孢粉·氣候·人類活動
——記蘭州大學環境資源學院教授黃小忠

謝更好

他，是西北的胡楊。1996年從四川到蘭州讀書，再沒有離開這片土地，常年扎根西北地區開展艱苦的野外工作，從湖泊沉積物中尋找過去氣候環境變化的證據，探究氣候環境變化與人類活動的相互作用，獲得了大量的第一手數據。他的部分成果入選國家自然科學獎和高等學校科學研究優秀成果獎自然科學獎二等獎，為推動古氣候研究的“西風模式”做出了貢獻。

他，關注人地關系的探索。從研究自然環境的變遷到人與環境的關系，希望揭示人類與環境相互作用的古老規律，為人類社會未來發展提供啟示。近年來的研究中，他揭示了多時間尺度氣候環境變遷對于黃土高原、中原地區以及絲綢之路河西走廊地區的人類活動的影響，也發現了人類農牧活動在全新世晚期對湖泊生態、草原生態的影響，引起國內外學者的關注。

他叫黃小忠，蘭州大學環境資源學院教授，致力于揭開晚第四紀以來古生態、古氣候演化歷史以及過去人-地相互作用的更多奧秘。

人地關系的探索：從絲綢之路到青藏高原

樓蘭古城位于羅布泊邊緣，《漢書》記載，繁盛時期的樓蘭王國有1570戶人家。其生態環境，“地沙鹵少田，寄田仰谷分國。國出玉、多葭葦、枝柳、胡楊、白草。民隨畜牧，逐水草。有驢馬，多駱駝。能作兵，與婼羌同”。

關于樓蘭古城消失的原因眾說紛紜，有的認為其毀滅于戰爭中，有的認為是干旱、缺水、生態惡化導致，還有的認為與羅布泊的南北游移、絲綢之路北道的開辟、瘟疫、游牧民族入侵等有關。德國的一位研究者則認為，樓蘭古城的消失是過去的“咸海危機”，即近2000年，前塔里木盆地周邊大量的灌溉導致下游缺水。黃小忠和他的研究團隊通過研究孔雀河源頭的博斯騰湖沉積的硅藻、粒度等指標發現樓蘭消亡的時段正是湖泊變淺、水質變咸、風沙活動增強的時段，上游的博斯騰湖尚且如此，下游的樓蘭自然無法避免自然環境惡化的脅迫而走向消亡的命運。因此，氣候干旱和頻繁的風沙活動可能才是樓蘭消亡背后的原因。

敦煌是絲綢之路上的文化瑰寶，歷史上卻曾被廢棄。著迷于人類與環境的關系，黃小忠的探索停不下來。他開展了祁連山西段晚全新世氣候變化與絲綢之路人類活動的關系研究，希望探知氣候環境變化對絲路變遷、古城興廢的影響。結合地球化學指標和孢粉的蒿藜比值，重建了區域3500年來的干濕變化歷史，發現干旱事件與歷史時期河西走廊古城的興廢有重要影響，如敦煌古城在明代的棄置則是發生在區域氣候相對干旱的時段。

不僅環境變化對人產生了重要的影響，人對自然環境的影響同樣也廣泛而深刻。青藏高原被稱為世界屋脊，其東北緣地區自舊石器時代晚期就有人類活動。那么，人類對青藏高原地區的環境，尤其是植被生態產生了哪些影響，成為黃小忠關注的問題。共和盆地的孢粉記錄顯示，卡約文化時期狼毒花粉開始明顯出現；到唐代時狼毒花粉出現峰值。現代草原生態學認為，狼毒的出現和增多是草原退化的標志，是由過度放牧引起的。因此黃小忠及團隊推測狼毒花粉的增加與卡約文化及吐蕃時期發展農牧業有關。這一發現與歷史文獻記載的唐代在這一地區有大量的放牧活動相一致。該研究證實了青藏高原東北緣共和盆地晚全新世人類活動導致了區域植被退化，這一發現將普遍認為的人對青藏高原植被生態影響的歷史大大提前，對于今天的高原草原生態環境保護無疑也是有啟示的。

阿爾泰山及周邊植被的變遷

黃小忠的研究是從植被環境變化視角開始的，他說，“地質記錄的載體可以幫助我們從過去的變化中尋找規律”，“植被是地球系統中一個非常重要而且變化活躍的因素，尤其是在干旱-半干旱地區，它的變化能影響到地表的反照率，影響大氣的碳循環及生物氣溶膠，還影響動物的種群分布，通過復雜的反饋其實影響到了包括人在內的整個地球系統”，一提起植被，黃小忠總是很興奮。

說是植被，其實黃小忠研究的是從湖泊等沉積物中提取出來的植物的花粉。“花粉的產量很大，它的很少一部分用于繁殖，大部分落在地表，然后保存在地層里。從湖泊中提取出這些花粉，可以推測不同時期植被的變化，這也是目前能夠可靠推斷過去植被環境演化的方法。”黃小忠拿出一截正在研究的巖芯，詳細地告訴記者。

在祁連山野外考察

新疆阿勒泰地區的喀納斯湖海拔1370m，面積44.78km2，是位于阿爾泰山南坡的大型淡水湖泊。由于喀納斯湖沉積環境穩定，植被覆蓋度高，是研究古植被、古氣候的理想材料。為了闡明阿爾泰山喀納斯湖地區兩萬年以來泰加林演化的動態過程，研究區域的水文、冰川變化過程，黃小忠于2011年、2013年、2014年、2015年、2016年和2019年多次深入阿爾泰山湖區進行了考察采樣，在喀納斯湖以及湖西岸的鐵外克湖獲得了一系列珍貴的湖泊沉積物樣品。“巖芯鉆取最基礎，必須獲得完好樣品”黃小忠的導師、中國科學院院士陳發虎的諄諄教導讓他對野外工作不敢有絲毫的懈怠。在喀納斯湖區，黃小忠和他的團隊進行了密集取樣，以獲得可靠沉積序列。

根據阿爾泰山周邊地區的表土花粉和喀納斯湖的全新世地層花粉記錄，黃小忠及其團隊定量重建了全新世研究區域的降水變化，也顯示出早全新世相對的干旱和晚全新世波動的降水情況。此外，他們還討論了1500年前蒿屬花粉增加可能與突厥人遷移至這一區域進行放牧活動有關。其研究結論支持在千年時間尺度上“溫度升高會導致內陸干的地方更干，濕潤的地區更適宜于森林生長”；因此，在未來增溫背景下，阿爾泰山南部森林下限和東部偏干旱區域的森林面臨森林死亡率增加的風險。該成果發表在了地學頂級期刊Geophysical Research Letters上。

古生態與古氣候、人類活動與早期人類世是黃小忠和他的研究團隊孜孜以求的領域。提到未來，黃小忠充滿期待，“人類活動對當時的生態系統產生了哪些影響？”“早期的狩獵采集對動物種群有什么影響？”“北方農牧交錯帶人類活動究竟發生怎樣的故事？”……這些奧秘正等待他和團隊一起去解答。