北京是世界歷史文化名城，其人類活動(dòng)歷史可追溯至史前時(shí)期。

全新世（距今約11700年）是新石器時(shí)期和農(nóng)業(yè)文明的開端，而且是人類社會(huì)形成與發(fā)展的關(guān)鍵階段。毫無疑問，全新世的植被演替和氣候變化影響著北京地區(qū)人類的生存和發(fā)展。這個(gè)過程究竟是怎樣的？

中國科學(xué)院植物研究所的王宇飛研究組圍繞相關(guān)問題，在地質(zhì)學(xué)國際頂尖期刊《地球科學(xué)評論》上發(fā)表了論文成果《全新世北京地區(qū)的氣候、景觀和人類生存環(huán)境的變化》。這是一個(gè)使用過去氣候數(shù)據(jù)來預(yù)測今天氣候變化趨勢的典型案例，不僅增進(jìn)了人們對處于全新世的北京地區(qū)與中國其他地理單元及全球氣候變化的比較和理解，還為北京地區(qū)更有效地應(yīng)對未來的氣候變化提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)建議。

一萬年前的北京，氣候什么樣

全新世是個(gè)地質(zhì)學(xué)名詞，指從約11700年前開始，一直到今天的這段地質(zhì)年代。

中國科學(xué)院植物研究所王宇飛研究組與北京麋鹿生態(tài)實(shí)驗(yàn)中心合作，以北京平原地區(qū)為研究范圍，通過整合地質(zhì)層花粉資料和考古文獻(xiàn)，以植物作為氣候代用指標(biāo)，首次定量重建了北京平原地區(qū)進(jìn)入全新世以來，溫度和降水的變化規(guī)律，并揭示了古代人類對氣候變化的響應(yīng)方式。

全新世北京地區(qū)的降水變化規(guī)律

北京地區(qū)處于北溫帶中國北方東亞季風(fēng)活動(dòng)區(qū)內(nèi)，夏季溫暖多雨，冬季寒冷干燥，現(xiàn)代的年均溫11.5℃，年均降水644.2毫米。其地形分異明顯，西面有西山，北面臨燕山，地貌由西北向東南傾斜，大致可分成西北山區(qū)和東南平原區(qū)。

至少從更新世（全新世之前的地質(zhì)年代）晚期開始，北京就一直是古人類活動(dòng)最為繁盛的區(qū)域之一，是研究人類古文明的發(fā)展歷史時(shí)不可忽視的地區(qū)。北京早期的人類活動(dòng)遺址有約69萬年前的更新世晚期周口店人遺址、約1.8萬年前的山頂洞人遺址。進(jìn)入全新世以來，北京地區(qū)人類活動(dòng)更加頻繁，考古學(xué)界已發(fā)現(xiàn)了大量人類活動(dòng)遺址，如全新世早期的門頭溝東胡林遺址、懷柔轉(zhuǎn)年遺址；中、晚期的昌平雪山遺址、房山鎮(zhèn)江營遺址、平谷上宅遺址、平谷北埝頭遺址。另外，西周武王時(shí)期（約3000年前），北京即被立作薊、燕兩國的國都，由此孕育城市文明，直至今天，北京已成為全國政治、文化的中心。

王宇飛研究組對前人研究積累的全新世地質(zhì)層花粉數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析后，發(fā)現(xiàn)全新世早期（距今約11500年至8000 年），北京年均溫比現(xiàn)今低4℃，年降水比現(xiàn)今多140毫米。全新世中期（距今約8000年至3000年）是北京地區(qū)的氣候大暖期，其年均溫和年降水相較上一階段都有所升高，但年均溫也比現(xiàn)今低0至2℃，年降水比現(xiàn)今多250至320毫米。全新世晚期（約3000年前至今）開始，北京氣候向暖干轉(zhuǎn)變，其年均溫和現(xiàn)今持平，年降水多160毫米。

從這些數(shù)值變化來看，北京地區(qū)全新世的氣候整體經(jīng)歷了冷干-暖濕-暖干的轉(zhuǎn)變。

這三張復(fù)原圖，重溫遠(yuǎn)古的永定河

科研人員還發(fā)現(xiàn)了一件有意思的事：北京地區(qū)進(jìn)入全新世以來，古人類遺址的分布似乎存在某種規(guī)律，全新世早期的人類遺址多分布于山區(qū)，中晚期的遺址則集中在平原區(qū)。綜合各個(gè)遺址的考古資料，科研人員推測，北京地區(qū)全新世的植被和氣候變化，影響了先民的活動(dòng)和分布，可能驅(qū)使古人類從山區(qū)向平原遷徙。

根據(jù)王宇飛團(tuán)隊(duì)前期的文獻(xiàn)調(diào)研，在全新世氣候變化的驅(qū)動(dòng)下，北京地區(qū)的植被至少發(fā)生了三次大的轉(zhuǎn)變：植被在距今約11500年至8000年間，是由冷杉屬、松屬、樺木屬為主的針闊葉混交林；到距今約8000年至3000年間，轉(zhuǎn)變成松屬、樺木屬、櫟屬為主的針闊葉混交林或槭樹屬、胡桃屬、櫟屬、榆屬為主的闊葉林；再到約3000年前至今，又轉(zhuǎn)變成松屬、櫟屬等占主導(dǎo)優(yōu)勢的針闊葉混交林。

他們還基于地質(zhì)層花粉數(shù)據(jù)重建的植被和氣候變化信息，結(jié)合前人發(fā)表的考古遺址資料，指導(dǎo)畫師以北京永定河一帶的景色作參考，繪制出了北京平原地區(qū)在全新世三個(gè)階段的景觀效果圖，從而展現(xiàn)北京地區(qū)進(jìn)入全新世以來，氣候環(huán)境的變化概貌。

全新世早期景觀效果圖

全新世早期，北京的氣候冷、干。主要的植被為針闊葉混交林，森林建群類群有冷杉屬、松屬、樺木屬、椴屬等植物，林下低濕處有蕨類植物水龍骨科、卷柏屬等，離水源較遠(yuǎn)處存在以麻黃屬、蒿屬、藜科、萹蓄屬、唐松草屬等植物為主的草地或森林草地。河、湖岸邊有水生植物香蒲屬。生存的動(dòng)物有鹿和多種候鳥和水鳥。

這一時(shí)期，人類主要活動(dòng)于山區(qū)。這一階段出土的石器中，既有石斧、尖狀器、刮削器等明顯用于狩獵的石器，又有石容器、石磨盤、石磨棒等被認(rèn)為和植源性食物（如果實(shí)、草籽、谷物）的加工相關(guān)的石器。這可能表明該時(shí)期，北京地區(qū)的人類靠狩獵和采摘維持生存，生產(chǎn)力水平還不高。這一階段，北京的氣候偏冷、干，和開闊的平原相比，山區(qū)的食物可能更加豐富，更能夠滿足人類的生存需求。

全新世中期景觀效果圖

全新世中期，北京平原處于全新世大暖期，氣候暖、濕。可能受年均溫升高和年降水增多的影響，北京平原植被轉(zhuǎn)變成以松屬、樺木屬、櫟屬等為主的針闊葉混交林，或槭屬、樸屬、胡桃屬、櫟屬、榆屬等植物為主的闊葉林。水體的面積相較上一階段出現(xiàn)擴(kuò)張。這一時(shí)期出土的動(dòng)物化石較多，反映此時(shí)的北京平原上生活著麅、鼢鼠、梅花鹿、麋鹿等哺乳動(dòng)物以及可能為今天家禽祖先的雞屬、鴨屬和鴿屬、潛鴨屬等鳥類。

這時(shí)，人類主要生活于山區(qū)到平原區(qū)之間的過渡地帶。上宅遺址出土的石磨盤和石磨棒上的黍、粟、橡子淀粉粒，暗示了該時(shí)期北京地區(qū)可能已經(jīng)出現(xiàn)原始農(nóng)業(yè)。這一階段是北京地區(qū)全新世的氣候大暖期，氣候溫暖濕潤。此時(shí)平整開闊、河流眾多的平原上可能同樣能夠獲取豐富的食物，并且更適宜原始農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人類的生存、繁衍。這一時(shí)期的暖、濕氣候可能驅(qū)使著北京的人類走出山區(qū)。

全新世晚期景觀效果圖

全新世晚期，北京平原整體氣候偏向暖、干。平原上水體收縮，主體植被轉(zhuǎn)變回松屬、樸屬、梣屬、欒屬、櫟屬、鹽膚木屬等為主的針闊葉混交林。這一階段的孢粉組合中禾本科的花粉大量出現(xiàn)，似乎也表明這一時(shí)期農(nóng)業(yè)活動(dòng)加強(qiáng)。

至全新世晚期（西周），人類集中生活在平原，已經(jīng)開始筑城而居（薊國、燕國）。雖然這個(gè)階段的氣候變得暖干，但此時(shí)北京地區(qū)的人類似乎有能力忽視或應(yīng)對這一變化及其帶來的影響了。

由古及今，未來北京天氣什么樣

近年來，北京地區(qū)一進(jìn)入盛夏，市民們就經(jīng)常收到“高溫天氣預(yù)警信號”，以及“暴雨預(yù)警信號”。這種現(xiàn)象并非偶然。

王宇飛研究組發(fā)現(xiàn)，北京大概從全新世晚期（距今約3000年）開始，平原地區(qū)的最大月平均降水量持續(xù)上漲，如今比全新世晚期升高了25%，而同時(shí)期的年均降水量和最小月降水量卻持續(xù)降低，這說明北京地區(qū)的降水季節(jié)性差異越來越明顯，冬季降水減少，夏季降水呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢。另外，值得注意的是，年降水總量正在逐年減少。

北京全新世晚期夏季降水持續(xù)上升的趨勢，似乎也得到了史料記載的近150年來北京山區(qū)汛期泥石流發(fā)生頻率上升及崩塌等地質(zhì)災(zāi)害加劇的佐證。

根據(jù)降水趨勢，科研人員提醒，應(yīng)加強(qiáng)防范未來北京夏季可能頻發(fā)的強(qiáng)降水，及其導(dǎo)致的城市內(nèi)澇、山區(qū)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。