中国科学院地球环境研究所的谭亮成课题组近期通过结合古气候数据和大量的考古资料,揭示了中国北方地区新石器时代至青铜时代的人类社会是如何应对极端干旱气候的。

该研究团队运用了全新世(约1.17万年前至今)精确测年的高分辨率石笋氧同位素记录,并结合了中国北方季风区放射性碳测年、考古遗址信息以及考古植物遗存等多种反映农业和人口状况的代用指标。通过对这些数据进行系统分析,研究人员探究了全新世弱季风事件与社会演变之间的关联。

研究发现,在全新世时期,中国北方经历了多次显著的季风减弱和干旱事件,分别发生在距今8200年、6300年、5500年、4900年、4200年以及3500年。在系统性农业制度确立之前,弱季风事件的出现与人口增长率的上升相伴随。研究推测,气候压力可能促使人类主动开发多样化资源(包括谷物等),从而成为早期人口增长的动力。

这项关于史前极端气候变化影响的重要研究成果已发表在国际学术期刊《全球与行星变化》上。

该论文的第一作者、中国科学院地球环境研究所助理研究员曲宇蒙解释说,极端气候事件在人类历史上屡次发生,对农业生产和社会稳定造成了显著影响。中国北方地处东亚夏季风的北缘,其生态环境对气候变化非常敏感。同时,该地区也是雨养旱作农业的发源地,农业生产与夏季风降水紧密相关。因此,中国北方地区为研究极端气候事件对社会的影响提供了一个天然的“实验室”。然而,农业和人口动态如何响应极端气候事件及其背后的机制,一直是未解决的科学难题。

研究进一步指出,随着距今5500年后旱作农业体系的建立,弱季风导致的干旱常常伴随着人口和农业增长率的急剧下降。由于农业社会高度依赖作物种植,且人口定居后流动性降低,使得粮食安全在气候压力下的脆弱性显著增强。

尽管农业体系的形成加剧了人类社会对极端干旱的敏感度,但社会人口组织的转变也赋予了其更强的风险缓冲能力,导致农业和人口总体规模的响应出现十年至百年的滞后。然而,一旦极端气候事件的持续时间或强度超过一定阈值,人口衰退便难以避免。

论文的通讯作者、研究员谭亮成表示,此次研究结果阐明了农业生产、人口增长与气候异常之间复杂的动态关系。研究系统地揭示了中国北方地区农业-人口系统对极端气候事件的响应模式,这种模式表现为“耦合但存在滞后现象和阈值效应”。同时,研究也阐明了社会自身发展阶段(从狩猎采集到农业社会)在调节气候影响方面所起的核心作用。

他补充道,这一研究成果加深了对史前人类与环境相互作用的理解,为解释中华文明形成和发展过程中的人地互馈机制,以及理解中华文明得以长期延续的人地关系基础,提供了科学依据。