——本文作者：中国气象局兰州干旱气象研究所李刚老师，探讨沉积物黑碳测试揭示丝绸之路千年来人类活动影响
人类正生活在一个我们自己创造的全新的地质时代—人类世（Anthropocene）。人类活动正在以前所未有的速度和程度影响着地球环境。“人类世”问题随之被提出，是当前多学科研究的前沿科学问题。在各个大陆的角落里，人类会遗留下一些微不足道的污迹斑斑的作品，之后沉积物会很快堆积并埋葬它们—使之免受侵蚀作用的持续破坏。沉积物中的黑碳作为人类世中人类活动的重要指示物正在越来越引起科学家的关注。
火在全球生态系统、气候、碳循环和人类健康等方面发挥着重要作用，理解人类在何时、何种空间尺度上以何种方式对火历史产生了影响，对于“人类世”问题的研究具有重要的价值，已有的大量研究揭示了人类农业、牧业、冶金等活动对火的促进或抑制作用，但与人类文明发展紧密相关的战争活动的影响未获得足够的重视，目前仅在越南和中美洲等地区有所报道。
丝绸之路，这条横跨欧亚大陆的重要陆路通道，见证了历史上无数的战争与繁荣。在它的东段，即西安至敦煌的沿线区域，历史上中原地区的农耕民族与西北地区的游牧民族之间，以及不同游牧民族之间为取得交通线的控制权进行了长期的斗争，中国西北地区大量的长城遗迹表明该区域在历史时期有着频繁的战争。在其核心地点有着一处高山湖泊——六盘山天池（又名朝那湫）（图2），该湖泊沉积物为我们提供了不可多得的高分辨率古环境记录。因此，这里是开展丝绸之路东段地区过去战争与火关系研究的理想之地。
近期，中国气象局兰州干旱气象研究所李刚老师与兰州大学资源与环境学院董广辉教授团队经过5年多的通力合作，利用干旱所沙尘气溶胶理化分析实验室DRI-2001A碳分析仪器测试的六盘山天池沉积物中的黑碳数据，在国际顶级期刊PNAS NEXUS 上发表题目为“Warefare inpact overtakes climate-controlled fires in the eastern Silk Roads since 2000 B.P. ”的文章，文章第一作者兰州大学张山佳博士。结果显示：丝绸之路东段地区在全新世中期火活动并不频繁，全新世晚期随着气候变得干旱以及易燃草本植物的增加火活动随之增加，呈现出明显的气候控制。然而自2000年以来，黑碳通量揭示的古火变化强度/频率明显增加，似乎与气候变化和植被变化解耦。相反，其与战争活动在百年尺度上是同步变化的（图 3 A和B）。长期以来气候控制的火历史很可能被不同政治势力之间的战争所改变，这与中国朝代的更迭是一致的，尤其是在东汉、东晋与南北朝、晚唐、北宋、明朝时期（图 3）。文章首次全面的揭示了丝绸之路东段地区历史时期战争与火之间的紧密联系，探明了人类将火作为战争手段所造成的环境效应。2024年1月4日的中国科学报对此进行了相关报道，认为这一发现不仅为理解火在全球生态系统、气候、碳循环和人类健康等方面的重要作用提供了新视角。而且揭示了人类活动作为主要营力影响地球系统的方式和历史。
文章链接： https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgad408
图1投稿文章，标题：《Warefare impact overtakes climate-controlled fires in the eastern Silk Roads since 2000 B.P.( 自公元前2000年以来东方丝绸之路地区战争的影响超过了气候控制的火灾) 》
李刚老师接受本网采访时表示：中国是世界四大文明古国之一，延续数千年的历史文献详细记录了过去发生的战争和火灾事件，这为本次研究提供了基础和契机。本次研究主要依托DRI-2001A仪器以热光反射法（TOR）测试的六盘山天池沉积物中的黑碳含量数据为基础，重建了该区域中晚全新世古火变化的历史。DRI-2001A碳分析仪器原本是仅能够对大气样品中的碳气溶胶开展测试工作。在热光反射法（TOR）的基础上，现新测试程序重新分割OC（有机碳）、EC（元素碳）切割点，能够针对沉积物样品黑碳的精确测试分析(图 4)，业内专家认为黑碳结果合理。目前已经利用DRI - 2001A仪器开展了多地湖泊沉积物样品中黑碳含量的测试工作。
图 2 六盘山天池取芯平台 兰州大学供图
图 3 过去2000年人类活动与气候和植被变化的对比 兰州大学供图
DRI-2001A 仪器
图 4 DRI-2001A仪器测试工作中 兰州干旱所供图
图 5 黑碳测试流程及原理 兰州干旱所供图
启示未来
这项研究综合了多学科的研究方法，将自然科学和社会科学相结合，深入研究了战争与火的关系，揭示了人类将火用作战争手段所产生的环境效应。这为了解人类活动如何影响地球系统提供了新的视角和有价值的研究案例。李刚老师指出，历史时期战争活动的影响往往被低估，而人为火对自然火发生过程、植被组成、二氧化碳浓度以及碳循环等方面产生干预作用。因此，需要在全球范围内进行更多相关研究，深入评估人类战争活动对环境的影响。最后，我们呼吁从历史中吸取教训，通过国际合作和交流来减少战争和冲突的发生，共同努力构建一个和平、繁荣和可持续发展的世界。在制定政策和规划发展时，应充分考虑环境保护因素，以确保我们的后代能够在更美好、更和谐的环境中生活和发展。
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