在距今约 1.5 万年至 5500 年之间，撒哈拉并非一片茫茫沙海，而是河湖密布、草木繁茂的稀树草原。这一非洲湿润期（African Humid Period, AHP）也被称为“绿色撒哈拉”，为人类提供了广阔的可居住空间，大量人群在如今地球上最干旱的一些地区生活、耕作和放牧。长期以来，整个非洲大陆尺度上，水文气候波动与人口变化之间的关联机制仍缺乏清晰认识。近日，中国科学院地球环境研究所“极端气候事件及影响”团队（EXCEIS）谭亮成课题组联合埃及、法国、沙特等多国科研人员，整合大量古气候记录与考古测年数据，构建了一个大陆尺度的综合研究框架，用以重建古代非洲社会对这一“绿色时期”终结的响应过程。系统评估了北非及热带非洲全新世气候—人类互动的时空特征，揭示过去 1.6 万年非洲大陆人类生态对气候变化的非线性响应规律，为理解人地耦合阈值、人类环境适应韧性提供了关键实证。

研究团队综合36 个点位的多指标古气候记录（植物蜡氢同位素δDwax、沉积物氧同位素δ¹⁸O及湖泊硅藻组合，图1），以及 15007 个经碳十四测年约束的考古遗址组合数据，重建了过去 1.6 万年间北非与热带非洲的气候 - 人类动态演变过程。分析结果显示，气候与人口之间的关系远不止“气候越湿，人越多；气候越干，人越少”这么简单。人类在早全新世最湿润阶段（约 1.2–1.0 万年前）经历了显著的人口扩张，但即便随后环境条件逐步恶化，许多地区的定居点仍在数百年乃至逾千年的时间尺度上持续存在, 只有当水资源和植被覆盖跨越关键生态阈值之后，才出现大规模的人口迁移。随后，在经历数百至一千多年的变化过程中，撒哈拉地区的聚落逐渐衰减，人类人口中心则沿着残余水分梯度持续向南迁移，转移至降水更加稳定的区域（图2）。

图1. 非洲地区大气环流及古气候记录空间分布

图2. 非洲各地区间关系的时间连通网络图

通过引入随机森林等机器学习方法以及隐马尔可夫时间序列分析，在非洲大陆范围内识别出三类反复出现的人口动态“状态”：约 1.6–0.6 万年前的长期扩张阶段、约 0.6–0.4 万年前的过渡重组阶段，以及约 4000 年以来的收缩阶段（图3）。

图3. 过去 1.6 万年来北非人类定居时空演变特征

研究结果表明，气候变化为人类占据空间提供了基本边界条件，但文化适应、社会重组和技术创新在很大程度上决定了人口响应的具体时间与演化路径。

这段源自“绿色撒哈拉”的长时视角为当下提供了重要启示：人类社会在环境变化面前具有相当的韧性，但这种韧性并非无限。一旦气候变化和水资源短缺使生态系统跨越其承载阈值，社会结构的重组乃至某些地区的最终放弃，往往难以避免。

该研究成果“Nonlinear response of human ecology to Holocene climate change in Africa”发表于Earth-Science Reviews期刊，来自埃及的中国科学院地球环境研究所博士生 Khalaf H.M. Abdel Raheem为论文第一作者，指导老师谭亮成研究员为论文通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金（42325705、42502177）、中国科学院西部之光(xbzg-zdsys-202217)、中国科学院ANSO奖学金等项目的共同资助。

文章信息：https://authors.elsevier.com/sd/article/S0012-8252(26)00225-4