《Journal of Archaeological Science: Reports》：Ecological conditions in the prehistoric Tengger desert regions (northwestern China) inferred by microfossil evidence from archaeological sites
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沙漠考古遗址环境重建基于植硅体与微炭屑分析，揭示腾格里沙漠末次冰期至中 Holocene 期间人群居住的湿地微环境特征，证实局部湿地存在但未发现小米农业证据。
Konglan Shao|Xuefeng Sun|Huayu Lu|Yuan Yao|Yu Shi
南京大学地理与海洋科学学院，中国南京210023
摘要
虽然之前的研究已经记录了史前人类在沙漠地区的活动，但针对沙漠考古遗址的直接环境研究，尤其是在中国，仍然非常有限。本研究旨在通过分析三个关键考古遗址沉积物中保存的植硅体和微炭，来重建古代人口（12,000至6,000年前）在中国腾格里沙漠地区的生态条件。结果显示，这三个遗址的植硅体组合大体一致，其中包含大量的Arundiaceae（高原鞍状和芦苇状）和Pooideae（圆形和梯形）植硅体，表明在干旱的景观中存在零星的湿地微环境。尽管在8,000年后小米农业在沙漠周边地区发展起来，但在这三个遗址中并未发现小米种植的植硅体证据。我们的研究为更新世末期至全新世中期沙漠地区的人类生活条件提供了新的证据。
引言
沙漠占地球陆地表面的12%（Chen等人，2023b；Lu等人，2025；Lu等人，2019；Wu等人，2022），是全球生物地球化学过程的重要组成部分（Liu等人，2022；Mahowald等人，2011；Okin等人，2004），与古代人类活动有着密切的联系。例如，古埃及文明就在撒哈拉沙漠附近发展起来（Chen，2022），新石器时代的遗址也在奈富德沙漠和鲁特沙漠中被发现（Mutin等人，2020；Petraglia等人，2020）。古代人类所居住的沙漠环境的主要局部气候和地貌特征是什么？他们的适应策略是否随着长期的气候变化而演变？这两个问题长期以来一直吸引着考古学家和地理学家的兴趣（Liu等人，2021；Ramsey和Rosen，2016；Yang等人，2015）。这些问题在当前也具有重大意义，为人类在未来气候变化情景下的适应策略提供了宝贵的见解，尤其是随着沙漠化的加剧（Lu，2025；Reynolds等人，2007）。
尽管在沙漠地区进行了一些考古环境研究，但与其它地貌单元相比，这些领域的研究仍然相对较少且不足（Groucutt和Petraglia，2012；Hosner等人，2016）。造成这一差距的因素有几个。首先，沙漠地区的野外调查极具挑战性，尤其是寻找考古遗址非常困难，需要大量的野外工作。其次，获取可靠年代数据的难度很大。这一点在考古年代数据库中表现得尤为明显，因为沙漠地区的年代数据非常稀缺（Bird等人，2022；Petraglia等人，2020；Wang等人，2014），这主要是由于可定年的材料保存有限以及风成地层学的解释复杂（Peng等人，2022；Yang等人，2011）。第三，重建沙漠考古遗址的环境背景通常也很困难。针对沙漠地区的全新世气候变化，已有基于沙漠湖泊沉积物（Duan等人，2024；Ning等人，2021）、沙漠边缘的雨季或河流沉积物（Gu等人，2016；Ma等人，2004）、风成沉积物（Liu等人，2019a；Lu等人，2013；Lu等人，2019）以及沙漠地区的钙质根管（Gao等人，2020）的研究。尽管关于全新世气候变异性的争论仍在继续（Chen等人，2004；Wang等人，2016），但遗址规模的微环境可能比区域平均值更与人类土地利用相关（Qiu等人，2025；Rosen等人，2022），特别是在广阔的、被沙丘隔离的沙漠中。因此，来自考古沉积物的遗存有望提供更多细节。
腾格里沙漠是中国第四大沙漠，位于东亚夏季季风的边缘地带（Chen等人，2018；Huang等人，2021），属于干旱至半干旱地区。腾格里沙漠及其周边地区（如河西走廊、额济纳地区和贺兰山）的人类活动可以追溯到旧石器时代（An等人，2022；Gao等人，2013；Sun等人，2013；Zhang等人，2010）。新石器时代也发现了一些考古遗址（Jing等人，2014；Jing等人，2016）。然而，该地区的直接定年数据和考古环境研究仍然很少。本研究基于在腾格里沙漠地区进行的十多年野外调查（Guo等人，2025a；Sun等人，2013；Teng等人，2025），旨在恢复古代人类的生存环境细节。我们从地质考古学的角度调查了三个考古遗址（BDJL4、TGL50和TGL64），并收集了沉积物的剖面样本进行植硅体和微炭分析（图1）。这些遗址的时间跨度为更新世末期至全新世中期（12,000至6,000年前），并使用光释光（OSL）和放射性碳（14C）方法进行了年代测定。
植硅体分析被广泛用于古环境重建，因为它在沉积物中含量丰富且对环境变量敏感（Lu等人，2006；Wang等人，2019a）。许多作物会产生特征性的植硅体，使得植硅体分析成为考古植物学的有力工具（Ball等人，2016；Lu，2017）。对于中国北部和西北部，植硅体研究主要集中在主要旱作作物——小米（Setaria italica）和普通小米（Panicum miliaceum）的起源和传播上，并取得了显著进展（Lu等人，2009a；Lu等人，2009b；Yang等人，2022）。微炭通常被用作火灾发生的指示物，在考古遗址中通常表明人类活动的存在（Li等人，2010a；Zhao等人，2020；Zong等人，2007）。基于可靠的地层年代学和微化石分析，本研究旨在提供关于腾格里沙漠地区12,000至6,000年间微环境变化和人类活动的新见解。
地理和考古背景
腾格里沙漠（东经102°20′-106°03′，北纬37°30′-40°02′，面积：42,700平方公里）以移动的沙丘、湖泊盆地和山脉为特征（Zhu等人，1980），是中国第四大沙漠。永久性湖泊主要集中在东部地区。腾格里沙漠位于巴丹吉林沙漠的东南部，西侧与雅布赖山脉接壤，南侧和东侧分别被祁连山脉和贺兰山脉环绕（图1）。
材料与方法
从三个考古遗址收集了沉积物剖面用于微化石分析，包括雅布赖山脉的BDJL4（东经103°8′14.31″，北纬39°48′36.95″）、腾格里沙漠东缘的TGL50（东经105°32′23.41″，北纬38°26′48.45″）和TGL64（东经105°32′53.32″，北纬38°27′08.08″）（图1）。BDJL4是一个洞穴遗址，剖面是在洞穴入口附近挖掘的，而TGL50和TGL64是露天遗址，剖面取自富含文物的区域（图2）。
BDJL4的剖面包括...
结果
共分析了16个样本。每个样本中鉴定出的植硅体数量最少为200粒，但大多数样本的植硅体数量超过300粒。本研究鉴定出的植硅体总数超过5,000粒。主要的植硅体形态类型如图3所示，包括Arundiaceae植硅体：高原鞍状和芦苇状；Pooideae植硅体：圆形和梯形；其他非诊断性的Poaceae植硅体：双叶形、长形光滑、长形弯曲、牛形和点状。
沙漠考古沉积物中微化石的埋藏学考虑
沙漠考古学具有挑战性，因为文化遗存通常是从地表层中发现的，这限制了通过年代测定来确定遗址年代的可行性，并阻碍了对人类居住期间环境条件的重建（Shen等人，2026；Stone等人，2024）。我们的团队在沙漠地区进行了广泛的调查和年代学研究（Guo等人，2025a；Guo等人，2025b；Sun等人，2013；Teng等人，2025）。
结论
基于对腾格里沙漠地区三个考古遗址沉积物的植硅体和微炭分析，本研究为了解更新世末期至全新世中期沙漠地区的人类生活条件提供了新的参考数据。尽管气候有所变化，但古代人类居住的沙漠遗址在不同时期（12,400至11,800年前、7,700至7,000年前和6,400至6,200年前）表现出相似的微环境条件。
作者贡献声明
Konglan Shao：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化、方法论、资金获取、正式分析、数据管理、概念化。Xuefeng Sun：撰写 – 审稿与编辑、项目管理、调查、概念化。Huayu Lu：撰写 – 审稿与编辑、监督、调查、概念化。Yuan Yao：撰写 – 审稿与编辑、调查。Yu Shi：撰写 – 审稿与编辑、调查。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢Christian Austin对英文语言的编辑。本研究得到了中国国家重点研发计划（项目编号：2023YFF0804700）和国家自然科学基金（项目编号：42301179）的支持。
