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我国北方过去5000年定量气候变化研究取得重要进展

  中国是历史悠久的文明古国,在过去5000年的历史长河中,经历了一系列的王朝兴盛与衰落、分裂与统一、战争与和平,而气候变化常被认为是影响历史文化演替的重要因素之一。20世纪70年代,竺可桢先生根据历史文献记载首次重建了我国过去5000年的温度变化,就此掀开了关于过去气候变化及其与历史朝代演替之间关系研究的序幕。几十年间,大量的研究在温度重建方面取得了积极进展,但是重建的结果分辨率相对较低且多以定性记录为主,限制了对气候变化与历史文化关系的深入理解。因此,重建我国过去5000年高分辨率的定量气候变化记录具有重要的意义。 

  为此,我们选取中华古文明的核心地带黄土高原地区,基于六盘山北联池沉积物中甘油二烷基甘油四醚酯(GDGTs)指标,结合现代过程研究,利用全球湖泊拟合方程,定量重建了我国北方过去5000年以来高分辨率的暖季(4-10月)温度变化序列。结果显示:过去5000年,中国北方温度整体呈下降趋势,前3000年下降缓慢,降幅仅为0.5°C,之后的2000年下降较快,降幅高达4°C;并且,中国北方温度还经历了4次明显的降温事件,对应于北大西洋冰筏事件(Bond 0-3),降幅约为2-3°C 

  此外,综合重建的暖季温度与同区域公海孢粉量化的季风降水数据,为我国过去5000年历史文化演化提供了更加完整的定量气候背景。通过对比历史朝代,发现在商朝之前,气候相对稳定,商朝之后,温度和降水都呈现较大的波动;值得注意的是,我国历史上三次较大的社会动乱(春秋战国、魏晋南北朝和五代十国)均发生在低温时期,唐朝、宋朝和明朝晚期的气候也均快速趋于冷干化。另外,进一步比对气候变化与战争频次、人口波动和北方游牧民族迁移等数据,发现在冷干气候时期,全国的战争频次增加,人口数量锐减,北方游牧民族向南迁移。因此,历史时期文化演化(王朝的灭亡、社会的动荡、战争的频次及游牧民族的南移)与气候变化之间较好的对应关系,表明快速冷干的气候条件(尤其温度变化)可能会通过降低土地生产力、增加生态环境脆弱性等,影响社会经济的波动及文化发展的方向,但气候变化对历史文化演替影响的机理仍需开展深入的研究。 

  该研究近期发表在国际第四纪领域著名期刊 Quaternary Science Reviews上。该研究得到了国家自然科学基金,中科院先导专项,国家重点研发计划等项目的资助。 

  相关论文链接: 

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0277379121000263 

  https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-020-05159-9 

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0277379118302622 

1 过去5000年气候变化与文化演化、社会变迁对比 

a:本研究重建的定量温度;b:公海孢粉量化的季风降水量;c:我国历史时期战争频次;d:我国历史时期人口数量;e:北方游牧民族政权疆域南界纬度变化)