中亚天山中部八千年水文气候变化对跨欧亚文化交流的影响

《Quaternary Science Reviews》：Hydroclimatic changes in the central Tianshan Mountains over the past 8000 years and their impact on trans-Eurasian culture exchange

本文基于小龙池硅藻记录，重建了中亚中部距今约8000年的水文气候变化，揭示了中晚全新世干旱-湿润转型及其对跨欧亚文化交流路线的调控作用。研究发现6–5 cal ka BP的超级干旱事件可能促使文化交流路线北迁至草原通道，而约4 cal ka BP后的湿润化为绿洲农业文明兴起奠定基础，为理解人地关系提供了关键证据。

　　

Section snippets

Regional setting

小龙池（42°26′59″ N, 83°15′54″ E, 海拔2353米）位于天山中部南坡（图1a、b），毗邻历史丝绸之路交汇处。这座高山淡水湖面积约0.318平方公里，2021年7月实测最大水深15.2米（图1c）。湖域地表径流有限，湖水通过西南角出口外泄，为下游生态系统供水。

Materials and methods

2021年7月，使用UWITEC重力取样系统在小龙池15.2米水深处获取56厘米短岩芯（XLC-1）和12.54米连续长岩芯（XLC2021-1）。沿南北和东西断面采集21个表层沉积样本（厚度1厘米）及8份水生植物硅藻样本。每个样本均记录精确水深与基质类型，用于硅藻群落空间分布分析。

Chronology

小龙池沉积岩芯XLC2021-1的年代框架通过²¹⁰Pb和¹³⁷Cs放射性核素定年，结合陆生植物残体的AMS ¹⁴C定年建立（图2）。¹³⁷Cs活性在8厘米深度开始增加（1954年，全球核试验起始），6厘米处达峰值（1963年，核试验高峰）。该结果与恒定通量恒定沉降（CFCS）模型计算的²¹⁰Pb年龄一致，支持年代模型的可靠性。

Mid-to-late Holocene moisture shift

研究表明硅藻群落组成沿湖体水深梯度分化（图3）：小龙池浅水区以附生（epiphytic）和底栖（benthic）硅藻为主，而深水区以浮游（planktonic）硅藻占优。浮游/底栖硅藻比率（P/B ratio）的变化有效指示了水位波动，其中P/B值上升对应湿润期，下降则反映干旱事件。岩芯记录显示约4 cal ka BP后P/B比显著升高，揭示晚全新世湿润化趋势；而6–5 cal ka BP期间浮游硅藻锐减、底栖与附生硅藻（如微小曲壳藻Achnanthidium minutissimum）激增，明确指示了一次超级干旱事件。

Conclusions

基于硅藻组合重建的天山中部水文气候表明，晚全新世（约4 cal ka BP起）呈现湿润化转型，而6–5 cal ka BP的超级干旱事件与中亚西部记录同步，可能驱动跨欧亚文化交流路线向草原通道北移。该研究为理解极端气候事件对文明演替的影响提供了新视角。