水文气候变化与长江中游文明演化取得重要研究进展

近日，中国地质调查局武汉地质调查中心生态水文地质团队联合中国地质大学（武汉）、牛津大学等知名研究机构，共同揭开了四千年前长江中游干湿变化与石家河文化兴衰的精确关联，相关成果以封面论文形式发表于国际重要学术期刊《国家科学评论》（National Science Review，NSR）。

自古以来，气候变化深刻影响着人类文明的兴衰。约4200年前的全球气候突变事件（即4.2千年事件，被国际地层委员会用以定义晚全新世梅加拉亚期的界线层型），与多个古文明的衰落时间相对应，是学术界长期关注的重要科学议题。在中国长江中游地区，兴盛一时的石家河文化也在这一时期走向没落。究竟是什么原因导致了石家河古城的废弃与文明的突然中断？学界对此存在很大争议。

本研究通过运用石笋钙同位素等地球化学指标，结合高精度的铀系绝对测年与年纹层计数法，首次高分辨率定量重建了距今（以公元1950年为基准）约4600年至3500年间长江中游地区高分辨率的降雨历史，为理解水文扰动如何“改写”早期文明提供了前所未有的清晰图景。重建的结果表明，在距今4600年至3500年间，长江中游地区的平均年降雨量约为850毫米，但存在多年代的波动，表现为三次显著的干旱事件（年降水低于700毫米）和两次湿润事件（年降水高于1000毫米）。通过与江汉平原及相关区域的考古学证据、古洪水记录等资料的综合对比分析，指出尽管早期干旱促使该地区的农业策略与文化形态发生了适应性调整，但此后长时间的强降雨所导致的江汉平原湖面扩张、低地普遍沼泽化，进而引发宜居与农耕面积锐减，才是石家河文化在约4000年前最终走向衰落的关键环境压力。

该研究对当今和未来的全球变暖及其应对具有深远的启示作用。定量对比发现，导致石家河文明衰亡和迁徙的湿润期，其降水强度尚不及现代有气象记录以来的某些年份。除了说明早期先民应对气候变化能力偏弱外，也凸显了当今社会在现代水利工程、农业技术和管理体系等方面在应对气候风险和保障粮食安全方面等发挥的巨大作用。在未来全球变暖背景下，气候变化的幅度增大，极端旱涝事件频率和强度预计将逐渐增加。如何有效应对全球变化引起的极端气候灾害，将是社会可持续发展必须面对的一个重要课题。

Jin Liao, Christopher C Day, Chaoyong Hu, Yuhui Liu, Gideon M Henderson. Precise chronology of hydrological changes around 4.2kyr in central China to assess the impact of flooding on Neolithic societies. National Science Review.

原文链接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf567

 

论文封面