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【项目巡礼】海岸带环境变迁与文化文明演替
2026-03-30 | 作者: | 【 】【打印】【关闭

海岸带,这片连接陆域与海洋的过渡地带,不仅是当今全球经济社会发展的核心区域,更是承载人类文明演替深刻记忆、跨越时空的重要载体。末次盛冰期(约 2 万年前)以来,全球气候由冷转暖,海平面大幅上升,广阔陆架相继被海水淹没,区域生态环境发生剧烈改变。在这一全球性环境剧变背景下,古人类如何适应环境变迁、我国东部曾长期出露的广袤陆架区是否留存早期人类活动线索、是否孕育农业起源与早期文明并影响世界文明格局,仍是亟待解答的重大科学问题,对深刻认识地球系统演化与人类社会发展相互作用规律具有重要意义。

国家自然科学基金重大项目“海岸带环境变迁与文化文明演替”(项目编号:T2192950;执行期限: 2022-2026年),依托中国科学院地质与地球物理研究所,联合自然资源部第一海洋研究所、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、北京大学等单位协同攻关,立足我国东部海岸带-大陆架独特的地质与文化资源,面向全球变化与人地关系前沿科学问题、中华文明探源工程国家重大需求,聚焦末次盛冰期以来海岸带环境演变、史前人类活动、农业起源与文化文明演替的相互作用机制,开展地质学、海洋科学、考古学、古生物学、分子生物学等多学科深度交叉研究,破解环境变迁驱动文明演进的核心科学问题,构建具有中国特色的海岸带文明研究新范式,同时为捍卫国家海洋权益、阐释中华文明多元一体格局提供科学支撑。

项目设置四个研究内容(1):二万年以来海岸带-大陆架沉积环境演化、海岸带气候-生态演变过程及早期人类影响、海岸带史前社会发展与文化文明演替、海岸带环境变迁与文化文明演替机制,四个研究内容,分属于4个课题,分工协作、交叉融合,构建起“环境背景-生态支撑-人类活动-驱动机制”的完整研究体系。

在 2022–2025 年项目实施期间,研究团队统筹开展野外调查、实验室分析、数据集成与理论创新,实现了从陆地到大陆架、从定性描述到定量解析、从单一证据到多学科印证的系统性跨越,形成多学科交叉研究的重大突破。在农业起源、人群迁徙、文化演替等关键科学问题上取得一批具有国际影响力的标志性成果,突破并更新了传统 “大河文明” 单一认知范式,构建了 “海岸带- 大陆架文明起源” 新理论框架,为中华文明探源工程提供了全新视角与关键实证支撑。

项目在国家自然科学基金委重大项目中期(2024 年)评估中,获得评审专家高度评价,被认为是 “取得突破性进展、具有重大示范意义的交叉科学重大项目”。

1.在大陆架环境与早期人类遗存探查方面,项目首次在我国东部南黄海、东海大陆架重点区域开展系统性地球物理勘探与大口径取样,创新研发 500 毫米超大口径沉积物取样技术,创下我国海域大口径取样新纪录(图2)。在大陆架北部断面水深约 80 米区域,距今约 1.3 万年的大口径钻孔沉积地层中,发现疑似陶片、木器、人工加工贝器、红烧土堆积等人类活动综合证据;在大陆架南部断面多个钻孔中,发现距今万年以上的水稻植硅体化石。综合证据表明,末次冰期出露的南黄海-东海大陆架是早期人类生存与繁衍的重要区域,填补了我国大陆架史前人类活动研究的空白。

通过浅地层剖面探测与三维古地貌重建,项目重建了2 万年以来大陆架地貌形态、古岸线迁移与沉积演化序列,明确了古长江下切河谷、古黄河改道等关键地质事件的时空格局,构建了高精度东亚大陆架-海岸带地貌演化模型,为进一步深入大陆架地质考古和东海大陆架海洋权益维护提供了关键科学依据。

2.在古气候与生态演变领域,项目重建了2万年以来东亚季节温度变化序列,破解了国际争议已久的“全新世温度谜题”,证实中全新世大暖期真实存在且与文化繁盛期高度耦合;发现末次冰消期以来东亚存在500年气候-植被周期与文化演替的关系,揭示高-低纬海气相互作用对东亚环境的驱动机制;定量重建了海岸带植被生态与宜居性格局,证实出露大陆架具备适宜人类生存的气候环境,为人类迁徙与文化发展提供了坚实生态支撑。同时建立完善了东亚规模最大的现代表土孢粉数据库,创新研发定量区分人类活动与自然气候对植被影响的新方法,实现了古环境重建中评估人类活动的影响从定性到定量的关键跨越。

3.在农业起源与演化方面,通过对浙江上山文化遗址的系统研究,揭示水稻从野生到驯化长达10万年的连续演化轨迹,明确了约10万年前长江下游已有野生稻分布、2.4万年前人类开始利用野生稻、1.1万年前驯化稻出现,稻作农业起源,为中国作为世界水稻起源中心提供了关键科学证据 (图3),作为项目第一资助的相关成果发表于《Science》,入选国际热点与高被引论文,被纳入全国中学地理教材,被评为“2025中国农业科学十大进展”,获得多学科领域的广泛认可;项目提出的农业起源“博林-新仙女木事件资源压力假说”,统一解释全球农业起源的时间、地点与种类三大核心问题;发现长江下游8000年前已形成“水稻-鱼类”的“鱼米之乡”生业模式,证实史前农业从东南沿海向台湾岛的传播路径,厘清了旱作与稻作农业的时空演替格局。

4.在史前人类与文化演替领域,古DNA研究取得系列突破性成果。项目在山东临淄赵家徐姚遗址发现距今1.3万年的人类遗骸,将中国南北方人群的分化时间追溯至这一时期。在浙江井头山遗址获取了距今8300年的古人类基因组,证实其为南岛语族的重要基因源头。在山东广饶傅家遗址-大汶口文化中晚期遗址,发现距今4700年的母系氏族社会证据,为全球已知最早的史前母系社会实证,相关成果以项目第一资助发表于《Nature》,并入选中央广播电视总台“2025年度国际十大考古发现”(图4);科技考古与考古学交叉,明确了华南及东南亚万年之前海洋文化的 “烟熏木乃伊” 传统,突破了传统束缚于“绑缚或肢解葬”解释的局限,对研究人类社会行为演化和区域文化连续性具有重要意义,作为项目第一资助成果发表在 PNAS,被美国Archaeology杂志评为“2025年全球十大考古发现”;同时,项目重建了海岸带史前文化谱系,证实8000年前海岸带文化突然繁荣与海平面稳定期高度耦合,揭示4.2ka气候事件对中华文明连续性的独特驱动作用,阐明中原文化在气候事件中繁盛、中华文明得以延续的核心机制。

5.构建了陆地、海岸带、大陆架一体化野外调查-分析体系,在大陆架海域,实施了4次重大科学考察航次,完成超2000公里浅地层剖面探测,获取系列高质量大陆架大口径钻孔,同步完成三维古地貌重建;在海岸带陆地,完成山东、浙江、江苏、福建等区域23根陆地钻孔、总长455米,覆盖南北两大关键断面;在考古遗址方面,系统发掘井头山、上山、赵家徐姚、施岙等20余处关键遗址,获取人骨、动植物遗存、文化遗物等珍贵样品超10万件。技术方法上,项目实现三大创新突破:建立大陆架考古探查技术体系,实现海底可视化智能发掘与三维成像;研发古DNA、植硅体、古环境定量重建等核心技术,提升分析精度与分辨率;构建海岸带环境-文化大数据库,集成超1万处遗址、8千余条碳十四数据、2千余条文化要素数据,9千多个点位东亚孢粉数据库,率先建成国内海岸带文明研究数字化平台。同时依托中科院地质与地球物理研究所、自然资源部第一海洋研究所等单位的重点实验室与科考船,形成“海上探测-陆地钻探-实验室分析-数据模拟”的全链条技术平台,为项目顺利实施提供重要保障。

学术成果与社会影响方面,项目交出了亮眼答卷,四年间累计发表高水平学术论文超过100篇,其中以项目第一资助在《Nature》《Science》《PNAS》《Nature Communications 》等顶级期刊发表了系列论文,出版专著4部,多项成果被纳入《万年中国》等重大著作,获国家级、省部级科研奖励多项。人才培养成效显著,形成一支涵盖地质、海洋、考古、分子生物等领域的年轻的交叉学科创新团队,构建了稳定的青年人才梯队。学术交流方面,举办全国环境考古大会、植硅体学术大会等高水平会议6次,参与国际学术交流30余次,首席科学家与课题负责人受邀在AGU、INQUA等国际顶级会议作特邀报告,大幅提升我国在海岸带文明、环境考古领域的国际话语权。社会影响方面,成果获《焦点访谈》、人民日报、新华社等权威媒体深度报道,水稻起源、母系社会发现等成果引发全民关注,科普讲座覆盖全国,有力推动了考古与地球科学交叉知识的普及,彰显了基础研究的社会价值。

项目兼具重要科学意义与战略应用价值, 在科学意义上,项目突破传统学科局限,构建了地质、海洋、考古、生命科学深度交叉的海岸带文明研究新范式,更新了农业起源与文明演替的传统认知,证实海岸带-大陆架是中华文明起源的核心区域之一,完善了中华文明多元一体理论体系,揭示了环境变迁、农业起源与文化演替的内在耦合机制; 在应用价值方面,项目成果为东海大陆架划界与海洋权益维护提供关键依据,古气候与海平面变化序列为生态环境治理提供历史参照,考古与文化研究为中华文明探源和文化遗产保护提供坚实支撑。

2026年收官阶段,项目将聚焦成果集成与理论提升:深化大陆架遗存分析与年代测试,明确人类遗存属性与年代;整合数据完善海岸带环境-文明演替理论模型;梳理成果发表高水平论文,并推进成果转化与科普,为后续研究与国家战略提供持续支撑。

(供稿:吕厚远)

 
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