沙漠占地球陆地面积约三分之一，全球约5亿人居住其中。季风边缘区沙漠对降水变化极为敏感，但其古气候解读长期面临两大难题：沉积记录不连续，且不同载体重建结果矛盾（石笋记录呈20 kyr周期，黄土磁学参数呈100 kyr周期）。近日，兰州大学聂军胜团队联合国内外学者，以东亚夏季风边缘的毛乌素沙地为对象，通过高密度光释光测年，建立了该区35万年以来高分辨率沉积年代框架，系统揭示了沙丘稳定、活化与侵蚀过程及其与夏季风变化的关联。该研究首次从沙漠地层直接提取季风变率信息，并揭示了其与人类文明演替的深刻联系。

研究团队在毛乌素沙地西南部（图1）获取了深约160米的BYXL钻孔岩芯，对其上部地层开展密集年代学研究，并结合沙地东北部全新世剖面（TLG）进行对比。结果显示，BYXL钻孔上部20米的年代主要集中在全新世、~100 ka、~120 ka、270–230 ka和320–310 ka等间冰期，并识别出多个明显沉积间断（图1），表明现今保存下来的沉积并非连续的“气候档案”：间冰期气候转湿、植被增加，沙丘固定并形成沉积；进入冰期后，气候转冷转干、冬季风增强，沙丘重新活化，导致早期地层遭受侵蚀。这一保存格局清晰显示100 kyr周期主导，支持高纬度冰量驱动假说，同时也保留了20 kyr岁差周期信号（如~180 ka至~155 ka之间的样品），表明低纬度强迫同样存在。作者创新性地指出，沉积间断本身具有环境意义—它们代表夏季风减弱、沙丘活化、风蚀增强的时段，因此包含间断的“不完美”记录恰恰蕴含着关键的季风信息。

图1. 毛乌素沙地研究站点（上）以及BYXL钻孔上部地层年代-深度关系及其与深海δ¹⁸O记录的对比（下）

此外，在BYXL岩芯和TLG剖面中均识别出~9–8 ka和~5.5–4.3 ka两次长时间沉积间断（图2），与8.2 ka和4.2 ka气候突变事件精确对应，为这两次全球性气候事件的东亚陆地响应提供了精确的年龄约束；而~3.5 ka、2.5 ka和1.5 ka的三次短暂间断则与印度夏季风减弱同步，而非东亚夏季风，揭示出全新世内部沙漠景观变化受热带印度洋水汽源调控。值得注意的是，尽管晚全新世（~4.5 ka以来）夏季太阳辐射下降、气候趋于干旱，理论上毛乌素沙丘堆积速率应增加，但实际观测到的堆积速率反而下降；作者将此解释为约4.5 ka后畜牧业与农业结合的混合经济模式兴起，人类通过耕作和灌溉稳定了黄河及其支流泛滥平原上的松散沉积物，抑制了风蚀。这一认识与湿润中国东部“农业清除植被→土壤侵蚀→荒漠化”的模式形成鲜明对照，展示了干旱区与湿润区截然不同的人地关系，也成为本文的关键创新点所在。

图2. 全新世气候记录对比。（A）东亚莲花洞石笋δ¹⁸O记录；（B）北纬65^° 7月太阳辐射；（C）呼伦湖孢粉降水记录；（D）达里湖水位记录；（E）红原泥炭δ¹³C记录；（F）阿拉伯海印度夏季风强度；（G）BYXL和TLG站点释光年代以及沉积速率；（H）石峁古城的存续时期；（I-J）靖边黄土剖面的释光年代及砂含量。灰色阴影表示毛乌素记录沉积间断。

上述水文气候与人类活动的耦合关系，在毛乌素东南缘的石峁古城兴衰过程中得到了最引人注目的印证。作为东亚最大新石器时代城址（约4.3 ka建成，3.8 ka废弃），石峁古城的建城时间恰好在~5.5–4.3 ka严重干旱结束后的气候改善期，废弃时间则对应于~3.7 ka开始的新一轮干旱（图2，表现为新的沉积间断起始）。作者认为，气候改善支撑了农牧混合经济的繁荣，使大规模人口聚集成为可能；而干旱重现导致水资源匮乏、风沙活动加剧、农业收缩，最终引发社会崩溃。这一古城案例不仅为前述沉积记录提供了考古学佐证，也进一步强化了本文关于干旱区人地关系特殊性的核心论点。

本文的突破性在于：(1) 首次从沙漠地层韵律模式独立提供了季风动力学的直接地貌证据，避免了传统代用指标（如磁学参数、元素比值）需依赖“代用指标-季风强度”经验公式的局限性；(2) 揭示沉积间断可以作为关键环境信号加以利用；(3) 为“气候变化-人类适应-社会复杂化”的耦合关系提供了精确年代学约束。研究还指出，现代毛乌素生态恢复工程（灌溉与植被种植）正是对古代“以耕稳沙”策略的延续，表明理解长期人地关系历史对当代土地管理具有现实指导意义。

论文信息：Nie, J., Li, M., Zhang, G., Peng, F.*, Buylaert, J.-P. *, Knudsen, M., Stevens, T., Baykal, Y., Yu, L., Sørensen, A. L., Guo, B., Li, Z., Li, Y.*, Si, T., Xing, L., Meng, Q., Pan, B., Xiao, W.*, 2026. Summer monsoon variability drove Mu Us Desert greening and Neolithic societal change in northern China. Communications Earth & Environment. https://doi.org/10.1038/s43247-026-03966-2