吕厚远：气候环境和农耕文化奠定了中华文明未断基础讲堂159-1③

浅层大陆架发现了1.5万年的陶片，给考古界协作研究一个新的目标 来自吕厚远PPT

【导读】11月26日下午2-5点，由澎湃新闻网作为特别媒体支持的159-1期文汇讲堂如约举办，在三位嘉宾中国人大历史学院考古系陈胜前教授、中国社科院考古研究所史前考古室和世界考古室主任李新伟研究员、中科院地质与地球物理研究所吕厚远研究员带领下，近500名来自全国各地的听友相会腾讯网络会议研讨会度过了一个“解惑”的下午。三位学者分别从文明探源的世界维度、中华文明的标准探索、古气候和植物考古交叉学科助推中国贡献三个角度，描述了中华史前文明4000多年的概貌。凌家滩遗址管理局的丁燕等11位听友提问互动。

目前已刊发陈胜前和李新伟的主讲整理稿。现刊发吕厚远主讲，随后刊发互动两则，以飨到场听友和其他有兴趣的读者。欢迎关注12月11日举办的159-2“8000年前：中华文明起源”。

吕厚远梳理了古气候演变如何影响了东亚文明的演替

理论上认为，古气候变化可以通过影响生态环境和农业生产，进一步影响到文化、文明的演替和社会的发展，但是事实上怎么样呢？证据链和逻辑链又在哪里呢？这是今天我想分享的内容。

200万年以来的气候变化

今天全球文明分布的格局是在过去长期气候变化与文化、文明相互影响的背景下形成的。

*气候演变过程中，200万年前直立人、10万年前现代人走出非洲

大约从6500万年开始，地球进入新生代，气候进入了变冷模式，经历了三个不同的宏观场景——从两极没有冰、单极有冰、到两极都有冰盖。单极有冰之后，东亚季风系统开始形成；另一条线上，人类开始在非洲出现。两极有冰之后，大约在200万年前后，直立人开始走出非洲，走向欧亚大陆。

200万年以后，地球又经历了30多次冰期、间冰期的变化，温度变化幅度越来越大，从早期变化2-3度，到后来变化8-10度，变化周期越来越长，从早期四万年左右一个周期，到后来十万年一个周期。从非洲来的直立人，像元谋人、鄖县人、北京人等，他们是怎样经历这么大幅度、漫长的气候变化的，目前并不太清楚。直到大约10万年以后，生理结构上与今天一样的人类——现代人又一次走出非洲，约在10-5万年到达了东亚。

10万年前后，生理结构上和今人一样的“现代人”走出了非洲

*两万年后全球升温约6-9度，气候巨变导致人类走向原始农业

10万年以来的这个时段，涉及到世界考古学的三大议题——现代人类起源、农业起源和文明起源。这个时期气候变化表现为两类特点，一类是万年尺度的气候变化过程，从寒冷的冰期到温暖的间冰期，是由地球轨道变化控制的。第二类是千年尺度快速的气候变化，一般认为是由大洋温盐环流控制的，包括发生的一系列海因里希（H）寒冷事件、新仙女木(YD)寒冷事件。

最近的研究表明，新仙女木事件发生在距今约12900年到11700年之间，有1200多年寒冷的时间，温度下降约5-7度以上。新仙女木期前面还有一个温暖的时期，叫博林暖期，时间距今约14600年到12900年，当时的温度个别时间可能已达到今天的温暖程度。最近的研究还发现，新仙女木寒冷事件主要影响了北半球。

无论是博林暖期和新仙女木寒冷事件，他们只是叠加在万年尺度上快速的变化事件。两万年以来，气候经历了大幅度的升温过程，全球升温约6-9度以上。距今8-6千年是全新世的大暖期，比目前温度高1-2度；随着气候变暖、冰盖融化，全球海平面比两万年前升高了约130多米。

古气候变迁中，产生了三大难题农业起源、人类起源、文明起源

需要指出的是，在海平面上升之前的两万年前，我国东部大陆架全部出露，当时的海岸线就在钓鱼岛附近。1.5万年前左右，海平面低于80米，大陆架出露面积约80万平方公里，相当于我国目前东北和华北平原的总和，这是一片适合人类长期生存的地方。到了8-7千年前是高海平面时间，我国东部沿海约有13万平方公里的土地被淹没，早期人类活动的遗址被淹没了。

总之，地质过程的沧海桑田，无论是过去、现在、将来，都是人类无法抗拒的大自然巨大变迁的结果。正是在这两万年以来气候环境的巨大变迁期间，人类社会完成了从长期的渔猎采集到原始农业、文明社会的巨大转变，分别在中南美洲、西亚和东亚驯化出了玉米、小麦、水稻、粟黍几种农作物，并形成文化观念、宗教信仰、社会规则等有显著差异的东西方文明。

我国沿海有13万平方公里被海水淹没，早期人类活动成了谜

气候变化与农业起源传播

人类是如何在适应如此大幅度气候变化过程中发明了农业、壮大了种族、繁荣了文化、发展了文明的，以及如何利用自然、改造自然，与自然和谐发展？研究史前人地关系的过程、规律、机制，是二十世纪以来重大基础前沿交叉研究领域之一。

*困扰国际学术界一个多世纪的农业起源难题

农业何以起源？是困扰着国际学术界一个多世纪的难题。前人已经提出了绿洲说、进化说、宴享说、气候变化说、人口压力说等60多种假设，每个假设都可以很好地解释某个地区、某个种类的起源问题，但是都无法同时解释农业起源相互关联的时间、地点、种类三个问题。比如，农业起源为什么只发生在最近两万年以来，农业起源为什么只发生在空间上没有什么联系的三个中心区域——中南美洲、西亚和东亚，为何这三个区域都选择了禾本科为主的植物进行驯化，这三个问题是农业起源研究要回答的最基本的问题。过去的许多假说是依据西亚考古的证据提出的，一直缺少东亚早期农业考古的证据，也缺少两万年以来连续的、定量的古气候记录。系统获取东亚农业考古和定量的古气候证据，是研究的突破点，也是研究的难点。

*我国新石器早期农业考古缺少植物种类和野生-驯化鉴定证据

将今论古的方法是可以解决这些难点，通过掌握现代种子植物的鉴定特征来辨别考古中发现的证据，通过了解现代气候指标的意义，可以解释过去气候变化的过程。我国东部处于东亚季风区，拥有独立的北方旱作、南方稻作体系，孕育了悠久的中华农耕文明，是研究气候变化与农耕文化关系的一个关键区域。

上世纪90年代以前，传统的考古学依靠发现少量的炭化种子取得了一些重要的进展，但是对于新石器早期的地层还存在着研究瓶颈。主要是因为东亚季风区早期地层中的植物种子很容易腐烂、容易灰化成土，难以保存难以鉴定，导致我国许多农作物未能保存下来，农业起源的早期证据在国际上长期存在着争议。

争议的焦点有两个，一是认为中国缺少种类鉴定的证据，二是缺少野生-驯化鉴定的标准，他们认为东亚缺少早于8000年前农作物科学鉴定的证据。

*中国近年的农作物植硅体鉴定标准得到国际学术界的认可和应用

植硅体鉴定方法进入欧美多所高校教科书

针对农业起源存在的难题，过去十多年来，中国的植物考古学家建立、完善推广多种农作物提取、分析、鉴定、测年方法，在国际上发表了许多相关的论文，极大地促进了我国农业考古的发展和深入，方法上包括浮选法、鉴定法、测年法等，我今天简单地讲一下我熟悉的植硅体方法。

植硅体是植物生长过程中沉淀在植物细胞中的蛋白石，它产量高，可以长期保存，具有植物分类的潜力。难点在于一种植物生长多形态的植硅体，哪一种形态是黍、粟、稻的特有形态，国际上一直没有突破。我们通过对东亚地区几千种现代植物的茎、叶、果实进行系统解剖、测量和检验，发现黍、粟稃片上的细胞形态具有明确的分类意义，我们首次建立了区分黍、粟、狗尾草及其野生种类的鉴定标准。通过层层解剖，发现水稻的稻壳有双峰型植硅体和水稻的叶片中泡状细胞的植硅体形态纹饰具有明确的分类意义，成功建立了水稻野生、驯化的鉴定标准。

与传统的方法相比，这些方法包括鉴定标准的建立，不仅突破了腐烂植物无法鉴定的瓶颈，而且可以应用到许多沉积记录里，为东亚农业起源、农耕文化研究提供了关键支撑。植硅体鉴定方法发表之后，很快进入欧美多所大学教科书，成为世界农作物植硅体鉴定标准，并逐渐得到了同行的认可和应用。

*我国水稻、黍粟农作物在空间上、时间上的传播

我国黍、粟、稻驯化都经历2000年左右

方法的突破扩展了研究的范围、材料和区域，我们通过对多处考古遗址、地层、沉积物、石器、牙结石、淀粉粒、植硅体、结合炭化颗粒大化石和年代测试，首次获得了一万年前黍粟、水稻开始驯化的证据。

到2020年，我们国家有明确测年层位、公开发表的老于两千年的水稻考古遗址有568处，老于八千年前的水稻考古遗址有12处，老于一万年的水稻考古遗址有2处，一处是江西万年县仙人洞吊桶环洞穴遗址，一处是浙江省浦江县上山文化旷野遗址。在东海大陆架沉积地层里也有类似发现，应该还有一些地方的水稻遗存可能也有1万年历史，但目前还没有在公开发表的文献上查到测年材料、地层、鉴定方法等具体数据。

从空间的传播看，一万年前水稻从长江中下游起源，8千年前向北传播到山东，7-6千年前传播到关中盆地，5-4千前年传播到西南，4.5千年前到台湾，3.5千年前到吕宋岛，今天水稻已经成为养活世界一半人口最重要的粮食作物。

起源于我国北方的黍、粟旱作农业，从北向南存在着两个主要传播通道，分别是甘青-成都平原，南阳-汉水流域，在这个通道上基本上都有黄土的分布，大约在大暖期后期，6千年前后，开始南传。两个不仅是东亚最早被驯化的旱作农作物，而且对于中华文明的形成发展作出了巨大的贡献。

*新证据：东亚农业起源时间从8000年推进到1万年前

从时间上看，水稻在驯化过程当中，1.2-1万年间发生中断或者是退化。黍粟驯化是从1万年开始的，黍子的驯化早于谷子，驯化过程超过了2-3千年以上，说明驯化是非常长期的过程。狭义驯化是人类影响下植物改变遗传性状适应新环境过程，广义驯化的概念是人类参与的植物生存过程。农业起源的定义，中国大百科全书上是：人类从狩猎采集生活向种植和家畜饲养生活的转变。

所以我们也可以认为，从广义的驯化开始到狭义的驯化完成，是农业起源的阶段。因此我们有理由说，中国的植物考古工作通过对黍、粟、稻驯化研究，把东亚农业起源时间从8000年推进到1万年前。

习主席说，“早在1万年前，我们的先人就种植粟、水稻，农业起源同西亚、北非并列第一。”支撑这个结论的证据，国际上共发表了5篇论文，其中我们项目组发表4篇，包括3篇是PNAS上发表的系列论文。

吕厚远项目组所发论文占全球总数的八成

*新仙女木事件气候逆转陡增生存压力，驱动三地植物驯化和农业出现

我们通过建立的植硅体、孢粉等生物指标与温度、降水的定量转换函数。重建了旱作、稻作区2万年以来的古温度、古降水过程。

有了农作物驯化过程的证据和定量古气候变化的证据，进一步研究，我们发现两万年以来，有三个气候变化与农业驯化的时间节点同步，分别发生在1.4万年气候转暖、1.2万年气候变冷、1万年后的长期增温，与水稻出现、消失，黍粟水稻驯化完成，以及人类活动强度变化有关。

我们建立了一个气候-农业-人类活动关系的证据链。基于农作物驯化需要2-3千年以上长期驯化的认识，在末次冰期气候寒冷，气候快速变化，缺少大于2千年以上的温暖期，此时没有驯化条件；在全球增温背景下，在博林暖期气候变暖、万物复苏、人口增加的过程中，突如其来的新仙女木事件造成了气候的逆转，打破了人口资源的平衡，陡增了生存性资源压力，驱动了植物驯化的需求和农业的出现，基于气候变化的全球性，可以回答为什么这三个地区都在两万年以来有了农业起源。

*受YD显著影响的北纬30度三个禾本科繁盛区，最终成为农业起源中心

四大古文明均落户于北纬30度

来看植物考古的证据。人类采集植物的种类有很大变化，早期大家采集坚果类植物，后来是双子叶植物、单子叶植物，最后大家把目标集中在1年生、季节性生长、自花授粉的禾本科上。因为禾本科植物生长快、种类多、产量高、毒性低、耐储藏，特别是自交亲合，易于选择性状遗传，成为新仙女木影响的区域早期人类不约而同或者是有意无意选择目标。适合繁衍禾本科植物的区域，同时也是受到新仙女木寒冷事件显著影响的区域，大概率可以成为农业起源的中心。

看一下全球的禾本科植物分布。南半球有禾本科生长的，但新仙女木不是全球性事件，南半球没有变冷反而变暖趋势，缺少驱动压力。在北半球，虽有新仙女木事件影响，但在1万年前后的高纬度地区，大面积还是被冰川、冻土覆盖，缺少土壤，也缺少禾本科植物。在低纬度的赤道地区依然是茂盛的森林生长，只有在北纬30度线附近的中美洲、西亚、东亚内陆大江大河流域，甚至是大陆架地区，这里既是新仙女木事件影响显著的地区，也是土壤发育适合禾本科植物繁衍的地区。我们认为在末次盛冰期以来万年尺度的气候变化转暖过程中，叠加的博林暖期和新仙女木冷期的事件，形成的资源压力，是农业起源的关键驱动力，可以同时回答农业起源的时间、地点、种类这三个问题。

前面的证据表明，气候变化深刻地影响了农业起源和发展，农业起源的后果，使粮食永远成为人类文化文明延续不可或缺的物质。

气候巨变带走了猛犸象

气候变化与文化文明的演替

一个世纪以来，文化文明-气候变化的关系是一直有争议的领域，人文社科领域专家多考虑社会内部驱动，自然科学领域专家多考虑外部气候环境驱动，核心是需要可检验、可量化、多学科的证据。

在过去的项目执行过程当中，我们建立了国家高质量气候-环境-农业-文化-数据库，利用和研制了很多新方法，发表了三大类相关成果，第一类是灾变性气候事件与文化，第二类是周期性气候变化与文化，第三类是社会弹性。

*四千年寒冷事件前后，中原农业繁盛，奠定了中华文明未断基础

约距今四千年前后，发生了一次广泛、剧烈的寒冷事件，造成全球大范围气候异常和古文明的崩溃，包括古两河流域阿卡德、古埃及古王国、古印度哈拉帕等文明的崩溃和断裂。但在中国的东北、中原和南方的不同区域农业-文化的响应是不同的。东北辽西的旱作农业和文化，和我国南方的稻作农业和文化，都在四千年以后衰败了，而北方的甘青一直到中原地区的旱作农业和文化，在这个寒冷事件中反而得到发展，成为中华文明没有中断，得以延续的关键节点的关键支撑。

距今四千年的寒冷事件，影响了古文明的延续

古气候记录证据和气候模拟证据都表明，4千年气候异常造成东亚季风区总体变冷、和北干、南湿的格局，在这样的气候格局下，我们看东北地区，属于自然灾害，定量古气候重建表明，降水下降到300mm以下，黍、粟旱作农作物已经无法生长，农业和草原都受到影响，社会结构精英化、宗教化 ，最后促使文化发生演替。

但在中原-西北区，应该属于天时、地利、人和。大量证据表明，降水量下降到450-500毫米，正适合黍粟的生长；由于气候干旱降水减少，早期的湖泊湿地减少，环境地貌多样，正适合耕地的开发，此时小麦的传入，五谷齐全促进人口的增加，冶炼等西方的先进技术同时传入，一个“开放的社会”促进了文化繁盛延续。

南方区域的研究目前不是很充分，但我认为这是一次由全球变冷所引发的自然灾害链。目前的证据表明，这时南方降水增加，气候剧烈波动，风暴潮增加，海平面上升，湿地增加，土地减少，农作物只有水稻一个种类，造成了文化方面的社会结构精英化、宗教化，社会相对封闭，发生部族战争，促使文化发生演替。所有这些气候、文化特征不再是定性的描述和猜想，已经有年代明确、连续量化、可重复检验的证据。

总之，恶化的气候环境可能是产生宗教、神权的温床，也可能是国难兴邦的动力，研究四千年寒冷事件社会文化效应是一个长期的课题，这里只是简单的总结。

*红山文化衍生了三个500年周期，说明存在社会弹性

再看一下周期性的变化。农业起源之后，存在三次温暖期和农耕文化的三次繁盛期：裴李岗、仰韶、龙山文化，彼此间基本上是对应的。表明在千年时间尺度上，温暖气候总体上是有利于我国文化发展的，促进了我国史前农耕文化的繁盛。百年尺度上，也存在类似的现象，在北部的农牧交错带，过去1万年以来的孢粉记录的气候变化过程，和利用考古遗址碳14概率密度记录的人类活动强度变化过程，揭示出气候变化和文化演替、人类活动强度都存在对应的500年周期，气候暖湿期对应文化繁盛期。

但有例外的是，强大的红山文化的弹性适应，延续了3个500年周期。在年际尺度上，气候变化与游牧民族迁移的关系可能并不那么简单。许倬云先生曾通过对东汉-南北朝历史史料分析明确了四个寒冷时期，但是并没有发现北方游牧民族向南入侵任何记录，说明了不同的时、空过程对应不同的驱动机制，所以社会弹性也是必须考虑的一个因素。

延续了三个500年周期的红山文化，“中华第一龙”是其物质代表

对中国考古的思考

综上所述，对这个话题我做一个总结。

*浅海大陆架是否有更早的其它先进人类文化遗存？

通过对古气候变化-旱作农业-稻作农业-文化文明证据链的量化分析，为理解气候变化与东亚农业起源、文化文明演替提供了可以重复检验的多学科证据。我们认为，气候变化对农业起源、文明起源有重要的影响，气候增温有利有弊，周期性气候变暖总体上有利于我国社会文化发展，快速的气候变化一旦超出了人类应对的能力，将直接威胁着人类生存；减缓气候变化的速度是正确选择。气候环境不是文化文明变迁唯一原因，需要充分考虑多源、多尺度、高维、复杂时空依赖性。

同时，我们也有一些推测或猜想：

第一，近十多年来，在沿海地区的浙江省上山文化遗址出土了一万年前最早的驯化的水稻、定居的村庄、精美的彩陶，完全不同于内陆发现的旧石器的文化传统。上山文化是全新、先进的文化面貌，但为何在内陆找不到源头？

第二，最近浙江省文物考古研究所在钱塘江南岸的井头山遗址，海平面以下10米的沉积物里面发现了被海水沉积埋藏的八千多年以前的文化层，出土了大量的木器、陶器，是否意味着在浅海大陆架有更早的其它先进人类文化遗存？

第三，沿海地区八千年以来海平面是相对稳定的时期，先后出现的对中华文明有深远影响的不同的区域性文化，但约在八千年、六千年、四千年前后同时发生了演替，是社会内部还是外部环境驱动促成了海岸带文化的快速演替？

*实践中国特色、中国风格、中国气派的考古学

中国考古人正在实践中国特色、中国风格、中国中国气派

以上疑虑，需要跨学科同人共同去破解。我想借用复旦大学袁靖教授的一句话：“能否更加广泛、更加有效地在考古学研究中运用各种自然科学研究方法，已经成为21世纪衡量一个国家考古学研究能力与水平极为重要的标尺。”

因此我们需要加强多学科交叉研究，在科学体系上，改变以人类学为主流的西方考古学科学体系，来构建以文化-文明-环境协同演化的考古学科学体系；在学术体系上，改变以区域农业、文明起源为基础的西方学术体系，构建以全球农牧渔文明系统演化为核心的学术体系；在话语体系上，改变以西方文明为中心的全球话语体系，构建以人类命运共同体为核心的全球话语体系。

实践中国特色、中国风格、中国气派的考古学，正逢其时！

整理：李念

文末链接：

李新伟：文明标准的中国方案浮出，考古界将继续完善 | 讲堂159-1②

陈胜前：由中国考古人自己揭示，中华文明如何“相变”|讲堂159-1①

　　作者：吕厚远

照片：黑白来自嘉宾PPT，其余除署名外来自网络

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