文/胡月 编者按: ﻪ黄小忠教授主持国家自然科学基金重大项目的课题,团队最近在早期牧业发展、农牧交错带历史时期生业模式演变及驱动机制等人类世的历史背景方面做了出色的研究工作,发表了多篇重要学术论文。
团队部分成员 长期以来,牧业一直是北方草原地区和青藏高原区人们的主要生计来源。但是与放牧活动相关的考古资料和文献档案记录相对比较缺乏,动物考古、动物基因溯源研究的结果有较大的分歧,牧业活动何时开始、何时增强及其驱动机制一直不甚明晰。 为了研究我国北方的牧业发展历史及其驱动机制,我国科研人员在北方农牧交错带中部的山西公海高山湖泊沉积物中,提取了牧业活动的信息——小荚孢腔菌属粪生菌孢。 牧业发展比传统考古观点早了约1500年 小荚孢腔菌属粪生菌孢需要大型食草动物,如马、牛、羊等消化道的温度、湿度和各种消化液,来打破休眠产生大量的孢子,随后大多数孢子随粪便排出,并向四周迸发到土壤或者植物上。 吸附在植物上的孢子被食草动物啃食进入消化道完成下一个生物循化过程,而另一部分散布在土壤或者粪便上的孢子通过传播介质(如水、风、动物等)传入到湖泊并保存下来。 由于孢子外壁具有抗氧化和耐腐蚀的性质,可以在地层中长期的保存。并且食草动物的数量越多,所产生的小荚孢腔菌属粪生菌孢越多,在沉积物地层中保存下来的数量越多。因此,通过提取沉积地层中的该粪生菌孢含量变化,可以追溯过去食草动物数量变化和牧业的发展过程。 研究人员提取了山西公海湖泊沉积物样品中的小荚孢腔菌属粪生菌孢,对比青藏高原东北部更尕海钻孔、青海湖盆地地层剖面中粪生菌孢的变化,以及北方地区考古遗址中动物骨骼(不包括猪的骨骼)的C-14测年累积概率,认为中国北方地区放牧活动在约5700年至5500年前开始出现,在约4200年至4000年前以来进一步增强。连续的、高分辨率的、独立的地质微体化石记录的牧业发展比传统考古观点早了约1500年。 气候突变促进北方牧业活动的扩张 从长时间尺度来看,研究人员认为中国北方牧业活动的发展可能与气候变化有关。在约5700年至5500年前,内陆部分区域气候干旱,而中国北方地区暖湿的季风气候条件的出现,使得内陆部分早期牧民及其牲畜向东向南迁至北方地区。 在约4200-4000年前,第四纪全新世气候条件恶化或气候突变,可能导致了高纬草原地区人口的迁移、促进了北方草原地带牧民及牧业活动的扩张。 在约3600年前以来,考古证据发现家马作为放牧工具普遍的使用,促进了中国北方地区牧业的迅速发展和扩散。 从历史时期来看,我国北方农牧交错带在气候变化与强烈的人类活动影响下,生态环境脆弱。由于其特殊的地理位置,区域人口变化大和农牧生计方式转变明显。通过提取山西公海湖泊沉积物中小荚孢腔菌属粪生菌孢和农作物花粉的信息,重建了该地区历史时期连续的、高分辨率的牧业和农业的发展和变化过程。 结合已有的历史文献资料记载的人口、战争和瘟疫等社会变迁的证据,以及区域的气候变化记录,探讨了农牧业活动变化的自然和社会原因:在温暖湿润的气候背景下,农业向北、向高海拔地区扩张,与强大的帝国控制和社会稳定的时期相吻合,如隋唐早中期(公元581-820年)和北宋时期(公元960-1127年)。相比之下,在寒冷干燥的气候阶段,牧业活动较强,如社会动荡时期(公元220-580年)和明清时期(公元1368-1912年),这可能是寒冷的气候条件和社会危机限制了农业的发展,并转变放牧活动为一种主要的生业模式。 需要指出的是,在气候温和、民族深度融合发展的唐代早中期,农牧业均有很好的发展。通过对农牧业活动强度变化的周期分析,结果表明农业活动比放牧活动变化有更长的周期,这可能是因为前者对气候变化的适应能力更强,而且农民对土地的依附性更强,这一新的认识对于理解区域人地关系历史具有重要意义。 过度放牧导致草地持续退化 草地资源的合理利用是草原畜牧业发展的基础,但由于放牧活动的加剧可能导致草地的退化。而狼毒属植物的增加就是草地持续退化的结果。 在山西公海湖泊沉积物中,约1500年前强烈的放牧活动与高含量的狼毒属花粉说明了强烈的放牧活动造成了该地区草地的退化;在青藏高原共和盆地地区,更尕海湖泊沉积物中在约4700年前出现了狼毒属花粉,在约3600年前以及1600年前以来高含量的狼毒属花粉,也指示了强烈的放牧活动影响草原退化的历史久远。 全新世晚期增强的放牧活动可能对全球环境也产生了影响。之前研究发现,全新世后期大气甲烷含量的变化与之前多个间冰期变化规律不一致,大气中甲烷的含量在约5000年前后开始不降反升,先前有研究者认为可能是由于早期水稻种植导致的。通过重建的牧业活动历史,发现并证明了晚全新世增强的放牧活动可能对大气中甲烷浓度的增加是有贡献的。 综上,深入研究中国北方地区牧业发展历史及其驱动机制,对理解和认识过去植被环境变化、人与环境相互作用历史,以及过去人类活动引起的地球环境变化具有重要意义。 (兰州大学 黄小忠教授)
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