董廣輝

    新聞背景 

    不久前一則新聞引起了廣泛注意，國(guó)際頂級(jí)科技期刊《科學(xué)》雜志報(bào)道了蘭州大學(xué)陳發(fā)虎、董廣輝團(tuán)隊(duì)的最新研究成果，提出史前人類(lèi)向青藏高原擴(kuò)散的“三步走”模式。本報(bào)特約文章的主要作者之一，向讀者深入介紹這項(xiàng)研究鮮為人知的細(xì)節(jié)。

    青藏高原是世界上海拔最高的高原，又稱“世界屋脊”。人類(lèi)最早什么時(shí)間登上青藏高原？史前人類(lèi)從間歇性到高原活動(dòng)到大規(guī)模常年定居經(jīng)歷了怎樣的過(guò)程？是什么原因促使他們攀上“世界屋脊”？這些不但是讀者很感興趣的問(wèn)題，也是科學(xué)家們致力解決的難題。

    最新研究提出了史前人類(lèi)向青藏高原擴(kuò)散的“三步走”模式：第一步，距今約2萬(wàn)年至5200年前，狩獵采集人群在青藏高原進(jìn)行低強(qiáng)度的季節(jié)性游獵；第二步，距今5200年前至3600年前，粟（谷子）黍（糜子）農(nóng)業(yè)人群在青藏高原東北海拔2500米以下河谷地區(qū)大規(guī)模永久定居；第三步，距今3600年前開(kāi)始，以種植大麥和牧羊?yàn)橹鞯霓r(nóng)牧混合經(jīng)濟(jì)人群大規(guī)模擴(kuò)張并永久定居至海拔3000米以上的高海拔地區(qū)。

    上述結(jié)論究竟是如何得出的呢？

    2萬(wàn)年前狩獵采集人群踏足高原，但停留時(shí)間較短，夏來(lái)冬去

    與青藏高原東北部接壤的黃土高原西部，是自古以來(lái)人類(lèi)繁衍生息的重要地區(qū)。1920年，法國(guó)古生物學(xué)家桑志華在甘肅省慶陽(yáng)市的黃土地層中發(fā)現(xiàn)舊石器，使隴東盆地成為我國(guó)最早發(fā)現(xiàn)舊石器的區(qū)域。蘭州大學(xué)張東菊博士、陳發(fā)虎教授等對(duì)地處隴西盆地的甘肅省秦安縣大地灣遺址的研究工作顯示，該地區(qū)的古人類(lèi)活動(dòng)至少可追溯至6萬(wàn)年之前。除此之外，蘭州大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)還在隴西盆地調(diào)查發(fā)現(xiàn)了數(shù)十處舊石器遺址，說(shuō)明該地區(qū)在距今6萬(wàn)年至距今1萬(wàn)年前，一直是狩獵采集人群生活的重要棲息地。

    在新石器時(shí)代農(nóng)業(yè)人群到達(dá)青藏高原之前，舊石器時(shí)代狩獵采集人群在至少2萬(wàn)年之前，已經(jīng)在高原高海拔地區(qū)及其周邊地區(qū)從事季節(jié)性的狩獵采集活動(dòng)。然而，在青藏高原發(fā)現(xiàn)的舊石器遺址多為地表地點(diǎn)，有可靠測(cè)年結(jié)果的舊石器遺址不到20個(gè)，說(shuō)明早期狩獵采集人群在青藏高原的活動(dòng)強(qiáng)度很小。

    由于青藏高原高海拔地區(qū)自然環(huán)境嚴(yán)酷，尤其是冬天，古人類(lèi)很難獲得足夠的食物和熱量供給，因此推測(cè)舊石器人群夏天到高原游獵，冬季則選擇生活在高原邊緣或周邊的低海拔地區(qū)。到距今8000年之后，由于粟黍農(nóng)業(yè)在黃土高原西部涌現(xiàn)并快速發(fā)展，狩獵采集人群活動(dòng)范圍受到排斥和擠壓，開(kāi)始更多地在高原上活動(dòng)，但目前沒(méi)有足夠的證據(jù)顯示舊石器狩獵采集人群已在高海拔地區(qū)開(kāi)始永久定居。

    粟黍農(nóng)業(yè)擴(kuò)散，助古人類(lèi)5200年前在高原海拔2500米以下地區(qū)定居

    距今約1萬(wàn)年前，農(nóng)作物粟黍最早在黃河流域被馴化。大地灣遺址是中國(guó)最早的新石器時(shí)代遺址之一，該遺址大地灣一期地層中出土了炭化黍，說(shuō)明古人類(lèi)在7800至7200年前已經(jīng)開(kāi)始栽培農(nóng)作物。距今6500年前，中原地區(qū)逐漸興起的仰韶文化人群向西擴(kuò)散至天水盆地，隨后粟黍農(nóng)業(yè)在距今6000年之后在這一地區(qū)快速發(fā)展，成為最重要的生產(chǎn)方式。

    粟黍農(nóng)業(yè)發(fā)展導(dǎo)致仰韶中晚期人口的迅速增加，并且促使本地人群吸納了先進(jìn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)生了具有地方特色的馬家窯文化，也被認(rèn)為是仰韶文化的地方類(lèi)型。人口的大幅增長(zhǎng)導(dǎo)致資源的緊缺，促使馬家窯文化人群和少量仰韶晚期人群向人口相對(duì)稀少的西部擴(kuò)張，在距今5200年前沿黃河河谷擴(kuò)張到青藏高原東北邊緣地區(qū)。另一部分馬家窯人群可能沿著青藏高原東部邊緣向南擴(kuò)散，其影響達(dá)到了四川盆地，為粟黍農(nóng)業(yè)沿長(zhǎng)江上游從青藏高原東南部向高海拔地區(qū)傳播奠定了基礎(chǔ)。

    距今5200年前，從事粟黍種植的農(nóng)業(yè)人群，已經(jīng)從黃土高原西部擴(kuò)散至青藏高原東北部的河湟谷地，并大規(guī)模永久定居在海拔2500米以下地區(qū)。距今5200至3600年前，馬家窯和齊家文化人群生活在青藏高原東北部地區(qū)，從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，種植的農(nóng)作物以粟黍?yàn)橹?。粟黍有耐干旱的特性，但其生長(zhǎng)受溫度限制明顯，而溫度則隨著海拔高度的上升而下降。受溫度限制的粟黍農(nóng)業(yè)，是這期間人類(lèi)無(wú)法大規(guī)模在海拔2500米以上地區(qū)常年居住的重要原因。

    青藏高原的東南部緯度低，水熱條件都比其東北部?jī)?yōu)越，因此粟黍種植的海拔上限較高。在海拔3100米的昌都卡若遺址，在4700至4300年前古人類(lèi)已經(jīng)永久定居并種植粟黍，但該時(shí)期青藏高原東南部海拔3000米以上，僅發(fā)現(xiàn)不足10處新石器時(shí)代遺址，說(shuō)明人類(lèi)定居的規(guī)模和強(qiáng)度都比較低。

    西亞地區(qū)小麥、大麥和羊經(jīng)河西走廊傳入，助史前人類(lèi)3600年前邁上整個(gè)高原

    距今4000年前后，約1萬(wàn)年前最早馴化于西亞地區(qū)的小麥、大麥和羊，經(jīng)河西走廊傳入青藏高原東北部地區(qū)。古氣候研究顯示，北半球氣溫從距今4500年前開(kāi)始下降，并于3600年前降至谷底。溫度的下降很可能對(duì)青藏高原東北部的粟黍農(nóng)業(yè)造成影響，導(dǎo)致人口與資源之間的平衡被再次打破。

    人類(lèi)為適應(yīng)逐漸變冷的環(huán)境，必須采取更為多樣的生產(chǎn)方式，在此過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了大麥、小麥和羊耐高寒的特性。距今3600年之后，一部分以種植大麥和牧羊?yàn)橹饕?jì)方式的人群，開(kāi)始向高海拔地區(qū)擴(kuò)張，并成功大規(guī)模定居至海拔2500米以上地區(qū)。而生活在海拔2500米以下河谷區(qū)域的人群，依然以種植粟黍?yàn)橹?，但增加了大麥、小麥種植的比例，以適應(yīng)氣候冷干的趨勢(shì)。

    溫暖適宜的氣候條件，此前被認(rèn)為是促使史前人類(lèi)向青藏高原擴(kuò)散的最主要因素。而最新研究結(jié)果卻顯示，史前人類(lèi)恰恰是在距今3600年之后全球氣候轉(zhuǎn)向冷干的大背景下，才向青藏高原高海拔寒冷缺氧地區(qū)大規(guī)模擴(kuò)張的，在此過(guò)程中，歐亞大陸史前農(nóng)業(yè)傳播給青藏高原東北邊緣地區(qū)帶來(lái)的農(nóng)業(yè)技術(shù)革新，發(fā)揮了最為關(guān)鍵的作用。在此之前，溫暖濕潤(rùn)的氣候是促使舊石器人群到青藏高原季節(jié)性狩獵采集，以及粟黍農(nóng)業(yè)人群大規(guī)模到高原邊緣河谷地區(qū)永久定居的重要因素，為距今3600年之后的人群向高原腹地?cái)U(kuò)張奠定了基礎(chǔ)。由此可見(jiàn)，氣候變化與史前人類(lèi)向青藏高原腹地?cái)U(kuò)張的關(guān)系是復(fù)雜的。

    背景知識(shí)

    發(fā)現(xiàn)古人類(lèi)活動(dòng)

    留下的印跡

    人類(lèi)在生產(chǎn)和生活過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量物質(zhì)，包括人類(lèi)生活的住所、生產(chǎn)的工具和食物、廢棄的垃圾等，古人類(lèi)也是如此，而其遺留下的物質(zhì)就是他們生存留下的印跡，也就是考古遺址調(diào)查或發(fā)掘過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的考古遺存。

    考古遺存包括古人類(lèi)化石（遺?。?、居住和埋葬遺跡（房屋遺存、洞穴、墓葬）、使用過(guò)的工具（石器、陶器、金屬器等）、擾動(dòng)過(guò)的地層遺跡（灰坑、文化層等）、伴生動(dòng)物化石（動(dòng)物骨骼）、伴生植物化石（炭屑、炭化植物種子）等。

    蘭州大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在研究青藏高原及其周邊地區(qū)古人類(lèi)活動(dòng)歷史時(shí)，首先是與考古研究機(jī)構(gòu)合作，對(duì)這一區(qū)域的史前文化遺址進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查，并選擇考古地層保存完好的遺址取樣。通過(guò)動(dòng)植物化石的鑒定，可以知道古人類(lèi)如何利用植物和動(dòng)物資源；通過(guò)對(duì)人骨和動(dòng)物骨骼化石的碳氮穩(wěn)定同位素分析，可以判斷古人類(lèi)的食物結(jié)構(gòu)。炭化植物種子是最可靠的碳十四測(cè)年材料，通過(guò)其年代測(cè)試可以知道古人類(lèi)活動(dòng)的準(zhǔn)確時(shí)間。

    通過(guò)以上方法，科學(xué)家可以成功破譯考古遺存中所蘊(yùn)藏的神奇密碼，回答古人類(lèi)在何時(shí)、何地，以什么樣的生產(chǎn)和生活方式存在于我們生存的星球。