李瀟麗

歐亞大陸更新世冰期和間冰期示意圖（修改自Dodonov and baiguzian, 1995; Dennell, 2008）

人類起源、演化和擴散是晚新生代地球生命演化歷史的重大事件，自人類誕生之日起，就與其賴以生存的生態(tài)環(huán)境和氣候發(fā)生著各種各樣的相互作用。隨著人類的進步和科學技術的發(fā)展，這種關系也變得日益密切。相關研究表明，人類自誕生至今已有近700萬年的漫長歷程，雖然占據(jù)人類演化歷史的70%以上的時間均發(fā)生在非洲大陸，但自距今200萬年前后人類走出非洲，并開啟了人類在非洲以外演化歷史的新篇章。對早期人類來講，歐亞大陸是陌生的，在這個地形復雜、生態(tài)環(huán)境多變的區(qū)域，頻繁的氣候波動對人類擴散和演化的影響不僅是學術界長期關注的前沿與熱點，同時也是大眾熱議的話題。

更新世（從距今2.58百萬年到1.17萬年前）是地球上氣候發(fā)生劇烈變化的時代，氣候特征主要表現(xiàn)為冷暖交替的變化并表現(xiàn)出一定的周期性。北半球的高、中緯度地區(qū)以及低緯度地區(qū)的一些高山，在這時期出現(xiàn)過大規(guī)模的冰川活動；冰川的前進和退縮，形成了寒冷的冰期和溫暖的間冰期的多次交替，并導致海平面的大幅度升降、氣候帶的轉移和動蕩、動物的遷徙或絕滅。這些周期性的氣候變化主要受控于地球的軌道要素變化，具體表現(xiàn)為在不同的時間尺度上有不同的變化方式，或者說不同階段具有不同的主導周期。在總體趨冷、變干的環(huán)境演化背景下，開闊生境擴大，海平面降低，形成擴散廊道，是促進人類演化、遷徙和擴散的主要動力，這些氣候波動對早期人類擴散和文化的發(fā)展產(chǎn)生過巨大的影響。

在整個更新世，人類的遷徙和擴散無疑是地球景觀最為壯闊的場景之一。他們在歐亞大陸的演化主要經(jīng)歷直立人大擴張和現(xiàn)代人的擴散等重大事件。這種演化歷程固然是人類進化過程中的“自我”表現(xiàn)，但也是環(huán)境變化的產(chǎn)物。相關研究顯示，在氣候適宜時期（間冰期），伴隨著人口的增長，古人類會擴大自己的生存范圍，并重新占據(jù)以往由于氣候惡劣而被他們舍棄的生存空間。當寒冷氣候（冰期）來臨，他們的生存范圍會隨著冰蓋的擴大而向南退縮，并伴隨著對部分生存空間的舍棄和部分人群的滅絕。有證據(jù)表明，在更新世，至少有六個關鍵的氣候演化階段與歐亞大陸早期人類的擴散和行為發(fā)展存在密切聯(lián)系。

更新世氣候變化與歐亞大陸人類演化關系（修改自Head et al., 2008）

1. 1.8～1.6百萬年前的氣候轉型期：進入更新世后，北半球陸冰加速積累，非洲大陸朝干旱化方向發(fā)展，歐亞大陸中東部典型黃土開始堆積。在距今1.8至1.6百萬年前，氣候發(fā)生轉型，大區(qū)域甚至全球性氣候和環(huán)境也發(fā)生了重要的轉變，氣候特征從以前的較復雜多周期轉變?yōu)橐?.1萬年較為穩(wěn)定的周期為主。在非洲，粉塵堆積顯著增加，指示非洲大陸干旱程度進一步增加；歐洲陸冰聚集，氣候干冷；在中國，黃土地層的風化程度指示了氣候進一步趨于干旱。作為人類起源地的非洲地區(qū)降水量總體上趨于減少，草原擴張。在該階段直立人或匠人（Homo erectus/Homo ergaster）出現(xiàn)，與早期的人科成員－南方古猿（Australopithecus）和能人（H. hablis）相比，直立人除腦量增加外，還擁有較大的體型和較為進步的生存技能；因此，直立人的出現(xiàn)可能為這次遷徙提供了生理基礎。在該階段人類開始首次走出非洲擴散至亞洲的中低緯度熱帶-亞熱帶地區(qū)，比如在歐亞大陸交界地帶的高加索地區(qū)（格魯吉亞的Dmanisi）、東南亞（印度尼西亞的Java）、中國的元謀、藍田以及泥河灣盆地均發(fā)現(xiàn)了直立人化石或文化遺物。在該時期，由于高緯度和寒冷氣候的影響，歐洲大陸尚未發(fā)現(xiàn)人類生存的證據(jù)。雖然此階段在非洲出現(xiàn)了進步的以手斧、薄刃斧等為標志的模式2（Acheulean）工業(yè)，但早期人類擴散至亞洲大陸，仍然選擇相對簡單的模式1（Oldowan）工業(yè)的簡單石核-石片類型，以此權益的策略來應對多變而陌生的生態(tài)環(huán)境。

格魯吉亞Dmanisi遺址及發(fā)現(xiàn)的直立人化石

中國藍田遺址及發(fā)現(xiàn)的直立人化石

2. 1.25～0.8百萬年前的中更新世氣候轉型期（Mid-Pleistocene Transition-MPT）：該時期是早更新世晚期的一個重要氣候變化階段，環(huán)境變化的幅度增大。從深海氧同位素記錄來看，氣候波動周期開始從4.1萬年向10萬年轉變，氣候總體上表現(xiàn)為冰期時更加寒冷，間冰期時更加溫暖。黃土堆積層和古土壤層厚度增大，黃土磁化率幅度大于前期古土壤中的平均值，表明夏季風氣候顯著增強以及冬、夏季風的反差增大。這種增大的間冰期效應為早期人類開始由中低緯度的熱帶亞熱帶地區(qū)遷徙至中高緯度的溫帶和內陸干旱-半干旱地區(qū)、由海拔較低遷徙至海拔較高的地區(qū)提供了環(huán)境條件。該階段是直立人在歐亞大陸的大擴張時期，模式2技術的擴散和多樣化的適應行為表明，人類體質特征較早更新世發(fā)展到了一個新的階段。早期人類開始占據(jù)歐洲大陸，并于距今1百萬年后逐漸向北歐擴散，西班牙的Atapuerca遺址、Orce盆地、意大利的Ceprano等地均出土了早期人類化石。多數(shù)學者認為這些人類化石從分類位置上屬于從Dmanisi直立人演化而來的先驅人（H. antecessor）。同時在亞洲的以色列Ubeidiya也出土直立人化石，中國的鄖縣也出土了距今1.0百萬年左右的直立人化石和文化遺物，泥河灣盆地在該時期人類遺址的數(shù)量明顯增多，表明人類對當?shù)刈匀画h(huán)境適應能力逐漸提高，出現(xiàn)了對優(yōu)質原料的青睞和精致加工。

中國泥河灣盆地東谷坨遺址出土的精美石器（衛(wèi)奇，2014）

西班牙Atapuerca遺址及發(fā)現(xiàn)的先驅人化石

3. 80-50萬年前的模式2（Acheulean）工業(yè)的擴散：進入中更新世以后，MPT氣候轉型已經(jīng)完成，以10萬年為波動周期主導該時期的氣候特點，加強的冰期和間冰期效應迫使人類自身做出調整。歐洲的先驅人演化成海德堡人（H. heidelbergensis），東亞的直立人加速演化并逐漸顯示鑲嵌的形態(tài)特征。古人類開始運用較為進步的以生產(chǎn)兩面加工的手斧、薄刃斧等石器類型模式2（Acheulean）技術來適應多變的氣候波動。這種技術的最大特點是可以作為復合工具，在面臨多變的生態(tài)環(huán)境時，古人類不僅可以使用，同時也可作為毛坯來制作更加精致的工具，這表明人類的認知能力已經(jīng)隨同其體質特征進化到一個全新的階段。雖然在歐亞大陸的以色列的Ubeidiya曾發(fā)現(xiàn)距今1.4百萬年的Acheulean工業(yè)的產(chǎn)品，但古人類攜帶這種技術越過Jordon Rift Valley并對這種技術的熟練掌握，在距今60-50萬年前中更新世中期才達到了較為熟練的地步。在此階段，歐洲、東亞和印巴次大陸人類活動遺址的數(shù)量明顯增多，Acheulean工業(yè)產(chǎn)品頻繁出現(xiàn)，如西班牙的Atapuerca遺址，中國的百色盆地和湖北的鄖縣人遺址等。

西班牙Atapuerca遺址發(fā)現(xiàn)的海德堡人化石

伊拉克Shanidar Cave遺址發(fā)現(xiàn)的尼安德特人化石復原像

4. 中更新世氣候波動與中緯度古人類的頻繁遷徙：中更新世頻繁的氣候波動和冰期-間冰期效應在中緯度地帶（40-50°N）表現(xiàn)得非常明顯。在間冰期時期也就是氣候適宜期，古人類對該區(qū)域的占據(jù)和活動非常頻繁；而當冰期（寒冷氣候）來臨，這些地帶被冰川覆蓋，人類面對如此的環(huán)境不得不向低緯度退卻，隨之而來的是人口的減少或人群的滅絕。有證據(jù)表明，在距今50-60萬年的冰期，該地帶80%的地區(qū)被早期人類拋棄，他們遷徙至更靠南的地區(qū)，而在間冰期到來，他們又卷土重來。來自地處歐洲偏北部英國的證據(jù)表明，人類遠離該地區(qū)的原因就是冰川的發(fā)育和寒冷的氣候；中亞地區(qū)和華北的資料顯示，降雨量的減少和干冷的氣候是早期人類拋棄該地區(qū)的主要因素。而氣候適宜的間冰期來臨，人類會重新回到自己曾經(jīng)的家園。在頻繁的冰期和間冰期波動的氣候背景下，歐洲的海德堡人逐漸進化成尼安德特人（H. neanderthalensis），并逐漸適應寒冷的氣候；起源于非洲以預制石核為代表性特點的勒瓦婁哇技術（Levallois technique）于中更新世擴散至歐洲和西亞。東亞的直立人加速演化并逐漸向古老型智人（H.sapiens）進化，古人類在保留模式1工業(yè)的前提下，Acheulean工業(yè)在多個地區(qū)被發(fā)現(xiàn)，如洛南盆地、丹江口庫區(qū)、丁村遺址等，表明早期人類已經(jīng)完全適應東亞中更新世的氣候特征。

中國百色盆地楓樹島發(fā)現(xiàn)的手斧（Wang et al., 2014）

中國丹江口庫區(qū)雙樹遺址發(fā)現(xiàn)的手斧（Li et al., 2014）

中國湖南道縣福巖洞遺址（左圖）、發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)代人化石（左圖左上部）及距今12萬年以后人類擴散模式（右圖）（Liu et al., 2015; Dennell, 2015）

歐洲莫斯特工業(yè)典型標本

5. 末次間冰期（氧同位素5階段）與現(xiàn)代人擴散：最新的證據(jù)顯示，最早的解剖學上的現(xiàn)代人（H. sapiens）在距今30萬年前出現(xiàn)在北非摩洛哥的Jebel Irhoud遺址，而現(xiàn)代人何時走出非洲并擴散至歐亞大陸一直是學術界爭議的焦點。雖然近期在以色列的Misliya洞穴發(fā)現(xiàn)距今約19-17萬年前的現(xiàn)代人化石，但非洲以外最早的現(xiàn)代人的化石證據(jù)多集中在晚更新世早期的末次間冰期。該時期對應深海氧同位素第5階段（Marine Isotope Stage 5-MIS5），年代大致為距今13-7.5萬年前。末次間冰期是近15萬年來全球最暖的時期，整體的氣候條件與目前的全新世間冰期相似，表現(xiàn)為海洋表層水溫相近，海面稍高。增高的海平面縮小了海岸線的長度，早期現(xiàn)代人沿海岸帶走出非洲來到歐亞大陸。在距離非洲最近的地中海東岸的Levant地區(qū)的Qafzeh和Skhul遺址發(fā)現(xiàn)了距今9-12萬年前的現(xiàn)代人化石，而中國的廣西崇左智人洞（10萬年前）、湖北的鄖西黃龍洞、湖南道縣（8-12萬年前）等地也出土了早期現(xiàn)代人化石，表明末次間冰期是現(xiàn)代人走出非洲的關鍵時期。而此階段的歐洲大陸仍然是尼安德特人的勢力范圍，他們熟練掌握了勒瓦婁哇技術并成功發(fā)展成舊石器時代中期的代表性工業(yè)類型——莫斯特工業(yè)（Mousterian），該類型是早期人類的模式3工業(yè)，表明人類在制作定型且多功能工具方面比兩面器技術的模式2工業(yè)更進一步。

6. 深海氧同位素第3階段（MIS3）與舊石器時代晚期革命：多方面的環(huán)境證據(jù)如冰芯、深海沉積物、黃土、石筍等表明，距今約6.0～2.5萬年的深海氧同位素第3階段，是末次冰期中一個氣候相對溫暖濕潤的階段。這一階段氣候雖然相對暖濕，但內部仍然呈現(xiàn)波動起伏、冷暖交替的變化特征，而這一時期也是古人類文化發(fā)展的重要時期，正處于舊石器時代中期向晚期過渡階段?，F(xiàn)代人加速擴散并在逐漸替代歐洲的尼安德特人，盡管有DNA證據(jù)表明他們之間存在過微弱的基因交流?，F(xiàn)代人在亞洲的生存范圍逐漸擴大并逐漸替代這里生存的古老型人類，但這個過程非常復雜，有形態(tài)學證據(jù)表明東亞的古老型人類和從非洲來的早期現(xiàn)代人也存在過雜交。大量考古發(fā)現(xiàn)表明，歐亞大陸在這一時期人類活動十分活躍，不僅古人類遺址數(shù)量顯著增多，而且人類文化也出現(xiàn)了顯著的進步與變化，如象征性行為及裝飾品的出現(xiàn)和增多、埋葬行為、骨角器的加工、石葉技術的廣泛應用、石器類型標準化及多樣化、構造相對復雜的火塘、有組織的空間利用行為、交換行為出現(xiàn)和交易網(wǎng)絡的擴大、季節(jié)性遷徙策略、惡劣環(huán)境下的生存能力等，學術界稱為“舊石器時代晚期革命（the Upper Paleolithic Revolution）”。這個革命性的變革在歐洲和西亞出現(xiàn)在距今4.5萬年前，而中國發(fā)生這場革命則在距今4萬年后，其中地處我國西北邊陲的寧夏水洞溝遺址就見證了這場革命發(fā)生的集中證據(jù)。隨著距今2.1至1.5萬年末次冰盛期（Last Glacial Maximum）的來臨，早期人類再次大幅度退至中低緯度地帶生活，部分人群沿白領陸橋擴散至美洲大陸；冰消期的到來古人類再次返回他們曾經(jīng)熟悉的家園并孕育了早期的農(nóng)業(yè)和定居的生活方式。

中國寧夏水洞溝遺址第2地點及發(fā)現(xiàn)的遺物

人類本身是自然界的產(chǎn)物，是和自然環(huán)境一起發(fā)展起來的。隨著時代的發(fā)展和人類文明的進步，人口急劇增長，對自然資源的過度開發(fā)使我們賴以生存的地球變得不堪重負。面對日益多變的氣候變化，人們采取如何的應對策略是目前全球面臨的重要問題?；厥?00萬年來氣候變化對人類演化的影響，我們不難發(fā)現(xiàn)，氣候變化對人類的演化和技術發(fā)展產(chǎn)生了重要影響；而這種影響的過程和機制尚需學術界長期探索來完善。因此，探求氣候變化和人類的發(fā)展歷史及應對策略，對把握今天的人與自然環(huán)境的關系，并預測未來的發(fā)展趨勢同樣具有積極的科學意義。（文中圖片除注明外均來自網(wǎng)絡）