increase in monsoonal rainfall, resulting in the expansion of forested areas, contraction of the deserts in north China, and increasing carbon storage in terrestrial ecosystems. In the study of human genesis and adaptation, our project has obtained new evidence for the origin and migration of Homo Sapiens in East Asia and demonstrated that the cultivation and domestication of crops was facilitated by past climate warming. During the Holocene Megathermal period, the spatial distribution of rice and millet agriculture expanded remarkably, and the advances of agricultural technology facilitated permanent human occupation of the Tibetan Plateau. In general, past climate cooling limited population size, and mild climates spurred the growth in prehistoric populations and advances in human cultures. We also found that the land area of coastal zones in China have increased nearly 14 200 km2 in the last 70 years, which resulted from the intensified human activities. In future work, we will focus on the quantitative reconstruction of high-resolution paleoclimate changes, and investigate the mechanisms of interactions between climate, environment, and human activities.
Key words: Holocene Megathermal Period environmental pattern human activity
1 研究背景
在 CO2 濃度持續(xù)增加的背景下，全球氣候變化問題已受到世界各國政府、科學界和社會公眾的廣泛關注。它可能引發(fā)的一系列生態(tài)環(huán)境后果、溫室氣體減排壓力和利益沖突等，均有可能對人類社會的可持續(xù)發(fā)展構成威脅。世界各國政府對此高度重視，投入空前的力量開展應對全球氣候變化與人類影響和適應研究。
在應對全球氣候變化面臨的一系列核心科學問題中，理解氣候變化的機制、準確評價氣候變化的影響，是趨利避害、采取應對措施的科學基礎。由于人類目前只掌握 100 多年的器測記錄，難以捕獲氣候系統(tǒng)的全部變率；對氣候變化因素和機制的全面理解，，需研究更長時間尺度的氣候變化歷史。評估氣候變化的后果，關鍵之一是理解全球溫度變化和 CO2 濃度變化對生態(tài)環(huán)境的影響；了解過去生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境要素對氣候變化的響應，可為理解未來的變化提供真實參照。
約2萬年以來，全球氣候經歷了從末次冰盛期到全新世大暖期的大幅度增溫和后續(xù)的總體降溫趨勢。大氣溫室氣體濃度也經歷了較大幅度的波動。在這個大背景下，人類社會先后經歷了原始采集、漁獵、農業(yè)經濟的發(fā)展模式，促進了人類社會物質-精神文明發(fā)展的進程。這些發(fā)生在地質歷史時期的氣候環(huán)境變化、影響與適應過程，無疑為深入理解氣候變化的機制，揭示不同速率和幅度的氣候變化對生態(tài)環(huán)境的影響提供了理想的研究場景，亦可為研究人類對未來氣候變化的適應提供歷史借鑒。
2011 年中科院啟動實施的“應對氣候變化的碳收支認證及相關問題”戰(zhàn)略性先導科技專項中“影響與適應任務群”（以下簡稱“任務群”），包含“大暖期環(huán)境格局”和“氣候變化背景下人類適應方式” 2 個項目。 前者以全新世大暖期為“相似型”，研究過去全球平均溫度增加約 1℃—2℃ 情形下我國環(huán)境格局及其對陸地生態(tài)系統(tǒng)的可能影響，為人類適應研究提供自然環(huán)境背景及參照，后者通過對不同氣候環(huán)境背景下人類演化和適應方式的研究，探討人類適應氣候變化的規(guī)律和模式，為未來人類如何適應氣候變化提供啟示。
任務群執(zhí)行 5 年來，基于對多種高精度地質-生物記錄和人類遺存的分析，在全球溫度變化對東亞季風氣候變化的影響和機制、生態(tài)環(huán)境格局變化歷史、人類演化與農業(yè)起源等方面取得一批新成果，對氣候變化影響評估具有重要參考價值。
2 任務群的研究目標和研究內容 2.1 研究目標大暖期環(huán)境格局研究總體目標。通過對全國尺度的、不同地質記錄的研究，結合數值模擬：（1）重建全新世中期（6±0.5 ka BP，全球溫度最高的時期）我國的植被、沙漠、凍土、海岸線和水熱格局；在地質記錄允許的區(qū)域，重建末次盛冰期（21±2 ka BP，全球溫度最低的時期）包含上述要素的環(huán)境格局。（2）揭示快速增溫過程對生物多樣性的影響；比較植物、湖泊代表性水生生物、黃土區(qū)有特色的陸生軟體動物和小哺乳動物在盛冰期和大暖期的多樣性特征。（3）估算上述兩個時期我國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳密度和碳儲量及空間變化。（4）評估全球增溫 1℃—2℃ 對我國環(huán)境格局的影響和該場景下我國陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳匯潛力。
氣候變化背景下人類適應方式研究總體目標。（1） 針對中國現代人起源提出有說服力的理論觀點和證據。 （2）揭示中國旱作-稻作農業(yè)起源、馴化、傳播的時間、 空間過程。（3）揭示現代人演化-遷移、農業(yè)起源和傳播與氣候變化-文化發(fā)展的關系。（4）揭示中國百年來氣候變化和人類技術進步對典型區(qū)域農、牧、漁業(yè)生產發(fā)展的影響，評估未來50年氣候變化不同場景下的適應對策。
2.2 研究內容大暖期環(huán)境格局研究。以 6 000 年前的大暖期為主、 21 000 年前的冰盛期為輔，在集成原有數據的基礎上： （1）在數據空白和薄弱區(qū)新增約 40 個沉積記錄點位，通過孢粉分析、高精度年代測定和植被群區(qū)化研究，繪制全國古植被圖，研究不同速率的增溫/降溫過程中植物多樣性的變化；通過有機和無機碳同位素分析繪制 C3/ C4 植物比例等值線圖。（2）依據孢粉和同位素證據、 轉換函數和植被反演模型手段實現古氣候參數定量估算，繪制溫度、降水等值線圖。（3）基于相關沉積序列的沉積-生物指標和年代學研究繪制沙漠格局圖，確定固定沙區(qū)的植被類型；根據古凍土遺跡的年代學研究，確定凍土類型及其分布。（4）基于對古海岸線證據及其時空分布研究，確定精確的海岸線位置。（5）根據古植被圖、植被-土壤碳密度關系研究、碳循環(huán)模型和湖泊濕地碳儲量估算的集成，獲取陸地生態(tài)系統(tǒng)碳密度和碳儲量分布圖。（6）針對不同記錄，開展 102—101 年級分辨率的研究，重建典型水生生物（硅藻）、陸生軟體動物和小哺乳動物在不同溫度場景和變化速率下的生物多樣性特征。（7）通過地質-生物證據與數值模擬結合，評估全球增溫 1℃—2℃ 對我國環(huán)境格局的影響和陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳匯潛力，揭示全球溫度變化對亞洲季風環(huán)境和生物多樣性的影響與機制。
氣候變化背景下人類適應方式研究。以我國北方黃河流域和南方長江流域為重點研究區(qū)，利用黃土-古土壤地層的可靠年代框架以及長江中下游自然沉積和文化層豐富的優(yōu)勢，以及近百年來我國典型區(qū)域（東北、青藏、北方典型海岸帶）社會、經濟、生態(tài)發(fā)展的實踐、觀察、研究資料，開展 3 個方向 7 個方面的研究工作。（1）漁獵-采集時期的人類適應研究方向：現代人類體質特征演化與環(huán)境關系研究、華北晚更新世人群應對環(huán)境變化的時序性行為與技術演化研究、晚更新世人類食物獲取與“廣譜革命”研究。（2）農業(yè)文明時期的人類適應研究方向： 考古遺存典型農作物-野生植物鑒定方法學研究、長江流域稻作農業(yè)起源與傳播、黃河流域旱作農業(yè)起源與傳播。 （3）過去百年增溫背景下的人類適應研究方向：過去百年來人類適應過程和未來適應對策，具體包括東北地區(qū)農業(yè)適應、青藏高原牧業(yè)適應和海岸帶變化的適應。
3 任務群主要研究進展 3.1 全球溫度變化對我國季風氣候的影響全球溫度變化對我國季風氣候的影響是受到普遍關注的問題。任務群針對軌道時間尺度上亞洲季風變化機制的爭議，系統(tǒng)研究了我國季風區(qū)不同緯度高分辨率的湖泊、黃土和沙漠等記錄，重建了季風區(qū)干濕變化的時空歷史，揭示出末次盛冰期以來我國季風降水呈現“兩步增加”的特征[, ]；結合全球數據集成研究，提出軌道尺度的季風變化包括低緯日照量分量（南北兩半球反相位）[] 和冰期-間冰期分量（南北兩半球同相位）[]的認識，后者亦受兩極冰蓋不對稱演化的影響[]。該觀點能夠較合理地解釋我國不同地區(qū)環(huán)境變化的緯度差異，亦可解釋有爭議的季風與歲差的相位關系問題。進一步研究顯示，軌道參數配置相關的兩極冰蓋不對稱演化可能有利于當前北半球溫暖間冰期氣候的持續(xù)[]。研究同時顯示，近百年來的全球氣候變暖，正好疊加在氣候自然變率的一個暖相位上，它開始于 19 世紀 30 年代，持續(xù)約 170 年，很可能在未來幾十年后結束，進入一個約 250 年的冷相位[]。研究結果顯示，目前的氣候變暖中有自然變暖的周期背景，自然變率的影響和貢獻應當給予更多的研究。
在氣候格局方面，定量化重建了全新世大暖期我國的溫度、降水和有效濕度等要素的空間變化特征，揭示出全新世大暖期我國年降水量整體要比現在的高（圖 1），東部季風區(qū)增加顯著，主要是夏季降水導致[]；夏季風雨帶向西北方向顯著推進[]。全新世中期的年均溫在我國中部和南部比現代略低，最冷月溫度降低顯著；東北和青藏高原年均溫比現在高。全球多模式模擬表明，上述季風氣候變化主要由地球軌道參數變化引起的北半球太陽輻射變化所導致，大氣溫室氣體濃度的作用相對較弱，氣候系統(tǒng)內部的海洋和植被反饋作用起到了一定的調節(jié)作用[]。據此推測全球持續(xù)增溫，季風雨帶在長時間尺度上會導致季風雨帶向北推進，導致我國北方的降水增加[]。
圖 1 全新世中期年均降雨量相對于工業(yè)化革命前的變化（基于36 個大氣動力模式模擬結果，等值線單位：mm/d）；其中，填色區(qū)為模式之間的一致性指數（單位：%），絕對值越大表示一致性越高（據文獻[]改繪）
3.2 全新世大暖期的中國植被在原有我國第四紀孢粉數據庫生物群區(qū)化方案的基礎上，根據我國季風區(qū)植被類型和氣候特征，建立了新的植物群區(qū)化方案，能更加準確地反映我國植被類型及其空間變化�；谛峦晟频牡谒募o孢粉數據庫，實現了我國末次冰盛期以來植被類型的時空變化重建，揭示出全新世大暖期，我國東部不同森林類型向北擴張，草原植被向西北擴張[]，青藏高原的凍原大面積退縮[]。與此相對應，陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫比現代自然狀態(tài)高約 10PgC（1Pg =1015g），湖泊碳埋藏速率比現在高[]，表現出溫度升高和降水增加將會導致我國陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫增加。
在上述基礎上，重點加強了干旱-半干旱區(qū)不同地貌條件下生態(tài)系統(tǒng)變化研究，揭示出全新世黃土高原塬面上的地帶性植被一直以草原類型為主[]，全新世大暖期植物多樣性增加，C4 植物向西北顯著擴張[]（圖 2）；森林植被主要分布于山地和溝谷地區(qū)[]。從古植被演化歷史來看，黃土高原生態(tài)恢復可能以禾本科和菊科草的種植為宜[]。
圖 2 末次冰盛期（LGM）和全新世中期（Mid-Holocene）C4 生物量等值線（10%—20%）位置變化，從末次冰盛期至全新世，夏季風雨帶向西北方向至少推進了300 km（據文獻 [] 改繪）
3.3 全新世大暖期的中國沙漠和沙地基于批量年代、大量點位的沉積相和古植被記錄，揭示出末次冰盛期以來隨著溫度的升高，沙漠區(qū)逐步變濕，8 ka BP—5 ka BP 沙漠區(qū)最為濕潤，之后沙漠再次擴張，尤其在 4 ka BP 前后，沙漠擴張加劇、植被退化，進而發(fā)展到現在的狀態(tài)[, ]。在空間格局上，全新世大暖期沙漠和沙地土壤類型和植被覆蓋度發(fā)生了顯著變化 （圖 3），我國東部的毛烏素、渾善達克、科爾沁、呼倫貝爾沙地等均被砂質土壤（黑壚土和沼澤土等）覆蓋，流動沙丘基本被干草原所固定；而西部的塔克拉瑪干、庫姆塔格和巴丹吉林沙漠周邊有 5%—20% 的面積被砂質黃土覆蓋，沙漠中仍然有廣泛分布的流動沙丘[]。上述變化具有顯著的區(qū)域差異，即季風氣候影響的東部沙地變化明顯，干旱的西北沙漠變化較小。季風降雨量直接相關的總有機質含量、總有機質碳穩(wěn)定同位素和磁化率等指標顯示北方沙地的濕度在 8 ka BP—5 ka BP 間的全新世大暖期達到峰值[, , ]，可歸因于溫度增高驅動季風降水帶北移[, , ]。
圖 3 全新世大暖期和末次盛冰期中國沙漠/ 沙地的土壤、植被分布對比（據文獻[, , ]改繪）
3.4 中國地區(qū)現代人起源人類起源與演化一直是國際生命科學和地球科學研究的焦點。西方學術界一般認為現代人起源于非洲，即 “出自非洲說”；盡管我國學者提出“連續(xù)進化附帶雜交”假說[]，因證據缺乏未能對西方主流觀點形成強有力的挑戰(zhàn)。近 5 年來，通過對古人類遺址的調查發(fā)掘、 考古學研究、古人類化石形態(tài)和古 DNA 分析等，在東亞地區(qū)古人類演化及現代人起源方面取得了重要發(fā)現和研究進展。
通過對湖南省道縣福巖洞人類牙齒化石的系統(tǒng)發(fā)掘 （圖 4），發(fā)現了東亞地區(qū)最早的現代人[]，揭示出在距今 8萬—12 萬年間，現代智人在我國南部就已出現，比歐洲和西亞早至少 3.5 萬—7.5 萬年，指示華南可能是東亞地區(qū)現代人演化和擴散的中心，現代人類的演化比以往認為的更為復雜，并非一定來自非洲。遺傳學 DNA 證據揭示，蒙古人種的祖先在 4 萬年前已經出現在北京周口店地區(qū)，表明該地區(qū)完全現代人出現的時間接近歐亞大陸西部[]；在西伯利亞地區(qū)，早期現代人與尼安德特人在距今 5 萬—6 萬年前發(fā)生過基因交流[]；在羅馬尼亞地區(qū)，發(fā)現距今 3.7 萬—4.2 萬年的早期現代人帶有 6%—9% 的尼安德特人基因，遠大于原先認為的 1%— 3% 的尼安德特人基因貢獻度[]，對現代人群的融合與形成過程提供了重要的信息和數據。另外，通過高分辨率 CT 技術，發(fā)現許家窯人內耳迷路形態(tài)與尼安德特人相似（圖 5），挑戰(zhàn)了以往“尼人內耳迷路模式”專屬尼安德特人的看法，促使研究者重新思考應用孤立特征追溯人類遷徙及判斷人群親緣關系的可靠性[]。
圖 4 早期現代人牙齒化石（地點：道縣福巖洞外景，牙齒數：47 枚，據文獻 [] 改繪）
圖 5 許家窯人顳骨及其復原的內耳迷路（據文獻 [] 改繪）
考古資料表明，中國地區(qū)舊石器時代文化一脈相承，古人群生生不息、連續(xù)演化；更新世期間石器生產基本維持在奧杜威模式內，沒有發(fā)生過主流技術的中斷、替換及其反映的大規(guī)模移民和人群更替事件；東亞不存在距今 10萬—4 萬年間的材料空白，人類演化的鏈條沒有中斷過。這些成果強化了對中國乃至東亞古人群連續(xù)演化及現代人類“連續(xù)進化附帶雜交”模式的論述[]，提出在現代人演化過程中不同地區(qū)人群存在行為的特殊性和多樣性，反映了不同的適應策略和行為能力[, ]。由于第四紀以來氣候變化呈現顯著的冰期-間冰期旋回特征，這種軌道尺度的氣候變化在中國地區(qū)現代人的起源和演化中究竟起了怎樣的作用，將是未來研究的重點。
3.5 農業(yè)起源與人類適應最近一個冰消期間，在全球的 3 個中心地區(qū)（中國、西亞和美洲），隨著氣候的轉暖，人類從原始的漁獵采集幾乎同步進入到原始農業(yè)社會，開創(chuàng)了人類控制和創(chuàng)造食物資源的新時代。氣候環(huán)境變化對原始農業(yè)的起源起到了怎樣的作用？特別是對于以農耕為主體的中華文明的發(fā)展，是如何適應氣候變化的？長期以來由于受研究材料和研究方法的限制，存在著較多的演繹推理。通過多學科、多手段的聯合攻關，取得了一批新觀點和新認識。
通過孢粉、植硅體、淀粉粒、生物標志物等研究方法和手段的創(chuàng)新，建立了區(qū)分、鑒定腐爛、灰化農作物及其野生近緣種的可靠方法，實現了人類早期農作物遺存鑒定方法的突破 [, ]；成功從沉積物中提純植硅體，利用植硅體包裹的原生碳進行加速器質譜 14C（AMS）測年，取得了精確的年代數據，為解決諸如黃土等缺少傳統(tǒng)測年材料的地層定年問題提供了新方法。
在上述基礎上，通過對我國冰消期轉暖期早期考古遺址中植硅體及淀粉粒等微體化石的統(tǒng)計和形態(tài)分析，發(fā)現了具有馴化特征的旱作和稻作農作物微體化石自全新世早期開始持續(xù)增多，揭示出隨著1萬多年前的冰消期轉暖期，農作物開始馴化，且經歷了漫長的馴化過程[, ]。在全新世大暖期，黃河流域的山東章丘、長青、河南朱寨、 唐戶等地 10 多個遺址發(fā)現 8 ka BP—6 ka BP 前的水稻，比今天的稻作分布向北 3—4 個緯度，稻作和旱作農業(yè)得到明顯的空間擴展，農業(yè)的擴展也伴隨著文化的融合[, ]。
通過對青藏高原東北部 53 處遺址的動植物遺存分析，結合利用炭化植物種子測定的 63 個 AMS 年代數據 （圖 6），發(fā)現史前人類在距今 3 600 年之后，全球氣候轉冷的大背景下向青藏高原高海拔地區(qū)大規(guī)模擴張。高海拔地區(qū)農業(yè)考古的證據表明，適合高寒地區(qū)生長的以大麥為主的麥作農業(yè)，為當時走向高海拔人類提供了長期的食物來源。說明外來麥作農業(yè)的傳播和農業(yè)技術革新，促使史前人類在青藏高原大規(guī)模定居[]（圖 6）。 上述研究獲得了我國史前旱作農業(yè)和稻作農業(yè)的起源過程、機制以及傳播方式的新證據。
圖 6 中-晚全新世青藏高原東北部古氣候記錄與遺址測年及浮選結果對比（據文獻[]改繪）
通過對全國 1 063 處考古遺址 14C 年代數據概率密度分析，重建了 4 萬年以來史前人口變化，結果顯示大規(guī)模人口擴張開始于 9 ka BP。從全國范圍看，在新石器期間千年尺度的氣候變化過程中，人口增長期總體上與氣候溫暖期對應，銳減期與氣候冷期對應，表明寒冷的氣候條件限制人口的發(fā)展，而相對暖濕的氣候有利于人口的增加和文化的發(fā)展[]（圖 7）。
圖 7 5 萬年來史前人口變化與古氣候記錄對比（據文獻[] 改繪）
3.6 70多年來我國海岸線變化全球變暖-海平面上升與人類活動對海岸線變化的影響，不僅關系到現階段人類的生存與發(fā)展，同時也將深刻地影響未來國家層面相關政策的制定等�；� 1940—2014 年間 6 個時相的中國大陸岸線數據和 12 次野外考察的實測數據，揭示出 70 多年來，人工岸線比例持續(xù)增加，自然岸線比例持續(xù)減少，到 2014 年我國的自然岸線比例不足 33%。
盡管 70 多年來，氣候變暖導致海平面上升，但由于人類活動的加劇，特別是養(yǎng)殖、鹽田、交通圍墾、圍堤等活動，整個大陸沿海凈變化結果是陸地面積（不包括臺灣）增加近 14 200 km2，平均增速為 203 km2/a，相當于 18 000 km 的大陸岸線整體向海推進了 788.65m，年均推進速度大于 10m/a。大陸岸線的變化以向海擴張趨勢為主要特征，超過 68% 的海岸總體向海擴張，超過 22% 的海岸總體向陸后退[]（圖 8）。
圖 8 1940—2014 年海平面上升與中國大陸海岸線變化（據文獻[]改繪）
4 成果影響評價目前為止，任務群共發(fā)表論文 500 余篇，其中 SCI 論文 250 余篇，在國際著名學術期刊 Nature、Science 和 PNAS 發(fā)表論文 12 篇。任務群執(zhí)行期間，骨干研究人員在全新世古氣候、古環(huán)境變化、人類起源、農業(yè)起源、人類適應等方面獲得了具有全球視野和國際影響的研究成果，為任務群設立的重大科學問題提供了重要證據，提出了新的理論觀點。部分成果收錄于中科院 《2015 年科學發(fā)展報告》。
5 未來工作重點及研究展望綜上所述，在獲得以上認識的基礎上，任務群將緊緊圍繞核心科學問題，在不同層次的科學問題上總結其規(guī)律性，重點開展以下集成工作：（1）我國全新世大暖期環(huán)境要素（植被、沙漠、凍土、海岸線分布）全國集成研究。（2）評估全新世大暖期環(huán)境格局對我國生物多樣性和陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯潛力的影響。（3）我國現代人群的來源、演化遷移，旱作和稻作農業(yè)的起源、機制和傳播方式。（4）評估氣候環(huán)境變化對現代人類演化、農業(yè)起源與傳播及百年來的人類社會發(fā)展的影響。
隨著溫室氣體濃度的升高，古氣候學研究面臨的主要挑戰(zhàn)依然是理解并揭示不同時間尺度氣候環(huán)境變化特征及機制、評估過去氣候變化的影響、揭示自然和人類因素的作用、降低未來氣候變化預估的不確定性。近年來第四紀古氣候、古環(huán)境領域研究取得了顯著進展，目前已可以相對準確地重建氣候變化的歷史。未來研究應借助于我國在該方面已有的基礎科學數據積累，針對典型現代環(huán)境過程開展系統(tǒng)研究，以方法學和機理為切入點，從多種角度實現過去氣候和環(huán)境參數的定量化重建，全面提升我國古環(huán)境定量化研究的能力。上述研究，一方面可帶動并獲得氣候和環(huán)境變化機理的新認識，實現基礎理論的突破，另一方面可建立現代環(huán)境研究與古環(huán)境研究之間的橋梁，進一步促進上述學科的發(fā)展，最終為氣候變化趨勢預估和影響評估提供更加精確可靠的依據。
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本文關鍵詞：更新世東亞人群連續(xù)演化的考古證據及相關問題論述，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
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