材料一:

气候的波动变化对文明发展产生了重要影响,重建古代气候变化过程具有重要意义。

由于缺乏合适的温度代用指标,我国古温度重建结果分辨率较低,且多以定性记录为主,定量的古温度重建相对较少。全球历史温度变化曲线的重建主要借助冰芯、深海沉积物和树轮的记录,而我国是传统的农耕文明社会,陆地上的沉积记录才能更好地反映我国历史气候变化。随着技术的革新,微生物分子化石的研究蓬勃发展,微生物分子化石中的一类化合物——brGDGTs(支链甘油二烷基甘油四醚酯)——被用于古气候研究。

brGDGTs是细菌细胞膜的组成部分,其分子结构中有4到6个甲基和0到2个环戊烷。如同人天冷需要加衣、天热需要减衣一样,寒冷的气候条件下细菌倾向于合成更多的甲基,而温暖的环境下合成的甲基数量则减少。微生物活体死亡后,细胞膜中的brGDGTs等大分子能在地质体中长期保留下来,可以通过brGDGTs结构中的甲基个数推断当时的温度。

六盘山北联池靠近中华文明核心区,由中国科学院、南京大学、兰州大学等单位的研究人员组成的联合团队选取这里的沉积物样品,借助brGDGTs,通过定量分析,重建了5000年以来我国北方更高分辨率的暖季(4月至10月)温度变化过程。结合山西某地沉积物的孢粉重建的降水记录,联合团队获得了我国北方地区5000年以来完整的气候演变历程。

从重建的温度与降水结果来看,我国北方地区的气候呈现出不断变冷、变干的大趋势。大约前3000年变化缓慢,之后的2000年变化加速。这主要与太阳辐射变化有关,太阳辐射能量在过去5000年间持续下降。另外,过去2000年以来的快速冷干现象还可能与太阳活动、局部火山活动等因素有关。而且这一时期内区域植被中木本植物逐渐减少,导致地表反射率上升,也可能加快了气候变冷变干的速度。

研究人员将气候重建的结果与中国历史朝代相对应,发现不同历史时期的气候呈现出冷暖交替的特点。比如,隋朝末年气候偏于冷干,唐朝初期和中期温暖湿润,后期快速转冷,与之相伴的是干旱化。五代十国时期,北方经历了70余年寒冷干燥的气候,北宋气候开始好转。

之前有研究发现,古代气候变化深刻影响了我国古代农耕社会文明的发展,我国历史上百年尺度的冷暖变化与社会经济波动之间呈现同期性,总体上表现出“冷抑暖扬”的特点,即暖期气候是有利的。历史上经济发达、社会安定、国力强盛、人口增加的时期往往出现在暖期,相反的情况则发生在冷期。联合团队的研究也证实了“冷抑暖扬”这一特点,比如,温暖湿润的气候推动了唐朝初期和中期的农业发展与社会经济繁荣,寒冷干燥的气候使唐朝后期农业发展受到极大不利影响,这是造成当时社会不稳定的重要因素之一。

(取材于程雅楠、葛全胜等的相关文章)

材料二:

我国古代是农耕文明社会,加之古人应对自然灾害能力较差,农业对气候变化有较强的依赖性,暖期的气候总体有利于农业发展,从而为社会发展提供更为优越的物质条件,这是历史上“冷抑暖扬”特点形成的根本原因。气候变化直接影响粮食生产,从全国粮食亩产量和北方麦作亩产量的相对变化指数看,除了明清,秦汉以后气候寒冷时期,我国粮食亩产量均有下降。

尽管历史上暖期的影响总体好于冷期,但我国地域广阔,不论在暖期还是冷期,气候都可能有区域性差异,给区域社会经济带来有利或不利影响。唐朝和宋朝两个时期中国平均温度均偏高,但在地域分布上有很大差异。唐朝初期增温主要出现在黄河流域、中原腹地,其原因是区域尺度上大气净能量的增加以及有利的热量输送。而北宋初期,全国普遍增温是太阳辐射强度的增加造成的,是全球或半球尺度上的暖事件在中国的体现。暖期中的北宋时期,我国华北及北方农牧交错带相对湿润,而江南地区则受到干旱的威胁。

暖期气候温暖湿润,会推动社会的繁荣和人口的较快增长。然而众多的人口也加大了社会对资源的需求,增加了环境的压力,导致以农业为基础的社会系统风险增加,这种在暖期尚能承受的压力,可能会因气候变冷导致农业生产力下降而凸显,甚至引发严重的社会危机。

人类社会并未因气候变化的不利影响而停止前进的脚步,而是在应对气候变化的过程中不断开拓创新、积累经验,从而取得更大的繁荣。为适应暖期干湿变化的地域格局,北宋朝廷在变湿的华北地区积极推广水稻种植,在变干的南方则积极推广占城稻和稻麦连种。这一举措使粮食生产受气候制约的影响渐趋减少,是中国粮食生产史上的一次革命。

(取材于葛全胜、申敏夏、刘嘉慧等的相关文章)