塔里木盆地環(huán)境歷史變遷

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110ka來環(huán)境變化的沉積記錄

近年來我們在南疆多處采集了不同地質(zhì)剖面的樣品,并根據(jù)文獻(xiàn)[1,2]提出的孢粉A/C(Artemisia/Chenopodiaceae)值、地化元素綜合干濕指標(biāo)以及有機14C的樣品測定后,再以最小二乘法計算出剖面的平均沉積速率,以此對剖面進(jìn)行年代插值,其結(jié)果與14C數(shù)據(jù)相互驗證,分析了地球化學(xué)元素、孢粉、碳酸鹽穩(wěn)定同位素含量的變化[3～5]?，F(xiàn)以南疆博斯騰湖沉積剖面分析的綜合結(jié)果(圖1),結(jié)合其它剖面成果,將10ka以來南疆自然環(huán)境變化分出以下6個階段:11.0～10.0kaBP,此期中δ18O、δ13O以及CaCO3降至全剖面的最低值,代表了一次強烈的降溫事件。此時δ13C降低可能與湖面冰凍時間增加,導(dǎo)致湖水與大氣CO2同位素交換程度的降低有關(guān)。它很可能是末次冰消期“新仙女木事件”的反映。此時地層中發(fā)育碳化層,而A/C峰值的出現(xiàn)及與前期明顯增高的孢粉濃度和C值,暗示了相對濕度的增加或者降水與蒸發(fā)狀況的改變,有利于荒漠植被發(fā)育。l0.0～9.0kaBP,δ18O、δ13O以及CaCO3平均值顯著增高,氣候總體特征較前顯著變暖。在9.4kaBP,δ18O及δ13O分別增至全剖面的最高值和次高值,而A/C值與C值卻大幅下降,孢粉濃度最低只有8粒/g。這是一次暖干期。自9.0kaBP開始,δ18O、δ13O值降低,至8.8kaBP前后達(dá)到一谷值反映了氣候由暖轉(zhuǎn)冷的突變性特征。此時,A/C值和C值有小幅上升,地層中發(fā)育碳化層(8260±300aBP),代表了相對冷濕的環(huán)境特征。8.0～7.0kaBP,本期中δ18O、δ13O以及CaCO3又同步上升,在7.5～7.0kaBP到達(dá)峰值。而A/C與C值卻在低值水平波動,孢粉濃度只有8～25粒/g。表現(xiàn)為暖干事件。在7.0～6.0kaBP之間,δ18O、δ13O兩者總體呈現(xiàn)下降趨勢,但δ13O降低的幅度明顯小于δ18O,很可能是全新世大暖期的反映。此時溫度上升,空氣濕度增大,相應(yīng)地,A/C值與C值從7.0kaBP前后開始增加,至6.0kaBP左右到達(dá)最高值,孢粉濃度此時也升高至215粒/g。這是全剖面唯一的最為顯著的暖濕期(氣候最適宜期)。其它研究也表明此時為一顯著的暖濕期[6]。5.0kaBP之后,δ13O出現(xiàn)一小峰值,而δ18O以及CaCO3含量卻呈現(xiàn)下降趨勢,反映氣候轉(zhuǎn)冷。后期A/C值及C值明顯升高,孢粉濃度增至100粒/g,地層中發(fā)育炭化層,有利于荒漠植被的生長。在普魯剖面為一生草層[7]。

4.0～3.0kaBP,δ18O、δ13O以及CaCO3皆呈現(xiàn)高值,孢粉平均濃度A/C值和C值下降。體現(xiàn)了暖干的環(huán)境特征。在距今3.0～2.0kaBP,δ18O、δ13O以及CaCO3同步降低,而C及A/C值卻有所增加,孢粉濃度增至66粒/g,沉積剖面中出現(xiàn)較厚的炭化層。在策勒縣達(dá)瑪溝剖面中發(fā)育粘土沉積[4]。表明這一時期相對的冷濕。在歐洲稱之為“新冰期”。距今2.0～1.5kaBP,氣候再次轉(zhuǎn)干,達(dá)瑪溝剖面出現(xiàn)河流相的細(xì)沙與薄層的亞粘土互層的沉積[4]。在1.5kaBP前后,δ18O、δ13O降至全剖面的第三低值(圖1),雖然CaCO3、C及A/C值變化不明顯,但孢粉濃度猛增至135粒/g,反映存在著一個短暫的冷濕期。在1.0kaBP左右,再次趨于暖干,δ18O、δ13O以及CaCO3同步呈現(xiàn)小峰值,而A/C值平均僅為0.2,孢粉濃度只有1～8粒/g。尤其值得注意的是達(dá)瑪溝剖面中在這時首次出現(xiàn)風(fēng)成的灰黃色細(xì)沙,并且自960±70aBP后,剖面沉積完全為現(xiàn)代風(fēng)沙[4]。

近800年來,塔里木盆地南緣氣候總趨勢是繼續(xù)變干。但在約630±80aBP后為一濕潤期,這一點在策勒縣塔格勒剖面孢粉及沉積地層學(xué)資料中反映的很清楚[5]。此后,在200aBP前后又有一個短暫的濕潤期,地層中發(fā)育了滯水環(huán)境的泥炭層(僅5cm)。之后剖面中主要沉積的是風(fēng)成沙。表明此地區(qū)的干旱化進(jìn)一步加劇。塔里木盆地南緣環(huán)境演變有三點值得注意,一是青藏高原在第四紀(jì)早更新世已大面積的抬升到3000m,特別是中更新世末期以來隆起至4000m,使得輸送高度在3500m的來自印度洋的濕潤西南季風(fēng)不能進(jìn)入新疆,同時東南季風(fēng)也難以到達(dá),塔里木盆地出現(xiàn)了第四紀(jì)沙漠。這是塔里木盆地環(huán)境演變的大背景。二是晚更新世晚期以來新疆地區(qū)氣候演變的模式有別于東部季風(fēng)區(qū)。除全新世大暖期中兩者同步外,其演變模式是暖與干、冷與濕的配置,而不是暖濕、冷干。換言之,在新疆寒冷期相對濕潤,溫暖期相對干燥。這是其氣候演變的特殊模式。三是氣候雖然有過多次的波動,但冷濕期愈來愈短,暖干期愈來愈長。氣候變化的總趨勢是不斷變干[3]。

2社會興衰的歷史記錄

據(jù)我們的調(diào)查、歷史記錄以及文物古跡的分布情況[8～10]①,現(xiàn)以塔里木盆地南緣部分流域為例(表1),可將此地區(qū)社會興衰的歷史分為以下幾個階段:在6500～10000aBP前,塔里木盆地南緣已出現(xiàn)人類活動。目前所發(fā)現(xiàn)的早期遺址主要分布在山前地帶的河流階地上,證明山前的草原地帶是早期人類活動的主要場所①。例如:尼雅河上游的納格日哈、烏魯克薩依以及克里雅河上游的康蘇巴什勒克處石器遺址(表1)。那時的古和田人利用石器作為生產(chǎn)工具進(jìn)行著簡單的生產(chǎn)勞動。4000～3000aBP前后,各原始聚落相繼進(jìn)入青銅器時代①。金屬工具的使用,實現(xiàn)了生產(chǎn)力的飛躍發(fā)展,人類有更強大的力量利用和改造自然環(huán)境。經(jīng)濟和社會活動空間更為擴大,交往更加頻繁,并開始順河而下,在適宜種植的河流下游地區(qū)采集、狩獵、生殖繁衍,建立了沙漠中的綠洲城國,形成綠洲文明的發(fā)展。公元前3世紀(jì)左右,塔里木盆地南緣現(xiàn)今沙漠的中心地帶已建成數(shù)十個城邦,較大的有于闐、精絕、戎盧、彌、渠勒、皮山[11]。從出土的文物可以肯定,這時已是畜牧業(yè)和灌溉農(nóng)業(yè)并重發(fā)展的生產(chǎn)經(jīng)濟。精致的木器、陶器、毛紡織品等反映了手工業(yè)也很發(fā)達(dá)。

公元前2世紀(jì),在張騫通西域以后,西漢王朝開始經(jīng)營西域。漢朝在烏壘(今輪臺策大雅)設(shè)西域都護(hù)府,代表中央政府管轄西域各地軍政事務(wù)。漢朝統(tǒng)一西域后,密切了內(nèi)地和西域的經(jīng)濟文化交流。引入了中原地區(qū)耕作、灌溉和金屬冶煉技術(shù),并且社會相對穩(wěn)定,為經(jīng)濟的發(fā)展提供了適宜的社會環(huán)境,生產(chǎn)迅速發(fā)展。農(nóng)業(yè)已相當(dāng)發(fā)達(dá),修渠筑壩,引水灌溉,種植了多種水果、蔬菜、糧食作物[11]。至公元3～4世紀(jì)塔里木盆地南緣的于闐國已成為當(dāng)時塔里木盆地4個主要政治、經(jīng)濟、文化中心之一。公元3～6世紀(jì),魏晉南北朝時期,中原大地烽煙不斷,長期分裂,對西域的管理和統(tǒng)治削弱。各種政治勢力在此地區(qū)爭雄,但都沒能維持較長時期的穩(wěn)定局面。雖然生產(chǎn)工具和生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)一步提高,但戰(zhàn)亂頻繁,破壞了社會生產(chǎn)和環(huán)境,很多邦國在此時被廢棄。如:喀拉敦(表1)、樓蘭、海頭、精絕、阿孜吾加木、克孜勒塔木等[9,10]。公元7世紀(jì)中葉,唐王朝統(tǒng)一了西域。社會安定,生產(chǎn)飛速發(fā)展。在經(jīng)濟的帶動下種植業(yè)、畜牧業(yè)、手工業(yè)以及佛教的建筑、繪畫、雕塑、音樂、舞蹈等文化藝術(shù)進(jìn)一步繁榮。這是塔里木盆地南緣文明輝煌燦爛時期。大批邦國和佛教寺院在這一時期興旺發(fā)展。

公元9～10世紀(jì),安史之亂以后,唐朝中央政府衰落,逐漸失去對西域的控制,西域也再一次陷入分裂割據(jù)。先是吐蕃政權(quán)乘虛而入。其后,喀拉汗王朝征服于闐,對此地區(qū)進(jìn)行統(tǒng)治。戰(zhàn)亂紛爭,不少古綠洲消失。如:丹丹烏里克、烏曾塔提、鐵提克日木、哈得里克等遺址(表1)。13～17世紀(jì),元明時代。戰(zhàn)亂頻繁,政局不穩(wěn),經(jīng)濟文化受到破壞。如:卡拉沁古城(表1),特英木古城,德日瓦孜里克古城等都被廢棄[10]。

3人地關(guān)系變遷的耦合過程

結(jié)合塔里木盆地南緣人文與自然變遷的記錄,此地區(qū)人地相互影響的演化過程如表2。6.0～10kaBP氣候有幾次冷濕、暖干變化的交替。處于石器時代的早期人類主要居住在河流出山口的洪積臺地上,在山前草原帶以狩獵、采集野果為生,利用大自然的成果。4.0～6.0kaBP即冰后期的氣候最適宜期,這時的孢粉平均濃度是10ka以來最高的(圖1),表明自然環(huán)境特別適宜動植物的繁衍。在塔里木盆地南緣也是以暖濕為特征,反映了全球宏觀背景條件下區(qū)域的一致性特征。自然界為生物和人類提供了良好的生存環(huán)境。這時隨著生產(chǎn)工具的進(jìn)化(青銅時代),人類獲取食物的能力大大加強,沿河而下,進(jìn)入各河流的中下游地帶(塔克拉瑪干沙漠)墾荒、獵狩,生存空間擴大。如果沒有氣候最適宜期這一大自然環(huán)境背景,只掌握簡單生產(chǎn)工具的人類很難在已經(jīng)沙漠化的塔里木盆地中心生存。2.5～4.0kaBP即全新世中晚期,隨生產(chǎn)工具的進(jìn)一步改進(jìn),社會生產(chǎn)力的提高,人類駕馭自然的能力大大加強,活動范圍迅速擴大,雖然氣候不斷的變干,但3kaBP年左右的“新冰期”引起的氣溫下降,氣候較為濕潤。騾、馬的使用,鐵器的出現(xiàn)使人類有更強大的力量改造大自然,并能面對較為嚴(yán)酷的自然環(huán)境。畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也已達(dá)到相當(dāng)?shù)乃?有十分簡單的社會管理機構(gòu)。

公元前3～6世紀(jì),這時已不同于早期,氣候的干旱使得水量減少。從《禹貢》和《山海經(jīng)》等書中可知,此地區(qū)北部在2000多年前就有流沙[12]。但前期政通人和,社會穩(wěn)定,形成眾多的邦國。同時人類能夠在此生存,生產(chǎn)工具的飛躍發(fā)展也是重要的因素。生活在河流周圍的人還是充分發(fā)展自己的畜牧業(yè)和灌溉農(nóng)業(yè)。后期戰(zhàn)亂不斷,在政治、軍事的角逐中,經(jīng)濟、文化生產(chǎn)發(fā)展緩慢,人民不能安居樂業(yè),很多邦國受到破壞,留下片片殘破的廢墟。公元7～9世紀(jì),氣候上為一個短暫的冷濕期。這也是中國歷史上繼西漢后最為興盛的唐王朝時期。經(jīng)濟繁榮、事業(yè)昌盛、社會穩(wěn)定,在很多古遺址中都發(fā)現(xiàn)了灌溉用的渠道。人類的經(jīng)濟和社會交往更為頻繁。從目前所獲得的資料看,很多古遺址群的規(guī)模都相當(dāng)大(表3)。反映出當(dāng)時的自然與人文環(huán)境都比較適合人類的生存發(fā)展。

公元10～12世紀(jì),干旱達(dá)到小高峰。在策勒縣的達(dá)瑪溝山前河流剖面中,河道已全部被風(fēng)沙填埋。風(fēng)沙已嚴(yán)重威脅人類的生存。同時戰(zhàn)爭不斷,社會不穩(wěn),民不聊生,出現(xiàn)割據(jù)局面,多種勢力在本地區(qū)有過尖銳、劇烈的沖突,很多邦國消失。公元13～19世紀(jì),雖然有幾次小的氣候濕潤期,但總趨勢是氣候更進(jìn)一步變干,水源補給不足,沙漠?dāng)U大。同時生產(chǎn)工具的發(fā)展,使人類有了更為強大的改造大自然的能力。他們砍伐森林,墾殖土地,引水灌溉對自然生態(tài)環(huán)境的破壞加劇。策勒縣附近的老達(dá)瑪溝遺址在19世紀(jì)廢棄(表1)。1997年我們在該地考察時,仍能見到沙地上隨處散落著紅色的陶片。但黃文弼先生在其的《塔里木盆地考古記》中所述的“西南東北一線,綿延約數(shù)里,房屋雖已毀敗,但審其痕跡,街衢巷陌尚可辯識,中有大道一條通向東北,顯然為一舊城鎮(zhèn)之殘跡……”[15]等景觀已大部分被沙漠所掩埋,很難辨認(rèn)。早期建筑所用的木料已被當(dāng)?shù)鼐用褡鰹槿剂侠摺?/p>

4結(jié)語

近萬年來塔里木盆地南緣雖曾有過不同的民族、部落、邦國以及冷暖、干濕交替的氣候,其生態(tài)環(huán)境演化、人文歷史變遷基本上是自然因素與人文力量綜合作用的結(jié)果。若兩者都處于“適宜期”(即氣候濕潤,水量豐沛,國家統(tǒng)一,社會安定,民族和睦),則有利于綠洲經(jīng)濟、文化、生產(chǎn)的迅速提高發(fā)展。例如,漢、唐時期。反之,則環(huán)境惡化,沙漠化過程加快,綠洲廢棄。如,魏晉南北朝和宋代。在其歷史變遷中,早期自然環(huán)境因素的影響所占比重大,而后期人文力量起主導(dǎo)作用。這是該地區(qū)自然與人文耦合關(guān)系變化的總規(guī)律。

自然條件決定了環(huán)境的特征及其演化的內(nèi)在基礎(chǔ)。沒有降水豐富、植物茂盛的全新世氣候最適宜期,古和田人從山前的草原帶進(jìn)入塔克拉瑪干沙漠中心是不可能的。水是干旱區(qū)綠洲賴以生存的基礎(chǔ),水量的變化直接影響到各綠洲的繁榮與消失。而氣候的變化控制著水量大小。水量周期性的波動特性決定了綠洲系統(tǒng)的可變性和脆弱性。誠然戰(zhàn)爭等人文因素可以使綠洲消失,但不會僅使其向河流上游遷移。人類不斷向上游遷移這一大趨勢,是以自然環(huán)境的影響為主。塔里木盆地南緣人類居所在空間上的主要遷移路線是:早期,河流中上游的山前地帶(山前草原帶);中期,河流下游(沙漠中心);晚期,河流中游(沙漠邊緣)。這一過程主要影響因素可能正是氣候的變化。除水量的變化外,河流改道也是影響綠洲變遷的重要因素。需要指出的是若水量不變,而僅僅是河流改道,古綠洲大多不是沿河流上、下變遷,而是在河道的左右變動,因為主導(dǎo)變化的因素有本質(zhì)上的區(qū)別。人類對自然的變化有一個短暫的適應(yīng)期,即自然變化在前,人類社會變化在后。因此,一般情況下兩者不完全同步。綠洲的變遷主要發(fā)生在河流地帶。由于早期的大環(huán)境已是沙漠化,河間地帶的沙漠始終在不斷緩慢擴展,因此,自漢代以來沙漠向南移動了80～100km距離的認(rèn)識顯然不太符合實情。氣候逐漸變干的大趨勢造成持續(xù)的沙漠?dāng)U張。但某些局部地區(qū)則顯示著其特殊性。

如:民豐縣安迪爾河流域,古綠洲的多次變遷主要是在現(xiàn)今的安迪爾牧場附近,并沒有大幅度的向南遷移。其廢棄的原因可能主要是社會人文因素。在干旱地區(qū)毀林開荒,屯田灌溉,一方面引起沙漠化,另一方面因不合理的灌溉將產(chǎn)生土地的鹽漬化。目前在塔里木盆地南緣很多古綠洲土壤鹽漬化嚴(yán)重。這可能也是古城被廢棄的重要因素之一。在自然與人文這對關(guān)系中,自然環(huán)境是緩慢變化的,人類活動卻是最活躍、最能動有時甚至是決定自然環(huán)境變化過程、特點、類型的主要因素(如:戰(zhàn)爭、砍伐森林、不合理的引水灌溉,引起河流下游地區(qū)沙漠化等)。這在自然生態(tài)環(huán)境特別脆弱的地區(qū)表現(xiàn)的更為明顯。特別是隨著勞動工具和生產(chǎn)力的發(fā)展,人類改造自然環(huán)境的活動加強,自然環(huán)境變化日趨迅速。早期僅有石器的原始部落在山前的草原帶生活了幾千年,而后期隨著生產(chǎn)工具的進(jìn)步,人類使自然環(huán)境變化的速率大大加快。僅僅幾百年就會出現(xiàn)一個變化的周期。

人類活動對自然環(huán)境的影響是逐步增大的。在石器時代,社會生產(chǎn)力低下,生產(chǎn)工具落后,人類力量對環(huán)境影響很小。隨著青銅器、鐵器以及農(nóng)業(yè)的出現(xiàn),大規(guī)模的引水屯田,砍伐森林,人類不斷向自然索取。當(dāng)超出自然的承受力時,將導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的變化。人類活動是在客觀的、內(nèi)在的自然條件基礎(chǔ)上,作用于生態(tài)環(huán)境。在自然地理條件十分嚴(yán)酷和生態(tài)環(huán)境脆弱的塔里木盆地南緣,人類活動更易引起邦國的興衰,生態(tài)環(huán)境的惡化,生存空間的轉(zhuǎn)換。