一、引言

    全新世以来，气候和环境经历了多次变化幅度大、持续时间长、影响范围广的气候事件；同时，人类社会也经历了农业的起源与发展、古代文明社会兴起与衰落等一系列对人类发展进程产生重大影响的演化阶段。越来越多的证据表明，人类社会发展固然有其内在的演化规律，地理和环境因素的影响作用也不可忽视，如果缺乏古文化发展的环境背景知识，单纯利用社会因素，很难客观地认识古文化变迁的原因，因此，二者之间的关系一直是人们关注并进行深入研究的重要课题。如“全球变化”(PAGES)研究的战略重点和战略目标之一就是揭示不同时期的人地关系的机理。作为该项目研究的子系统，“过去全球变化”与“全球环境变化的人类因素计划”都涉及到全新世以来人类活动与自然环境的关系。尽管人类古文化发展与环境变化之间存在有密切关系，但这种关系又是非常复杂的。环境变迁在多大的程度上影响人类文化的发展？影响的机制和过程如何？这些都是人地关系研究中重要的科学问题。近年来，随着考古材料增加，高分辨率的考古学文化发展序列以及高分辨率全新世气候演化序列和气候事件的确定和建立，为探讨二者之间的关系提供了前所未有的条件。本文在前人研究的基础上，综合目前全新世古环境的研究成果和考古学材料，尝试对全新世气候事件与早期古文化发展的关系进行初步地探讨。限于篇幅，本文主要探讨目前国际学术界研究的热点，即8200aB. P. ，5200aB. P. ，4000aB. P. 三个气候事件及其对古文化的影响上。

    　　　　二、全新世气候变化特点

    全新世(Holocene)通常亦称为冰后期，这一术语最先是由Gerivais于1869年提出，后经国际第24届地质学会的推荐，于1932年被国际第四纪委员会会议决定采用，最初将其底界划在10000aB. P. 。近年来，根据高分辨率的格陵兰冰芯氧同位素记录，将新仙女木结束气候迅速变暖的年龄作为全新世的开始，其具体年代为11650（注：Dansgaard， W. S. J. Johnsen， H. B. Clausen， D. Dahl-Jensen， N. S. Gundestrup， C. U. Hammer， C. S. Hvidberg， J. P. Steffensen， A. E. Sveinbjrnsdбttir， J. Jouzel， and G. C. Bond. Evidence for general instability of past climate from a250kyr ice-core record. Nature， 1993， 264: 218～220.）。从轨道周期的尺度看，全新世是最近的一个间冰期，但气候变化比较复杂。早在30多年前，Denton和Karlén（注：Denton G H. Karlen W. Holocene climatic variations: Their pattern and cause. Quaternary Research， 1973， 3: 155～205. ）曾经典地根据北半球的冰川进退划分了全新世以来的4个新冰期，(表一)并认为全新世气候比孢粉和海洋沉积物所记录的变化复杂，而且这些变化似乎遵循着千年尺度的变化模式，但是他们这种观点并未受到广泛的关注（注：Bond G， Showers W， Cheseby M， et al. A pervasive millennial-scale cycle in North Atlantic Holocene and glacial Climates. Science. 1997， 278( 14) : 1257～1266. ）。相反，后来的一些证据更多地倾向于认为全新世气候异常稳定（注：Dansgaard， W. S. J. Johnsen， H. B. Clausen， D. Dahl-Jensen， N. S. Gundestrup， C. U. Hammer， C. S. Hvidberg， J. P. Steffensen， A. E. Sveinbjrnsdбttir， J. Jouzel， and G. C. Bond. Evidence for general instability of past climate from a250kyr ice-core record. Nature， 1993， 264: 218～220. ），很少有证据表明全新世期间经历过冰期发生的千年尺度的气候突然变化（注：Broecker W S. Massive iceberg discharges as triggers for global climate change. Mature， 1994， 732: 663～666），如格陵兰冰岩芯氧同位素记录显示，除了12000aB. P. 和8200aB. P. 前后发生的降温事件外，全新世时期的气候基本没有多大的变化（注：deMenocal P B. Cultural responses to climate change during the last late Holocene. Science， 2001， 292: 667～673. ）(图一)。
    表一：北半球全新世新冰朝(据文献[2])
寒冷期名称  新冰期第1期  新冰期第2期  新冰期第3期  新冰期第4期(小冰期)
持续时间
(aB. P. )   8200～7000   5800～4900   3300～2400      450～430
冷峰年代
(aB. P. )     7800          5300        2800            200
    但是，近些年来具有较高精确度测年的古气候记录表明，全新世的气候并不稳定，存在着百年-千年尺度的变化。稍早时期，0' Brien等（注：O' Brien S R， Mayewski P A， Meeker L D et al. Complexity Of Holocene climate as reconstructed from a Greenland ice core. Science， 1995， 270: 1962～1964. ）在分析全新世格陵兰冰芯化学成分时，发现在11300年以来，陆源粉尘的沉积通量(粉尘通量)以约2600年周期变化，表明了千年尺度的气候震荡并没有随着冰期的结束而结束。随后，受上述0' Brien等人研究的鼓舞，Bond等（注：Dansgaard， W. S. J. Johnsen， H. B. Clausen， D. Dahl-Jensen， N. S. Gundestrup， C. U. Hammer， C. S. Hvidberg， J. P. Steffensen， A. E. Sveinbjrnsdбttir， J. Jouzel， and G. C. Bond. Evidence for general instability of past climate from a250kyr ice-core record. Nature， 1993， 264: 218～220. ）对北大西洋全新世深海沉积物进行了研究，目的是看上述的周期性气候事件是否在深海沉积物中留下印记。根据北大西洋沉积中冰岛玻璃及染赤铁矿颗粒峰值的变化特征，Bond等发现全新世北大西洋气候曾发生过一系列急速的重组，每次气候的重组都影响了冰山漂移碎屑沉积物(Ice Rafted Debris-IRD)的沉积。他们一共识别出8次IRD事件，其发生时间的峰值分别在约11100，10300，9400，8100，5900，4200，2800和1400aB. P. (校正年龄)，研究者将其相应地命名为全新世事件1，2，3……(Holocene event)，这些事件变化周期为1470±500a，从而进一步证实了全新世千年尺度的环境变化。(见图一)上述千年尺度的气候波动并不仅仅局限于高纬度地区，在中低纬度的热带和亚热带地区，全新世气候也经历了较为强烈的波动。较近，P. B. deMonocal等（注：a. deMenocal P B. Ortiz J， Guiderson T et al. Abrupt onset and termination of the Africa Humid period: rapid climate responses to gradual insolation forcing. Quaternary Science Reviews， 2000， 19: 347～361.
    b.deMenocal P B. Cultural responses to climate change during the last late Holocene. Science， 2001， 292: 667～673. ）在北非亚热带地区海洋沉积物的研究表明，该地区在全新世期间的海洋表面温度也发生了至少6次周期为1500±500a的降温事件，而且这种周期与上述北大西洋记录的气候事件所反映出的1470±500a周期并无多大的差别。不仅如此，这两个地区的气候事件在发生时间上也比较吻合，从而暗示这些气候事件发生的广域性甚至全球性。(见图一)

   我国全新世的研究始于20世纪70年代，迄今为止，也取得了许多重要的成果。研究表明百年-千年尺度的降温事件也广泛存在（注：a. 吕厚远.新石器以来的北温带草原文化与气候变迁.文物保护与考古科学，1991，3(2)：43～50.
    b. 施雅风，孔昭宸，王苏民等. 中国全新世大暖期气候与环境的基本特征. 见：施雅风主编. 中国全新世大暖期气候与环境. 北京：海洋出版社，1992；1～18.
    c. Guo， Z. T. Petit-Maire， N. Kropelin， S. Holocene non-orbital climatic events in present-day arid areas of northern Africa and China， Global and Planetary Change， 2000， 26: 97～103. ）。较近，周卫建等（注：周卫建，卢雪蜂，武振抻等. 若尔盖高原全新世气候变化的泥炭记录与加速放射性碳测年. 科学通报，2001，46(12)：1040～1044. ）对若尔盖高原高分辨率的泥炭沉积的研究，翦知湣等亚（注：Jian， Z. M. Wang， P. X. ， Saito， Y. ， Wang， J. L. Pflaumann， U. ， Tadamichi， O. ， Cheng， X. R. Holocene variability of the Kuroshio Current in the　Okinawa Trough， northwestern Pacific Ocean. Earth and Planetary Science Leners， 2000， 184: 305～319. ）对冲绳海槽沉积物所记录的黑潮变动研究，洪业汤等（注：Hong Y. T， Hong B. ， Lin Q. H. ， Zhu Y. X. ， Shibata Y. Hirota M. ， Uchida M， Leng X. T. ， Jiang H. B， Xua H. ， Wang H. ， Yi L. Correlation between lndian Ocean summer monsoon and North Atlantic climate during the Holocene. Earth and Planetary Science Leners， 2003， 211: 371～80. ）对青藏高原泥炭氧碳同位素的研究，陈发虎等（注：陈发虎，朱艳，李吉均等. 民勤盆地湖泊沉积记录的全新世千百年尺度夏季风快速变化. 科学通报，2001，46(17)：1414～1419. ）对夏季风边缘区石羊河终闾湖泊沉积记录等研究表明，我国全新世气候发生了一系列气候突变事件，这些事件既可以与上述高纬北大西洋浮冰碎屑事件一一对比，又可与低纬海面的一些降温事件相对应，并具有百年至千年尺度的准周期，反映了气候的不稳定性以及千年尺度的韵律在中纬度地区同样存在。
    总体来说，全新世气候并非通常所认为的比较稳定，相反，全新世期间发生了多次降温突变事件。这些准周期性的降温事件打断了全新世早中期整体上较为湿润的环境。
    关于全新世气候不稳定性的机制、原因，研究者提出了一些理论或假说，其中强调内因如盐度震荡机制（注：Mikolajewicz U， Crowley T J， Schiller A， et al. Modeling teleconnections between the North Atlantic and NorthPacific during the Younger Dryas. Nature， 1997， 387: 384～387. ）、火山活动（注：Rampino M P. ， Self S. Volcanic winter and accelerated glaciation following the Toba super-erution. Nature， 1992， 359: 50～52. ），重视外因的有“亚轨道周期”（注：McIntyre， A. ， Molfino B. Forcing of Atlanic equatriial and subpolar millecnnial cycles by precession. Science， 1996， 274: 1867～1870. ）和太阳活动（注：Wigley T M L. ， Kelly P M. ， Holocene climate change， [14]C wiggles and variations in solar irradiance. Philosophical Transactions of the Royal Society of London， 1990， 330A: 547～560. ）等。较近学术界越来越倾向于认为太阳活动是全新世千年气候事件变化的主要因素。如，Bond等（注：Bond G. ， Kromer B， Beer J et al. Persistent solar influence on north Atlantic climate during the Holocene. Science， 2001， 294: 2130～2136. ）把全新世北大西洋浮冰记录与大气[14]C产率记录和格陵兰冰芯[10]Be记录分别进行了统计相关研究，得到相关系数r=0.44～0.56；而同为反映太阳活动变化的[14]C与[10]Be记录之间的相关系数为0.6。同时，用浮冰记录与[14]C和[10]Be记录之间进行交叉谱分析，证明它们间在百年至千年尺度上具有统计上的显著相关。据此他们提出，在过去的12000年期间，北大西洋浮冰的增加都是与太阳辐射输出的减少紧密相关的，在全新世百年和千年尺度上，太阳变化是北大西洋浮冰记录所指示的气候变化的最可能原因。

    　　　　三、全新世气候事件对古文化发展的影响

    传统上一般将文化或文明的发展与衰落、社会崩溃的原因归结于社会本身，如战争、人口压力、森林毁灭、资源枯竭等（注：a. Weiss H and Bradley R S. What drives societal collapses? Science， 2001， 291: 609～610.
    b.deMenocal P B. Cultural responses to climate change during the last late Holocene. Science， 2001， 292: 667～673. ）。但随着高分辨率气候演化序列的建立、气候事件和考古学文化转变年代的精确厘定，发现一些考古学文化的转变往往与一些气候事件在发生时间上表现出较大的一致性，环境因素在文化转变过程中作用逐渐得到重视。他们认为这些气候事件往往发生比较突然，持续时间达几十年到若干世纪，变化幅度大。如在非洲，8200aB.P.的降温幅度达70℃～80℃，可与本地区末次盛冰期时降温的幅度相比（注：deMenocal P B. Cultural responses to climate change during the last late Holocene. Science， 2001， 292: 667～673. ）。这些气候突变无论是对当时技术尚原始的农业，还是对尚未掌握充足的社会和技术上的措施来对付这些气候极端事件的社会来说都是毁灭性的，这些突发性大幅度变化的气候事件往往对早期人类活动及其文化产生重要的影响（注：Weiss H and Bradley R S. What drives societal collapses? Science， 2001， 291: 609～610. ）。
    8200aB. P. 前后一次降温被称为“全球寒冷(Global Chill)事件”（注：Perry C A， Hsu K J. geophysicai， archaeological， and historical evidence support a solar-output model for climate change. Proceedings of National Academy of Science of USA， 2000， 97( 23) : 12433～12438. ）。该气候事件在许多地区标志着全新世最适宜期的开始。这次冰期在中东地区表现为200年左右的干旱，它直接导致了导致黎凡特和美索不达米亚北部地区的居民放弃了农业定居生活（注：Weiss H and Bradley R S. What drives societal collapses? Science， 2001， 291: 609～610. ）。
    在我国黄河流域，研究表明，大约8000aB. P. ～7500aB. P. 之间，整个流域有三四百年的文化断层（注：施少华. 中国全新世高温期中的气候突变事件及其对人类的影响. 海洋地质与第四纪地质，1993，13(4)：65～73. ），这之前的新石器文化遗址数量也较少，与稍后全新世最适宜期(7200aB. P. ～6000aB. P. )仰韶文化在北方地区雨后春笋般地涌现形成鲜明的对比，这种现象可能与这一时期气候特征有关。
    全新世中期，即大约5500aB. P. 前后，气候转变是世界上许多地区全新世最为显著的气候变化之一。如在太平洋地区ENSO重新活跃（注：Sandweiss D H， Maasch K A， AndersonD G. Transitions in the Mid-Holocene. Science， 1998， 280( 19) : 1916～1919. ）；阿尔卑斯山沉寂已久的冰川开始发育（注：许靖华. 太阳、气候、饥荒与民族大迁徙. 中国科学(D辑)，1998，28(4)：366～384. ）；非洲发生“撒哈拉干旱”事件(Sahara Aridity)（注：Perry C A， Hsu K J. geophysicai， archaeological， and historical evidence support a solar-output model for climate change. Proceedings of National Academy of Science of USA， 2000， 97( 23) : 12433～12438. ）或“气候危机(Climatic Crises)”（注：deMenocal P B， Ortiz J， Guinerson， et al. Abrupt onset and termination of the Africa Humid period: rapid climate responses to gradual insolation forcing. Quaternary Science Reviews， 2000， 19: 347～361）；该降温事件在中国地区也有较为明显的反映（注：a. 吴文祥，刘东生. 5500aB. P. 气候事件在三大文明古国古文明和古文化演化中的作用. 地学前缘，2002，9(1)：155～162.
   b.吕厚远. 新石器以来的北温带草原文化与气候变迁. 文物保护与考古科学，1991，3(2)：43～50. ），在考古上被称为仰韶中期寒冷期（注：吕厚远.新石器以来的北温带草原文化与气候变迁.文物保护与考古科学，1991，3(2)：43～50. ）。