史前晚期青藏高原东北部人类活动对森林演替的影响

　　转载中国科学地球科学中国科学杂志社
　　过去气候变化与人类活动对生态环境的塑造一直是地理学、考古学和历史学等不同学科研究的热点科学问题。新石器晚期至青铜时代的气候和人类活动强度变化显著。越来越多的研究案例显示，该时段频繁的气候波动和高强度的人类活动在生态环境变化过程中均可发挥重要作用。然而，如何识别并系统解译新石器晚期至青铜时代区域生态环境变化的人为影响，尤其是其作用方式与过程，是亟待开展的重要工作。
　　考古遗址出土的木炭遗存是过去人类木材采集利用的最直接的证据。通过系统的种属鉴定和显微结构分析，木炭遗存可很好地反映过去人类对木材的采集、利用行为，进而可为深入探讨过去人类活动对生态环境影响的方式和过程提供重要科学依据。近期，云南大学刘峰文博士、兰州大学张山佳博士、兰州大学董广辉教授和云南大学张虎才教授利用考古遗址出土的木炭遗存，解译新石器晚期至青铜时代区域生态环境变化的人为影响方式，该项成果以DetectinganthropogenicimpactonforestsuccessionfromtheperspectiveofwoodexploitationonthenortheastTibetanPlateauduringthelateprehistoricperiod为题发表在《中国科学：地球科学》（英文版）2022年11期。
　　该研究以生态脆弱的青藏高原东北部为研究区，以24个考古遗址出土的木炭遗存为研究指标（图1），通过系统的种属鉴定，揭示新石器晚期至青铜时代（52002300aBP）该地区人类木材采集、利用与变化历史。结合青藏高原东北部已发表的古环境记录和其他考古资料，探讨新石器晚期至青铜时代该地区森林植被演替的人为影响方式与过程。
　　图1青藏高原东北部野外调查遗址分布与先民木材利用时空差异
　　1文家遗址；2贡什加遗址；3盐沟遗址；4上四合生遗址；5罗哇林场遗址；6梅家遗址；7中滩遗址；8上多巴遗址；9尕盖遗址；10尕义香更遗址；11瓦窑台遗址；12双二东坪遗址；13南山寺遗址；14西岗遗址；15下哇台遗址；16东村遗址；17恰卡顶东遗址；18卡索遗址；19奔巴口遗址；20丁科遗址；21上崖根遗址；22庙沟遗址；23塔温搭里哈遗址；24夏日雅玛可布遗址；N表示鉴定的阔叶树种种属的数量；n表示木材鉴定块数
　　研究结果显示，新石器晚期至青铜时代，青藏高原东北部先民采集的木材资源主要包括云杉属、松属、杨属、柳属、桦木属、沙棘属、柽柳属等乔木和灌木，其采集木材资源的方式为就近取材，且采集利用的木本植物组合存在明显的空间差异。青藏高原东北部不同区域环境中木本植物的多样性与丰度是导致该地区先民木材采集利用空间差异显著的重要影响因素（图1）。
　　值得注意的是，52002300aBP，青藏高原东北部先民木材采集利用从以采集针叶树种为多逐渐向以采集阔叶树种为多转变，其中在36002300aBP时段以海拔2500m以上地区表现尤为明显。人类木材利用的转变并未受到气候变化的影响（图2）。在跨大陆文化交流频繁的背景下，麦类作物、羊、冶金等西方文化元素的传入增强了青藏高原东北部先民对高寒环境的适应能力，推动了其向高原高海拔地区扩散并永久定居。高强度的木材采集利用导致青藏高原东北部针叶树种含量显著下降，促进了喜阳阔叶树种的入侵，进而加速了该地区森林的演替。至3600aBP后，青藏高原东北部先民以阔叶树种为主要木材资源。
　　图2新石器晚期至青铜时代青藏高原东北部气候变化、人类活动和森林演替间的关系
　　（a）格陵兰冰心重建的全球温度变化；（b）定量重建的北半球温度变化；（c）青海湖沉积物岩芯介形虫稳定氧同位素记录；（d）青海湖沉积物岩芯松属孢粉记录；（e）青海湖沉积物岩芯云杉属孢粉记录；（f）青海湖沉积物岩芯阔叶树种孢粉记录；（g）青海湖沉积物岩芯针叶树种与阔叶树种孢粉含量差值记录；（h）青藏高原东北部150002000aBP碳十四年代频率；（i）青藏高原55002000aBP伴人孢粉记录；（j）达连海沉积物岩芯禾本科孢粉记录；（k）青藏高原东北部遗址木炭浓度变化；（l）共和盆地KE剖面黑碳浓度记录；（m）青海湖沉积物岩芯碳屑记录