Science报道兰大史前人类定居青藏高原历史研究

黄河长江

   

    史前人类何时及如何永久定居高寒缺氧的青藏高原是学术界和社会公众广泛关注的科学问题。兰州大学陈发虎教授等于2014年11月21日发表在Science Express上的文章“农业技术革新促使人类3600年前永久定居至青藏高原”（Agriculture Facilitated Permanent Human Occupation of the Tibetan Plateau after 3,600 BP）说明史前人类在青藏高原上的活动从短期季节性游猎，到大规模永久定居，经历了漫长的适应过程，是在现代人（Modern Homo Sapiens）扩散、晚更新世和全新世气候频繁波动、粟作农业迅速发展传播、麦作农业传入东亚的史前食品全球化等大背景下发生的。

　　Science杂志通常精选其15%的重要文章通过Science Express提前在线发表介绍，约6至8周后，该批文章在Science期刊在线和纸本形式同时发表。兰州大学的这项研究能够在Science Express上优先发表，不仅说明该项研究非常重要，而且反映我校在环境考古研究领域具有很强的影响力。兰州大学西部环境教育部重点实验室从上世纪九十年代中期开始组建环境考古研究团队，研究方向涵盖旧石器时代、新石器时代、历史时期环境考古，侧重于史前人类活动、文明演化与气候变化关系、旱作农业起源与史前农业传播研究，形成了以陈发虎教授、安成邦教授、颉耀文教授、董广辉副教授、张东菊博士为主要骨干的研究团队。经过长期的努力，该研究团队已发展成为了我国重要的环境考古研究中心，仅近十年已在PNAS、Quaternary Science Reviews、Journal of Archaeological Science、Holocene和科学通报等国际国内重要期刊上发表了二十余篇高质量的研究论文。这次Science发表的我校研究成果，以我校西部环境与气候变化研究院陈发虎教授和董广辉副教授分别为第一和第二作者，且为共同通讯作者，研究骨干张东菊博士为第三作者，主要作者包括了我校环境考古研究团队的主要成员和先后毕业的两名博士生。这是首篇以我校为主发表在Nature/Science国际顶尖杂志上的论文，且第一作者和通讯作者均为兰州大学，该论文也是我校西部环境教育部重点实验室教师以第一作者发表的第二篇Science研究论文。

　　作为世界上平均海拔最高的高原和世界第三极，青藏高原是人类最难生存的极端环境之一，其严酷的自然环境和缺氧问题对人的生理和生计构成了双重挑战。然而，根据第六次全国人口普查数据，2010年在青藏高原生活的人口已接近863万，海拔3000米以上地区生活的绝大部分人为藏族。研究人类定居青藏高原的历史，对认识人类如何适应高原极端环境，以及藏族人的起源具有重要的意义。

　　基于考古学和基因学的研究结果，一些学者提出了众多人类占据青藏高原的过程和模式。然而，该领域的研究存在明显的差异。一方面是由于基因研究方法本身存在的不确定性，另一方面则是青藏高原及其边缘地区考古研究和精确测年工作的不足所导致的。青藏高原72.4%的史前遗址分布在其东北部，该地区是古今人类进入青藏高原腹地的重要通道。因此，在青藏高原东北部开展细致的考古研究和精确测年工作，对理解史前人类定居青藏高原的历史及其动力至关重要。

　　受国家自然科学基金和中国科学院专项项目资助，陈发虎教授、董广辉副教授、张东菊博士等为主的研究团队2008年至今对青藏高原东北部的200余处史前遗址进行了调查，选择在考古地层保存完整的53个新石器-青铜文化遗址开展了动物和植物遗存分析工作。在此基础上，研究团队用炭化植物种子直接测定了63个AMS碳十四年龄，并开展了骨骼碳氮同位素的分析工作。研究工作充分体现了多学科交叉的优势，涉及旧石器时代考古学、新石器时代考古学、植物考古学、动物考古学、农业考古、遥感考古及地理学、环境变化、气候变化等多学科领域。该研究也是以我校陈发虎教授带领的环境考古研究团队为主，联合国内青海省考古文物研究所、中国社会科学院考古研究所、北京大学，以及英国剑桥大学、美国匹斯堡大学和华盛顿大学圣路易斯分校等多个国内外科研机构共同完成的。

　　根据新获得的数据，并结合青藏高原已发表的相关领域研究成果，研究团队首次提出了史前人类向青藏高原扩散的三步走模式：第一阶段，距今5200年以前，青藏高原活动的人群为狩猎采集人群，最早时间可能追溯至距今20000年之前。寒冷的末次冰期结束之后，15000年以来气候回暖，古人类频繁游猎到青藏高原中低海拔地区（如青海湖盆地和河湟谷地），距今8000年前后的现代间冰期的温暖阶段，史前人类更频繁的活动在青藏高原周边地区，但没有证据显示这个时期的人群是永久定居青藏高原，更多表现为季节性活动；第二阶段，距今5200-3600年间，与青藏高原毗邻的黄土高原西部（陇西黄土高原）的农业人群沿黄河及其支流河谷扩散至青藏高原东北缘。这部分人群以种植粟（谷子）黍（糜子）为主，而粟黍的生长受温度限制，此时古人类主要生活在海拔2500米以下地区。根据遗址数量和考古遗存（农作物、驯化动物、建筑遗迹等）判断，该阶段古人类大规模永久定居至青藏高原东北部河谷地带，形成以粟作农业社会为主的村落，少部分人群季节性到高海拔地区狩猎采集；在纬度较低、气候温暖的青藏高原东南部地区，粟作农业扩展到海拔3000米左右地区，如距今4700-4300年人类定居至西藏昌都地区的卡若遗址；第三阶段，距今3600年以来，人类大规模向高海拔地区扩张，永久定居至海拔3000米以上。该时期全球气候向寒冷方向发展，气候也趋于干旱，但欧亚大陆的史前农业扩张，使得大麦、小麦等西亚起源的农作物和家畜羊在距今4000年左右传入到甘肃、青海地区，并在3600年前后开始成为青藏高原高海拔地区人类的重要食物来源。大麦和羊对低温的耐受能力强，是人类在气候变冷时期向高海拔地区大规模成功扩张的主要促进因素。

　　兰州大学陈发虎教授团队主导的研究成果有助于认识史前人类定居青藏高原的历史，并为理解史前人类如何大规模永久定居至青藏高原高海拔地区提供了新的视角。过去的研究认为，全新世温暖适宜的气候条件是促使史前人类永久定居青藏高原高海拔寒冷地区的最主要因素，而陈发虎等人的研究结果显示，史前人类永久定居到高海拔青藏高原经历了漫长过程，现代人扩散到青藏高原周边地区，我国北方以粟黍为主的旱作农业起源和发展，以及在全新世温暖适宜阶段由黄土高原地区向青藏高原低海拔河谷地区的扩散均对史前人类大规模永久定居青藏高原创造了条件，但史前人类恰恰是在距今3600年之后全球气候转向冷干的大背景下才向青藏高原高海拔寒冷缺氧地区大规模扩张的，在此过程中欧亚大陆史前农业传播给青藏高原东北边缘地区带来的农业技术革新发挥了最为关键的作用。在当前全球气候快速变化的背景之下，科学技术的进步应当是人类应对气候变化的重要手段。陈发虎等人的研究表明，技术革新在数千年前的人类及其社会的发展中同样发挥着重要的作用，其中的一个实例是农业技术革新帮助史前人类大规模成功定居在青藏高原的高海拔地区。

　　陈发虎等发表的Science文章已被多家杂志和媒体报道，如Nature杂志（http://www.nature.com/news/barley-fuelled-farmers-spread-onto-tibetan-plateau-1.16382）、Science杂志http://news.sciencemag.org/archaeology/2014/11/barley-helped-ancient-tibetans-climb-3400-meters），Science Daily （http://www.sciencedaily.com/releases/2014/11/141120141704.htm）、The Economist (http://www.economist.com/news/science-and-technology/21633792-settlement-tibet-depended-exotic-crop-west-barley-mow) 和Science News、Reuters、New York Times、新华网、中国科学报、光明日报等网络与平面媒体。

陈发虎等Science文章链接:
http://www.sciencemag.org/conten ... /19/science.1259172