科学家揭示土壤温度变化对东亚粟作农业演化的影响
本报西安5月5日电 记者李洁、张哲浩5日从中国科学院地球环境研究所获悉，该所联合国内外多家科研机构进行系统研究，提出土壤温度变化是东亚新石器时代粟作农业时空演化的重要调控因素。
中华文明早期演化呈现“距今一万年奠基、八千年起源、六千年加速”的发展轨迹，其中距今8000年至6000年出现发展缓慢的阶段，而同期中国北方气温、降水均处于全新世气候适宜期，水热条件与粟作农业、文明发展进程相悖，导致这一矛盾现象的原因一直是未解难题。
研究人员在新石器时代粟作农业发展核心区——黄土高原中部的甘肃庆阳地区，以龙骨沟黄土沉积(厚约4米)为研究对象，综合运用碳-14测年法、光释光测年法等建立了高分辨率年代序列。在此基础上，研究团队开展生物标志物分析，重建了距今约12300年至2800年的土壤温度变化历史，并结合粟黍作物分布模型模拟、中国北方考古遗存与古气候数据综合分析。
研究结果显示，距今8000年至7500年，相对较高的土壤温度为粟黍种植提供了适宜条件，燕辽地区古人类率先将粟黍种植作为主要生计方式，此时黄土高原仍以狩猎采集为主；距今7500年至6000年，较高的植被覆盖度与土壤湿度导致土壤温度显著降低，模拟结果显示，该时期燕辽大部分地区已不适于粟黍种植，促使粟作农业发展中心南移至土壤温度更高且适于粟黍种植的黄土高原；距今6000年至4000年，温暖稳定的土壤温度搭配较低的植被覆盖度，促进了粟作农业的快速发展扩张，为中国北方新石器晚期文化繁荣奠定了重要经济基础。
该研究建立了东亚地区高年代分辨率的全新世土壤温度变化记录，提出了土壤温度是新石器时代粟作农业发展的重要调控因子，初步阐释了早期粟作农业时空演化的环境机制。研究成果为理解中华文明发展背后的环境因素提供了新的科学数据和学术观点，有助于推动“中华文明探源工程”的相关研究。
据悉，研究团队包括中国科学院地球环境研究所、兰州大学环境考古与文物科学中心、中国科学院地质与地球物理研究所、韩国基础科学研究院、大英博物馆以及华盛顿大学等。