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(kuò)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(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這種關(guān)系也變得日益密切。相關(guān)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(shí)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(duì)早期人類來講，歐亞大陸是陌生的，在這個(gè)地形復(fù)雜、生態(tài)環(huán)境多變的區(qū)域，頻繁的氣候波動(dòng)對(duì)人類擴(kuò)散和演化的影響不僅是學(xué)術(shù)界長期關(guān)注的前沿與熱點(diǎn)，同時(shí)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(shí)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(shí)期出現(xiàn)過大規(guī)模的冰川活動(dòng)；冰川的前進(jìn)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(dǎo)致海平面的大幅度升降、氣候帶的轉(zhuǎn)移和動(dòng)蕩、動(dòng)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(shí)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(dǎo)周期。在總體趨冷、變干的環(huán)境演化背景下，開闊生境擴(kuò)大，海平面降低，形成擴(kuò)散廊道，是促進(jìn)人類演化、遷徙和擴(kuò)散的主要?jiǎng)恿?，這些氣候波動(dòng)對(duì)早期人類擴(kuò)散和文化的發(fā)展產(chǎn)生過巨大的影響。

在整個(gè)更新世，人類的遷徙和擴(kuò)散無疑是地球景觀最為壯闊的場(chǎng)景之一。他們?cè)跉W亞大陸的演化主要經(jīng)歷直立人大擴(kuò)張和現(xiàn)代人的擴(kuò)散等重大事件。這種演化歷程固然是人類進(jìn)化過程中的“自我”表現(xiàn)，但也是環(huán)境變化的產(chǎn)物。相關(guān)研究顯示，在氣候適宜時(shí)期（間冰期），伴隨著人口的增長，古人類會(huì)擴(kuò)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(dāng)寒冷氣候（冰期）來臨，他們的生存范圍會(huì)隨著冰蓋的擴(kuò)大而向南退縮，并伴隨著對(duì)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(gè)關(guān)鍵的氣候演化階段與歐亞大陸早期人類的擴(kuò)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(guān)系（修改自Head et al., 2008）

1. 1.8～1.6百萬年前的氣候轉(zhuǎn)型期：進(jìn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)變，氣候特征從以前的較復(fù)雜多周期轉(zhuǎn)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(jìn)一步增加；歐洲陸冰聚集，氣候干冷；在中國，黃土地層的風(fēng)化程度指示了氣候進(jìn)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(kuò)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(jìn)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(chǔ)。在該階段人類開始首次走出非洲擴(kuò)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(lán)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(shí)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(jìn)步的以手斧、薄刃斧等為標(biāo)志的模式2（Acheulean）工業(yè)，但早期人類擴(kuò)散至亞洲大陸，仍然選擇相對(duì)簡(jiǎn)單的模式1（Oldowan）工業(yè)的簡(jiǎn)單石核-石片類型，以此權(quán)益的策略來應(yīng)對(duì)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(lán)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(zhuǎn)型期（Mid-Pleistocene Transition-MPT）：該時(shí)期是早更新世晚期的一個(gè)重要?dú)夂蜃兓A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(dòng)周期開始從4.1萬年向10萬年轉(zhuǎn)變，氣候總體上表現(xiàn)為冰期時(shí)更加寒冷，間冰期時(shí)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(fēng)氣候顯著增強(qiáng)以及冬、夏季風(fēng)的反差增大。這種增大的間冰期效應(yīng)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(nèi)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(kuò)張時(shí)期，模式2技術(shù)的擴(kuò)散和多樣化的適應(yīng)行為表明，人類體質(zhì)特征較早更新世發(fā)展到了一個(gè)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(kuò)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(xué)者認(rèn)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(qū)人（H. antecessor）。同時(shí)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(shí)期人類遺址的數(shù)量明顯增多，表明人類對(duì)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境適應(yīng)能力逐漸提高，出現(xiàn)了對(duì)優(yōu)質(zhì)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(qū)人化石

3. 80-50萬年前的模式2（Acheulean）工業(yè)的擴(kuò)散：進(jìn)入中更新世以后，MPT氣候轉(zhuǎn)型已經(jīng)完成，以10萬年為波動(dòng)周期主導(dǎo)該時(shí)期的氣候特點(diǎn)，加強(qiáng)的冰期和間冰期效應(yīng)迫使人類自身做出調(diào)整。歐洲的先驅(qū)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(yùn)用較為進(jìn)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(shù)來適應(yīng)多變的氣候波動(dòng)。這種技術(shù)的最大特點(diǎn)是可以作為復(fù)合工具，在面臨多變的生態(tài)環(huán)境時(shí)，古人類不僅可以使用，同時(shí)也可作為毛坯來制作更加精致的工具，這表明人類的認(rèn)知能力已經(jīng)隨同其體質(zhì)特征進(jìn)化到一個(gè)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(shù)越過Jordon Rift Valley并對(duì)這種技術(shù)的熟練掌握，在距今60-50萬年前中更新世中期才達(dá)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(dòng)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(fù)原像

4. 中更新世氣候波動(dòng)與中緯度古人類的頻繁遷徙：中更新世頻繁的氣候波動(dòng)和冰期-間冰期效應(yīng)在中緯度地帶（40-50°N）表現(xiàn)得非常明顯。在間冰期時(shí)期也就是氣候適宜期，古人類對(duì)該區(qū)域的占據(jù)和活動(dòng)非常頻繁；而當(dāng)冰期（寒冷氣候）來臨，這些地帶被冰川覆蓋，人類面對(duì)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(yuǎn)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(huì)重新回到自己曾經(jīng)的家園。在頻繁的冰期和間冰期波動(dòng)的氣候背景下，歐洲的海德堡人逐漸進(jìn)化成尼安德特人（H. neanderthalensis），并逐漸適應(yīng)寒冷的氣候；起源于非洲以預(yù)制石核為代表性特點(diǎn)的勒瓦婁哇技術(shù)（Levallois technique）于中更新世擴(kuò)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(jìn)化，古人類在保留模式1工業(yè)的前提下，Acheulean工業(yè)在多個(gè)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(yīng)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(kuò)散模式（右圖）（Liu et al., 2015; Dennell, 2015）

歐洲莫斯特工業(yè)典型標(biāo)本

5. 末次間冰期（氧同位素5階段）與現(xiàn)代人擴(kuò)散：最新的證據(jù)顯示，最早的解剖學(xué)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(shí)走出非洲并擴(kuò)散至歐亞大陸一直是學(xué)術(shù)界爭(zhēng)議的焦點(diǎn)。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(shí)期對(duì)應(yīng)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(shí)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(guān)鍵時(shí)期。而此階段的歐洲大陸仍然是尼安德特人的勢(shì)力范圍，他們熟練掌握了勒瓦婁哇技術(shù)并成功發(fā)展成舊石器時(shí)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(shù)的模式2工業(yè)更進(jìn)一步。

6. 深海氧同位素第3階段（MIS3）與舊石器時(shí)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(gè)氣候相對(duì)溫暖濕潤的階段。這一階段氣候雖然相對(duì)暖濕，但內(nèi)部仍然呈現(xiàn)波動(dòng)起伏、冷暖交替的變化特征，而這一時(shí)期也是古人類文化發(fā)展的重要時(shí)期，正處于舊石器時(shí)代中期向晚期過渡階段?，F(xiàn)代人加速擴(kuò)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。現(xiàn)代人在亞洲的生存范圍逐漸擴(kuò)大并逐漸替代這里生存的古老型人類，但這個(gè)過程非常復(fù)雜，有形態(tài)學(xué)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(shí)期人類活動(dòng)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(jìn)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(shù)的廣泛應(yīng)用、石器類型標(biāo)準(zhǔn)化及多樣化、構(gòu)造相對(duì)復(fù)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(luò)的擴(kuò)大、季節(jié)性遷徙策略、惡劣環(huán)境下的生存能力等，學(xué)術(shù)界稱為“舊石器時(shí)代晚期革命（the Upper Paleolithic Revolution）”。這個(gè)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(chǎng)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(chǎng)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(lǐng)陸橋擴(kuò)散至美洲大陸；冰消期的到來古人類再次返回他們?cè)?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(diǎn)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(shí)代的發(fā)展和人類文明的進(jìn)步，人口急劇增長，對(duì)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(fù)。面對(duì)日益多變的氣候變化，人們采取如何的應(yīng)對(duì)策略是目前全球面臨的重要問題?；厥?00萬年來氣候變化對(duì)人類演化的影響，我們不難發(fā)現(xiàn)，氣候變化對(duì)人類的演化和技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生了重要影響；而這種影響的過程和機(jī)制尚需學(xué)術(shù)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(yīng)對(duì)策略，對(duì)把握今天的人與自然環(huán)境的關(guān)系，并預(yù)測(cè)未來的發(fā)展趨勢(shì)同樣具有積極的科學(xué)意義。（文中圖片除注明外均來自網(wǎng)絡(luò)）