110ka來環境變化的沉積記錄

近年來我們在南疆多處采集了不同地質剖面的樣品,并根據文獻[1,2]提出的孢粉A/C(Artemisia/Chenopodiaceae)值、地化元素綜合干濕指標以及有機14C的樣品測定后,再以最小二乘法計算出剖面的平均沉積速率,以此對剖面進行年代插值,其結果與14C數據相互驗證,分析了地球化學元素、孢粉、碳酸鹽穩定同位素含量的變化[3～5]。現以南疆博斯騰湖沉積剖面分析的綜合結果(圖1),結合其它剖面成果,將10ka以來南疆自然環境變化分出以下6個階段:11.0～10.0kaBP,此期中δ18O、δ13O以及CaCO3降至全剖面的最低值,代表了一次強烈的降溫事件。此時δ13C降低可能與湖面冰凍時間增加,導致湖水與大氣CO2同位素交換程度的降低有關。它很可能是末次冰消期“新仙女木事件”的反映。此時地層中發育碳化層,而A/C峰值的出現及與前期明顯增高的孢粉濃度和C值,暗示了相對濕度的增加或者降水與蒸發狀況的改變,有利于荒漠植被發育。l0.0～9.0kaBP,δ18O、δ13O以及CaCO3平均值顯著增高,氣候總體特征較前顯著變暖。在9.4kaBP,δ18O及δ13O分別增至全剖面的最高值和次高值,而A/C值與C值卻大幅下降,孢粉濃度最低只有8粒/g。這是一次暖干期。自9.0kaBP開始,δ18O、δ13O值降低,至8.8kaBP前后達到一谷值反映了氣候由暖轉冷的突變性特征。此時,A/C值和C值有小幅上升,地層中發育碳化層(8260±300aBP),代表了相對冷濕的環境特征。8.0～7.0kaBP,本期中δ18O、δ13O以及CaCO3又同步上升,在7.5～7.0kaBP到達峰值。而A/C與C值卻在低值水平波動,孢粉濃度只有8～25粒/g。表現為暖干事件。在7.0～6.0kaBP之間,δ18O、δ13O兩者總體呈現下降趨勢,但δ13O降低的幅度明顯小于δ18O,很可能是全新世大暖期的反映。此時溫度上升,空氣濕度增大,相應地,A/C值與C值從7.0kaBP前后開始增加,至6.0kaBP左右到達最高值,孢粉濃度此時也升高至215粒/g。這是全剖面唯一的最為顯著的暖濕期(氣候最適宜期)。其它研究也表明此時為一顯著的暖濕期[6]。5.0kaBP之后,δ13O出現一小峰值,而δ18O以及CaCO3含量卻呈現下降趨勢,反映氣候轉冷。后期A/C值及C值明顯升高,孢粉濃度增至100粒/g,地層中發育炭化層,有利于荒漠植被的生長。在普魯剖面為一生草層[7]。

4.0～3.0kaBP,δ18O、δ13O以及CaCO3皆呈現高值,孢粉平均濃度A/C值和C值下降。體現了暖干的環境特征。在距今3.0～2.0kaBP,δ18O、δ13O以及CaCO3同步降低,而C及A/C值卻有所增加,孢粉濃度增至66粒/g,沉積剖面中出現較厚的炭化層。在策勒縣達瑪溝剖面中發育粘土沉積[4]。表明這一時期相對的冷濕。在歐洲稱之為“新冰期”。距今2.0～1.5kaBP,氣候再次轉干,達瑪溝剖面出現河流相的細沙與薄層的亞粘土互層的沉積[4]。在1.5kaBP前后,δ18O、δ13O降至全剖面的第三低值(圖1),雖然CaCO3、C及A/C值變化不明顯,但孢粉濃度猛增至135粒/g,反映存在著一個短暫的冷濕期。在1.0kaBP左右,再次趨于暖干,δ18O、δ13O以及CaCO3同步呈現小峰值,而A/C值平均僅為0.2,孢粉濃度只有1～8粒/g。尤其值得注意的是達瑪溝剖面中在這時首次出現風成的灰黃色細沙,并且自960±70aBP后,剖面沉積完全為現代風沙[4]。

近800年來,塔里木盆地南緣氣候總趨勢是繼續變干。但在約630±80aBP后為一濕潤期,這一點在策勒縣塔格勒剖面孢粉及沉積地層學資料中反映的很清楚[5]。此后,在200aBP前后又有一個短暫的濕潤期,地層中發育了滯水環境的泥炭層(僅5cm)。之后剖面中主要沉積的是風成沙。表明此地區的干旱化進一步加劇。塔里木盆地南緣環境演變有三點值得注意,一是青藏高原在第四紀早更新世已大面積的抬升到3000m,特別是中更新世末期以來隆起至4000m,使得輸送高度在3500m的來自印度洋的濕潤西南季風不能進入新疆,同時東南季風也難以到達,塔里木盆地出現了第四紀沙漠。這是塔里木盆地環境演變的大背景。二是晚更新世晚期以來新疆地區氣候演變的模式有別于東部季風區。除全新世大暖期中兩者同步外,其演變模式是暖與干、冷與濕的配置,而不是暖濕、冷干。換言之,在新疆寒冷期相對濕潤,溫暖期相對干燥。這是其氣候演變的特殊模式。三是氣候雖然有過多次的波動,但冷濕期愈來愈短,暖干期愈來愈長。氣候變化的總趨勢是不斷變干[3]。

2社會興衰的歷史記錄

據我們的調查、歷史記錄以及文物古跡的分布情況[8～10]①,現以塔里木盆地南緣部分流域為例(表1),可將此地區社會興衰的歷史分為以下幾個階段:在6500～10000aBP前,塔里木盆地南緣已出現人類活動。目前所發現的早期遺址主要分布在山前地帶的河流階地上,證明山前的草原地帶是早期人類活動的主要場所①。例如:尼雅河上游的納格日哈、烏魯克薩依以及克里雅河上游的康蘇巴什勒克處石器遺址(表1)。那時的古和田人利用石器作為生產工具進行著簡單的生產勞動。4000～3000aBP前后,各原始聚落相繼進入青銅器時代①。金屬工具的使用,實現了生產力的飛躍發展,人類有更強大的力量利用和改造自然環境。經濟和社會活動空間更為擴大,交往更加頻繁,并開始順河而下,在適宜種植的河流下游地區采集、狩獵、生殖繁衍,建立了沙漠中的綠洲城國,形成綠洲文明的發展。公元前3世紀左右,塔里木盆地南緣現今沙漠的中心地帶已建成數十個城邦,較大的有于闐、精絕、戎盧、彌、渠勒、皮山[11]。從出土的文物可以肯定,這時已是畜牧業和灌溉農業并重發展的生產經濟。精致的木器、陶器、毛紡織品等反映了手工業也很發達。

公元前2世紀,在張騫通西域以后,西漢王朝開始經營西域。漢朝在烏壘(今輪臺策大雅)設西域都護府,代表中央政府管轄西域各地軍政事務。漢朝統一西域后,密切了內地和西域的經濟文化交流。引入了中原地區耕作、灌溉和金屬冶煉技術,并且社會相對穩定,為經濟的發展提供了適宜的社會環境,生產迅速發展。農業已相當發達,修渠筑壩,引水灌溉,種植了多種水果、蔬菜、糧食作物[11]。至公元3～4世紀塔里木盆地南緣的于闐國已成為當時塔里木盆地4個主要政治、經濟、文化中心之一。公元3～6世紀,魏晉南北朝時期,中原大地烽煙不斷,長期分裂,對西域的管理和統治削弱。各種政治勢力在此地區爭雄,但都沒能維持較長時期的穩定局面。雖然生產工具和生產技術進一步提高,但戰亂頻繁,破壞了社會生產和環境,很多邦國在此時被廢棄。如:喀拉敦(表1)、樓蘭、海頭、精絕、阿孜吾加木、克孜勒塔木等[9,10]。公元7世紀中葉,唐王朝統一了西域。社會安定,生產飛速發展。在經濟的帶動下種植業、畜牧業、手工業以及佛教的建筑、繪畫、雕塑、音樂、舞蹈等文化藝術進一步繁榮。這是塔里木盆地南緣文明輝煌燦爛時期。大批邦國和佛教寺院在這一時期興旺發展。

公元9～10世紀,安史之亂以后,唐朝中央政府衰落,逐漸失去對西域的控制,西域也再一次陷入分裂割據。先是吐蕃政權乘虛而入。其后,喀拉汗王朝征服于闐,對此地區進行統治。戰亂紛爭,不少古綠洲消失。如:丹丹烏里克、烏曾塔提、鐵提克日木、哈得里克等遺址(表1)。13～17世紀,元明時代。戰亂頻繁,政局不穩,經濟文化受到破壞。如:卡拉沁古城(表1),特英木古城,德日瓦孜里克古城等都被廢棄[10]。

3人地關系變遷的耦合過程

結合塔里木盆地南緣人文與自然變遷的記錄,此地區人地相互影響的演化過程如表2。6.0～10kaBP氣候有幾次冷濕、暖干變化的交替。處于石器時代的早期人類主要居住在河流出山口的洪積臺地上,在山前草原帶以狩獵、采集野果為生,利用大自然的成果。4.0～6.0kaBP即冰后期的氣候最適宜期,這時的孢粉平均濃度是10ka以來最高的(圖1),表明自然環境特別適宜動植物的繁衍。在塔里木盆地南緣也是以暖濕為特征,反映了全球宏觀背景條件下區域的一致性特征。自然界為生物和人類提供了良好的生存環境。這時隨著生產工具的進化(青銅時代),人類獲取食物的能力大大加強,沿河而下,進入各河流的中下游地帶(塔克拉瑪干沙漠)墾荒、獵狩,生存空間擴大。如果沒有氣候最適宜期這一大自然環境背景,只掌握簡單生產工具的人類很難在已經沙漠化的塔里木盆地中心生存。2.5～4.0kaBP即全新世中晚期,隨生產工具的進一步改進,社會生產力的提高,人類駕馭自然的能力大大加強,活動范圍迅速擴大,雖然氣候不斷的變干,但3kaBP年左右的“新冰期”引起的氣溫下降,氣候較為濕潤。騾、馬的使用,鐵器的出現使人類有更強大的力量改造大自然,并能面對較為嚴酷的自然環境。畜牧業、農業生產也已達到相當的水平,有十分簡單的社會管理機構。

公元前3～6世紀,這時已不同于早期,氣候的干旱使得水量減少。從《禹貢》和《山海經》等書中可知,此地區北部在2000多年前就有流沙[12]。但前期政通人和,社會穩定,形成眾多的邦國。同時人類能夠在此生存,生產工具的飛躍發展也是重要的因素。生活在河流周圍的人還是充分發展自己的畜牧業和灌溉農業。后期戰亂不斷,在政治、軍事的角逐中,經濟、文化生產發展緩慢,人民不能安居樂業,很多邦國受到破壞,留下片片殘破的廢墟。公元7～9世紀,氣候上為一個短暫的冷濕期。這也是中國歷史上繼西漢后最為興盛的唐王朝時期。經濟繁榮、事業昌盛、社會穩定,在很多古遺址中都發現了灌溉用的渠道。人類的經濟和社會交往更為頻繁。從目前所獲得的資料看,很多古遺址群的規模都相當大(表3)。反映出當時的自然與人文環境都比較適合人類的生存發展。

公元10～12世紀,干旱達到小高峰。在策勒縣的達瑪溝山前河流剖面中,河道已全部被風沙填埋。風沙已嚴重威脅人類的生存。同時戰爭不斷,社會不穩,民不聊生,出現割據局面,多種勢力在本地區有過尖銳、劇烈的沖突,很多邦國消失。公元13～19世紀,雖然有幾次小的氣候濕潤期,但總趨勢是氣候更進一步變干,水源補給不足,沙漠擴大。同時生產工具的發展,使人類有了更為強大的改造大自然的能力。他們砍伐森林,墾殖土地,引水灌溉對自然生態環境的破壞加劇。策勒縣附近的老達瑪溝遺址在19世紀廢棄(表1)。1997年我們在該地考察時,仍能見到沙地上隨處散落著紅色的陶片。但黃文弼先生在其的《塔里木盆地考古記》中所述的“西南東北一線,綿延約數里,房屋雖已毀敗,但審其痕跡,街衢巷陌尚可辯識,中有大道一條通向東北,顯然為一舊城鎮之殘跡……”[15]等景觀已大部分被沙漠所掩埋,很難辨認。早期建筑所用的木料已被當地居民做為燃料拉走。

4結語

近萬年來塔里木盆地南緣雖曾有過不同的民族、部落、邦國以及冷暖、干濕交替的氣候,其生態環境演化、人文歷史變遷基本上是自然因素與人文力量綜合作用的結果。若兩者都處于“適宜期”(即氣候濕潤,水量豐沛,國家統一,社會安定,民族和睦),則有利于綠洲經濟、文化、生產的迅速提高發展。例如,漢、唐時期。反之,則環境惡化,沙漠化過程加快,綠洲廢棄。如,魏晉南北朝和宋代。在其歷史變遷中,早期自然環境因素的影響所占比重大,而后期人文力量起主導作用。這是該地區自然與人文耦合關系變化的總規律。

自然條件決定了環境的特征及其演化的內在基礎。沒有降水豐富、植物茂盛的全新世氣候最適宜期,古和田人從山前的草原帶進入塔克拉瑪干沙漠中心是不可能的。水是干旱區綠洲賴以生存的基礎,水量的變化直接影響到各綠洲的繁榮與消失。而氣候的變化控制著水量大小。水量周期性的波動特性決定了綠洲系統的可變性和脆弱性。誠然戰爭等人文因素可以使綠洲消失,但不會僅使其向河流上游遷移。人類不斷向上游遷移這一大趨勢,是以自然環境的影響為主。塔里木盆地南緣人類居所在空間上的主要遷移路線是:早期,河流中上游的山前地帶(山前草原帶);中期,河流下游(沙漠中心);晚期,河流中游(沙漠邊緣)。這一過程主要影響因素可能正是氣候的變化。除水量的變化外,河流改道也是影響綠洲變遷的重要因素。需要指出的是若水量不變,而僅僅是河流改道,古綠洲大多不是沿河流上、下變遷,而是在河道的左右變動,因為主導變化的因素有本質上的區別。人類對自然的變化有一個短暫的適應期,即自然變化在前,人類社會變化在后。因此,一般情況下兩者不完全同步。綠洲的變遷主要發生在河流地帶。由于早期的大環境已是沙漠化,河間地帶的沙漠始終在不斷緩慢擴展,因此,自漢代以來沙漠向南移動了80～100km距離的認識顯然不太符合實情。氣候逐漸變干的大趨勢造成持續的沙漠擴張。但某些局部地區則顯示著其特殊性。

如:民豐縣安迪爾河流域,古綠洲的多次變遷主要是在現今的安迪爾牧場附近,并沒有大幅度的向南遷移。其廢棄的原因可能主要是社會人文因素。在干旱地區毀林開荒,屯田灌溉,一方面引起沙漠化,另一方面因不合理的灌溉將產生土地的鹽漬化。目前在塔里木盆地南緣很多古綠洲土壤鹽漬化嚴重。這可能也是古城被廢棄的重要因素之一。在自然與人文這對關系中,自然環境是緩慢變化的,人類活動卻是最活躍、最能動有時甚至是決定自然環境變化過程、特點、類型的主要因素(如:戰爭、砍伐森林、不合理的引水灌溉,引起河流下游地區沙漠化等)。這在自然生態環境特別脆弱的地區表現的更為明顯。特別是隨著勞動工具和生產力的發展,人類改造自然環境的活動加強,自然環境變化日趨迅速。早期僅有石器的原始部落在山前的草原帶生活了幾千年,而后期隨著生產工具的進步,人類使自然環境變化的速率大大加快。僅僅幾百年就會出現一個變化的周期。

人類活動對自然環境的影響是逐步增大的。在石器時代,社會生產力低下,生產工具落后,人類力量對環境影響很小。隨著青銅器、鐵器以及農業的出現,大規模的引水屯田,砍伐森林,人類不斷向自然索取。當超出自然的承受力時,將導致生態環境的變化。人類活動是在客觀的、內在的自然條件基礎上,作用于生態環境。在自然地理條件十分嚴酷和生態環境脆弱的塔里木盆地南緣,人類活動更易引起邦國的興衰,生態環境的惡化,生存空間的轉換。