中國科學院地球環境研究所揭示：新石器時代土壤溫度變化深刻影響東亞粟作農業演化

5月5日，中國科學院地球環境研究所聯合蘭州大學、中國科學院地質與地球物理研究所，以及韓國、英國、美國等國內外多家科研機構，在國際頂尖學術期刊《美國國家科學院院刊》（PNAS）在線發表重要研究成果。研究團隊重建了黃土高原高分辨率古土壤溫度序列，提出全新世土壤溫度波動是調控新石器時代東亞粟作農業時空演化的關鍵因素，為解析中華文明早期演化的環境動力提供了新的科學依據。

黃土高原北部地區（陜北）種植的粟照片

新石器時代東亞土壤溫度變化影響粟作農業社會演化示意圖（董廣輝設計）

粟作農業是中華文明起源與早期發展的重要經濟基礎，以粟、黍（小米、黃米）種植和利用為主要特征。中華文明早期演化呈現“距今一萬年奠基、八千年起源、六千年加速”的發展軌跡，其中距今8000年至6000年出現發展緩慢的階段，而同期中國北方氣溫、降水均處于全新世氣候適宜期，水熱條件與粟作農業、文明發展進程相悖，導致這一矛盾現象的原因是未解難題。

中國北方距今4千年以前具有粟作農業的考古遺址及brGDGTs溫度重建點位分布圖

針對這一問題，研究團隊選取東亞粟作農業核心區——黃土高原中部慶陽龍骨溝黃土沉積剖面為研究對象，依托18個光釋光年代與14個全有機碳十四年代數據，構建了距今12300至2800年前的高精度年代框架。通過生物標志物分析，團隊重建了該區域全新世高分辨率土壤溫度變化歷史，并結合粟黍作物分布模型模擬、北方考古遺存與古氣候數據綜合分析，探討了土壤溫度變化對新石器時代粟作農業發展的影響模式與機制。

東亞粟作核心區土壤溫度、水文氣候與人類活動對比圖

黍作生長適宜性對溫度變化的響應

研究結果表明，距今8000-7500年，較高的土壤溫度為粟黍種植提供了適宜條件，在生存壓力驅動下，燕遼地區古人類率先將粟黍種植作為主要生計方式，此時黃土高原仍以狩獵采集為主；距今7500-6000年，區域植被覆蓋度提升、土壤濕度增加，導致土壤溫度大幅下降，燕遼地區逐步失去粟黍種植的適宜環境，促使粟作農業發展中心南遷至土壤溫度更適宜的黃土高原；距今6000-4000年，溫暖穩定的土壤溫度搭配較低植被覆蓋度，促進了粟作農業快速擴張，為北方新石器晚期文化繁榮筑牢了經濟根基。

黃土高原北部地區（陜北）種植的粟照片

該項研究建立了東亞地區高精度全新世土壤溫度記錄，提出土壤溫度是調控新石器時代粟作農業時空演化的關鍵環境因子，為理解中華文明“八千年起源、六千年加速”之間“延誤”現象背后的環境成因提供了新的學術視角，有助于推進中華文明探源工程的相關研究。

（中國日報陜西記者站）

來源：中國日報網