末次冰期MIS 4(71–57 ka)是古老型智人向现代人转变的关键阶段,MIS 4时期的气候环境变化与人类适应对研究东亚地区现代人扩散与技术革新具有重要意义。在东亚西北干旱—半干旱地区,MIS 4时期遗址数量稀少与古环境证据的缺乏制约了对该地区末次冰期早期古人类生存行为与环境关系的认识。
萨拉乌苏河流域位于我国鄂尔多斯高原毛乌素沙漠与黄土高原的过渡地带(图1),以产出丰富的晚更新世哺乳动物化石和中国官方报道的最早的古人类遗骸(“河套人”)而著称,其沉积地层保存了距今约22万年以来的风成和河湖相沉积以及多处旧石器时代地点,是研究末次冰期东亚半干旱地区环境与人类作用关系的关键材料。
邵家沟湾遗址(曾用名王氏水牛第一地点)最早由法国学者桑志华于1922年发现,后出土了萨拉乌苏地区首件早期人类化石及大量哺乳动物化石,但长期以来未开展系统研究工作。2021至2023年间,由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所等机构组成的考古团队,对邵家沟湾遗址进行了新一轮考古发掘与研究,出土了丰富的石制品与动物化石(图2)。
近日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所李小强研究员团队和高星研究员团队、中国科学院南京地理与湖泊研究所、内蒙古自治区文物考古研究院和内蒙古自治区博物馆联合开展了对该遗址的研究工作。通过光释光测年、粒度和孢粉分析的手段,重建了该遗址的环境背景并探讨了古人类在此地区的活动情况。

图1. 萨拉乌苏河流域位置(华杰群和陈福友供图)

图2. 邵家沟湾遗址出土的旧石器时代文物(a)和哺乳动物化石(b),以及地层序列和采样位置(c)。1和3:普氏羚羊。2:马鹿。4:诺氏古菱齿象。5:披毛犀。6:原始牛。7:河套中国大角鹿(华杰群和陈福友供图)
研究获得以下认识:(1)整个剖面年龄范围约为62.2-49.3ka,对应于城川组。古人类在该地点的生存的时间范围为63.1-57.3 ka,属于MIS 4时期。(2)粒度分析表明,SJGW剖面以河流沉积物为特征。河流沉积物的快速堆积为石制品和动物化石的保存提供了有利条件。(3)MIS 4 和MIS 3 早期,该地区植被以干旱草原为主,树木花粉比例较低(图3)。指示出该地区整体处于以冷干的环境中,但MIS 3早期比MIS 4更温暖湿润。在花粉记录中识别出了3个相对暖湿的阶段:54-53 ka、57.5-56.5 ka和62-61 ka。并能与黄土和中国南方石笋有较好的对比性。(4)古人类能够在相对寒冷干燥的MIS 4时期中国北方的半干旱地区生存。千年尺度的气候变化可能影响该地区古人类的活动,极端寒冷和干旱事件可能导致人群离开该地区,并在气候适宜期再度占据这里(图4)。该研究为萨拉乌苏河流域的邵家沟湾遗址提供了可靠的年代约束,表明在较为寒冷的末次冰期早期,古人类就能在中国北方半干旱地区生存。此外,千年尺度的气候波动可能对于古人类的活动具有显著影响。

图3. 邵家沟湾遗址孢粉百分图谱(华杰群和陈福友供图)
相关成果以“Environmental context and human presence at the Shaojiagouwan site, Salawusu River basin”为题发表在期刊《Quaternary Science Reviews》上。论文第一作者为中国科学院古脊椎动物与古人类研究所博士研究生华杰群和高级工程师陈福友。通讯作者为中国科学院古脊椎动物与古人类研究所周新郢研究员和中国科学院南京地理与湖泊研究所隆浩研究员。该成果受到国家重点研发计划(2023YFF0905700)和(2022YFF0801502)项目资助。

图4. 多气候记录(65-50 ka)的对比分析。邵家沟湾剖面树木花粉占比(a)和Ar/Am比例(b)。(c)萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面的SiO2/(Al2O3+ TOFE)比值。(d)格陵兰冰盖的 NGRIP δ18O值。(e)葫芦洞石笋的δ18O值。(f)中国黄土千年尺度振荡曲线集成(CHILOMOS)。(g)尼勒克黄土剖面砂级组分占比。淡黄色阴影对应于温暖湿润的时期,而蓝色阴影对应于寒冷干燥的时期。黑色虚线内的区域表示古人类占据该遗址的时期(华杰群和陈福友供图)
论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0277379126002106