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11月24日，《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）雜志刊登了西安交通大學(xué)全球環(huán)境變化研究院張海偉、程海、蔡演軍等與美國加州州立大學(xué)教授A(yíng)shish Sinha、奧地利因斯布魯克大學(xué)教授Christoph Spötl、浙江大學(xué)教授劉斌等的合作研究論文《長(cháng)江下游良渚文化及其他新石器文化衰亡對氣候變化的響應》（Collapse of the Liangzhu and other Neolithic cultures in the lower Yangtze region in response to climate change）。該研究為研究長(cháng)江下游新石器文化演化提供了高精度的氣候變化背景，表明距今4300年前長(cháng)江下游極端降水增多是導致良渚文化衰亡的重要氣候因素。
(A)研究洞穴和良渚古城位置 (B)神農宮洞內照片 (C)良渚玉琮及其上刻神徽
考古發(fā)現長(cháng)江下游南岸具有連續的新石器文化演化序列，主要包括杭州灣南部的上山、跨湖橋、河姆渡文化，杭州灣北部的馬家浜、崧澤、良渚、錢(qián)山漾和廣富林文化。其中，良渚文化（距今約5300-4300年）是同時(shí)期全球范圍最發(fā)達的新石器文化之一，主要體現在具有宏大的良渚古城、完善的水利系統、精美的玉器工藝、先進(jìn)的稻作農業(yè)等方面。多方面證據表明良渚古城已經(jīng)形成了早期國家形態(tài)，是中華五千年文明的實(shí)證，2019年7月6日被收入“聯(lián)合國教科文組織世界遺產(chǎn)名錄”。然而，是什么原因導致距今約4300年前良渚古城被廢棄、良渚文明突然衰落呢？為什么其后的廣富林文化和錢(qián)山漾文化的發(fā)達程度遠不及良渚文化？學(xué)術(shù)界一直存在較大爭議。
距今7000-2000年中重建的氣候記錄與長(cháng)江下游文化演化對比
科研人員通過(guò)對江西省神農宮和九龍洞洞穴多支石筍進(jìn)行高精度的鈾系定年和高分辨率的穩定同位素指標測試分析，建立了長(cháng)江下游距今1.4萬(wàn)年以來(lái)高精度高分辨率的水文氣候變化序列，該序列最為顯著(zhù)的特征是距今4400-3000年間發(fā)生了數次年代際-百年尺度的極端旱澇事件。通過(guò)與長(cháng)江中下游其他降水重建和考古地層、年代數據等資料進(jìn)行綜合對比分析，發(fā)現距今約4300年極端干旱后的極端洪澇事件可能首先對良渚古人的生存造成了重大沖擊，而后長(cháng)江下游持續濕潤的氣候使得太湖平原-杭州灣北部大范圍低洼地區被淹，不再適合水稻種植，迫使在洪災中存活的良渚人也放棄了良渚古城及其周邊住址，最終導致良渚文化衰亡。距今4300-4000年前冷濕氣候背景可能導致了廣富林和錢(qián)山漾文化發(fā)展緩慢，其發(fā)達程度不及良渚，至距今約4000年前長(cháng)江下游又遭受了一次極端干旱，與廣富林、錢(qián)山漾文化衰亡時(shí)間一致。盡管前人研究表明社會(huì )矛盾、部落戰爭、海平面變化等因素也可能對良渚文化衰落有影響，但極端旱澇頻發(fā)，特別是劇烈干旱后的極端洪澇及其后長(cháng)時(shí)間的濕潤氣候，很可能對良渚文化造成了巨大沖擊和影響。
研究還發(fā)現高精度石筍記錄的距今約4000年前中原至長(cháng)江下游地區由濕轉干的氣候背景支持“大禹治水成功得益于氣候變干水患自然平息”的觀(guān)點(diǎn)，對研究我國夏朝建立及其氣候背景具有重要意義。研究認為距今4400-3000年間長(cháng)江中下游劇烈的氣候波動(dòng)可能與中-晚全新世北半球夏季太陽(yáng)輻射逐漸減弱背景下厄爾尼諾-南方濤動(dòng)（El Niño–Southern Oscillation, ENSO）事件顯著(zhù)增多有關(guān)，東亞夏季風(fēng)減弱疊加厄爾尼諾事件頻發(fā)導致了長(cháng)江中下游異常濕潤，這種氣候影響機制也得到了過(guò)去50年器測資料的支持。
論文第一作者為西安交通大學(xué)副教授張海偉、通訊作者為程海、張海偉，西安交通大學(xué)為論文第一單位。西安交通大學(xué)同位素實(shí)驗室教授蔡演軍、研究員寧有豐等師生共同參與研究。同位素實(shí)驗室的主要研究方向為高精度質(zhì)譜同位素測量技術(shù)、全球氣候變化研究和發(fā)展新的穩定同位素、包裹體同位素測試技術(shù)。這項研究成果依托于西安交通大學(xué)同位素實(shí)驗室，并得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)項目、中科院戰略先導項目、美國自然科學(xué)基金和中國博士后基金聯(lián)合資助，江西省上饒市神農源風(fēng)景區對該研究提供了大力支持。
