“风调雨顺，五谷丰登”是农业社会对于美好生活的理想愿景。农业的出现改变了人类获取食物的方式，也推动了人口定居和早期社会的发展。然而，与水热充足的季风核心区不同，东亚季风边缘区的早期社会则面临着气候和环境的重大挑战。考古学证据表明，尽管中全新世总体温暖湿润，但季风边缘区的早期定居活动仍表现出明显的不稳定性。这一现象与当地农业生产模式有何关系？水文气候异常如何改变了早期人群的生计策略和定居选择？

为解决这一谜题，中国科学院地球环境研究所“极端气候事件及影响”团队（EXCEIS）谭亮成课题组联合国内外科研人员发表最新研究成果，揭示了全新世水文气候波动如何加剧了东亚季风边缘区早期农业和定居不稳定性。研究团队将聚落考古和植物考古证据、高分辨率石笋氧同位素记录、孢粉降水重建以及生态位模型相结合，开展了不同水文气候情景下粟黍农业的敏感性实验，对中全新世的雨养农业进行了“气候压力测试”。

研究发现，季风边缘区粟黍农业对水文气候波动存在明显的非对称响应。随着降水增加，粟黍的潜在农业适宜性增幅逐渐减弱，表现出边际效应递减；而在降水减少情景下，农业适宜性下降更加显著和迅速。对于已经接近水分限制边界的粟黍农业而言，“少一点雨”造成的损失，显著大于“多一点雨”带来的收益。这体现了季风边缘区粟黍农业对水文气候压力的“放大效应”，使短期水文气候压力被转化为更加显著的农业生产风险。兴隆遗址在8～5 ka BP低强度占用阶段与石笋δ¹⁸O记录显示的多次弱季风事件在时间上具有较好的对应关系，进一步揭示了早期人群面对水文气候压力时通过重新组合农业生产、野生植物利用、狩猎和流动性等方式应对环境不确定性。

研究结果揭示了季风边缘区农业系统对水文气候波动“非对称响应并产生放大效应”的基本模式，深化了对早期农业发展、定居化与气候变化关系的认识，为理解东亚季风边缘区“气候—生态—社会”耦合演化提供了新的科学依据。

上述成果近期发表于《科学通报》。中国科学院地球环境研究所助理研究员曲宇蒙为论文第一作者，谭亮成研究员为通讯作者。研究得到了国家自然科学基金项目（42637026, 42325705, 42601287）、中国科学院“西部之光”-西部交叉团队重点实验室专项（xbzg-zdsys-202217）和中国博士后科学基金面上项目（25M780403）的共同资助。

曲宇蒙, Sinha A, 米翔, 杨维康, Christian E. Peterson, 卓莹莹, 李彦祯, 谭亮成. 全新世水文气候波动加剧东亚季风边缘区早期农业和定居的不稳定性. 科学通报. doi: 10.1360/CSB-2026-0770

图1.坝上地区粟黍农业适宜性对不同ΔP的响应。(a,d) 区域平均黍、粟农业适宜性随降水变化的响应曲线, 虚线表示中全新世基准情景下的平均适宜性。(b,e) 不同降水变化幅度下黍、粟农业适宜性相对变化率(%)。(c,f) 黍、粟农业适宜性弹性系数随ΔP变化的响应

图2. 不同中全新世ΔP粟黍农业适宜性及适宜区北界的变化。(a1～a4) 黍在−25、+25、−50和+50 mm a^–1情景下的农业适宜性。(b1～b4) 粟在−25、+25、−50、和+50 mm a^–1情景下的农业适宜性。(c) 黍农业适宜区北界的变化。(d) 粟农业适宜区北界的变化。红色圆点表示兴隆遗址位置。

图3. 石笋δ¹⁸O和孢粉降水重建的古气候记录与兴隆遗址人类活动对比。(a)莲花洞石笋δ¹⁸O去趋势标准化序列。八角星标示极端弱季风(δ¹⁸O>97.5%分位数), 黄色圆圈标示严重弱季风(δ¹⁸O>90%分位数)。(b)公海孢粉重建降水异常去趋势序列。八角星标示极端干旱(P_ANN<2.5%分位数), 黄色圆圈标示严重干旱(P_ANN<10%分位数)。蓝色和绿色横线分别表示0.5和1个标准差。红蓝虚线之间的阴影显示5%～95%分位数异常范围

图4. 全新世气候-生态-社会耦合的概念模型, 强调了季风边缘区社会-生态系统的不稳定性特征