史前人類如何在青藏高原擴(kuò)張與定居？
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摘要：
青藏高原是對人類生存最具挑戰(zhàn)性的地區(qū)之一，研究史前人類向青藏高原擴(kuò)散的歷史及其主要的影響因素，對認(rèn)識和理解人類對高寒缺氧極端環(huán)境的適應(yīng)機(jī)制具有重要價值。通過青藏高原史前遺址的測年分析和動植物遺存的鑒定，結(jié)合古氣候研究的最新進(jìn)展，顯示史前人類向青藏高原的擴(kuò)散主要經(jīng)歷了三個階段：舊石器人群在距今15000年之前到青藏高原季節(jié)性游獵；新石器人群距今5200年后大規(guī)模定居到青藏高原海拔2500 米以下的河谷地帶；距今3600年后人類永久定居至海拔3000 米以上地區(qū)。氣候變化對狩獵采集人群在高原的活動有重要影響，而新石器—青銅時代歐亞大陸農(nóng)業(yè)發(fā)展與傳播是促使人類向青藏高原大規(guī)模擴(kuò)張和定居的最主要因素。
撰文 | 陳發(fā)虎，劉峰文，張東菊，董廣輝（蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院西部環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）
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青藏高原，又稱“世界屋脊”，平均海拔高度超過4000 米，面積達(dá)到250萬平方千米，是世界上海拔最高、面積最大的高原。青藏高原高海拔地區(qū)氧氣稀薄、動植物資源少、紫外線輻射強(qiáng)，是地球上最不適宜人類長期生活的地區(qū)之一。然而，目前有800多萬人在青藏高原永久定居，海拔3000 米以上的常住居民主要為藏族。人類向青藏高原擴(kuò)散和定居的歷史，以及古人類適應(yīng)高海拔缺氧環(huán)境的策略，是多學(xué)科領(lǐng)域科學(xué)家和社會公眾廣泛關(guān)注的科學(xué)問題。
遺傳學(xué)研究顯示，在更新世晚期和全新世中期青藏高原出現(xiàn)兩次明顯的人群擴(kuò)張[1-2]，但無法準(zhǔn)確厘定史前人類向高原擴(kuò)散的具體時間和路線?？脊胚z址出土的遺存，是古人類活動遺留下的直接證據(jù)。本文通過總結(jié)分析青藏高原舊石器、新石器和青銅時代遺址的空間分布，不同時代遺址動植物遺存的組合特征，以及可靠文化地層出土炭化植物遺存的精確測年結(jié)果，對比古氣候記錄，梳理史前人類向青藏高原擴(kuò)散的過程和不同階段人類的生計(jì)方式，并嘗試探討其主要的影響因素，為認(rèn)識和理解古人類適應(yīng)高寒缺氧環(huán)境的策略和藏族人的起源問題提供科學(xué)依據(jù)。
史前人類向青藏高原擴(kuò)散的過程
根據(jù)青藏高原文物普查和考古調(diào)查結(jié)果，在青藏高原共發(fā)現(xiàn)史前遺址近4 000處，其中70%以上分布在高原北部，空間分布如圖1所示。青藏高原北部開展的考古研究和測年工作較為充分，文化序列較清晰。相對而言，高原南部的西藏地區(qū)新石器—青銅時代的年代序列尚不明確。青藏高原不同史前時代遺址的空間分布特征差異明顯：舊石器時代遺址主要分布在青海湖盆地、柴達(dá)木盆地和雅魯藏布江河谷海拔3000~4500 米的高海拔地區(qū)；新石器遺址主要分布在青藏高原東部邊緣海拔2500 米以下的河谷地帶；青銅文化遺址分布空間則明顯擴(kuò)展至海拔1700~4700 米的地區(qū)（圖1）。
?圖1 青藏高原史前時代遺址分布圖
目前青藏高原已開展測年工作的舊石器遺址約20處。最早的數(shù)據(jù)來自于拉薩附近的曲桑遺址（海拔約4200 米），在該遺址發(fā)現(xiàn)了19處人類活動留下的手印和腳印遺跡，光釋光測年結(jié)果在距今21000年前左右[3]。然而，該遺址的測年數(shù)據(jù)并非來自有共生文化遺存的埋藏地層，其可靠性有待檢驗(yàn)。青藏高原發(fā)現(xiàn)埋藏文化地層的舊石器遺址，最早的測年結(jié)果來自青海湖盆地的黑馬河和江西溝遺址（海拔約3400 米）[4]，碳十四和光釋光測年數(shù)據(jù)顯示這兩個遺址的人類活動可追溯至約15000 BP（BP為“距今年代”，指距1950年的時間<原點(diǎn)年之所以被定在1950年，是因?yàn)檫@一年放射性碳十四定年法首次出現(xiàn)。另外，1950年亦比大規(guī)模核武試驗(yàn)來得早，這些核武試驗(yàn)令自然環(huán)境中碳十四與碳十二的比值出現(xiàn)重大改變>）。在青海湖盆地共發(fā)現(xiàn)舊石器晚期遺址11處，海拔高度在3 200~3 400 米之間，年代范圍主要集中在15 000~12 000 BP和9 000~6 000BP[5-7]。青藏高原其他有可靠文化地層和測年數(shù)據(jù)的遺址分布在黃河上游河谷和昆侖山口，包括沙隆卡遺址（海拔2 021 米，8 400~8 200 BP）[8]、拉乙亥遺址（海拔2 580 米，7 000~6 500 BP）、西大灘遺址（海拔4 300 米，6 800~6 500 BP）、野牛溝遺址（海拔3 800 米，7 700~7 400 BP）[9]、下大武遺址（海拔3 992 米，13 000~12 750 BP）等。上述研究顯示狩獵采集人群在15 000~12 000 BP已到海拔3 200~3 500 米的青海湖盆地活動，9 000~6 000 BP活動空間擴(kuò)展到海拔4 000 米左右。目前在青藏高原舊石器遺址中發(fā)現(xiàn)的動物遺存全部是野生動物（鹿、野牛、羚羊等）的骨骼（圖2），尚未發(fā)現(xiàn)確切的永久居址遺跡和馴化動植物遺存，表明舊石器人群在青藏高原的活動方式很可能是季節(jié)性游獵，而不是永久定居。
? 圖2 青藏高原不同時段典型遺址及其出土動植物遺存圖
青藏高原新石器時代遺址數(shù)量較舊石器時代出現(xiàn)顯著增長，但遺址分布的海拔高度明顯下降，主要集中在海拔2 500 米以下的河谷地帶[10]。青藏高原東北部的河湟谷地是新石器遺址分布最集中的區(qū)域。新石器文化包括仰韶晚期文化（5 500~5 000 BP）和馬家窯文化（5 300~4 000BP），而齊家文化（4 200~3 600 BP）是新石器文化晚期向青銅文化早期過渡的文化，分布區(qū)域和出土遺存組合特征與馬家窯文化相似，作為新石器文化討論。在西藏地區(qū)也報道有大量新石器晚期遺址的發(fā)現(xiàn)[11]，但除卡若遺址外，其他開展測年的遺址年代都晚于3 600 BP，與河湟谷地的青銅文化年代重合。在青藏高原發(fā)掘的新石器遺址中普遍發(fā)現(xiàn)了大量的房屋和墓葬遺址，以及馴化的動植物遺存（包括炭化粟黍種子和家畜豬、狗的骨骼等，如圖2所示），說明新石器時代人類已經(jīng)大規(guī)模常年定居在青藏高原低海拔河谷地帶。由于炭屑碳十四測年受樹木生長的“老木效應(yīng)”影響[12]，本文對新石器—青銅文化的年代討論全部基于炭化農(nóng)作物種子的AMS14C年代，顯示新石器粟黍農(nóng)業(yè)人群5 200~3 600 BP主要居住在海拔2 500 米以下地區(qū)。同時期在海拔3 000 米左右的少數(shù)遺址也有農(nóng)作物利用的跡象，如西藏昌都卡若遺址[13]和青海省共和縣的宗日遺址[14]，但其文化內(nèi)涵仍有待進(jìn)一步研究。
青藏高原青銅時代遺址數(shù)量較新石器時代顯著增多，分布空間擴(kuò)張至海拔4 000 米以上地區(qū)（圖1）。在青藏高原東北部出現(xiàn)了明顯的空間分異：辛店文化（3 400~2 400 BP）主要分布在海拔2 500 米以下的湟水谷地，卡約文化（3 600~2 600 BP）主要分布在海拔2 500~3 400 米的黃河上游谷地、共和盆地和青海湖盆地，而諾木洪文化則分布在海拔2 700 米以上的柴達(dá)木盆地東部地區(qū)[15]。
在不同海拔高度的遺址出土的動植物遺存組合同樣差異明顯：辛店文化遺址出土的植物遺存仍以炭化粟黍種子為主，伴有大麥和小麥遺存的出現(xiàn)；卡約文化遺址出土的農(nóng)作物遺存以炭化大麥種子為主；在諾木洪文化遺址，農(nóng)作物遺存同樣以大麥為主，還出土大量的羊、牦牛、狗等家養(yǎng)動物的骨骼[10,16]。在青藏高原腹地的同時期遺址也發(fā)現(xiàn)了類似的動植物遺存，如：在昌果溝遺址發(fā)現(xiàn)了大麥、小麥和粟黍遺存[17]；在曲貢遺址出土了大量牦牛、羊和狗等家畜的骨骼[18-19]。
根據(jù)青藏高原的考古調(diào)查、研究和測年結(jié)果，可以勾勒出史前人類向青藏高原的擴(kuò)散主要經(jīng)歷了三個階段（圖3(d)）：舊石器人群不晚于15 000 BP開始在青藏高原海拔3 000~3 500 米地區(qū)進(jìn)行季節(jié)性游獵，9 000 BP之后活動范圍擴(kuò)展到海拔4 000 米以上地區(qū)；5 200~3 600 BP新石器粟黍農(nóng)業(yè)人群開始大規(guī)模在青藏高原東北部的河湟谷地海拔2 500 米以下地區(qū)定居，少數(shù)粟黍人群可能擴(kuò)散至高原東南部的相對較高的海拔地區(qū)；3 600 BP之后，部分以種植大麥和放牧羊和牦牛的農(nóng)牧混合經(jīng)濟(jì)人群進(jìn)一步向高原腹地?cái)U(kuò)張，并永久定居至海拔3 000 米以上的高海拔地區(qū)[10]。
史前人類向青藏高原擴(kuò)散的動力分析
氣候變化被認(rèn)為是促使史前人類向青藏高原擴(kuò)散的重要因素[5,20]。狩獵采集人群于60 000BP開始在青藏高原周邊的低海拔地區(qū)生活，在氣候寒冷的末次盛冰期（26 500~18 000 BP）也未曾間斷[21]。根據(jù)青藏高原舊石器遺址可靠文化地層出土材料獲得的測年結(jié)果，高原最早的人類活動出現(xiàn)在15 000 BP左右，處于末次冰消期后的BA暖期（15 000~13 000 BP）。該時期全球氣溫明顯回升，季風(fēng)強(qiáng)度顯著增強(qiáng)[22]，青海湖喬木花粉含量較高[23]，顯示青海湖周圍發(fā)育森林植被，為野生動物的生存和舊石器人群在青海湖地區(qū)的狩獵采集活動提供了便利。適宜的環(huán)境條件和豐富的狩獵資源很可能是吸引青藏高原周邊低海拔地區(qū)的舊石器人群在BA暖期到青海湖地區(qū)狩獵的主要原因。
青海湖盆地12 000~9 000 BP期間人類活動強(qiáng)度明顯下降，很可能與新仙女木時期（12 800~11 600 BP）的冷干氣候有關(guān)。全新世早期氣候好轉(zhuǎn)，北半球中高緯度地區(qū)溫度和西南季風(fēng)強(qiáng)度在10 000~7 000 BP達(dá)到最高（圖3(a)和3(b)），青海湖喬木花粉含量在9 000~5 000 BP 處于全新世最高水平。該時期也是青海湖盆地舊石器人群活動強(qiáng)度最大的時段，在黃河上游谷地和柴達(dá)木盆地也都有舊石器人群的活動，顯示氣候變化是影響青藏高原舊石器人群活動的重要因素。8 000 BP左右在黃土高原西部的大地灣遺址開始出現(xiàn)原始粟黍農(nóng)業(yè)社會，對青藏高原及周邊地區(qū)的舊石器人群活動形成“競爭性排斥”[24]。此后狩獵采集人群在低海拔地區(qū)的活動空間被壓縮，更多地活動在青藏高原北部的黃河上游河谷、青海湖盆地和柴達(dá)木盆地，并進(jìn)一步向高海拔地區(qū)擴(kuò)展。中全新世溫暖濕潤的氣候和周邊低海拔地區(qū)新石器農(nóng)業(yè)社會的出現(xiàn)與發(fā)展，很可能是促使9 000~5 000BP青藏高原舊石器人群活動范圍和強(qiáng)度明顯增加的主要原因。
? 圖3 青藏高原史前人類活動與環(huán)境變化關(guān)系圖：(a) 北半球30°N～90°N 年平均溫度距平曲線[25]；(b) 董哥洞記錄的季風(fēng)強(qiáng)度曲線[26]；(c) 青海湖喬木孢粉百分比曲線[23]； (d) 遺址年代數(shù)據(jù)與海拔高度對比[10]
中國北方新石器時代種植的主要農(nóng)作物是粟黍，最早馴化于10 000 BP左右[27]。盡管在大地灣遺址一期文化（7 900~7 200 BP）的地層中出土了炭化黍的種子[21]，但該時期人類的生產(chǎn)方式依然以狩獵采集為主。成熟的粟黍農(nóng)業(yè)5 900 BP后在黃土高原出現(xiàn)并迅速發(fā)展[28]，推動粟黍人群沿黃河河谷向西擴(kuò)散，中全新世適宜的氣候條件則起到了促進(jìn)作用[29]。粟黍在5 200 BP傳播到青藏高原東北部的黃河上游谷地[10]，4 700~4 300BP傳播到高原東南部的卡若遺址[30]，3 900 BP后在高原東南接壤的云貴高原出現(xiàn)了粟黍的種植[31]。5 200~3 600 BP青藏高原的新石器人群主要生活在東北部的河湟谷地。由于粟黍生長受積溫限制，粟黍人群主要生活在海拔2 500 米以下地區(qū)。在青藏高原南部的昌都地區(qū)氣溫較高原東北部同海拔高約6 ℃，可能是粟黍遺存出現(xiàn)在海拔3 100 米的卡若遺址的原因。新石器時代人類在青藏高原的活動范圍主要受生業(yè)模式的限制，而馬家窯和齊家文化時期的氣候波動對河湟谷地的文化時空演化也起到了一定程度的影響[8,32-33]。
4 500 BP后北半球中高緯度的溫度明顯下降，到3 600 BP降到全新世開始以來的最低值（圖3(a)），季風(fēng)強(qiáng)度也在3 600 BP之后顯著下降（圖3(b)）。然而，3 600 BP之后人類的生存空間反而進(jìn)一步向高海拔地區(qū)擴(kuò)張。在青海湖盆地和柴達(dá)木盆地等高海拔地區(qū)出現(xiàn)了青銅時代的大型居址（如：塔溫搭里哈遺址，圖2），在青藏高原腹地的大型遺址發(fā)現(xiàn)了居住遺跡和馴化動植物遺存（如：曲貢和昌果溝遺址），顯示青銅時代人類在氣候冷干背景下永久定居至高原高海拔地區(qū)。青藏高原青銅時代植物遺存分析結(jié)果顯示，海拔2 500 米以上遺址出土的農(nóng)作物遺存主要是炭化大麥種子，動物遺存主要是羊和牦牛的骨骼[10]。這說明以種植大麥和放牧羊和牦牛為主的農(nóng)牧混合經(jīng)濟(jì)是青銅時代人類在青藏高原高海拔地區(qū)常年生活的保障。農(nóng)作物大麥、小麥和家畜羊最早馴化于西亞地區(qū)，在4 000 BP左右傳入中國西北地區(qū)[10,34]。骨骼碳同位素顯示此后400年C4作物粟黍仍是河湟谷地最重要的食物[35-36] ，但到3 600 BP左右C3作物大麥已成為該地區(qū)古人類重要的食物來源[10]。4 000~3 600 BP的氣候惡化很可能導(dǎo)致對溫度變化敏感的農(nóng)作物粟黍產(chǎn)量不穩(wěn)定，因而人類被迫拓展食物來源，并在此期間認(rèn)識到外來農(nóng)作物大麥和家畜羊適應(yīng)高寒環(huán)境的特性，最終促成人類在3 600 BP后永久定居至青藏高原高海拔地區(qū)[10]。
結(jié)論
基于青藏高原考古學(xué)研究和測年工作的進(jìn)展，可以較清晰地描繪出史前人類向青藏高原擴(kuò)散過程的脈絡(luò)。
舊石器人群在更新世晚期，不晚于15 000 BP，已在青藏高原海拔3 000~4 000 米地區(qū)進(jìn)行季節(jié)性的游獵。這種生活方式在高原東北部持續(xù)至5 300 BP，而在更高海拔的青藏高原腹地則可能持續(xù)更久。粟黍農(nóng)業(yè)人群在5 200~3 600 BP大規(guī)模擴(kuò)散并定居至青藏高原東部河谷海拔2 500 米以下地區(qū)，而以種植大麥和放牧羊、牦牛為主要生計(jì)方式的農(nóng)牧混合經(jīng)濟(jì)人群在3 600 BP之后進(jìn)一步向高海拔地區(qū)擴(kuò)張并永久定居至海拔3 000 米以上地區(qū)。
氣候變化對史前人類向青藏高原擴(kuò)散的不同階段的影響存在差異，暖濕氣候促進(jìn)了舊石器人群和粟黍農(nóng)業(yè)人群向高原的擴(kuò)散，而青銅時代早期氣候的惡化很可能加速人類生業(yè)模式的轉(zhuǎn)變，間接促進(jìn)青藏高原農(nóng)牧混合經(jīng)濟(jì)的興起。新石器和青銅時代歐亞大陸農(nóng)業(yè)傳播帶來的農(nóng)業(yè)技術(shù)革新，是促成人類大規(guī)模永久定居在青藏高原的最主要因素。
本文獲授權(quán)刊發(fā)，原載上海《自然雜志》2016年第5期。
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