長江模擬器，是指以長江流域為對象，以流域水循環(huán)為紐帶，將自然過程與人文過程相耦合而研發(fā)的流域模擬系統(tǒng)及科學裝置。長江流域模擬器強調(diào)長江上、中、下游以及湖庫－岸線－城市群的互聯(lián)互動，強調(diào)長江洪水防御、水力發(fā)電與水生生物保護等的聯(lián)合調(diào)度，強調(diào)長江流域保護與發(fā)展的協(xié)調(diào)，具有“監(jiān)測—模擬—評估—預警—決策—調(diào)控”一體化功能。長江模擬器已應用于水利部、生態(tài)環(huán)境部、自然資源部、應急管理部、三峽集團、國家發(fā)改委宏觀經(jīng)濟研究院、重慶市政府、武漢市政府和九江市政府等國家多部委和地方政府部門。研究成果支撐了生態(tài)環(huán)境部國家長江生態(tài)環(huán)境保護修復聯(lián)合研究中心的智慧管理平臺，并已應用于自然資源部《長江經(jīng)濟帶國土空間規(guī)劃》的編制。自2020年以來，流域中長期降水趨勢預報成果參與了國家氣候中心/水利部水文局會商，并向應急管理部提交了三個年度長江主汛期水旱災害預測成果，為應急管理部災害模擬器規(guī)劃設計提供了技術支撐。長江模擬器首席科學家夏軍多次被特邀在國際重要水大會報告長江模擬器，應邀在國際頂尖期刊Nature-Water首刊撰文介紹長江模擬器。2023年9月，基于長江模擬器的研究與應用實踐，夏軍教授提出“流域模擬器研發(fā)與應用”，得到國際水科學界的認可，被列入國際水文科學協(xié)會（IAHS）新的十年計劃HELPING工作組。長江模擬器研發(fā)為長江大保護和長江經(jīng)濟帶高質(zhì)量綠色發(fā)展提供了重要科技支撐，對提升流域管理水平和創(chuàng)新區(qū)域綠色發(fā)展模式具有重大的科學和實踐意義。

主要完成人及所在單位：

夏   軍（武漢大學）

占車生（中國科學院大氣物理研究所）

林忠輝（中國科學院地理科學與資源研究所）

鄒  磊（中國科學院地理科學與資源研究所）

王洪鑄（中國科學院水生生物研究所）

張永勇（中國科學院地理科學與資源研究所）

朱廣偉（中國科學院南京地理與湖泊研究所）

金雙根（中國科學院上海天文臺）

曾思棟（中國科學院重慶綠色智能技術研究院）

佘敦先（武漢大學）

胡  實（中國科學院地理科學與資源研究所）

王月玲（中國科學院地理科學與資源研究所）

杜朝陽（中國科學院地理科學與資源研究所）

02

旱區(qū)降水稀少、土壤貧瘠、生態(tài)環(huán)境脆弱，對氣候變化和人類活動極為敏感。變化環(huán)境下的干旱生態(tài)系統(tǒng)閾值是地理學和生態(tài)學研究的前沿領域之一。目前關于干旱生態(tài)系統(tǒng)在單一環(huán)境壓力（如干旱）驅(qū)動下的閾值研究取得了一系列重要成果，但復合環(huán)境壓力（如干旱和放牧）共同驅(qū)動的閾值特征更為復雜而尚未有科學定論。傅伯杰院士團隊在國家自然科學基金重大項目“干旱半干旱地區(qū)生態(tài)-水文過程及其對生態(tài)系統(tǒng)服務功能的影響”的支持下，開展了中國北方旱區(qū)近4000公里樣帶調(diào)查，結合多源遙感數(shù)據(jù)、文獻綜述meta數(shù)據(jù)、生態(tài)系統(tǒng)野外臺站（CERN)監(jiān)測資料分析等，首次開發(fā)了綜合考慮干旱和放牧共同作用的二維閾值模型，揭示了干旱和放牧共同驅(qū)動的中國旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的閾值特征，闡明了不同干旱程度所對應的放牧強度的“安全操作空間”，為旱區(qū)應對氣候變化和放牧的可持續(xù)管理提供科學基礎。

研究結果表明，放牧與干旱多呈現(xiàn)協(xié)同作用，導致旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的干旱閾值提前，使生態(tài)系統(tǒng)結構、功能更易發(fā)生非線性突變。干旱和最大允許放牧強度呈負相關關系，干旱度每增加0.01單位導致最大允許放牧量下降2.4%。由干旱和放牧的關系確定了放牧的安全操作空間，識別出現(xiàn)狀及未來氣候變暖情景下不適宜放牧、減小放牧壓力和放牧強度可增加等關鍵區(qū)。相關研究成果于2023年發(fā)表在Nature Sustainability、Science Bulletin、Global Change Biology、Science of the Total Environment、Environmental Research Letters、Ecological Indicators等期刊。被國家自然科學基金委員會官網(wǎng)、科學網(wǎng)、York Environmental Sustainability Institute官網(wǎng)等報道，受到了廣泛關注。

主要完成人及所在單位：

李長嘉（北京師范大學）

傅伯杰（北京師范大學）

王  帥（北京師范大學）

周文心（北京師范大學）

任灼冰（北京師范大學）

劉焱序（北京師范大學）

李  琰（北京師范大學）

趙文武（北京師范大學）

03

水資源是維持人類和生態(tài)系統(tǒng)生存和發(fā)展的首要條件，對于保障我國糧食安全和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展至關重要。隨著氣候的持續(xù)增暖、人口的急劇增加、環(huán)境的日趨惡化，水資源匱乏與需求矛盾變得愈加尖銳，以至于水資源可利用性的時空格局及未來演變極為不確定，全球水資源問題已發(fā)生了深刻變化，成為各國重點關注和亟待解決的熱點和難點。為了解決這一難題，該研究構建了基于水量平衡、彈性系數(shù)法和機器學習等方法的新框架，充分整合了衛(wèi)星遙感、地面觀測、地球系統(tǒng)模型等多源數(shù)據(jù)，系統(tǒng)研究了過去20年水資源可用性和未來30年地表徑流的時空演變特征。研究發(fā)現(xiàn)，南半球主導了全球陸地水資源可用性近20年的顯著下降趨勢；北半球受區(qū)域間顯著的差異性影響，其水資源可用性變化趨勢微弱。歸因分析表明，氣候模態(tài)如厄爾尼諾-南方濤動指數(shù)是主控因素，其次是植被變化和人類活動等。修正的地球系統(tǒng)模型預估結果進一步表明，未來30年全球大多數(shù)地區(qū)的地表徑流呈下降趨勢，水資源短缺問題將會更為嚴峻。研究成果揭示了近20年全球陸地水資源可利用性的基本演變特征，修正了關于陸地水資源未來演變的認識偏差，為全球和區(qū)域水循環(huán)對氣候變化的響應機制研究提供了新認知。研究成果于2023年以Research Article形式發(fā)表在《Science》和《Nature Water》等雜志上，入選《Science》官網(wǎng)頭條新聞。研究獲得國家重點研發(fā)計劃、中國科學院“率先行動”高層次學術帥才計劃、第二次青藏高原綜合科學考察研究及國家自然科學基金等資助。

主要完成人及所在單位：

張永強（中國科學院地理科學與資源研究所）

李聰聰（中國科學院地理科學與資源研究所）

張選澤（中國科學院地理科學與資源研究所）

馬  寧（中國科學院地理科學與資源研究所）

田  靜（中國科學院地理科學與資源研究所）

于  強（中國科學院地理科學與資源研究所）

劉昌明（中國科學院地理科學與資源研究所）

04

（基于區(qū)域適應性的黑土地保護與利用示范區(qū)分布及核心技術模式構建）

黑土地保護與利用是國家重大戰(zhàn)略部署，也是地理學、農(nóng)學等學科的前沿和熱點問題。本團隊依托中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（A類）“黑土地保護與利用科技創(chuàng)新工程（黑土糧倉）”，聚焦東北黑土地“變薄、變瘦、變硬”背后的關鍵科學問題，針對區(qū)域地理環(huán)境、資源和氣候條件差異，研發(fā)區(qū)域適宜性的黑土地保護利用與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展技術，形成“用好養(yǎng)好”黑土地的系統(tǒng)解決方案，科技支撐國家糧食安全，取得了系列創(chuàng)新性成果：1）摸清了東北黑土地退化現(xiàn)狀本底。構建了黑土地天空地一體化監(jiān)測與感知系統(tǒng)，率先完成黑土地10米分辨率土壤有機質(zhì)遙感制圖及演變速率監(jiān)測，發(fā)布《東北黑土地保護與利用報告（2022）》。發(fā)現(xiàn)東北黑土區(qū)約64%的耕地土壤有機質(zhì)呈下降趨勢，近40年旱地黑土層下降速率約為0.19 cm/年，土壤有機質(zhì)下降約為0.065 g/kg，近10年農(nóng)田土壤容重增加0.02 g/cm3；2）揭示了黑土退化過程及土壤有機質(zhì)周轉(zhuǎn)機制。闡明了黑土有機質(zhì)衰減過程中量質(zhì)特征和演變規(guī)律，提出了保護性耕作下土壤有機質(zhì)周轉(zhuǎn)和穩(wěn)定的雙源控制機制，微生物源、植物源組分控制有機質(zhì)穩(wěn)定性和有效性，豐富了土壤有機質(zhì)的微生物碳泵理論；3）研發(fā)了黑土地退化阻控及健康培育新技術。研發(fā)了黑土區(qū)溝毀耕地修復技術，支撐國家侵蝕溝治理重大任務，獲2023年吉林省科學技術進步獎一等獎；研發(fā)了以秸稈、有機肥、天然腐殖質(zhì)材料等施用為核心的黑土健康培育技術，提升了黑土耕地地力，減少了化肥施用；4）初步形成了黑土地保護與利用系統(tǒng)解決方案。針對東北黑土區(qū)不同自然地理分區(qū)，建成了海倫、長春、沈陽等七個萬畝示范區(qū)，示范面積17.1 萬畝，輻射推廣面積1.43億畝；打造“龍江模式”“梨樹模式2.0”“大安模式”和“大河灣模式”等區(qū)域適宜性耕作與管理模式，有力支撐黑土地保護利用國家重大工程和任務。

主要完成人及所在單位：

“黑土糧倉”先導專項組

量子計算是一種遵循量子力學規(guī)律進行計算的新型計算模式，在網(wǎng)絡信息安全、大數(shù)據(jù)和人工智能等領域具有巨大的潛在優(yōu)勢。本團隊將量子計算引入到信息地理學領域，在地理場景建模和泛在信息處理方面取得了系列原創(chuàng)性成果：①建立了面向量子計算的時空數(shù)據(jù)組織方法，創(chuàng)建了量子計算適配的可計算時空數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結構，解決了空間數(shù)據(jù)向量子模型的映射問題。②發(fā)展了多尺度時空數(shù)據(jù)分解、時空流畫像、行為模擬預測等模型，提出了量子空間優(yōu)化和時空分析方法，提升了時空流多尺度動態(tài)演化模擬和預測能力；③建立了復雜時空約束下地理數(shù)據(jù)多尺度量子模擬技術，首次實現(xiàn)了基于超導量子計算機的光伏發(fā)電功率預測模型真機實驗，應用量子計算算法，在大科學裝置上成功實施了海岸帶模型和陸面模式的優(yōu)化模擬；④研制了大規(guī)模地理空間優(yōu)化量子模型技術，驗證了基于國產(chǎn)光量子、超導量子計算平臺以及模擬量子計算平臺的服務地理計算的可行性，應用于電力、交通、通信等領域；⑤研發(fā)了基于量子游走的開源時空數(shù)據(jù)分析軟件包QWDAP，設計了普通PC-超算集群-量子真機適應的一體化量子計算模型，簡化了量子地理模型開發(fā)與應用分析難度。累計已發(fā)表相關論文12篇，授權國內(nèi)外發(fā)明專利18件，進入美日德澳等11國，形成了自主知識產(chǎn)權體系，獲第八屆伊斯坦布爾國際發(fā)明博覽會金獎。項目研究構建了量子地理計算模型并進行了典型應用場景示范，展示量子計算的地理學科適用性，為大數(shù)據(jù)時代復雜地理問題求解和大規(guī)模數(shù)據(jù)分析提供了新的技術路徑。

主要完成人及所在單位：

袁林旺（南京師范大學）

俞肇元（南京師范大學）

劉  熠（北京雁棲湖應用數(shù)學研究院）

樂松山（南京師范大學）

智  勇（中國移動通信集團江蘇有限公司泰州分公司）

潘  東（國網(wǎng)安徽省電力有限公司經(jīng)濟技術研究院）

竇猛漢（本源量子計算科技(合肥)股份有限公司）

胡  旭（南京師范大學）

周鑫鑫（南京郵電大學）

李冬雙（南京師范大學）

仲  騰（南京師范大學）

潘炳煌（南京師范大學）

吳明光（南京師范大學）

周良辰（南京師范大學）

羅  文（南京師范大學）

譚駱堅（南京師范大學）

閭國年（南京師范大學）

06

隨著信息技術的快速發(fā)展，基于手機信令、社交媒體等地理大數(shù)據(jù)的分析方法和應用層出不窮。劉瑜研究團隊創(chuàng)新性地提出了社會感知理論，它是指基于多源地理大數(shù)據(jù)挖掘人的時空間行為模式，并揭示其背后社會經(jīng)濟特征的研究方法，從而提供了一條“由人及地”的研究路徑。

該成果基于團隊多年研究工作，全面梳理了社會感知的基本理論、相關分析方法及應用。主要學術貢獻如下：1）形成了完整的社會感知理論和方法體系，包括對人感知、對地感知，進而從場所語義、空間交互、地理過程三個感知維度，構建了技術框架，并提出了融合遙感和社會感知的技術路線，為地理大數(shù)據(jù)研究提供了指導。2）研發(fā)了包括基于時譜曲線周期識別、混合活動分解、多尺度異常發(fā)現(xiàn)、基于Levy飛行和探索返回機制的移動性模型、流的空間自相關度量與聚類、城市空間隱性邊界識別、基于圖卷積人工神經(jīng)網(wǎng)絡的場所屬性預測等一系列地理大數(shù)據(jù)分析技術。3）與自然資源部、新華社等部門，北京、深圳等城市，以及華為、高德等企業(yè)開展合作，實現(xiàn)了成果的應用落地。

社會感知為多源地理大數(shù)據(jù)應用提供了指導，彌補了高時空分辨率社會經(jīng)濟要素感知能力不足的缺憾，成為信息地理學領域一個重要研究方向。

主要完成人及所在單位：

劉  瑜（北京大學）

07

粉塵“鐵假說”被認為是調(diào)控地球系統(tǒng)碳循環(huán)和全球變化的關鍵機制之一。亞洲中緯度干旱區(qū)是全球重要的粉塵源區(qū)。然而，“鐵假說”至今仍未得到關鍵亞洲粉塵記錄的直接印證。項目團隊歷時多年，在西昆侖山前海拔3300米的最高黃土臺地中心，通過黃土鉆探，成功獲取了厚達671米的連續(xù)黃土巖芯，是目前已知的亞洲內(nèi)陸也是全世界最厚的粉塵堆積序列。經(jīng)過團隊10多年研究，首次獲取了360萬年以來連續(xù)高分辨率粉塵通量和營養(yǎng)元素鐵（Fe）等的記錄，發(fā)現(xiàn)亞洲中緯度干旱區(qū)的粉塵釋放和營養(yǎng)物質(zhì)含量，自晚上新世以來呈現(xiàn)出階段性增加趨勢，對北太平洋和南海生物地球化學循環(huán)產(chǎn)生重要影響。尤其在約80萬年中更新世氣候轉(zhuǎn)型期，亞洲內(nèi)陸干旱區(qū)輸送至北太平洋的Fe元素以及Fe2+通量分別增加了約70%和120%，促進了北太平洋生物繁盛，并導致浮游植物種群由顆石藻轉(zhuǎn)型為固碳作用更強的硅藻，消耗了大量大氣CO2，加劇了全球氣候變冷。全球變冷又促使亞洲內(nèi)陸氣候進一步變干和冰凍圈物理風化過程增強，導致內(nèi)陸粉塵釋放以及太平洋Fe2+輸入顯著增加，對海洋生物固碳產(chǎn)生顯著促進作用。

該成果提供了亞洲粉塵營養(yǎng)物質(zhì)演化驅(qū)動大洋生物活動、生物多樣性和全球氣候變化的“鐵假說”的直接證據(jù)，闡明了“青藏高原巖石圈物理風化加劇—亞洲粉塵活動和營養(yǎng)物質(zhì)增加—海洋生物固碳以及大氣CO2吸收增強—全球氣候變冷”的碳循環(huán)工作模型，揭示出了青藏高原巖石圈/冰凍圈-大氣圈-太平洋生物圈通過鏈式響應驅(qū)動地球碳循環(huán)和環(huán)境變化的過程與機制，深化并發(fā)展了“鐵假說”的模型內(nèi)容。

主要完成人及所在單位：

昝金波（中國科學院青藏高原研究所）

方小敏（中國科學院青藏高原研究所）

楊勝利（蘭州大學）

韓文霞（中國科學院青海鹽湖研究所）

寧文曉（中國科學院青藏高原研究所）

康　健（中國科學院青藏高原研究所）

胡　喆（中國科學院青藏高原研究所）

源于青藏高原的大江大河對全球一半以上人口的福祉至關重要。準確量化氣候變化背景下青藏高原水資源變化，科學研判未來河流徑流量變化趨勢，是水資源有效利用的基礎與前提。然而，由于青藏高原氣候和地形復雜，觀測和模型結果不確定性大，長期以來限制了該問題的深入研究，進而限制了水資源變化對流域人類文明興衰的認識。在國家自然科學基金“青藏高原地球系統(tǒng)基礎科學中心項目”（41988101）、第二次青藏科考項目（2019QZKK010206）和國家自然科學基金“西南河流源區(qū)徑流變化和適應性利用”重大研究計劃（91547115）等項目的支持下，云南大學陳峰研究員聯(lián)合國內(nèi)外團隊，基于青藏高原南部樹木年輪寬度數(shù)據(jù)，重建了過去千年來雅魯藏布江、湄公河和薩爾溫江的總徑流量變化，并結合相關模式預測了未來徑流量的變化趨勢。結果表明，（1）青藏高原徑流量與流域下游旱季植被生產(chǎn)力顯著正相關，指示青藏高原徑流量對東南亞生態(tài)和社會系統(tǒng)功能的重要性；（2）青藏高原徑流量在流域文明演化進程中扮演了重要角色，中世紀暖期豐沛的河流水資源促進了蒲甘王朝崛起和吳哥窟修建，而小冰期水資源較少與緬甸衰弱和吳哥窟廢棄相對應，這為東南亞文明演化研究提供了新的視角；（3）研究還發(fā)現(xiàn)北大西洋多年代際變率和太平洋十年濤動是引起過去千年徑流量變化的重要氣候系統(tǒng)內(nèi)部變率，考慮驅(qū)動因素影響的預測模型結果顯示，未來青藏高原流入東南亞和南亞的徑流量可能達到甚至超過中世紀暖期豐沛水資源的水平。該研究通過打通學科界限，推動了對“全球變化和區(qū)域人類活動驅(qū)動下青藏高原地球系統(tǒng)鏈式響應”這一科學問題的理解。相關成果發(fā)布在Nature Geoscience等國際權威期刊。

主要完成人及所在單位：

陳　峰（云南大學）

滿文敏（中國科學院大氣物理研究所）

何大明（云南大學）

王世杰（云南大學）

袁玉江 （中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所）

胡　茂（云南大學）

趙曉恩（云南大學）

陳友平（云南大學）

張合理（中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所）

羅　賢（云南大學）

尚華明（中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所）

喻樹龍（中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所）

方歐婭（中國科學院植物研究所）

09

鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)類型識別及其轉(zhuǎn)型發(fā)展規(guī)律研究，是新時期全面推進鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略亟需解決的重大理論難題，也是國際鄉(xiāng)村地理前沿研究的重要科學命題。2023年，本團隊啟動實施國家自然科學基金重大項目“鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)協(xié)同觀測與轉(zhuǎn)型機理及模擬”，系統(tǒng)梳理了鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)研究進展及其關鍵科學問題，創(chuàng)新開展了鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)類型識別與轉(zhuǎn)型過程診斷，初步探明了鄉(xiāng)村轉(zhuǎn)型發(fā)展基本規(guī)律及其未來趨向，取得了突破性進展和創(chuàng)新性成果：①率先構建了“自上而下”的人地系統(tǒng)功能分區(qū)-類型分類-強度分級探測的理論與方法體系，研制了人地系統(tǒng)生活-生產(chǎn)-生態(tài)功能分區(qū)方案，識別出城市型-村鎮(zhèn)型-農(nóng)業(yè)型-生態(tài)型等主導類型，評析了人類足跡強度，系統(tǒng)揭示了2000~2020年中國鄉(xiāng)村人地系統(tǒng)分布、類型和等級變化趨勢；②自主研發(fā)了一套面向鄉(xiāng)村聚落科學探測的高效遙感制圖模型，顯著提高了對長時序大范圍條件下鄉(xiāng)村聚落變化自動化監(jiān)測水平，發(fā)展了面向鄉(xiāng)村道路識別的形態(tài)學軟閾值動力學模型，實現(xiàn)了鄉(xiāng)村聚落、道路、作物等復雜場景的智能化精細識別，破解了鄉(xiāng)村系列數(shù)據(jù)短缺的現(xiàn)實問題及其探測技術難題；③創(chuàng)新研制了鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的NATURE多層級響應敏感性測度模型，提出了鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)轉(zhuǎn)型拐點識別及過程狀態(tài)診斷智能模型架構，實現(xiàn)了對鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)自然氣候、地域環(huán)境、資源稟賦、社會經(jīng)濟等要素轉(zhuǎn)型趨勢的智能化診斷；④初步搭建了鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)轉(zhuǎn)型診斷-探測-模擬綜合技術平臺，解決了多粒度、多層次、多應用的異構模型集成問題，建立了可共享、高內(nèi)聚、松耦合的鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)轉(zhuǎn)型信息服務集成模式，并發(fā)布可持續(xù)減貧與發(fā)展大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，為鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)轉(zhuǎn)型診斷與鄉(xiāng)村振興決策提供了信息化平臺技術支撐。

本項目2023年在Science Bulletin和《科學通報》等期刊發(fā)表學術論文33篇，出版著作3部，授權發(fā)明專利6項，構建了鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)協(xié)同觀測數(shù)據(jù)集及技術平臺，多份咨詢報告被省部委多部門采納，項目負責人劉彥隨研究員因其突出貢獻被授予第三屆全國創(chuàng)新爭先獎，項目成員劉彥隨、李裕瑞、李玉恒等入選全球高被引科學家。

主要完成人及所在單位：

劉彥隨（中國科學院地理科學與資源研究所）

王黎明（中國科學院地理科學與資源研究所）

何建華（武漢大學）

王介勇（中國科學院地理科學與資源研究所）

李裕瑞（中國科學院地理科學與資源研究所）

趙  娜（中國科學院地理科學與資源研究所）

范澤孟（中國科學院地理科學與資源研究所）

李玉恒（中國科學院地理科學與資源研究所）

王永生（中國科學院地理科學與資源研究所）

劉正佳（中國科學院地理科學與資源研究所）

曹  智（中國科學院地理科學與資源研究所）

郭遠智（中國科學院地理科學與資源研究所）

陳宗峰（中國科學院地理科學與資源研究所）

馮巍侖（中國科學院地理科學與資源研究所）

距今6000至3000年前，歐亞大陸的長距離跨區(qū)域交流不僅首次溝通起了東西方兩大文明體系，重塑了世界早期文明的地理格局，也為當今族群和文化的分布奠定了基礎。包括天山和阿爾泰山在內(nèi)的內(nèi)亞山地廊道是早期東西交流的重要通道，該地區(qū)史前人地關系演變的過程與動力受到國內(nèi)外學者的廣泛關注。已有研究大多聚焦于史前跨大陸交流與農(nóng)業(yè)傳播的時空過程，其背后的驅(qū)動因素與發(fā)生機制尚不清楚。針對上述問題，蘭州大學環(huán)境考古團隊與國內(nèi)外機構、學者合作，在內(nèi)亞山地廊道開展了系統(tǒng)研究。成果包括：1）發(fā)現(xiàn)以阿爾泰山為核心的廊道北部距今6500至3600年氣候溫暖，尤其在距今4800至4300年，區(qū)域生產(chǎn)力的提高為東西方人群向草原地區(qū)的遷徙創(chuàng)造了條件，促進了史前跨大陸交流的出現(xiàn)；2）發(fā)現(xiàn)該區(qū)域距今約3600年前的降溫事件導致的植被退化激發(fā)了人類對新能源的迫切需求，煙煤成為薪柴之后天山中部吉仁臺溝口遺址先民的燃料新選擇，將人類最早系統(tǒng)開發(fā)煤炭資源的認識提前了至少一千年；3）構建了闡釋古人地關系演變機制的概念模型，提出區(qū)域尺度技術與社會革新促進人口快速增長及人群與技術的廣泛擴散，大陸尺度資源與社會格局的契合度深刻影響文化地理格局，指出內(nèi)亞山地廊道青銅文化發(fā)展得益于豐富草場、綠洲資源與新傳入農(nóng)牧業(yè)的高度契合。

本研究立足但不局限于內(nèi)亞山地廊道，研究團隊更多關注了氣候環(huán)境變化背景下普適性的人類適應行為，以及宏大時代背景下不同尺度空間范圍內(nèi)各類自然和人文因素的互動模式，為深入理解早期跨大陸交流背景下人地關系演變的過程與機制提供了關鍵科學證據(jù)和新的理論闡釋。相關成果于2023年在Science Advances、Nature Communications、The Innovation Geoscience等國際高水平期刊上發(fā)表，引起國內(nèi)外學者、媒體和公眾的廣泛關注，對推動地理學和相關學科的發(fā)展做出了貢獻。

主要完成人及所在單位：

董廣輝（蘭州大學）

仇夢晗（蘭州大學）

向麗雄（蘭州大學）

杜琳垚（蘭州大學）

黃小忠（蘭州大學）