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讲座纪要|吕厚远:古气候变化与东亚农业起源、文化文明的演替

发布:2026-04-16 来源:

中国人民大学生态史研究中心“自然与文化”学术讲座系列第42讲“古气候变化与东亚农业起源和文化文明的演替”,于2026年4月11日下午2:30在中国人民大学人文楼400会议室举行。本次讲座由中国科学院地质与地球物理所吕厚远研究员主讲,夏明方教授主持,陈胜前教授与谈。中国科学院动物研究所盛承发研究员、兰州大学资源与环境学院杨晓燕教授、中国人民大学历史学院陈继玲副教授、北京大学考古文博学院冯玥研究员参加讨论。历史学院硕博研究生及部分校内外师生参加了讲座。

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吕厚远老师首先指出,本讲座题目呼应了当前世界考古学三大核心议题:人类起源、农业起源、文明起源,随着研究的不断深入,发现单一学科已难以系统解析这些复杂议题,需多学科交叉融合,例如与第四纪地质学、古气候学的交叉研究等。讲座共分四个部分:一是气候变化与人类演化背景;二是气候变化与农业起源传播;三是气候变化与文化文明演替;四是海岸带大陆架古人类活动。

一部分讨论气候变化与人类演化的关系。新生代(约距今 6500 万年)以来,地球气候呈震荡变冷趋势,先后经历三种宏观气候场景:从两极无冰,到约 3400 万年形成单极(南极)冰盖,再到约 350 万年前后发展为两极有冰盖。后两个阶段与人类起源及早期演化的时期相对应。传统的萨瓦纳假说认为,东非裂谷隆起导致森林向稀树草原转变,促使古猿直立行走。但新的研究显示,人类最早出现的时间早于草原的形成,且不同人种呈阶段性出现,难以用单一环境机制解释。吕老师认为 Potts 教授提出的 “气候变率选择” 假说更具解释力:气候大幅度、高频波动的时期,更有利于新物种形成。例如,约 180 万年前的高气候变率期对应直立人出现,人类首次走出非洲,并随后分别迁徙至亚洲和欧洲。

      距今 200 万年以来,全球经历 30 多次冰期-间冰期旋回,气候波动幅度逐渐增大、周期明显变长。最近 10 万年的气候特征,表现出以 2 万年为主的轨道尺度周期及一系列千年尺度突变事件,例如 Bølling-Allerød 暖事件(BA,约 14.6~12.9 ka)、新仙女木冷事件(YD,约 12.9~11.7 ka)。近期研究确认,新仙女木事件主要影响北半球,这一空间格局对后续解释农业起源至关重要。此外,第四纪气候变化与人类演化研究的热点问题还包括:1)人类走出非洲的气候触发机制;2)中更新世人类演化瓶颈与演化模式;3)人类适应更新世气候波动的行为与演化策略;4)尼安德特人灭绝机制等。

第二部分聚焦气候变化与农业起源的关系。吕老师指出,过去 2 万年以来全球气候发生剧烈波动,冰盖快速消融,海平面上升约 130 米;全新世大暖期气温较现今高 1~3℃,中国东部沿海海平面较今高 1~2 米,渤海湾及江苏沿海大片陆地被淹。在此背景下,人类完成从渔猎采集向农业文明的根本转变,中南美洲、西亚与东亚成为世界最早的农业起源中心。

现有农业起源假说难以同时解释三大核心问题:农业为何出现在特定时间、特定地点,并驯化了特定的作物种类。为突破传统假说的局限,吕老师团队从古植物微体化石鉴定与古气候定量恢复视角切入,系统开展相关研究。经过多年积累,团队建立了中国旱作与稻作野生与驯化类型的鉴定标准。尤其以水稻泡状细胞扇型植硅体的鱼鳞纹数量为指标,将鱼鳞纹数≥9 个且比例超过 40% 作为野生稻与驯化稻的区分阈值。同时定量恢复旱作、稻作区古气候2万年以来古气候变化。

对长江下游上山与荷花山遗址地层剖面的植硅体分析表明,距今10万年以来,该区域持续存在野生稻,打破了末次冰期长江中下游无野生稻的传统认识。约2.4万年进入末次盛冰期,出现高浓度稻壳植硅体、炭屑富集层,高比例稻壳/扇型 同步增加,指示人类开始采集野生稻。约1.3万年前,稻壳含量与驯化指标快速上升,进入驯化前栽培阶段。约1.1万年前,驯化植硅体比例达到阈值,标志着东亚稻作农业起源。这一研究展现了东亚水稻从野生到驯化的完整演化轨迹。该研究发表在《Science》上,获得审稿专家的高度评价。

在此基础上,吕老师提出 “BA‑YD 资源压力” 假说,系统阐释了气候驱动农业起源的普适机制:当气候从冰期进入 BA 暖期时,资源丰度增加促使人口呈指数增长,由此产生的资源压力迫使人类转向植物广谱采集和驯化。进入随后的 YD 冷期,资源缩减,生存压力强化,禾本科植物因生长快、无毒、易于储存且多为自花授粉等优势,成为驯化首选作物。新仙女木事件并非全球性冷事件,对南半球影响有限;北半球高纬地区仍大面积被冰川、冻土覆盖,土壤与草本资源匮乏;低纬赤道地区仍以茂密森林为主,同样不具备适宜条件。唯有北纬 30° 附近的中美洲、西亚以及东亚内陆大江大河流域,既受到新仙女木(YD)事件的显著影响,又具备适宜禾本科植物繁衍的环境条件。该假说能够同时回答农业起源的时间、区域与作物种类三个基本问题。

第三部分探讨气候变化与文化文明演替的关系。气候变化与文化文明演替的关系历来充满争议,存在环境决定论、文化决定论、新环境决定论等多种观点。人文社科领域侧重社会内部驱动,自然科学领域则强调环境统计与量化证据。吕老师团队依托多学科交叉,构建了环境、农业、文化、人类体质等多种数据库,发展出古气候定量重建、人类活动概率密度、时间序列分析等方法,力求研究结果可量化、可统计、可检验。研究重点分为三类:1)灾变性事件(如洪水、干旱、地震)与文化关系;2)周期性气候震荡(10-100-1000年尺度)与文化兴衰;3)社会弹性与气候适应能力。

第一类研究的典型事件案例,为距今4000年的全球气候变冷事件。该事件导致埃及、古印度等文明崩溃,中国也出现红山、良渚、山东龙山等文化的大范围衰落。但中原地区却逆势崛起,成为中华文明连续至今的关键支撑。吕老师团队整合北方六大文化区的考古遗址、农作物14C年代、农作物遗存与古气候数据,提出了周边衰落、中原崛起的“三明治”模式:北方出现干旱灾害,东北降水降至300mm以下,粟作难以维系;南方因风暴潮、海平面上升出现洪涝灾害链,农田淹没导致人口减少;而中原恰处于“不旱不涝”的过渡带,降水维持400~500mm,适宜旱作,湖泊萎缩使黄河冲积扇扩大,耕地增加,同时西北传入小麦、青铜技术,形成“天时地利人和”的有利局面。

第二类研究聚焦周期性变化, 在千年尺度上,裴李岗、仰韶、龙山等主要文化的繁荣期均与区域暖期相对应;在百年尺度上,基于东北小龙湾玛珥湖过去1万年孢粉-气候变化,与考古遗址¹⁴C概率密度反映的人类活动强度变化对比,显示,二者均存在约 500 年的显著周期,气候暖湿期对应文化繁盛阶段。其中红山文化跨越多个气候周期,体现出较强的社会韧性。吕老师强调,气候与文化演替具有周期性与叠加性特征,不同时空尺度的驱动机制存在差异。当前研究目标旨在进一步分离自然过程与人类活动、陆地与海洋过程等的各自贡献。

第四部分介绍对海岸带大陆架古人类活动的新认识。海岸带-大陆架考古是研究史前人类活动的空白区,目前新发现的证据表明,这一区域在过去是史前人类可以长期生存的地方,海平面的阶段性上山推动了大陆架人类的迁徙。探讨这一区域环境-文化变迁过程,有助于追溯早期文化的源头、解释东部新石器时代遗址扩张等重要学术问题,更有助于提升文明研究的话语权,争取中国海洋权益。在目前的项目进展中,建立起大陆架-海岸带的地球物理勘探、大口径采样方法,填补了我国在大口径沉积物柱状取样技术和装备的空白,展示了在大陆架-两个相临钻孔发现的人类活动综合证据。

最后,吕老师分享了交叉学科研究的体会,介绍了两种研究模式:一种是用某个或几个领域的知识、方法或技术,解决多个领域的共性问题。另一种是用某个领域的知识、方法或者技术解决另外一个学科的科学问题。在个人研究经验基础上,他提出先精通一门,再交叉结合的研究建议。

在点评环节,夏明方老师指出,在历史学界,以顾颉刚为代表的学者长期对古史传说持怀疑态度,近些年来越来越多的学者把古史传说作为中国历史的有机组成部分来看待,但毕竟还是神话而非现实。吕老师的研究正在把这样的古史传说时代,变为一个切实可触可感的考古工作,从很大程度上改写了史前中国的历史叙事。其研究理念与生态史研究中心长期秉持的原则极为契合,即从人与自然多主体互动的角度探讨人类文明的演化。

陈胜前老师认为吕老师今天的讲座“干货”十足。对于距今8500-9000年间中国东部考古遗址的激增,古气候变化是一个特别有价值的线索;对于距今4000年前后考古学文化的衰落,韩建业老师认为存在文化内在的原因,如中原地区敬天法祖、较为务实。从思想史的角度来看,对道德和家庭的强调或许比较符合中原的特色。而吕老师从气候的角度提出的“三明治”模式,为解释中原为何兴起提供了非常好的环境背景。对于大陆架考古而言,大孔径的钻探技术可能推动新的考古研究方式的出现。大陆架湿地环境有利于有机质遗存保存,考古发掘潜力巨大。通过钻孔完整提取沉积层,并转移到实验室进行精细研究,可以开辟出新的研究天地。

  讲座最后,考古学博士研究生就SPD方法探讨新石器时代人口趋势、不同区域人口之间的跷跷板效应、上山先民利用野生稻时期的气候带和温湿度条件、野生稻分布级繁殖方式与气温和水环境关系、野生稻的国内外研究进展等问题,向吕厚远老师请益,并展开深入交流。讲座在热烈的掌声中圆满结束。